CN102068249B - 母体胎儿监视装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种母体胎儿监视装置与方法。该胎位与胎动监视装置包括一组贴片电极，用以贴附于一母体的腹部提供至少三个通道的量测；一前级讯号处理器，接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大讯号以输出一组特征感应讯号；一后级讯号处理器接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，以分离出对应所述通道的孕妇与胎儿心电复合波；以及一胎位判断处理器，将所述胎儿心电复合波分析处理后得到每一个该胎儿心电复合波的一组特征波形或是直接根据所述胎儿心电复合波计算出相对于该母体的一正面坐标的一胎儿心轴向量。

Description

母体胎儿监视装置与方法

技术领域

本发明涉及一种母体胎儿监视装置与方法，特别是涉及一种胎动(fetalmovement)、宫缩(uterine contraction)与胎位(fetal position)的监视装置。

背景技术

母体，其又称为孕妇，在怀孕期间最关心的是肚子里的孩子是否健康与正常发育，以及早产的问题。除了门诊医师可协助检查以外，在家里也只能靠自己的观察，譬如靠感觉胎动的次数来评量胎儿的状况。若是要长时间观察与记录，其实真的很不方便，所以最好是有一套器材可随身携带、能自动检测与记录，并能通过数据分析显示得知胎儿的胎位/胎动、健康与发育状态。如此，在下一次门诊时可同时呈上这些居家量测记录的信息给医师参考，以获得更有质量的照护。对胎位不正的母体来说，在怀孕第30周至34周的期间，是最恰当的胎位纠正时机，所以随身的监视器的功能也朝向能具备可检测胎位等功能而发展。

目前在分娩前胎儿监督用以评量胎儿健康的技术有很多种包括子宫收缩加压试验(Uterine Contraction Stress Test)、不加压试验(Nonstress Test)、胎动评量(Fetal movement assessment)、生物物理相评分(BiophysicalProfile)、改良生物物理相评分(Modified Biophysical Profile，bpp)、脐动脉多普勒超音波检查(Umbilical Artery Doppler Velocimetry)、子宫收缩加压试验等。

另外就胎儿监视技术中关于胎动的评量，目前用于定量分析胎动的技术有踢动计数(kick counts)，其是靠着母体对胎动的感觉来记录的。此外，多普勒超声波方式是激发压电探头发出超音波至特定区域以检测出该区域内的胎动的多普勒效应。超声波方式是激发压电探头发出超音波来对母体腹中的胎儿进行造影。移动线圈(Moving Coil)的方式是在母体的腹部某处绑上此组件，当胎动发生时此组件会因为感应磁能变化。以上这些方法在使用上都各有其优缺点。

另外，4D超声波的方式在胎动的识别器材中最为准确，可识别出各种类型的胎动行为，但不适合长时间使用，且单价昂贵。腹部生理电传感器材虽然无法全部识别出来，除了呼吸运动外的其它大动作大致上都可以识别出来，成本低廉，可随身携带使用且无须调整位置。

图1示出了胎位的基本类型示意图。参阅图1(a)，胎儿100在临盆时头部会朝向子宫颈，以利头部先露出。图1(a)是属于正常胎位，约占96％。参阅图1(b)，胎儿100的头部朝上而臀部朝下，约占3％，是属于较严重的不正常胎位，其需要较复杂的程序才能矫正。参阅图1(c)，胎儿100是横躺，约占0.2-0.5％，其是属于较次严重的不正常胎位，可以在临产前的一段时间，藉由胎位矫正达到正常胎位。

图2示出了胎位的方位示意图。就胎儿而言，其也会有不同的旋转方位。以图1(a)的正常胎位为例，以胎儿头部枕骨的坐落方位来分，除了正前与正后的方向外，一般还分为六个方向，如图2(a)到图2(f)所示，一般分别以LOP、LOT、LOA、ROP、ROT、ROA表示。依照相似的分类，针对图1(b)也有六个方位，以及其它的多种胎位分类，是传统所采用的方式，不再详述。

图3示出了胎位的方位相对母体的横切面示意图。参阅图3，在母体的横切面上会有母体的脊椎102以及骨盆104。胎儿106会有胎儿脊椎108。胎儿106依方位而定义出不同的胎位。

图4示出了传统腹部生理电传感器的技术示意图。参阅图4，一般采用四个感应贴片112，贴附在母体腹部110的四个位置。位置1是在眼肚下方，而其它三个感应贴片112位于左方、上方、右方如图示。利用上述的感应贴片112可以量出胎儿的心电图ECG(electrocardiogram)复合波形。图5示出了传统ECG复合波形的四种分类示意图。ECG的复合波一般是由心脏的Q、R、S波的复合所成，其中以R波为主样分析对象。图5中的A型波是上凸三角波，B型波是下凸三角波，C型波是先上凸后下凸，D型波是先下凸后上凸。

每一个信道获得的讯号都归类成图5的四种波形其一。经由临床的统计由三个信道的波形组合，会对应出一种胎位当作辅助参考。胎位的分类是根据几个参阵列合：

X＝胎儿的头顶(vertex)、额头(brow)、面(face)、臀部、肩部

L＝母体左侧骨盆

R＝母体右侧骨盆

D＝母体骨盆的纵向中央

A＝母体前半部骨盆

P＝母体后半部骨盆

T＝母体骨盆的横向中央

胎位为先露部位的代表骨在产妇骨盆的位置，亦即在骨盆的四相位：左前、右前、左后、右后。顶先露的代表骨为枕骨(occipital，缩写为O)；臀先露的代表骨为骶骨(sacrum，缩写为S)；面先露的为下颏骨(mentum，缩写为M)；肩先露的代表骨为肩胛骨(scapula，缩写为Sc)。

