ES2304978T3 - Aparato y metodo para la deteccion de la frecuencia cardiaca fetal. - Google Patents
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Abstract
Aparato para detectar la frecuencia cardiaca de un feto, comprendiendo el aparato: un detector (1-3) para detectar latidos cardiacos del feto, comprendiendo el detector al menos dos electrodos para detectar señales ECG, estando situado el detector adecuadamente en el abdomen de la madre y un procesador (6) acoplado al detector (1-3) estando adaptado el procesador para procesar las señales ECG recibidas desde el detector y determinar la frecuencia cardiaca del feto, incluyendo el procesador (6): a. medios para detectar los latidos cardiacos de la madre determinando cuando las señales ECG del detector alcanzan un máximo; y b. medios para determinar la frecuencia cardiaca determinando el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes, para determinar la frecuencia cardiaca de la madre, para suprimir las partes de señal representativas del latido cardiaco de la madre; el procesador está adaptado adicionalmente para detectar latidos cardiacos del feto determinando cuándo la señal ECG restante alcanza un máximo; y determinar la frecuencia cardiaca del feto determinando el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes, en el que el procesador (6) está adaptado para determinar la desviación típica de cada intervalo de tiempo entre los latidos cardiacos detectados, y seleccionar los intervalos de tiempo que tienen una desviación típica menor que un valor predeterminado, para determinar la frecuencia cardiaca del feto de acuerdo con el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes, en el que el procesador (6) está adaptado para intervalos de tiempo diseñados no seleccionados, que son intervalos de tiempo erróneos; y modificar los intervalos de tiempo erróneos de acuerdo con los intervalos de tiempos seleccionados comparando el intervalo de tiempo erróneo con los intervalos de tiempo seleccionados, determinando el número de errores dentro del intervalo de tiempo erróneo, y dividiendo el intervalo de tiempo erróneo en un número de intervalos de tiempo corregidos a un número de latidos cardiacos correspondientes al número de errores para subdividir de esta manera el intervalo de tiempo erróneo.
Description
Aparato y método para la detección de la
frecuencia cardiaca fetal.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un método para detectar la frecuencia cardiaca de un feto.
Es útil poder detectar el ritmo cardiaco de los
fetos puesto que esto puede proporcionar información respecto a la
salud del feto durante el progreso del embarazo. Actualmente hay
cuatro métodos principales para detectar las frecuencias cardiacas
fetales durante el embarazo y éstas implican el uso de ultrasonidos
Doppler, un magnetómetro SQUID, fonocardiografía, y
electrocardiografía fetal abdominal.
La técnica de ultrasonidos Doppler consiste en
dirigir un transductor de cristal de 2 MHz (u otra frecuencia
similar) al feto en el abdomen de la madre. La señal reflejada desde
el feto se desplaza mediante una pequeña frecuencia (conocida como
desplazamiento Doppler) que se debe a la pulsación del corazón
fetal, produciendo de esta manera, (después de un procesado
adecuado) una traza de la frecuencia cardiaca fetal (fHR). Existen
sistemas Doppler portátiles aunque con todos los sistemas Doppler de
un solo canal el transductor tiene que recolocarse periódicamente
hasta apuntar al feto y esto requiere la intervención de personal
entrenado clínicamente. Dichos sistemas, por lo tanto, están
limitados a usarlos en un entorno hospitalario.
Una unidad de ultrasonidos Doppler multicanal se
ha descrito también el documento titulado "Fetal heart rate
recorder for long-duration use in active
full-term pregnant women", de Shono et. al
de Obstetrice and Gynecology, 1993, 83, 2, página 301, que pretende
ser ambulatorio. Esto consiste en seis transductores Doppler
situados en el abdomen situando cada uno óptimamente para las
diversas posturas de la madre durante el día. Sin embargo, debido a
la naturaleza de la señal de ultrasonidos que se dirigen al feto
entonces los registros a largo plazo de fHR usando ultrasonidos
pueden considerarse invasivos. Aunque esta naturaleza invasiva no se
ha sostenido clínicamente, el uso de ultrasonidos Doppler está aún
limitado a cortos períodos de tiempo. Finalmente, la técnica de
ultrasonidos Doppler sólo proporciona un fHR promedio y no da
información sobre: la variabilidad de pulsación a pulsación, ni
sobre información morfológica tal como la contenida en la forma del
complejo de electrocardiograma fetal (fECG).
Un magnetómetro SQUID se ha descrito en
"Application of SQUID magnetometer in fetal
electrocardiography" Applied Superconductivity, H Rogalla ed
Inst, Physics Conf. Series, IQP, 1997, páginas 21-26
de Rijpma et al. Se describe aquí un magnetómetro SQUID que
puede registrar el campo magnético asociado con el campo eléctrico
generado por el electrocardiograma fetal (fECG). Se pone un
transductor en el abdomen de la madre por encima del feto y el
campo magnético fetal correspondiente puede detectarse usando un
magnetómetro SQUID sensible. Sin embargo, el sistema requiere un
circuito complejo y el transductor SQUID debe refrigerarse a
temperaturas de helio líquido, dando como resultado de esta manera
que estos sistemas sean caros y grandes. Aunque los registros a
largo plazo pueden realizarse independientemente, se realizan en un
entorno en el que, debido a la naturaleza del equipo circundante,
no es ni cómodo ni fácilmente accesible para una comunidad más
amplia.
La fonocardiografía ha existido durante 80 años
y se ha aplicado principalmente a adultos. La técnica consiste en
el uso de un micrófono que puede detectar el sonido audible de la
sangre que fluye a través del corazón. Dicha técnica puede
aplicarse al corazón fetal durante el embarazo aunque es altamente
susceptible a ruidos audibles extraños.
También es posible registrar un fECG por
inserción de una aguja fina a través del abdomen de la madre y hacia
el útero. Esta técnica no sólo dará un fHR fiable sino que
producirá también un complejo fECG fiable. Sin embargo, la técnica
es altamente invasiva y en algunos casos extremadamente arriesgada,
y por consiguiente sólo puede realizarse por un equipo médico muy
especializado.
Otra técnica abdominal la han implantado Viesser
et al y se describe en "Diurnal and other cyclic variations
in human fetal heart rate near team", Am. J. Obst. & Gynec.,
142, 5, página 535. Este sistema usa un electrodo de aguja
subcutánea de un solo canal para registrar variaciones diurnas de
fHR a largo plazo. Aunque no es tan invasivo la técnica requiere
alguna penetración de la piel y se prefiere evitarla.
El registro de fECG desde el abdomen de la madre
se ha realizado también usando electrodos en la superficie de la
piel pasivos mediante una máquina ECG de un solo canal analógico.
Esto se describe en "Method and apparatus for indicating
repetition intervals of a specified component of a composite
electrical signal, particularly useful for displaying fetal R
waves" documento US-A-4945917 de
Akselrod et al. La técnica usa dos electrodos que se ponen a
aproximadamente de 10 cm a 20 cm a cada lado del ombligo. El aparato
consiste en un extremo frontal analógico que tiene amplificación y
filtración. La salida de éstos se suministra a un ordenador al lado
de la cama para digitalización posterior y procesado. Como resultado
de que el sistema requiere un aparato de procesado separado para
procesar los datos obtenidos según se genera, la unidad no es
portátil. El sistema por lo tanto se usa únicamente durante
intervalos de tiempo cortos, típicamente en la región de 20 minutos.
