BRPI1009020A2

BRPI1009020A2 - método para o reconhecimento de pelo menos uma estrutura anatômica móvel com o uso de dados de ultrassom, produto de programa de computador, sistema de controle e monitor fetal

Info

Publication number: BRPI1009020A2
Application number: BRPI1009020-7A
Authority: BR
Inventors: Stefan Reuter; Alexander Dubielczyk; Markus Wohlschlager
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N. V.
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2020-09-15
Also published as: JP2012529329A; CN102458259B; JP5771200B2; US20120083699A1; RU2011153951A; EP2440139B1; US9636081B2; CN102458259A; EP2440139A1; RU2540169C2; WO2010143113A1

Abstract

MÉTODO PARA O RECONHECIMENTO DE PELO MENOS UMA ESTRUTURA ANATÔMICA MÓVEL COM O USO DE DADOS DE ULTRASSOM, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, SISTEMA DE CONTROLE E MONITOR FETAL Método de reconhecimento de pelo menos uma estrutura anatômica móvel com o uso de dados de ultrassom que opera recebendo dados de ultrassom (100). Os dados de ultrassom compreendem informações do desvio Doppler que fornecem informações descritivas da velocidade de pelo menos uma estrutura anatômica. Os dados de ultrassom são primeiro divididos em urna série de períodos de tempo (102). A classificação é então indicada a cada um dos períodos de tempo usando as informações do desvio Doppler (104). A pelo menos uma estrutura anatômica é então reconhecida usando a classificação de cada período de tempo (106). Isto é possível, porque diferentes estruturas anatômicas produzem diferentes padrões nas informações do desvio Doppler.

Description

1/29 '

MÉTODO PARA Q RECONHECIMENTO DE PELO MENOS UMA ES"RUTURA ANATÔMICA MÕVEL COM O USQ DE DADQS DE ULTRASSOM, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADQR, SISTENIA DE CONTROLE R 0

MONITOR FETAL 5 CAMPO DA INVENÇÃO A invenção se refere a 'diagnõsticos por ultrassom de um paciente, em particular para o reconhecimento de estruturas anatômicas que geram desvios Doppler em um sinal de ultrassom. 10 HISTÓRICO DA INVENÇÃQ Monitores fetais são dispositivos para a deteeção e registro da frequência cardíaca do feto. Entretanto, no caso de fracos ou ausentes sinais cardíacos do feto, ou se os transdutores estiverem colocados de ma.neira incorreta, podem 15 registrar não intencionalmente a f¥equência cardíaca materna. Esses padrões de frequência cardíaca materna podem imitar os , padrões de frequência cardíaca do feto nesses registros. Corno resultado, são proeessadas ações legais todos os anos " envolvendo casos em que os provedores de saúde não 20 conseguiram diferenciar entre os padrões de frequência cardíaca do fetQ e maternal. a má interpretação de um traço de frequência cardíaca pode causar ações desnecessárias, cirurgias desnecessárias, parto retardado de um feto com

F comprometimento ou mesmo morte fetal.

25 A publicacão do pedido de patente norte-americana · US 2007/0066908 Al descreve urn método e um aparelho pelos quais um ou mais cowponentes cardíacos do feto são separados das informações dos sinais cardíacos obtidos de uma mulher grávida cam base na decomposição do valor singular.

30 A patente norte-americana 2005/0251044 Al descreve um sísterrja de medíção contínuo e não invasívo de Erequência cardíaca usando um ou mais patches de conjunto transdutor ultrassônico. As sondas de mích são operadas em um modo f ¶ \

Doppler de onda pulsada (PW). A assinatura cardíaca do feto é obtida pela varredura dos feixes ultrassônicos lateralmente até que o coração do feto seja detectado com base em um desvio Doppler causado pelas válvulas do coração do feto. Urn 5 processador de sinal digital é programado para realizar um " algoritmo de reconhecimento automático da assinatura cardíaca do feto, por exemplo, pela detecção de uma frequência média de oscilação do desvio Doppler em uma determinada faixa de frequências.

10 A patente norte-americana 4,299,234 A descreve um equipamento para o rnonitoramento contínuo da frequência cardíaca do feto usando simultaneamente sinais ultrassônicos e eletrocardiográficos. Georgoulas et al. ("Classificação da frequência '15 cardíaca do feto durante o parto, usando modelos ocultos de Markov") descreve uma classificação automática dos traços da frequência cardíaca do feto que pertencern a recém-nascidos . hipóxicos e normais usando um conjunto de parâmetros obtidos " do sinal da frequência cardíaca do feto e dois modelos 20 ocultos de Markov (um para cada classe). 4 SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção provê um método para o reconhecimento de

K estruturas anatômicas rnóveis com o uso de dados de ultrassom, um produto de programa de cornputador, um sistema de controle, 25 e um monitor fetal naq reivindicações independentes. As - realizações da invenção são descritas nas reivíndicações dependentes. As realizações da invenção são dirigidas ao problema supramencionado por meio da realização de uma 30 decomposição espectral dos dados de ultrassom que contêm as informações de velocidade do desvio Doppler. As diferentes partes de um paciente se movem em diferentes proporções. Por exemplo, quando o coração se movimenta, a parede cardíaca e as válvulas cardíacas se movem ern diferentes velocidades. Além disso, determinados tipos de movimentos internos de um paciente são cíclicos ou possuem padrões específicos. Usando . o exemplo do coração, existe um deterrninado padrão de 5 contrações da câmara cardíaca (movimento da parede cardíaca) " e os movimentos da válvula cardíaca. O conhecimento ou urn modelo desses movimentos e suas ordens sequenciais pode ser usado para reconhecer o que está sendo examinado usando o transdutor ultrassônico sem a necessidade de um sistema de 10 imagens. No caso de um coração, permite a identificação de se o transdutor ultrassônico está colocado corretamente, de maneira que a frequência cardíaca do feto seja detectada.

Algumas realizações da invenção usam um reconhecimento de padrão para identificar diferentes fontes 1-5 de sinais fisiológicos e consequenternente fornecem um método para a distinção entre os sinais do ultrassorn maternal e fetal. Assim, o risco da má interpretação de traços pode ser ^ minimizado. Além disso, o algoritmo também pode ser usado ' para classificar diferentes tipos de movimentos fetais e 20 assim fornecer outras informações descritivas da condição e & do bem-estar do feto. O niétodo não exige nenhurn cabo ou transdutor adicional ou quaisquer outros esforços, que sejam % cruciais para o método ser bem aceito pelos cuidadores de saúde e pelos pacientes.

25 Os monitores fetais são definidos como dispositivos - para a medição e a visualização de mais que um parâmetro fisiológico de seres humanos ainda não nascidos. Esses monitores consistem de elementos de sensores múltiplos para a medição da atividade uterina e dos batimentos do coração do 30 feto. Basícamente, são usados. dois métodos para o monitorarnento eletrônico: - O método externo ou indireto usa transdutores externos colocados no abdome maternal. Tipicamente, são usados os transdutores Ultrasound Doppler (US) nessa categoria, em que ondas sonoras de alta frequência refletem a ação mecânica do coração do feto.

. - o método interno ou direto usa um eletrodo 5 espiral para obter o eletrocardiograrna fetal obtido da parte " apresentada do não nascido. Este rrtétodo somente pode ser usado quando a parte apresentada estiver acessível e identificável.

