FOSTER：一种用于经腹胎儿脉搏血氧测量的综合技术平台，并已在大型妊娠动物模型中得到了验证

《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》：FOSTER: A Comprehensive Pipeline for Transabdominal Fetal Pulse Oximetry Validated in a Large Animal Model of Pregnancy

摘要：

目的：经腹胎儿脉搏血氧饱和度测量（TFO）有潜力补充现有的产时胎儿监测方法，这些方法无法准确检测出有出生窒息风险的胎儿。然而，由于母体组织信号的干扰，非侵入性地测量胎儿氧饱和度（fSpO2）具有挑战性。我们提出了一些方法来克服这些挑战，实现可靠且连续的fSpO2测量。方法：我们介绍了FOSTER（Fetal Oxygen SaTuration EstimatoR），这是一个综合性的流程，它结合了新颖的信号处理和机器学习技术来处理光容积图（PPG）信号并估计连续的fSpO2。通过在怀孕的母羊中进行受控脱氧实验，我们评估了FOSTER在混合母胎信号和純胎儿成分下的性能。结果：处理純胎儿信号提高了动脉血氧饱和度（SaO2）的估计准确性，与仅使用混合TFO信号相比，平均绝对误差（MAE）提高了13.7%，皮尔逊相关系数提高了10.5%。一个双分支神经网络同时处理混合和纯PPG信号，进一步将MAE提高了6.3%，皮尔逊相关系数提高了4.1%。结论：FOSTER流程通过先进的信号处理和双分支架构，在连续fSpO2估计准确性方面取得了显著改进，为可靠的fSpO2监测奠定了基础。意义：这项工作代表了向准确、连续和非侵入性监测胎儿氧合状况迈出的重要创新一步。在动物研究中验证的方法为推动胎儿监测系统的发展奠定了基础，为改善母婴护理提供了新的可能性。

引言

目前，分娩期间对胎儿健康状况的评估依赖于心电图监护（CTG），通过解读胎儿心率和子宫活动来评估胎儿状况[1]。虽然这项技术旨在识别有缺氧窘迫风险的胎儿，但它存在显著的限制。最关键的是，单靠CTG经常将健康的胎儿误认为是缺氧的，导致不必要的剖宫产，而没有