使用渐进式周期源剥离法无创提取母体和胎儿心电图
医学物理
2024-11-27 v4 人机交互
摘要
腹部心电图(AECG)提供了一种使用表面电极在孕期安全无创监测胎儿健康状况的方法。然而，从包含较大母体心电图(mECG)和外部噪声的AECG记录中提取微弱的胎儿心电图(fECG)具有挑战性。在本研究中，我们介绍了一种新颖的渐进式周期源剥离(PPSP)方法，用于从多通道AECG记录中提取周期性ECG源，包括三个主要模块：1) 具有ECG生理学约束的周期约束FastICA(PCFICA)模块，用于提取精确的ECG尖峰序列；2) 用于估计ECG波形的奇异值分解模块；3) 一种剥离策略，通过消除先前分离的源或噪声来促进辨别微弱的fECG源。在两个公共数据库、合成数据以及我们的临床数据上检验了PPSP方法的性能。在提取fECG尖峰序列方面，我们的PPSP方法在公共数据上达到了99.59%的F1分数，在最高噪声水平的合成数据上达到了99.50%。在临床数据上，它进一步产生了最低的胎儿心率RMSE，为6.20%。它在任何数据集上都显著优于其他最先进的方法(p < 0.05)。本研究证明了PPSP方法在提取和分离mECG和微弱fECG信号方面的有效性，尤其是在高噪声水平下具有高精度。我们的研究促进了围产期医学中胎儿和母体心脏活动的无创测量和智能监测，迈向先进的医疗保健。
引用
@article{arxiv.2406.01281,
title = {Noninvasive Extraction of Maternal and Fetal Electrocardiograms Using Progressive Periodic Source Peel-off},
author = {Yao Li and Xuanyu Luo and Haowen Zhao and Jiawen Cui and Yangfan She and Dongfang Li and Lai Jiang and Xu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.01281},
year = {2024}
}