孕晚期的胎心监护(简称胎监),已作为监测胎儿宫内情况和胎儿储备能力的重要工具,在临床上被广泛使用,有效降低了不良妊娠结局的发生率[1, 2];在医院常规产检和住院床边产检配备日益普及的形势下,产科医生一直梦想电子胎儿监护能够超越时间和空间的限制。远程医疗和社区医疗日益受到医疗界的重视,孕妇迫切需要一种可靠、经济的自我家庭监护方法[3]。而随着网络通信技术的飞速发展,以及互联网、传感器技术、小型化设备的普及,也为实现产科医生的这一梦想提供了切实的技术保障。
目前已有多款基于互联网连接的远程胎心监护系统投入商用[4],并逐步取得了医院的认可,有了良好的推广基础。但是这些系统都是基于传统的多普勒超声检测胎心率原理,存在着设备体积大,耗电量高,每次测试都需要涂抹耦合剂找胎心等诸多不便。更为重要的是,无限制地使用超声波来照射胎儿的风险并未被完全排除[5],所以在家庭环境下由孕妇自己操作多普勒设备,高频次长时间的照射胎儿,需要慎重考虑其风险。
在这个大前提下,如果要广泛部署孕妇在家庭环境自己操作的远程胎心监护系统,就需要有新的建设思路和新的技术手段,来保证远程胎心监护的方便性和安全性的高度统一。
1 资料与方法 1.1 研究对象选取2017年2月至7月在医院进行常规产检的393例无妊娠并发症孕妇作为研究对象。孕妇年龄22-39岁,平均(26±6)岁,孕周32-40周,平均(36±3)周,在常规胎心监护的同时使用研究设备进行自身对照。并选取在医院常规产检的同时自愿在家进行胎心监护的孕妇68名,进行远程胎心监护使用习惯的研究。孕妇年龄22-35岁,平均(29±3)岁,孕周18-34周,平均(26±4)周。
1.2 设备与方法 1.2.1 设备常规胎心监护采用深圳市理邦精密仪器股份有限公司生产的F6型胎儿/母亲监护仪。研究设备采用传世未来(上海)医疗科技有限公司生产的萌动A1型胎儿监护贴(下文简称萌动)。
综合考虑设备体积、功耗、胎儿安全性等因素,萌动胎儿监护设备采用胎儿心音法进行胎心率监护。胎心音监护设备结构简单,耗电低,体积小巧,使用简单(无需涂抹耦合剂),适合于可穿戴方式的高频次长时间监控。
胎儿的胎心跳动能量经过羊水、子宫壁、母体腹部肌肉的衰减后最终到达母体的皮肤表面,表现为母体皮肤表面的微微振动,这个振动能量会推动周围的空气产生纵波。当这个纵波能量到达微压力传感器的敏感面后,引起传感器内部电气特性的变化。传感器将这个变化转换为电压输出,经过放大器的放大,硬件滤波器的滤波,输送给模数转换器,模数转换器将模拟信号转换为数字信号,微控制器(MCU)将数字信号提取后通过蓝牙传递给手机APP。
如图 1所示,萌动设备十分小巧,厚度不到7 mm,直径32 mm,重量不到20 g,外形为安全便携的圆扣形状。使用时将萌动装入一个密封硅胶套内,密封在孕妇腹部进行胎心率检测。
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图 1 萌动胎儿监护贴设备示意图 |
常规胎儿监护:采用外监护方法, 进行无负荷试验(NST)。远程胎心监护:萌动远程胎心问诊系统由萌动设备、手机APP、服务器和医生平台组成,另外提供将胎儿动态分享给家人的功能。
如图 2所示,萌动的基本使用方式:① “萌动”置于孕妇腹部,通过微压力传感器收集胎心音并计算出胎心率; 同时通过加速度传感器收集胎动信息。②胎心率数据通过低功耗蓝牙,发送到手机,在APP上绘制出胎心率曲线呈现给用户; 胎动数同时显示。③手机上的胎心率曲线通过网络上传到服务器,服务器上安装有人工智能判别程序,自动为胎心率曲线打分。④若分数出现异常,服务器会实时推送数据到医生平台,由在线医生进一步确认分数。得分正常情况下,医生无需介入。⑤曲线得分通过网络传到用户手机。⑥手机APP还提供了分享功能接口,用户可以通过社交软件将胎心率曲线和得分分享给家人和朋友。
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图 2 远程胎心监护总体架构 |
① 胎心率基线异常表现, 胎心过快(>160次/min)或胎心过慢(< 110次/min); ②无反应型, 胎心基线变异平滑或减少; ③加速异常:胎心基线波动于正常范围, 胎动时胎心基线无加速或加速幅度小于15次/min, 持续时间小于15 s视为NST异常。20 min监护时间内少于两次合格的加速; ④减速或正弦波:出现中、重度变异减速, 延长减速或正弦波。
1.3 统计学方法采用SPSS 17.0软件包对数据进行统计学处理, 组间比较采用Wilcoxon检验; 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两种设备数据一致性比较萌动在医院进行了多轮和多普勒设备的数据准确度比较,比较结果表明,萌动1 min内测得的心跳数(次/min)和多普勒测的结果高度一致。
如表 1结果所示,萌动与多普勒数据高度相关,根据两组数据差值估计出95%的置信区间落在±2次/min内,与多普勒技术审查指导原则要求一致,也能说明萌动胎心监测数据与多普勒监测的胎心数据差异在可接受的范围内。
