对分离的胎儿心电图中的qrs波的真伪进行辨识的方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种能方便地对分离获得的胎儿心电图中的QRS波的真伪进行辨识的方法。
[0002]像成人都做心电图检查一样，胎儿也有做心电图检查的必要。无创的非侵入式的胎心电检测，把电极主要置于孕妇腹壁来探测，记录的腹壁电不仅包含了胎心电成分、还包含了母体心电成分及其他干扰噪声，信噪比很低。现有的临床在用的胎儿心电图机，只把记录的腹壁电打印出来供医生看，不分离胎心电，不能自动计算胎心率，不妨称为第一代胎儿心电图机。人们现在正在研宄的是有母胎心电分离功能的胎儿心电图机，希望通过分离能提高胎儿心电图的信噪比并自动计算胎心率，不妨把有分离功能的胎儿心电图机称为新一代胎儿心电图机。
[0003]新一代胎儿心电图机到最终进入临床应用还有很多问题要解决。一个问题是:由于种种原因，虽然分离得到的胎儿心电图较原腹壁电信号信噪比整体上提高了，可自动计算正确的平均胎心率，但胎儿心电图波形中仍可能存在一些异常，某些看似QRS波的波段实际不是真正的胎心电QRS波，是母体心电或其他干扰噪声的残留，而波形上某些本来应该出现胎心电QRS波的部位又看不到QRS波，我们不妨把这两种情况统称为胎心电QRS波的伪迹(又叫伪差，artifact)。因此，为了使医生不出现误诊，对分离获得的胎儿心电图中的QRS波的真伪首先存在一个辨识的问题。
【背景技术】
[0004]辨别胎儿心电图中的QRS波的真伪，当然首先要分离出胎儿心电图。现在虽没有进入临床使用的带分离功能的新一代胎儿心电图机，但研宄胎儿心电图分离技术的文献还是很多的。分离胎儿心电图，有从检测的一路腹壁电来实现分离的，也有从检测的几路腹壁电通过融合计算来实现分离的，还有检测时增加一路或几路胸壁电来帮忙对腹壁电进行分离的。
[0005]文献中，各种胎心电分离算法处理结果的呈现方式也有不同:如果是针对多路腹壁电(可含胸壁电)的处理方法，如独立分量分析法(ICA)等，则常常将分离得到的各路源信号按分离次序依次排列；如果是针对单路腹壁电的处理方法，则可能将该路腹壁电、分离得到的母体心电图、分离得到的胎儿心电图排列一起，有时还一起画出它们的频谱。
[0006]现在文献里各种各样的胎心电分离算法的处理结果的呈现方式，总的说来，没考虑那么多，似乎旨在只让读者看一下分离的胎儿心电图的整体效果如何，以评判所提出的分离方法，没有考虑在临床上有对分离的胎儿心电图的每个QRS波的真伪进行辨别的需要，因此，也未见提出适于临床上可方便地对胎儿心电图QRS波真伪进行辨识的相应的技术措施或方案。
[0007]参考文献:
[0008]1.韩亮，蒲秀娟:使用时频盲源分离和小波包去噪的胎儿心电信号提取，计算机应用，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
【发明内容】
[0010]发明目的。
[0011]提出一种适于临床上可方便地对分离的胎儿心电图QRS波真伪进行辨识的技术方案。
[0012]技术方案。
[0013]本发明涉及一种能方便地对分离的胎儿心电图中的QRS波的真伪进行辨识的方法，它包括三个步骤，(I)检测或读取用于分离胎心电的腹壁电信号及起辅助作用的胸壁电信号，若分离方法不用胸壁电协助则可不检测或读取胸壁电，(2)采用某种算法实现胎儿心电图的分离，即至少计算出一个胎儿心电图，对N胞胎计算出相应的N个胎儿心电图，同时可计算出一个母体心电图，(3)将分离结果，结合原检测或读取信号，按某种方式显示在计算机屏幕上或打印在一张纸上，由临床人员据此对分离的胎儿心电图QRS波的真伪进行辨识；其特征是，第(3)步显示在计算机屏幕上或打印在一张纸上时，要展现的波形图至少要包括一路腹壁电信号波形图和分离得到的各个胎儿心电图的波形图，而且它们排列时要上下排列，所有波形图的横坐标(即时间轴)长度要相同、刻度要相同、起点要对齐，所有波形图上要有纵向等间距网格线，不同波形图上的纵向网格线的数量要相等、间隔要相同。
[0014]以上方案是人类视觉规律和认识规律的利用和体现，也反映了胎儿心电图QRS波辨识的客观要求。
[0015]有益效果
