УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПЛОДА В ДОРОДОВЫЙ ПЕРИОД
PRE-DELIVERY FETAL DIAGNOSTIC UNIT

Изобретение относится к области медицины, более конкретно к области акушерства, и может быть использовано для диагностики состояния плода во время беременности путем анализа состояния системы кровообращения плода. Изобретение регистрирует синхронно совместную ЭКГ беременной и плода с передней стенки живота матери и ультразвуковой сигнал (УЗС) сердцебиения плода.
Известен способ диагностики состояния плода во время беременности, который является наиболее доступным и распространенным методом контроля за функциональным состоянием плода во время беременности и заключается в непосредственной регистрации мгновенной частоты сердечных сокращений (ЧСС) плода ультразвуковым зондированием, основанным на эффекте Доплера, при абдоминальном размещении ультразвукового датчика в течение определенного интервала мониторного наблюдения (20…60 мин). [1]
Недостатком данного способа измерения ЧСС, который многие специалисты называют рутинным, является наложение на сигнал УЗС помех, имеющих методический характер. УЗС, отражающий кардиокомплекс плода, часто представляет собой 2-3 импульса (фиг.1), каждый из которых отражает движение какой-либо кардиоструктуры.
При движении плода максимальный импульс кардиокомплекса может «сместиться», и расчет сердечного интервала будет неверным. Для медленно изменяющихся характеристик ЧСС, таких как базальный ритм, эта неточность будет несущественна, но для таких как «короткие вариации ЧСС», измеряемые в единицах миллисекунд, эти ошибки могут быть очень существенными. Из-за этих и подобных неточностей расчетов ЧСС по УЗС в последние несколько лет очень многие специалисты пришли к убеждению о необходимости расчетов ЧСС плода по ЭКГ плода. Кроме того, для точной диагностики, особенно беременных групп риска, необходимы электрокардиокомплексы плода.
Информации об исследовательских работах довольно много, но в широкой клинической практике таких приборов до настоящего времени нет.
Целью изобретения является получение точной информации для диагностики сердечной деятельности беременной и плода - ритмограмм частоты сердечных сокращений, измеренных «от удара к удару», и электрокардиокомплексов плода, зарегистрированных с достаточной точностью для расчетов зубцов и интервалов.
Технический результат достигается за счет синхронного регистрирования двух сигналов, один из которых - абдоминальная ЭКГ, снятая с передней стенки живота беременной регистратором ЭКГ с высоким разрешением (до 1 мкВ), другой - ультразвуковой сигнал, отраженный от кардиоструктур плода (фиг.2).
Как показали исследования, выделение кардиокомплекса из абдоминальной ЭКГ путем анализа только абдоминальной ЭКГ и ее фильтрации не эффективно.
Спектры электрокардиокомплекса плода, как и их амплитудо-временные характеристики, с одной стороны, очень вариативны, с другой стороны, очень мало отличаются от других биопотенциалов, регистрируемых с живота беременной, поэтому автоматическое распознавание кардиокомплексов по эталону, положенное в основу патента RU 2226982 С2, А61В 5/0452, 5/0444, по мнению авторов, не эффективно. Также не эффективен метод, построенный на «слепом разделении потенциалов», поскольку показатели и характеристики выделяемого «источника потенциала» (сердца плода) изменяются во времени. Авторам неизвестны приборы, широко применяемые в практике, построенные по подобному принципу.
В предлагаемом устройстве синхронизация с УЗ сигналом позволяет провести дополнительную независимую фильтрацию, выделив из сигнала абдоминальной ЭКГ интервалы времени, в которых достоверно присутствует ЭКГ плода. При этом фильтры 2, 3, 4 (фиг.3) не решают задачу выделения комплекса плода из абдоминальной ЭКГ. Они устраняют влияние помех (фильтры высоких частот), миаграмм (режекторный фильтр) и «качания» изолинии (фильтр низких частот). При фильтрации из абдоминальной ЭКГ кардиокомплекса беременной выделение ЭКГ плода из совместного сигнала неизбежно вносит значительные искажения сигнала ЭКГ плода, которые приведут к ошибкам как в расчетах ЧСС, так и в расчетах зубцов и интервалов кардиокомплексов. Применение сигнала ультразвука позволяет более четко исключить из абдоминальной ЭКГ потенциалы, не связанные с ЭКГ плода.