胎位的写法由三方面来表明：

1、代表骨在骨盆的左侧或右侧，简写为左(L)或右(R)；

2、代表骨名称，如顶先露为“枕”，即“O”，臀先露为“骶”，即“S”，面先露为“颏”，即“M”，肩先露为“肩”，即“Sc”；

3、代表骨在骨盆之前、后或横。例如顶先露，枕骨在骨盆左侧，朝前，则胎位为左枕前(LOA)，为最常见的胎位。

各胎位缩写如下：

顶先露有六种胎位：左枕前(LOA)左枕横(LOT)左枕后(LOP)右枕前(ROA)右枕横(ROT)右枕后(ROP)。

臀先露有六种胎位：左骶前(LSA)左骶横(LST)左骶后(LSP)右骶前(RSA)右骶横(RST)右骶后(RSP)

面先露有六种胎位：左颏前(LMA)左颏横(LMT)左颏后(LMP)右颏前(RMA)右颏横(RMT)右颏后(RMP)。

肩先露有四种胎位：左肩前(LScA)左肩后(LScP)右肩前(RScA)右肩后(RScP)。

然而如何提升腹部生理电传感器的技术，使更有效准确监测胎儿状态的监视技术是研发的方向其一。

发明内容

本发明提供一种母体胎儿监视装置，其是一种可随身可携型、可长时间监视记录、不需调整位置的监视装置。可以利用一组生理电极贴片贴于母体的腹部周围，经由前级讯号处理与后级的算法，即可识别胎位及胎动，这些讯息再加上宫缩、胎心率及其变异性，将可构成一个母体与胎儿的监视装置。

本发明提出一种胎位监视装置，其包括以下各组件。一组贴片电极用以贴附于一母体的腹部提供至少三个通道的量测。一前级讯号处理器，接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大讯号以输出一组特征感应讯号。一后级讯号处理器接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，以分离出对应所述通道的孕妇与胎儿心电复合波。一胎位判断处理器，将所述胎儿心电复合波分析处理后得到每一个该胎儿心电复合波的一组特征波形或是直接根据所述胎儿心电复合波计算出相对于该母体的一正面坐标的一胎儿心轴向量。

本发明还提出一种母体宫缩与胎动监视装置，监视一母体与一胎儿的状态。监视装置包括：一组贴片电极、一前级讯号处理器、一第一后级讯号处理器、一第一分析单元、一第二后级讯号处理器、一第二分析单元以及一第三分析单元。该组贴片电极用以贴附于该母体的腹部，提供至少三个通道的量测。前级讯号处理器接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大特征讯号以输出一组特征感应讯号。第一后级讯号处理器接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，经滤除噪声后分析得到该母体以及该胎儿的多个信息包括母体心电图讯号、母体子宫肌电讯号与胎儿心电图讯号。第一分析单元用以根据由该第一后级讯号处理器得到的该多个信息，计算出该胎儿的一交感神经活动程度讯号。第二后级讯号处理器，接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，以分离出对应所述通道的多个胎儿心电复合波及多个母体宫缩讯号波。第二分析单元将所述胎儿心电复合波分析处理后得到每一个该通道上的该胎儿心电复合波与一母体心电复合波以判定是否该胎儿有一胎位变化；以及根据所述母体宫缩讯号得到一宫缩状态讯号。第三分析单元根据接收该宫缩状态讯号、所述能量变化讯号以及胎儿的该交感神经活动程度讯号，依照一胎动识别法，决定是否有胎动的状态。其中该交感神经活动程度讯号用以增加胎动判断的准确度。

本发明还提出一种胎位监视方法，包括藉由一组贴片电极，用以贴附于一母体的腹部，提供至少三个信道做讯号量测。之后，接收该组贴片电极的多个感应讯号，分离出对应所述通道的多个胎儿心电复合波以及多个母体心电复合波。将所述胎儿心电复合波分析处理后得到每一个胎儿心电复合波的一特征波形得出所述通道的一组心电组态以判断一胎位，另外或是直接根据所述胎儿心电复合波计算出相对于该母体的一正面坐标的一胎儿心轴向量。

本发明还提出一种母体宫缩与胎动监视方法，监视一母体与一胎儿的状态。此方法包括：利用一组贴片电极，用以贴附于该母体的腹部，提供至少三个通道的量测。另外，接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大特征讯号以输出一组特征感应讯号。接收该组特征感应讯号，经滤除噪声后分析得到该母体以及该胎儿的多个信息包括母体心电图讯号、母体子宫肌电讯号与胎儿心电图讯号。根据由该多个信息计算出该胎儿的一交感神经活动程度讯号。接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，以分离出对应所述通道的多个胎儿心电复合波及多个母体宫缩讯号波。将所述胎儿心电复合波分析处理后得到每一个该通道上的该胎儿心电复合波与一母体心电复合波以判定是否该胎儿有一胎位变化；以及根据所述母体宫缩讯号得到一宫缩状态讯号。以及根据接收该宫缩状态讯号、所述能量变化讯号以及胎儿的该交感神经活动程度讯号，依照一胎动识别法，决定是否有胎动的状态，其中该交感神经活动程度讯号用以增加胎动判断的准确度。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1示出了胎位的基本类型示意图。

