胎心率监护及分析方法的进展

 1　引言

提高人口出生质量，降低围产儿的死亡率是妇幼保健工作的一项重要内容。据统计，我国弱智儿童数量十分庞大，很大部分是由于胎儿在生长过程中经常处于缺氧、缺血的窘迫状态而导致发育不良或早产［1］。统计资料表明，围产儿死亡中25％是可以避免的。显然在围产期对胎儿进行监护，防止胎儿受损是十分必要的。胎心率监护是目前临床上常用的一种胎儿监护方法。胎心率的监护方式主要有三种：无刺激试验、宫缩负荷试验和催产素激惹试验。无刺激试验的胎心率监护是目前临床上使用最广泛的方式。进行胎心率监护首先要检测胎心率，早先的方法有母体腹壁心电图、体外心音图、胎儿心电图等［2］。当前胎心率检测方法可分为有损检测和无损检测。有损检测主要采用头皮电极的方式来检测胎心率，即将电极置于胎儿头皮直接测得胎儿心电信号后得到胎心率，它只能在分娩过程胎儿头部娩出后才可使用；而无损检测主要采用超声多普勒方式，即由胎儿心脏的物理运动造成超声的多普勒效应来检测胎心率，可适用于产前和分娩期监护。胎心率分析就是在通过上述方式获得胎心率数据后进行的分析，由分析得出的一些指标来判断和预测胎儿状况。一种有效的胎心率分析方法需要经过大量临床数据的分析，建立起具体指标、曲线形态类型和胎儿健康状况之间的相应关系，预测胎儿发育状况，才能使分析方法具有实际的临床使用价值。目前在临床上使用的各种不同厂家的机型其分析方法也各不相同［3～5］，都是在各自大量的临床数据分析积累后建立起来的算法模型。

虽然目前对采用胎心率监护来判断胎儿发育状况好坏还存在许多的争论［6］，但是赞成使用胎心率监护的还是绝大部分，所以对胎心率分析方法的研究也不断在发展。随着信号采集和检测技术的不断提高及胎心率分析方法的发展，胎心率监护必将成为一种临床上更为有效的胎儿监护方法。

2 胎心率分析方法发展状况

在计算机进行胎心率分析之前，主要采用肉眼识别和凭医生的临床经验来判断胎儿发育状况。直至70年代末80年代初，用计算机对胎心率进行在线式（on-line）或离线式（off-line）的分析［5］，才使胎心率分析有了定量化的指标。肉眼识别和计算机的定量化分析相比，前者一致性差，精确度低，人为主观因素影响大。在未使用计算机分析胎心率时，引起胎心率监护争论的很大原因是由于缺少一致性良好的客观指标［7］。RobertGagnon等人对计算机分析和肉眼识别进行对比，结果发现即使是同一个妇产科专家，在经过一段时间后，对同一曲线的识别也不一样，更何况是不同专家之间，可见肉眼识别的一致性很差，不适合进行客观诊断［8］。目前随着计算机性能的日益提高，各种新兴的分析方法也逐步被应用到胎心率分析上来挖掘胎心率监护曲线内部隐藏着的更为重要的信息，以寻找更加准确的分析方法。目前正在被使用或处于研究中的分析方法有许多，既有线性，又有非线性，既有时域，又有频域。下面对一些主要的方法进行综述。

2.1 时域分析

时域分析方法是最常用、最成熟的分析方法。目前在临床上实际使用的胎心率监护仪都是采用对胎心率的时间序列进行线性分析。例如牛津公司的System8000［5］、Hew-lett-Packard公司的HP8040［9］等。采用线性时域分析，首先要根据临床要求确定胎心率曲线各个监护指标的定义，然后采用相应的数学手段例如统计、扫描、判断比较等从曲线形态上来识别计算各个指标，最后根据指标综合判断胎儿的健康状况。研究人员采用线性时域分析法经过近20年的大量临床试验，使这些指标已经有了较为统一的曲线形态上的定义，常见的指标如胎心率基线、胎心率加速、减速、胎心率的波动幅度和频率等，并建立了各个指标和胎儿键康状况、储备大小之间较明确的关系，得出了能够较好地用胎心率指标来评判断胎儿状况的标准［10］。所以采用线性的时域分析已基本达到临床使用要求。对于具体系统，其数据采集方式、采集速度、使用单位等不同，其相应的各指标定义和标准也略有不同，具体的算法也有一定差别。

2.2 频域分析

频域分析相对时域分析而言，只是将心率数据通过快速傅立叶变换（FFT）将时间域转换到频域，相应地采用频域参数例如谱密度、谱能量等来建立衡量胎儿状况的指标。和时域分析类似，分析某时间段的心率谱，同时记录对应时间段胎儿的生理和病理状况。对一定量的胎心率数据样本进行分析对比、观察统计，建立其某个频谱参数和相应的胎儿状态之间的关系，从而达到能预测胎儿健康程度的能力。VanWoerdenEE等人采用能量谱分析胎儿心率变