用于采用孕妇贡献检测的胎儿心率监测的方法和装置

申请号 CN201480026812.1 申请日 2014-03-11 公开(公告)号 CN105208938A 公开(公告)日 2015-12-30
申请人 通用电气公司; 发明人 S.卡巴科夫; S.M.法尔克;
摘要 用于监测 胎儿 心率的方法和装置包含跨超声深度灵敏度区域所检测的参考胎儿心率。超声深度灵敏度区域在第一深度的重叠增量中扫描。测试对每个重叠增量所检测的平均胎儿心率与参考胎儿心率的符合。识别具有符合和最大 信号 质量 率的重叠增量。选择表示所选相邻增量的第二深度的超声深度增量。从自第二深度的扫描深度所返回的超声信号来确定胎儿心率。
权利要求

1.一种监测胎儿心率的方法,所述方法包括:
检测跨超声深度灵敏度区域的平均胎儿心率(FHR)作为参考FHR;
在第一深度的重叠增量中扫描至少所述超声深度灵敏度区域;
计算每个重叠增量的信号质量
识别具有最大的信号质量的相邻重叠增量;
跨表示所述相邻重叠增量的第二深度的超声深度增量来操作超声探头,以产生返回超声信号;
从所述返回超声信号来确定FHR。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述超声深度灵敏度区域处于14厘米与28厘米之间。
3.如权利要求1所述的方法,其中,所述第一深度为6厘米,而所述第二深度为9厘米。
4. 如权利要求1所述的方法,进一步包括:
在每个重叠增量处确定FHR;以及
在每个重叠增量处确定FHR波形稳定性
5. 如权利要求4所述的方法,进一步包括:
从在每个重叠增量处的所述FHR波形来确定每个重叠增量的平均增量FHR;以及跨所述超声深度灵敏度区域来确定所述平均增量FHR与所述参考FHR之间的符合。
6.如权利要求5所述的方法,进一步包括:
检验具有所述最大的信号质量的所识别相邻的重叠增量具有稳定的FHR波形,并且平均增量FHR与所检测参考FHR符合;
其中如果具有所述最大信号质量的所识别相邻重叠增量具有稳定的FHR波形,并且所述平均增量FHR与所检测参考FHR符合,则选择所述第二深度的所述超声深度增量,以及如果具有所述最大信号质量的所识别相邻重叠增量没有稳定的FHR波形或者所述平均增量FHR与所检测参考FHR不符合,则产生指示可能孕妇伪影的报警。
7.如权利要求6所述的方法,进一步包括:
检验所识别相邻重叠增量的相邻地上面的增量或相邻地下面的增量的任一个具有稳定的FHR波形并且所述平均增量FHR与所检测参考FHR符合;
其中如果相邻地上面或相邻地下面的增量中的至少一个具有稳定的FHR波形以及与所述所检测参考FHR不符合的平均增量FHR,则产生指示可能孕妇伪影的报警;以及其中如果所述增量没有稳定FHR波形或者所述增量具有与所述所检测参考FHR符合的平均增量FHR,则选择所述第二深度的所述超声深度增量。
8.如权利要求7所述的方法,其中,如果产生指示可能孕妇伪影的所述报警,则所述超声深度灵敏度区域操作所述超声探头。
9. 如权利要求1所述的方法,进一步包括:
识别所述相邻重叠增量的重叠部分;以及
基于表示所述相邻重叠增量的所述重叠的第二深度的所选超声深度增量来选择操作所述超声换能器以产生超声信号的时序图。
10.如权利要求1所述的方法,进一步包括跨所述超声深度灵敏度区域来更新所检测平均FHR。
11.一种用于监测胎儿心率的装置,所述装置包括:
超声换能器,可操作以按照时序图在灵敏度区域上发射超声脉冲,并且接收反射超声脉冲的超声信号;
胎儿心率(FHR)检测器,可操作以产生来自跨所述灵敏度区域的参考FHR、在所述灵敏度区域的个别段的FHR波形,并且计算FHR波形的平均FHR;
心率符合检测器,将在个别段上的所述所确定平均FHR与作为在所述灵敏度区域上的所述平均FHR所计算的参考FHR进行比较,并且产生指示所述平均FHR与所述参考FHR之间的接近性以及所述FHR波形的稳定性的符合信号;
信号质量检测器,确定所述超声信号的个别段的所述质量,并且产生质量信号;
