基于WinCE系统的便携式产程监护仪

　　1 引言

　　本世纪初，Veit用Einthoven 氏电流计首次从体表记录了人的妊娠子宫的电活动。1950 年，Steer 和Hertsch将这一信号定义为体表子宫电信号(eletrohystrogram, EHG)^[1]。自此之后，人们开始了对体表子宫电信号的深入研究。开始的研究兴趣集中在体表子宫电信号是否具有意义，以及时域、频域的特点上。直至1993 年，法国Compiegne 大学研究组发表综述文章，认为EHG信号能够反映肌肉纤维兴奋的原始过程，提供有关子宫肌肉活动的辅助信息，是妊娠和分娩监护的有效手段^[2]。从此，转入了对体表子宫电信号的应用研究，研究人员从不同的角度尝试将其应用于临床，提出了早产检测、宫缩次数检测等多种设想。此前曾研制了一套多导同步的体表子宫电数据采集系统，能以较高的采样率，完成16 导联体表子宫电数据的同步采集，为此领域的研究作出了贡献[1,4]。图像信息为一维的波形信息，虽能体现各点处电信号的强弱变化，却很难直观的反映宫体收缩的同步性，更难以准确推测宫缩的起博点，因此我们借鉴脑电监测中广泛使用的地形图法。这样便对系统本身提出了更高的要求，要求更快的响应速度，特别是更好系统任务协调调度机制。于是传统的单片机便不再能够满足要求，因此本系统引入 ARM 硬件平台，其上以WinCE 嵌入式操作系统提供管理调度。

　　WinCE 以其高效的模块化及可伸缩性、良好的实时性、强大的通信能力，及其应用程序开发方便等优良特性极好的满足了系统设计的实际需求。

　　2 Windows CE 技术特性

　　Windows CE.NET 为 WinCE 较成熟版本，能从内存磁盘中启动，操作系统的基本内核可以精简到只需要 200KB的ROM;其最主要的优势是提供对Internet的开发支持，如FTP，HTTP客户端支持等，使开发人员可以利用原有的编程技术经验，方便地开发基于Windows CE.NET 的应用程序。作为一种紧凑、高效、可伸缩的操作系统，WinCE 面向各种嵌入式应用。WinCE是许多可组装模块的集合，图 1 为 WinCE 的模块化结构图，它有4个主要模块：Kernel模块、ObjectStore 模块、GWES模块和Communications模块,其中Kernel 模块是 WinCE 操作系统的核心。

　　3 硬件架构介绍

　　本系统的上位机部分以三星公司的 ARM 处理器S3C2410x 为中央芯片。S3C2410X 使用 ARM920T 核，具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性，因此适用便携式设备的开发。下位机采用 ADI 公司AduC841 做控制芯片，配以片外 RAM628128 做缓冲存储器。此外前端采用自行研制的前置生物放大器^[3]，对16路电极采入的子宫体表电信号进行放大，压力测量采用FSL05N2C触力传感器进行压力测量^[3]。上位机与下位机通过串口进行通信。图2为系统的硬件架构图。从各传感器通道采入的信号首先经过多路开关进行分时选择，在经过放大滤波网络，之后传入下位机控制器，在等待期间，将数据放入片外RAM进行缓存。体表子宫电信号与腹部压力信号分不同区域存储，各通道子宫电信号在同一区域依次存储。