Математичне моделювання електро-кардіосигналу плода для розробки програмного забезпечення для його достовірного виділення в комп'ютерних кардіодіагностичних системах

Анотація

Виділення сигналів електрокардіограми плода (фЕКС) є критично важливим компонентом сучасної перинатальної допомоги, що дозволяє здійснювати безперервний, неінвазивний моніторинг здоров'я плода. Такий підхід має важливе значення для раннього виявлення ускладнень, таких як гіпоксія плода, аритмії та інші потенційно небезпечні для життя стани. Традиційні методи моніторингу стану плода, включаючи допплерометрію та переривчасту аускультацію, часто не забезпечують достатньої роздільної здатності та безперервності, необхідних для своєчасного втручання, особливо в умовах обмежених ресурсів, де доступ до передових технологій є обмеженим. Для вирішення цих проблем у цьому дослідженні представлено інноваційний алгоритм для вилучення сигналів фЕКС з підвищеною точністю та надійністю. Алгоритм використовує структуровану послідовність кроків обробки, включаючи фільтрацію шуму, виявлення R-піків та вдосконалені методи фільтрації для ізоляції ЕКС плода від сигналів матері та шуму навколишнього середовища. Високочастотні та низькочастотні фільтри в поєднанні з нормалізацією забезпечують чіткість та узгодженість сигналу в різних умовах. Адаптивна фільтрація динамічно підлаштовується до коливань рівня шуму, підвищуючи стабільність, зберігаючи при цьому критичні характеристики форми хвилі, такі як зубець Р, комплекс QRS і зубець Т. Ці покращення є ключовими для точної оцінки частоти та варіабельності серцебиття плода, що дозволяє медичним працівникам виявляти ранні ознаки дистресу плода. Кількісний аналіз демонструє значне покращення співвідношення сигнал/шум (SNR), що підтримує надійну і точну діагностику. Можливості безперервного моніторингу в режимі реального часу відповідають меті Всесвітньої організації охорони здоров'я щодо зниження перинатальної смертності до менш ніж 12 на 1000 пологів до 2030 року. Крім того, його масштабованість та економічна ефективність роблять його перспективним рішенням для усунення диспропорцій у сфері пренатальної допомоги, особливо в країнах з низьким та середнім рівнем доходу. Це дослідження висвітлює трансформаційний потенціал вилучення фетального ехографа для покращення здоров'я матері та плоду в усьому світі, підвищення точності діагностики та сприяння рівності у сфері охорони здоров'я за допомогою інноваційних, доступних технологій