发明名称 用于监视胎儿心跳的装置及其方法
摘要 一种用于监视胎儿心跳的装置,能够从在怀孕女人腹部上侦测得的复合信号中粹取出一个或更多个胎儿心电图(fECG)。该装置包含各特定低通组件:复数个低杂讯电极(1-3,R),用于在怀孕期间放置在外部皮肤上;以及一低杂讯的信号记录及处理用机制(34),依需求使用各屏蔽引线。将用以标示在复数个信号通路内之各腹部电极(1-3)与参考电极(R)之间所产生电压的信号记录在复数个信号通路内,使每一个通路内的资料数位化并加以处理以产生复数个分离来源信号,其中至少有一个是和单一胎儿之fECG有关的。可利用已认定属于相同胎儿的来源信号重建单一通路内的各fECG。第3图
申请公布号 TW568770 申请公布日期 2004.01.01
申请号 TW091122643 申请日期 2002.10.01
申请人 昆提克股份有限公司 发明人 史密斯马克约翰;潘尼理查威廉
分类号 A61B5/0444 主分类号 A61B5/0444
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于侦测胎儿心电图(fECG)之装置,该装置包括:复数个低杂讯电极(1-3,R),系用于在怀孕期间放置在外部皮肤(40)上,每一个电极(1-3,R)皆可连接到其内之低杂讯的信号记录及处理用机制(34,36,46,47)上,其中在使用时该信号记录及处理用机制(34,36,46,47)的配置方式是:记录用以标示复数个信号通路(60)内各电极对(1-3,R)之间所发展电压的信号;处理复数个信号通路(60)内的数位化资料以产生至少一个和单一胎儿之fECG有关的来源信号(3.4,0.2);以及在至少一个和单一胎儿之fECG有关之来源信号(3.4,0.2)的辨识上,为至少一个信号通路重建该通路内数位化资料中对胎儿有贡献且因此对应于单一通路之fECG的成分。2.如申请专利范围第1项之装置,其中当处理该数位化资料时配置有信号记录及处理用机制(34,36,46,47)以产生复数个分开来源信号(62),其中至少有一个来源信号(3.4,0.2)系和单一胎儿之fECG有关的。3.如申请专利范围第1项之装置,其中系将各电极(1-3,R)放置在皮肤上使得每一个电极上的皮肤阻抗小于5仟欧姆。4.如申请专利范围第2项之装置,其中系将各电极(1-3,R)放置在皮肤上使得每一个电极上的皮肤阻抗小于5仟欧姆。5.如申请专利范围第3项之装置,其中各电极(1-3,R)的放置方式是使得每一个电极上的皮肤阻抗小于2仟欧姆。6.如申请专利范围第4项之装置,其中各电极(1-3,R)的放置方式是使得每一个电极上的皮肤阻抗小于2仟欧姆。7.如申请专利范围第1至6项中任一项之装置,其中各电极系包括复数个用于放置在腹部区域的皮肤(40)上的腹部电极(1-3)以及一共同参考电极(R),且该信号记录及处理用机制(34,36,46,47)的配置方式是记录用以标示每一个腹部电极与该参考电极之间所发展电压的信号。8.如申请专利范围第7项之装置,其中该装置也包含一连接在地上的低杂讯电极(G)。9.如申请专利范围第7项之装置,其中该信号记录及处理用机制(34,36,46,47)系包括:电子组件(34,46,47),系用于为各电极对之间所发展的类比电压进行处理,以便在复数个信号通路(60)内提供各数位信号;资料处理机制(36),系用以处理各数位信号。10.如申请专利范围第9项之装置,其中该电子组件(34,46,47)系包括:一低杂讯差分放大器(37),系用于每一个腹部电极以放大每一个电极的电压信号与从在参考电极上所发展电压导出信号之间的差异;一防重叠低通滤波器(38);以及一类比数位(A/D)转换器(39)。