تخمين نرخ ضربان قلب جنين از سيگنال الكتروكارديوگرام شكمي تك ‌كاناله مبتني بر تجزيه‌ي نامنفي ماتريس

يكي از تكنيك هاي تخمين ضربان قلب جنين (FHR) استفاده از سيگنال الكتروكارديوگرام (ECG) است. تكنيك ECG رويكردي بسيار ايمن و ارزان بوده و نسبت به روش ‌هاي ديگر، براي مانيتورينگ از راه دور مناسب ‌تر است. به اين منظور ثبت ECG شكمي مادر (AECG) مورد استفاده قرار مي ‌گيرد كه علاوه بر ECG جنين (FECG) شامل سيگنال قلبي مادر (MECG)، فعاليت ماهيچه‌ هاي مادر يا جنين، فعاليت‌ هاي مغزي جنين و نويز‌ها نيز است. بنابراين تخمين ضربان قلب جنين از روي سيگنال شكمي چالش هاي فراواني دارد. در اين پژوهش نرخ ضربان قلب جنين از سيگنال AECG تك كاناله با استفاده از تجزيه ‌ي نامنفي ماتريس (NMF) تخمين زده شده است. در اين روش به منظور استفاده از اطلاعات حوزه‌ ي زمان-فركانس سيگنال شكمي، تبديل فوريه‌ ي زمان كوتاه (STFT) روي آن اعمال شده و ماتريس STFT به عنوان ورودي NMF مورد استفاده قرار گرفته است. سطرهاي ماتريس نامنفي حاصل از اين تجزيه داراي محتواي سيگنال مادر، جنين و نويز بوده كه از آن براي تخمين پيك R و نرخ ضربان قلب جنين استفاده مي شود. مزيت اين روش، عمل‌كرد خوب آن در ثبت هايي است كه دامنه ي ECG مادر و جنين نزديك به هم بوده و تفكيك كمپلكس‌هاي QRS آن ها از يك‌ديگر چالش برانگيز مي‌باشد. عمل‌كرد الگوريتم پيشنهادي روي دو پايگاه داده‌ي ADFECGDB و PCDB با روش هاي تك كاناله‌ي پيشين از جمله مدل هاي يادگيري عميق مقايسه شده است. تحليل نتايج آماري به دست آمده نشان مي دهد كه روش پيشنهادي، تخمين ضربان قلب و پيك R سيگنال جنين را با دقت خوبي انجام داده است. بنابراين روش پيشنهادي براي مانيتورينگ طولاني مدت جنين مناسب است.