También, el sistema sólo usa un único canal y esto significa que
durante una gran parte del tiempo durante el que se realizan las
medidas, la frecuencia cardiaca fetal no puede detectarse.
Las unidades de fECG abdominales multicanal se
han presentado en la bibliografía "The potencial distribution
generated by the fetal heart at the maternal abdomen", J.
Perinat, Med. 14, página 435 de Oostendorp et al 1986. Estos
sistemas se usan para cardiografía de vector (VCG) y para tener la
forma de un complejo de fECG único. Las medidas de esta forma se
realizan para determinar la forma del electrocardiograma para
determinar la salud cardiaca fetal. Como resultado, aunque se mide
la forma de los latidos cardiacos individuales, la duración entre
estos latidos, y de esta manera la frecuencia cardiaca fetal, no se
determina nunca.
En cualquier caso, para hacer las medidas
requeridas del sistema (que requerirá un ancho de banda de registro
grande) debe usarse por lo tanto un gran número de canales de
registro, típicamente 32. Como resultado de esto, el sistema
utiliza grandes unidades al lado de las camas que están situadas
permanentemente en un hospital. Esto no sólo requiere que la madre
pase un periodo de tiempo en el hospital para que tenga lugar el
control, sino que también significa que el equipo no se usa durante
la detección del latido cardiaco fetal a largo plazo. De hecho, la
medida típicamente se realiza en un intervalo de tiempo de 45
segundos. Finalmente, los electrodos se sitúan de forma
indiscriminada en el abdomen sin referencia a la posición fetal.
Los resultados típicos obtenidos a partir de un
solo canal abdominal de una sola máquina ECG fetal abdominal se
muestran en las Figuras 1A y 1B. La Figura 1A muestra los datos
obtenidos a partir de una señal "buena" que muestra los ECG
fetales definidos (F) junto con el gran ECG materno (M). Sin
embargo, los datos "buenos" se obtienen infrecuentemente y
típicamente en el 60% de los casos los datos son "malos" lo que
significa que el ECG fetal (fECG) es indetectable. Un ejemplo de
dichos datos "malos", en los que sólo puede observarse la
señal de ECG materna, se muestran en la Figura 1B.
En un ensayo que usa esa técnica se realizaron
300 registros y los resultados de estos se agruparon en observación
de fECG "definitiva" y "no definitiva". El 38% de los
registros se clasificaron como "definitivos". Por lo tanto, de
cada 10 madres que visitan el hospital, la técnica en esta forma
sólo será exitosa típicamente en 4 embarazos, una cifra que hace
que la técnica sea inaceptable para comprobaciones rutinarias de
fECG abdominal.
Durante estos registros se realizó una anotación
de la posición fetal para cada registro palpando el abdomen de las
madres. Esto era sencillo porque el abdomen de las madres durante el
embarazo puede considerarse una esfera con un diámetro típicamente
50 cm y el feto (en ocasiones con un corazón fetal tan pequeño como
2 cm en los períodos tempranos de gestación) podría residir en
cualquier lugar de esta esfera. De esta manera el uso de un solo
par de electrodos en el centro del abdomen sólo proporciona una
solución comprometida. El mayor fECG podría ocurrir cuando la
conducción a través del abdomen y otros tejidos alcanza su
máximo.
El análisis de los resultados muestra que el
mayor fECG ocurre en la trayectoria más corta desde el corazón
fetal. Por ejemplo, se encontró, a partir de los 300 registros
anteriores, que cuando el feto se encontraba en el lado frontal
derecho del abdomen el porcentaje de éxito de "definitivo"
aumentaba en un 46% mientras que si se encontraban en el lado
frontal izquierdo tenían un porcentaje sólo del 32%. Una explicación
posible para esto es que cuando el feto está en el lado frontal
derecho y los dos electrodos en el centro del abdomen, el corazón
fetal está más cerca a estos electrodos situados centralmente ya que
se detecta un complejo de fECG mayor. Sin embargo, con el feto en
el lado frontal izquierdo, la médula espinal del feto enmascara el
corazón fetal desde estos electrodos atenuando de esta manera la
señal. Adicionalmente, cuando el feto se orientó lejos hacia el
lado izquierda o derecho del abdomen, denominado posterior, la tasa
de porcentaje de éxito usando electrodos situados en el centro del
abdomen cae drásticamente al 18%.
La definición de conseguir resultados aceptables
se basa en dos factores importes:
- 1.
- El porcentaje de éxito - este es el porcentaje de tiempo que una traza de frecuencia cardiaca fetal puede extraerse de los datos.
- 2.
- La fiabilidad de tener al menos un registro continuo de fHR de 20 minutos que puede usar el médico para análisis.
Como puede determinarse a partir de los
resultados descritos anteriormente, estos dos parámetros en el
pasado han sido tan decepcionantes que los resultados nunca se
consideraron aceptables y de esta manera la técnica no se adoptó de
forma rutinaria en la práctica clínica.
Por consiguiente, no es posible actualmente
registrar la frecuencia cardiaca fetal a largo plazo de forma
fiable usando una técnica portátil y no invasiva en casa.
Otro ejemplo de un control de la frecuencia
cardiaca fetal se describe en el documento
US-A-4781200 en el que la
frecuencia cardiaca fetal se detecta a partir de electrodos de ECG
situados en el abdomen de la madre. Este documento también trata el
problema de controlar los latidos cardiacos fetales debido a
interferencia de variantes potenciales de ECG que ocurren en la
madre. Esto se retira utilizando electrodos de interferencia
adicionales situados en el abdomen materno.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporcionan aparados para detectar la frecuencia
cardiaca de un feto, de acuerdo con la reivindicación 1.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona un aparato que es capaz de detectar señales ECG
producidas por el corazón fetal, y de esta manera determinar la
frecuencia cardiaca del feto. En el enfoque preferido, al menos dos
detectores detectan los latidos cardiacas que permiten a dos canales
diferentes definidos llevar las señales ECG desde un detector
respectivo. Por consiguiente, aunque el feto se mueva de manera que
uno de los detectores ya no puede detectar el latido cardiaco,
entonces una señal ECG aún puede obtenerse del otro detector
mediante el canal respectivo.
Adicionalmente, esto permite producir un
dispositivo portátil que puede llevarlo la madre, permitiendo de
esta manera realizar las medidas durante un intervalo de tiempo más
largo que lo conseguido anteriormente.
Opcionalmente, cuando se proporcionan dos o más
detectores, un electrodo común forma uno de los electrodos de cada
detector. El uso de un electrodo común es particularmente ventajoso
puesto que reduce el número de electrodos que deben situarse en el
abdomen de la madre. También conduce a diversas ventajas respecto al
procesado de señal. Sin embargo, alternativamente cada detector
puede comprender dos electrodos respectivos que no son comunes a
cualquier otro detector.
Los electrodos son típicamente electrodos
cutáneos conductores pasivos que, durante el uso, detectan
eléctricamente señales que representan la actividad eléctrica en la
región del abdomen de la madre.