Os monitores fetais usam tecnologia ultrassônica 10 Doppler para a aquisição e registros não invasivos da frequência cardíaca do feto durante a gestação e o parto. A contração mecânica do músculo cardíaco do feto causa padrões periódicos de sinal na reflexão do ultrassom. O período dos padrões é usado pelos monitores fetais para determinar a 15 frequência cardíaca atual do feto. Um grande problema dessa tecnologia é sua indiferença à fonte do sinal fisiológico que gera a refj-exão do ultrassom. Todos os movimentos periódicos q do tecido ou do fluxo sanguíneo na faixa do feixe ultrassônico podem gerar uma frequência cardíaca no interior 20 do monitor fetal. As pulsações das artérias abdominais da mãe & são uma causa bem conhecida deste problema. Nesse caso, os monitores fetais às vezes, por engano, registram a frequência ^ cardíaca maternal, ao ínvés da do feto. Além disso, os traços registrados corn a tecnologia r 25 ultrassônica Doppler podem mostrar o fenôrneno de dupla - contagem. A dupla contagem pode ocorrer se um movimento da parede aórtica materna durante a sístole estiver quase idêntica ao movimento da parede aórtica durante a diástole. A onda envelope obtida a partir do sinal do sensor tem então 30 formas idênticas e o software do monitor fetal não pode detectar a diferença entre os dois. Ao invés de contar urn batimento do coração como um, serão contados dois, o que pode dobrar a frequência cardíaca. Com isso, a duplicação da f;requência cardíaca ocorre Qcasionalmente quando forem medidos sinais fracos causados, por exemplo, pelos movimentos da parede aórtíca. Em geral., a duplicação da frequência . .- cardíaca materna parece ter variabilidade exagerada e 5 portanto, pode ser interpretada como a frequência cardíaca do " feto. Para ajudar o proveãor de saúde a reconhecer falsas frequências cardíacas, os monitores fetais modernos oferecem a medição sincrônica da frequência cardíaca materna por ecg 10 ou oximetria de pulso. Se uma frequência cardíaca materna combinar com a frequência cardíaca medida pelo sensor ultrassônico, o monitor alerta o provedor de saúde.

Entretanto, esses métodos não podem diferenciar entre a frequência cardíaca fetal e a materna. Podew somente alertar 15 o provedor de saúde se duas frequências cardíacas registradas forern idênticas, dizendo que existe uma grande probábi1idade de que a fonte do sinal de ultrassom possa ser, de fato, uma § estrutura anatômica maternal. Esses métodos exigem outros " sensores, ou pelo menos outros eletrMos, para obter a 20 frequência cardíaca materna. Os eletrodos e sensores precisam de novos oabos, aumentando assim a inconveniência para o paciente e para cj provedor de saúde. Como resultado, qualquer método que adicione novos sensores ou eletrodos não é bem aceito. » 25 Algumas realizações da invenção diferenciam as · fontes dos sinais fisiológicos pelo rnodelamento dos padrões. característicos de sinal de cada fonte. As sequências de sínal de ultrassom são portanto, comparadas a mo'delos de fantes conhecidas e classificadas pelo melhor modelo de 30 adaptação. Quando a fonte do sinal de ultrassom é conhecida, o monitor fetal o monitor fetal pode exibir essas informações na tela, ou simplesmente notificar o provedor de saúde se a fonte do sinal é outra, que não o coração do feto. Além disso, o modelamento dos padrões de movimento pode ser us.ado para detectar condições patológicas do coração do feto o"u medir a duração de alguns eventos mecânicos no ciclo cardíaco . do feto. Essas informações fornecem novas possibilidades para 5 um diagnõstico rnais detalhado pelo provedor de saúde " responsável.

O mesmo modo pode ser u,Qado para classificar diferentes tipos de movimentos fetais. Com o novo algoritmo, é possível distinguir entre diferentes t-ipos de movimentos 10 fetais, por exemplo, respiração, sucção ou movimentação dos braços e d.as pernas.

Algumas realizações da invenção podem ser construídas pela integração de um algoritmo de "ceconhecimento de padrão no processamento do sinal ultrassônico do monitor 15 fetal. Este algoritmo pode diferenciar entre os sinais de ultrassom maternal e fetal. Corri este algoritmo de reconhecimento de padrão, o monitor fetal pode determinar a » fonte fisiológica do gina1 de ultrassom. Essa determinação é p0ssível porque o coração do feto, assim como a pulsação do 20 cordão umbilical, movimentos fetais ou pulsação dos vasos maternos, todos têm um exclusivo padrão de ultrassom "ímpressão digital" que pode ser modelado, por exeínplo, pelos Modelos ocultos de Markov (HMMS). Os HMMS são rnodelos multipararnétricos que podem classificar os sinaís de 25 u1trassom por numerosas características, como pelo · alinhamento de subpadrões durante o batimento cardíaco (por exernplo, o movimento da válvula cardíaca e q movimento do miocârdio), suas durações individuais, a ocorrêneia e a Erequência, assirn como a energia do sinal ou sua composição 30 espectral. A composição de todas essas características é exclusiva para cada fonte Eisiológica.

As realizações da invenção operarn dividind0 os dados de ultr'assom em períodos mais curtos de tempo. Cada um dos períodos de tempo é classificado, e então os padrães na classificaçãQ são usados para ' identificar a estrutura anatômica que estiver gerando as informações do desvio . Doppler no sinal de ultrassom. Olhar os padrões das 5 classificações é crucial, uma vez 'que o ruído e os problemas " de escala de tempo curto nos dados de ultrassom podem torná- los confusos, com relação à fonte dos desvios Doppler. Quando é examinado um padrão de urrí maior período de tempo, então emerge uma concl-usão mais exata sobre qual estrutura 10 anatômica está gerando o desvio Doppler. Um evento único que pode ser visto no espectro do desvio Doppler pode ser parte de um sinal fisíolCigico, mas tambêm pode ser causado por um artefato. Um evento que isolado parece similar à, por exempío, uma reflexão da 15 vãlvula cardíaca também pode ."'er urn movimento do corpo ou do transdutor. É muito importante que possamos somente dizer , algo confiável sobre a fonte anatômíca quando for examinado todo um período de tempo. No caso da identificação do coração do feto, isto seria um ou dois batimentos cardíacos. Olhando 20 em toda a sequência de eventos únicos torna possível dizer algo sobre a fonte do sinal. Quando temos toda uma sequência de eventos únicos em um período de tempo, podemos dizer se é provável que todo c) padrão seja produzido por, por exemplo, um ciclo cardíaco do feto. Os HMMS são muito bons nesse tipo

V 25 de reconhecimento de padrã.o.

· Além disso, as realizações da invenção podem fornecer outras informações diagnósticas: O tempo entre ações de sinais (por exemplo, o movímento da válvula cardíaca e o movimento do miocárdio) 30 assim como a duração de determinadas ações (por exernplo, sístole e diás'tole) pode ser medido e pode indicar condições patol-ógicas. Essas outras informações Qferecem mais possibilidades de um diagnóstico confiável e melhor tratamento. Em algumas realizações, a invenção pode ser incarporada nos monitores fetais existentes pela integração . de outros algoritmos de processamento de sinais no 5 processador existente do dispositivo de monitoramento fetal, " e assim a montagem de um monitor fetal padrão (1 sensor TOCO, 1 sensor de ultrassom) não precisa mudar. Isto garante uma integração simples no ambiente cIínico, de maneira que os provedores de saúde e as parteiras não precísem de 10 treinamento especial. As realizações da invenção podem ter qs seguintes benefícios: - O algoritmo de reconhecimento de padrão ultrassônico pcide distinguir entre diferentes padrões 15 ultrassônicos e, portanto, distinguir entre as fontes Eetal e maternal, para que medições não intencíonais de frequências cardíacas maternais, ao invés de frequências cardíacas c.le fetos, possam ser descartadas, e o provedor de saúde possa estar certo de registrar a frequência cardíaca do feto.

