Fonocardiografia fetale: Valutazione della qualità di segnali acquisiti con dispositivi non tradizionali

Monitoring the health of the foetus, a key stage in pregnancy, includes monitoring heart sounds, generated by heart activity and detected through the maternal abdomen using the technique of fetal phonocardiography. The central organ of the circulatory system, and also of our study, is the heart, which with its anatomy and periodic contractions provides nourishment and oxygen to the entire organism. Indeed, with the cardiac cycle, which alternates between systole (contraction) and diastole (relaxation), the heart ensures a regular blood flow, allowing two main circulations: systemic and pulmonary, which are the basis of the circulatory system. The present study focuses mainly on the foetal heart, which is still sketched and not fully formed in the way we normally know it, just like the entire prenatal organism. This is why it is essential to monitor the foetus, in this case by means of fetal phonocardiography, a technique that has undergone several innovations over time, and which is now crucial for this type of study due to its non-invasiveness and repeatability. The entire analysis procedure is also decisive: signal extraction and processing, as well as a series of extremely precise and error-sensitive techniques. The paper focuses on evaluating the quality of signals acquired on a 33-year-old woman at 35 weeks' gestation, with the foetus in cephalic position and the back facing the maternal right. The ten acquisitions were recorded by dividing the maternal abdomen into four quadrants following clock coding and changing the position of the sensor and subject for each detection. The signals were then loaded and analysed using the MATLAB programme, with the aim of checking for the presence of the fetal heartbeat. These were analysed using appropriate filtering operations, including the construction of a specific Notch filter for the attenuation of a certain band. The filtering process is essential for the elimination of noise and interference related to the external environment and the subject's own breathing. In addition, in order to obtain a complete analysis, it was considered appropriate to go for a similar signal-to-noise ratio in order to extract the channels of the recordings with a higher percentage of signal. Thus, although the result did not conform to expectations, this study contributes to providing an example of how the technique of fetal phonocardiography and the analysis of the signals derived from it is continually advancing.

Il monitoraggio della salute del feto, una fase fondamentale nella gravidanza, include il controllo dei suoni cardiaci, generati dall’attività cardiaca e rilevati attraverso l’addome materno mediante la tecnica della fonocardiografia fetale. L’organo centrale dell’apparato circolatorio, e anche del nostro studio, è il cuore, che con la sua anatomia e le sue contrazioni periodiche fornisce nutrimento ed ossigeno a tutto l’organismo. Difatti, con il ciclo cardiaco, il quale si alterna tra sistole (contrazione) e diastole (rilassamento), il cuore assicura un flusso sanguigno regolare, permettendo due principali circolazioni: sistemica e polmonare, le quali sono alla base del sistema circolatorio. Il presente studio si focalizza principalmente sul cuore fetale, ancora abbozzato e non completamente formato nel modo che normalmente conosciamo, esattamente come l'intero organismo prenatale. Indi per cui risulta fondamentale occuparsi del monitoraggio del feto, in tal caso tramite la fonocardiografia fetale, una tecnica che ha subito diverse innovazioni nel tempo, e che ora risulta cruciale per questa tipologia di studi, grazie alla sua non invasività e alla ripetibilità. Decisivo risulta anche l'intero procedimento di analisi: estrazione ed elaborazione del segnale, nonché una serie di tecniche estremamente precise e molto sensibili ad errori. L'elaborato, infatti, si concentra sulla valutazione della qualità dei segnali acquisiti su una donna di 33 anni alla 35° settimana di gestazione, con il feto in posizione cefalica e il dorso rivolto alla destra materna. Le dieci acquisizioni sono state registrate dividendo l’addome materno in quattro quadranti seguendo la codifica dell’orologio e modificando per ogni rilevazione la posizione del sensore e del soggetto. I segnali sono stati poi caricati ed analizzati utilizzando il programma MATLAB, con lo scopo di andare a verificare la presenza del battito cardiaco fetale. Questi sono stati analizzati tramite operazioni di filtraggio adeguate, utilizzando anche la costruzione di un filtro Notch specifico per l’attenuazione di una determinata banda. Il processo di filtraggio è fondamentale per l’eliminazione di disturbi e interferenze legate all’ambiente esterno e alla respirazione del soggetto stesso. Oltretutto, al fine di ottenere un’analisi completa, si è ritenuto opportuno andare ad effettuare un rapporto simil segnale-rumore per estrarre i canali delle registrazioni con maggiore percentuale di segnale, nonostante ciò, si è ottenuto un riscontro diverso da quello che ci si aspettava. Quindi, seppur il risultato non sia conforme alle aspettative, questo studio contribuisce a fornire un esempio di come la tecnica della fonocardiografia fetale e dell’analisi dei segnali da essa ricavati sia in continuo avanzamento.