Típicamente el aparato comprende adicionalmente
un procesador de señal para amplificar y filtrar las señales
detectadas por los detectores. Esto ayuda a retirar el ruido que se
detecta en los detectores, mejorando de esta manera la calidad de
la señal del latido cardiaco fetal. Sin embargo, si la señal es
suficientemente fuerte, la amplificación o filtración puede no
requerirse.
Típicamente, el procesador genera señales ECG
virtuales como una suma ponderada de las señales ECG detectadas por
los detectores, representando las señales ECG virtuales las señales
ECG que se habrían obtenido a partir de un detector virtual situado
en una localización virtual del abdomen de la madre. Usando
múltiples detectores y procesando las señales obtenidas de los
detectores, es posible derivar señales ECG que se habrían generado
por un detector situado en una localización alternativa en el
abdomen de la madre. Esto permite ventajosamente generar una señal
ECG para una localización de detector óptima incluso aunque esa
localización del detector no se use realmente. Sin embargo, el
procesador puede simplemente agregar alternativamente las señales
ECG obtenidas a partir de los detectores o simplemente puede
obtener los resultados de la frecuencia cardiaca fetal desde
cualquier detector respectivo.
Típicamente cada señal ECG virtual se genera
dinámicamente para representar las señales ECG que se recibirían
desde un detector localizado dinámicamente en el abdomen de la
madre. Esto permite a la posición óptima del detector moverse según
el feto se mueve dentro del útero, asegurando de esta manera que se
obtiene una señal óptima en todo momento.
Típicamente el aparato comprende adicionalmente
una salida para mostrar una traza ECG del latido cardiaco del feto
(y la madre) de acuerdo con las señales ECG detectadas. Sin embargo,
puede producirse cualquier forma adecuada de salida del latido
cardiaco.
Retirando las partes de las señales que son
representativas del latido cardiaco de la madre, esto solo llevaría
al latido cardiaco fetal y cualquier ruido detectado. El latido
cardiaco fetal puede detectarse determinando localizaciones donde
la señal alcanza una amplitud máxima (o mínima). Sin embargo, podría
usarse cualquier método adecuado para detectar el latido cardiaco
fetal dentro de una señal, tal como estimar el punto en el que
aparecería el latido cardiaco, o comparando la señal con un umbral
predeterminado.
Típicamente, el procesador se adapta
adicionalmente para procesar las señales ECG detectadas por cada
detector y después agregar la frecuencia cardiaca obtenida durante
un periodo de tiempo determinado de no menos de 1 hora. Sin
embargo, puede usarse cualquier método adecuado de procesado de las
señales ECG.
Típicamente, el aparato es portátil de manera
que la madre puede llevarlo de un lado a otro sin suponer ninguna
carga excesiva para la madre. Esto permite que el aparato se use
durante períodos de tiempo mayores sin alterar la rutina normal de
las madres.
Se entenderá que aunque al menos se especifica
un detector, la presente invención puede utilizarse con cualquier
número adecuado de detectores que no provoquen incomodidad a la
madre.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un método para determinar la frecuencia
cardiaca del feto de acuerdo con la reivindicación 16, usando un
aparato que tiene un detector para detectar señales ECG
representativas del latido cardiaco del feto.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere también a un método para hacer funcionar un aparato que
tiene uno o más detectores para obtener de esta manera la mejor
detección de la frecuencia cardiaca fetal. Esto se consigue
colocando el o cada detector en el abdomen de la madre de acuerdo
con la posición del feto dentro del útero, maximizando de esta
manera la oportunidad de obtener una señal desde uno cualquiera de
los detectores. Adicionalmente, medir las señales durante una mayor
duración, permite detectar una mayor cantidad de datos que pueden
analizarse para obtener información respecto al latido cardiaco del
feto. Esto es particularmente ventajoso puesto que el latido
cardiaco del feto generalmente solo es detectable durante
aproximadamente el 40% del tiempo para cualquier detector dado.
Esto se debe al ruido y movimiento del feto dentro del útero.
Adicionalmente, teniendo múltiples detectores, el bebé podría
moverse de manera que el latido cardiaco fetal no podría detectarse
por uno de los detectores, pero entonces hay una alta probabilidad
de que lo pueda detectar el otro detector.
Las señales obtenidas desde cada canal se
controlan durante una cantidad de tiempo predeterminada. Esto es
preferiblemente mayor de 1 hora, más preferiblemente mayor de 12
horas. Se entenderá sin embargo, que pueden usarse duraciones
mayores.
Típicamente el método para determinar la
posición del feto dentro del útero comprende palpar el abdomen de
la madre. De esta manera, se usa un procedimiento no invasivo
sencillo para determinar la posición del feto. Como alternativa,
sin embargo, se usan ultrasonidos u otras técnicas adecuadas, para
localizar el feto.
Típicamente, cuando hay más de un detector, el
método de procesado de las señales comprende adicionalmente
realizar dichas etapas de procesado de las señales ECG detectadas
por cada detector y después agregar la frecuencia cardiaca obtenida
mediante un período de tiempo predeterminado de no menos de una
hora. Agregar las señales ECG obtenidas de diferentes detectores,
significa que la frecuencia cardiaca puede determinarse en cualquier
momento para al menos uno de los detectores está detectando señales
ECG fetales.
Como alternativa, sin embargo las señales pueden
procesarse para generar señales ECG virtuales y esto se consigue
determinando una suma ponderada de las señales ECG obtenida de cada
uno de los detectores respectivos.
Típicamente, la etapa de suprimir partes de las
señales representativas del latido cardiaco de la madre comprende
localizar señales ECG maternas que representan el latido cardiaco de
la madre y restar las señales ECG maternas de las señales ECG
obtenidas de cada detector. Esto retira por lo tanto ventajosamente
la parte de la señal ECG que se debe a la señal ECG generada por el
latido cardiaco de la madre. Sin embargo alternativamente, la parte
de las señales ECG que se deben al latido cardiaco de la madre puede
ignorarse. En este caso, cualquier señal ECG obtenida durante el
latido cardiaco de la madre se ignorará. En este caso, el latido
cardiaco de la madre se obtendrá simplemente de las señales ECF que
después se analizan para determinar la frecuencia cardiaca
fetal.
El valor predeterminado es preferiblemente
aproximadamente 7 ms para cuatro intervalos de tiempo consecutivos,
aunque el usuario podría elegir cualquier valor adecuado.
El método generalmente comprende adicionalmente
promediar los intervalos de tiempo y los intervalos de tiempo
corregidos para determinar una frecuencia cardiaca.
Típicamente el aparato comprende adicionalmente
un procesador de señal para amplificar y filtrar las señales ECG
detectadas por el detector. Aunque esto puede que no se requiera si
las señales son de una potencia suficiente que no se requiera
amplificación.
Aceptando que la señal solo puede detectarse en
cualquier paciente durante aproximadamente el 40% del tiempo que se
usa un solo detector, se ha desarrollado un sistema que es portátil
que puede usarse durante 24 horas o más, tiene más de un canal de
registro y es extremadamente poco ruidoso. Deduciendo inicialmente
la posición de bebé una pequeña serie de electrodos puede situarse
alrededor del feto en el abdomen de la madre aumentando de esta
manera la frecuencia de detección. Registrando durante 24 horas
usando nuestra técnica mejorada típicamente da como resultado al
menos 10 horas de datos. Esta recogida a largo plazo no invasiva de
datos de fHR permite libertad a la madre para actuar en su entorno
normal nunca se había conseguido hasta ahora.
