معماری

مانیتورینگ جنین در سیستم پزشکی

وضعیت خون رسانی و ضربان قلب جنین شاخص بالینی مهمی در تشخیص  بسیاری از نارسایی‌‌های جنینی است. تشخیص و بررسی فعالیت قلب جنین به چند روش امکان پذیر است. ۱) الکتروکاردیوگرام جنین ۲) فنوکاردیوگرافی ۳) روش ماوراء صوت داپلر.
الکتروکاردیوگرام جنین (FECG) اطلاعات بسیار مهمی درباره وضعیت جنین به‌دست می‌دهد و در تشخیص اختلالات جنینی در طول بارداری و حتی مراحل زایمان بسیار مفید است. بسیاری از محققان و دانشمندان روی روش های تشخیصی جدید برای ارزیابی وضعیت جنین و مادر در ‌دوره های زمانی ‌طولانی مدت، تحقیق می کنند. تجزیه و تحلیل وضعیت مادر و جنین با مانیتورینگ در بازه های زمانی طولانی و یا حتی مانیتورینگ دائمی، ابزار قدرتمندی در آشکار‌سازی مشکلات و موارد خطرناک در طول بارداری است. روش های کمتر تهاجمی یا  مانیتورینگ خارجی مورد توجه بیشتر محققان قرار گرفته است. در تحقیق اخیر  یک روش پردازش جدید، برای بهبود و افزایش قدرت سیگنال اخذ شده از قلب جنین، پیشنهاد شده است. در نتیجه میزان  ضربان قلب جنین به طرز درست و صحیحی آشکار خواهد شد.

مــتــخــصــصــــان زنــــان و مــــامـــایـــی بـــا روش فنوکاردیوگرافی جنینی، آشنایی زیادی ندارند، زیـرا از نـظـر آنـان سونوگرافی داپلر بسیار قابل اعتماد است و در نتیجه به میزان زیادی پذیرفته شده است. اما  استفاده از سونوگرافی داپلر ‌که امــروزه بــه طــور وسـیـعــی مــورد اسـتـفــاده قـرار مــی‌‌گـیــرد، روش مـنــاسـبــی بــرای مـانیتـورینـگ طولانی مدت نیست.
تحقیق بر روی روش فنو کاردیوگرافی برای سـنـجـش طولانی مدت قلب جنین بر پایه این حـقـیـقـت مـعـروف آغـاز شـده بـود که داده‌های حقیقی و حتمی تنها با اندازه گیری و سنجش طولانی مدت دریافت می شوند و می دانید که روش سونوگرافی اساسا برای این هدف ساخته نشده است. مانیتورینگ خانگی جنین با روش فنوکاردیوگرافی نسبت به فرایند اندازه گیری به وسـیـلـه اولتراسوند که هم پیچیده و هم دارای هزینه بالایی است، برتری دارد.
‌در انتها داستانی چکیده از روش مانیتورینگ جـنـیـن در مـنـزل به منظور استخراج داده‌ها در  طولانی مدت و با هزینه کمتر، حاضر شده است. ‌ایـن روش شـامل  پردازش سیگنال آکوستیک (صوتی) آشفته  دریافتی از شکم مادر است.
وضـعـیت خون‌رسانی و ضربان قلب جنین شاخص بالینی مهمی در تشخیص  بسیاری از نارسایی های جنینی است. ‌شناخت الگوهای قلب جنین از قبیل ‌فعالیت پایه‌ای قلب، تغییر ضربان به ضربان، و غیره  بسیار مهم است. زیرا فقدان نامگذاری یا قرارداد مناسب می تواند مشکل ساز باشد. تشخیص و بررسی فعالیت قلب جنین به چند روش امکان‌پذیر است.

 الکتروکاردیوگرام جنین (FECG)
اخذ مستقیم سیگنال ECG قلب جنین با الکترود مخصوص (نوع مار پیچی مرسوم تر است) که وارد رحم شده و بعد از عبور از مایع آمنیونیک، به جنین اتصال می یابد، استخراج می شود. دامنه سیگنال مربوطه حدود ۱ میلی ولت است که تقویت و ثبت آن با کیفیت خوب میسر است (مانیتورینگ داخلی.) در صورتی که ECG جنین از سطح خارجی بدن مادر اخذ شود، دامنه آن ۲۰۰ تا ۵۰۰ میلی ولت است  و همراه با  ECG مادر و سیگنال حاصل از انقباضات عضلات رحم و  عضلات شکم و دیگر حرکات داخل شکم مادر و جنین،  خواهد بود.
اخذ FECG در دوره های خاصی از حاملگی میسر است و بعد از هفته ۱۲ از سن بارداری زمان مناسب برای این کار فرا می رسد. در هنگام دریافت FECG، مادر باید در آرامش کامل باشد و همچنین نویز برق شهر با تکنیک و فیلترینگ مناسب حذف شود.
FECG حاوی اطلاعات با ارزشی از قلب جنین است، ولی اخذ آن به ابزار ویژه و تخصص بالایی نیاز دارد.

