14、基于主成分分析的胎儿心电图提取方法

基于主成分分析的胎儿心电图提取方法

1. 背景与意义

全球每年有大量新生儿死亡，早产、分娩相关并发症等是主要原因。胎儿心率（FHR）和心率变异性是评估胎儿健康的重要参数，对于诊断胎儿窘迫、窒息、心律失常等病理状况至关重要。在临床中，常用的胎儿监测方法各有优劣。

• 常用监测方法
  • 胎儿监护仪（CTG） ：是临床广泛使用的非侵入性胎儿监测设备，可捕捉FHR和子宫收缩情况。但重复和长时间监测因超声辐射对胎儿并非完全安全，且与心电图相比，在分娩期监测FHR时，母亲心率和FHR的区分更模糊。
  • 基于心电图的侵入性监测 ：通过将电极附着在胎儿头皮上进行监测，准确性高，但需要宫颈扩张，限制了其在分娩期的使用，还增加了母婴感染的风险。
  • 非侵入性胎儿心电图（NIfECG） ：从母亲腹部信号检测胎儿心电图，适合长期监测胎儿健康。然而，腹部心电图（aECG）包含胎儿心电图和母亲心电图（mECG），且受到多种因素干扰，如胎儿和母亲的运动、母亲腹部肌肉伪影、子宫收缩、母亲呼吸、设备电噪声和电源线干扰等，同时胎儿心电图和mECG在时间和频率上存在重叠，使得提取胎儿心电图具有挑战性。

2. 相关工作

胎儿心电图提取方法主要分为两类：
- 腹部电极源（AES）方法 ：仅使用腹部电极。又可细分为时域方法和空间域方法。
- 时域方法