Los ejemplos de la presente invención se
describirán ahora con referencia a los dibujos adjuntos en los
que:
La Figura 1A muestra una salida "buena" de
un detector de un solo canal;
La Figura 1B muestra una salida "mala" de
un detector de un solo canal;
La Figura 2 es un diagrama de bloques del
aparato para detectar el latido cardiaco de acuerdo con la presente
invención;
La Figura 3 es un primer ejemplo de la
disposición del detector del aparato mostrado en la Figura 2.
Las Figuras 4A y 4B son ejemplos de salida
obtenidas de la disposición del detector de la Figura 3;
La Figura 5 es un segundo ejemplo de una salida
obtenida de la disposición del electrodo de la Figura 3;
La Figura 6 es un ejemplo de la frecuencia
cardiaca fetal junto con la frecuencia cardiaca fetal agregada
obtenida de la disposición del detector de la Figura 3;
La Figura 7A muestra un segundo ejemplo de una
disposición de electrodo usada en el aparato de la Figura 2;
La Figura 7B muestra un tercer ejemplo de una
disposición de electrodo usada en el aparato de la Figura 2;
La Figura 8 muestra un ejemplo de la salida
obtenida de la disposición de electrodo de la Figura 7A;
La Figura 9 muestra un ejemplo de la frecuencia
cardiaca obtenida de la disposición de electrodo de la Figura
7A;
La Figura 10 muestra un ejemplo del método de
procesado de la salida obtenida del aparato de la Figura 2;
Las Figuras 11A a 11E son gráficos de la
amplitud de una señal ECG frente al tiempo para diversas etapas del
procesado; y,
Las Figuras 12A a 12D muestran las variaciones
en la frecuencia cardiaca fetal con el tiempo para diversas etapas
de procesado.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que
muestra aparatos para detectar el latido cardiaco de un feto. El
aparato comprende tres detectores 1, 2, 3 que se acoplan a una etapa
de amplificación y filtro 4. La salida de la etapa de amplificación
y filtro 4 se acopla a un convertidor analógico digital 5, que a su
vez está conectado a un procesador 6. El procesador 6 está acoplado
a una memoria 7 y una pantalla 8.
El sistema funciona de la siguiente manera. Cada
detector 1, 2, 3 está compuesto por dos electrodos conductores
cutáneos pasivos situados en el abdomen de la madre para detectar
señales ECG generadas en la región del abdomen de la madre. Un
ejemplo de la disposición de electrodo adecuado se muestra en la
Figura 3. En este caso, los electrodos e1, e2 corresponden al
detector 1, los electrodos e3, e4 corresponden al detector 2 y los
electrodos e5, e6 corresponden al detector 3. La referencia
numérica 10 representa el feto, representando 10A la cabeza y 10B
la espalda fetal.
Las señales eléctricas detectadas por los
detectores 1, 2, 3 se suministran a la etapa de amplificación y
filtro 4 mediante un canal analógico respectivo. Cada canal
analógico tiene un ruido muy bajo (mejor de 75 nV (RMS) equivalente
a una media de 17 nV/Hz).
Aunque este ejemplo se describe con respecto a
tres canales, podrían usarse uno o más canales acoplados a los
detectores respectivos. Aumentando el número de canales y detectores
aumentaría el éxito de la detección de latido cardiaco, sin embargo
esto sería a expensas de la incomodidad de la madre que tendría
varios electrodos puestos en su abdomen. En cualquier caso, un
aumento adicional en el éxito de la detección de la frecuencia
cardiaca podría conseguirse controlando las señales ECG generadas
durante largos periodos de tiempo como se explicará con más detalle
a continuación. Esto podría conseguirse usando el aparato de la
invención que es portátil que permite tomar lecturas mediante
periodos de tiempo prolongados sin incomodar a la madre.
La salida de señales de cada detector 1, 2, 3 se
transfiere a la etapa de amplificación y filtro 4 para amplificación
y posterior filtro. Esto se consigue típicamente usando dos etapas
de amplificación y filtrando, lo que es un software programable. La
ganancia global puede ajustarse típicamente de 1.000 a 5.000 y
típicamente tendrá un ancho de banda de aproximadamente
4-80 Hz. Sin embargo, en casos en los que un bajo
ruido de paciente puede ajustarse un ancho de banda de 0,
5-250 Hz.
Las señales amplificadas y filtradas se pasan
sobre el convertidor analógico a digital 5 que funciona para
convertir cada una de las señales en una señal digital que después
se pasa sobre el procesador 6. Por consiguiente, la unidad del
procesador recibe tres señales digitales correspondientes a cada uno
de los respectivos detectores 1, 2, 3.
El procesador maneja el almacenamiento de
memoria, procesado en tiempo real y muestra las señales
digitalizadas. Los datos se almacenan en la memoria 7, que
típicamente es alguna forma de almacenamiento semiconductor
instantáneo de gran capacidad. Esta forma de dispositivo es
particularmente ventajosa puesto que puede localizarse dentro del
instrumento, no es volátil y puede retirarse para una descarga
posterior de los datos.
El procesado de los datos para extraer la
frecuencia cardiaca fetal puede implementarse en "línea" dentro
del procesador 6, o "fuera de línea". En el caso en línea, el
resultado del procesado puede presentarse sencillamente en la
pantalla 8. En otros casos, los datos se descargan típicamente en un
PC para procesado adicional.
Como se ha mencionado en la introducción, aunque
con técnicas previas de ensayo, se realizaron 300 registros usando
un detector de un solo canal. Usando los resultados de estos 300
registros anteriores, el conocimiento determinado a partir de estos
se aplicó entonces para realizar un ensayo del aparato mostrado en
la Figura 2. En este caso, se utilizó la disposición de electrodo
mostrada en la Figura 3.
Los resultados de uno de dichos ensayos se
muestran las Figuras 4A y 4B que muestran la amplitud de las señales
detectadas por los detectores 1, 2, 3 frente al tiempo, mostrando
la salida de cada canal en un gráfico de escala similar. En este
caso, el ensayo se realizó durante un periodo de 10 minutos y esto
muestra que durante la primera parte del periodo de 10 minutos,
mostrado en la Figura 4A, el latido cardiaco fetal era detectable
usando el detector 1. Sin embargo, en una última parte del periodo
de 10 minutos, que se muestra en la Figura 4B, el feto se ha movido
y el latido cardiaco fetal se detecta ahora mediante el detector
2.
Por consiguiente, el conocimiento de la posición
fetal y la presencia de una serie de electrodos (es decir, más de
un detector) conducen a un aumento en el porcentaje de éxito de la
detección del latido cardiaco fetal. De esta manera, usando más de
un detector 1, 2, 3 y situando los electrodos del detector alrededor
de la periferia del feto localizado, aumenta drásticamente la tasa
de éxito. Es importante observar que el punto central de esta serie
de electrodos en dos pacientes totalmente diferentes podría
separarse tanto como 50 cm. Por lo tanto el conocimiento de la
posición fetal es importante con respecto a la colocación correcta
del electrodo.