 Phonocardiography
فنوکاردیوگرافی به معنی ضبط صدای قلب است. در این روش صدای قلب جنین که ناشی از حرکات مکانیکی مجموعه اجزای متحرک آن است، مستقیما با گوشی پزشکی (استتوسکوپ) یا میکروفن (همراه با آمپلی فایر صوتی) از سطح بدن مادر اخذ می شود.
سیگنال به دست آمده حساسیت زیادی به نویز و اصوات مزاحم خارج بدن و داخل شکم مادر دارد و هنگام انقباض های رحمی امکان دریافت صدای قلب جنین به این روش وجـود نـدارد. در صـورت تـوفیـق در اخـذ سیگنـال صـوتـی خـوب و شنیـدن صداهای ۱S و ۲S،‌ تغییرات نرخ ضربان قلب را هم می توان دنبال کرد. ضمنا خط پایه نسبتا کم نویزی خواهیم داشت.
روش ماوراء صوت داپلر ( شیفت داپلر)
در این روش یک موج مکانیکی ماوراء صوت ‌با مبدل خاص به بدن اعمال می شود وبازگشت امـواج از بـافـت هـای مختلـف درون شکـم (که مــربــوط بــه سـطــح مـرزی بـافـت هـای مختلـف هـسـتـنــد) بـا مـبـدل مـخـصـوص از سـطـح شـکـم در‌یافت می شود.
روش داپلر، به دو صورت موج پیوسته و موج پــالـســی قـابـل اعمـال اسـت. در روش اول تنهـا حرکت آشکار می شود و در روش دوم علاوه بر حرکت قلب، موقعیت مکانی آن نسبت به مبدل نیز قابل شناسایی و نمایش است.
در اکـو کـاردیوگرافی M-mode، امواج داپلر پـیـوسـتـه جـهـت بـررسی حرکت در طول زمان به‌کار می رود.
اولتراسوند پیوسته 
در ایــن روش نـیــز از پــدیــده داپـلــر اسـتـفـاده می‌شود. نزدیک و دور شدن پروب به عضو با افـزایـش یـا کـاهـش فـرکـانـس همـراه اسـت. این اختلاف فرکانس ها را پس از تبدیل به الکتریسته یا تقویت در حد شنوایی می توان شنید. با این روش می توان صدای قلب جنین را شنید. این روش بعد از هفته ۱۲  قابل اندازه گیری و استفاده است.
‌در این راستا یک سیگنال صوتی پیوسته به فرکانس ۰f به طرف قلب جنین ارسال می‌شود . اکوی ماورا صوت، وقتی قلب جنین به سوی چـشـمـــه مـــاوراء صـــوت حــرکــت مــی‌کـنــد بــه فـرکـانـس‌هـای انـدکـی بیش از ۰f و وقتی قلب جــنــیـــن از چـشـمـــه صـــوتـــی دورمـــی شـــود بـــه فرکانس‌های اندکی کمتر از  ۰f تبدیل می شود. بر اساس این تغییرات و وسایل مناسب می‌توان صدای قلب جنین را شنید و یا حرکات آن‌را بر روی مانیتور  نشان داد.
یکی دیگر از کاربردهای اثر داپلر برای تعیین سلامت جنین، تعیین مکان نقطه ورود بند ناف (شریان) به جفت است. این اطلاعات وقتی مفید است که در اثر جا بجا شدن جفت (پلاسنتا پرویا) خـــونـــریـــزی وجـــود داشـتــه بــاشــد یــا بــه دلـیــل نـاسـازگاری  Rh لازم است ترانسفیوژن درون رحمی صورت گیرد.
مانیتورینگ  الکتریکی جنینی
اختراع خارق العاده مانیتورینگ الکتریکی جنینی در دنیای پزشکی زنان و زایمان باعث شد که تشخیص دیسترس جنینی دیگر فرضی نباشد. با اطلاعات دقیق تشخیص قطعی دیسترس جنین و جلوگیری از مرگ یا موربیدیته جنین ممکن شده است. البته مانیتورینگ دائمی بر مانیتورینگ مقطعی برتری دارد.
در حال حاضر دو روش مانیتورینگ که ذکر خواهد شد به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد، لیکن روش های ارزیابی جنین دائما در حال تغییر  هستند و نشان می دهد که کارایی این روش ها به طور کامل رضایت بخش نیست.
مانیتورینگ خارجی
در این نوع مانیتور، از اصل داپلر استفاده می شود و امواج اولتراسونیک از طریق یک ترانسدیوسر، به سمت قلب جنین هدایت می شوند و تغییر فرکانس آن ها که ناشی از جـریـان خـون درون قلـب و عروق است، توسط یک سنسور اندازه گیری می شوند، ترانسدیوسر ( مبدل) را در محلی از شکم مادر قرار می دهند که قلب جنین به بهترین نحو شنیده شود، لذا لازم به پاره نمودن مامبران ها و داخل شدن به کاویته رحم برای انجام آن نیست.
البته مانیتورینگ خارجی از نظر اندازه گیری قلب جنین و قدرت و فشار انقباضات رحم دقت مانیتورینگ داخلی را ندارد. ‌برای کاهش  امپدانس از ژل استفاده می شود. ترانسدیوسر با کمربندی در محل مناسب روی شکم مادر ثابت می شود. امواج برگشتی به درون یک میکروپروسسور می رود که سیگنال دریافتی را با آخرین سیگنال مقایسه ‌می‌کند.
برای تشخیص تفاوت سرو صدا با ضربانات قلب جنین، چند حرکت قلبی از لحاظ الکترونیک باید قابل قبول شناخته شوند تا ثبت شوند. این ویرایش الکترونیک کیفیت مانیتورینگ خارجی جنین را بسیار بالا برده است.
مانیتور داخلی
سـرعـت ضربان قلب جنین با اتصال الکترودی مارپیچی و دوقطبی به جنین قابل اندازه‌گیری است. الکترود سیمی به پوست سر جنین وارد می شود و قطب دیگر بال فلزی الکترود است. مایع واژینال یک پل الکتریکی سالینی درست می کند که چرخه را کامل می کند و اجازه اندازه گیری اختلاف ولتاژ بین دو الکترود را می دهد.
امـواج الکتـروکـاردیـوگـراف جنیـن تقـویـت شـده و به دورن یک کاردیومتر هدایت می‌شوند. ولتاژ حداکثر موج  R قسمتی از الکتروکاردیوگرام جنین است که با اطمینان بیشتری یافت می شود. دو سیم الکترود دو قطبی به الکترود مرجعی روی ران مادر وصل می شود تا مزاحمت الکتریکی و نویزها را به حداقل برساند.
زمان t بر حسب میلی ثانیه بین موج های  Rبه یک کاردیومتر می رود که ضربان قلب جدیدی با رسیدن هر موج جدید   Rتنظیم می کند.
فنومن محاسبه دائمی ضربان قلب با فاصله R- R به عنوان beat to beat variability خوانده می‌شود. الکترود سر جنین قادر به گرفتن و ثبت امواج الکتریکی قلب مادر نیز است. با اینکه دامنه  ECG مادر ۵ تا ۷ برابر جنین است ولی با الکترود جنینی این سیگنال ها ضعیـف‌تـر از ECG جنینـی ثبـت مـی شـونـد. البتـه اگـر جنیـن مـرده بـاشـد، ممکن است سیگنال‌های مادری توسط کاردیومتر تقویت شوند و به عنوان بهترین سیگنال بعدی ثبت شوند.

 ‌عوارض مانیتورینگ داخلی 
قـرار دادن الـکـتـرود روی صـورت، چشم یا عروق جفتی می تواند خطر زا باشد. گیر‌افتادن کورد ممکن است منجر به فشار شدید روی کورد و قطع جریان خون مادر به جنین شود. نفوذ الکترود به جفت  باعث موربیدیته شدید می شود. خطر عفونت در مادر و جنین نیز وجود دارد. برای مثال ریسک استئومیلیت سر جنین و افزایش عفونت نفاسی (بعد از زایمان) وجود دارد.
به همین دلایل است که روش های کمتر تهاجمی یا مانیتورینگ خارجی مورد توجه بیشتر محققان قرار گرفته است و تحقیقات زیادی برای بهبود روش های مانیتورینگ جنینی (با هدف کنترل دراز مدت)، صورت می گیرد.
الگوهای قلب جنین 
فقدان نامگذاری یا قرارداد مناسب می تواند مشکل ساز باشد. ثبت عرضی یا طولی امواج،  ظاهر ضربانات قلب جنین را بسیار تغییر می دهد. فاکتورهای scaling توصیه شـده ۳۰ ضـربـه در هـر سـانـتـی مـتر عمودی و cm/min3 سرعت حرکت کاغذ است. واریاسیون قلب جنین در سرعت کمتر از  cm/min1 به طور کاذب نشان داده می شود.
فعالیت پایه ای قلب
فعالیت پایه ای فعالیت قلب را که به دور از acceleration یا deceleration ناشی از انقباضات رحمی باشد گویند که در آن خصوصیات سرعت، تغییر پذیری ضربان به ضربان، آریتمی جنین تعریف شده است.
سرعت
هر چه جنین، بلوغ بیشتری پیدا کند ضربان قلب او کندتر می شود. این امر پس از تولد هم ادامه پیدا می کند. ضربان قلب جنین هر هفته یک ضربان کاهش می یابد (۲۴ ضربه در دقیقه از هفته ۱۶ تا ترم.) دلیل این امر را بلوغ سیستم پاراسمپاتیک می دانند. ضربان قلب جنین به طور طبیعی بین ۱۱۰ تا ۱۶۰ ضربه در دقیقه است. (متوسط ۱۲۰ تا ۱۴۰ ضربه در دقیقه)
ضربان قلب پایه از متوسط ضربان قلب طی ده دقیقه که با فاصله ۵ گرد شود به دست می آید. حداقل طول دوره تحت نظر گرفتن ضربان قلب باید دو دقیقه باشد. ضربان قلب کمتر از ۱۱۰ ضربه در دقیقه برادی کاردی و بیشتر از ۱۶۰ ضربه در دقیقه، تاکی کاردی محسوب می شود. تعداد ضربان متوسط نتیجه عمل متقابل عوامل تند کننده و کند کننده روی پیس میکر است. رسپتورهای شیمیایی جدار رگ نیز ضربان قلب را تحت تاثیر قرار می دهند. هیپوکسی و هیپر کاپنی هر دو  سرعت ضربان قلب را تغییر می دهند. هیپوکسی شدید و طولانی مدت به علت اثر مستقیم روی میو کارد سبب افت طولانی مدت ضربان قلب می شود. همین مسئله نشان می دهد که کنترل ضربان قلب جنین در شناسایی زود هنگام دیسترس جنینی و  ختم حاملگی در مراحل آخر بارداری می تواند برای حفظ جان جنین حیاتی باشد.
تغییر ضربان به ضربان
‌عمدتا تحت تاثیر سیستم اتونوم است. این بی نظمی در ضربان پایه ای قلب به عنوان تغییر پذیری پایه ای خوانده  شده و به دو نوع کوتاه مدت و دراز مدت تقسیم می شود.
تغییر پذیری کوتاه مدت شامل تغییر پذیری لحظه ای از یک موج R به موج  Rبعدی است ( فاصله بین سیستول ها.) وجود آن در حالت طبیعی تنها توسط الکترودی که مستقیما به سر جنین وصل باشد قابل تعیین است. (در مانیتور داخلی قابل تشخیص است.) ‌تغییر پذیری دراز مدت شامل تغییراتی است که ظرف یک دقیقه انجام می شود و سبب تموج خط زمینه‌ای می شود. فرکانس طبیعی این امواج بین ۳ تا ۵ سیکل در دقیقه است. افتراق بین تغییرپذیری کوتاه و دراز مدت در همایشی در سال ۱۹۹۸ توصیه نشد، چون در عمل این دو به عنوان یک واحد به چشم می آیند و در عین حال دو سیکل در دقیقه یا بیش از آن تغییر از حد پایه به عنوان تـغـییـرپـذیـری پـایـه ای تعـریـف شـده اسـت. تغییـر پذیری طبیعی ضربان به ضربان قلب در حد ۶ تا ۲۵ ضربه در دقیقه قبول شده است.
آریتمی قلب
به  صورت برادیکاردی، تاکی کاردی یا به طور شایع‌تر Spiking(نمای نوک نیزه ای) ناگهانی بروز مـی کـنـد. ثـبت آریتمی با استفاده از الکترودهای ســری (در مــانـیـتــور داخـلــی) امـکــان‌پــذیـر اسـت. استفاده از تنها یک لید در این روش تفسیر یافته ها را خیلی محدود   می کند.
بیشتر آریتمی های فوق بطنی اهمیت خاصی نـدارنـد، مگـر همـزمـان بـا نارسایی قلبی ناشی از هیدروپس باشند  خیلی از آریتمی ها بلافاصله بـعــد از تـولـد از بیـن مـی رونـد، گـرچـه بـرخـی بـا اختلالات ساختمانی قلبی همراه هستند که در دوران بـارداری بـا سـونـوگـرافـی قـابـل تشخیص اســت.  در دوران بــارداری مــی تــوان بــا تـجـویـز دیگوکسین، وراپامیل  و … به مادر آریتمی جنین را کنترل نمود.
بــــه جــــز اکــســتــــرا ســیــســتـــول (extra systolic) آریـتـمـی‌هـای بـطـنی در جنین غیر معمول است. آریتمی ها باعث اختلال در تفسیر ضربانات قلبی حـین زایمان می شوند. انجام اکو‌کاردیوگرافی، بـررسـی آنـاتـومـی جـنـین و گاهی نمونه گیری از پــــوســــت ســــر انــجـــام مـــی شـــود. ولـــی بــهــتـــریـــن و کـم‌‌خطـر‌تـریـن روش اکـو کاردیو گرافی است. به طور خلاصه الگوهای دیسترس واقعی جنین بر پـایـه الگـوهـای ضـربانی قلب، از این قرار است: فـقــدان beat to beat variability بـه عـلاوه کنـدی سرعت‌های شدید یا تغییر پایدارسرعت زمینه ای یا هر دو است.
‌بــــا تــشــــدیــــد هــیــپــــوکــســــی تــغــیــیــــرات در الکتروکاردیوگرام جنین و موج های ST ، PR ایجاد می شود. بررسی تغییرات ST سبب بهبود نتایج نشد ولی میزان سزارین ناشی از دیسترس را کم کرد.

