一種新型母胎心電分離方法
2023-07-25 19:45:16
一種新型母胎心電分離方法
【專利摘要】一種新型母胎心電分離方法，利用心電電極拾取孕婦腹部電信號，並經過放大、濾波後，經AD轉換成數位訊號，首先採集多路的心電信息,然後利用SVD分解算法確定多路信息中有效成分，利用概率獨立分量分析技術提取出胎兒心電、母體心電以及其幹擾，然後顯示胎兒心電和母體心電。該項發明根據提取的胎兒心電信息可有效地、精確地反映胎兒的發育的狀況，具有重要的臨床意義並獲得可觀的社會效益和經濟效益。
【專利說明】一種新型母胎心電分離方法【技術領域】
[0001]本發明提出了從孕婦腹部信號中有效提取胎兒心電信號的新技術，其具體說的是一種利用概率獨立分量分析技術分離胎兒心電的全新技術。
【背景技術】
[0002]圍產兒死亡率，綜合反映著一個國家和地區經濟發展及衛生狀況。隨著現代科學的發展，特別是電子醫學的進步，產科學也在隨之發生著巨大變化。雖然隨著圍產醫學保健工作的深入進展，以及圍產監護水平的提高，中國圍產兒死亡率較建國初期，已大幅降低，但與西方發達國家相比，還是有著差距。
[0003]自2002年以來，浙江省以整群抽樣的方式在全省30個區(縣)建立死亡監測點，詳細了解孕婦和圍產兒的發病率及死亡情況，以此來評估浙江省圍產保健工作的開展情況。在30個監測點中共有圍產兒出生444212例，佔全省圍產兒總數的58.25%，死亡5215例。且由於中國社會經濟發展不平衡因素，據研究資料顯示，圍產兒死亡率與經濟及醫療衛生狀況密切相關，經濟發達區圍產兒死亡率明顯低於經濟落後區。另據相關數據顯示，產前檢測次數與圍產兒死亡率有極大相關性，浙江省產前檢查< 3次的孕婦圍產兒死亡比例佔了51.77%，而產前檢查達到系統保護要求的孕婦圍產兒死亡率為28.28%。與其他省市相比，浙江省圍產兒死亡率雖然高於上海等經濟發達城市，但在全國來講，仍處於一個較低水平，低於國家平均值，由此說明我國圍產醫學仍亟待發展，以進一步降低圍產兒死亡率、致殘率及剖宮產率。而改善這一狀況，離不開圍產醫學保健工作的普及，以及用於胎兒監護、胎心檢測方面的醫療設備不斷改進與完善。
[0004]胎兒心電信號(Fetal Electrocard1gram, FECG)記錄胎兒心臟動作電位及其在心臟傳導過程中的圖形變化，是反映胎兒宮內生理活動的客觀指標之一，其中含有反映胎兒健康狀況，如發育程度、位置、是否酸中毒或者心律失常等重要信息，在整個妊娠期內，特別是存在妊娠風險時，FECG可作為診斷胎兒健康狀況，確定是否中斷妊娠的重要手段和工具。提取胎FECG主要有浸入式和無創式兩種方法。入侵式提取方法，即在孕婦分娩時，將電極放入孕婦子宮內的胎兒頭皮上，這種方法得到信號比較準確，但是只能在分娩時使用且可能對胎兒和孕婦造成傷害；無創式提取方式將電極放在孕婦腹部儘可能地靠近胎兒位置測得信號，此方法可在整個妊娠期內使用，它可以早期發現胎兒宮內缺氧、窘迫、對許多胎兒本身的疾病，如先天性心臟病，新生兒心律失常，胎兒宮內發育遲緩等，能夠提供重要的診斷依據。由於FECG比較微弱，無創式提取的胎兒心電信號一般從母親的腹部採集獲得的，在採集的過程中不可避免的會含有許多噪聲(如工頻幹擾，母體自身的心電(MaternalElec-trocard1gram, MECG)，從複合母體信號中分離出胎兒心電信號，準確提取FECG成為生物醫學工程中一個有趣而富有挑戰性的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的主旨是針對目前胎兒心電圖提取技術尚未成熟，提出的一種可有效分離母胎信號的新方法，其技術流程是:利用心電電極拾取孕婦腹部電信號，並經過放大、濾波後，經AD轉換成數位訊號，首先採集多路的心電信息，然後利用SVD分解算法確定多路信息中有效成分，利用概率獨立分量分析技術提取出胎兒心電、母體心電以及其幹擾，然後顯示胎兒心電和母體心電。
[0006]為實現上述技術目的，本發明所採用的技術方案是:一種新型母胎心電分離方法， 首先，利用電極拾取孕婦腹部信號，並對拾取信號進行放大、數模轉換、濾波等預處
理；
然後，再利用概率性獨立分量分析盲源分離技術對預處理後多導聯的心電信號進行盲源分離處理，可得到胎兒心電信號，母體心電信號以及其他信號和幹擾；
最後，根據需求顯示純淨的胎兒心電信號，或將胎兒心電信號和母體心電信號同時顯示，以便作對比。
[0007]所述的概率性獨立分量分析技術為:
利用概率性獨立向量分析算法對採集到母胎信號混合信號為7維Z進行分離，首先利用奇異分解矩陣對母胎混合信號進行白化處理，確定分解有效空間K維，其公式如下:
【權利要求】
1.一種新型母胎心電分離方法，其特徵在於: 首先，利用電極拾取孕婦腹部信號，並對拾取信號進行放大、數模轉換、濾波等預處理； 然後，再利用概率性獨立分量分析盲源分離技術對預處理後多導聯的心電信號進行盲源分離處理，可得到胎兒心電信號，母體心電信號以及其他信號和幹擾； 最後，根據需求顯示純淨的胎兒心電信號，或將胎兒心電信號和母體心電信號同時顯示，以便作對比。
2.根據權利要求1一種新型母胎心電分離方法，其特徵在於:所述的概率性獨立分量分析技術為:利用概率性獨立向量分析算法對採集到母胎信號混合信號為7維Z進行分離，首先利用奇異分解矩陣對母胎混合信號進行白化處理，確定分解有效空間K維，其公式如下:
【文檔編號】A61B5/0444GK104027105SQ201410164558
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】楊曉利, 李振偉, 許俊超 申請人:河南科技大學