Monitoring of the intrauterine state of the fetus. Question history. New possibilities of phonocardiography

The problem of decreasing perinatal mortality is one of the pressing problems in modern obstetrics. Unfortunately, current methods of monitoring the intrauterine state of the fetus that are at the disposal of an obstetrician – gynecologist (сardiotocography, Doppler velocimetry) do not guarantee fetal wellbeing in the near-term outlook, and the number of tests is limited due to safety concerns. Consequently, there is ongoing search for alternative methods of obtaining information about the intrauterine state of the fetus (phonocardiography, electrocardiography). Using IT and mathematical data analysis has considerably enlarged the phonocardiography potential, including implementation of remote monitoring of the fetal health state.

A Tomsk-based company Diagnostika + LCC developed software and hardware appliance FetalCare aimed at 24-hour monitoring of the intrauterine state of the fetus based on audio data on the fetal cardiovascular system. Cardiointervalograms (CIG) obtained by phonocardiography allow to estimate the state of the fetus based on standard assessment criteria: basal heart rate, heart rate variability, presence of accelerations and decelerations, short-term variation (STV), and long-term variation (LTV). The developed appliance is non-invasive, relatively cheap, portable, and safe both for the mother and the fetus.

1. Hug L., Sharrow D., You D., Levels & Trends in Child Mortality: Report 2019 United Nations International Children’s Emergency Fund; 2019. URL: https://childmortality.org/data/World.

2. Федеральная служба государственной статстики. Естественное движение населения Российской Федерации за 2020 г. Статистический бюллетень.

3. Щербакова Е.М. Демографические итоги I полугодия 2019 года в России (часть II). М: Демоскоп Weekly; 8 сентября 2019 (дата обращения 20.07.2022) URL: http://www.demoscope.ru/weekly/2019/0823/barom01.php

4. Щербакова Е.М. Демографические итоги I полугодия 2021 года в России (часть II). М: Демоскоп Weekly; 20 сентября 2021 (дата обращения 20.07.2022) URL: http://www.demoscope.ru/weekly/2021/0911/barom01.php

5. Туманова В.А., Баринова И.В. Проблема антенатальных потерь. Российский вестник акушера-гинеколога. 2009;9(5):39–45.

6. Матрохина Г.В. Антенатальная гибель доношенного плода: факторы риска, возможности телемедицины в ее прогнозировании. Бюллетень медицинской науки. 2019;4(16):24–25.

7. Баринова И.В., Котов Ю.Б., Кондриков Н.И. Клинико-морфологическая характеристика фетоплацентарного комплекса при антенатальной смерти плода. Российский вестник акушера-гинеколога. 2013;13(3):14–19.

8. Коротова С.В., Фаткуллина И.Б., Намжилова Л.С., Ли-Ван-Хай А.В., Борголов А.В, Фаткуллина Ю.Н. Современный взгляд на проблему антенатальной гибели плода. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2014;130(7):5–10.

9. Курцер М.А., Кутакова Ю.Ю., Сонголова Е.Н., Белоусова А.В., Каск Л.Н., Чемезов А.С. Синдром внезапной смерти плода. Акушерство и гинекология. 2011;7:79–83.

10. Савельева Г.М., Сичинава Л.Г., Курцер М.А., Панина О.Б. Пути снижения перинатальной заболеваемости и смертности. Российский медицинский журнал. 1999;2:4–10.

11. Макаров И.О, Юдина Е.В. Кардиотокография при беременности и в родах: учебное пособие для системы послевузовского и дополнительного проф. образования врачей. 2-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2013;109.

12. Tang H., Li T., Qiu T., Park Y. Fetal heart rate monitoring from phonocardiograph signal using repetition frequency of heart sounds. Journal of Electrical and Computer Engineering. 2016;2016(1):1–6. DOI: 10.1155/2016/2404267.

13. Tamber K.K., Hayes D.J.L., Carey S.J., Wijekoon J.H.B., Heazell A.E.P. A systematic scoping review to identify the design and assess the performance of devices for antenatal continuous fetal monitoring. PLoS One. 2000;15(12):e0242983.1– 37. DOI: 10.1371/journal.pone.0242983.

14. Заболеваемость и смертность от гриппа в России. Статистика России и мира – информация и показатели; 31 марта 2022 (дата обращения 20.07.2022) URL: https://rosinfostat.ru/smertnost-ot-grippa/#i-5

15. Filipenko K.V., Kapranova O.N., Bobrova Y.O. The Algorithm for Fetal Activity Signal Processing. 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus).2021 January 26–29; St. Petersburg, Moscow, Russia, IEEE; 2021 April 09. 1739– 1743. DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396601.

16. Bobrova Y.O., Kapranova O.N., Filipenko K.V. Mathematical methods of fetal activity signal processing. 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 2020 January 27–30; St. Petersburg and Moscow, Russia, IEEE; 2021 March 19. 1491–1494. DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039061.

17. Клинические рекомендации «Недостаточный рост плода, требующий предоставления медицинской помощи матери (задержка роста плода)». М: ЦЕНТРМАГ, 2022:58.