ضربان قلب جنین، سوار بر امواج ماوراء صوت داپلر

در این روش یک موج مکانیکی ماوراء صوت با فرکانس حدود ۱ الی ۲ مگا هرتز با مبدل خاص

به بدن اعمال می‌شود و بازگشت امواج از بافت‌های مختلف درون شکم ( که مربوط به سطح مرزی بافت های مختلف هستند) با مبدل مخصوص از سطح شکم در یافت می شود.
نواحی بدون حرکت درون شکم مادر، همان فرکانس ارسالی را بازمی گرداند  ولی نواحی متحرک از جمله قلب جنین، بنا به پدیده داپلر و بسته به جهت حرکت نسبت به مبدل، فرکانسی بیشتر یا کمتر از فرکانس تحریک، انعکاس می‌دهند.

‌یکـی از اصـول فیـزیـک شیفـت داپلـر است، وقتی یک منبع نوری یا صوتی به طرف یک ناظر حرکت می کند، از دید مشاهده گر تغییر فرکانس ایجـاد مـی شـود. وقتـی امـواج صـوتـی بـه جسم مـتـحــرکــی بــرخـورد مـی کننـد فـرکـانـس امـواج بـرگـشـتـی مـتـنـاسـب بـا سـرعـت و جـهت هدف متحرک تغییر خواهند کرد .
طـبـق فرمول داپلر تغییر فرکانس متناسب با سـرعـت حـرکت قلب نسبت به پروب خواهد بود. در صورتی که قلب به مبدل نزدیک شود، فرکانس موج دریافتی بیشتر از ارسالی خواهد بود و اگر از مبدل دور شود، فرکانس دریافتی کمتر از ارسالی خواهد بود.
‌در مـورد قـلـب جـنـین، تغییرات فرکانس با فـرض f=2MHz در مـحـدوده ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ هرتز  خــواهــد بــود کــه سـیـگـنــال صــوتــی مـحـســوب می‌شود. لذا با محاسبه تغییرات فرکانس نسبت بـه تغییرات دامنه، یک سیگنال صوتی  بدست می‌آید که پس از تقویت از بلند گو قابل پخش است. از اصل داپلر در زنان و مامایی برای تعیین حجم و سرعت جریان خون از عروق مادری و جنینی استفاده می شود.
‌دو نـوع داپلر در پزشکی استفاده می شود: امواج پیوسته و امواج ضربانی (موج پالسی)
نوع اول دارای ۲ کریستال است که یکی دائما امواج را فرستاده و دیگری دائما آن ها را ثبت می‌کند و می تواند فرکانس های بالا را ثبت کند و استفاده از آن آسان است. متاسفانه غیر انتخابی بوده و قادر به رویت عروق خونی نیست؛  در روش اول تنها حرکت آشکار می‌شود.
‌نوع دیگر (ضربانی) یک کریستال دارد که پس از  فرستادن امواج مکث کرده تا امواج برگشتی را دریافت کند. گران‌تر بوده و به انرژی بیشتری نیاز دارد ولی هدف گیری دقیق رگ و حتی نقشه برداری رنگی با این نوع داپلر امکان پذیر است.  ترکیبات مختلف انواع داپلر مقدور است (duplex Doppler).
در روش دوم علاوه بر حرکت قلب، موقعیت مکانی آن نسبت به مبدل نیز قابل شناسایی و نمایش است. تکنیک اخیر در دستگاه های پیشرفته سونو-اکو پالسی- داپلر به کار می رود و تکنیک پیوسته در دستگاه های معمولی جنین یاب کاربرد وسیع دارد.
‌در کاربردهای معمول در زنان و زایمان، ‌قلب جنین در عمق ۵ الی ۲۰ سانتی متر زیر شکم مادر واقع

 

