基于生物物理前向模型的胎儿磁心图自动化信号重建方法

《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》：Automated Fetal Magnetocardiography Reconstruction Using a Biophysical Forward Model

　　

摘要：

目的：胎儿磁心图（fMCG）通过非侵入性地测量胎儿电生理活动，实现对心脏疾病的早期检测。然而，当前的fMCG信号估计方法依赖于盲源分离或基于模板的投影技术，需要进行复杂的、耗时的人工处理。方法：我们提出了一种自动化信号重建方法，无需人工标注即可从fMCG测量中恢复胎儿和母体的心脏活动。该方法利用测量数据与心脏信号之间的关系，通过一个基于生物物理的前向模型，将心脏源表示为随时间变化的磁偶极子。这使得能够重建生理上可解释的三维向量心电信号及其空间位置。结果：在具有已知真值的合成数据上的验证确认了心脏源参数的准确恢复。在真实fMCG记录中，重建结果与已建立的参考方法高度一致。结论：所提出的前向模型方法能够自动从fMCG记录中重建胎儿和母体的心脏活动，并产生可解释的向量心电源域信号。意义：自动化、可解释的fMCG重建将使胎儿心脏评估更加可靠，并有望支持在产前护理中的转化应用。