Suppr超能文献

基于模板减法的胎儿心电图无创提取方法。

Template subtraction based methods for non-invasive fetal electrocardiography extraction.

机构信息

Department of Cybernetics and Biomedical Engineering, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, VSB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, 708 00, Ostrava, Czechia.

出版信息

Sci Rep. 2024 Jan 5;14(1):630. doi: 10.1038/s41598-024-51213-5.

Abstract

Assessment of fetal heart rate (fHR) through non-invasive fetal electrocardiogram (fECG) is challenging task. This study compares the performance of five template subtraction (TS) methods on Labor (12 5-min recordings) and Pregnancy datasets (10 20-min recordings). The methods include TS without adaptation, TS using singular value decomposition (TS[Formula: see text]), TS using linear prediction (TS[Formula: see text]), TS using scaling factor (TS[Formula: see text]), and sequential analysis (SA). The influence of the chosen maternal wavelet for the continuous wavelet transform (CWT) detector is also compared. The F1 score was used to measure performance. Each recording in both datasets consisted of four signals, resulting in a total comparison of 88 signals for the TS-based methods. The study reported the following results: F1 = 95.71% with TS, F1 = 95.93% with TS[Formula: see text], F1 = 95.30% with TS[Formula: see text], F1 = 95.82% with TS[Formula: see text], and F1 = 95.99% with SA. The study identified gaus3 as the suitable maternal wavelet for fetal R-peak detection using the CWT detector. Furthermore, the study classified signals from the tested datasets into categories of high, medium, and low quality, providing valuable insights for subsequent fECG signal extraction. This research contributes to advancing the understanding of non-invasive fECG signal processing and lays the groundwork for improving fetal monitoring in clinical settings.

摘要

评估胎儿心率(fHR)通过非侵入性胎儿心电图(fECG)是一项具有挑战性的任务。本研究比较了五种模板减法(TS)方法在 Labor(12 个 5 分钟记录)和 Pregnancy 数据集(10 个 20 分钟记录)上的性能。这些方法包括无自适应的 TS、使用奇异值分解的 TS(TS[公式:见文本])、使用线性预测的 TS(TS[公式:见文本])、使用比例因子的 TS(TS[公式:见文本])和顺序分析(SA)。还比较了连续小波变换(CWT)检测器中选择的母体小波的影响。使用 F1 分数来衡量性能。两个数据集的每个记录都由四个信号组成,因此基于 TS 的方法总共比较了 88 个信号。该研究报告了以下结果:TS 的 F1 = 95.71%,TS[公式:见文本]的 F1 = 95.93%,TS[公式:见文本]的 F1 = 95.30%,TS[公式:见文本]的 F1 = 95.82%,SA 的 F1 = 95.99%。该研究确定 gaus3 是使用 CWT 检测器进行胎儿 R 波检测的合适母体小波。此外,该研究还将测试数据集的信号分类为高质量、中质量和低质量类别,为后续的 fECG 信号提取提供了有价值的见解。这项研究有助于深入了解非侵入性 fECG 信号处理,并为改善临床环境中的胎儿监测奠定了基础。

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