图2示出了胎位的方位示意图。就胎儿而言，其也会有不同的旋转方位。

图3示出了胎位的方位相对母体的横切面示意图。

图4示出了传统腹部生理电传感器的技术示意图。

图5示出了传统ECG复合波形的四种分类示意图。

图6示出了依据本发明一实施例，一组贴片电极的配置示意图。

图7示出了依据本发明一实施例，胎儿ECG复合波的R波型态分类示意图。

图8与图9示出了依据本发明一实施例，胎心轴的分析示意图。

图10示出了依据本发明一实施例，检视胎动与宫缩的流程示意图。

图11示出了依据本发明一实施例，一母体宫缩与胎动监视装置的设置示意图。

图12示出了依据本发明实施例，实际发生生理性宫缩的信道讯号示意图。

图13示出了依据本发明实施例，二种胎位检测方法的验证示意图。

图14示出了依据本发明一实施例，由肢体伸展引起的假性宫缩示意图。

图15示出了依据本发明一实施例，胎位与脚踢型胎动的讯号示意图。

图16示出了依据本发明一实施例，宫缩与胎动监视设备的组织结构示意图。

图17示出了依据本发明一实施例，胎位监视设备的组织结构示意图。

图18示出了依据本发明一实施例，宫缩与胎动识别方法示意图。

图19示出了依据本发明一实施例，胎位识别方法示意图。

图20-23示出了依据本发明多个实施例，交感神经与复交感神经在频谱的变化示意图。

图24-43示出了依据本发明的多个实施例，包括四种讯号的量测示意图。

附图符号说明

100：胎儿

102：母体的脊椎

104：子宫

106：胎儿

108：胎儿脊椎

110：母体腹部

112：感应贴片

114：母体腹部

116：肚眼

S100-S118：步骤

200：贴片电极阵列

202：前级讯号处理器

204：讯号处理器

206：胎位识别单元

208：胎位(FP)记录器

210：心电图演算单元

211：图表记录单元

212：演算单元

214：胎动识别单元

216：宫缩识别单元

218：胎动(FM)记录器

220：宫缩记录器

250：宫缩与胎动监视设备

260：贴片电极

262：前级讯号处理器

264：第一后级讯号处理器

266：第二后级讯号处理器

268：事件记录单元

270：分析方块

272：分析方块

274：分析方块

276：分析方块

278：第三分析单元

280：前级讯号处理器

282：后级讯号处理器

284：胎位判断处理器

286、288、290、292：分析方块

300：胎位监视装置

S200-S216：步骤

S250-S268：步骤

具体实施方式

传统的胎位识别方法是医师依其经验用触摸母体的腹部来判断胎位。先进一点的话可利用超音波造影来识别胎位。

本发明是利用一组生理电极贴片贴于母体的腹部周围，经由前级讯号处理与后级的算法，即可识别胎位及胎动。生理电极贴片感测技术是利用低成本的硬件制作费，经低噪声前级讯号处理后，由后级进一步的讯号分离处理，即可分别获得母体的宫缩与心电讯号，与胎儿的心电讯号，利用这些讯号及一些识别算法，便可以得到胎儿的胎位、胎动、胎心率与母体的宫缩与心率，有了这些信息，母体就可以提防早产、胎儿宫内窘迫症与了解胎儿的生理时钟与发育成长状况。

以下结合一些实施例来说明本发明技术，然而本发明并不限制在所举的实施例。另外，所举的实施例之间也可以相互适当结合。

就一般性而言，母体与胎儿的生理状况监视是通过一组黏贴于母体腹部的贴片电极所感测获得的生理电数据。先利用滤波器分离各个信道的宫缩与心电讯号，识别各信道的胎儿的心电复合波型态。将各通道的胎儿的心电复合波对母体腹部的坐标系统重新分解再合成胎儿的心轴向量，也就是说做向量的加总。然后，根据各通道的胎儿心电复合波型态的组合，或投影在母体腹部坐标系统的胎儿心轴方位，可相互左证识别出胎儿的体位。另外，利用各通道的胎儿心电复合波的动态变化、各信道的宫缩讯号形式与胎儿的交感神经活络指标的交叉检视来识别出主动型的胎动行为。

本发明的感测组件是多个贴片电极，其例如是5片或更多片电极。图6示出了依据本发明一实施例，一组贴片电极的配置示意图。参阅图6，以5片的一组贴片电极为例，是贴附在母体腹部114的正面上。以肚眼116的位置为参考，贴片1是在肚眼116的下方，三个贴片电极2-4分别在肚眼116左上方，上方与右上方。以贴片电极1当作参考，由贴片电极1到贴片电极2-4分别构成具有方向性的三个通道(lead)。贴片电极1与5的所量取的讯号做为降低噪声以及分离出母体ECG(MECG)复合波与胎儿ECG(FECG)复合波的讯号。

图7示出了依据本发明一实施例，胎儿ECG复合波的R波型态分类示意图。参阅图7，本发明在观察贴片电极2-4分别通道所量取的胎儿R波，且将其波形分为八个型态A1-A4与B1-B4。型态A1-A4的四种状态为：

A1：朝上三角波；

A2：其前部分是一朝上三角波与后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值小于前部分的该朝上三角波的一峰值；

A3：其前部分是一朝上三角波与后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值约等于前部分的该朝上三角波的一峰值；以及

A4：其前部分是一朝上三角波与后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值大于前部分的该朝上三角波的一峰值。

另外型态B1-B4包括：

B1：是朝下三角波；

B2：其前部分是一朝下三角波与后部分是一朝上三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值小于前部分的该朝下三角波的一峰值；

B3：其前部分是一朝下三角波与后部分是一朝上三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值约等于前部分的该朝下三角波的一峰值；以及

B4：其前部分是一朝上三角波与后部分是一朝下三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值大于前部分的该朝下三角波的一峰值。

