Исследователи разработали методику, позволяющую точно отделить звуки сердца плода от фонового шума в акустических записях, что позволяет им различать различные сегменты сердцебиения плода. Этот метод потенциально может привести к неинвазивному и недорогому мониторингу плода, который мать могла бы провести у себя дома, и информировать врачей о здоровье плода, что сделает беременность более безопасной.
Во время беременности жизненно важно следить за здоровьем и развитием растущего плода. Важным аспектом этого является мониторинг частоты сердечных сокращений плода, и врачи обычно используют такое оборудование, как ультразвуковой допплеровский зонд или электрическую систему мониторинга плода для исследования сердечной деятельности. Однако оборудование, используемое в этих методах, дорогое и может быть трудным в эксплуатации, а это означает, что только специалист может использовать его.
В настоящее время беременные матери должны ехать в больницу или клинику для прохождения плановых осмотров, чтобы врачи могли оценить состояние здоровья плода. Однако иногда осложнения могут возникать без предупреждения, и без длительного наблюдения между осмотрами врачи не всегда могут вовремя их обнаружить, чтобы избежать проблем.
Более простой способ оценки состояния плода заключается в том, что врачи исследуют звуки в животе матери, размещая дешевые датчики вибрации на животе матери и записывая акустические сигналы, излучаемые сердцем плода. На самом деле, методика достаточно проста, чтобы мать потенциально могла разместить датчики на животе, не выходя из дома, и сделать записи, которые врач сможет проанализировать позже.
Пока что исследователям сложно точно и надежно выделить звук сердца плода из записи. Это затрудняет низкая акустическая энергия сердцебиения плода, наряду с противоречивыми звуками, такими как сердцебиение и дыхание матери, а также шум, исходящий от ее пищеварительной системы. Это означает, что врачи обычно не используют эту технику для наблюдения за здоровьем плода.
В недавнем исследовании, опубликованном в Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, группа исследователей из Греции и Абу-Даби решила различать тоны сердца плода и фоновый шум в этом типе акустического сигнала.
"Мы хотели посмотреть, можно ли использовать метод математического анализа под названием Wavelet Transform-Fractal Dimension, который успешно применяется для устранения шума легких и кишечника, для более точного исследования тонов сердца плода," говорит Элисавет Кутсиана, исследователь из Университета Аристотеля в Салониках.
Первоначально команда протестировала и усовершенствовала свой метод математической фильтрации шума, используя базу данных смоделированных записей сердца плода, прежде чем перейти к аутентичным записям сердца плода. Некоторые из этих симуляций имитируют звук сердца плода при определенных состояниях, таких как аритмия или аномально быстрое или медленное сердцебиение.
Используя свою математическую технику для обработки звуков, команда смогла четко различить тоны сердца плода как в аутентичных записях плода, так и в моделировании здорового сердца, и лишь немного менее четко в моделировании аномально быстрых или медленных сердечных сокращений. Они все еще могли распознавать звуки сердца, даже когда присутствовали неожиданные звуки. Во многих случаях команда могла различать звуки сердца плода достаточно хорошо, чтобы различать различные сегменты сердцебиения плода, что могло быть полезно для врачей при оценке состояния здоровья плода.
"Наша работа предполагает, что существует потенциал для недорогой и непрерывной записи тонов сердца плода в домашних условиях," говорит Кутсиана. "Мы планируем продолжить исследование с более реальными записанными сигналами, чтобы узнать больше о сердечном цикле плода и о том, как он связан со здоровьем, а также для дальнейшего повышения точности системы. Наши результаты должны помочь врачам сделать беременность более безопасной."