11.如申请专利范围第10项之装置,其中该电子组件可落在一远离病患处的多通路引线盒(34)上,且可藉由用于每一个电极(R,1-3)的个别屏幕式引线(32a,b,c,d)连接到各电极(R,1-3)上。12.如申请专利范围第11项之装置,其中该多通路引线盒(34)可系一种适合拍摄电脑扫瞄(EEG)之扫瞄片的引线盒。13.如申请专利范围第11项之装置,其中该电子组件(34,46,47)另外在每一个电极(R,1-3)上包含一前置放大器(47),系落在与各电极(R,1-3)相邻处且可藉由个别屏幕式引线(32a,b,c,d)连接到远隔引线盒(34)上。14.如申请专利范围第12项之装置,其中该电子组件(34,46,47)另外在每一个电极(R,1-3)上包含一前置放大器(47),系落在与各电极(R,1-3)相邻处且可藉由个别屏幕式引线(32a,b,c,d)连接到远隔引线盒(34)上。15.如申请专利范围第10项之装置,其中该电子组件(34)系落在与病患相邻的引线盒(34)内,且对落在各电极(R,1-3)附近的前置放大器(47)而言,其中该引线盒(34)及资料处理机制(36)系经由无线联结(49a,49b)进行通信。16.如申请专利范围第10项之装置,其中各信号通路(60)会在原始的复合资料内呈现出小于10微伏的杂讯成分。17.如申请专利范围第16项之装置,其中各信号通路(60)会呈现出小于5微伏且理想情况系小于3微伏之杂讯成分。18.如申请专利范围第1至6项中任一项之装置,其中系配置有一个以上和相同胎儿之fECG有关的来源信号(3.4,0.2)以及该信号记录及处理用机制(34,36,46,47),在辨识该一个以上和单一胎儿之fECG有关的来源信号(3.4,0.2)时以适当比重组合这些来源信号以重建单一-通路的fECG。19.如申请专利范围第18项之装置,用以侦测多胎怀孕的胎儿心电图,其中系配置有该信号记录及处理用机制(34,36,46,47),在辨识该至少一个和每一个胎儿有关的来源信号时,在至少一个腹部电极(1-3)上重建对应的单一信号通路内该数位化资料中归因于每一个胎儿的成分。20.如申请专利范围第19项之装置,其中系配置有该信号记录及处理用机制(34,36,46,47),以便在每一个腹部电极(1-3)上重建对应的单一信号通路内该数位化资料中归因于每一个胎儿的成分,且因此重建由来自每一个胎儿之信号强度构成的腹部表面强度图。21.如申请专利范围第1至6项中任一项之装置,其中系配置有该信号记录及处理用机制(34,36,46,47),以藉由独立成分分析(ICA)法产生已分离的来源信号。22.如申请专利范围第1至6项中任一项之装置,其中各电极都是自黏式的。23.一种记录胎儿心电图(fECG)的方法,包括下列步骤:(a)于怀孕期使复数个腹部电极(1-3)附着于腹部区域内的皮肤(40)上;(b)使一共同参考电极(R)附着于皮肤上;(c)在每一个电极(1-3,R)上量测皮肤阻抗,假如其皮肤阻抗大于5仟欧姆则重新附着该电极;(d)透过复数个信号通路(60)观测各腹部电极(1-3)与参考电极(R)之间所发展出随时间改变的电气皮肤电位;(e)假如任意原始资料复合信号通路上的杂讯都是大于10微伏,则减小了包含肇因于肌肉杂讯的环境杂讯贡献因子;(f)透过复数个信号通路(60)收集随时间改变的电气皮肤电位;(g)在复数个信号通路(60)内处理资料以产生复数个分离的来源信号(62);(h)在复数个来源信号(62)内辨识出与一个或更多个胎儿之一的fECG有关的信号(3.4,0.2);以及(i)为复数个信号通路(60)中至少一个信号通路重建该通路内归因于一个或更多个胎儿中每一个胎儿资料的个别成分,因此为每一个单独胎儿产生单一通路的fECG。