本发明藉由型态A2、A4、B2、B4的中间态，使得在胎位判断上更为准确。通过临床的统计数据建立出胎位与三个信道的R波型态的对照表后，可供作为胎位判断的参考。由于型态A2、A4、B2、B4是介于A1、A3、B1、B3之间的混淆状态，有助于使胎位判断更为准确。

在判断胎位上还有另一种方式，藉由三个信道所量取的ECG做能量与向量分析，可以决定出胎位的方向。由于人体心室会维持心跳以将血液沿着动脉送出。换句话说，心室心电传导会依心脏坐落方向传导使心肌收缩以产生推动力量，一般主要的心电传导是往人体左下方。因此，当分离出FECG复合波讯号后，可以直接分析胎儿心室的推动方向，即可判定胎儿的方向。另外，能量代表相对位置，可以判断胎儿目前在母体腹部所处的粗略位置。

利用三个通道所感测到的胎心电复合波向量，重新就母体腹部的坐标系统重新分解后再合成得出一合向量，可以并利用三个通道的胎心电复合波的相对强弱关系来决定胎儿是在母体骨盆的相对粗略位置，例如右侧、中央、或左侧。

图8与9示出了依据本发明一实施例，胎心轴的分析示意图。参阅图8的a图部分，FECG复合波的合向量在母体正面坐标的XY平面中是朝上的方向，其例如在XY平面上平均分为五个方向区域1-5，但是这仅是一个实施例，而不是唯一的方式。由于FECG复合波的合向量朝向Y+的方向，基于心室与正常人体的关系，胎儿的头朝下即是头位，而方向代表胎儿的倾斜方向。反之，参阅图8的b图部分，其是臀部在下的臀位，其FECG复合波的合向量朝向Y-的方向。

另外，参阅图9的a图部分，FECG复合波的合向量在母体正面坐标是右横位，其可以约略分为三个方向区域1-3。参阅图9的b图部分，其是左横位的FECG复合波。

换句话说，此种直接计算胎儿心轴向量的方式可以直接量出胎儿的方向，以决定胎位。

接着，除了胎儿的胎位追踪量测以外，胎动是胎儿状态的其中一个指标而宫缩是临盆的重要指标其一。宫缩的检测也可能因为例如胎动或其它原因造成假性宫缩(Braxton Hicks收缩)，也因此需要分辨出确实发生宫缩。因此，胎动与宫缩也需要量测，而其可以藉由前述图6的一组贴片电极进行量测，将量取的讯号加以处理与分析，例如将MECG与FECG等的复合波讯号分离后再加入其它的判断机制可以检测胎动与宫缩。

图10示出了依据本发明一实施例，检视胎动与宫缩的流程示意图。参阅图10，就胎动而言，为了增加胎动的准确性，本发明检测胎动时更并入自律交感神经(ANS)的活络程度来辅助判读胎动行为。

于步骤S100，检视功能被启动。于步骤S102，检测是否有宫缩讯号。如果有宫缩讯号则进到步骤S104再进一步确定是否三个通道(lead)都有宫缩讯号。步骤S106检视三个通道(lead)都有宫缩讯号且维持15秒以上，则判定确实发生宫缩。于步骤S108，因此记录一次宫缩事件，而后回到步骤S102继续检测。如果步骤S102、步骤S104与步骤S106的任其一的结果为否，则都进到步骤S110进行胎动检测。步骤S110包括检视胎位是否有变动，其例如根据前述R波型态的胎位表是否有变动或是胎心轴的能量与向量有变动来判断。于步骤S112，如果没有胎位变化，就检测在每一个通道中，在前后时间的FECG与MECG的讯号有明显变化。在步骤S114，如果没有明显变化则再检视是否有宫缩讯号。如果没有宫缩讯号则回到步骤S102。如果在步骤S110、步骤S112、步骤S114的任其一的结果为是，则都进到步骤S116进行交感神经是否活络的检测。如果交感神经是活络则在步骤S118记录一次胎动，且回到步骤S102做下一次检测。如果交感神经不是活络状态则也回到步骤S102。

关于交感神经活络指标，其就胎心率图而言，可分为时域与频域的判断法则如下：

1.时域(time domain)判断法：

心率上升数个(譬如说15)bpm以上且持续数(譬如说15)秒以上；

2.频域(frequency domain)判断法：

根据Malliani A.(Cardiovascular regulation explored in the frequencydomain，1991)等人所揭示的自律神经系统与频域(Power Spectral Density，PSD)的关系，其中，PSD(HF)为高频能谱带积分值代表副交感激发讯号强度；PSD(LF)为低频能谱带积分值代表交感与部分副交感激发讯号强度；因此，本发明对交感神经的活络，更进一步提出下列数个交感神经活络的判读指标如下：

A.PSD(LF)超过临界值(i.e.PSD(LF)≥TH₁)，即是交感神经主导；

B.Norm(LF)＝PSD(LF)/[PSD(LF)+PSD(HF)]超过临界值(i.e.norm(LF)≥TH₂)，即是交感神经主导；

C.PSD(HF)不变，PSD(LF)增加超过临界值，例如ΔPSD(LF)≥TH₃＞0)，即是交感讯号释放增强；

D.PSD(LF)不变，PSD(HF)降低超过临界值(例如0＞TH₄≥ΔPSD(HF))，即是副交感讯号释放减弱；或

E.ΔPSD(LF)-ΔPSD(HF)增加超过临界值(例如ΔSI≥TH₅＞0，即是交感讯号释放相对增强。

图11示出了依据本发明一实施例，一母体宫缩与胎动监视装置的设置示意图。参阅图11，一组贴片电极阵列200如图6贴附到母体的腹部。一前级讯号处理器202接收贴片电极阵列200的输出进行放大以及噪声的抑制，其中噪声以50/60Hz的为主。接着，一讯号处理器204接收前级讯号处理器202的输出，包括进行基线漂移(Baseline wander，BW或是Baselinedrift，BD)的移除而得到实际讯号，且将ECG讯号与母体子宫肌电讯号(EHG)分离出来。此讯号处理器204处理后讯号会输出给一胎位识别单元206、胎动识别单元214以及生理性宫缩识别单元216。