时序图选择器,接收所述符合信号和所述质量信号,并且选择具有最大的质量信号的相邻重叠增量,以及如果所选相邻重叠增量的所述符合信号指示没有符合,则产生孕妇伪影报警的指示,并且产生用于所述超声换能器的操作的时序图的指示。
12.如权利要求11所述的装置,其中,所述超声换能器按照所选时序图进行操作,并且FHR从所接收超声信号来确定,而与所指示孕妇伪影报警无关。
13.如权利要求12所述的装置,进一步包括计算机可读媒介,其上存储多个时序图,所述多个时序图的每个时序图与所述灵敏度区域的个别段关联。
14.如权利要求13所述的装置,其中,所述时序图至少限定用于一系列发射音信号和接收音信号的开始时间和结束时间。
15.一种用于监测胎儿的胎儿心率的装置,所述装置包括:
超声换能器,可操作以发射超声信号,并且接收来自跨超声深度灵敏度区域的多个超声深度的反射超声信号;
数字逻辑,按照时序图来操作所述超声换能器,以在重叠增量中扫描所述超声深度灵敏度区域;
信号质量检测器,计算每个重叠增量的信号质量;
胎儿心率(FHR)检测器,从第一深度大小的所述重叠增量的每个来计算FHR,并且从所述FHR波形来计算平均FHR;以及
时序图选择器,识别具有最大的信号质量的相邻重叠增量,并且选择时序图供所述数字逻辑使用,其中所述时序图与所识别相邻重叠增量的组合扫描深度关联;
其中所述数字逻辑按照所选时序图来操作所述超声换能器,并且所述FHR检测器从按照所选时序图所产生的所接收的反射超声信号来计算所述FHR。
16.如权利要求15所述的装置,进一步包括:
心率符合检测器,从所述FHR检测器接收所述重叠增量的每个的所述FHR波形和平均FHR,以及确定所述FHR波形的稳定性,并且确定所述平均FHR与作为跨所述超声深度灵敏度区域的平均FHR所计算的参考FHR之间的符合;
其中所述时序图选择器部分基于所述FHR波形的所述稳定性和所述重叠增量的每个的所述符合来选择时序图。
17.如权利要求16所述的装置,其中,如果具有所述最大的信号质量的所识别相邻重叠增量没有稳定的FHR波形或者所述平均FHR与所述参考FHR不符合,则所述时序图选择器产生指示可能孕妇伪影的报警。
18.如权利要求17所述的装置,其中,如果具有所述最大的信号质量的所识别相邻重叠增量的相邻地上面或相邻地下面增量的至少一个增量具有稳定FHR波形以及与所述参考FHR不符合的平均FHR,则所述时序图选择器产生指示可能孕妇伪影的报警。
19.如权利要求18所述的装置,进一步包括从所接收的反射超声信号来产生包络信号的包络检测器,以及所述信号质量检测器接收所接收的反射超声信号,并且所述FHR检测器接收所述包络信号。
20.如权利要求15所述的装置,其中,所述数字逻辑可操作以接收超声深度灵敏度区域的选择,并且至少一个超声深度灵敏度区域对应于3厘米与17厘米之间的超声深度范围,而至少另一个超声深度灵敏度区域对应于14厘米与28厘米之间的超声深度范围。

说明书全文

用于采用孕妇贡献检测的胎儿心率监测的方法和装置

技术领域

[0001] 本公开涉及胎儿监测的领域。更具体来说,本公开涉及采用孕妇伪影(maternal artifact)的检测的胎儿心率监测。

背景技术

[0002] 使用多普勒超声来检测胎儿心率(FHR)的当前方法在应用于肥胖患者时有困难,因为解决方案的超声扫描深度具有有限超声穿透范围,其在考虑腹部脂肪的厚度时没有达到胎儿的心脏。因此,由于肥胖母亲,胎儿的心脏超出超声灵敏度的典型范围。
[0003] 虽然超声穿透深度能够通过增加超声发射脉冲的持续时间和接收窗口的持续时间或者通过增加具有固定发射脉冲的接收窗口的持续时间来增加,但是增加的穿透深度引起所接收的反射超声信号中的信噪比的降低。声波束以锥形形状来产生,以及跨生理结构的越宽区域反射则超声波在被反射和返回之前穿透越深。因此,具有延长穿透深度的超声胎儿心率监测器造成拾取母亲的竞争生理信号而不是胎儿的心脏活动的险。由于上面所注意的对多普勒超声FHR监测的这些难题,腹部ECG已用来获取肥胖患者中的胎儿ECG信号。但是,通过腹部ECG使用胎儿ECG所确定的胎儿心率的质量通常低于临床环境中使用多普勒超声对非肥胖孕妇患者所经历的胎儿心率检测的质量。腹部ECG要求多个电极应用到患者,如果没有考虑电极的仔细皮肤准备或保持,则这类电极处于产生不良质量信号的风险。