La disposición del electrodo mostrada en la
Figura 3 es un sistema de 3 canales con entradas diferenciales. En
este caso, 6 electrodos e1, e2, e3, e4, e5, e6 se sitúan como se
muestra, con un electrodo de conexión a tierra adicional (no
mostrado) localizado en la espalda del paciente. La colocación
exacta de los electrodos variará de un caso a otro, aunque los
electrodos de un detector dado (por ejemplo los electrodos e3 y e4)
se sitúan típicamente de manera que e4 se sitúa por debajo del
ombligo aunque por encima de la sínfisis púbica y e3 en el fundus
(esta distancia es típicamente de 20 cm). Esta técnica de seis
electrodos ofrece la ventaja de 3 canales separados reduciendo de
esta manera cualquier ruido muscular común (es decir,
electromiograma o EMG).
Como el aparato mostrado en la Figura 2 usa un
número mínimo de componentes, puede incorporarse en un pequeño
dispositivo portátil que puede medir 14 cm x 10 cm x 3 cm o más
pequeño. Además de esto, el aparato se implementa usando
electrónica de semiconductor y es por lo tanto extremadamente ligero
de manera que puede llevarlo fácilmente la madre. Como resultado,
el aparato es portátil en el sentido de que puede llevarlo la madre
junto con los electrodos asociados, sin que sea intrusivo en la
rutina diaria la madre. Esto permite que la madre lleve el aparato
durante períodos de tiempo prolongados, tales como 24 horas, lo que
permite realizar una medida durante períodos de tiempos más
largos.
Un corto extracto de un registro de 24 horas
usando tres detectores, simultáneamente, se muestra en la Figura 5,
que muestra de nuevo la amplitud de la señal eléctrica detectada
frente al tiempo. En este caso, en el momento de la extracción, la
frecuencia cardiaca fetal puede observarse en las señales ECG
obtenidas de ambos detector 1 y detector 2.
Una vez que se han obtenido los datos en bruto,
el procesador 6 funciona para extraer la frecuencia cardiaca fetal
(fHR) para cada canal usando las técnicas descritas con más detalle
a continuación. Esto da como resultado trazas de salida mostradas
en la Figura 6. Esto muestra el tiempo (en horas) durante el que
ocurrió la detención de latido cardiaco. Los períodos de tiempo
cuando un latido cardiaco podía detectarse se muestran en un gráfico
de barras rellenas con la salida obtenida de los detectores 1, 2, 3
marcada como 01, 02, 03 respectivamente. Los tiempos en los que no
se pudo detectar el latido cardiaco se indican mediante partes en
blanco B. El porcentaje individual de tasas de éxito para los
tiempos cuando un latido cardiaco fetal podría detectarse en este
caso fueron:
Sin embargo, el procesador 6 se configura para
determinar un agregado de estos 3 canales que se muestran en la
Figura 6 como P1, así obtenemos un porcentaje de éxito del 67%. Este
aumento ocurre porque cuando la señal fECG no se detecta por uno de
los detectores 1, 2, 3, al menos para parte del tiempo puede
detectarse uno de los otros detectores 1, 2, 3.
Sin embargo, es más aceptable para la madre si
se usan menos electrodos. Esto puede conseguirse usando un solo
electrodo detector común para los tres detectores 1, 2, 3 con el
electrodo común acoplado a una entrada de inversión o no inversión
de la etapa de amplificación y filtro 4.
En este caso sólo cuatro electrodos e7, e8, e9,
e10 se requieren para formar los tres detectores 1, 2, 3 como se
muestra por ejemplo en las Figuras 7A y 7B. De las dos disposiciones
la mostrada en la Figura 7A es más adecuada para fetos en una etapa
de gestación posterior. Aquí el feto es más estable y no se mueve
tanto de un sitio a otro. La forma de "cometa" mostrada en la
Figura 7B es adecuada para fetos en las primeras etapas de
gestación donde la posición del feto varía considerablemente.
En el caso de las Figuras 7A y 7B cada detector
medirá vectores ECG con respecto al electrodo común e10 permitiendo
de esta manera producir otras combinaciones matemáticas. Esto se
conoce como salidas del detector virtuales, cuando la salida
procesada representa la salida que se habría obtenido de un detector
que tenía electrodos respectivos situados en cualquier sitio en el
abdomen de la madre.
La salida del detector virtual se calcula usando
la ley de tensión de Kirchoff que permite al procesador 6 combinar
matemáticamente las señales ECG obtenidas de cada uno de los
detectores 1, 2, 3. Esto puede conseguirse porque las disposiciones
de cuatro electrodos usan un electrodo común e10.
En este caso, las salidas del detector virtual
se generan usando una suma ponderada de las señales de amplitud
obtenidas de cada detector 1, 2, 3. Esto permite que la salida del
detector virtual indique una presencia aumentada de las señales
fECG que se obtiene con uno de cualquiera de los detectores 1, 2, 3
por sí mismo. En otras palabras, una posición de electrodo virtual
más óptima se estimula con la posición relativa de los electrodos
dependiendo de los coeficientes de ponderación que se usan cuando se
determina la suma ponderada.
Un ejemplo de esto se muestra en la Figura 8 que
muestra la amplitud de las señales ECG detectadas por los
detectores frente al tiempo. Las señales detectadas por los
detectores 1, 2, 3 se marcan como detector 1, detector 2 y detector
3 respectivamente. El detector virtual 4 y el detector virtual 5
representan los resultados del cálculo de las señales de salida del
detector virtual que se habría generado mediante dos posiciones de
electrodo virtual diferentes. En este caso, el detector virtual 4 se
determina restando la salida del detector 1 de la salida del
detector 2, mientras que el detector virtual 5 se determina restando
la salida del detector 1 de la salida del detector 3. De nuevo, la
localización de los latidos cardiacos fetales se indica con la
etiqueta F.
El éxito de la detección de la frecuencia
cardiaca para cada canal se muestra en la Figura 9, que es un
gráfico de barras que muestra el tiempo en horas durante el que se
detectaron las frecuencias cardiacas. De nuevo, el tiempo durante
en el que se detectaron las frecuencias cardiacas está representado
por una barra rellena. En este ejemplo, la salida obtenida de cada
uno de los detectores 1, 2, 3 se marca como 01, 02, 03,
respectivamente, y la salida calculada para los detectores
virtuales 4, 5 se marca como V04, V05. El porcentaje de éxito para
cada canal y cada canal virtual se tabula a continuación:
De nuevo, si se toma un agregado de los canales
1, 2 y 3 se consigue una mejora del 35%. Sin embargo, un agregado
de todos los cinco canales (incluyendo los canales virtuales) da un
aumento de porcentaje del 48% como se muestra en la barra marcada
como P1 en la Figura 9. Por lo tanto, para este paciente solo esto
da como resultado un aumento en el porcentaje del 4% (en el peor de
los casos) en un sistema de un solo canal al 48% usando tres
canales y combinaciones matemáticas para formar estos canales
virtuales.
También es posible calcular un detector virtual
óptimo de cambio dinámico con salida en tiempo real y de esta
manera producir una salida de detector virtual único que tiene el
mayor complejo de fECG posible. Esto se consigue usando una suma
ponderada de las señales de salida de los tres detectores, con
coeficientes ponderados individuales, ajustados iterativamente de
manera que la proporción
señal-a-ruido fetal se maximiza.