胎位识别单元206根据前述的胎位识别算法估计胎位。胎位(FP)记录器208记录胎位。胎动识别单元214还同时根据胎位识别单元206的胎位变动信息，进行胎动识别算法的估计，其中交感神经系统的活络主动(active)状态会并入分析计算。胎动(FM)记录器218记录胎动识别单元214的结果进行一些数据统计分析，包括胎儿生理钟(FM chart)、胎动研究、胎儿宫内窘迫症事件检视与预警。生理性宫缩识别单元216进行一些演算，包括生理性主动的(Active)宫缩识别算法的分析演算，其结果输出给宫缩记录器220。宫缩记录器220包括会对早产事件做检视与预警。

前级讯号处理器202的输出也会输出给心电图演算单元210进行混波讯号源分离(BSS，Blind Source Separation)算法的分析，包括得到FECG、MECG以及EHG等。图表记录单元211记录一些数据，包括胎儿心跳速率(Fetal heart rate，FHR)与母体子宫肌电讯号(EHG)的讯号图，用以对胎儿宫内窘迫症事件检视与预警。另外，另一个演算单元212进行R波检测、心率转换与心率变异算法的分析，包括得到FHR图与心率变异性(HRV)的T(时间)-F(频率)图，其反应自律神经的调节。此演算单元212的分析结果输出给胎动识别单元214做交感神经活络检视的信息，以供胎动识别的参考。

图12示出了依据本发明实施例，实际发生生理性宫缩的信道讯号示意图。参阅图12，三个MECG信道同时有宫缩讯号且维持15秒以上时，其可以判定是一次的生理性宫缩。

图13示出了依据本发明实施例，二种胎位检测方法的验证示意图。参阅图13，由三个通道所量到的FECG讯号主要分布于信道1的FECG讯号a与信道2的FECG讯号b，其中以信道1为最强。信道3的FECG讯号c较弱。三个通道中属于胎儿的R波如标示的区域所示。对应图7的R波型态，三个信道分别是B4、A2、A2，而强度关系是强、中、弱。第一种胎位判断方式的胎位是头位。又根据胎儿R波的能量与向量的分析也得出一致的胎位判断，还可以可判断胎儿的心脏是座落在母体的骨盆右侧。如图13的(d)图所示，取信道1的讯号a与信道2的讯号b，根据胎儿心轴向量分析得到总向量，对应胎儿心轴的方向来判断。

图14示出了依据本发明一实施例，由肢体伸展引起的假性宫缩示意图。参阅图14，三个通道的复合波都有宫缩讯号但是没有维持到15秒，因此判是假性宫缩。另外，胎儿R波的型态是A1、B3、B3且强度关系是弱、强、中，其体位分析是左头横(LOT)的头位，如图2(b)所示。

图15示出了依据本发明一实施例，胎位与脚踢型胎动的讯号示意图。参阅图15，三个通道的ECG复合波仅有信道3有宫缩讯号，其它二个信道是微弱宫缩讯号。胎儿R波分别是B3强、B4中、A1弱。胎位分析是如图2(a)的LOP头位。于此状况，其也属多种假性宫缩的情形其一，更明确可以判定是脚踢型胎动的情形。

图16示出了依据本发明一实施例，宫缩与胎动监视设备的组织结构示意图。参阅图16，宫缩与胎动监视设备250可已包括一组贴片电极260，一前级讯号处理器262、第一后级讯号处理器264以及一第二后级讯号处理器266，又例如还可以包括一事件记录单元268以及监测警告单元280。

贴片电极260用以贴附于母体的腹部，提供至少三个通道的量测。贴片电极260的数量例如是5个以上。前级讯号处理器262接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大特征讯号以输出一组特征感应讯号。第一后级讯号处理器264接收该前级讯号处理器输出的特征感应讯号，经滤除噪声后分析得到该母体以及该胎儿的多个信息包括母体心电图讯号、母体子宫肌电讯号与胎儿心电图讯号。

第一分析单元包括分析方块270与272。分析方块270根据由第一后级讯号处理器264得到的多个信息进行FECG的复合波识别与RRI的计算之后，分析方块272计算出胎儿的一交感神经活动程度讯号。

第二后级讯号处理器266接收前级讯号处理器262输出的特征感应讯号，做基线漂移抑制，以分离出对应所述信道的多个胎儿心电复合波及多个母体宫缩讯号波。

第二分析单元包括分析方块274与276，都接收第二后级讯号处理器266的输出讯号。分析方块274将这些胎儿心电复合波分析处理后得到每一个通道上的胎儿心电复合波相对于一母体心电复合波的能量变化以监测体位平移式的胎动。另外，分析方块276进行母体宫缩的分析计算得到一宫缩状态讯号。

第三分析单元278，根据接收宫缩状态讯号、能量变化讯号以及胎儿的交感神经活动程度讯号，依照一胎动识别法，决定是否有胎动的状态，其中该交感神经活动程度讯号用以增加胎动判断的准确度。