[0004] 与增加的多普勒超声深度范围关联的这个问题的附加影响是孕妇心率(MHR)对胎儿心率的混淆。由于拾取腹部血管中的孕妇脉搏的增加风险,MHR信号可支配返回的超声信号。这在其中胎儿心脏信号由于恶化的胎儿健康或者由于作为孕妇或胎儿移动的结果的胎儿心脏的移动超出超声波束而较弱或丢失的情况下能够发生。在这些情况下,当操作在增加的超声深度范围时,监测器可错误地识别MHR而不是FHR。而且,如果提高MHR,则监测装置可定MHR,并且当实际上胎儿健康可能恶化时错误地产生指示胎儿健康的结果。
[0005] 一种先前提出的解决方案是结合MHR的附加独立的换能器。这种独立的换能器示范地是结合到分娩计中的脉搏血测定(SpO2)装置。更进一步的技术和换能器的添加对系统增加复杂度和成本,并且这类组合由于相同的空间中的竞争换能器的操作而提出其他难题。具体来说,已知SpO2对运动伪影是敏感的,并且分娩力计膜片能够是这类运动伪影的源,从而限制由SpO2换能器所确定的MHR的质量。发明内容
[0006] 监测胎儿心率的方法的示范实施例包含跨超声深度灵敏度区域(ultrasound depth zone of sensitivity)来检测作为参考胎儿心率(FHR)的平均FHR。超声深度灵敏度区域在第一深度的重叠增量中扫描。计算每个重叠增量的信号质量。识别具有最大信号质量的相邻重叠增量。跨表示相邻重叠增量的第二深度的超声深度增量来操作超声探头,以产生返回的超声信号。胎儿心率根据返回超声信号来确定。
[0007] 用于监测胎儿心率的示范实施例包含超声换能器,其可操作以在灵敏度区域上发射超声脉冲。超声换能器按照时序图来接收反射超声脉冲的超声信号。胎儿心率(FHR)检测器可操作以产生FHR波形,并且计算在FHR波形上的平均FHR。心率符合检测器将在个别段上所确定平均FHR与作为在灵敏度区域上的平均FHR所计算的参考FHR进行比较,并且产生指示平均FHR与参考FHR之间的接近以及FHR波形的稳定性的符合信号。信号质量检测器确定超声信号的个别段的质量,并且产生质量信号。时序图选择器接收符合信号和质量信号,并且选择具有最大质量信号的相邻重叠增量,以及如果所选相邻重叠增量的符合信号指示没有符合,则产生孕妇伪影报警的指示,并且产生用于超声换能器的操作的时序图的指示。
[0008] 用于监测胎儿的心率的备选装置的示范实施例包含超声换能器,其可操作以发射超声信号。超声换能器从跨超声深度灵敏度区域的多个超声深度接收反射超声信号。数字逻辑按照时序图来操作超声换能器,以扫描超声深度灵敏度区域和重叠增量。信号质量检测器计算每个重叠增量的信号质量。胎儿心率(FHR)检测器根据第一深度大小的重叠增量的每个来计算FHR,并且根据FHR波形来计算平均FHR。时序图选择器识别具有最大信号质量的相邻重叠增量,并且选择时序图供数字逻辑使用。时序图与所识别相邻重叠增量的组合扫描深度关联。数字逻辑按照所选时序图来操作超声换能器,并且FHR检测器根据所接收的反射超声信号(其按照所选时序图所产生)来计算FHR。附图说明
[0009] 图1以图解方式描绘在正常体型患者上的超声换能器的示范实施例的使用。
[0010] 图2以图解方式描绘在正常肥胖患者上超声换能器的示范实施例的使用。
[0011] 图3以图解方式描绘超声换能器灵敏度区域的示范实施例。
[0012] 图4是胎儿监测装置的示范实施例的示意图。
[0013] 图5是描绘监测胎儿心率的方法的示范实施例的流程图
[0014] 图6以图解方式描绘与各种时序图关联的扫描深度的示范实施例。
[0015] 图7是描绘监测胎儿心率的方法的示范实施例的流程图。

具体实施方式

[0016] 图1以图解方式描绘将超声波束12投射进孕妇患者14和胎儿16的身体的超声换能器10的实施例的操作。超声波束12特别定向在胎儿16的心脏18。图1示范描绘第一超声灵敏度区域20和第二超声灵敏度区域22。在图1所描绘的示范实施例中,第一超声灵敏度区域20是近区,而第二超声灵敏度区域22是远区。要理解,这些超声灵敏度区域只是示范性的,并且这类区域可示范地按照与本文所述不同的方式来限定,包含单个超声灵敏度区域。