20 - O método pode ser treínado autcmaticamente com os sinais clínicos existentes, Não são necessários grandes ajustes manuais. Também podem ser ajustados outros padrões. - O provedor de saúde pode estar certo de medir o coração do feto ao ínvés de, por exemplo, o cordão umbilical

W 25 pulsante.

A - Um simples sinal visual ou acústico gerado pelo monitor fetal pode produzir um alarme para o provedor de saúde.

- As realizações podem identificar determinados 30 eventos únieos no sinal acústico. Portanto, podem ser obtidas outras informações (por exemplo, duração e ocorrência de ações cardíacas específicas) do sinal, portanto, permítindo assim um diagnóstico mais detalhado, melhor tratamento e identificação dos padrões dos sínais patolõgicos. - pode identificar diferentes tipos de movimentos fetais. Fl - As realizações podem fornecer um outro indicador 5 da qualidade de sinal. e - As realizações do método podem ser integradas de forma simples no processador existente, tornando pQssível a atualização rnais fãcil da base instalada.

- Não são necessários outros esforços e nenhum 10 outro sensor ou cabo. Consequentemente, não haverá redução do confort-o do paciente.

- Não são necessãrios novos creinamentos dos provedores de saúde; portanto, a aceitação das clínicas serã grande.

15 - O custo de propriedademão se altera.

- A confiabilidade do monitoramento fetal é significativamente aumentada e sendo reduzido o risco de ,T Tnortalidade fetal intraparto. É fundamental o aumento da robustez do algoritmo de - 20 detecção para o monitorarnento fetal e que seja evitada a má interpretação da frequência cardíaca do feto para o sucesso dos dispositivos de monitoramento. A vantagem desta invenção é que o provedor de saúde pode ser ínformado sobre qual estrutura fisiológica é a fonte do atual sinal acústico. Isto

G 25 permite ao provedor de saúde estar certo de estar monitorando . o coração do feto com cj sensor de ultrassom. a medição não intencional das estruturas maternais será detectada e consequentemente assinalada pelo monitor fetal. Além disso, o novo algoritrno fornece mais informações da atual fonte do 30 sinal. Pode indicar padrões patolõgicos e Eornecer mais informações para urn diagnóstico mais detalhado. Para usar essa nova característica, não será necessãrio novo treinamento nem novos equipamentos. Iisto garante que será grande a aceitação nas salas de parto pelas parteiras e outros provedores de saúde.

Um sensor de contração de parto é definido na . presente como um sensor usado para medir contrações durante o 5 parto. Um exemplo de um sensor de contração de parto é " conhecido como um sensor toco. Exemplos de sensores de contrações de parto são sensores que medem as contrações do parto usando um extensômetro, um microfone, materiais piezos- elétricos, molas de movimento ou pela medição dos sinais 10 elétricos gerados pelo corpo durante as contrações do parto. Um monitor fetal é urrt monitor capaz de rnonitorar pelo menos um parâmetro indicativo da saúde do feto. Monitores fetais são tipicamente capazes de monitorar a frequência cardíaca de um feto. Sensores de 15 Electrocardiografia (ECG), de Saturação do Oxigênio Periférico (SPO2), e/ou de Pressão Arterial Não Invasiva (NIBP) também podem ser usados com muitos monitores fetais para o monitoramento dos sinais vitais maternais. Dados de ultrassom são definidos na presente como 20 os dados obtidos por um sistema de ultrassom usando urn 4 transdutor ultrassônico. Um sistema de ultrassom envia pulsos de ultrassom para o interior da região tissular usando urn

W transdutor e mede o ultrassom refletido. Pode ser investigada a estrutura interna de um paciente. Alterações no Doppler do ¥ 25 sínal de ultrassom podem ser usadas para determinar a - velocidade do sangue ou as estruturas internas de um paciente. Informações do desvio Doppler são definida.s na presente como as inforrnações de velocidade que são obtidas 30 dos dados de ultrassom. Dados do movimento da válvula do coração do feto são definidos na presente como os dados de ultrassom que indicam o movirnento de uma válvula cardíaca do feto. Dados do movimento da parede do coração do feto São defínidos na presente como os dados de ultrassom que indicam o movimento de uma parede do coração do feto.

ü Um mõdulo de software treinaM é definido na 5 presente como um módulo de reconhecimento de padrão que pode " ser treinado usando um conjunto de ãados de treinamento. Um módulo de reconhecimento de paãrão é definido na presente, uma vez que um mõdulo de software adaptado para o reconhecirnento de padrões ern dados. Um mõdulo de 10 reconhecimento de padrão pode ser realizado usando uma variedade de diferentes métodos- Os exemplos dos diferentes métodos ou algoritmos que podem ser usados aqui são: Análise de Componente Principal, Rede Neural, algoritmo CN2, algoritmo C4.5, Dicotcmizador Interatívo 3 (ID3), algoritmo 15 de busca do vizinho mais prõximo, algoritmo classificador Bayesiano ingênuo, memõria Associativa Holográfica ou algoritmo de aprendizagem por percepção. Um algorítmo de reconhecimento de padrão é tambérn denominado na presente de al-goritmo de classíficação. O m6dulo de reconhecimento de 20 padrão pode operar usando um vetor característíeo como entrada. Os dados de treinamento podem ser gerados usando vetores característicos exemplares ou podem ser canstruidos usando dados ou modelos simulados.

A invenção proporciona urn método para o b 25 reconhecimento de pelo menos uma estrutura anatômica com o . uso de dados de ultrassom. O método compreende a etapa de receber dados de ultrassom. Os dados de ultrassorn compreendem informações do desvio Doppler descritivas da velocidade de pelo menos uma estrutura anatôrnica. O método compreende a 30 etapa de dividir os dados de ultrassom em uma série de períodos de tempo. O método compreende a etapa de indicação de uma classificação a cada um dos períodos de tempo usando as informações do desvio Doppler. O método compreende a etapa de reconhecimento de pelo menos uma estrutura anatômica usando a classificação de cada período de tempo. Este método tem a vantagem de poder reconhecer qual estrutura ou estruturas anatômicas são responsáveis pela geração de 5 desvios Doppler nos dados de ultrassom, mesmo quando os dados contiverem ruídos e artefatos. Isto é feito com o - reconhecimento dos padrões das classificações. Os períodos de tempo são úteis caso sejam divididos na ordem de aproximadamente 10 milissegundos. Também podem 10 ser usados maiores e menores tempos. Os tempos na faixa de 1 milissegundo a 15 milissegundos também são úteis. A classificação do movimento cardíaco do feto em cada um dos períodos sequenciais é benéfico, porque durante um batimento cardíaco existe uma sequência regular de eventos. Por 15 exemplo, as várias válvulas e câmaras cardíacas abrem e fecham ou se contraem e expandem em intervalos regulares. Isto significa que podem ser desenvolvidos modelos que podem ser usados para classificar o movimento cardíaco do feto.

Em outra realização, a estrutura anatômica é 20 reconhecida como sendo fetal ou maternal na origem. Esta é vantajosa, porque evita que a frequência cardíaca materna seja identificada de forma errônea como sendo a frequência cardíaca do feto.

