SISTEMA DE TOCOCARDIOGRAFÍA DIGITAL CON PROCESAMIENTO EN UNA FPGA PARA EL MONITOREO MATERNO-FETAL / DIGITAL CARDIOTOCHOGRAPHY SYSTEM WITH PARALLEL FPGA PROCESSING FOR MATERNAL FETAL MONITORING / SISTEMA DE TOCOCARDIOGRAFÍA DIGITAL COM PROCESSAMENTO EM UM FPGA PARA MONITORAMENTO MATERNO-FETAL

El estudio clínico fetal relaciona aspectos críticos como la intensidad de las contracciones uterinas, movimientos del feto y frecuencia cardiaca de manera simultánea para evaluar el bienestar fetal. Los cambios periódicos o transitorios de la frecuencia cardiaca son objeto de estudio y aparecen en relación a diversos estímulos fetales como movimientos espontáneos o provocados, contracciones uterinas, hipo fetal, etc. Con este propósito, en una valoración de los mismos es necesario disponer de una constante monitorización, en la que se exprese la frecuencia y la variabilidad cardiaca fetal de manera eficiente. En este artículo se presenta el desarrollo de un sistema de tococardiografía para el registro de la frecuencia cardiaca fetal y la intensidad de las contracciones uterinas compuesto por tres tarjetas electrónicas, una unidad de procesamiento digital paralela, una campana acústica y una pantalla para adquirir y procesar de manera no invasiva las señales tococardiográficas.

Clinical evaluation on fetuses is related to simultaneous critical aspects such as intensity of uterine contractions, fetal movements, and heart rate. Periodic or transient changes in heart rate are studied and appear in relation to various fetal stimuli as spontaneous or induced movements, uterine contractions, fetal hiccups, and so on. Thus, their evaluation is necessary to obtain constant monitoring in which the frequency and variability are expressed efficiently. This paper presents the development of a cardiotochography system for recording fetal heart rate and intensity of uterine contractions, which is composed by three electronic boards, a digital parallel processing unit, a sounds bell and a screen to acquire non-invasively and process tococardiography’s signals.

O estudo clinico fetal relaciona aspectos críticos, como a intensidade das contrações uterinas, movimentos fetais e batimentos cardíacos simultaneamente para avaliar o bem-estar fetal. As mudanças periódicas ou transitórias da frequência cardíaca são estudados e aparecem em relação a vários movimentos fetais espontâneas ou induzidas, as contrações uterinas, soluços fetais, etc. Para este efeito, em uma revisão do mesmo é necessário ter monitoramento constante, na que se exprese a freqüência e variabilidade do ritmo cardíaco fetal de forma eficiente. Este artigo é apresentado o desenvolvimento de um sistema de tococardiografía para registar o ritmo cardíaco fetal e intensidade das contrações uterinas composto por três placas eletrônicas, uma unidade de processamento digital paralelo, uma cabine acústica e uma tela para adquirir e processar de maneira não invasiva as sinais tococardiográficas.

Análisis no lineal de la frecuencia cardíaca fetal / Nonlinear analysis of fetal heart rate

Evaluar el comportamiento de la frecuencia cardíaca fetal a través del análisis no lineal en fetos sanos y con restricción del crecimiento intrauterino. Unidad de Perinatología, Departamento Clínico Integral de la Costa, Escuela de Medicina y Departamento de Matemáticas, Facultad de Ciencias y Tecnología, Universidad de Carabobo. Se trata de una investigación observacional, analítica, de corte transversal; se analizaron 60 registros de la frecuencia cardíaca fetal de 40 fetos sanos y de 20 fetos con restricción del crecimiento intrauterino entre las 30 y 42 semanas de gestación. Cada registro de la frecuencia cardíaca fetal en papel se convirtió a formato digital; se estableció la complejidad de cada registro de la frecuencia cardíaca fetal obtenida a través de los métodos de la asimetría del tiempo de reverso y el máximo exponente de Lyapunov. Se utilizó la dimensión de correlación (D2) para cuantificar el comportamiento caótico. Se determinó la complejidad de los registros de la frecuencia cardíaca fetal obtenidos; la dimensión de correlación de los fetos con restricción del crecimiento intrauterino (0,90 ± 0,03) fue menor que la calculada en los fetos sanos (0,93 ± 0,02), probándose su significancia estadística (P = 0,012). La correlación de dimensión disminuidas en fetos con restricción del crecimiento nos indica que la regulación de su dinámica cardíaca es menos compleja, probablemente está limitada la integridad del control del sistema cardiovascular y por ende su capacidad de adaptación frente a noxas externas o internas, estableciendo que el análisis no lineal permite diferenciar los fetos sanos de los fetos con restricción del crecimiento intrauterino.