[0017] 在图1所描绘的示范实施例中,近区20跨在24处所指示的3厘米到在26处所指示的17厘米之间的深度范围延伸。在示范实施例中,远区可延伸跨在28处所指示的14厘米与在30处所指示的28厘米之间的深度范围延伸。要知道,这些深度范围只是示范性的,以及在至少一个备选实施例中,远区22可在14厘米到其他各种深度的深度范围之间延伸。
[0018] 如从图1能够看到,对于孕妇患者14,近区20包含胎儿心脏18,但是在达不到胎盘32和孕妇腹织脉34处停止。因此,在图1所描绘的孕妇和胎儿条件下使用超声波束12的近区20进行的胎儿心率确定将超声波束12聚焦在胎儿心脏18上,但是超声波束灵敏度区域的深度在扫描胎盘32和孕妇腹织脉34之前结束,因此消除孕妇伪影的这些潜在源。
[0019] 将图1的简图与图2的简图进行比较,其中相同超声换能器10应用于肥胖孕妇患者36的腹部。如在图2中能够看到,胎儿心脏18现在处于近区20的范围外部的深度。虽然胎儿心脏18位于远区22的深度范围之内,但是胎盘32和孕妇腹织脉34也处于这个远区22内。图2中提供附加深度指示,包含在38处的20厘米、在40处的23厘米以及在42处的26厘米。图3以图解方式描绘图2所描绘的区域和深度范围。在图3所描绘的示范实施例中,超声深度范围分解为3厘米深度区域,其在本文中将称作微区44。虽然本文中示范描述的微区44将具有3厘米的大小,但是将会知道,在备选实施例中,其他各种微区大小(包含但不限于1厘米、2厘米或4厘米)可用于本公开内。两个相邻微区44组成如本公开中使用的小型区46。因此,在本文所描述的示范实施例中,小型区46是6厘米的超声深度范围。要注意,由于相邻小型区共用公共微区44,相邻小型区46重叠。两个相邻小型区46组成如本公开中使用的宏区48。因此,宏区48覆盖三个连续微区44,并且因此在本文所述的示范实施例中表示9厘米的超声扫描范围深度。
[0020] 参照图3和图7,图7是描绘监测胎儿心率的方法50的示范实施例的流程图。要注意,在实施例中,这种方法可跨超声扫描的所有深度来使用;但是,其他实施例、例如图7示范所示的方法50特别地应用于深或远距离超声扫描,其作为图3中的远超声灵敏度区域22而示范地示出。在52处,发起超声换能器的深扫描操作。超声换能器的这个深扫描操作可包含下列步骤其中之一或两者:调整超声信号传输或者接收选择来自所选远超声灵敏度区域的返回的超声信号的选通(gating)。在54处,进行初始位置搜索,其中超声换能器定位在孕妇患者的腹部上,并且粗略地被调整,使得超声换能器接收包含胎儿心脏信号的反射超声信号。
[0021] 接下来在56处,执行增量扫描,以定位远超声灵敏度区域内的胎儿心脏和孕妇伪影(若有的话)。在如本文进一步详细所公开的实施例中,胎儿心脏的定位能够包含识别胎儿心脏所定位的微区深度。一旦识别包含胎儿心脏的微区,能够在以包含胎儿心脏的微区为中心的宏区中,或者在备选实施例中所识别的微区的上面和下面的小型区(其能够被扫描用于孕妇伪影)搜索孕妇伪影。
[0022] 在58处,评估孕妇伪影风险。本文中更详细描述孕妇伪影风险的确定的实施例。如果在58处的孕妇伪影风险识别为低,则操作胎儿心率监测器,以跨远超声灵敏度区域内的减小扫描范围来监测胎儿心率。在非限制性实施例中,这个减小的扫描范围可以是以胎儿心脏所定位的微区为中心的宏区。如果孕妇伪影风险识别为高,则在62处产生孕妇伪影风险的报警指示,并且在64处跨整个远超声灵敏度区域来监测胎儿心率。在62处或64处的胎儿心率的监测的任一个被保持,直到在66处检测到超声信号丢失。如果超声换能器被示范地通过孕妇患者的移动来错误定位或者移开,或者胎儿在孕妇患者体内充分移动,使得来自超声换能器的超声波束不再定向在胎儿心脏,则超声信号丢失可发生。在这种情况下,该方法可返回到在54执行初始位置搜索,并且重新评估胎儿心脏和孕妇伪影。