图17示出了依据本发明一实施例，胎位监视设备的组织结构示意图。参阅图17，胎位监视装置300包括一组贴片电极260，一前级讯号处理器280，一后级讯号处理器282以及后续的一胎位判断处理器。贴片电极260用以贴附于一母体的腹部，提供至少三个通道的量测。前级讯号处理器280接收贴片电极260的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大讯号以输出一组特征感应讯号。后级讯号处理器282接收前级讯号处理器输出的一组特征感应讯号，以分离出对应所述通道的多个胎儿心电复合波。胎位判断处理器包括一胎位判断处理器284将胎儿心电复合波分析处理后得到每一个通道上胎儿心电复合波的一特征波形，以查表方式判断出胎位。

另外，胎位判断处理器284可以与其它分析方块286、288、290及292连接进行另一种方式的胎位识别，其根据FECG能量与向量，直接根据FECG计算出相对于该母体的一正面坐标的一胎儿心轴向量，以及估计胎儿心脏位置。如此，胎位可以直接计算决定。分析方块286识别FECG的能偏X(X表示胎儿心电能量偏向孕妇骨盆的左、右侧或中间)与胎儿心轴向量(CV)的样板(X-CV)。分析方块286识别FECG的复合波样板。分析方块290是存放样板的存储器。胎位识别算法方块分析292，将分析方块286、分析方块286与分析方块290的数据做胎儿心轴的能量与向量分析后，得到胎位。

图18示出了依据本发明一实施例，宫缩与胎动识别方法示意图。参阅图18，宫缩与胎动识别方法S200基本上包括在一段时间内撷取EHG、MECG与FECG的讯号；识别孕妇与胎儿的心电复合波；找出连续FECG/MECG复合波的变化；以及识别主动性胎动与计算胎动数。在宫缩与胎动识别方法S200下可以有多个步骤。步骤S202藉由一组电极收集数据。步骤S204根据杂混波分离算法得到MECG、EHG、FECG、...等讯号。步骤S206根据讯号处理算法做基线漂移抑制以及宫缩与心电讯号的分离。

另外，步骤S204之后续步骤S208会对FECG复合波识别与RRI的计算，接着于步骤S214还根据交感神经活性检视算法估计活络程度。步骤S206之后续步骤S210会检测各通道的FECG/MECG的复合波能量变化以及步骤S212绘根据宫缩算法进行宫缩分析。步骤S216根据前述步骤所得到的结果，依照胎动识别算法来决定是否发生胎动。

图19示出了依据本发明一实施例，胎位识别方法示意图。参阅图19，胎位识别方法S250用来识别胎儿在孕妇腹部的方位，其可以分为几个步骤来实现。步骤252可区别MECG与FECG。步骤254可区别FECG的复合波。另外于步骤S256进行FECG的复合波中R波型对应各别通到的组态分析。步骤S256之后续可以藉由步骤S262取得三个信道以上的讯号；以及步骤S264将三个通道的复合波组态与一数据样板比对得到胎位。此即第一种胎位判断方式。

另一种胎位识别机制是于步骤S258进行各通道的胎心电复合波向量对孕妇坐标系统重新分解与再结合成，而得到胎儿的心轴方位。步骤S260识别胎心电能量在孕妇左右侧的主要分布。于步骤S258及步骤S260后，如步骤S266决定两个信道以上的讯号来分析。于步骤S268，根据能偏与心轴方位的组合与数据库比对得到胎位。

图20-23示出了依据本发明多个实施例，交感神经与副交感神经在频谱的变化示意图。参阅图20，副交感神经400的频谱中包含有高频(HF)与低频(LF)的成分，而交感神经402的频谱一般仅存在于低频成分。PSD(LF)是指低频成分的加总，而PSD(HF)是指高频成分的加总。因此，交感神经活络的判断条件中，PSD(LF)超过临界值(例如PSD(LF)≥TH₁)，即是交感神经主导。又或是norm(LF)＝PSD(LF)/[PSD(LF)+PSD(HF)]超过临界值(例如norm(LF)≥TH₂)，即是交感神经主导。

参阅图21，在另一种情形，当PSD(LF)与先前的频谱相比是不变，其仍维持在相同的实线，但是PSD(HF)由虚线降低到副交感神经400的实线。由于PSD(HF)的变化是由于副交感神经400的变化，因此其在LF的成分也预期也会由虚线降低到副交感神经400的实线。此时由于PSD(LF)不变，因此可以判断出交感神经402的变化量是虚线到副交感神经400之间的量。因此，判断条件可以设定为：PSD(LF)不变，PSD(HF)降低超过临界值(例如0＞TH₄≥ΔPSD(HF))，即是副交感讯号释放减弱。

参阅图22，当PSD(HF)不变而PSD(LF)有变化时，例如PSD(LF)由虚线增强到实线，这表示交感神经402讯号释放增加。判断条件例如是：PSD(HF)不变，PSD(LF)增加超过临界值；(例如ΔPSD(LF)≥TH₃＞0)，即是交感讯号释放增强。

参阅图23，综合图21与图22的状况，判断条件例如是：ΔSI＝ΔPSD(LF)-ΔPSD(HF)增加超过临界值(例如ΔSI≥TH₅＞0)，即是交感讯号释放相对增强。图24-43示出了依据本发明多个实施例，包括四种讯号的量测示意图。参阅图24-43，其横轴是时间以秒为单位，依照时域(time domain)判断法，心率(HR)上升例如15bpm以上，且持续例如15秒以上，则其代表交感神经活络。