E Em outra realização, a etapa de indicação de uma - 25 classificação a cada um dos períodos de tempo usando as informações do desvio Doppler cornpreende as etapas de identificação dos dados do rnovimento da válvula do coração do feto usando as informações do desvio Doppler. A etapa de indicação de uma classificação a cada um dos períodos de 30 tempo usando as informações do desvio Doppler ainda compreende as etapas de identificação dos dados do movimento àa parede do coração do feto usando as informaçães do desvio Doppler. O coração do feto é então reconhecido como sendo pelo rrtenos urna das estrutur.às anatômicas usando a cIassificação de cada um dos períodos de tempo. Esta realização é vantajosa, porque os corações dos fetos geram um . paãrão periódico que pode ser reconhecido. O método evita a 5 falsa identíficação de um batirnento cardíaco maternal como sendo o batimento cardíaco fetal. O coração do feto tem padrões de movimento rápido da válvula cardíaca e movimento mais lento da parede cardíaca, que podem ser identificados de Eorma positiva nos dados de ultrassom.

10 Em outra realização, a invenção proporc:iorja um método para a determinação da frequência cardíaca do feto. O método ainda compreende a etapa de identi£icação do movimento da válvula cardíaca CÍ0 feto usando as intormações do desvio Doppler. O método ainda compreende a etapa de identificação 15 dos dados do movimento da parede do coração do feto usando as informações do desvio DQppler. O método ainda compreende a etapa de identificação dos dados do movimento da parede do

V coração do Eeto usando as informações do desvio DDppler. O método ainda cornpreende a etapa de determinação da frequência 20 cardíaca do feto usando os dados de movimento da válvula cardíaca e os dados de movimento da parede cardíaca. Esta realízação é vantajosa, porque a válvul-a cardíaca do feto se move mais rapidamente que a parede cardíaca do feto. Com a identificação do movimento da válvula cardíaca do feto e do r 25 movirnento da parede cardíaca do feto é possível reconhecer · padrões detectáveis que indícam que o sistema de ultrassom está realmente recebendo dados de ultrassom que se originam de um feto. Este método tem a grande vantagem de que um único sensor pode ser usado para determínar se a frequência 30 cardíaca do feto está sendo medida ou não. Não é necessãrio nenhum sensor externo para monitorar independenteuiente a frequência cardíaca da mãe. Em outra realização, a frequência cardíaca do Eeto

'é determinada pela comparação do padrão do movimento da válvula cardíaca do feto e do movimento da parede cardíaca ern uma transferência de Fourier dos dados de ultrassom com um . modelo cardíaco ão feto. Corno mencionado anteriormente, o 5 movimento da válvula cardíaca é mais rápido que o rnovimento " da parede cardíaca. Isso permite"os dois tipos de dados a serem separados em uma transformada de Fourier.

Em outra realização, a etapa de indicação de uma classificação a cada um dos períodos de tempo usando as 10 informações do desvio Doppler compreende as etapas de identificação do movimento do corpo do feto usando as informações do desvio Doppler. A estrutura anatômica é identificada como sendo um corpo fetal usando a classificação de cada um dos períodos de tempo. O movimento de corpos 15 fetais é definido na presente como o movimento voIuntário do corpo de um feto ou o movirnento do corpo de um Hto que

P envolve múlt.iplos órgãos e rnúsculos. Os exemplos seriam os membros que se movem, o movimento da cabeça, chupar um dedo, ou soluçar. Os movimentos de corpos fetais podem ser 20 identificados, porque os movimentos fetais são maiores que o e da frequência cardíaca. Os movimentos fetais serão tipicamente da ordem de meio segundo a vãrios segundos. Além b disso, os movimentos de corpos fetais não são rápidos. Os desvios Doppler dos movimentos de corpos fetais estarão 25 tipicamente abaixo de 10 Hz. Quando o feto se move, uma grande região está se movendo, e então a amplitude do desvio Doppler é maior que a do batimento cardíaco ou do movirnento de um vaso sanguíneo maternal. Em outra realização, o método ainda compreende a 30 etapa de construção de um vetor característico para cada um dos períodos de tempo. A classificação é indicada usando um módulo de reconhecimento de padrão que reconhece a classificação de cada vetor característico. Um vetor característicg é uma coleção de dados que é usada como entrada por um módulo de reconhecimento de padrão. Para c) processamento de imagens, um vetor característico seria . provavelmente os valores pixel em uma imagem. Para essa 5 aplicação, são processados ds dados de ultrassom. Por " exemplo, são extraídas uma transformada rápida de Fourier, uma transformada em ondaleta, uma àistribuição de Wigner ou a densidade de potência. Essas quantidades podem ser calculadas como uma função da velocidade ou da frequência em que estiver 10 gerando o desviQ Doppler. Esta realização é vantajosa, porque pode ser usado um módulo de reconhecimento de padrão para identificar o que está acontecendo em cada um dos períodos de tempo usando o vetor característico como entrada. O módulo dt; reconhecimento de padrão pode ser um módulo de software 15 treinado, que ê treiríado usando os dados de treinamento. Isto pode ser os dados de ultrassom simulados usados para gerar r vetor característicos simulados para o treinamento, ou os dados reais obtidos usando um sistema de ultrassom pod.em ser usados como entrada. QuandD a classíficação tiver sido 20 determinada para cada um dos periodos de tempo, a estrutura anatômica que provoca os desvios Dopp1er pode ser determinada usando essas cIassificações. Para o exemplo do reconhecimento de um coração do feto, isto funciona bem, porque quando um estado particular do coração do feto for determinado, outros k 25 eventos terão grande possibilidade de posterior ocorrência.

0 Isto signifíca que exíste "uma sequência regular das válvulas cardíacas se fechando e as câmaras do coração borribeando. O módulo de reconhecimento de padrão pode ser treínado para reconhecer esses padrões. O módulo de reconhecimento de 30 padrão usado para indicar a class-ificação e para reconhecer a estrutura anatômica usando as classificações pode ser um simples módulo de software ou pode ser compreendido por múltiplos módulos de software. Erri outras palavras, pode ser usado um diferente método de reconhecimento de padrão para indicar as classificações e para o reconhecimento da estrutura anatômica.

> Em outra realização, o módulo de reconhecimento de 5 padrão está ainda adaptado para reconhecer diferentes tipos " de movimentos de corpos Eetais usando o vetor caraeterístico. Diferentes tipos de movimentos de corpos fetais podem ser classificados, por exemplo, podem ser determinados o movímento do feto, soluços e espirros. Os movimentos de 10 corpos fetais são muito lentos em comparação corn o movimento da válvula eardíaca e com o movimento da parede cardíaca. Como resultado, qs mvimentos de menor frequência aparecem em menor frequência em uma transformada de Fourier. Pode ser usado um módulo de reconhecimento de padrão para identificar 15 também esses tnovimentos de corpos fetais. Isso é benéfico, porque permite que os médicos não somente conheçarn a frequência cardíaca do fetcj, mas saibam que típo de movimento

P ou de movimentos q feto está fazendo. Isto é muito útil para o estabelecimento da saúde do feto e para saber se o feto 20 está vivcj ou não. Em outra realização, o método ainda compreende a etapa de receber uma medição de um sensor de contração de parto. O vetor característico compreende então a medição do P- sensor de contração de parto. Esta é uma realização 25 extremamente benéfica, porque a medição das contrações · maternas usandó o sensor de con-tração de parto pode ser incorporada no rnodelo de uma frequência cardiaca do feto.

Durante as contrações, a frequência cardíaca do feto muda. Tendo os dados do sensor de contração de parto incluídos no 30 vetor característico e incluídos no modelo usado pelo módulo de reconhecimento de padrão aumentâ a precisão da râpida identificação de se a frequêneia cardíaca do feto está sendo rnedida e também na deterrninação da frequência cardíaca do

E.etQ.