To evaluate the behavior of the fetal frequency cardiac through nonlinear analysis in healthy fetuses and with intrauterine growth restriction. Unidad de Perinatología, Departamento Clínico Integral de la Costa, Escuela de Medicina y Departamento de Matemáticas, Facultad de Ciencias y Tecnología, Universidad de Carabobo. This work is an observational, analytical investigation, of cross-section; 60 registries of the fetal heart rate of 40 normal fetuses and 20 intrauterine growth restricted fetuses between 30 and 42 gestation weeks were analyzed. Each registry in paper of the fetal heart rate became to digital format; in the search of the possible complex behavior of each monitoring records was applied the asymmetry of the reverse time and the maximum exponent of Lyapunov. The chaotic behavior of each one of them by means of the dimension of correlations was quantified (D2). Was given the complexity of the fetal heart rate records; the correlation dimension of intrauterine growth restricted fetuses (0.90 ± 0.03), was lower than of the normal fetuses (0.93 ± 0.02) proving its statistical significance (P = 0.002). The correlation dimension diminished in intrauterine growth restricted fetuses indicates that the regulation of its cardiac dynamics is less complex, probably is limited the integrity of the cardiovascular control and therefore its capacity of adaptation to external or internal noxas, establishing that the nonlinear analysis allows differentiating the healthy fetuses from intrauterine growth restricted fetuses.

Hemorragia fetomaterna masiva con patrón cardiotocográfico sinusoidal: presentación de un caso y revisión de la literatura / Massive fetomaternal hemorrhage with cardiotocographic sinusoidal rhythm: a case presentation and literature review

Introducción: la transfusión fetomaterna masiva (TFM) es una entidad con una elevada morbilidad y mortalidad fetal, suele cursar con una disminución en la percepción de los movimientos fetales por parte de la madre, y la presencia de un patrón cardiotocográfico sinusoidal fetal, asociado a la anemia fetal. No obstante, ambas situaciones tienen muy baja especificidad. Se presenta un caso clínico con el objetivo de revisar la exactitud del patrón sinusoidal en el diagnóstico de anemia fetal. Materiales y metodos: se presenta el caso de una gestante de 36 semanas que fue atendida en el Hospital Universitario La Paz (complejo hospitalario de tercer nivel que forma parte del conjunto de hospitales públicos en España), en la que tras presentarse un patrón cardiotocográfico no tranquilizador, se realizó una inducción del parto en el que las pruebas habituales de bienestar fetal resultaron insuficientes para el diagnóstico de sufrimiento fetal. Tras un parto eutócico se comprobó la presencia de una anemia neonatal grave, comprobándose la presencia de un gran volumen de sangre fetal en la sangre materna mediante el test de Kleihauer Betke. Se hace una revisión de los artículos publicados en los últimos 10 años en las base de datos Medline vía PubMed, en español e inglés.Conclusión: la monitorización fetal intraparto podría ser útil en el diagnóstico de la hemorragia fetomaterna masiva, aunque se deben hacer estudios más amplios para determinar la exactitud diagnóstica...

