Изображение: Hobo Mama (Flickr)
Беременность – особенное время для будущих родителей. Хотя у большинства женщин беременность протекает без осложнений, некоторые из них сопряжены с высоким риском, когда тщательный мониторинг плода имеет решающее значение во избежание осложнений или даже смерти. К сожалению, современных решений по мониторингу плода оказалось недостаточно для точного выявления дистресса плода и предотвращения неблагоприятных перинатальных исходов. В своем исследовании к.D. студентка Элени Фотиаду разработала альтернативный метод мониторинга плода, называемый электрокардиографией плода, и добилась улучшений по сравнению с другими существующими методами, которые могут помочь распространению этой технологии в клинической практике.
Мониторинг частоты сердечных сокращений плода широко используется для оценки состояния плода как во время беременности, так и во время родов. В настоящее время в большинстве больниц для этого используется ультразвуковая техника. Проблема с этой технологией заключается в том, что у пациентов с ожирением или во время движения матери или плода качество измерения частоты сердечных сокращений плода значительно ухудшается.
Шум
Частоту сердечных сокращений плода также можно измерить с помощью электрокардиографии плода. где на живот матери накладывается пластырь с электродом. В отличие от УЗИ, этот метод подходит для пациентов с ожирением и длительного наблюдения. Однако брюшные электроды измеряют электрокардиограмму плода (ЭКГ) вместе со многими другими сигналами и шумом.
"Разделение сигналов – непростая задача," – говорит Фотиаду, который работает в лаборатории биомедицинской диагностики на кафедре электротехники. "Для этого используются сложные методы обработки сигналов, но все же сигналы ЭКГ плода, которые мы получаем с помощью этих методов, очень зашумлены, что делает практически невозможным надежную оценку частоты сердечных сокращений плода."
"Я считаю, что это основная причина того, что в продаже имеется лишь несколько устройств, основанных на электрокардиографии плода. Для успешного использования электрокардиографии плода в больницах методы определения частоты сердечных сокращений плода должны быть значительно улучшены."
Поскольку некоторые шумы, искажающие сигналы ЭКГ плода, являются сложными и имеют неизвестные характеристики, исследователь изучил возможность использования глубокого обучения для поиска скрытых закономерностей в данных. Таким образом, она достигла более точной и надежной оценки сердечного ритма плода, чем современные методы обработки сигналов.
Форма волны
К сожалению, даже в тех случаях, когда доступна достоверная частота сердечных сокращений, акушеры не всегда могут сделать вывод о диагнозе и даже часто не согласны. Поэтому часто необходимы дополнительные диагностические меры, и анализ кривой ЭКГ плода может быть одним из них. Кривая ЭКГ плода содержит важную информацию о кислородной недостаточности, наличии врожденных пороков сердца и сердечных аритмий.
Однако до сих пор анализ формы волны ЭКГ плода возможен только в том случае, если ЭКГ плода получена инвазивным методом с помощью электрода для скальпа. Это можно делать только во время родов и рискованно. В идеале, хотелось бы использовать анализ формы волны сигналов ЭКГ, которые измеряются от живота матери, в качестве дополнительной меры. К сожалению, в настоящее время это невозможно из-за шума, который присутствует в неинвазивных сигналах ЭКГ плода.
В ее Ph.D. Исследования, Фотиаду сосредоточился на повышении качества сигналов ЭКГ плода и добился значительного улучшения качества, которое потенциально может обеспечить анализ желаемой формы волны на неинвазивных сигналах ЭКГ плода.
Неинвазивная электрокардиография плода может помочь в принятии клинических решений и в диагностике дистресса плода и сердечных аномалий. Улучшения технологии, подобные тем, которые были достигнуты в этом тезисе, необходимы для того, чтобы технология могла полностью реализовать свой потенциал.