值的多个阈值(S306); 针对所述多个阈值中的每个，识别多个阈值交点、所述多个阈值交点的数量、所述多个 阈值交点的相邻阈值对之间的多个间隔、阈值交点的比率、以及所述多个间隔的标准偏差； 消除对应于阈值交点的生理上不合理的比率的阈值； 基于所述标准偏差选择阈值，选择低标准偏差，并且如果所述多个阈值中的至少两个 具有相似的标准偏差，则选择所述至少两个阈值中的低阈值； 针对对应于所选择的阈值的每个阈值交点，在所述阈值交点周围构建窗口，形成多个 窗口； 在所述多个窗口上执行主成分分析（S308)以识别至少第一主成分并且任选地识别额 外的主成分； 将所述多个窗口投射到主成分分析空间中，并且将所述多个窗口聚类到主成分分析空 间中，并且基于聚类中的阈值交点的数量、阈值交点之间的平均间隔、以及所述聚类中的相 邻阈值交点之间的所述间隔的标准偏差，比较所述多个聚类以选择最似然聚类(S310); 将置信度指示分配(S312)给所述最似然聚类中的每个阈值交点，所述置信度间隔基于 对应于所述阈值交点的所述窗口与所述主成分分析空间中的所述最似然聚类的中心相距 多远； 任选地，将具有高置信度指示的多个阈值交点选择为胎儿心跳； 任选地，通过评估所述阈值交点作为心跳的生理合理性来比较所述多个聚类； 任选地，处理所述原始胎儿ECG以从所述原始胎儿ECG去除基线漂移(S302)。8. 根据权利要求1所述的系统，其中，对所述原始胎儿ECG中的所述峰的所述识别包括 使用跟随有基于规则的fQRS提取的峰检测器(图20)，所述识别包括： 利用峰检测器识别峰和RR间隔； 将分离开大于所述RR间隔乘以缺失峰系数的间隔的峰的相邻对识别为缺失峰，所述缺 失峰系数在1.1与1.9之间； 在峰的所述相邻对之间插入心跳； 识别包括第一峰、第二峰和第三峰的三个峰的集合，其中，所述第一峰和所述第二峰分 离开RR乘以α的间隔，并且所述第二峰和所述第三峰分离开RR乘以二减α的量的间隔，其中， α在.7与.95之间或者在1.05与1.3之间； 移动所识别的三个峰中的第二峰，使得所述第一峰与所述第二峰之间的间隔是RR，并 且所述第二峰与第三峰之间的间隔是RR。9. 一种从至少一个母体信号提取胎儿心率的方法(图2)，所述方法包括： 在母体信号缓存器中记录并数字化每个至少一个母体信号记录并数字化每个至少一 个母体信号(S202); 识别所述母体信号缓存器中的候选峰(S102); 将所述至少一个母体信号缓存器分为多个片段，每个片段包括一个候选峰； 通过空间滤波来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(S106)包括主成分分析和正交投影中的至少一个，所述空间滤波产生原始胎 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； 通过主成分分析和跟随有基于规则的fQRS提取的峰检测器中的至少一个来识别所述 原始胎儿ECG缓存器中的峰(S108);并且 根据所识别的峰来计算所述胎儿心率(S110)。10. 根据权利要求9所述的方法，其中，识别所述候选峰包括： 识别多个局部极大值，任选地消除具有低于阈值的导数的局部极大值，并且任选地针 对作为母体心率的生理合理性来检查所述候选峰的比率。11. 根据权利要求9所述的方法，其中，在对所述至少一个母体信号进行数字化之后，所 述母体信号通过以下中的至少一项被预处理(S206): 在2-50HZ的范围内对所述至少一个母体信号进行带通滤波(S204); 将所述母体信号分裂为.5秒的段，去除线性趋势，并且连结经去趋势的段(S208);并且 以基于傅里叶变换的功率谱的递减次序、希尔伯特变换的功率的递减次序、以及标准 偏差的递升次序，对所述至少一个母体信号和至少一个第二母体信号进行排序(S214)。12. 根据权利要求9-11中的任一项所述的方法，其中，所述候选峰是通过从包括所述至 少一个母体信号和所述至少一个第二母体信号的多个母体信号中选择具有作为母体心率 生理上合理的候选峰的通道并且从所选择的通道识别最高排序的通道来自动校正（S220) 的，所述方法还包括： 如果至少一个通道是生理上合理的，则将所述最高排序的通道的所述候选峰用作候选 峰； 如果没有通道是生理上合理的（S223)，则： 分割所述多个通道中的每个以创建段(S224); 自动检测所述段中的第二多个候选峰(S228); 连结所述段;并且 将所述第二多个候选峰用作候选峰。13. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述空间滤波包括主成分分析(S106)，对所述母 体QRS的所述识别和衰减包括： 堆叠所述片段(S104); 计算所述片段的均值，并且任选地计算接下来的主成分中的一个、两个或三个； 将所述片段的均值识别为主母体成分，并且任选地，将接下来的一个、两个或三个主成 分识别为其他母体成分； 衰减所述主母体成分并且任选地衰减所述其他母体成分。14. 根据权利要求9中的任一项所述的方法，其中，所述空间滤波包括正交投影(S106)， 对所述母体QRS的所述识别和衰减包括： 重复，直到所述多个片段的所述最大幅度小于背景； 提取所述片段中的最大向量的法向量;并且 通过正交化来从所述片段投影出所述法向量。15. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述原始胎儿ECG中的所述峰是通过主成分分析 来识别的，所述识别包括： 计算(S306)从零到所述原始胎儿ECG的最大值的多个阈值； 针对所述多个阈值中的每个，识别多个阈值交点、所述多个阈值交点的数量、所述多个 阈值交点的相邻阈值对之间的多个间隔、阈值交点的比率、以及所述多个间隔的标准偏差； 消除对应于阈值交点的生理上不合理的比率的阈值； 基于所述标准偏差选择阈值，选择低的标准偏差，并且如果所述多个阈值中的至少两 个具有相似的标准偏差，则选择所述至少两个阈值中的低的阈值； 针对对应于所选择的阈值的每个阈值交点，在所述阈值交点周围构建窗口，形成多个 窗口； 在所述多个窗口上执行主成分分析以识别至少第一主成分，并且任选地识别额外的主 成分； 将所述多个窗口投射到主成分分析空间中并且将所述多个窗口聚类到主成分分析空 间中，并且基于所述聚类中的阈值交点的数量、阈值交点之间的平均间隔、以及所述聚类中 的相邻阈值交点之间的所述间隔的标准偏差，比较所述多个聚类以选择最似然聚类 (S312)； 将置信度指示分配(S312)给所述最似然聚类中的每个阈值交点，所述置信度间隔基于 对应于所述阈值交点的所述窗口与所述主成分分析中的所述最似然聚类的中心相距多远； 任选地，将具有高置信度指示的多个阈值交点选择为胎儿心跳； 任选地，通过评估所述阈值交点作为心跳的生理合理性来比较所述多个聚类； 任选地，处理所述原始胎儿ECG以从所述原始胎儿ECG去除基线漂移(S304)。16. 根据权利要求9所述的方法，其中，对所述原始胎儿ECG中的所述峰的所述识别包括 使用跟随有基于规则的fQRS提取的峰检测器，所述识别包括： 利用峰检测器识别峰和RR间隔； 将分离开大于所述RR间隔乘以缺失峰系数的间隔的峰的相邻对识别为缺失峰，所述缺 失峰系数在1.1与1.9之间； 在峰的所述相邻对之间插入心跳； 识别包括第一峰、第二峰和第三峰的三个峰的集合，其中，所述第一和所述第二峰分离 开RR乘以α的间隔，并且所述第二峰和所述第三峰分离开RR乘以二减α的量的间隔，其中，α 在.7与.95之间或者在1.05与1.3之间； 移动所识别的三个峰中的第二峰，使得所述第一峰与所述第二峰之间的间隔是RR，并 且所述第二峰与所述第三峰之间的间隔是RR。17. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个母体信号至少包括第一母体信号 和第二母体信号，其根据权利要求1所述的方法被处理以产生至少第一和第二原始胎儿ECG 缓存，所述的使用跟随有基于规则的fQRS提取的峰检测器来识别所述第一和第二原始胎儿 ECG信号缓存中的峰包括： 将系数分配给所述至少一个原始胎儿ECG信号中的每个； 将一个0、+1和-1的值分配给每个系数，将每个信号乘以其相应的系数，并且将所述通 道求和以产生经求和的通道，并且针对系数的所有组合重复所述分配和求和、省略所有零 系数的组合，以产生多个经求和的通道； 利用峰检测器识别所述多个经求和的通道中的峰;并且 通过最大数量的峰和最低的标准偏差来对所述多个经求和的通道进行排序，并且基于 所述最大数量的峰和所述最低的标准偏差，选择所述多个经求和的通道的最佳组合。18. 根据权利要求9所述的方法，其中，多个原始胎儿ECG被处理，以识别可能峰的多个 集合，所述方法还包括： 将置信度分配给每个峰(S404); 对来自不同的原始胎儿ECG的在时间上交叠的峰的所述置信度进行求和(S406); 基于经求和的置信度来挑选多个峰作为实际的胎儿心跳(S408);并且 根据所述实际的胎儿心跳来计算所述胎儿心率(S410)。19. 一种承载有软件的非暂态计算机可读介质，所述软件控制一个或多个处理器以执 行根据权利要求9-18中的任一项所述的方法。20. -种用于从至少一个母体信号提取胎儿心率的模块，所述模块包括： 处理器(26)，其被配置为： 识别所述母体信号缓存器(22A-22D)中的候选峰； 将所述至少一个母体信号缓存器分为多个片段，每个片段包括一个候选峰； 通过空间滤波来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，所述空间滤波产生原始胎儿 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；并且 通过主成分分析和跟随有基于规则的fQRS提取的峰检测器中的至少一个来识别所述 原始胎儿ECG缓存器中的峰； 记录器和数字转换器(20)，其在母体信号缓存器中记录并数字化至少一个母体信号； 以及 计算器，其用于根据所识别的峰来计算所述胎儿心率。
【专利摘要】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。
【IPC分类】A61B5/0468, A61B5/0402, A61B5/0444, A61B5/0255, A61B5/024, A61B5/00
【公开号】CN105530857
【申请号】CN201480049574
【发明人】程力美, E·T·卡尔森, S·瓦伊拉万, M·徐
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年8月20日
【公告号】EP3043699A1, US20160198969, WO2015033244A1