Introduction: massive fetomaternal transfusion (MFT) is an entity having high fetal morbidity and mortality; it usually involves the mother’s reduced perception of fetal movements and the presence of a cardiotocographic fetal sinusoidal rhythm, associated with fetal anemia. However, both situations have very low specificity. A clinical case is presented here to arouse interest in reviewing the precision of the sinusoidal rhythm when diagnosing fetal anemia. Materials and methods: the case of a 36-weeks pregnant mother is presented; she attended La Paz teaching hospital (a third-level hospital forming part of the Spanish public hospital system). After presenting a non-reassuring cardiotocographic heart rate pattern, birth was induced in which the usual fetal wellbeing tests proved insufficient for diagnosing fetal suffering. The presence of serious neonatal anemia was shown following a eutocic delivery, the Kleihauer-Betke test proving the presence of a large volume of fetal blood in the mother’s blood. Articles published in both Spanish and English during the last 10 years in the Medline database were reviewed via PubMed. Conclusion: intradelivery fetal monitoring could be useful in diagnosing massive fetal-maternal hemorrhage, even though broader studies should be carried out for determining diagnostic precision...

Estimación no invasiva de la frecuencia cardiaca fetal mediante técnicas de separación ciega de fuentes / Non-invasive fetal heart rate estimate by use of blind signal separation techniques

El diagnóstico anticipado de la enfermedad cardiaca durante la etapa de gestación del feto es uno de los retos de la medicina actual. La evaluación del electrocardiograma fetal es, por tanto, crucial para diagnosticar diversas anomalías cardiacas. No obstante, extraer el electrocardiograma fetal para su posterior valoración es una tarea complicada debido a muchos factores que abarcan desde las técnicas de adquisición del mismo y afección de factores fisiológicos, hasta la posible comorbidad entre diversas patologías. Desde años atrás la investigación en el estudio del electrocardiograma fetal y se han empleado técnicas tanto invasivas como no invasivas. La técnica no invasiva más usada es el ultrasonido Doppler pero éste no aporta información respecto a los parámetros morfológicos y temporales del electrocardiograma fetal; este último puede obtenerse mediante la colocación de eléctrodos sobre el abdomen y el tórax de la madre. Esta técnica abre la posibilidad de caracterizar la señal del electrocardiograma fetal; el problema radica en que la señal se mezcla con otras señales biomédicas, como la del electrocardiograma materno, la respiración, la actividad estomacal y las contracciones del útero, y por interferencias externas provocadas por la red eléctrica o el ruido térmico. Al día de hoy la señal del electrocardiograma fetal está aún en etapa de caracterización, motivo por el cual se hace necesario investigar nuevas metodologías para su estudio. El objetivo de este trabajo es utilizar técnicas de procesamiento de señales para extraer de manera no invasiva el electrocardiograma fetal partiendo del electrocardiograma superficial de la madre a fin de obtener una estimación de la frecuencia cardiaca fetal.

Early fetal diagnosis of heart disease during pregnancy is one of the current medical challenges. Therefore, the evaluation of the fetal electrocardiogram is crucial in the diagnosis of various cardiac abnormalities. However, the performance of the fetal electrocardiogram for its further assessment is a complicated task due to many factors ranging from EEG acquisition techniques and conditions of physiological factors, to the possible comorbidity between different pathologies. From years ago, the scientific investigation is focused in the study of the fetal electrocardiogram and both invasive and non-invasive techniques have been used. The non-invasive most used technique is the doppler ultrasound, but this does not provide information about the morphological and temporal parameters of the fetal electrocardiogram; the latter can be obtained by placing electrodes on the abdomen and thorax of the mother. This technique opens the possibility to characterize the fetal electrocardiographic signal but there is the problem that this signal may be mixed with other bio-medical signals such as maternal ECG,respiration, stomach activity, contraction of the uterus, and by external interference with AC power or thermal noise. As of today, the fetal electrocardiographic signal is still in a characterization stage, which is why it is necessary to investigate new methodologies for its study. The aim of this work is to use signal processing techniques to perform a non-invasive fetal electrocardiogram starting from the superficial electrocardiogram of the mother in order to obtain an estimate of the fetal heart rate.