A frequência cardíaca do feto durante as contrações é também responsabilidade dos rnêdicos.

Tendo essas informações em correlação, permite aos médicos tomar melhores decisões

. diagnósticas sobre o parto do feto. 5 Em outra realização, o método ainda compreende a " etapa de receber a medição de fonocardiografia de um microfone.

O método ainda compreende a etapa de construção do vetor característico usando a medição de fonocardiografia do microfone. a medição de fonocardiografiâ é a medição do 10 coração do feto usando um microfone.

Isto fornece informações complementares que poderiam ser incluídas no vetor característico e ajudaria o módulo de reconhecimento de padrão na adequada identificação de se um transdutor ultrassônico estã adequadamente colocado sobre o coração do

15 feto.

O sistema usado para fazer a medição da fonocardiografia pode ter urn sub-sistema de cancelamento de r ruídos.

Em outra realização, o método ainda compreende: 20 receber uma medição de um sistema de eletrocardiografia e construir c) vetor característico usando a medíção do sistema de eletrocardiografia.

Em outra realização, o rnétodo ainda compreende: receber urna medição de um sistema de oxiutetria de pulso e P·

2'5 construir o vetor característico usando a medição do sistema

N de oximetria de pulso.

Em outra realização, o. mêtodo ainda compreende: receber uma medição de um sistema de saturação de oxigênio periférico e construir o vetor característico usando a

30 rnedição do sistema de saturação de oxigênio periférico.

Em outra realização, o método ainda compreende: receber uma medição de um sisterna não invasivo de pressão arterial e construir o vetor característico usando a medição de saturação do sistema não invasivo de pressão arterial. Em outra realização, o mCidulo de reconhecimento de padrão é uma realização de um modelo oculto de Markov. Esta é . uma rea1ização rnuito vantajosa, porque os rnodelos ocultos de 5 Mârkov visam peças individuais de dados sequenciais. Nesse " caso, qs períodos de tempo estão sendo examinados. o modelo oculto de Markov usa a probabilidade de que outros eventos se sigam. Este método permite a construção de modelos muito precísos e robustos que podem identificar a frequência 10 cardíaca do feto. Em cjutra realização, o método ainda compreende a etapa de pré-processarnento dos dados de ultrassom. A etapa de pré-processamento dos dados de ultrassom compreende pelo menos um dos seguintes: filtragem dos dados de ultrassom, 15 amplificação dos dados de ultrassom e normalização dos dados de ultrassorn. Isso é útil porque o processo de fíltragem pode remover o ruído indesejado dos dados de ultrassorn, a amplificação dos dados de ultrassom pode aumentar os sinais fracos e a normalização dos dados de ultrassom reduz a faixa 20 dinâmica e permite uma análise mais fácil usando o módulo de reconhecimento de padrão.

Em outro aspecto, as realizações da invenção fornecem um produto de programa de computador compreendendo instruções executáveis por máquina para execução por um 25 sistema de controle. As instruções executáveis por mãquina . compreendem uma realização de um rnétodo de determinação da frequência cardíaca do feto. Em outro aspecto, as realizações da invenção provêem um produto de programa de computador compreendendo 30 instruçães executáveis por máquina para execução por um sistema de controle, As instruçõés executáveis por máquina compreendem a etapa de receber dados de ultrassom- Os dados de ultrassom compreendem as informações do desvio Doppler

"_ 19/29 descritivas da velocidade de pelo menos uma estrutura anatômica. As instruções ainda compreendem a etapa de dividir os dados de ultrassom em uma série de períodos de tempo. As . instruções ainda compreendem a etapa de índicação de uma 5 classificação a cada um dos períodos de tempo usando as " informações do desvio Doppler. As instruções ainda compreendem a etapa de reconhecimento de pelo menos uma estrutura anatômica usando a classificação de cada período de tempo. As vantagens do fato já foram previamente diseutídas.

10 Em outro aspecto, a invenção fornece um sistema de controle compreendendo um microprocessador em que o microprocessador é adaptado para realizar a etapa de receber dados de ultrassom. Os dados de ultrassom compreenderri as informações do desvio Doppl-er descritivas da velocidade de 15 pelo menos uma estrutura anatômica. As instruções ainda compreendem a etapa de dividir os dados de ultrassom em uma série de períodos de tempo. As instruções ainda compreendem a etapa de indicação de uma classificação a cada urri dos períodos de tempo usando as informações do desvio Doppler. As 20 ínstruções ainda compreendem a etapa de reconhecirnento de pelo menos uma estrutura anatômica usando a classifi-cação de cada período de ternpo. As vantagens do fato jã Eoram previamente discutidas. Em outra realização, a etapa de indicação de uma . 25 classificação a cada período sequencial de tempo usando as - informações do desvio Dopp1er compreende a etapa de identificação dos dados do movimento da válvula do coração do feto usando as informações do desvio Doppler. A etapa de indicação de uma cIassificação a cada período sequencíal de 30 tempo usando as informações do desvio Doppler ainda cornpreende a etapa de identificação de dados do movimento da parede do coração do feto usando as inforrnações do desvio Doppler. O coração do Eeto é então reconhecido como senào uma estrutura anatômica usando a classificação de cada um dos períodos de tempo. Em outra realização, os dados do movirnento da válvula do coração do feto são identificados usando um filtro 5 passa altas nos dados de ul-trassom e em que os dados do " movimento da parede do coração do feto são ídentificados usando um filtro passa baixas. Isto é vantajoso, porque como foi anteriormente mencionado, o movimento da válvula cardíaca é mais rápido que o movimento da parede cardíaca. Em uma 10 transformada de Fourier e em outras técnicas sirnples de processamento, o movimento da parede cardíaca aparecerá como sendo de menor frequência que os dados de movimento da vãlvula cardíaca de movimento rápido. O filtro passa altas e passa baixas pode ser realizado digitalmente. Em outras 15 realizações, tarnbém podem ser usados filtros passa altas e passa baixas análogos.

k Em outra realização, c) filtro passa altas usa uma frequência de corte entre 200 e 400 Hz. De preferência, o tiltro passa altas usa a frequência de corte entre 250 e 350 20 Hz. A frequência de corte ideal é aproximadamente 300 Hz. Em outra realização, o filtro passa baixas usa a frequência de corte entre 200 e 400 Hz. o filtro passa baixas de preferência usa a frequência de corte entre 250 e 350 Hz.

Novamente, a Erequência de corte ideal para o filtro passa 25 baixas é aproximadamente 300 Hz. k Em outra realização, a etapa de indicação de urna classificação a cada período de tempo usando as informações do desvio Doppler compreende a etapa de identificação dos dados do movimento do corpo do fetxj usand.o as informações do 30 desvio Doppler. A estrutura anatômica é então identificada como sendo um corpo fetal usando a cIassificação de cada um dos períodos de tempo. Em outra realização, os movimentos de corpos fetaís são identificados usando o filtro passa baíxas com uma frequêncía de corte entre 1 Hz e 15 Hz. A Frequência de corte é ideal entre 8 e 12 Hz. Em outro aspecto, a invenção fornece um monítor « 5 fetal. O monitor fetal compreende um sistema de ultrassom · adaptado para a medição de sinais de ultrassom com desvio Doppler usando um transdutor ultrassônico. O sistema ultrassônico é adaptado para a geração de dados de ultrasscm üsando qs sinais de ultrassom com desvio Doppler. O monitor 10 fetal ainda compreende um sistema de controle de acordo com uma realização da invenção.

