电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述

电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述摘要：本文主要综述了电子胎儿监护(EFM)的国际通用分析标准、根据这些标准而开发的计算机分析系统或者是自行设计却未用通用标准的分析系统。目标是为了给进一步开发可靠的EFM计算机分析系统提供理论依据和实例指导。首先介绍了Dawes/Redman判据和依据该判据开发的Huntleigh系统；再介绍了现在国际上通用的EFM分类标准，及用分类标准开发的系统；随后又介绍欧洲和中国国内通用的胎心宫缩图(CTG)评分标准，以及用评分标准开发的系统；最后再简介了其它国家开发的EFM计算机分析系统。从上个世纪70年代起，EFM就已成为产科临床关键的一个组成部分，其输出得CTG蕴含丰富的有关胎儿生理状况的信息，所以受到产科医生的重视。与此同时，由于CTG蕴含的信息十分复杂，欧美各国的相关组织都致力于统一CTG解读的各种判据，从而降低观察者之间的差异性，进而降低因误判监护结果而产生的假阳性率，比如剖宫产等。随着计算机技术的发展，人们已开发出了各种EFM计算机辅助分析系统，为临床医生提供了较为客观的第三方分析信息，也为降低胎儿监护的假阳性率提供了可行的方案。这些系统要解决两个问题：一、提高CTG各参数提取的正确性；二、根据提取的参数再结合CTG解读的各种判据自动判定胎儿是否健康。但是目前的计算机辅助分析系统无论在上述任一问题都不能完全取代人工判读，这是因为CTG各参数的定义本身具有模糊性，算法有局限性，并且CTG解读的判据也无法统一，各国甚至不同的研究团队都有自己的标准。因此，为进一步讨论或解决上述问题提供背景资料的支撑，本文综述了目前已出现的各种EFM分析标准和一部分目前已实现的分析系统。一、Dawes/Redman判据1.1基于Dawes/Redman判据的Huntleigh系统1977年，英国牛津大学的Dawes和Redman教授开始研究胎心率(FHR)曲线和胎儿监护结果之间的联系[1]。在此基础上，研究人员开发出一种计算系统专门用于分析26-42孕周的产前胎监数据，该系统所用的标准即称为Dawes/Redman判据。该系统现在称为SonicaidFetalcare，为Huntleigh公司所有，基于超过73500例FHR数据记录[2]。Huntleigh的系统中，Dawes/Redman判据为FHR自动分析系统的基础，若非达到所有的标准，监护60分钟后系统自会发送提示或警报。第一次分析是在监护10分钟后，若所有标准满足，则系统显示胎儿是健康的，但是，若非所有标准都达到，则继续监护并每隔两分钟评估一次，直到所有标准都达到，或者整个监护记录达到60分钟后终止。Huntleigh系统估计加速、减速、基础FHR、长变异和短变异等信息。每一次新估计都会重新计算基线。Dawes/Redman标准可能能够帮助预测胎儿监护的结果。但是，即使所有标准都达到也不能保证胎儿出生时就是健康的[2]。胎盘早剥可能会突然发生，没有任何预警，却造成灾难性的结果。但是，有了Dawes/Redman分析，这种危险就会降低，并提高分娩成功的可能性[1]。图1显示了Dawes/Redman算法的流程图，程序首先对信号进行预处理，最后储存分析结果。Dawes/Redman判据在该过程的最后阶段使用。为了使用该判据，系统检测加速、减速、基础FHR、长变异和短变异等，而且还评估是否可能存在正弦波。电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波图1Dawes/Redman算法的框图该系统的输出由所计算的参数以及一系列的标准得到，这些标准统称为Dawes/Redman标准。在过去的二十年里，Dawes/Redman标准不断地被更新，但是本文介绍的是最新的版本[3]下面介绍Dawes-Redman判据：1.Doestherecordingcontainoneperiodofhighvariation?是否该段记录包括一段高变异？2.IsSTVgreaterthan3.0ms?是否短变异要大于3ms？3.IfSTVislowerthan4.5ms,isthentheLTVaveragedacrossallepisodesofhighvariationsgreaterthanthethirdpercentileforgestationalage?若短变异低于4.5ms，则是否每一段高变异平均得到的长变异超过相对应孕周第三个百分点对应的值？4.Isthereanyevidenceofahigh-frequencysinusoidalrhythm?是否存在高频率的正弦曲线？5.Isthereatleastoneacceleration?是否至少有一个加速？6.Isthefetalmovementrategreaterthan20/hour?是否胎动数大于20个/小时？7.IstheLTVaveragedacrossallepisodesofhighvariationgreaterthanthetenthpercentileforgestationalage?是否所有高变异段平均得到的长变异大于相对应孕周第十个百分点对应的值？8.Isthereatleastonefetalmovement?是否只有一个胎动？9.Doestherecordingcontainatleastthreeaccelerations?是否该记录包括至少3个加速？10.Arethereanydecelerationsexceeding100lostbeats?是否有丢失心率大于100的减速？11.Istherecordinglessthan30minutes?是否该记录小于30分钟？12.Istheremorethanonedecelerationbetween21-100lostbeats?是否有超过一个减速丢失心率在21-100之间？13.Arethereanydecelerationsgreaterthan20lostbeats?