24.如申请专利范围第23项之方法,其中在步骤(c)中,假如其皮肤阻抗大于2仟欧姆则重新附着该电极。25.如申请专利范围第23项之方法,其中在步骤(e)中,假如任意原始资料复合信号通路上的杂讯都是大于5微伏,则减小了包含肇因于肌肉杂讯的环境杂讯贡献因子。26.如申请专利范围第24项之方法,其中在步骤(e)中,假如任意原始资料复合信号通路上的杂讯都是大于5微伏,则减小了包含肇因于肌肉杂讯的环境杂讯贡献因子。27.如申请专利范围第23至26项中任一项之方法,其中包含藉由检验胎儿心跳波形并粹取出诸如PR间隔、QRS间隔、QT间隔之类诊断指标以便为每一个胎儿订定其fECG特征的额外步骤。28.一种电脑系统(36),其建造方式是使之可从分布在怀孕女人腹部上方之电极(R,1-3)上侦测到的复合信号中粹取出一个或更多个胎儿心电图,该电脑系统包括:-滤波机制,系用于对各数位化复合信号进行滤波以移除不需要的频率成分,其中每一个复合信号都会对应到在信号电极(1-3)上所发展的电压与在参考电极(R)上所发展的电压之间的差异;-处理机制,其配置方式系用以从对应的复数个已滤波的复合信号产生复数个分离的来源信号(62),其中假定每一个复合资料信号都是未知来源信号的线性混合信号(X=SM);-选择机制(64),系用以辨识出那些对应到单一fECG的来源信号(3.4, 0.2);-重建机制,系在该至少一个信号通路上为所辨识出的每一个fECG重建该通路内归因于该胎儿之已滤波复合信号的成分,因此使之对应到单一通路的fECG上;以及-显示机制,其配置方式系用以显示每一个fECG。29.一种电脑可读媒体,用以具体显示将由处理器执行的指令,其中各指令都是和从分布在怀孕女人腹部上方之电极(R,1-3)上侦测到的复合信号中粹取出一个或更多个胎儿心电图有关的,该电脑可读媒体包括:-滤波用程式码,系用以对多通路数位化复合信号进行滤波以移除不需要的频率成分,其中每一个复合信号都会对应到在信号电极(1-3)上所发展的电压与在参考电极(R)上所发展的电压之间的差异;-来源信号产生用程式码,系用以从对应的复数个已滤波的复合信号产生复数个分离的来源信号(62),其中假定每一个复合资料信号都是未知来源信号的线性混合信号(X=SM);-辨识用程式码,系藉由自动出现或是使用者输入提示的方式用以辨识出那些对应到单一fECG的来源信号(3.4,0.2);-重建用程式码,系在该至少一个信号通路上为所辨识出的每一个fECG重建该通路内归因于该胎儿之已滤波复合信号的成分,因此使之对应到单一通路的fECG上;以及-显示用程式码,系用以为使用者显示至少一个已重建的fECG。图式简单说明:第1图显示的是一种从成人身上读取之单通路ECG读数的实例。第2图系用以显示第1图之ECG中某一循环的简略扩张部分,显示的是用以标示出心跳波形之特殊性质的习知标记。第3图系用以显示一种根据本发明适合记录fECG之装置的示意图。第4图系用以显示一种根据本发明适合记录fECG之母亲腹部电极配置的示意图。第5a图系用以显示一种根据本发明第二实施例适合记录fECG之装置的示意图。第5b图系用以显示一种根据本发明第三实施例适合记录fECG之装置的示意图。第6图系用以显示于单胎怀孕期间在如第4图所示之电极的12个通路上所记录之复合信号的解释用图示。第7图显示的是在12个通路上对第6图之复合信号执行信号分析所得到的资料实例。第8图显示的是利用本发明装置取得之经参数平均的fECG实例。第9图显示的是藉由本发明之原型装置所产生用于操作员之解释的显示结果。
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