Una ventaja secundaria de la presencia de 3
detectores es la adición de redundancia al sistema en el caso de un
fallo en el detector provocado por saturación. La saturación puede
ocurrir cuando un electrodo se comprime o inclina. Este es un
problema habitual en el control de fECG abdominal. Teniendo tres
detectores, se reduce la probabilidad de que ocurra esto.
La preocupación con las técnicas de fECG de un
solo canal abdominal tradicional ha sido que si se emplean
comprobaciones puntuales (es decir, visita prenatal de 20 minutos)
sólo 4 de cada 10 madres presentarían trazas de fECG abdominales
exitosas. Usando el sistema de tres canales descrito anteriormente y
haciendo uso después de los canales virtuales aún no proporciona
una certeza de detección de una ECG fetal. Sin embargo, si este
aparato se usa para registrar datos durante 24 horas entonces la
probabilidad de detectar una traza fHR de 20 minutos continua que
puede analizar el médico es casi una certeza.
Por lo tanto, suponiendo que el instrumento y el
paciente estén libres de ruidos, entonces para conseguir este alto
porcentaje debería seguirse el procedimiento resumido a
continuación:
i. Encontrar la localización fetal.
ii. Usar un registrador multicanal (tres, aunque
cualquier número mayor de dos sería suficiente preferiblemente).
iii. Situar electrodos en una serie aunque usar
un electrodo común de manera que puedan generarse canales
virtuales.
iv. registrar durante 24 horas.
v. Calcular canales virtuales en tiempo real o
fuera de línea.
vi. Extraer fHR en todos los canales incluyendo
canales virtuales.
vii. Calcular el agregado total de todos los
canales fHR incluyendo canales virtuales.
Para que el procesador 6 extraiga la frecuencia
cardiaca de las señales de salida digitalizadas, puede usarse una
de las siguientes técnicas.
Técnica
1
La primera técnica se describe en la Figura 10,
que muestra un diagrama de bloques de las etapas implicadas en la
primera técnica para extraer la frecuencia cardiaca fetal de las
señales ECG obtenidas. Esto se describirá con respecto a las
Figuras 11A a 11E que muestran la amplitud de una señal ECG frente
al tiempo, durante las etapas de procesado.
Las señales ECG en bruto recibidas de uno de los
detectores 1, 2, 3 se muestran en la Figura 11A. Las señales
resultantes del ruido muscular se etiquetan Mn, el latido cardiaco
se etiqueta F, y el latido cardiaco de las madres M. Los latidos
cardiacos fetal y materno coincidentes se etiquetan M y F, mientras
que los latidos cardiacos fetales y los ruidos musculares
coincidentes se etiquetan F y Mn.
La primera etapa, mostrada como etapa 10, es
para correlacionar las señales ECG obtenidas con el complejo de ECG
de la madre. Esto se consigue filtrando las señales ECG brutas
usando en primer lugar un filtro de 10-80 Hz para
reducir la cantidad de ruido. Los resultados de esta filtración se
muestran en la Figura 11B.
A continuación, se establece un molde materno
usando el promedio de 5 complejos maternos en la inicialización y
después 32 complejos durante el tiempo restante. Este modo se
correlaciona (a menudo denominado filtración ajustada) con el ECG
bruto para producir la traza mostrada en la Figura 11C. Los ECG
maternos pueden localizarse entonces detectando el máximo de esta
correlación.
Hay dos opciones disponibles entonces para
retirar el ECG materno. En primer lugar, como se muestra en la
etapa 30, el molde del complejo de ECG promedio materno puede
restarse de la señal ECG. La traza ECG restante, que se muestra en
la Figura 11D, está compuesta por el ECG fetal y el ruido
restante.
Como alternativa, como se indica en la etapa 20
en la Figura 10, el ECG materno puede blanquearse. Esto normalmente
se usa cuando la resta del ECG materno deja una señal remanente que
demasiado a menudo es errónea para un complejo de ECG fetal. La
técnica de blanqueo (indicada en la Figura 10) puede usarse aquí.
Esto implica localizar el ECG materno como en el caso anterior (es
decir, con correlación) y después simplemente dibujar una línea
recta (o posiblemente una función interpolada, tal como un spline)
entre los bordes del complejo de ECG materno en la traza ECG
abdominal en bruto. Aunque esto puede eliminar también los complejos
de ECG fetales que son coincidentes con el materno pueden
regenerarse durante el "pos-procesado" que se
describirá con más detalle a continuación.
Una vez completado, el latido cardiaco fetal
debe detectarse y esto de nuevo puede conseguirse usando dos
métodos diferentes. El primer método, mostrado como etapa 40 en la
Figura 10, es correlacionar la señal para detectar este complejo de
ECG fetal. El otro método, etapa 50, implica filtrar el paso de
banda de la señal usando un filtro de 25-40 Hz o
similar. Ambas técnicas potencian el complejo de ECG fetal y
potencian la mejora de la proporción
señal-a-ruido. Sin embargo, la
técnica de filtrado de paso de banda normalmente da como resultado
una salida más estable y un ejemplo de esto se muestra como Figura
11E.
Finalmente, los latidos cardiacos fetales se
determinan identificando el máximo de la traza ECG resultante en la
etapa 60.
Debe observarse que si un latido cardiaco fetal
se localiza durante la casilla de resta materna entonces este ECG
fetal se etiqueta en el archivo de datos fHR como
"coincidente", denominado "señal coincidente". Esto se
debe a que puede de hecho ser un producto provocado por la resta
materna y puede permitirse durante el
post-procesado.
Técnica
2
(Un ejemplo
comparativo)
La segunda técnica implica una técnica de
filtrado No-Lineal descrita por Thomas Schreiber.
Los detalles de esto pueden encontrarse por ejemplo en cualquiera
de las siguientes referencias:
Kants D., Schreiber T., "Nonlinear time series
analysis" Cambridge Univ. Press, 1997.
Richter M., Schrebier T., Kaplan D.t., "Fetal
ECG extraction with nonlinear state-space
projections", IEEE Trans. Biomed. Eng., Vol. 45., Nº 1, páginas
133-137, Enero 1998.
Las salidas de esta técnica
no-lineal producen trazas nECG y fECG
"semi-limpias". Estos datos se hacen pasar a
través de un filtro FIR de paso de banda. El ancho de banda del
filtro es de 4 Hz a 40 Hz para nECG y de 25 Hz a 40 Hz para el fECG
para retirar cualquier ruido restante que no haya limpiado el
filtrado no lineal. El máximo de la salida del filtro se localiza
entonces para tener de nuevo el latido bruto para archivos de
frecuencia cardiaca de latido materno y fetal.
En ambas técnicas mencionadas anteriormente, la
frecuencia cardiaca fetal se mide determinando el intervalo de
tiempo entre latidos cardiacos adyacentes y después usando esto para
derivar una frecuencia cardiaca. Una vez que se han obtenido los
datos que representan las frecuencias cardiacas, entonces es posible
realizar un post-procesado de los datos de
frecuencia cardiaca materna y fetal en bruto para mejorar
adicionalmente los resultados de la determinación de la frecuencia
cardiaca.
