基于智能手机的孕妇围产期宫缩图像分析系统研发

发布时间：2020-08-07 05:34

【摘要】：我国对围产期的划分法是孕妇妊娠28周到产后4周这一时期,孕妇进入这一时期开始,会出现比较明显和频繁的子宫收缩现象,子宫收缩的强度和频率是临床母婴监护的重要指标。目前,胎心监护仪是临床对孕妇监护最常用的工具,医护人员通过观察其打印的纸质胎心宫缩图判断孕妇及胎儿的健康状况。但是,纸质宫缩图存在不易于存储、医生视觉上的主观判定容易产生偏差等缺点,至今尚未出现一款有效的工具能够对纸质胎心宫缩图识别判定。因此,研制出一款能够分析识别纸质胎心宫缩图的监护系统具有重要意义。本文设计开发了一套基于智能手机的孕妇围产期宫缩图像分析系统。首先,利用手机APP调用手机拍照功能获取胎心宫缩图;然后,利用后台程序对获取到的图像进行预处理、宫缩波形提取、宫缩波形数据取值;接着,对提取到的数据进行分析判定;最后,通过APP的各个功能模块将处理的结果呈现给用户,同时将宫缩数据和判定结果上传至云端数据库。本文主要研究内容如下:(1)宫缩波形图像预处理方法设计与实现:根据图像处理的基本原理和方法,设计实现了对宫缩波形图像的预处理,主要步骤包括图像的灰度化、去噪、旋转与矫正以及宫缩波形图像的裁剪。(2)宫缩波形图像提取方法设计与实现:根据图像形态学操作原理和方法,设计实现了对宫缩波形的提取,主要步骤包括图像的二值化、腐蚀膨胀、连通域降噪、清除最大轮廓以及提取宫缩波形数据。(3)宫缩波形分析识别算法设计与实现:针对宫缩波形的不同特征对宫缩波形进行质量分类,然后根据波形质量确定合适的滤波方法,并对滤波后的波形进行了定基线和归一化处理,最后根据有效宫缩的评判标准给出健康判定结果。(4)安卓APP的设计与实现:根据系统需求设计了安卓APP的整体架构,并对每个功能模块进行原理说明与效果展示,实现了手机拍照提取、分析识别、健康判定、宫缩波形重绘和数据上传等基本功能。本系统完成了对纸质胎心宫缩图的数字化分析与管理,克服了纸质数据不易保存和容易损坏丢失的缺点,同时也为今后的大数据分析研究和人工智能算法处理提供了真实可靠的样本数据。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH783;TP391.41;TN929.53
【图文】：

优生优育,广大人民群众,出生率,健康状况

明显的改善。在２０１５年１０月国家实施全面二孩政策以来，中国迎来新一轮的生育高峰。根逡逑据中国产业信息网统计数据显示，二孩政策放开之后，２０１６年中国人口出生率达到了邋１２．９５％。，逡逑相比于过去十年为最高值，如图１．１所示。逡逑１３．２邋逦逡逑１３逡逑１２．８邋邋逦４—－逡逑二：－逦１２．Ｔ７逦／￣￣￣逡逑＾２－0９邋１２－１邋１２．１４邋１２．１逡逑ＡＴ邋＜ｒｌｌ．９３逦１２．０８逡逑１１．８逦逦逡逑１１．６逦逡逑１１．４邋逦逦逡逑１１邋？邋２逦１逦＿逦｛逦｜逦Ｉ逦ｊ逦ｋ邋１逦Ｉ逦ｔ逦ｉ逦ｉ逦１逦１逦ｉ逡逑２００５邋２００６邋２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５邋２０１６逡逑人口出生率（％。）逡逑图１．１邋２００５－２０１６年中国人口出生率分析逡逑近年来，人们越来越关注孕期母亲和胎儿的健康状况，优生优育成为广大人民群众十分逡逑关心的问题。围产期是孕妇分娩前后的重要阶段，我国一般指孕妇怀孕２８周到生产后４周这逡逑一时期。由于在围产期阶段孕妇会出现比较明显和频繁的宫缩现象，而且比较容易患上常见逡逑的孕期疾病，胎儿及母亲的发病率和死亡率较高。所以，对孕妇围产期阶段进行有效的监护逡逑十分重要，围产期监护既能保证胎儿的健康发育，也能保障孕妇的身体健康，给孕妇及家庭逡逑带来更好的生活质量［１］。逡逑现代医学对产科医生的要求是：及早发现胎儿窘迫，在胎儿缺氧期间早期处理，同时还逡逑要尽量减少因所谓的胎儿窘迫而进行不必要的宫剖产［２］。有统计表明