[0023] 图4是描绘诸如可示范地用来执行如上面关于图7所描述方法的实施例的胎儿监测装置70的实施例的示意图。胎儿监测装置70包含超声换能器72,其产生定向到孕妇患者的腹部中的超声信号,并且接收从孕妇患者和胎儿的生理结构所反射的超声信号。超声换能器通过传输放大器74和接收放大器76的操作来执行这些功能。
[0024] 传输放大器74连接到数字逻辑78,其示范地可以是FPGA、CPLD或处理器。数字逻辑78示范地从存储多个时序图的计算机可读媒介80来运行时序图。时序图每个与传输和接收信号关联,例如以便操作胎儿监测装置70来监测胎儿和孕妇患者内的特定深度或区域。数字逻辑78产生到传输放大器的多个发射音信号(TRANS)82以及到解调器86的多个所接收音信号(DETQ)84,例如以便仅对从腹部生理结构所反射的那些超声信号进行解调,反射信号与由操作时序图所限定的超声深度范围或区域关联。数字逻辑78还向开关90提供所接收选通脉冲(CH)88,以传递来自所选深度范围或区域的解调超声信号用于进一步信号处理
[0025] 基本信号处理由保持92、滤波器94、自动增益控制器(AGC)96和包络检测器98来形成。保持92可表示样本在保持功能上的保持级,并且可实现为电容器。滤波器94示范地是具有100-300 Hz之间的通带带通滤波器。这种滤波器的输出是一般表示由超声换能器72所获取的多普勒信号的胎儿心脏分量(Fx)104的信号。将胎儿心脏分量104提供给模数转换器(ADC)100。自动增益控制器(AGC)96在将信号提供给包络检测器98之前处理胎儿心脏分量,包络检测器98产生表示胎儿的心脏活动的包络信号102。包络信号102还提供给ADC 100。这些上述组件示范地表示前端106。前端106示范地可通过硬件或者其他模拟实现来实现。但是,要知道,在备选实施例中,ADC 100可按照另一种方式来使用,并且前端106的至少部分以数字方式或者通过软件来实现。要理解,在实施例中,模拟配置的组件可接收数字控制信号,例如关于数字逻辑78示范所描述的。
[0026] ADC 100向胎儿监测装置70的示范后端108提供数字化包络信号(ES)102和数字化胎儿心脏分量(Fx)104,其中胎儿监测装置后端108可通过硬件或者在处理器上操作的软件或者它们两者的组合来实现。在完全或部分通过由处理器对软件的运行来实现的实施例中,示范地理解,这种处理器可以是通用或专用处理器,其访问计算机可读媒介上存储的计算机可读代码,以及在这种计算机可读代码的运行时,处理器执行如本文所描述的后端108的各种组件的功能。
[0027] 将数字化包络信号102提供给FHR检测器110。FHR检测器110示范地是基于自相关的胎儿心率检测器,其采用自相关算法来处理包络信号102,以便从所接收包络信号102来确定胎儿心率(FHR)波形(HRx)112。数字化包络信号102还提供给信号质量报警器
114。信号质量报警器114分析包络信号102,以确定胎儿心脏分量实际上存在于包络信号
102中。如果没有识别胎儿心脏分量被识别或者识别过低的胎儿心脏分量的质量,则信号质量报警器114生成信号质量报警(SQA)116。在胎儿移动并且胎儿心脏在投射到孕妇患者的腹部中的超声波束之外的情况下,或者如果孕妇患者按照例如以便干扰或移位超声换能器的方式移动,使得没有向超声换能器返回胎儿心脏信号,则信号质量报警114可示范地产生信号质量报警116。
[0028] 在如本文进一步详细所公开的实施例中,心率符合(HRC)检测器118接收参考胎儿心率的初始确定。参考胎儿心率可确定为从整个超声灵敏度区域的扫描所得到的FHR波形的平均。心率符合检测器将这个参考FHR与从来自超声段的FHR波形112的每个所计算的平均FHR进行比较。这个比较的结果称作参考FHR与每个平均FHR之间的符合。在实施例中,这作为心率符合(HRCx)信号120来输出。
[0029] 由HRC检测器118所实现的算法的示范实施例可以是:If ABS (mHRx-mHR1428) < thresh *mHR1428
then HRCx = 1.
  Otherwise HRCx = 0.