می شود که عمق دقیق تابع مشخصات مادر و مرحله حاملگی آن است. فرکانس مبدل نیز حدود ۲ الی ۵/۲ مگا هرتز انتخاب می شود. به طوری که در حداکثر عمق فوق، نفوذ امواج ارسالی به خوبی صورت می گیرد. هر چه فرکانس بالاتری انتخاب شود، عمق نفوذ کمتر خواهد بود.
شدت موج مکانیکی اعمالی به  بدن مادر به دلایل  ایمنی جنین ( پیشگیری از هر گونه صدمه احتمالی امواج به ژن ها و بافت های جنین ) به حدود ۱۰mw/cm2 الی  ۱۵mw/cm2 محدود می شود. لذا با توجه به حداکثر راندمان ۵۰% مبدل، حدود ۳۰mw/cm2 توان باید به پروب اعمال شود.
با تکنیک شیفت داپلر در دستگاه های پیشرفته تا هفته هشتم حاملگی هم ممکن است حرکت قلب یا جریان خون مقدور شود. ولی با دستگاه های ساده و معمولی حدود ۱۰ الی ۱۲ هفتگی این کار مقدور است. از حدود ۲۰ هفتگی به بعد تشخیص چند قلو به شرط استفاده از چند مبدل مستقل به طور همزمان مقدور است. برای اعمال موج از مبدل به بدن، از ژل یا روغن مخصوص برای حذف هر گونه تضعیف موج ناشی از حباب هوا بین مبدل و سطح شکم مادر، استفاده می شود.
‌اخذ سیگنال به روش اولتراسوند داپلر آسان، ولی پردازش سیگنال به دست آمده نسبتـا مشکـل اسـت (بـه خصـوص استخـراج تعداد ضربان قلب جنین یا (FHR) امواج برگشتی به درون یک میکروپروسسور می رود  که سیگنال دریافتی را با آخرین سیگنال مقایسه می کند. ولی عملا مطمئن ترین روش مورد استفاده، اولتراسوند داپلر است. با این روش حرکت دریچه های آئورت و میترال و دیواره های قلب قابل بررسی است.
حرکت دریچه ها به علت سرعت بالا، شیفت فرکانسی بیشتری نسبت به حرکت کندتر دیواره های قلب ایجاد می کند. لذا با فیلتر کردن مناسب سیگنال دریافتی می توان بر روی حرکت دریچه ها یا دیواره های قلب متمرکز شد.
اجزای اصلی دستگاه جنین یاب شامل:
۱) مبدل ،۲) بخش فرستنده ،۳) گیرنده است.
مبدل( پروب)
مبدل شامل حداقل دو کریستال پیزوالکتریک برای تبدیل سیگنال الکتریکی به امواج ماوراءصوتی (در نیمه فرستنده) و تبدیل امواج ماوراء صوت به سیگنال الکتریکی (در بخش گیرنده) است.کریستال ها بر روی یک صفحه پلاستیکی واحد با چسب نصب شده اند.به طوری که هیچ حبابی بین کریستال ها و صفحات نباشد.
سطوح کریستال ها معمولا در یک صفحه قرار ندارند، بلکه نسبت  به هم زاویه بسیار کمی دارند. به طوری که تمرکز دریافت امواج بر روی عمق مورد نظر حدود ۱۰ سانتی متر باشد. جنس کریستال های فرستنده و گیرنده یکسان است ولی تعداد آن ها می تواند متفاوت باشد به طوری که مثلا کریستال دور تا دور به عنوان گیرنده عمل می کند و یک کریستال در مرکز آن ها به عنوان فرستنده عمل می کند، ولی در انواع متداول ‌دو نیم قرص به قطر ۵/۲  سانتی متر به عنوان فرستنده – گیرنده به کار می رود و فرکانس تنها ۲ الی ۲/۲ مگا هرتز است . این نوع مبدل خیلی حساس است و اشعه باریکی تولید می کند و FHR دقیقی ‌را به دست می آورد، ولی موقعیت یابی پروپ برای دستیابی به یک سیگنال خوب مشکل است و نیاز به سعی و خطای زیادی دارد.
نوع چند کریستال، اشعه ای با زاویه باز حدود ۴۰ درجه می تواند ایجاد کند که در عمق ۱۰ سانتی متری از سطح بدن مادر قطر اشعه حدود ۱۰ سانتی متر خواهد بود، لذا در این نوع پروب موقعیت یابی پروب و مانیتورینگ پیوسته قلب جنین راحت تر از نوع اشعه باریک است.
فرستنده
شامل یک نوسان ساز موج سینوسی با فرکانس حدود ۲ مگا هرتز است که این سیگنال الکتریکی تولید شده پس از تقویت دامنه و توان و تطبیق امپدانس به کریستال فرستنده کـوپـل مـی شـود. بـرای داشتـن مـوج قـوی، فـرکانس نوسان ساز بر اساس مشخصات کریستال باید تنظیم دقیق شود. دامنه ولتاژ اعمالی به پیزو الکتریک  حدود چند ولت است که محدود کننده آن توان مکانیکی اعمالی به بدن مادر و جنین است.
گیرنده
سیگنال الکتریکی دریافتی در کریستال گیرنده که در واقع یک سیگنال FM است. پس از تطبیق امپدانس به تقویت کننده و تقویت دامنه و توان، عمل تبدیل  FMبه AM صورت می‌گیرد، به طوری که تغییرات حرکت قلب جنین به تغییرات دامنه یک سیگنال تبدیل می‌شود.
‌برای حذف اثر ناخواسته در بدن مادر و محدود کردن نویز،  فیلترینگ مناسب روی سـیـگـنـال AM حـاصـل صـورت مـی گیـرد و در طبقـه بعـدی سیگنـال حـامـل (f) تـوسـط آشکارسازی AM از سیگنال حذف می شود و لذا پوش سیگنال وجود دارد که یک سیگنال صوتی است و پس از فیلترینگ و تقویت آن توسط پیش تقویت کننده و تقویت کننده صوتی سیگنال نهایی به بلند گو اعمال می شود که همان صدای خروجی اصوات قلب جنین را به گوش پزشک و مادر می رساند.
برخی اجزا  نظیر منبع تغذیه جزء الزامات هر دسـتگـاه الکتـرونیکـی اسـت. ایـن بخـش شـامـل مـبـدل برق ۲۲۰  ولت متناوب به ولتاژ مستقیم برای عملکرد بخش های مختلف دستگاه است و نیز مداری برای شارژ باطری وجود دارد.
‌بـرای ارتـبـاط  بـا کـاربـر و نـمـایـش و کـنـترل پیشرفته اطلاعات نیز بخش  مدارات و کنترل دیجیتال در دستگاه های جدیدتر به کار می رود ولی در دستگاه های قدیمی تر این بخش‌ها وجود ندارد و مدارات آنالوگ (غیر دیجیتال) هستند .
‌در دستگاه های fetal   heart   recorder علاوه بر خروجی صدا، سیگنال FHRبر روی نوار کاغذی ثبت می شود و امکانات دیگری نظیر برای ثبت انقباضات رحم و…  وجود دارد.
داپلر عموما از دو طریق همودینامیک گردش خون را تخمین می زند: اندازه گیری حجم جریان خون (مستقیم) و تخمین غیر مستقیم سرعت با استفاده از آنالیز امواج.
اندازه گیری فلوی خون
در این روش امواج با فرکانس ۰f از ترانسدیوسر به خون که با سرعت  v حرکت می‌کند برخورد کرده و با فرکانس fd باز می گردند. Fd وابسته به زاویه تتا ( بین رگ و پرتو صوتی ) است.
عواملی که  شیفت داپلر وابسته به آن ها است در شکل۱ نشان داده شده است. نگرانی عملی در مورد زاویه برخورد ( تتا) است. تا زمانی که این زاویه کوچک نگه داشته شود کسینوس آن نزدیک به یک خواهد بود. بازتر شدن زاویه به خصوص  بیشتر از ۶۰ درجه، باعث خطای قابل توجه اندازه گیری خواهد شد. محاسبه فلوی حجم خون (میلی لیتردر دقیقه)  با اندازه گیری قطر رگ خونی مقدور خواهد بود.
متاسفانه دیامتر عروق طی سیکل قلبی متغیر است و اندازه گیری آن به تغییر زاویه تتا بسیار حساس است. تحت بهترین شرایط تا ۱۵% خطا گزارش شده و خطاهای تا ۵۰% غیر عادی نیست .
آنالیز موجی سرعت خون 
به علت خطای اندازه گیری مستقیم از روش‌های غیر مستقیم برای اندازه گیری حجم خون  استفاده می شود . ارتباط موج سیستول و دیاستول از زاویه ((تتا)) و قطر رگ مستقل است. ساده ترین شاخص  S / D ratio است.
ارزیابی جریان خون طی دیاستول میزان مقاومت رگی را تخمین می زند. در افراد غیر حامله تنها عروق کلیوی و کاروتید جریان خون دیاستولیک مداوم دارند. طی حاملگی، عروق رحمی و نافی به طور معمول جریان خون دیاستولی دارند و بستر عروقی جفت کم مقاومت و پر خون است. S/D  ratio در این عروق میزان خونرسانی به جنین را ارزیابی می کند.
‌در ورید نافی و عروق مغزی جنین هم جریان دیاستولیک به حدی که بتوان S/D را محاسبه کرد وجود دارد.
به علت تغییرات عدد آن به تنهایی از S/D  ratio جهت قضاوت در مورد حاملگی استفاده نمی شود مگر اینکه جریان خون دیاستولی صفر یا  معکوس شده باشد. این علامت بسیار شوم است و کارکرد نامناسب جفت و در مخاطره بودن جنین را می‌رساند.
روش بهبود یافته ( اصلاح شده )برای مانیتورینگ قلب جنین
ECG جنین (FECG) اطلاعات بسیار مهمی درباره وضعیت جنین به‌دست می دهد و در تشخیص اختلالات و دیسترس های جنینی در طول بارداری و حتی مراحل زایمان بسیار مفید است.
سیگنـال هـای دریـافتـی از شکم مادر ابتدا، به منظور برطرف کردن خط پایه و اثر انقباضات رحمی، پیش پردازش می شوند. (منظور از پیش پردازش، اعمال تبدیل هایی بر روی سیگنال است به نحوی که امکان استخراج پارامترهای معنادار از آن تسهیل شود، هدف از پیش پردازش کاهش نویز سیگنال و کم شدن حجم داده ها است)
سپس  ECG مادر (ECG M) به وسیله روش متوسط گیری همزمان و بدست آوردن نمـونـه حـاصـل از متوسط گیری برطرف و حذف می شود. (متوسط گیری همزمان ساده‌ترین روش برای افزایش نسبت سیگنال به نویز در سیگنال های شبه پریودیک است. ابتدا لحظه شروع  موج ها مشخص و متوسط گیری همزمان اعمال می شود.)
شناسایی ECG جنین به صورت واضح و بــدون نــویــز بــا عملیـات اتـوکـرولیشـن بـدسـت می‌آید. FECG بوسیله روش کرولیشن متقاطع بین دو کانالی که قوی ترین ضربانات قلب جنین را نـشـان می دهند، ‌بهبود می یابد. (روش زیاد کردن: برای بهبود کیفیت )
ایــــــن زیــــــاد کــــــردن یـــــا ارتـــقـــــاء کـــیـــفـــیـــــت (Enhancement) لازم است زیرا در سیگنال های حاصل از شکم مادر حتی بعد از حذف فعالیت پـایه ای قلب جنین،  انقباضات رحمی و ECG مـادر هنـوز در کـانـال هـای کـرولیت نشده نویز باقیمانده است.
پیک ها یا نقاط تیز R آشکار می شوند و ضربان قـلـب جنیـن محـاسبـه و ثبـت مـی شـود. فنـومـن محاسبه دائمی ضربان قلب با فاصله R- R است. FHR بـــدســـت آمـــده بـــا اسـتـفــاده از اطــلاعــات الـکـتـروکـاردیـوگـراف مـادر و جـنـیـنـی بـه میزان  بیشتری هم تصحیح می شود.

