超声多普勒胎心率检测技术采用多普勒原理,将超声波探头耦合到孕妇腹部发送超声,通过接收胎儿心脏反射的频移信号,再通过后端信号电路的处理,得到胎心率信号。各医院的产科所用胎心监护仪和普通孕妇使用的家用多胎心仪都采用此技术。通过检查胎儿心率,能客观的反映胎儿在母体内的状态,并及时发现妊娠高血压、胎位不正、脐带绕颈、宫内缺氧等问题。虽然市面上采用多普勒技术测试胎心率有一定规模的应用,但大部分产品质量参差不齐,从而测得的胎心音辨识度不高,当胎心搏动微弱时容易导致检测出来的胎心率数值不准,从而不能客观反映胎儿在母体内的状态。影响胎心监测结果的准确性主要取决于胎心监测探头性能的优劣,胎心监护行业研究中对于多普勒探头性能提升研究并不多,总结出来的优化方案也非常少。所以研究多普勒胎心信号提取技术,提高胎心探头的性能,对行业有非常积极的意义。探头性能提高后,一方面能帮助医生和孕妇更容易准确找到胎心,另一方面能使探头检测到更加微弱的胎心跳动,检测到的孕周提早。为此,本文主要做了以下工作。1.讨论了连续波多普勒探头和脉冲波多普勒探头的设计原理,针对两种类型探头,各提出了一种高性能探头的前置电路设计方案。并分模块讨论了各个设计细节探头性能对的影响,主要有前端换能器调谐匹配,信号发送电路设计,回波接收电路设计,信号调制解调,巴特沃斯高阶滤波通道设计,精确到指令周期的脉冲波探头时序产生程序设计等。2.归纳了几处在经过多次试验验证的创新之处:对于连续波探头换能器的角度设计,本文中给出了推导过程,并算出了角度的大小,能完全能满足临床应用。对于探头过渡层的厚度设计,本文同样给出了推导过程,得出了产生全透射的厚度大小。另外本文也给出了换能器加工工艺中的抗干扰措施,连续波探头信号流回路的自激导致的胎心仪扬声器啸叫现象的预防措施,PCB layout过程中板层规划、器件布局、敏感电路处理等,这些均具有明确的工程应用价值。3.本文提出了两种探头性能测试方法,其中一种是通过调节驱动靶心的电压,来获得可以稳定分辨靶心波动模拟心率数值的最低驱动电压,来对比不同厂家和不同设计方案的优劣。另一种方法是在输入恒定信号源时,通过示波器来读取信号电压幅度和噪声电压幅度来计算探头信噪比。