對分離的胎兒心電圖中的qrs波的真偽進行辨識的方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種能方便地對分離獲得的胎兒心電圖中的QRS波的真偽進行辨識的方法。
[0002]像成人都做心電圖檢查一樣，胎兒也有做心電圖檢查的必要。無創的非侵入式的胎心電檢測，把電極主要置于孕婦腹壁來探測，記錄的腹壁電不僅包含了胎心電成分、還包含了母體心電成分及其他干擾噪聲，信噪比很低。現有的臨床在用的胎兒心電圖機，只把記錄的腹壁電打印出來供醫生看，不分離胎心電，不能自動計算胎心率，不妨稱為第一代胎兒心電圖機。人們現在正在研宄的是有母胎心電分離功能的胎兒心電圖機，希望通過分離能提高胎兒心電圖的信噪比并自動計算胎心率，不妨把有分離功能的胎兒心電圖機稱為新一代胎兒心電圖機。
[0003]新一代胎兒心電圖機到最終進入臨床應用還有很多問題要解決。一個問題是:由于種種原因，雖然分離得到的胎兒心電圖較原腹壁電信號信噪比整體上提高了，可自動計算正確的平均胎心率，但胎兒心電圖波形中仍可能存在一些異常，某些看似QRS波的波段實際不是真正的胎心電QRS波，是母體心電或其他干擾噪聲的殘留，而波形上某些本來應該出現胎心電QRS波的部位又看不到QRS波，我們不妨把這兩種情況統稱為胎心電QRS波的偽跡(又叫偽差，artifact)。因此，為了使醫生不出現誤診，對分離獲得的胎兒心電圖中的QRS波的真偽首先存在一個辨識的問題。
【背景技術】
[0004]辨別胎兒心電圖中的QRS波的真偽，當然首先要分離出胎兒心電圖。現在雖沒有進入臨床使用的帶分離功能的新一代胎兒心電圖機，但研宄胎兒心電圖分離技術的文獻還是很多的。分離胎兒心電圖，有從檢測的一路腹壁電來實現分離的，也有從檢測的幾路腹壁電通過融合計算來實現分離的，還有檢測時增加一路或幾路胸壁電來幫忙對腹壁電進行分離的。
[0005]文獻中，各種胎心電分離算法處理結果的呈現方式也有不同:如果是針對多路腹壁電(可含胸壁電)的處理方法，如獨立分量分析法(ICA)等，則常常將分離得到的各路源信號按分離次序依次排列；如果是針對單路腹壁電的處理方法，則可能將該路腹壁電、分離得到的母體心電圖、分離得到的胎兒心電圖排列一起，有時還一起畫出它們的頻譜。
[0006]現在文獻里各種各樣的胎心電分離算法的處理結果的呈現方式，總的說來，沒考慮那么多，似乎旨在只讓讀者看一下分離的胎兒心電圖的整體效果如何，以評判所提出的分離方法，沒有考慮在臨床上有對分離的胎兒心電圖的每個QRS波的真偽進行辨別的需要，因此，也未見提出適于臨床上可方便地對胎兒心電圖QRS波真偽進行辨識的相應的技術措施或方案。
[0007]參考文獻:
[0008]1.韓亮，蒲秀娟:使用時頻盲源分離和小波包去噪的胎兒心電信號提取，計算機應用，2013，33 (8):2394-2396,2400.
[0009]2.Shuicai Wu? Yanni Shen，Zhuhuang Zhou，Lan Lin，Yanjun Zeng，XiaofengGao -Research of fetal ECG extract1n using wavelet analysis and adaptivefiltering，2013，Computers in B1logy and Medicine，43:pp.1622-1627
【發明內容】
[0010]發明目的。
[0011]提出一種適于臨床上可方便地對分離的胎兒心電圖QRS波真偽進行辨識的技術方案。
[0012]技術方案。
[0013]本發明涉及一種能方便地對分離的胎兒心電圖中的QRS波的真偽進行辨識的方法，它包括三個步驟，(I)檢測或讀取用于分離胎心電的腹壁電信號及起輔助作用的胸壁電信號，若分離方法不用胸壁電協助則可不檢測或讀取胸壁電，(2)采用某種算法實現胎兒心電圖的分離，即至少計算出一個胎兒心電圖，對N胞胎計算出相應的N個胎兒心電圖，同時可計算出一個母體心電圖，(3)將分離結果，結合原檢測或讀取信號，按某種方式顯示在計算機屏幕上或打印在一張紙上，由臨床人員據此對分離的胎兒心電圖QRS波的真偽進行辨識；其特征是，第(3)步顯示在計算機屏幕上或打印在一張紙上時，要展現的波形圖至少要包括一路腹壁電信號波形圖和分離得到的各個胎兒心電圖的波形圖，而且它們排列時要上下排列，所有波形圖的橫坐標(即時間軸)長度要相同、刻度要相同、起點要對齊，所有波形圖上要有縱向等間距網格線，不同波形圖上的縱向網格線的數量要相等、間隔要相同。
[0014]以上方案是人類視覺規律和認識規律的利用和體現，也反映了胎兒心電圖QRS波辨識的客觀要求。
[0015]有益效果