[0016]目前，尚未见有文献提出能方便地对分离的胎儿心电图中的QRS波的真伪进行辨识的技术方案，因此，本技术方案具有新颖性。图2为分离得到的一个胎儿心电图的波形图，此单独展现的胎儿心电波形上有两处伪胎儿QRS波存在，见图2中箭头a和b所指，它们实质为母体心电QRS波的残留，但临床人员无法判断它们到底是胎儿的心率不齐现象还是伪胎儿QRS波。图3为按本技术方案将一路腹壁电信号和分离的胎儿心电图一起展示的情况，上部是腹壁电波形图，下部是分离的胎儿心电波形图，显然，借助网格线，通过上下对照，临床人员很容易辨识胎儿QRS波的真伪；具体说，通过上下对照，易看出胎儿心电图的c和h处不是真实的胎儿QRS波，是伪迹，它们实际上分别是上部腹壁电a和f处的母体信号的残留，而胎儿心电图的d和g处本应该显示出胎儿QRS波来，因为腹壁电波形的对应位置b和e处能看见叠加有小小的胎儿QRS波，但分离结果遗漏了胎儿QRS波，这也是伪迹。图4自上而下依次为原检测的一路胸壁电、选择的一路腹壁电、分离的母体心电图、分离的胎儿心电图，显然，通过将它们上下整齐排列一起展示，借助网格线，也容易辨识分离的胎儿心电图中的QRS波的真伪，这也属本技术方案的具体情况之一。经过大量数据的测试及测试者的反映情况表明，本技术方案对辨识提取的胎儿心电图中的QRS波的真伪非常有效，很实用，与单独呈现胎儿心电图进行辨识或不用网格线进行辨识相比有实质进展。
【附图说明】
[0017]图1，本技术方案的流程框图
[0018]图2，单独呈现胎儿心电图时的不易辨识性示意图
[0019]图3，按本方案呈现一路腹壁电信号和分离的胎儿心电图时的辨识性示意图
[0020]图4，按本方案呈现四路波形时的辨识性示意图
[0021]图5，按本方案对一双胞胎情况的呈现结果
[0022]【具体实施方式】(实施例)
[0023]在临床检测记录有一双胞胎孕妇的数据，包括同步检测的I路孕妇胸壁电信号和3路腹壁电信号，采样频率IkHz。
[0024]首先，读取记录的孕妇四路信号。第(2)步，采用文献方法依次分离出了一个母体心电图和两个胎儿的胎儿心电图。第⑶步，选择I路胎心电成分明显的腹壁电信号与分离得到的一个母体心电图和两个胎儿心电图显示在计算机屏幕上或打印在一张纸上，让它们依次上下排列，四个波形图的横坐标(即时间轴)长度相同、刻度相同、起点对齐，波形图上有纵向等间距网格线，不同波形图上的纵向网格线的数量相等、间隔相同，如图5所示。从图5中，可方便地辨别出两个胎儿心电图的QRS波的真伪；例如，易发现最下面展示的一个胎儿心电图的c处为伪胎儿QRS波，它实际上是腹壁电a处信号的残留所导致的，而d处是本应该有一个胎儿QRS波，但遗漏了，因为腹壁电对应位置b处叠加有一个胎儿QRS波。
【主权项】
1.本发明涉及一种能方便地对分离的胎儿心电图中的QRS波的真伪进行辨识的方法，它包括三个步骤，(I)检测或读取用于分离胎心电的腹壁电信号及起辅助作用的胸壁电信号，若分离方法不用胸壁电协助则可不检测或读取胸壁电，(2)采用某种算法实现胎儿心电图的分离，即至少计算出一个胎儿心电图，对N胞胎计算出相应的N个胎儿心电图，同时可计算出一个母体心电图，(3)将分离结果，结合原检测或读取信号，按某种方式显示在计算机屏幕上或打印在一张纸上，由临床人员据此对分离的胎儿心电图QRS波的真伪进行辨识；其特征是，第(3)步显示在计算机屏幕上或打印在一张纸上时，要展现的波形图至少要包括一路腹壁电信号波形图和分离得到的各个胎儿心电图的波形图，而且它们排列时要上下排列，所有波形图的横坐标(即时间轴)长度要相同、刻度要相同、起点要对齐，所有波形图上要有纵向等间距网格线，不同波形图上的纵向网格线的数量要相等、间隔要相同。
【专利摘要】本发明涉及一种能方便地对分离的胎儿心电图中的QRS波的真伪进行辨识的方法，它包括三个步骤，(1)检测或读取用于分离胎心电的腹壁电信号及起辅助作用的胸壁电信号，(2)采用某种算法实现胎儿心电图的分离，(3)将分离结果，结合原信号，按某种方式显示在计算机屏幕上或打印在一张纸上，据此对分离的胎儿心电图QRS波的真伪进行辨识；其特征是，第(3)步展现的波形图至少要包括一路腹壁电信号波形图和分离得到的各个胎儿心电图的波形图，而且它们排列时要上下排列，所有波形图的横坐标(即时间轴)长度要相同、刻度要相同、起点要对齐，所有波形图上要有纵向等间距网格线，不同波形图上的纵向网格线的数量要相等、间隔要相同。
【IPC分类】A61B5-0472, A61B5-0444
【公开号】CN104545893
【申请号】CN201510017408
【发明人】刘红星, 于琼, 管群, 李萍, 肇莹, 黄晓林, 司峻峰, 宁新宝
【申请人】南京大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日