Устройство работает следующим образом. Регистрируют одновременно совместную ЭКГ беременной и плода и УЗС сердцебиения плода. Сигнал совместной ЭКГ «пропускают» через фильтры. Параметры фильтров выбираются таким образом, что QRS комплексы плода и беременной становятся очень четкими, при этом амплитуда зубца R ЭКГ плода может варьироваться от 5 до 30 µВ. Амплитуда R-зубца ЭКГ беременной в совместной ЭКГ, снимаемой с передней стенки живота матери - от 100 до 300 µВ. Ультразвуковой сигнал пропускают через детектор кардиоинтервала пульса плода, который по пикам УЗС выделяет «грубый» кардиоинтервал. Выход детектора кардиоинтервала подается на разрешающий вход усилителя сигнала абдоминальной ЭКГ, который усиливает и «пропускает» сигнал абдоминальной ЭКГ только во время кардиоинтервала, определенного детектором кардиоинтервала по УЗС.
Детектор кардиоинтервала выделяет пиковые значения УЗС и, по измеренным между пиками интервалами времени, определяет время кардиокомплекса (если этот интервал менее 200 мс) или время кардиоинтервала (если интервал более 250 мс). Подобный алгоритм принят в кардиотокографах.
«Пропущенный» и усиленный сигнал ЭКГ поступает на вход детектора R-зубца кардиосигнала, который фиксирует точное время R-зубца и уточняет кардиоинтервал сердцебиения плода (R-R интервал).
Детектор R-зубца ЭКГ плода определяет положение R-зубца по максимальным значениям ЭКГ за время кардиоинтервала. Подобный алгоритм применяется во всех ритмокардиографах (фиг.4).
Одновременно фиксируется измерение ЧСС плода ультразвуковым сигналом отметкой на экране монитора прибора. Если детектор R-зубца не выявил по тем или иным причинам R-зубец ЭКГ плода в пропущенной усиленной ЭКГ, расчет ЧСС продолжается по УЗС пульса плода без отметки о точном измерении ЧСС. Уточнение может проводиться во время регистрации каждого последующего кардиоцикла, т.е. в режиме реального времени. Врач (оператор) получает уточненный для достоверных расчетов и анализа набор измеренных кардиоинтервалов плода с информацией о точном измерении и принимает решение о продолжении и прекращении сеанса или об изменении положения электродов и УЗ датчика.
Из исходной абдоминальной ЭКГ исключаются интервалы времени, в которые УЗ сигналом не фиксируются кардиокомплексы плода и электропотенциалы, заведомо не связанные с кардиокомплексами плода.
В результате работы устройства диагностики состояния плода подготовлены разделенные синхронные точные диаграммы ЭКГ плода, которые позволяют с высокой точностью диагностировать сердечную деятельность плода как методами ритмокардиографии, так и методами, оценивающими форму ЭКГ, величины зубцов P, Q, R, S, T, длительности интервалов PQ, QRS, ST-сегментов.
В предлагаемом устройстве на выходе усилителя получается четкий сигнал ЭКГ плода, достаточный для анализа вариабельности ритма по принципу «от удара к удару», в том числе и для анализа «коротких вариаций» (STV), которые являются очень «точными» (до 3,5 мс) и очень важными для диагностики сердцедеятельности плода.
Подобный анализ не проводит ни один известный прибор диагностики внутриутробного состояния плода. Устройство может быть установлено в родильных отделениях, женских консультациях.
Устройство диагностики состояния беременной и плода в дородовый период (фиг.3) содержит I пару электродов, регистрирующую совместную ЭКГ беременной и плода, последовательно включенные фильтры 2, 3 и 4, усилитель 7 и устройство отображения и запоминания 8, ПО которого содержит диагностические программы, анализирующие вариабельность ритма сердечной деятельности, амплитуды зубцов и интервалов QRS комплексов ЭКГ.
Первый вход усилителя 7 соединен с выходом фильтров сигнала абдоминальной ЭКГ, содержащего сигнал абдоминальной ЭКГ, содержащей кардиокомплексы беременной и плода (фиг.4), второй вход усилителя 7 соединен с выходом детектора кардиоинтервала плода 5, вход которого соединен с датчиком УЗС, выход усилителя 7 соединен со входом детектора R-зубца ЭКГ плода 9, выход которого соединен с блоком расчета ЧСС плода 6 и устройством отображения и запоминания 8.
Использованные источники
1. Маркин Л.Б., Павловский М.П. и др. Мониторные системы в родовспоможении. - Киев: Здоровье, 1992, с.13, 127, 25, 109-112, 114, 23, 30, 31, 56.
2. Воронин К.В., Потапов В.А. Основы кардиотокографии. - Днепропетровск, Днепропетровский медицинский институт, 1986, с.16-19, 40.
3. Авторское свидетельство СССР № 624602, 1978 г.
4. Авторское свидетельство RU 2226982 С2, А61В 5/0452, 2002 г.