依照频域(frequency domain)判断法，例如，包括：

PSD(HF)为高频能谱带积分值代表副交感激发讯号强度；以及PSD(LF)为低频能谱带积分值代表交感与部分副交感激发讯号强度。

其交感神经活络判读依照图20-23的机制例如可以如下：

A.PSD(LF)超过临界值(例如PSD(LF)≥TH₁)，即是交感神经主导；

B.norm(LF)＝PSD(LF)/[PSD(LF)+PSD(HF)]超过临界值(例如norm(LF)≥TH₂)，即是交感神经主导；

C.PSD(HF)不变，PSD(LF)增加超过临界值；(例如ΔPSD(LF)≥TH₃＞0)，即是交感讯号释放增强；

D.PSD(LF)不变，PSD(HF)降低超过临界值(例如0＞TH₄≥ΔPSD(HF))，即是副交感讯号释放减弱；以及

E.ΔPSD(LF)-ΔPSD(HF)增加超过临界值(例如ΔSI≥TH₅＞0)，即是交感讯号释放相对增强。

图24-43中，bpm(beats per minute)是每分钟跳数。正规的HF为高频波段成分的积分值，反应副交感神经响应。正规的LF为低频波段成分的积分值，反应交感神经与部分副交感神经的响应。

换句话说，本发明可以相当准确判定交感神经的活络程度，以助于胎动的判断。

本发明利用一组贴片电极，例如5个以上，构成三个以上的通道。其例如置于母体的腹部在肚脐眼的下方为参考点，其它右方为通道1+、上方为通道2+与左方为通道3+构成主要的三个通道，另外可以再增加贴片电极设置其它通道，用于辅助提供感测讯号作杂混波分离使用。取得的感测信号经由前级讯号处理，先抑制市电噪声，再分为两组输出。第一组生理电杂混讯号输入至杂混波分离算法得到个别的生理讯号，其中胎心电讯号经由R波识别算法与心率转换法获得胎心率的时间图。胎心电的RRI经短时间的傅立叶转换的运算转为胎心电的时间-频率图，胎心率的时间图与胎心电的时间-频率图将被用于识别交感神经的活性。

第二组为主要以三通道的生理电杂混讯号，输入至数字滤波器，除了抑制基线漂移外，并且分离出心电与宫缩讯号，再利用算法如图三的宫缩与胎动的检视流程，先检视三个通道的宫缩韵号图，检出生理性宫缩与假性宫缩(Braxton Hicks收缩)。生理性宫缩是三个通道同时发生且维持15秒以上。又、利用本发明的两种胎位识别法判读当时的胎位及检视胎位的动态，以找出体位变动型胎动。检视三通道个别的EFCG/MECG的变化量，其例如针对平移型胎动而言。另外，检视三通道的假性宫缩，其是针对肢体型胎动。另外再根据交感神经的活络与否，检出主动型胎动事件。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (21)

1.一种胎位监视装置，包括：

一组贴片电极，用以贴附于一母体的腹部，提供至少三个通道的量测；

一前级讯号处理器，接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大讯号以输出一组特征感应讯号；

一后级讯号处理器，接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，以分离出对应该通道的多个胎儿心电复合波；以及

一胎位判断处理器，将该胎儿心电复合波分析处理后得到每一个该胎儿心电复合波的一胎儿特征波形以判断胎位，或是直接根据该胎儿心电复合波计算出相对于该母体的一正面坐标的一胎儿心轴向量以判断胎位，其中该胎位判断处理器所得到的该胎儿特征波形有八种波形，包括：

一第一波形，是朝上三角波；

一第二波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值小于前部分的该朝上三角波的一峰值；

一第三波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值等于前部分的该朝上三角波的一峰值；

一第四波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值大于前部分的该朝上三角波的一峰值；

一第五波形，是朝下三角波；

一第六波形，其前部分是一朝下三角波并且后部分是一朝上三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值小于前部分的该朝下三角波的一峰值；

一第七波形，其前部分是一朝下三角波并且后部分是一朝上三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值等于前部分的该朝下三角波的一峰值；以及

一第八波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值大于前部分的该朝下三角波的一峰值。

2.如权利要求1所述的胎位监视装置，还包括一储存单元，储存有一查表数据，其中该胎位判断处理器根据该查表数据，根据该通道分离的该胎儿特征波形决定出一胎位状态。

3.如权利要求2所述的胎位监视装置，其中该查表数据为一临床统计数据，该临床统计数据包括根据该通道的每一个的该胎儿特征波形对应的该八种波形其一的组合，决定该组合对应的胎位。

4.如权利要求1所述的胎位监视装置，其中当该胎位判断处理器直接根据该胎儿心电复合波计算出该胎儿心轴向量时，是将该通道量出的该胎儿心电复合波做向量总和计算以决定出一胎位状态。

5.如权利要求1所述的胎位监视装置，其中该组贴片电极是五个以上，一第一个贴片电极是在肚眼下方作为参考点，一第二至一第四个贴片电极分别在右方、上方、以及左方构成三个通道，一第五个贴片电极在其它处，其中该第一个贴片电极与该第五个贴片电极用以提供辅助讯号用以消除噪声与杂混波分离。

6.一种母体宫缩与胎动监视装置，监视一母体与一胎儿的状态，包括：

一组贴片电极，用以贴附于该母体的腹部，提供至少三个通道的量测；

一前级讯号处理器，接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大特征讯号以输出一组特征感应讯号；

一第一后级讯号处理器，接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，经滤除噪声后分析得到该母体以及该胎儿的多个信息包括母体心电图讯号、母体子宫肌电讯号与胎儿心电图讯号；

一第一分析单元，用以根据由该第一后级讯号处理器得到的该多个信息，计算出该胎儿的一交感神经活动程度讯号；

一第二后级讯号处理器，接收该前级讯号处理器输出的该组特征感应讯号，以分离出对应该通道的多个胎儿心电复合波及多个母体宫缩讯号波；

一第二分析单元，接收该第二后级讯号处理器的输出讯号，分析每一个通道上的胎儿心电复合波与母体心电复合波以监测能量变化讯号；以及根据该母体宫缩讯号得到一宫缩状态讯号；以及