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表 1 受试设备与对照设备胎心监测分析结果 |
如图 3所示,通过散点图直观描述萌动与多普勒差值分布情况,显示萌动和多普勒存在直线关系。相关系数为0.986 1(P < 2.2 e-16),提示萌动与多普勒数据显著相关。
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图 3 萌动与多普勒数据散点图 |
通过分析孕妇在家庭环境下使用远程胎心监护以及提交咨询次数的分析,发现孕妇接受并喜欢这种远程的胎心监护模式,远程胎心监护基本满足孕妇对实时了解胎儿健康状况的需求。
如图 4-6所示,孕妇每日进行远程胎心监护的次数为(2.4±0.7)次,每天的测试时长为(47±6)min,越接近预产期时每日提交咨询次数越多,在后期由于部分孕妇已经顺利生产,提交次数明显下降(图 6)。
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图 4 孕妇每日平均远程胎心监护测试次数 |
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图 5 孕妇每日平均远程胎心监护测试时长 |
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图 6 孕妇每日平均提交咨询次数 |
本研究在分析393例不同孕周孕妇的常规多普勒胎心监护结果及萌动测试结果后,发现两种设备所得结果高度相关,P>0.1(0.87),说明被动式胎心监护在数据准确及可信度上与目前临床使用设备基本一致,符合临床使用要求。通过跟踪用68例孕妇庭远程监护数据后,发现孕妇普遍接受远程胎心监护设备并且有较强的实时了解胎儿宫内健康状况的意愿。
3.1 听诊器原理远程胎心监护的临床意义2016年是全面两孩政策实施第一年,全国新出生人口1 867万人,其中,有45%来自两孩家庭。同时,自二孩政策开放以来,我国生育二孩目标人群为9 000万,受年龄和健康因素的影响,能够生育人群占目标人群28%。
胎心监护是临床上监护胎儿宫内安危状况的常用方法,对指导临床工作,降低胎儿不良结局有重要的意义[6]。孕晚期胎儿可能会由于低氧环境、胎盘功能下降、脐带绕颈等多种原因出现缺氧,导致胎儿宫内窘迫、新生儿窒息等,影响母胎安全。而电子胎心监护能对一段时间内的胎心率及其变化特点进行整体的分析,能较早期发现胎儿窘迫,从而及时采取相应的对策,可以明显减少围产儿的死亡率。然而传统的电子胎心监护只能在医院进行,在机器少、孕妇人数多的情况下,必须等待数小时,对于专程来做胎心监护的孕妇,不仅增加了孕妇体力和精力的消耗,也增加了一定的经济负担[7]。因此使用移动医疗胎儿监护技术不仅具有传统胎心监护的医学属性,同时也克服了传统胎心监护时间与空间上的局限性,具有广泛的研究与应用前景。萌动通过听诊原理监测胎心率曲线,并通过加速度检测胎动,创造性地解决了安全和方便的难题,为家庭远程胎心监护开辟了新的途径。
同时有研究指出,时间间隔大于2 d的胎心监护容易错过一些异常的胎心表现,从而不能及时对胎儿宫内窘迫及早发现,并进行干预,建议进行每天定时进行监护[8]。由于传统常规胎心监护约于34周左右开始,在此之前的胎儿宫内状况,通过远程胎心监护,实时对孕妇的胎儿监测有积极意义。
3.2 远程监护对于孕妇实时了解胎儿健康的意义随着90后进入孕妇大军,以及二孩政策开放带来的高龄高危孕妇,人们愈发追求“安全、轻松、品质、科学、时尚”的孕期生活。因此,满足低危孕妇的心理特点,以及高危孕妇的硬性需求,提供一个“科学、便捷、安全”的家庭监护方案,势在必行。在本次研究中,我们发现孕妇不仅有实时了解宝宝健康状况的需求,也有非常强的主观能动性,自觉每天进行胎心监护并上传资料,远程胎心监护作为医院常规产检的补充,无疑能为孕妇在孕晚期提供医学和心理上的极大支持。
3.3 远程胎心监护的不足及展望目前胎心曲线的判读都是依据Krebs评分规则[9],由受过专业训练的医生进行判读,由于胎心监护的假阳性时有发生,无疑会增加孕妇及家属的恐慌。而且,随着远程医疗的蓬勃发展,大量的远程监护胎心曲线需要及时地反馈给孕妇,人工判读将耗费大量的医疗资源,而且判读的及时性和一致性也不容易得到保障。如果能开发基于人工智能(AI)的胎心曲线判读系统,届时用远程胎心监护系统收集的数以万计的胎心曲线对算法进行调教,最终达到超过人工判读的准确性和时效性。将在为孕妇提供更优质医疗服务质量的前提下,为节约医疗资源,减轻医护人员负担做出巨大的贡献。
基于被动式听诊原理研制的萌动监护设备适合于家庭环境下孕妇自主操作进行高频次长时间的胎心监护,检测结果和多普勒对比高度一致。通过远程胎儿监护系统的大数据分析模块对孕妇的使用行为进行跟踪分析,结果表明孕妇在家通过远程胎儿监护系统进行远程监护是可行的,具有很好的胎儿窘迫预警能力,有着广阔的部署前景和良好的社会效益。
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