El procesado descrito en las dos técnicas
anteriores genera "valores de frecuencia cardiaca de latido a
latido en bruto" maternos y fetales. Los valores de frecuencia
cardiaca incorrectos pueden existir en ambos datos fetal y materno
y están provocados por el ruido eléctrico (por EMG o hecho por el
hombre) detectado en el abdomen de las madres y un algoritmo de
extracción de frecuencia cardiaca inadecuado.
Es posible retirar estos errores pasando los
datos de frecuencia cardiaca en bruto a través de un procedimiento
de post-procesado. Esto normalmente sólo es
necesario para los datos de frecuencia cardiaca fetal en bruto ya
que los maternales están constituidos por muy pocos errores. Todos
los archivos de datos fHR se pasan a través de este algoritmo de
post-procesado. En algunas ocasiones, cuando no
existen errores, este post-procesado no cambiaría
los datos de frecuencia cardiaca fetal en bruto y, de esta manera,
estaría disponible un archivo de frecuencia cardiaca de latido a
latido verdadero.
La detención errónea o defectuosa de complejos
de ECG generará "puntas" hacia arriba o hacia abajo de la traza
de la frecuencia cardiaca, creando una variabilidad en la traza de
frecuencia cardiaca que no existe realmente. En el caso de una
arritmia genuina (es decir, grandes variaciones del latido único en
los valores de frecuencia cardiaca provocados por trastornos de la
conducción cardiaca) estos latidos pueden suprimirse incorrectamente
mediante la técnica de post-procesado propuesta. En
los casos con pacientes que tienen arritmia entonces debería usarse
el archivo de datos de frecuencia cardiaca en bruto, sin embargo
esto ocurre muy infrecuentemente (menos del 0,2% de los
pacientes).
También, se ha descubierto que el promedio sobre
el 10% de las ocasiones el ECG fetal es coincidente con el ECG
materno. Si la retirada de mECG se realiza blanqueando (en lugar de
restando el molde mECG) entonces esto creará una bradicardia fetal
artificial. La ejecución del post-procesado es por
lo tanto esencial para retirar la bradicardia fetal artificial.
Otro problema es que el algoritmo de extracción
de frecuencia cardiaca fetal anterior produce una salida de si la
señal fECG está presente o no. Es muy importante que en el caso de
que no haya señal fECG entonces no puede presentarse una traza fHR
a los médicos.
Por lo tanto, es necesario por todas estas
razones, que la traza de latido a latido conlleve un
post-procesado antes de representarla para análisis
clínico.
Finalmente es normal presentar los datos de fHR
usando el formato de salida de cardiotocógrafo convencional (CTG)
(obtenido de las máquinas de ultrasonido Doppler) de manera que
puede realizarse una fácil comparación entre los dos métodos. Las
máquinas de ultrasonido Doppler convencionales no dan un valor de
latido a latido pero presentan un valor promedio. Este
post-procesado a presentar tiene también la
capacidad de promediar la frecuencia cardiaca de manera que es
compatible con las trazas CTG.
El esquema de post-procesado es
el mismo para ambos valores del intervalo de frecuencia cardiaca
materno y fetal (denominados ambos "intervalos RR") y está
constituido por dos pasos.
La primera etapa selecciona de los intervalos RR
aquellos que pueden considerarse valores "buenos" (es decir
"seguros"). No es importante seleccionar todo los valores
"buenos" sino que es muy importante en esta etapa no
seleccionar un intervalo RR equivocado. La condición de selección
debe ser entonces muy estricta ya que la corrección de los datos
posteriores se basa en estos datos "buenos".
La segunda etapa se refiere al lado de estos
valores "buenos" seleccionados y decide si la variabilidad de
latido a latido (como ha introducido el usuario) es correcta. Si no
lo es, el programa intentará corregir el dato. Este segundo paso
puede corregir de uno a cuatro errores consecutivos.
Primera
Etapa
La primera etapa implica analizar los valores RR
y seleccionar aquellos que tienen una pequeña desviación típica. Se
toma una ventanilla de ejecución de cuatro RR consecutivos y la
desviación típica de los datos no debe superar típicamente 7 ms
(aunque lo ajuste el usuario), también los datos se rechazarán.
\newpage
Como promedio, se encuentra que típicamente el
5% de los datos de frecuencia cardiaca fetal en bruto se seleccionan
en esta primera etapa. Los intervalos RR seleccionados
"buenos" son la base de las correcciones posteriores finales y
por lo tanto no puede corregirse ellos mismos. El esquema de
corrección se aplica a la corrección de ambos datos de intervalos
RR fetal y materno.
Para los datos de frecuencia cardiaca fetal hay
una condición extra. Aquí, para seleccionar el primer paso, los
latidos cardiacos detectados no deben tener su "señal de
coincidencia" ajustada. Esto es para evitar que una mala resta
mECF cree un fHR artificial.
Segunda
Etapa
Los intervalos RR no seleccionados anteriormente
son los valores que pueden corregirse en este segundo paso. Un
intervalo RR no es correcto si difiere en menos del 10% de un
promedio de ejecución (en los últimos tres RR "buenos") o en
un RR cercano con una pequeña desviación típica (ajustada por el
usuario). Si el intervalo RR no está en el intervalo del algoritmo
se miran los siguientes valores RR y se realizará una corrección si
ha ocurrido un máximo de cuatro errores consecutivos.
Hay dos posibles fuentes de error:
- 1.
- Se ha perdido un latido cardiaco.
- 2.
- Hay un error de detección, es decir la señal detectada no corresponde al latido cardiaco.
Denominando T a un latido cardiaco verdadero
detectado, E a un error de detección y M a un latido cardiaco
perdido, las posibles secuencias que la segunda parte del
post-procesado puede corregir son:
Considerando el ejemplo en el que sólo ocurre un
error, si éste es un error de detección, entonces el RR equivocado
simplemente se retira. Si hay un RR perdido, el intervalo de RR
corregido corresponderá a un latido cardiaco situado en el medio
del intervalo entre el latido cardiaco anterior y el siguiente
"bueno".
Si hay ambigüedad con dos posibles fallos, se da
prioridad al patrón de fallo que corresponda al menor número de
errores. En general, si una señal fECG está presente, la mayoría de
los fallos estarán constituidos por un solo error.
Este esquema de corrección permite la
recuperación de los latidos cardiacos fetales rechazados cuando se
usa la extracción con blanqueo mECG.
Finalmente, si no hay datos "buenos" (de
este primer paso) se encuentra en un intervalo de un minuto, la
señal fECG se considerará no presente, no se realiza la corrección
y no habrá salida representada en ese intervalo.
El post-procesado puede
funcionar también para promediar los datos de frecuencia cardiaca de
latido-a-latido. El interés de
hacer esto es que permite una mejor comparación visual con las
trazas CTG Doppler convencionales, que normalmente contienen alguna
clase de promedio. Típicamente se usa un promedio de dos
segundos.
Las Figuras 12A a 12D muestran la fHR frente al
tiempo de un ejemplo del post-procesado de datos de
fHR abdominales en bruto. La Figura 12A muestra los datos fHR en
bruto, la Figura 12B muestra los datos fHR
post-procesados y la Figura 12C muestra los datos
de post-procesados después de implementar un
promedio de dos segundos.