Em outra realização, o monítor fetal ainda compreende um sensor de contraçãa de parto. O sistema de ccjntrole está ainda adaptado para realízar a etapa de 15 construção de um vetor característico para cada um dos períodos de tempo e a medição do sensQr de contração de , parto. O sistema de controle est.ã ainda adaptado para realizar a etapa de classificação do movimento cardíaco do feto ern cada um dos períodos de tempo usando um módulo de 2,0 reconhecirnento de padrão que reconhece a classificação de cada vetor característico. A classificação é indicada usando um módulo de reconhecimento de padrão que reconhece a classificação de cada vetor característíco. A estrutura anatômica é determinada usando c) módulo de reconhecimento de - 25 padrão. Como antes mencionado, o mõdulo de reconhecimento de . padrão pode compreender rrlúlLip10s sub-módulos, com os sub- módulos compreendendo mõdulos de software de reconheeimento de padrão. As vantagens desta realização forarn discutidas prevíamente. A frequência cardíaca do feto nesta realização 30 édeterminada usando a cIassificação do movimento cardíaco do feto. Em outra realização, o Monitor fetal está adaptado para indicar pelo menos uma estrutura anatk3mica em um indicador. O indicador pode ser um display no monitor fet.al ou pode ser escrito em um registrador. Esta realização é benéfica, porque é vantajosa para se saber qual estrutura b anatômica está sendo examinada com o monitor fetal. Essa 5 característica pode ajudar a evitar erros quando o monitor · fetal não estiver examinando urn feto. Em outra reali.zação, o monitor fetal é adaptado para alertar o operador corn um alarme se pelo rríenos uma estrutura anatômica nãQ incluir um coração. O alarme poderia 10 ser um indicador visual, um alarme auãível, ou poderia ser uma marcação no registrador. Esta realização ê benéfica, porque o operador sa.beria então que o transdutor uítrassônico deveria ser reposicionado. Em outra realização, o uíonitor fetal está adaptado 15 para mostrar uma medida da confiança que a frequência cardíaca do feto provêm de um feto em um indicador. Os exemplos de indicadores são um display no monitor fetal, um tom audível ou uma rnarcação no registrador. Esta realização é benéfica; porq'ue dá ao operador ou ao provedor de saúde uma 20 indicação da probabilidade de que o transdutor esteja posicionado de forma correta. Esta realização pode ser Eacilmente realizada quando for usado um módulo de reconhecimento de padrão. Muitos módulos de reconhecimento de padrão comQ qs HMMS também geram uma possibilidade de que o k 25 padrão seja corretamente reconhecido. Essa probabilidade pode - ser usada para gerar a medida de conEiança, a frequêrIcia cardíaca do feto pode ser mostrada em um i'ndicador nuMr.ico no monitQr fetal, pode ser indicada por meio audíti-vo, também pode ser registrada em um registrador e pocie sie\rienviada-a um 30 sistema de registro eletrônico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Serão descritas as seguintes realizâçõés prefe'ridâs da invenção, somente como exemplo e cqtti refêr'ênci.a. âQS

23 /29 desenhos em que: A Fig. 1 mostra uma real,ização de um mêtodo para a determinação de uma estrutura anatômica usando qs dados de ultrassom com desvio Doppler, 5 A Fig. 2 mostra uma realização de um monitor Eetal " de acordo com uma realização da ínvenção, A Fig. 3 mostra outra realização de um mêtodo de acordo com a invenção, A Fig. 4 mostra um exemplo de um algoritmo de IO classificação de acordo com urria realização da invenção, A Fig. 5 mostra dados de ultrassom de crianças processados por filtros passa altas e passa baixas e a classificação ãe diferentes períodos de tempo por um Modelo oculto de Markov.

15 DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES Os elementos com números similares nessas figuras ou são elementos idênticos ou realizam a mesma função. Os - elementos que foram a-nteriormente comentados não serão " necessariamente cornentados nas demais Eiguras caso suas 20 funções sejauí idênticas. A Figura i mostra um método para o reccmhecimento de uma parte anatÔmica que estâ gerando informaçães do desvío Doppler em dados de ultrassom. Na etapa 100, são recebidos os dados de ultrassom. Na etapa 102 q ultrassom é dívidido em . 25 uma série de períodos de tempo. Depois, na etapa 104, a cada . um dos períodos de tempo é indicada uma classificação. Na etapa 106, pelo menos uma estrutura anatômica é reconhecida usando a classificação de cada período de tempo. Os rnovimentos das diferentes estruturas anatômicas produzem 30 diferentes tipos de desvios DoppIer nos dados de ultrassom. Por exemplo, o movimento do coração do feto contém vários componentes diferentes. Éxiste uma válvula cardíaca de movimento rápido e uma parede cardiaca que se move mais ientamente. As paredes cardíacas e as válvulas se movem de forma rítmíca que pode ser reconhecida e usada para confirmar que o sensor ultrassônico egteja posícionado sobre o coração do feto.

5 Quando estiver certo que cj sensor ultrassônico está ' posicionado sobre o coração do feto, o movimento da válvula cardíaca do feto e o movimento da parede do coraçãQ do feto podem ser usados para de.terminar diretamente a frequência cardíaca dQ feto, ou o movimento da válvula cardíaca do feto 10 e o movimento da parede do coração do feto podem ser usados para confirmar que o sensor está realmente medindo a frequência cardíaca do feto. Quando a medição do coração do feto for confirmada, então pode ser usado urn método convencional para a determinação da frequência cardíaca do 15 teto. A Figura 2 mostra uma realização de urn monitor fetal 302 de acordo com uma realização da irivenção. É mostrada uma paciente grávida 300. A paciente grávida 300 tem uxn sensor de contração de parto 310 e um transdutor 20 ultrassônico 308 na região de seu abdome. O sensor de contração de parto estã montado em um sistema sensor de contração de parto 304. O sistema sensor de contração de parto 304 ê a parte eletrôníca necessária para a operação do sensor de contração de parto 310. O sistema sensor de - 25 eontração de parto 304 tem interface com um microprocessador . 312. O transdutor ultrassônico 308 está montado em um sistema de ultrassom 306. O sistema de ultrassom 306 compreende a parte eletrôníca necessãria para acionar e operar o transdutor ultrassônico 308. o sistema de ultrassom 306 está 30 conectado ao microprocessador 312. O mícroprocessador 312 opera executando um produto de programa de computador 31.4. o produto de programa de computador 314 opera e realiza o método de d.eterminação do rnonitor fetal. O produto de programa de computador 314 compreende alguns diferentes mõdulos de software.

O módulo 316 é um mõdulo de identificação do movirnento da válvula cardíaca do feto. o

. mõdulo 318 é um módulo de identificação do movirriento da 5 parede do coração do fetcj, O mõdulo 320 é um módulo para a " determinação da frequência cardíaca. 322 é uma reali-zação de um módulo de filtro digital passa altas.

O módulo 324 é urna realização de um módulo de filtro digital passa baixas. 326 é um módulo de reconhecimento de padrão.

O reconhecímento de

10 padrão 326 pode ser um mõdulo de software treínado que também pode incluir uma biblioteca de dados de treinamento usados para comparar, ou que também pode conter uma base de dados de exemplos de referência para quando operar- O mõdulo 328 é um módulo de criação de vetor característico.

E q rnódulo 330 é

15 um môdulo de software que divide os dados de ultrassom em uma série de períodos de tempo.

O microprocessador 312 recebe qs

. dados de ultrassom do sistema de ultrassom 306. A Figura 3 mostra um diagrama de blocos de um " método de acordo corn uma realização da invenção.

Na etapa 400 20 é recebido um sinal de ultrassom.