其中,x=表示跨超声灵敏度区域的连续小型区的扫描范围间隔。mHR1428 = 跨超声灵敏度区域所测量的平均心率。mHRx是在所扫描的小型区的每个的平均心率。在非限制性实施例中,对来自各每个小型区段的24个心率样本求平均,其中以每秒4个样本的速率对胎儿心率输出进行取样,并且因此在每个微区扫描深度的每个扫描段的长度为6秒。在非限制性示例中,阈值(thresh)等于0.05,意味着正符合信号指示从小型区所计算的胎儿心率处于跨超声灵敏度区域所计算的平均胎儿心率的5%之内。
[0030] 在另一个实施例中,HRC检测器118进一步确定从FHR检测器110所接收的FHR波形的稳定性。在如本文所公开的实施例中,FHR波形稳定性的这个确定可结合到HRCx信号120中。如本文所使用的FHR波形的稳定性指的是在FHR波形中是否识别提笔(pen lift)。
如果不存在提笔,则FHR波形被认为是稳定的。如果发现提笔,则FHR波形被认为是不稳定的。因此,由HRC检测器118所实现以结合稳定性的算法的示范实施例可以是:
If pen lifts (HRCx)
  then HRCx = 0
Otherwise:
If ABS (mHRx – mHR1428) < thresh *mRH1428
  then HRCx = 1
Otherwise HRCx = 0
其中,HRx = 是超声段的FHR波形的示范6秒段。
[0031] 如从在滤波器94所滤波并且经过数字化的返回超声信号所得到的胎儿心脏分量(Fx)104被提供给信号质量(SQ)检测器122。SQ检测器122产生指示所监测段、示范地为特定小型区的超声信号的一段的胎儿心脏分量的质量的信号质量(SQDx)124的指示。信号质量示范地确定为由SQ检测器122所接收的Fx信号104中的能量(或者在备选实施例中为功率)。实现在122处的信号质量检测的算法的非限制性实施例包含:SQDx = sum (Fx [2*i] *Fx [2*i]), i = 1 … I-1
其中X是小型区段的每个被评估的的标识。I = T×FS。FS = 1000样本/秒,其是ADC
100的示范取样率。T = 6秒,其是超声信号段Fx的示范长度。
[0032] HRCx 120和SQDx 124信号被提供给TD选择器126,其提供确定孕妇伪影的存在或增高风险并且选择用于胎儿心率的监测的适当时序图的双重功能。
[0033] 在示范实施例中,TD选择器126按照图5的流程图示范所提出的方法150来执行这个分析。将注意,在实施例中,方法150的部分也可由图4所示的其他组件来执行,包含但不限于FHR检测器110、HRC检测器118或SQ检测器122。参照图4和图5,在152处计算跨灵敏度区域的参考FHR。如上所述,参考FHR能够是跨灵敏度区域的平均FHR。接下来,灵敏度区域在154处例如按照上面所描述的方式在重叠小型区增量中扫描。
[0034] 一旦已扫描小型区,在156处例如按照如上面所描述的方式来计算小型区扫描的每个的信号质量。在158处,小型区扫描的每个的FHR波形由FHR检测器110来确定,FHR检测器110也可在160处从FHR波形来确定平均FHR。平均FHR也可由HRC检测器118来确定。
[0035] 在162处,HRC检测器118确定小型区扫描的平均FHR与在152处所计算的参考FHR之间的符合。HRC检测器118也可在164处确定FHR波形的稳定性。
[0036] 在166处开始,图4的TD选择器126示范地接收重叠小型区增量的每个的所计算信号质量、FHR符合和FHR波形稳定性,并且识别具有最大信号质量的相邻小型区。
[0037] 在168处,TD选择器检验在166处所识别的小型区具有稳定的FHR波形并且具有与在152处所计算的参考FHR符合的平均FHR。在实施例中,这使用来自HRC检测器118的HRCx信号来执行。如果在166处所识别的小型区具有是不稳定的FHR波形和/或平均FHR与参考FHR不符合,则在170处生成孕妇伪影报警130。
[0038] 如果在166处所识别的小型区在168处检验为具有稳定FHR波形和符合平均FHR,则在172处,TD选择器126检验所识别小型区的重叠的上面或下面的小型区具有是稳定的FHR波形并且平均FHR与参考FHR不符合。如果所识别小型区的重叠的上面或下面的任一个小型区的FHR波形是稳定的并且平均FHR与参考FHR不符合,则孕妇伪影报警130由TD选择器126在170处来生成。否则,该过程继续进行到176处,如以下进一步详细描述。
