شناسایی غیر تهاجمی کامپلکس qrs جنین از سیگنال غیرنهاجمی الکتروکاردیوگرام مادر جهت محاسبه ضربان قلب جنین(fhr) و فاصله rr interval جنین frr

برخی از نارسایی های قلبی جزء بیماری های شایع مادرزادی است. این نارسایی ها انواع مختلفی دارد و می تواند به قدری خفیف باشد که کودک تا سال ها پس از تولد سالم به نظر برسد و یا می تواند به قدری حاد باشد که کودک در بدو تولد دچار مشکل شود. تقریباً از هر 125 کودکی که به دنیا می آید یک کودک مبتلا به بیماری قلبی است. عوامل ژنتیکی، مادرزادی و عوامل محیطی نظیر بیماری های عفونی و یا سوء مصرف دارو را به عنوان عوامل بیماری های قلبی می توان نام برد. از این رو تحت نظر داشتن قلب جنین در تشخیص زود هنگام نارسایی های قلبی بسیار موثر است. در حال حاضر متداول ترین روشی که اطلاعات مربوط به قلب جنین را در اختیار متخصصین قرار می دهد روش اولتراسوند می باشد. این روش تنها قادر به محاسبه ی ضربان فلب جنین و آشکارسازی محدودی از نارسایی های قلبی جنین است. در حالی که منشأ بسیاری از نارسایی های قلبی در سیستم عصبی قلب و آریتمی های مربوط به نحوه ی انقباض عضله ی قلب است. به همین جهت به دست آوردن و استفاده از سیگنال الکتروکاردیوگرام قلب (ecg) که نشان دهند? فعالیت الکتریکی قلب است بسیار مفید و حیاتی است. برای بدست آوردن سیگنال قلب جنین مشکلات عدیده ای وجود دارد نظیر ضعیف بودن ecg جنین در مقایسه با سایر نویزها و تداخل ها به ویژه سیگنال ecg مادر. این امر باعث شده پژوهشگران در سرتاسر دنیا راه حل های مختلفی را برای بدست آوردن سیگنال الکتروکاردیوگرام جنین ارائه دهند ولی با این حال راه حلی که تمامی مشکلات موجود در این زمینه را هموار سازد هنوز پیشنهاد نشده است. یکی از مشکلات اساسی در بدست آوردن ecg جنین جداسازی ecg مادر از سیگنال مخلوط ecg جنین و مادر می باشد که از شکم مادر حامله ضبط شده است. بر خلاف اغلب روش های موجود، در این تحقیق روشی ارائه شده است که با استفاده از قوانین جدید و بدون جداسازی ecg مادر و جنین از یکدیگر امکان محاسبه ی موقعیت های مجموعه qrs جنین (fqrs) با دقت بالا فراهم شده است. در این روش با به-کارگیری تبدیل موجک گسسته سیگنال ecg جنین (fecg) تجزیه شده است. با به کارگیری سطوح خاصی از تبدیل موجک، سیگنال جدید fecg بازسازی شده است .در سیگنال جدید fecg قسمت اعظمی از نویز-ها حذف شده است به گونه ای که در سیگنال جدید بازسازی شده مجموعه های fqrsبه صورت واضح تری قابل مشاهده هستند که همین امر موجب کاهش چشمگیر خطای الگوریتم شده است. مشکل مهم دیگری که در بدست آوردن سیگنال ecg جنین وجود دارد به دست آوردن بهترین کانالی است که حاوی سیگنال ecg جنین می باشد. قلب جنین درون شکم مادر به علت حرکت و چرخش جنین جایگاه ثابتی ندارد و سایر عوامل نظیر وجود بافت های چربی شکم مادر باعث می شود تا موقعیت کانالی که حاوی ecg جنین با کیفیت بالاتری است مشخص نباشد. به همین علت ارائه روشی برای تعیین بهترین کانال می-تواند بسیار مفید باشد. در این پژوهش برای اولین بار روشی ارائه شده است که نه تنها بهترین کانال را پیدا می کند بلکه تمام کانال های موجود را رتبه بندی کرده تا روش هایی که براساس استفاده همزمان از چندین کانال است از این رتبه بندی استفاده نمایند. برای این رتبه بندی، به هر کانال یک امتیاز داده می شود. این امتیاز بر مبنای دو معیار پراکندگی نویز و میزان روئیت پذیری موج های r جنین می باشد. در نهایت لید با امتیاز بیش تر هم دارای کیفیت مطلوب تر و هم حاوی ecg قوی تر جنین بوده که به عنوان بهترین کانال در نظر گرفته می شود. سایر کانال ها نیز براساس امتیازشان رتبه بندی می شوند. از آن جا که ecg جنین در حوزه های مختلف همچون زمان، مکان و فرکانس با سایر سیگنال ها و نویز ها تداخل دارد روش هایی که تنها به اطلاعات موجود در یکی از این حوزه ها استوار است قادر به تفکیک سیگنال ecg نمی باشد. به همین جهت در روش های ارائه شده استفاده همزمان از حوز? زمان و فرکانس باعث بهبود عملکرد روش ها شده است. در این تحقیق سه روش ارائه شده است که هر کدام از این روش ها دارای ویژگی مشخصی می باشند. ویژگی روش اول استفاده تک کاناله از بهترین کانال از حیث پراکندگی نویز است. ویژگی روش دوم و سوم به ترتیب استفاده تک کاناله و چندکاناله از بهترین کانال از حیث دو مشخصه پراکندگی نویز و میزان مشاهده پذیر بودن ضربان های قلب جنین است. در نهایت نتایج حاصل از این سه روش با هم مقایسه شده و بهترین روش با ذکر دلایل و ویژگی های آن بررسی می شود که میزان موثر بودن نحو? انتخاب بهترین کانال و استفاده تک کاناله یا چند کاناله را بر نتایج نشان می دهد. برای ارزیابی این روش ها از چهار پایگاه داد? رایج در این حوزه که شامل physionet noninvasive fecg، abdominal and direct fecg، physionet challenge 2013 و daisy می باشند استفاده شده است. در تازه ترین نتایج به دست آمده در محاسبه مکان دقیق مجموعه های fqrs در سال 2014 با استفاده از 14 رکورد یک دقیقه ای از پایگاه داده physionet non-invasive ‎fecg دقت 97.2% حاصل شده است. روش-های دوم و سوم ارائه شده در این پژوهش با استفاده از 25 رکورد یک دقیقه ای از همان پایگاه داده دقت 98.97% و 99.06% به دست آمد و این در حالی است که تعداد رکورد های استفاده شده 11 تا بیشتر -می باشد که نشان دهنده میزان موثر بودن ساختار معرفی شده می باشد.