الکتروکاردیوگرافی طولانی مدت جنین
ECG جنین (FECG) حاوی اطلاعات بسیار مهمی درباره وضعیت جنین است و در تشخیص اختلالات و دیسترس های جنینی در طول بارداری و حتی مراحل زایمان بسیار مفید است.
بسیـاری از محققان و دانشمندان روی روش های تشخیصی جدید برای  ارزیابی وضعیت جنین و مادر در پریدهای زمانی طولانی مدت، تحقیق می کنند.
تجزیه و تحلیل وضعیت مادر و جنین با مانیتورینگ در بازه های زمانی طولانی و یا حتی مانیتورینگ دائمی، ابزار قدرتمندی در آشکار سازی مشکلات و موارد خطرناک در طول بارداری است. استفاده از سونوگرافی داپلر که امروزه به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد روش مناسبی برای مانیتورینگ طولانی مدت نیست. به خاطر همین است که اخیرا دانشمندان روی فرایندهایی تمرکز نموده اند که اطلاعات ضربانات قلب جنین و انقباضات رحمی را از روی سیگنال های حاصله از شکم مادر کسب می کنند.
مانیتورینگ قلب جنین با استفاده از سیگنال های گرفته شده از شکم مادرکه یک تکنیک غیر تهاجمی است و امکان ارزیابی و مانیتورینگ جنین، برای بازه های طولانی مدت را فراهم می آورد، با پردازش مناسب سیگنال های دریافتی تکمیل می شود.
اطلاعات  ضربه تا ضربه در مورد FECG الکتروکاردیوگرافی جنین، از سیگنال های حاصله از شکم مادر اخذ می شود. موج P نیز  پس از پردازش سیگنال های شکمی و متوسط گیری از  FECG قابل آشکار سازی است.
سیگنال های اخذ شده از شکم مادر نه تنها حاوی سیگنال های مورد نظر مثل قلب جنین FECG است بلکه همچنین سیگنال های دیگری را در بر دارد؛ سیگنال هایی که دامنه آن هـا بسیـار بـالاتـر از سیگنـالـی اسـت کـه از طـرف قلـب جنیـن می آید (نویز ناشی از ماهیچه‌ها.)
‌وقتی که FECG آشکار سازی می شود ECG M منبع مهم آشفتگی است. اوج موج  R درالکتروکاردیوگرام مادر ۷ برابر اوج موج  R در FECG است.
سیگنال های مزاحم دیگر که بیشتر از بقیه مورد توجه قرار می گیرند؛ شامل: نویز خط پایه،  سیگنال های ناشی از انقباض عضلات (شکم مادر و یا سایر عضلات) و سیگنال حاصل از  انقباضات رحمی مخصوصا در طول لیبر هستند.
بعد از حذف تمام این سیگنال های اضافه هنوز FECGآغشته به نویزهای الکتریکی است و نسبت سیگنال به نویز (SNR) ضعیف است.
در تحقیق اخیر  یک روش پردازش جدید، برای بهبود و افزایش قدرت سیگنال اخذ شده از قلب جنین، پیشنهاد شده است. در نتیجه میزان ضربان قلب جنین به طرز درست و صحیحی آشکار خواهد شد.

مراحل ثبت و نحوه پردازش داده ها
فرکانس نمونه گیری ۴۰۰ هرتز است. سیگنال های ثبت شده با الکترودهای تک قطبی (یونی

پولار)حاصل شد و همانگونه که در شکل۲ نشان داده شده است از۱۲ الکترود که بر روی شکم قرار داده شدند، استفاده شد.
پیش پردازش داده های ثبت شده  به منظور حذف و برطرف کردن تداخل نویز برق شهر، نوسانات خط پایه و  ECG M ، در ۷ مرحله  صورت می گیرد.
برای حذف تداخل ۵۰ هرتز برق شهر از تکنیک متوسط گیری موثر با پنجره هایی از ۸ نمونه، استفاده می شود.
برای استخراج ECG جنین، نویز خط پایه (خط مبنا) و انقباضات رحمی به وسیله فیلتر میان گذر ‌با پنجره زمانی ۷۵ میلی ثانیه رفع می‌شوند. موج  P و موج T از ECG مادر نیز در همین مرحله حذف می شوند.
سیگنال بدست آمده دارای اطلاعاتی از ECG جنین، M ECG مادر و نویز تصادفی است. ECG مادر با

 

استفاده از روش متوسط گیری همزمان (coherent averaging) از سـیـگـنـــال مــورد نـظــر حذف می شود و بدین ترتیب که، مطابق ECG مادر کشف شده ؛ متوسط ECG مادر، هر بار از پیک موج R کم می شود.
به خاطر این واقعیت که کمپلکس های QRS در داخل یک سیگنال متفاوت هستند، پس برای متوسط

گیری مناسب تر، قالب یا بخش متوسط گرفته شده، مطلوب سازی می شود، در نتیجه تــفــــریــــق کــــردن یـــا کـــم نـمـــودن ECG مـــادر از سیگنال‌های دریافتی از شکم وی بهبود می یابد.

 

از آنجایی که روش متوسط گیری همزمان به طور قوی به اثرات آشفتگی ها (jittering) وابسته است، سیگنال ها هر باردرون یابی ‌می شوند، پـس فـرکـانـس نـمـونـه بـرداری نتیجه در حدود ۲۰۰۰ هرتز است.
شکل ۳ سیگنال های اخذ شده را بعد از حذف  ECGمادر از سیگنال ثبت شده اصلی و از سیگنال تحریف شده نشان می دهد.