[0016]目前，尚未見有文獻提出能方便地對分離的胎兒心電圖中的QRS波的真偽進行辨識的技術方案，因此，本技術方案具有新穎性。圖2為分離得到的一個胎兒心電圖的波形圖，此單獨展現的胎兒心電波形上有兩處偽胎兒QRS波存在，見圖2中箭頭a和b所指，它們實質為母體心電QRS波的殘留，但臨床人員無法判斷它們到底是胎兒的心率不齊現象還是偽胎兒QRS波。圖3為按本技術方案將一路腹壁電信號和分離的胎兒心電圖一起展示的情況，上部是腹壁電波形圖，下部是分離的胎兒心電波形圖，顯然，借助網格線，通過上下對照，臨床人員很容易辨識胎兒QRS波的真偽；具體說，通過上下對照，易看出胎兒心電圖的c和h處不是真實的胎兒QRS波，是偽跡，它們實際上分別是上部腹壁電a和f處的母體信號的殘留，而胎兒心電圖的d和g處本應該顯示出胎兒QRS波來，因為腹壁電波形的對應位置b和e處能看見疊加有小小的胎兒QRS波，但分離結果遺漏了胎兒QRS波，這也是偽跡。圖4自上而下依次為原檢測的一路胸壁電、選擇的一路腹壁電、分離的母體心電圖、分離的胎兒心電圖，顯然，通過將它們上下整齊排列一起展示，借助網格線，也容易辨識分離的胎兒心電圖中的QRS波的真偽，這也屬本技術方案的具體情況之一。經過大量數據的測試及測試者的反映情況表明，本技術方案對辨識提取的胎兒心電圖中的QRS波的真偽非常有效，很實用，與單獨呈現胎兒心電圖進行辨識或不用網格線進行辨識相比有實質進展。
【附圖說明】
[0017]圖1，本技術方案的流程框圖
[0018]圖2，單獨呈現胎兒心電圖時的不易辨識性示意圖
[0019]圖3，按本方案呈現一路腹壁電信號和分離的胎兒心電圖時的辨識性示意圖
[0020]圖4，按本方案呈現四路波形時的辨識性示意圖
[0021]圖5，按本方案對一雙胞胎情況的呈現結果
[0022]【具體實施方式】(實施例)
[0023]在臨床檢測記錄有一雙胞胎孕婦的數據，包括同步檢測的I路孕婦胸壁電信號和3路腹壁電信號，采樣頻率IkHz。
[0024]首先，讀取記錄的孕婦四路信號。第(2)步，采用文獻方法依次分離出了一個母體心電圖和兩個胎兒的胎兒心電圖。第⑶步，選擇I路胎心電成分明顯的腹壁電信號與分離得到的一個母體心電圖和兩個胎兒心電圖顯示在計算機屏幕上或打印在一張紙上，讓它們依次上下排列，四個波形圖的橫坐標(即時間軸)長度相同、刻度相同、起點對齊，波形圖上有縱向等間距網格線，不同波形圖上的縱向網格線的數量相等、間隔相同，如圖5所示。從圖5中，可方便地辨別出兩個胎兒心電圖的QRS波的真偽；例如，易發現最下面展示的一個胎兒心電圖的c處為偽胎兒QRS波，它實際上是腹壁電a處信號的殘留所導致的，而d處是本應該有一個胎兒QRS波，但遺漏了，因為腹壁電對應位置b處疊加有一個胎兒QRS波。
【主權項】
1.本發明涉及一種能方便地對分離的胎兒心電圖中的QRS波的真偽進行辨識的方法，它包括三個步驟，(I)檢測或讀取用于分離胎心電的腹壁電信號及起輔助作用的胸壁電信號，若分離方法不用胸壁電協助則可不檢測或讀取胸壁電，(2)采用某種算法實現胎兒心電圖的分離，即至少計算出一個胎兒心電圖，對N胞胎計算出相應的N個胎兒心電圖，同時可計算出一個母體心電圖，(3)將分離結果，結合原檢測或讀取信號，按某種方式顯示在計算機屏幕上或打印在一張紙上，由臨床人員據此對分離的胎兒心電圖QRS波的真偽進行辨識；其特征是，第(3)步顯示在計算機屏幕上或打印在一張紙上時，要展現的波形圖至少要包括一路腹壁電信號波形圖和分離得到的各個胎兒心電圖的波形圖，而且它們排列時要上下排列，所有波形圖的橫坐標(即時間軸)長度要相同、刻度要相同、起點要對齊，所有波形圖上要有縱向等間距網格線，不同波形圖上的縱向網格線的數量要相等、間隔要相同。
【專利摘要】本發明涉及一種能方便地對分離的胎兒心電圖中的QRS波的真偽進行辨識的方法，它包括三個步驟，(1)檢測或讀取用于分離胎心電的腹壁電信號及起輔助作用的胸壁電信號，(2)采用某種算法實現胎兒心電圖的分離，(3)將分離結果，結合原信號，按某種方式顯示在計算機屏幕上或打印在一張紙上，據此對分離的胎兒心電圖QRS波的真偽進行辨識；其特征是，第(3)步展現的波形圖至少要包括一路腹壁電信號波形圖和分離得到的各個胎兒心電圖的波形圖，而且它們排列時要上下排列，所有波形圖的橫坐標(即時間軸)長度要相同、刻度要相同、起點要對齊，所有波形圖上要有縱向等間距網格線，不同波形圖上的縱向網格線的數量要相等、間隔要相同。
【IPC分類】A61B5-0472, A61B5-0444
【公開號】CN104545893
【申請號】CN201510017408
【發明人】劉紅星, 于瓊, 管群, 李萍, 肇瑩, 黃曉林, 司峻峰, 寧新寶
【申請人】南京大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月12日