Na etapa 402, o sinal de ultrassom é pré-processado.

Depois, é extraído um período de tempo na etapa 404. O sinal de ultrassom ou dados de ultrassom é dividido em pequenos pedaços, sendo extraídos um ou mais periodos de tempo.

Na etapa 406 é feita a extração

25 característica; nessa etapa são criados os vetores

· característicos para cada um dos períodos de tempo que forem extraídos.

Na etapa 408, cada vetor característieo é enviado a um algoritmo de classificação.

O algoritmo de classificação pode ser um rn6du1o de reconhecimento de padrão.

O módulo de

30 reçonhecimento de cIassificação ou de padrão identifica cada vetor característico para uma variedade de díferentes estados, por exemplo, o período de tempo pode identíficar que as válvulas cardíacas estão se movendo, pode identificar que as paredes cardiacas estão se movendo ou pode identificar que nenhuma das válvulas cardíacas ou que a parede cardíaca está se movendo. Na etapa 410, o algoritmo de classificação envia a classe mais provável de sinal.

5 O sinal de entrada de um novo módulo de ' reconhecimento de padrão é um sinal ultrassônico padrão (ver a figura 3). Em primeiro, os dados são pré-pmcessadom são filtrados, amplificados e normalizados para cumprir as necessidades de um novo processarnento. Depois, são extraídos 10 dos dados os períodos de tempo que sejam muito mais curtos que em um batimento cardíaco. Para cada período de tempo, são extraídos determinados critérios (por exemplo, os resultados da F'FT, transfor'madas em ondaletas, distribuíção de Wigner ou a densidade de potência). Em conjunto, esses critérios 15 constroem um vetor caracter"stico que contém atributos significativos do atual período de tempo. Todos os vetores característicos são enviados em um classifi'cador de 6inais ¶ (para detalhes, ver a Figura 4), que compara os vetores " característicos em vista de suas sequências e ocorrências 20 para HMMs pré-definidos de fontes de sinais maternais ou fetais. As saídas da classificação de sinais são as probabilidades de uma correlação do atual padrão de ultrassom com um dos modelos prê-definidos de padrão de ultrassom. O HMM que produz a maior probabil-idade para o atual padrão de . 25 ultrassom descreve a atual fonte do sinal Eisiolôgico. Além n disso, aquelas probabilidades são um indicador da qualidade do sinal atual. Se todas as probabilidades forem baixas, o sinal é fraco e pode ser assinalado um aíerta ao provedor de saúde para substituir o sensor.

30 A Figura 4 mostra um diagrama que ilustra a operação do algoritmo de classificação 408. q algoritmo de clas'sifieação 408 recebe um vetor característico 500 ou vetores característicos 500 como entrada. O algoritmo de classificação 408 envía então a classe de s-inal maís prQvável

502. Nesse exemplo, a classe de sinal pode ser identificada como a probabilidade que seja um tnovimento fetal, uma

W frequência cardíaca materna, uma frequência cardíaca do feto, 5 ou outro padrão de ultrassom. Existe um módulo 512 que ' compara o vetor característico com uma variedade de modelos de ultrassom. Os modelos que o algoritmo de comparação 512 pode comparar coki relação a este exemplo são modelos de movimento fetal 504, um modelo de frequência cardíaca rnaterna 10 506, a frequência cardíaca do feto rnodelo 508 e outro mõdulo de padrão de ultrassom 510. O algoritmo na plotagem 512 pode ser realizado usando um algoritmo oculto de Markov.

A Figura 5 mostra uma plotagem da potência de diferentes faixas de frequência nos dados de ultrassom 600 e 15 um exemplo de modelo oculto de ,Markov que classifica os diferentes movimentos de urn coração de feto 602. Na figura 600, o tempo é o acesso 604 e a energia na faixa de - frequên.cias é dada no acesso 606. A faixa de energia no " acesso 606 está em unidades arbitrãrias. A curva 608 mos'tra a 20 ener.gia na banda alta como determinado pelo filtro passa altas. 610 determina a energia em uma banda baixa como determinada por um filtro passa baixas. E a curva 612 é uma razão entre a curva 608 e a curva 610. Na pIotagem 602 os marcadores 624 dentro da plotagem indicam o movimento

W 25 cardíaco como determinado pelo modelo oculto de Markov. O « acesso 614 é o tempo em segundos e existem três posições na pIotagem rotuladas cornD 620, 622 e 618. 620 indica o movimento da parede cardíaca é identíficado, 622 indica que nem o movimento da vãlvula cardíaca nem da parede cardíaca é 30 identificado ou que urri tempo de pausa e 618 indica qae um filtro passa baixas foi detectado. a plotagem 602 é um exernplo de como os dados poderiam ser identificados usando um modelo oculto de Markov. Isso também pode ser usado como modelo que pode ser comparado para determinar se a frequêneia cardíaca do feto fcji detectada ou não. Para o exemplo mostrado na figura 5, foi usado um 0 monitor fetal FM 30. Para calcular a curva 608, foi tomada a 5 potência na banda alta (300 Hz a 600 Hz) de uma transformada · de Fourier de curto tempo (STFT) dos dados de ultrassom do desvio Doppler. A curva 608 foi normalizada subtrainào a energia média na banda alta e então dividindo pela raiz quadrada da variância da energia na banda alta. À curva 10 calculada 610, foi tomada a potência na banda baixa (0 Hz a 300 Hz) usando também a STFT- Similarmente, a curva 610 foi normalizada subtraíndo a energia média na banda baixa e dividindo pela raiz quadrada da variância da energia na banda baixa.

15 LrsTA DE NÜMEROS DE REFERÊNCTA: 300 Paciente grávida

F 302 Monitor fetal 304 Sistema sensor de contração de parto 306 Sistema de ultrassom 20 308 Transdutor ultrassônico 310 Sensor de conEração de paxtQ 312 Microprocessador 314 Produto de programa de compxjtador 316 MÓdulo de identificação de movimento da 25 vãlvula cardíaca do feto

W 318 Módulo de identificação de movimento da par.ede cardíaca do feto 320 Módulo de determinação da frequência cardíaca 322 Módulo de filtro passa altas 30 324 Módulo de filtro passa baixas 326 módulo de reconhecimento de padrão 328 Módulo de criação do vetor característíco 330 Mõdulo de divisão do período de tempa

400 Recepção do sisterna de ultrassom

402 Pré-processamento dos dados de ultrassom

404 Extrair urn período de tempo k 406 Extração cíe característica

5 4 08 Algoritmo de classificação 0¢ 410 Determinar a classe do sinal mais provãvel

500 Vetor característico

502 CIasse do sinal mais provãvel

504 Modelo dos movimentos fetais

10 506 Modelo da frequência cardíaca maternal

508 Modelo da frequência cardíaca do fe'to

510 Outro módulo de padrão de ultrassom

512 comparar modelos com o vetor característico

600 Potência das diferentes faixas de frequências

15 nos dados de ultrassom 602 Exemplo de modelo de markov oculto do coração dQ Eeto. 604 Tempo ern segundos