[0039] 在168处和172处的检验用来不仅对孕妇伪影的所识别风险进行报警,而且如果可能缩小扫描范围,以避免潜在孕妇伪影。如果在168处的检验为假或者在172处的检验为真,从而引起在170处的孕妇伪影报警,则在174处在整个灵敏度区域的扫描深度来操作超声换能器。TD选择器126产生指示整个灵敏度区域的TD选择信号(TDy)128。如果在168处的检验为真或者在172处的检验为假,则在176处,由在166所识别的小型区(例如6 cm)所重叠的微区(例如3 cm)被选择作为胎儿心脏的位置,以及在178处,在以在176所选微区为中心的宏区(例如9 cm)的扫描范围来操作超声换能器。参照回图4,按照在178处的方式,通过TD选择器126选择指示以所选微区为中心的宏区的时序图选择信号128,来操作超声换能器72。时序图选择信号128从TD选择器126提供给TD调度器132,其中TD调度器132向数字逻辑78提供时序图代码选择134,使得数字逻辑78从计算机可读媒介80中访问所选时序图,并且按照所选时序图来操作超声换能器。TD调度器132能够提供适当TD选择代码134,以便执行超声换能器的所希望的操作,示范地提供通过小型区的每个的增量扫描,以便执行如上面所公开的孕妇伪影检测、缓和(mitigation)和报警特征。TD调度器132也可接收来自用户输入装置136的用户输入,例如以便示范地发起新孕妇伪影检测、缓和和报警过程,或者示范地编辑存储在计算机可读媒介80的时序图。
[0040] 在如可与如本文所公开实施例结合使用的示范时序图的非限制性实施例中,时序图识别由如图4所示的数字逻辑所提供的TRANS信号82和DETQ信号84的定时。在实施例中,CH信号88可与DETQ信号84符合。下表提供定时信息,其中,时间t(i)定义TRANS信号82,以及时间r(i)定义DETQ信号84,其中奇数i值指示信号开始,而偶数i值指示信号结束。在实施例中,x和y是单位为厘米的深度,其定义待扫描超声深度范围的边界。
[0041] 来自FHR检测器110的胎儿心率112示范地提供给图形显示器138用于视觉呈现。在备选实施例中,将所计算胎儿心率112提供给打印机140,例如但不限于提供给条形图打印机或者所计算胎儿心率的照相记录。孕妇伪影报警130和信号质量报警116也提供给图形显示器138,其中如果发起这些报警,则报警指示的视觉呈现可在图形显示器上呈现。在附加或备选实施例中,信号质量报警116和孕妇伪影报警130连同胎儿分量信号104一起提供给复用器142。这些信号通过放大器144来提供,并且通过扬声器146来输出,例如以便分别产生孕妇伪影检测、信号质量的听觉报警以及胎儿心脏活动的听觉呈现。
[0042] 下面是如本文所公开的特征和方法的示范实现的非限制性实施例。在这个非限制性实施例中,微区为3厘米深,小型区为6厘米深,以及宏区为9厘米深。本描述关于图6的简图来提出。
[0043] 为了检测胎儿心脏所定位的微区,胎儿监测器通过多个小型区的每个以逐个区域为基础进行扫描:小型区200(11-17 cm)、小型区202(14-20 cm)、小型区204(17-23 cm)、小型区206(20-26 cm)、小型区208(23-29 cm)和小型区210(26-32 cm)。监测器示范地通过确定信号的能量,来评估每个小型区的超声信号的信号质量。监测器确定每个小型区的FHR波形,并且从FHR波形来计算平均FHR。监测器计算跨整个超声灵敏度区域(14-28 cm)的平均胎儿心率,并且使用其作为参考FHR。在一个实施例中,这个参考FHR仅在微区检测过程的开始来计算,而在其他实施例中,参考FHR在整个检测过程中、示范地在检测过程的开始、中间和结束增量地计算。在非限制性实施例中,该过程可花费90秒,其中跨整个范围的参考FHR分别在0、40和80秒计算。又在实施例中,在10秒处扫描小型区200,在20秒处扫描小型区202,在30秒处扫描小型区204,在50秒处扫描小型区206,在60秒处扫描小型区208,以及在70秒处扫描小型区210。
[0044] 以下示例具体参照图6的示例B,其中示范地在小型区202(14 cm-20 cm)和204(17 cm-23 cm)中检测最大信号质量的超声信号。这意味着胎儿心脏信号位于由这两个小型区所重叠的微区、示范地为17-20 cm之间的微区中。在检验过程中,监测器示范地检验小型区202和204中的FHR波形是稳定的(例如没有提笔),并且从FHR波形的每个所计算的平均FHR与参考FHR符合。在如本文所公开的一个实施例中,如果FHR处于参考FHR的5%之内,它是符合的。如果这个检验为真,则监测器开始监测14 cm-23 cm之间的宏区内的胎儿心率,因为这个宏区以包含胎儿心脏的微区17 cm-20 cm为中心。如果没有检验这些,则生成孕妇伪影报警,并且监测器监测跨整个灵敏度区域224(14 cm- 28 cm)的胎儿心率。
