[发明专利]根据母体腹部ECG记录的胎儿心率提取

说明书

一种用于使用计算机处理器(26)来从至少一个母体信号提取胎儿心率的系统(10)。所述系统包括：传感器(12‑18)，其附接到患者以接收腹部ECG信号，以及记录器和数字转换器(20)，其在母体信号缓存器(22A‑22D)中记录并数字化每个至少一个母体信号。所述系统还包括识别所述母体信号缓存器中的候选峰的峰检测器(40)。所述系统的所述信号堆叠器(42)将至少一个母体信号缓存器进行堆叠并且划分为多个片段，每个片段包括一个候选峰，并且空间滤波器(44)识别和衰减所述母体信号缓存器的所述多个片段中的母体QRS信号，所述空间滤波器包括主成分分析和正交投影中的至少一个，以产生原始胎儿ECG信号，所述原始胎儿ECG信号被存储在原始胎儿ECG缓存器中。所述系统还包括：胎儿QRS识别器(46)，其用于通过主成分分析和跟随有基于规则的fGRS提取的峰检测器中的至少一个来识别原始胎儿ECG缓存器中的峰；融合器(48)，其用于根据所识别的峰来计算和融合胎儿心率。

技术领域

本申请总体涉及从母体腹部心电图(ECG)记录来提取胎儿心率。其具体结合空间滤波和基于自适应规则的胎儿QRS检测的使用而应用并且将特别参考其进行描述。然而，应理解，其也适用于其他使用场景并且不一定限于前述应用。

背景技术

心脏缺陷是最常见的出生缺陷之一并且是与出生缺陷有关的死亡的主要原因。每年，大约1/125婴儿伴随某种形式的先天心脏缺陷出生。先天心脏缺陷起源于在心脏形成时怀孕期的早期，并且其可能影响心脏的任何部分或功能。由于遗传综合征、遗传性疾病或者诸如感染或药物误用的环境因素，因而可能发生心脏畸形。然而，除在分娩期间外，胎儿心电描记法尚未证明为用于对特定结构缺陷进行成像的有效工具。

胎心信号的检测和分析是胎儿健康监测的主要成分并且具有胎儿心率失常、胎儿行为状态等等的监测中的各种应用，但是胎儿心电描记法对于更加总体的问题，例如归因于使脐带窒息的特定胎位的一般缺血，是受限的。该限制的原因在于，无创胎儿心电图(ECG)被胎儿大脑活动、肌动描记(肌肉)信号(来自母亲和胎儿二者)、电信号必须穿过的不同的介电生物媒体的运动伪影和多个层所污染。胎儿ECG比另一干扰生物信号(母体心脏信号、子宫收缩)弱得多并且常常被胎儿大脑活动、肌动描记(肌肉)信号(来自母亲和胎儿二者)和运动伪影所污染。希望连续的胎儿心率(FHR)监视器减少未诊断的胎儿缺氧，但是输出常常是不可靠的并且难以解释，这导致健康婴儿的分娩的增加的剖宫产率。

用于测量FHR的最准确的方法是使用胎儿头皮电极的直接胎儿心电图(FECG)，其仅可能使用在分娩中但是由于其相关联的风险通常不使用在临床中。无创性FECG监测是通过放置在期望的母亲的腹部上的电极来测量的。在具有可忽略的风险的怀孕期的第四个月的中间之后，可以使用该方法。然而，检测腹部ECG信号中的FHR常常是困难的，因为母体ECG中通常具有较大的幅度并且母体ECG的R峰常常与胎儿ECG的R峰交叠。使用复杂的信号处理技术在FHR估计方面具有经改进的准确度。仍然存在大量的改进空间。

现今，胎儿监测基于胎儿心率并且不并入胎儿ECG(fECG)波形特性的特性，其是孩子和成人二者的心脏评价的基石。从临床实践排除该最关键的信息源的主要原因在于，可靠地测量fECG的技术大部分是不可用的。因此，尚未大规模地进行使ECG特性与新生儿结果相关的研究。

如所讨论的母体ECG是潜在的噪声，其污染胎儿ECG。

一般地，现有的ECG分析技术针对ECG信号主导存在于记录通道中的噪声的情况调谐。在事实并非如此的情况中，例如当使用低成本ECG设备时或者当试图从放置在母亲上的腹部电极记录胎儿心跳时，归因于噪声的信号偏差可以变得与归因于心脏的电活动的信号偏差不能区分。