محاسبه نرخ ضربان قلب جنین بر اساس اتو کرولیشن
سیگنال های پیش پردازش شده با فیلتر میان گذر در باند ۱۵ تا ۴۰ هرتز ‌فیلتر می شوند زیرا  ECG

 

جنین ‌به طور کامل در این باند فرکانسی قابل دسترسی ا ست.
بعد از حذف اثرات ECG مادر، اغتشاشات کم فرکانس خط مبنا یا پایه (که ناشی از تغییر امپدانس تماس الکترود و بدن است.) سیگنال شکمی اساسا شامل ECG جنین و نویز تصادفی خواهد بود.
اتوکرولیشن از سیگنال نمی تواند بر طبق ECGجنین برای آشکار سازی سرعت ضربان قلب جنین (FHR)  قابل استفاده باشد و این به خاطر تفاوت فواصل  R-R است؛ تغییر پذیری کوتاه مدت شامل تغییر پذیری لحظه ای از یک موج R به موج R بعدی است ( فاصله بین سیستول ها) و لیکن این اجازه را می دهد تا کانال هایی با اطلاعات مناسب درباره فعالیت های قلبی جنین بدست آورد.
این مسئله با این حقیقت قابل شرح است که حاصل عمل اتوکرولیشن سیگنال های پریودیک (متناوب)

 

نیز  متناوب است؛ اما عمل اتوکرولیشن نویز همچنان که (lag) افزایش پیدا می کند،  به سرعت کاهش می یابد.
‌بـا آنالیزعمل اتوکرولیشن و واریانس آن استخراج ۲ کانال که حاوی قوی ترین سیگنال های ECG جنین هستند، امکان پذیر است.
با فرض اینکه نویز  به میزان یکسان در کانال‌های ضبط شده وجود دارد واریانس اتــوکــرولـیشـن در کـانـال هـایـی کـه حـامـل سیگنـال‌هـای قـوی ECG جنیـن هستنـد، از کانال‌هایی که حامل سیگنال های ضعیف هستند،  بزرگ‌تر است.
بـا ارزیـابـی کانال ها بر طبق واریانس و اختلاف عمل اتوکرولیشن، کانال های با سیگنال های قوی ECG جنین قابل شناسایی و انتخاب هستند.
بـه مـوجـب ایـن فـرض کـه نـویز کرولیت نمی شود، کراس کرولیشن کوتاه مدت اطلاعاتی که از قلب

 

جنین می آید را افزایش می دهد. زمانی، نتیجه ای بهتر از قبل گرفته می شود که محاسبه کراس کرولیشن کوتاه مدت برای هر کانال، بواسطه این واقعیت انجام گیرد که؛ کراس کرولیشن کوتاه مدت اغتشاشات و نویز ها  بزرگ‌تر از کراس کرولیشن کوتاه مدت بین ۲ کانال غیر کرولیت شده است.
در شکل۴ عمل اتوکرولیشن بین ۲ کانال رسم شده است. یکی شامل یک سیگنال ECG  F شفاف و واضح ( شکل بالایی درقسمت الف) دیگری سیگنالی که حاوی ECG  F بسیار ضعیف است که قابل آشکار سازی نیست. ( شکل۵ درقسمت ب)
فـاصله یا بازه زمانی مطلوب برای آنالیز واریانس عمل اتوکرولیشن به صورت تجربی بدست آمده است

 

و در حدود ۲/۰ تا۲/۲ ثانیه است.
با افزایش مدت زمان عملیات اتوکرولیشن، خاصیت تناوبی و پریودیک بودن از دست می رود و این حتی در مورد کانال های حاوی سیگنال های قوی ECG جنین  نیز اتفاق  می افتد. این پدیده بر این واقعیت استوار است که  سیگنال های ECG دارای  تغییرپذیری های داخل و بین بخشی هستند.
شکل۵ مانند شکل۳ نشان دهنده ثبتی است که اطلاعات مناسبی از ECG جنین دارد.
شکل ۶، کراس کرولیشن بین ۲ کانال (کانال های شکل ۲و۴) نشان داده شده است. ECG مادرکاملا حذف شده در حالی که ECG جنین بهبود یافته است .
سرعت ضربان قلب جنین به صورت لحظه ای، بعد از عمل کراس کرولیشن، در شکل ۷ نشان داده شد.
قبل از انجام عمل متوسط گیری همزمان برای حذف اثر ECG مادر به طور کامل درون‌یـابی ضروری است. عمل اتوکرولیشن برای آشکار سازی کانال های حاوی قوی‌ترین سیگنال های ECG جنین انجام می گیرد.
وقتی که ۲ کانال با ECG شفاف بدست آمد می‌توان سرعت ضربان قلب جنین یا   FHR را به طـور دقیـق تـری محـاسبـه نمـود زیـرا اطلاعات کانال ها درباره ECG جنین با هم ادغام می شوند.

مانیتور جنین از راه دور  به روش فنوکاردیوگرافی دراز مدت
مـــــانــیــتـــــور جــنــیـــــن از راه دور  یـــــک روش مانیتورینگ جنین در منزل به منظور استخراج داده ها

در طولانی مدت و با هزینه کمتر است. ایـن روش شـامـل  پردازش سیگنال آکوستیک (صوتی) آشفته  دریافتی از شکم مادر است.
این پردازش بر اساس کشف و آشکار سازی صـدا هـای دیاستولیک و سیستولیک به وسیله قـرار دادن آن هـا در دو باند فرکانسی مجزا، از طــریــق اتــوکـرولـیـشـن بـر روی فـواصـل زمـانـی پیش‌بینی شده، صورت می گیرد. اتوکرولیشن معیاری برای تعیین مشابهت بین سیگنال های پی در پی است.  ‌یافته های حاصل از اندازه گیری های انجام شده از ۴۷ خانم باردار انتخابی، نشان داد کـه استفـاده از ایـن روش بـه طور قابل توجهی (معنی داری) داده های انتقالی به مرکز کامپیوتر بـیـمــارسـتــان را کــاهــش داد. ایــن روش بـاعـث می‌شود تا تنها داده های حاصل از پریود های زمانی بسیار آشفته  که بیانگر بروز مشکل برای جنین هستند به بیمارستان انتقال یابند .
بـــــــر پـــــــایـــــــه ایــــــن روش، یــــــک ســـیـــســـتــــــم فـنوکاردیوگرافی (ضبط صدای قلب) جنین از راه دور، بــدون مـحــدودیــت در انــدازه گـیـری، می‌تواند ایجاد شود.

فنوکاردیوگرافی، روشی برای سنجش طولانی مدت قلب جنین

فنوکاردیوگرافی (ضبط صدای قلب) یک ابزار مناسب برای ارزیابی وضعیت سلامت جنین است که چندین سال است که مورد توجه محققان و دانشمندان قرار گرفته است و مطالعات زیادی نیز در این زمینه انجام گرفته است.یکی از ‌محاسن فنوکاردیوگرافی، امکان اندازه گیری و سنجش ضربان قلب جنین در طولانی ‌مدت است. این نکته مهمی است زیرا پارامترهای فعالیت قلب جنین به میزان زیادی تغییر پذیرند. مانیتورینگ خانگی جنین با روش فنوکاردیوگرافی نسبت به فرایند اندازه گیری بوسیله اولتراسوند که هم پیچیده و هم دارای هزینه بالایی است ، برتری دارد.