[0045] 在实施例中,也检验微区200和206,因为这些是包含胎儿心脏的两个所识别小型区202和204的相邻地上面和下面小型区。在描述小型区200和206的另一种方式中,小型区200和206是在识别为包含胎儿心脏的微区的直接上面和直接下面的小型区。这个检验检查孕妇伪影是否接近胎儿心脏而存在。如果小型区200(11 cm-17 cm)中的FHR波形是稳定的但小型区200的平均FHR与参考FHR不符合,或者如果小型区206(20 cm-26 cm)中的FHR波形是稳定的但小型区206的平均FHR与参考FHR不符合,则孕妇伪影存在并且接近胎儿心脏。生成孕妇伪影报警,并且在整个灵敏度区域224(14 cm-28 cm)中监测胎儿心率。否则,没有生成孕妇伪影报警,并且在宏区14 cm-23 cm中监测胎儿心率。
[0046] 本文中关于由TD选择器126(图4)所实现的算法的示范实施例进一步详细描述图6。在示范实施例中,TD选择算法包含:Xmax1 = 在每个小型区处所获取的超声段的(SQDx * HRCx)的最大数。
[0047] Xmax2 = 在不包括识别为Xmax1的小型区的每个小型区处所获取的超声段的(SQDx*HRCx)的最大数。
[0048] 时序图选择(TDY按照下面提供的示范表来选择:图6中的示例A-E对应于在上面表中所见的条件A-E。要注意,条件F表示胎儿心脏信号由两个所识别小型区中的孕妇伪影变坏(corrupted)时的情况。虽然不太可能,但有可能的是,表示跨整个灵敏度区域的扫描的条件F中的操作可缓和这个变坏。表中的其他条件、即AA、AB、BC、CD、DE和EE情况识别提供良好质量的心率信号(例如接近参考胎儿心率)的多个小型区,但是这些小型区没有重叠,使得胎儿心脏能够位于微区中。虽然很少见,但有可能的是,胎儿心脏与脐带之间的回波可产生这种条件。
[0049] 条件A1-E1在图6中示范地示出,并且表示其中胎儿心脏正好落在小型区的中间并且因此没有产生具有最大信号质量的第二小型区的条件。看图6中的示例A,A1条件在212处示出,并且A2条件在214处示出。位置212落在小型区200的中间,并且因此小型区200是产生最大信号质量的唯一小型区。类似地,胎儿心脏位置214落在小型区202的中间,并且因此小型区202的信号质量将比小型区200要高许多,使得来自小型区200的平均FHR将不稳定。FHR将与参考FHR不符合,因此仅识别一个最大小型区。B1条件在216处表示,C1条件在218处表示,D1条件在220处表示,以及E1条件在222处表示。
[0050] 在大多数情况下,如图6所描绘的示例A、B、C、D和E中所示,胎儿心脏位于两个重叠小型区公共的单个微区中。在与胎儿心脏的微区相邻的小型区中检测孕妇伪影(若有的话)。如本文所公开的实施例缓和孕妇伪影风险,因为孕妇伪影处于与胎儿心脏相同的微区中是不太可能的。只要孕妇伪影至少处于与胎儿心脏微区相邻的微区中,则实施例能够基于在与参考胎儿心率相比的与胎儿心脏微区相邻的小型区中计算的稳定心率(若有的话)之间的非符合来检测孕妇伪影。
[0051] 为了减少扫描时间,如本文所公开的一个实施例不检测例如图6的示例A所示的超声灵敏度区域224中的最低胎儿心脏微区下面的小型区中的孕妇伪影,并且本实施例不检测如图6的示例E所示的超声灵敏度区域224中的最深胎儿心脏微区上面的孕妇伪影。
[0052] 超声监测深度的增加导致更深扫描范围内的孕妇伪影的增加风险。如本文所公开的实施例提供解决方案,其能够调谐扫描范围,以努力缓和孕妇伪影风险,以及也识别其中孕妇伪影的风险存在的条件并且提供这种条件的告警。
[0053] 本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明,并且还使本领域的技术人员能够实施本发明,包含制作和使用任何装置或系统,以及执行任何结合方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求书来定义,并且可包含本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言没有区别的结构元件,或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构元件,则预计它们落入权利要求的范围之内。
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