606 Energia ern unidades arbitrârias

20 608 Energia em banda alta

610 Eízergia em banda baixa

612 Razão de 608 para 610

614, Tempo em segundos

618 Válvula cardíaca

25 620 Parede cardíaca

622 Pausa 624 Índícação de atividade cardíaca

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO PARA O RECONHECIMENTO DE PELO MENOS UMA ESTRUTURA ANATÔMICA MÓVEL COM O USO DE DADOS DE ULTRASSOM, O , método caracterizado por compreender as etapas de: 5 - receber os dados de ultrassom (100, 200, 400), em " que os dados de ultrassom ccmpreendem as informações do desvio Doppler descritivas da "velocidade de pelo menos uma estrutura anatômica, - dividir os dados de ultrassom (102, 404) em uma 10 séríe de períodos de tempo, - indicar uma classificação para cada um dos períodos de tempo (104) usando as informações do desvio Doppler, e - reconhecer pelo menos uma estrutura anatômíca 15 (106) usando a classificação de cada período de tempo.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que a etapa de indicação de cada um dos . períodos de ternpo com uma classificação usando as informações " do desvio Doppler com'preende as etapas de: 20 - identificar os dados do movimento da válvula do coração do feto usando as inforrnações do desvio Doppler, - idencifícar os daàos do rnovimento da parede do coração dci feto usando as informações do desvio Doppler, e em que o coração do feto for reconhecido como a 25 estrutura anatômica usando a classificação de cada um dos . períodos de tempo.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que a etapa de indicação de cada um dos períodos de tempo com urna classificação usando as informações 30 do desviD Doppler cornpreende as etapas de identificação do movimento do corpo do feto usando as informações do desvio Doppler, e em que a estrutura anatômica ê identificada como sendo um corpo fetal usando a classificação de cada um dos períodos de tempo.

4. MÊTODO, de acordo com a reivindicação 1, 2, ou 3, caracterizado ern que o método compreende ainda a etapa de -W construção de um vetor característico (406) para cada um dos 5 períodos de tempo, em que a classificação é indicada usando " um módulo de reconhecimento de padrão (408) que reconhece a classificação de cada vetor característico, e em que pelo menos uma estrutura anatômica é deterrninada usando o módulo de reoonhecitnento de padrão.

10 5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado em que o módulo de reconhecimento de padrão está ainda adaptado para reconhecer diferentes tipos de movimentos de corpos fetais usando o vetor característico.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, 15 caracterizado em que o rnétodo compreende aind.a as etapas de receber uma medição de um sensor de contração de parto (310)

K e construir o vetor característico usando a medição do sensor b de contração de parto e/ou em que o método ainda compreende " as etapas de receber uma rnedição de fonocardiografia de um 20 rnicrofone e construir o vetor característico usando a medição de fonocardiografia do microfone e/ou em que o método ainda compreende receber uma rnedição de um sistema de eletrocardiografia. e construir o vetor característico usando a medição do sistema de eletrocarãiografia e/ou em que o 25 método ainda compreende receber uma medição de um sistema de . oximetria de pulso e construir o vetor característico usando a medição do sistema de oximetria de pulso e/ou em que o método ainda compreende receber uma medição de um sistema de saturação de oxigênio periférico e eonstruir o vetor 30 característico usando a medição do sistema de saturação de oxigênio periférico e/ou em que o método ainda compreende receber uma rnedição de um sistema não invasivo de pressão arterial e construir o vetor característicQ usando a medição de saturação do sistema não ínvasivo de pressão arterial.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, 5, ou 6, caracterizado em que o módulo de reconheciurento de padrão , > ser uma realização de um modelo oculto de l'larkov. 5 8. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, caracterizado " por compreender instruções executãveis por máquina para execução por um sistema de controle (312), as instruções executáveis por mãquina compreendendo as etapas de: - receber dados de ultrassom (100, 4QO), em que os 1-0 dados de ultra.ssom compreendeuí informações do desvio Doppler descritivas da velocidade de pelo menos uma estrutura anatômica, - dividir os dados de ultrassom (102, 404) em uma série de períodos de tempo, 15 - indicar a cada um dos períodos de tempo a classificação (104) usando as informaçàes do desvio Dopp1er, Q e P' - reconhecer a pelo menos uma estrutura anatômica » (106) usando a classificação de cada período de tempo.

20 9. SISTEMA DE CONTROLE, caracterizado por compreender um microprocessador, em que cj micrQprQcessador é programado para realizar as etapas =: - receber dados de ultrassom (100, 400), em que os dados de ultrassorri compreendem informações do desvio Doppler 25 descritivas da velocidade de pelo menos uma estrutura - anatômica, - dividir os dados de ultrassom (102, 4,04) em uma série de períodos de tempo, - indicar a cada um dos períodos de tempo a 30 classificação (104) usando as informações do desvio Doppler, e - reconheeer a pelo menos uma estrutura anatôrnica (106) usando a classificação de cada período de tempo.

4 /5

10., sr de CONTROLE, de aeordo com a reivindicação 9, caracterizado em que a etapa de indicação de cada período sequeneial de tempo a classificação usando as informações do desvio Doppler compreende as etapas de:

P 5 - identific-ar os dados do movirnento da válvula do ' coração do feto usando as informações do desvio Doppler, - identifiear os dados do movimento da parede do coração do feto usando as informações do desvio Doppler, e em que a coraçao ~ do feto for reconhecido como a 10 estrutura anatômica usando a classificação de cada um dos períodos de ternpo.

11. SISTEMA de CONTROLE, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado em que os dados do movimento da vãlvula do coração do feto são identíficados 15 usando um filtro passa altas (322) nos dados de ultrassom e em que os dados do movimento da parede do coração do feto são identificados usando um filtro passa baixas (324), em que o . filtro passa altas usa uma frequência de corte entre 200 Hz e 400 Hz, de preferência entre 250 e 350 Hz e/ou errt que o 20 filtro passa baixas usa uma frequência de corte entre 200 Hz e 400 Hz, de preferência entre 250 e 350 Hz.

12. sistema de CONTROLE, de acordo com a reivindícação 10 ou 11, caracterizado em que a etapa que indica a cada período de tempo uma classificação usando as 25 informações do desvio Doppler compreende as etapas de . identificação dos dados do movimento do corpo do feto usando as informações do desvio Doppler, e em que a estrutura anatômica é identificada como sendo um corpo fetal usando a cIassificação de cada um dos períodos de tempo, e em que os 30 movimentos dos dados de corpos fetais são identífícados usando um filtro passa baíxas com uma frequência de corte entre 1 Hz e 15 Hz, de preferência com uma frequência de corte entre 8 e 12 Hz.

13. MONITOR FETAL, caracterizado por eompreendem - um sístema de ultrassom adaptado para a medição de sinais de ultrassom com desvio Doppler usando um transdutor ultrassônico (308), ern que o si.stema de ultrassom » 5 é adaptado para a geração de âados de ultrassom usando os · sinais de ultrassom com desvio Doppler, e - u.m sistema de ccmtrole (312) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 12.

14. MONITOR FETAL, de acorda com a reivindica-ção 10 14, caracterizado em que o monitor fetal compreende ainda um sensor de contração de parto (310), em que o sistema de controle está ainda programado para cumprir as etapas de: - construir um vetor característico (406) para cada um dos perícdos de tempo e a medição do sensor de contração 15 de parto, em que a classificação é indicada usando um módulo de reconhecimento de padrão que reconhece a classificação de

P cada vetor característico, e em que a estrutura anatômica é determinada usando o módulo de reconhecimento de padrão.

20

15. MONITOR FETAL, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado ern que o monitor fetal é adaptado para índicar a pelo menos uma estrutura anatômica em um indícador e/cjü em que o monitor fetal é adaptado para alertar o operador com um alarme easo a pelo rnenos urna estrutura

W 25 anatômica não incluir um coração do feto e/ou em que c) . monitor fetal está adaptado para exibir uma frequência cardíaca do feto e uma medida da confíança que a frequência cardíaca do fetcj ê de um feto; método e equipamento para o reconhecímento de estruturas anatômicas móveis com o uso de 30 ultrassom.