一第三分析单元，根据接收该宫缩状态讯号、该能量变化讯号以及胎儿的该交感神经活动程度讯号，依照一胎动识别法，决定是否有胎动的状态，其中该交感神经活动程度讯号用以增加胎动判断的准确度。

7.如权利要求6所述的母体宫缩与胎动监视装置，还包括一事件记录单元，以记录每一次的发生事件。

8.如权利要求6所述的母体宫缩与胎动监视装置，其中该组贴片电极是五个以上，一第一个贴片电极是在肚眼下方作为参考点，一第二至一第四个贴片电极分别在右方、上方、以及左方构成三个通道，一第五个贴片电极在其它处，其中该第一个贴片电极与该第五个贴片电极用以提供辅助讯号用以消除噪声与杂混波分离。

9.如权利要求6所述的母体宫缩与胎动监视装置，其中该通道的该宫缩状态讯号皆感测到、且讯号持续一预定时间则判定为发生宫缩。

10.如权利要求6所述的母体宫缩与胎动监视装置，其中当该通道对应该胎儿的该胎儿心电复合波有变化时，且该交感神经活动程度讯号反映出正面的结果时判断为胎动。

11.如权利要求10所述的母体宫缩与胎动监视装置，其中当发生该胎儿的一胎心率图的一基线上升有超过15bpm且维持15秒的条件时，该交感神经活动程度讯号反映出正面的结果的条件。

12.如权利要求10所述的母体宫缩与胎动监视装置，其中当根据该胎儿的连续两个R波的波峰间的时间间隔的功率频谱图的低频区段的正规功率值超过一临界值时，该交感神经活动程度讯号反映出正面的结果的条件。

13.一种胎位监视方法，包括：

藉由一组贴片电极，用以贴附于一母体的腹部，提供至少三个通道做讯号量测；

接收该组贴片电极的多个感应讯号，分离出对应该通道的多个胎儿心电复合波以及多个母体心电复合波；以及

将该胎儿心电复合波分析处理后得到每一个胎儿心电复合波的一特征波形得出该通道的一心电组态以判断一胎位，或是直接根据该胎儿心电复合波计算出相对于该母体的一正面坐标的一胎儿心轴向量，其中将该胎儿特征波形分类成八种波形，包括：

一第一波形，是朝上三角波；

一第二波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值小于前部分的该朝上三角波的一峰值；

一第三波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值等于前部分的该朝上三角波的一峰值；

一第四波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝下三角波的一峰值大于前部分的该朝上三角波的一峰值；

一第五波形，是朝下三角波；

一第六波形，其前部分是一朝下三角波并且后部分是一朝上三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值小于前部分的该朝下三角波的一峰值；

一第七波形，其前部分是一朝下三角波并且后部分是一朝上三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值等于前部分的该朝下三角波的一峰值；以及

一第八波形，其前部分是一朝上三角波并且后部分是一朝下三角波，后部分的该朝上三角波的一峰值大于前部分的该朝下三角波的一峰值。

14.如权利要求13所述的胎位监视方法，其中根据该心电组态以判断该胎位的步骤更包括：根据一查表数据，经比对后决定出一胎位状态。

15.如权利要求14所述的胎位监视方法，其中该查表数据是一临床统计数据，该临床统计数据包括根据该通道的每一个的该胎儿特征波形对应的该八种波形其一的组合，决定该组合对应的胎位。

16.如权利要求13所述的胎位监视方法，其中计算出该胎儿心轴向量，是将该通道量出的该胎儿心电复合波做向量总和计算以决定出一胎位状态。

17.一种母体宫缩与胎动监视方法，监视一母体与一胎儿的状态，包括：

利用一组贴片电极，用以贴附于该母体的腹部，提供至少三个通道的量测；

接收该组贴片电极的多个感应讯号，而将噪声抑制且放大特征讯号以输出一组特征感应讯号；

接收该组特征感应讯号，经滤除噪声后分析得到该母体以及该胎儿的多个信息包括母体心电图讯号、母体子宫肌电讯号与胎儿心电图讯号；

根据由该多个信息计算出该胎儿的一交感神经活动程度讯号；

接收该组特征感应讯号，以分离出对应该通道的多个胎儿心电复合波及多个母体宫缩讯号波；

将该胎儿心电复合波分析处理后得到每一个该通道上的该胎儿心电复合波与一母体心电复合波以判定是否该胎儿有一胎位变化；以及根据该母体宫缩讯号得到一宫缩状态讯号；以及

根据接收该宫缩状态讯号、一能量变化讯号以及胎儿的该交感神经活动程度讯号，依照一胎动识别法，决定是否有胎动的状态，其中该交感神经活动程度讯号用以增加胎动判断的准确度。

18.如权利要求17所述的母体宫缩与胎动监视方法，其中该通道的该宫缩状态讯号皆感测到、且讯号持续一预定时间则判定为发生宫缩。

19.如权利要求17所述的母体宫缩与胎动监视方法，其中当该通道对应的该胎儿心电复合波的一心电组态有变化时，且该交感神经活动程度讯号反映出正面的结果时判断为胎动。

20.如权利要求17所述的母体宫缩与胎动监视方法，其中该交感神经活动程度讯号反映出正的结果判断包括该胎儿的一胎心率图的一基线上升有超过15bpm且维持15秒。

21.如权利要求17所述的母体宫缩与胎动监视方法，其中该交感神经活动程度讯号反映出正面的结果判断包括根据该胎儿的连续两个R波的波峰间的时间间隔的功率频谱图的低频区段的正规功率值超过一临界值。

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