تحقیق بر روی روش فنو کاردیوگرافی برای سنجـش طـولانـی مـدت قلـب جنین بر پایه این حـقـیـقـت

معـروف آغـاز شـده بـود کـه داده هـای حـقیقی و حتمی تنها با اندازه گیری و سنجش طولانی مدت دریافت می شوند و می دانید که روش سونوگرافی اساسا برای این هدف ساخته نشده است.
‌یـک روش رایـج در سـنـجـش فـعـالـیت قلب جنین، اتو کرولیشن است. در این روش سیگنال دریـافـتـی بـا آخـریـن سیگنال مقایسه می شود و شباهت ها  مشخص می شود.
اتـو کـرولـیـشن توانایی تعیین و تخمین زمان شـــروع پـــریـــود ســیــســتــولـیــک ‌و دیــاسـتــولـیــک (صداهای  ۲,S1S) حتی در آشفتگی های بسیار بالا را دارد.  با شناسایی این صدا ها ، زمان ضربه تا ضربه beat to beat) Tbb) و تغییر پذیری آن قابل مـحـاسـبه است. علاوه بر این، صداهای جنینی اضافی (غیر عادی) ؛ صداهای انعکاسی، مور مور ها  و غیره نیز قابل شناسایی هستند.
در بعضی بازه های زمانی (پریودهای زمانی)، سـیـگنال های صوتی (آکوستیک ) ثبت شده از شکم مادر بسیار آشفته شده به طوری که بر شکل صـداهـای ۲,S1S  تـاثـیر می گذارند. برای غالب آمدن براین اشکال و برای بهره‌برداری از سطوح متفاوت این تغییر شکل ها، روش و کرولیشن باید در دو پهنای باند فرکانسی به کار گرفته شود .
داده ای که از این راه به دست می آید، مطالبات و احتیاجات  تشخیصی را مرتفع نموده و بنابراین می توان از آن برای مانیتورینگ جنین استفاده کرد.
با تجزیه و تحلیل رکوردها و دادهای ثبت شده، مشخص شد که علاوه بر تعیین میزان ضربانات قلب جنین، اطلاعات تنفسی جنین نیز ممکن است تحت پوشش قرار بگیرد. بـدین معنی که حرکات تنفسی، بدون نیاز به استفاده از سنسورهای اضافی و تصاویر سونوگرافی گران قیمت قابل اندازه گیری هستند. اساس این روش، ملاحظاتی است که به کرولیشن بین سیگنال های آکوستیک ( صوتی ) و حرکات تنفسی، مربوط می شوند.
مانیتور کردن و ارزیابی جنین برای دراز مدت، به نحو مطلوبی از طریق سیستم های پزشکی از راه دور انجام پذیر است .
در حال حاضر سیستمی جامع و کامل، برای مانیتورینگ قلب جنین وجود دارد که از طـریـق سـونـوگـرافـی قـابـل انجـام اسـت، البتـه سـونـوگـرافـی محدودیت های خود را در کاربردهای دراز مدت (long term) دارد.
این تحقیق به شرح یک روش کاربردی فشرده و  بسیار معتبر برای ارزیابی و مانیتورینگ جنین به مدت طولانی در منزل می پردازد. این روش یک سیستم پزشکی از راه دور را بر اساس فنوکاردیو گرافی انفعالی (passive) شکل می دهد.  فشرده بودن بدین معنی است که بعضی از قسمت های عملیات محاسباتی به وسیله واحدهای کم هزینه قابل راه‌اندازی با باتری در منزل، قابل انجام است. در حالی که تجزیه و تحلیل جزئیات پریودهای آشفته در مرکز کامپیوتر بیمارستان به اجرا در می آید. در این صورت تمام داده‌ها ی مورد نیاز فشرده  شده و انتقال می یابند .
سیگنال های شنوایی به وسیله سنسورهای الکترودینامیک با پهنای باند پایین از شکم ۴۵مادر، دریافت می شوند و آنگونه که صدای فعالیت قلب مادر را مهار می کنند و از دریافت نویزهای خارجی نیز جلوگیری می نمایند. دامنه ECG مادر ۵ برابر جنین است ولی با الکترودهای مخصوص این امواج را ضغیف‌تر از   ECG جنینی ثبت می شوند.
با شناسایی دقیق صداهای ۲,S1S می توان سه نوع از پریودهای زمانی را متمایز نموده و  تشخیص داد که عبارتند از :
۱-نسبتا بدون نویز، صداهایی که به خوبی قابل شناسایی هستند .
۲- با آشفتگی در سطح متوسط که اجازه شناسایی بعضی صداهای جنینی را با دقت بالا فراهم می سازد، اما بعضی ضربه ها غیر قابل تشخیص مانده و در ارزیابی های بیشتر هم نادیده گرفته می شوند.
۳- پریودهای زمانی بسیار آشفته که باید  از ارزیابی به طور کامل خارج شوند .
الف) اتوکرولیشن بر روی مقاطع پیش بینی شده
‌سیگنال دریافتی در پهنای باند ۱۰۰-۲۰ هرتز به طور موثر فیلتر شده و شکل دهنده اولین باند کرولیت

 

شده ۱B خواهد بود. باند دوم ۲B اجزاء مزاحم با فرکانس پایین را  در فرکانس قطع  fc فیلتر  می نماید.
در واقع فرکانس قطع مناسب برای بدست آوردن حداقل نویز ممکن بین صداهای   ۲,S1Sجستجو شده و انتخاب خواهد شد . مقدار مناسب fc بین ۵۰ تا ۷۰ هرتز است.
‌سیگنالی که در ۲ پهنای باند فرکانسی اتوکرولیت خواهد شد در شکل ۸ نشان داده شده است .
در اغلب موارد، طیف فرکانسی صدای  ۲S که از بسته شدن دریچه های آئورت  و پولمونری (ریوی) سرچشمه می گیرد، همان طور که شکل ۸ دیده می شود، بالاتر قرار می‌گیرد. همچنین شکل پنجره های زمانی که برای اتو کرولیشن مهم هستند را نشان می‌دهد.فاصله های بین پنجره ها، در اولین فاز از تخمین دقیق زمان ضربه (beat timing) مـی‌تـواننـد نـادیده گرفته شوند.  جمع شدگی بازه زمانی در اولین فاز از اتوکرولیشن زمان‌های محاسباتی مورد نیاز را کاهش می دهد.
باید توجه داشت الگوریتم ها از برآوردهای طیف فرکانسی برای حذف فاصله هایی که معمولا به خاطر پیچیدگی بالا و تغییرات فرکانسی سیگنال، ناکارآمد هستند  استفاده می کنند .

سیگنال های انشعاب دار (Splitted signal)
سیگنال های انشعاب دار در اثر انفکاک صداهای قلبی بوجود می آیند. در بعضی مواقع صدای ۲S که ناشی از بسته شدن دریچه های آئورت و پالمونری است به ۲ قسمت تقسیم شده و در نتیجه سیگنالی که دو نیمه و انشعابی خوانده می شود ایجاد می شود. مولفه اول   ۲A مربوط به بسته شدن دریچه آئورت و مولفه دوم  ۲Pمربوط به بسته شدن دریچه پولمونری است.درواقع در خلال دم، ۲S به دو جزء قابل سمع می شکند و ۲, P2A اندکی از هم جدا می‌شوند ، اما در طول بازدم این دو با اتصال به هم یک صدای واحد S را تـولیـد مـی کننـد.در ایـن روش، زمـان ۲S همیشـه بـه وسیله اولین اوج (peak) سیگنال شناسایی خواهد شد. همان طور که می دانید این peak به طور طبیعی با بسته شدن دریچه آئورت مطابق خواهد بود.

بهبود یا جبران تنفسی
تنفس یکی از مهم‌ترین علامت های وضعیت خوب و مناسب جنین است که به طور  وسیعی بر روی آن تحقیق شده است. راه های متعددی برای استخراج میزان تنفس جنین به وسیله بررسی تغییرات منحنی  FHR اتخاذ شده است. می دانید در هنگام دم ضربان قلب افزایش و در هنگام بازدم کمی کاهش می یابدکه به این پدیده Sinus Arrhythmia می‌گویند.
در یک تحقیق جامع رابطه بین افزایش سیگنال قلبی و تنفس جنین  پیدا شده است. از آنجایی که سنسور در این روش قادر به تشخیص فرکانس های نسبتا پایین زیر ۵/۱ هرتز نیست، این پـدیـده مـی تـوانـد در ایـن روش بـرای شنـاسـایی حرکت تنفسی شرح داده شود.
اثر دوم که مورد استفاده قرار می گیرد،  افزایش تغییـر پـذیـری  Tbb در طـول پـریود فعال از نظر تنفسی در مقایسه با وضعیت ثابت است. افزایش تغییر پذیری در زمان سیستول نیز مورد ملاحظه قـرار گـرفته است که بدیهی است نیاز به تعیین بسیار دقیق از زمان های صدای قلب دارد‌.
سومین حالت ممکن برای شناسایی تنفس، این است که بیشترین  طول زمان احتمالی برای حرکت های تنفسی جنین ۱/ ۱تا ۳/۱ ثانیه است .
بــرای نـشــان دادن حــرکــات تـنـفـســی جـنیـن، سـیـگـنـال هـای دریـافـتـی بـا فـیـلـتـر پـایـیـن گـذر با فرکانس قطع )cut off ( 25 هرتز فیلتر شده  و یک مـنـحـنـی شـدت برای یک پنجره زمانی انتخابی مناسب با یک نمونه همپوشانی به وسیله جمع کردن  ( کامل کردن ) شکل داده می شود .