是否有丢失心率大于20的减速？14.Isthebasalheartratewithintheinterval116-160beats/minute?是否基础FHR值位于116-160bpm区间？15.IstheLTVwithin3SDsofitsestimatedvalue?是否长变异在其估计值3个方差区间以内？16.IstheSTVgreaterthan5milliseconds?是否短变异大于5ms？17.Isthereanepisodeofhighvariationwithmorethan0.5fetalmovementsperminute?是否存在一段高变异，并且每分钟伴随超过0.5个胎动？电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波18.Isthebasalheartrateequalorgreaterthan120beats/min?是否基础FHR值等于或者大于120bpm?19.Isthesignallosslessthan30%?是否信号丢失小于30%？20.Arethereanysuspectedartifactsattheendoftherecording?是否在每段记录结束存在可疑的伪迹？图2是利用Dawes/Redman判据进行数据分析的流程。图2Dawes/Redman判据进行数据分析流程图二、将FHR监护结果分类的系统2.1无应激试验分类及结果判读的英国标准[4]无论NST还是CST，根据RCOG2007年指南，依照FHR基线、变异、加速及减速等四个特征分成放心、不放心及异常三种，然后依此结果将电子胎儿监护结果分为正常、可疑及病理性（表1、表2）。若胎儿心动过速达到160~180bpm，但有加速且无其它不利特征，则为正常。即使在正常范围内，FHR存在其它不利特征，也需警惕。产程中减速多为变异减速。对于胎儿心动过缓持续超过3分钟的情况，应尽快娩出胎儿；若9分钟后FHR仍未恢复，则应对产妇准备急诊手术。放心电子胎儿监护记录包括变异减少但存在反复加速这类情况。而规则的早期减速视为良性并无临床意义。表1RCOG2007年FHR基本特征分类标准电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波表2RCOG2007胎心电子监护类型标准2.2无应激试验分类及结果判读的加拿大标准[5]和国内将NST分为反应型和无反应型不同，2007年SOGC指南将NST分为正常、不典型和议长。SOGC建议当孕妇有高位因素影响围生儿预后应使用NST。不需要进行胎儿生物物理评分，如果NST、胎动和羊水量均为正常。亦不建议人工刺激胎儿或给孕妇使用葡萄糖，从而降低NST无反应之发生率。不典型及一场发生时需作记录，并及时报告医师。表32007年SOGC按照FHR基本特性分类标准2.3宫缩应激试验的分类、结果及处理的加拿大标准2007年SOGC年列举了产时电子胎儿监护（CST）的分类、结果、处理原则及流程（表4）。表4SOGC2007CST的FHR分类、结果及处理标准电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波2.4宫缩应激试验的分类、结果及处理的美国标准美国妇产科协会（ACOG）在2009年[6]制定了最新的CST结果判读标准（表5）。表5ACOG2009的CST结果判读标准2009年，台湾大学的林启万研究团队[7]依照该标准开发出一套分析系统，使用90例孕妇的胎监数据，其FHR基线、基线变异、早期减速、宫缩频率和NST等都达到100%，而加速频率的检测准确度达到90%，晚期减速和变异减速均达到了95%，不过要强调的是NST这个指标，在该文中指20分钟监护存在两个或两个以上加速，则NST为有反应，否则无反应，这个指标是该团队自行加上的，与ACOG的标准略有不同。三、FHR监护的评分系统3.1NST评分法产前监护NST评分有以下几种评分方法，上实际70年代~80年代，由欧洲学者提出Pearson评分[8]、Fischer评分[9]、Krebs评分[10]、Kubli评分[11]以及国内常用的NST评分[12]等方案。这些评分方案能在一定程度上降低医生对于CTG记录判断和决策的主观不一致性。Pearson评分法以30分钟为一观察单元。评分采用6分制，较简明，易于执行，尤其适用于低档的胎儿监护仪和不便分析细变异的记录。其诊断标准是，凡被评为5分以上者为胎儿良好，4分以下为胎儿胎盘功能不良。表6Pearson评分法电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波Fischer评分法以30分钟监护记录为依据，基线率及其细变异的判断是指持续10分钟以上者。加速伴随胎动发生者为非周期性，与宫缩同步者为周期性。总分得8分-10分者为胎儿良好，5-7分者为可疑，4分以下者为胎儿预后不良。表7Fischer评分法Krebs评分法采用12分制，应用该法遵循以下原则：1、NST反应型或评9-12分者预测胎儿宫内情况为安全，在1周后再次评诊。2、评分9-12者无需进行OCT监护。3、低于9分则进行OCT监护，若出现晚期减速则需考虑胎儿宫内窘迫，而胎动若伴随FHR加速则窘迫可能性小。4、评0-6分者多出现晚期减速、基线率频率和振幅降低、缺少FHR加速和胎动。表8Krebs评分法Kubli评分法也是一种评估NSTFHR监护记录的方法，它与Fischer评分法类似，也是10分制，其中8-10分表示正常，5-7分表示可疑，1-4分表示危险。Krupa[13]等开发了利用Kubli评分法分析CTG记录的计算机辅助分析系统。其具体参数如下所示：电子胎儿监护分析标准和计算机分析系统综述魏守一、邓松波表9Kubli评分法NST评分法评分8-10分为反应型，说明一周内胎儿死亡率很低。6分为无反应型，可出现假阳性，应继续监测20分钟，如评分低需警惕。表10NST评分法3.2CST评分法南非的学者Odendaal等[14]在1983年对Fischer评分法进行了相应的修改，使其适应产时的CST试验，主要的区别