18. Доброхотова Ю.Э., Джохадзе Л.С., Кузнецов П.А., Козлов П.В. Плацентарная недостаточность. Современный взгляд. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2019;64.

19. Стрижаков А.Н., Игнатко И.В., Тимохина Е.В., Карданова М.А. Критическое состояние плода: диагностические критерии, акушерская тактика, перинатальные исходы. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2019:176.

20. Казанцева Н.В., Изранов В.А. Значение исследований поведения плода для прогноза психоневрологического развития. Вестник Балтийского федерального университета им И. Канта. 2016;2:39–47.

21. Грищенко В.И., Яковцова А.Ф. Антенатальная смерть плода. М.: Медицина, 1978:280.

22. Mangesi L., Hofmeyr G.J., Smith V., Smyth R.M.D. Fetal movement counting for assessment of fetal wellbeing. Cochrane Database of Systematic Reviews 2015;2015(10) :CD004909. DOI: 10.1002/14651858.CD004909.pub3.

23. WHO recommendations on antenatal care for a positive pregnancy experience: executive summary. World Health Organization, 2016 (сited 2022 July 20;172) URL: https://www.who.int/publications/i/item/9789241549912

24. Демидов В.Н., Розенфельд Б.Е., Сигизбаева И.К. Значение одновременного использования автоматизированной кардиотокографии и ультразвуковой допплерометрии для оценки состояния плода во время беременности. SonoAceUltrasound. 2001;9:73–80.

25. Труфанов Г.Е., Иванова Д.О., Рязанов В.В. Практическая ультразвуковая диагностика: руководство для врачей: в 5 т. Т 4. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2017:184.

26. Савельева Г.М., Сухих Г.Т., Серова В.Н., Радзинский В.Е. Акушерство: национальное руководство. 2-е изд. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018:1088.

27. Gailter. H. The safe use of ultrasound in medical diagnosis. London: The British Institute of Radiology, 2012:166.

28. Salvesen K.A., Vatten L.J., Eik-Nes S.H., Hugdahl K., Bakketeig L.S. Routine ultrasonography in utero and subsequent handedness and neurological development. BMJ. 1993;307(6897):159–164. DOI: 10.1136/bmj.307.6897.159.

29. Радзинский В.Е. Акушерская агрессия v. 2.0. М.: Status Praesens, 2017:872.

30. Константинова Н.Н., Павлова Н.Г. Развитие представлений об универсальных гемодинамических реакциях в функциональной системе «мать – плацента – плод». Журнал акушерства и женских болезней. 2004;1:27–30.

31. Персианинов Л.С. Клиническое значение современных методов исследования плода. Казанский медицинский журнал. 1966;47(1):5–10.

32. Аристов А.А. Ранняя диагностика угрожаемых состояний плода при некоторых формах акушерской и экстрагенитальной патологии: автореф. дис… канд. мед. наук. М., 1975:15.

33. Блинова Е.В., Сахнова Т.А., Юрасова Е.С., Комлев А.Е., Имаев Т.Э. Фонокардиография: новые возможности в свете цифровых технологий. Кардиологический вестник. 2018;13(2):15–21. DOI: 10.17116/Cardiobulletin201813215.

34. Костелей Я.В., Жданов Д.С., Боровской И.Г. Адаптация фильтра нелокального усреднения для усиления звуков тонов сердца на фонокардиограммах человека и плода. Вестник СибГУТИ. 2021;3:77–91.

35. Zhdanov D.S., Bureev A.S., Kostelei Y.V., Khokhlova L.A., Dikman E.Yu. A Mobile вevice for assessing fetal status based on monitoring cardiovascular system parameters. Biomedical Engineering. 2018;52(2):87–91. DOI: 10.1007/s10527-018-9789-9.

36. Костелей Я.В. Алгоритм определения пульса на фонокардиограмме человека и плода без классификации тонов сердца. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2022;10(1(36)). DOI: 10.26102/2310-6018/2022.36.1.018.

37. Zhdanov D.S., Zemlyakov I.Y., Kosteley Y.V., Bureev A.Sh. Choice of wavelet filtering parameters for processing fetal phonocardiograms with high noise level. Biomed. Eng. 2021;55:194–198. DOI: 10.1007/s10527-021-10100-3.

38. Lovers A.A.K., Ugwumadu A., Georgieva A. Cardiotocography and Clinical Risk Factors in Early Term Labor: A Retrospective Cohort Study Using Computerized Analysis With Oxford System. Front. Pediatr. 2022;10:784439. DOI: 10.3389/fped.2022.784439.

39. Wolf H., Arabin B., Lees C.C., Oepkes D., Prefumo F., Thilaganathan B. et al. Longitudinal study of computerized cardiotocography in early fetal growth restriction. Ultrasound in Obstetrics and Gynecology. 2016;50(1):7178. DOI: 10.1002/uog.17215.

40. Queenan J.T., Hobbins J.C., Spong C.Y. Protocols for highrisk pregnancies: an evidence-based approach. New Jersey: Wiley-Blackwell, 2020:672.