دیاگرام مراحل کار
سیستم پزشکی از راه دور از دو بخش تشکیل شده است:
یک پردازنده خانگی که با باتری ارزان قیمت کــار مــی کـنــد، آن قـسـمـت از پـردازش را کـه بـا قـابلیـت هـای الکترونیکی محدود این پردازنده انجام می شود  انجام می دهد.
آنـالیـز جـزئیـات و فـراینـدهایی که پریودهای زمانی به شدت آشفته دارند به وسیله کامپیوتر مرکزی بیمارستان  صورت می گیرد که بخش دوم ایـن سیستـم پـزشکـی از راه دور را تشکیـل می‌دهند .
اولـیـن قدم تولید دو باند فرکانسی ۲, B1B با استفاده از فیلتر باتروث است.
به دنبال آن، اتوکرولیشن قسمت های مهم را بـــر طــبـــق صـــداهـــای  ۲,S1S پــیــش بـیـنــی شــده ( با ایجاد تیغه )  از هم جدا می کند و باعث ایجاد ۲,Cr1Cr می شود .
‌بر اساس این موارد FHR ، Tbb و خط پایه و تغییر پذیری کوتاه مدت قابل محاسبه است. اگر سطح اعتماد به نتایج بدست آمده از این پیش‌بینی پایین تر از محدوده از قبل تعریف شده باشد، کرولیشن روی فواصلی برای ۴ ضربه به منظور یافتن صداهای قلبی مهم، تکرار می‌شود . ‌اگر تلاش مجدد هنوز ناموفق باشد محدوده زمانی کامل به مرکز کامپیوتر در یک فرم فشرده منتقل می شود.پیداکردن زمان صحیح صداهای ۲,s1s قدم بعدی است که با تلاش برای پیدا کردن صداهای اضافی و غیر عادی صورت می گیرد. قانونی که در اینجا به کار می رود از این قرار است که حداقل ۵ نمایش موفق برای اینکه این واقعه به عنوان یک پدیده غیر عادی (Irregularity) پذیرفته شود، مورد نیاز است .
در نهـایـت واحـد خـانگـی سعـی در یـافتـن بعضـی از صداهای حرکات تنفسی دارد. داده‌های خروجی از این فرایند (در زمان واقعی) (real time) موقتا در حافظه محلی جمع‌آوری شده و قبل از انتقال به مرکز کامپیوتر  فشرده سازی می شوند .
در مرکز کامپیوتر این فرایند کامل شده و تا حدود ۳۲ بیمار تحت مراقبت ثابت و هم‌زمان  قرار می گیرند .

داده ها – پاسخ ها
مجموعه ای از چندین هزار ثبت فنوکاردیوگرافیک، گرفته شده از بیش از یک هزار بیمار در طول ۵ سال

گذشته جمع آوری شده است. برای تحقیقات جامع تر، ۴۷ فرد انتخاب شدند. در این فاز از تحقیق موارد پر خطر پاتولوژیکی مستثنی شدند. خانم های باردار دیابتی نیز در این بررسی وارد شدند. ثبت های مشابه با تقریبا سیگنال های دریافتی با فرکانس پایین یا صداهای ضربان قلب مادری خیلی قوی،  رد شدند. میزان تخمین درست از صدای   ۲,s1s برای تمام ثبت ها بالای ۹۲ % بود.
اندازه گیری و مانیتورینگ روی ۲۸ نفر از آن ۴۷ خانم انتخابی که دارای سن بارداری ۳۰ تا ۴۰ هفته بودند به مدت ۳ هفته با یک واحد مونیتورینگ تجربی انجام شد .
زمان متوسط اندازه گیری حدود ۲۰ تا ۴۰ دقیقه بود ولی در ۶ نفر از مدت ۵/۱ ساعت هم فراتر رفت که این افزایش زمان به خاطر دریافت داده های کافی از وضعیت تنفس جنین بود. باید در ۳۰ دقیقه از زمان ارزیابی  جنین ۳۰ حرکت تنفسی داشته باشد.
تمام ارزیابی های تجربی بین ساعت های  صبح ۹ تا ۱۲ ظهر انجام شد زیرا در این زمان قند خون جنین بالاتر و در نتیجه حرکات وی از جمله فعالیت تنفسی اش حداکثر است.
وضعیت صحیح قرار گیری سنسورهای آکوستیک بر روی شکم  بسیار مهم است و باید مدام چک شود.  تنفس به کمک تکنیک تصویر سازی همزمان با تصویر سازی اولتراسوند، کنترل می‌شود. زیرا استفاده از روش فنوکاردیوگرافی به تنهایی برای ارزیابی وضع تنفس جنین، گیج کننده است. اکثر مشکلات  از پالس های مادری و حرکات اعضاء و شکم جنین ناشی می شود. تلاش های بیشتری برای بالا بردن و افزایش قابلیت روش‌ها لازم است. ‌انتقال داده ها در فرم فشرده به مرکز کامپیوتر بیمارستان صورت می گیرد  که حدود    ۱۵ %  از کل داده های جمع آوری شده را تشکیل می دهد. در مرکز کامپیوتر یک متخصص مامایی، بر نمایش منحنی FHR و تغییر پذیری و حرکات تنفسی  ثبت شده نظارت دارد .نتایج حاصل از آزمایشاتی که بیشتر از جنین‌های سالم  به دست آمده نشان می دهد که با بهبود کیفیت ممکن است تعداد بیشتری از تشخیص ها‌ی حاصل از مانیتورینگ سیگنال‌‌های آکوستیک دریافتی به صورت صحیح برای وضعیت های risk high جنینی نیز به دست آیند.
‌امکان موفقیت بیشتر این روش زمانی است که از آن در یک سیستم تله مدیسن جدید استفاده شود که اجازه مراقبت طولانی مدت (long term) جنین را فراهم می سازد .
به عنوان اولین قدم یک سیستم مقدماتی با ۸ واحد مانیتورینگ خانگی و یک مرکز مراقبت بهداشتی که در بیمارستان دولتی مادران کشور مجارستان، نصب شده است.
‌البته سیستمی که در این  کشور به کار رفته است قادر به آشکار سازی ضربه های extra systolic و انقباضات بیش از حد قلبی نیست همین طور سطح زیادی از آریتمی ها غیر قابل تشخیص باقی می مانند. اما  همین نمونه عملی می تواند ‌راهگشای ‌حل بسیاری از مشکلات باشد.
از آنجا که اطلاعات  صحیح و حتمی تنها با انـدازه گیـری و سنجش طولانی مدت دریافت مـی‌شـونـد؛ الکتـروکـاردیوگرافی خارج از رحم جـنـیـنـی و مـانیتـورینـگ خـانگـی جنیـن بـا روش فـنـوکـاردیـوگـرافـی نـسـبـت بـه روش های فعلی (سونوگرافی و مانیتور داخلی) که هم پیچیده و هم دارای هزینه بالایی است، برتری دارد و لازم است با انجام تحقیقات عملی بیشتر در این زمینه مشکلات و کمبود ها شناسایی شوند تا با رفع نـقـص‌هـای مـوجـود، کـاربـردفـنـوکـاردیـوگـرافـی دراز مدت از طریق سیستم پزشکی از راه دور، به طور وسیع امکان پذیر شود.

پاسخ دهید