Como comparación, la Figura 12D muestra una
traza CTG de ultrasonidos Doppler simultánea que muestra una
correlación excelente que ilustra que el
post-procesado se ha procesado correctamente en los
datos fHR abdominales en bruto.
Claims (25)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Aparato para detectar la frecuencia cardiaca de un feto, comprendiendo el aparato:un detector (1-3) para detectar latidos cardiacos del feto, comprendiendo el detector al menos dos electrodos para detectar señales ECG, estando situado el detector adecuadamente en el abdomen de la madre yun procesador (6) acoplado al detector (1-3) estando adaptado el procesador para procesar las señales ECG recibidas desde el detector y determinar la frecuencia cardiaca del feto, incluyendo el procesador (6):- a.
- medios para detectar los latidos cardiacos de la madre determinando cuando las señales ECG del detector alcanzan un máximo; y
- b.
- medios para determinar la frecuencia cardiaca determinando el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes, para determinar la frecuencia cardiaca de la madre, para suprimir las partes de señal representativas del latido cardiaco de la madre;
el procesador está adaptado adicionalmente para detectar latidos cardiacos del feto determinando cuándo la señal ECG restante alcanza un máximo; y determinar la frecuencia cardiaca del feto determinando el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes,en el que el procesador (6) está adaptado para determinar la desviación típica de cada intervalo de tiempo entre los latidos cardiacos detectados, y seleccionar los intervalos de tiempo que tienen una desviación típica menor que un valor predeterminado, para determinar la frecuencia cardiaca del feto de acuerdo con el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes, en el que el procesador (6) está adaptado para intervalos de tiempo diseñados no seleccionados, que son intervalos de tiempo erróneos; y modificar los intervalos de tiempo erróneos de acuerdo con los intervalos de tiempos seleccionados comparando el intervalo de tiempo erróneo con los intervalos de tiempo seleccionados, determinando el número de errores dentro del intervalo de tiempo erróneo, y dividiendo el intervalo de tiempo erróneo en un número de intervalos de tiempo corregidos a un número de latidos cardiacos correspondientes al número de errores para subdividir de esta manera el intervalo de tiempo erróneo. - 2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adicionalmente:al menos otro detector (1-3) para detectar los latidos cardiacos del feto, comprendiendo cada uno de dichos detectores al menos dos electrodos (e7-e10) para detectar señales ECG, siendo los detectores adecuados para situarlos en el abdomen de la madre, estando adaptado el procesador (6) para procesar las señales ECG recibidas de cada detector y determinar la frecuencia cardiaca del feto.
- 3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que un electrodo común (e10) forma uno de los electrodos de cada detector.
- 4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que el procesador (6) genera una suma ponderada de las señales ECG detectadas por los detectores.
- 5. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el aparato adicionalmente un procesador de señales (4) para amplificar y filtrar las señales ECG detectadas por los detectores (1-3).
- 6. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo adicionalmente el aparato una salida (8) para presentar una traza ECG del latido cardiaco del feto de acuerdo con las señales ECG detectadas.
- 7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procesador (6) está adaptado para correlacionar el ECG fetal para potenciar las partes de latido cardiaco fetal del ECG fetal.
- 8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que procesador (6) incluye un filtro de paso de banda para filtrar el ECG fetal para potenciar las partes de latido cardiaco fetal del ECG fetal.
- 9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el filtro de paso de banda tiene un paso de banda de 25-40 Hz.
- 10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que procesador (6) está adaptado para identificar los latidos cardiacos fetales detectando máximos del ECG fetal correlacionado.
- 11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que procesador (6) está adaptado para identificar latidos cardiacos fetales detectando máximos del ECG fetal filtrado.
- 12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que procesador está adaptado adicionalmente para procesar las señales ECG detectadas por cada detector y después agregar las frecuencias cardíacas obtenidas sobre un periodo de tiempo predeterminado de no menos de una hora.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 13. El aparato de acuerdo con cualquiera las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato es portátil.
- 14. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor predeterminado es aproximadamente 7 ms para cuatro intervalos de tiempo consecutivos.
- 15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el procesador (6) está adaptado adicionalmente para promediar intervalos de tiempo y los intervalos de tiempos corregidos para determinar una frecuencia cardiaca.
- 16. Un método para determinar la frecuencia cardiaca de un feto usando un aparato que tiene un detector para detectar señales ECG representativo del latido cardiaco del feto, comprendiendo el método:
- a.
- Determinar la posición del feto dentro del útero;
- b.
- Poner el detector en el abdomen de la madre, estando situado el detector de acuerdo con la posición del feto;
- c.
- Controlar las señales ECG obtenidas del detector durante una cantidad tiempo predeterminada; y
- d.
- Procesar las señales ECG obtenidas del detector situado en el abdomen de la madre para determinar:
- 1.
- Los latidos cardiacos de la madre determinando cuándo las señales ECG alcanzan un máximo,
-
- 2.
- La frecuencia cardiaca de la madre a partir del intervalo de tiempo entre los latidos cardiacos maternos, y de esta manera
-
- 3.
- La frecuencia cardiaca del feto,
en el que la etapa (d) comprende suprimir partes de las señales ECG representativas de latido cardiaco de la madre;detectar latidos cardiacos del feto determinando cuándo las señales ECG restantes alcanzan un máximo, y determinar la frecuencia cardiaca del feto determinando el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes,determinar la desviación típica de cada intervalo de tiempo entre los latidos cardiacos detectados, y seleccionar intervalos de tiempo que tienen una desviación típica menor que un valor predeterminado, para determinar la frecuencia cardiaca del feto de acuerdo con el intervalo de tiempo entre latidos cardiacos adyacentes, designando intervalos de tiempo no seleccionados, para intervalos de tiempo erróneos; y modificar los intervalos de tiempo erróneos de acuerdo con los intervalos de tiempos seleccionados comparando los intervalos de tiempo erróneos con los intervalos de tiempo seleccionados, determinando el número de errores dentro del intervalo de tiempo erróneo, ydividir los intervalos de tiempo erróneos en un número de intervalos de tiempo corregidos añadiendo un número de latidos cardiacos correspondientes al número de errores para subdividir de esta manera el intervalo de tiempo erróneo. - 17. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el aparato tiene al menos dos detectores para detectar señales ECG representativas del latido cardiaco del feto.
- 18. Un método de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17, en el que la longitud de tiempo predeterminada es mayor de una hora.
- 19. Un método de acuerdo con la reivindicación 18, en el que la longitud de tiempo predeterminada es mayor de 12 horas.
- 20. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que el método para determinar la posición del feto dentro del útero comprende palpar el abdomen de la madre.
- 21. Un método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que el método de procesado de señales comprende adicionalmente realizar dichas etapas de procesado de las señales detectadas por cada detector y después agregar las frecuencias cardiacas obtenidas durante un periodo de tiempo predeterminado no menor de una hora.
- 22. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el valor predeterminado es de aproximadamente 7 ms para cuatro intervalos de tiempo consecutivos.
- 23. Un método acuerdo con la reivindicación 16, comprendiendo el método adicionalmente promediar los intervalos de tiempo y los intervalos de tiempo corregidos para determinar una frecuencia cardiaca.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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