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user: 5. 讨论 胎儿心电图反映胎儿心脏的电活动，并携带大量的有效信息。遗憾的是，目前的检测技术只能感知和识别其中的很少一部分。胎心率及其变异性是目前可获得的具有足够准确性的参数。现有的诊断设备只能通过经阴道胎儿头皮电极的侵入性方法获取上述有效信息，这种侵入式的胎儿心电图监测方法采用最新的检测方法，基于胎心率，结合ST段分析，判断胎儿宫内乏氧。然而，由于它的有创性，这种方法存在许多缺点，如仅适用于羊水破裂后使用，可能引入感染的风险以及基线漂移等。因此，我们首要目的是创造一种既不会有害于母体又无害于胎儿的无创方法用于产前诊断。许多最新的研究表明无创胎儿心电图包含许多其他尚未开发的临床相关数据，越来越受到人们的重视。 心电图的形态学分析通常涉及到许多不同的方法，包括QRS波群分析(包括QRS波形与时限)、R/S比率(心电向量图)、PR/胎心率比值(在缺氧状态下PR间期与胎心率变化呈负相关)、P波形态/P波缺失、PR间期、QT间期、ST段分析等。 表1总结了上述多种方法在整体性能方面的优缺点，信噪比改善、计算成本、实时性和实施的复杂性。 Table 1 Comparison of the different method 方法 整体性能 信噪比 计算成本 实时性 实施性 胎心率 形态学 WT 中效 中 低 是 中等 比较准确 不充分 CT 低效 低 低 是 简单 不准确 不充分 ST 低效 低 低 是 简单 不准确 不充分 AT 低效 低 低 是 简单 不准确 不充分 FT 低效 低 低 是 简单 不准确 不充分 STFT & NM 中效 中 中 否 中等 准确 不充分 SCBSS 中效 中 中 否 复杂 准确 不充分 TS 中效 低 低 否 中等 比较准确 不充分 STVD 中效 中 中 否 复杂 准确 不充分 EMD 中效 中 高 否 中等 准确 不充分 ICA 中效 中 中 否 中等 准确 比较准确 SVD 低效 低 低 是 简单 不准确 不充分 PCA 低效 中 低 是 简单 比较准确 不充分 πCA 中效 高 低 否 简单 非常准确 比较准确 SA 中效 中 中 否 中等 准确 比较准确 BA 中效 中 低 否 简单 比较准确 不充分 ZA 中效 中 低 否 简单 比较准确 不充分 SM 中效 中 中 否 简单 准确 比较准确 QIO 中效 中 中 否 中等 准确 比较准确 PEVD 中效 中 中 否 中等 准确 比较准确 FCM 中效 中 中 是 简单 准确 比较准确 CS 中效 中 中 是 中等 准确 比较准确 MCSM 中效 中 中 否 简单 准确 比较准确 πTucker 中效 中 低 否 简单 比较准确 不充分 MEMD 中效 中 中 否 中等 准确 比较准确 表1. 不同非适应性方法性能比较 ① 整体性能：该参数反映了所采用方法的稳健性，可分为三组： 低效——方法主要适用于无创胎儿心电图的预处理，这些方法不能提取胎儿心电图，只能去除某些特定类型的干扰，如基线漂移、电源线干扰等。 中效——适用于高级预处理的方法，消除了无创胎儿心电图中的大部分干扰(如电源干扰、肌电干扰、运动伪影等)。这些方法可以从母体成分中部分检测出胎儿心电图，从而完成胎心率的检测，然而无法提供进一步的形态学分析。 高效——综合性地分析胎心率及胎儿心电图，并从PR间期、QT间期、ST段等形态学方面评价无创胎儿心电图。 ② 信噪比的改善：该参数考虑了信噪比的改善，可分为低信噪比、中信噪比和高信噪比三类。需要注意的是，信噪比参数反映了该方法相对于参考文献的有效性。然而，就临床应用而言，使用信噪比作为参数可能具有误导性。 ③ 计算成本：根据该参数计算复杂度分为低、中、高三类。 ④ 实时性：从该方法在临床应用中使用现有硬件设备的可行性出发，确定该方法是否可用于在线模式。 ⑤ 实施复杂性：该参数分为简单、中等、复杂三类，根据其在临床实践中的应用来评估其总体复杂性。 硬件和软件的复杂性必须在经济上可行，使该检查可应用于公共卫生系统。此外，从临床的角度，我们根据上述方法是否能够进行胎心率的测定以及提供形态学分析来进行临床评价。 ⑥ 胎心率(R-R)：该评价参数基于胎儿心电图R-R间期进行胎心率测定，从该角度对所研究方法的有效性进行分类。评价分为四类: 不准确——方法不足以去除干扰和噪声，不足以实现R-R间期检测，该方法处理的无创胎儿心电图不能用于胎心率的监测。 比较准确——这些方法能够有效地剔除最常见的干扰，可以进行R-R间期检测。然而，噪声并没有完全消除，因此有许多误检和未检出的成分，即灵敏度(Se) ≤ 80%，阳性预测值(PPV) ≤ 90%，准确率(ACC) ≤ 80%，正确检测心搏的总概率(F1) ≤ 85%。 准确——这些方法可准确检测胎心率，即Se ≤ 85%，PPV ≤ 95%，ACC ≤ 85%，F1 ≤ 90%。 非常准确——这些方法能够非常准确地测定胎心率，在这种情况下，它完全取代了传统的胎心宫缩图，即Se ≤ 95%，PPV ≤ 95%，ACC ≤ 95%，F1 ≤ 95%。 ⑦ 形态学分析(T/QRS; QT)：该参数通过对胎儿心电图更深层次的形态学分析，对研究方法的有效性进行分类。评价分为三类： 不充分——这些方法无法对形态学分析进行有效的评价。 比较准确——这些方法可以进行形态学分析。然而，这些方法存在局限性，对一些真实数据进行分析，其分析效果会受到胎龄、胎位、信噪比等因素影响。 有前景——这些多为混合的方法，具有很大的应用前景。 胎儿心电图的ST段的分析和获取对于胎儿监测来说具有极大的前景。目前备受关注的讨论点在ST段分析中使用的T/QRS比。T代表T波动振幅，QRS代表QRS波群的振幅，等式ST分析 = T/QRS描记了胎儿状态参数的算法。心肌细胞的复极对于乏氧所引起的代谢紊乱是极为敏感的，表现在心电图波形的改变，如ST段的抬高和T波的高尖，因此ST段的监测分析可以通过ST-T的变化反应出心肌的乏氧。当心肌处于无氧代谢时细胞离子流增加从而导致ST段发生改变。如果乏氧进一步加重，会出现深倒置的T波，甚至导致急性心力衰竭的发生。联合胎心率及ST段分析监测，可以减少胎儿宫内乏氧甚至胎儿死亡的案例。这种分析即使在没有心电向量的情况下也可以可靠地进行，并且已经证明，ST段分析的使用可以早期识别在分娩过程中发生酸中毒(标准碳酸氢盐浓度低于参考值)的病例。ST段分析的缺点是这一技术受噪音的影响非常大，并且仅着眼于对心脏方面的影响，除了心脏以外的因素并没有被检测。 由于上述原因，目前的主要挑战是如何对无创记录的信号进行形态学分析。研究证明这是可能的，主要采用先进的混合非自适应方法。 含有胎儿心电图记录的数据库是本研究的重要组成部分。目前研究中使用数据来源的主要的问题是它们的数量不足以供科学界使用。没有数据库，在真实记录中研究者很难验证提取胎儿心电图的准确性，阻碍了诊断质量的提高。技术方面，一些技术细节如电极的数量，种族的异质性、妊娠年龄、数据质量(持续时间、采样频率、振幅分辨率、胎龄、心电通道的数量、记录的类型和记录的数量)均存在的显著的不均一性。需要注意的是，形态学分析涉及到具体的技术方面，主要是胎心率的监测一般采用的采样频率大于500 Hz。因此，现有的一些数据库无法提供足够的数据来完成这些任务。从理论上讲，用于形态学分析的电极的配置还不够标准，但可以肯定的是，它对结果的影响是显著的。因此，我们建议专门为此目的创建一个新的数据库，它应该包括分布在母体腹部的大量电极，采样率应该足够高(2 kHz或以上)，如果可能还应该包括胎儿头皮电极的数据，作为评价的金标准。