波形,医护人员,市面,图纸

为了有效保证胎儿在围产期可以正常、健康、安全的发育和成长，人们做了很多努力。逡逑其中，胎心监护仪成为产科医生对孕妇进行产前产时的常用监护工具，相关医护人员通过观逡逑察其打印的胎心宫缩图（ｃａｒｄｉｏｔｏｃｏｇｒａｍ，ＣＴＧ）来判断孕妇及胎儿的身体状况，如图１．２就逡逑是一种典型的ＣＴＧ图纸，包括胎心率波形和宫缩波形。这也是目前最常见的对孕妇及胎儿的逡逑监护方法。其中，宫缩频率和强度等相关参数又是了解胎儿是否缺氧的重要指标，如果能够逡逑在发现胎儿出现缺氧症状之前，针对性地进行重点监护或手术干预，可大大降低胎儿窒息发逡逑生率。逡逑？逦ｔｏｏ：逡逑：：！邋；Ｊ邋：邋Ｉ邋＇逦：逦＇逦ＭＴ；以：，：｜逦：逦１．邋：邋ＡＵ逡逑！逦｜邋１ｊ逦．邋．邋ｊ邋：邋ｉ邋？逦＾逦．逦：逦：逦．邋ｊ．邋＾逡逑？逦—－ｊ－邋－？邋－逦■＂逡逑？逦？邋ｊ邋？逦．．．．．．逡逑？逦？？逦－邋？逦逦？逦．逦邋邋．．．．ｉ．逦邋．邋－逦逦＾逦逦逦邋？逦．逦？－＊邋逦逦逦？－逦—逦－－－—逡逑＂ｊ逦Ｊ逦ｉ邋＊逦＊逦Ｉ逦？逦ｒ逦？逦ｔ逦■逦ｊ逦ｊ逦＊逦？逦：＇逦？逦－逡逑ｉ邋：Ｈ邋：邋！邋：邋■：逦：邋：逦ｉ邋ｉ邋：邋Ｊ逡逑：＼逦Ａ逦：逦ｊ逦；逦ｉ逦：Ｉ逦：逦ｉ：ｒ逦：逦：逦ｊ逦：逦；逦：逦１逦；逦！逡逑ｉ邋：逦１邋ｔ邋ｈ逦Ｉ…Ｍ邋．卜：１逦：邋Ｓ逦．逦！邋］逦ｔ．逦Ｉ逦：逦ｉ逦：逦ｉ逦：逦！：丨」逦Ｉ逡逑ｃ－逦？逡逑图１．２邋ＣＴＧ图纸逡逑目前，由于市面上的母婴监护设备不尽相同以及医护人员在对ＣＴＧ进行视觉判读时存在逡逑主观误差［５］

示意图,宫缩,示意图

早期由于技术水平和医疗条件限制，最开始的宫缩检测是一种侵入式的检测方法。１９７６逡逑年，Ｊ．Ｄ．Ｋｎｏｋｅ等人采用了一种侵入式的测量方法测量宫缩，该方法是直接将宫缩压力计通逡逑过导管置于孕妇子宫内部检测宫内压力变化［８］，如图１．３所示。由于宫缩压力计是直接置于孕逡逑妇子宫内部，所以有较高的测量精度，但是此方法会对孕妇和胎儿造成不可预计的伤害，如：逡逑细菌感染、孕妇心理损伤等问题，不适合大面积推广使用。逡逑ＣＺｏｒｄｉｏｆｏｃｈｏｍｏｔｅｒ邋（ＦＨＲＪ逡逑Ｉｎｆｒａｕｔｅｒｉｎｅ邋ｐｒｅｓｓｓｗｒｃｓ邋ｆｒｏｎｓｄｊ＾ｃｏｒ邋ｙｆ逡逑（ｕｔｅｒｉｎｅ邋ｃｏｎＳｒａｃｔｉｏｎｉｓ）逡逑？邋逦逦邋—邋—邋＾邋邋邋＾ｅｃｔｒｃｘｉｏ逡逑ｊ逦逦逦．、丨逦逦逦逦逦邋．．．．．逦．．．．．，．，—逦逦逦逦逦逡逑图１．３侵入式宫缩检测示意图逡逑１９９６年，Ｃｈｉｈ－Ｌｕｎｇ邋Ｌｉｎ等人研发出一种更加安全的非侵入式测量方法，该方法将压力传逡逑感器置于孕妇腹部，如图１．４所示。当孕妇产生宫缩时，压力传感器会感应到相应的变化，逡逑进而由检测到的数据计算得出宫缩压力的大小［９］。１９９７年，Ｃｈｉｈ－Ｌｕｎｇ邋Ｌｉｎ等人对原系统进行逡逑了改进，提高了系统的测量精度并增加了数据存储、危险报警等功能［１（）］。逡逑３逡逑

【参考文献】