fcmedicineФундаментальная и клиническая медицинаFundamental and Clinical Medicine2500-07642542-0941КемГМУ10.23946/2500-0764-2025-10-3-47-60fcmedicine-1064Research ArticleАКУШЕРСТВО И ГИНЕКОЛОГИЯOBSTETRICS AND GYNECOLOGYОценка эффективности анализа сердечного ритма плода с помощью фонокардиографии с новыми математическими методами обработки аудиограммEvaluation of the effectiveness of fetal heart rate analysis using phonocardiography with novel mathematical methods of audiogram processinghttps://orcid.org/0000-0003-2881-6135РепинаЕ. С.RepinaE. S.

Репина Екатерина Сергеевна, ассистент кафедры акушерства и гинекологии 

Московский тракт, д. 2, г. Томск, 634050 

Dr. Ekaterina S. Repina, MD, Assistant Professor, Department of Obstetrics and Gynecology 

Moskovskiy Trakt, 2, Tomsk, 634050 

repinaekaterina.ssmu@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1343-5471ЮрьевС. Ю.YurievS. Yu.

Юрьев Сергей Юрьевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры акушерства и гинекологии;  директор 

Московский тракт, д. 2, г. Томск, 634050 

ул. Сибирская, д. 9/1, г. Томск, 634029 

Prof. Sergey Yu. Yuriev, MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Department of Obstetrics and Gynecology; Chief Executive Officer

Moskovskiy Trakt, 2, Tomsk, 634050 

Sibirskaya Street, 9/1, Tomsk, 634029 

https://orcid.org/0000-0003-0775-350XКостелейЯ. В.KosteleyYa. V.

Костелей Яна Валерьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры экономической математики, информатики и статистики; инженер-программист 

пр. Ленина, д. 40, г. Томск, 634050 

пр. Фрунзе, 11б, г. Томск, 634029 

Dr. Yana V. Kosteley, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Department of Economic Mathematics, Computer Science and Statistics; Software Engineer 

Lenina Avenue, 40, Tomsk, 634050 

Frunze Avenue, 11b, Tomsk, 634029 

https://orcid.org/0009-0005-9576-666XЗиминаН. Д.ZiminaN. D.

Зимина Наталья Даниловна, ассистент мультипрофильного аккредитационно-симуляционного центра 

Московский тракт, д. 2, г. Томск, 634050 

Ms. Natalia D. Zimina, MD, Technical Assistant, the Multidisciplinary Accreditation and Simulation Center 

Moskovskiy Trakt, 2, Tomsk, 634050 

Сибирский государственный медицинский университетРоссияSiberian State Medical UniversityRussian FederationСибирский государственный медицинский университет; Центр перинатального здоровьяРоссияSiberian State Medical University; Perinatal Health Center, LLCRussian FederationТомский государственный университет систем управления и радиоэлектроники; «Диагностика +»РоссияTomsk State University of Control Systems and Radioelectronics; Diagnostika +, LLCRussian Federation2025290920251034760Copyright © Репина Е.С., Юрьев С.Ю., Костелей Я.В., Зимина Н.Д., 20252025Репина Е.С., Юрьев С.Ю., Костелей Я.В., Зимина Н.Д.Repina E.S., Yuriev S.Y., Kosteley Y.V., Zimina N.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fcm.kemsmu.ru/jour/article/view/1064

Цель. Основной целью исследования было оценить чувствительность и специфичность метода диагностики гипоксии плода, основанного на фонокардиографии с помощью программно-аппаратного комплекса FetaCare. Материалы и методы. В исследование были включены 204 беременные женщины высокой степени перинатального риска. Все беременные были разделены в зависимости от срока беременности на 3 группы: 1-я группа – 26−31,6 нед., 2-я группа – 32−36,6 нед., 3-я группа – 37−41 нед. Всем беременным проводилась запись фонокардиограмм плодов, проведена математическая обработка аудиограмм и построены кардиоинтервалограммы (КИГ). Оценка состояния плода произведена на основе рассчитанных параметров КИГ: базальная ЧСС, амплитуда осцилляций, количество осцилляций, амплитуда акцелераций, количество акцелераций, LTV, STV. Результаты. Рассчитана чувствительность и специфичность метода на основе параметров STV и LTV. В зависимости от группы чувствительность варьировала от 40 % до 100 %, специфичность − от 95 % до 100 %. Заключение. С увеличением срока беременности точность диагностики возрастает. До 32 недель точность диагностики низкая, что требует использования дополнительных методов исследования состояния плода для принятия решения о необходимости родоразрешения. Данное исследование показывает, что информативность фонокардиография с новыми методами обработки аудиоданных может быть сопоставима с кардиотокографией, широко распространённой в клинической практике в настоящее время.

Aim. To evaluate the sensitivity and specificity of a phonocardiography-based method for diagnosing fetal hypoxia using the FetaCare software and hardware complex. Materials and Methods. The study included 204 pregnant women with a high degree of perinatal risk who were stratified into three groups by gestational age: 1) 26–31.6 weeks; 2) 32–36.6 weeks; 3) 37–41 weeks. Phonocardiography records of the fetus were obtained for all participants, followed by mathematical audio data processing and construction of cardiointervalograms. Fetal condition was assessed based on cardiointervalogram-derived parameters: basal fetal heart rate, oscillation amplitude, number of oscillations, acceleration amplitude, number of accelerations, long-term variation, and short-term variation. Sensitivity and specificity of the method was calculated based on short-term variation and long-term variation. Results. Depending on the gestational age group, sensitivity ranged from 40 % to 100 %, while specificity ranged from 95% to 100 %. Conclusion. Diagnostic accuracy of a phonocardiography- and audiogram processing-based heart rate analysis increased with gestational age. Before 32 weeks, it accuracy remained low, requiring the use of additional fetal examination methods to make a decision on the need for delivery. This study demonstrates that the informativeness of phonocardiography with novel audio data processing methods can be comparable to cardiotocography, which is currently widely used in clinical practice.

фонокардиографияоценка внутриутробного состояния плодавнутриутробная гипоксиякардиоинтервалограммаphonocardiographyintrauterine fetal assessmentintrauterine hypoxiacardiointervalogramИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-64-00006, http://rscf.ru/project/24-64-00006/The research was granted by the Russian Science Foundation № 24-64-00006, http://rscf.ru/project/24-64-00006/ReferencesKapaya H., Jacques R., Rahaim N., Anumba D. «Does short-term variation in fetal heart rate predict fetal acidaemia?» A systematic review and metaanalysis J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2016;29(24):4070–4077. https://doi.org/10.3109/14767058.2016.1156670Kapaya H, Jacques R, Rahaim N, Anumba D. «Does short-term variation in fetal heart rate predict fetal acidaemia?» A systematic review and metaanalysis. J Matern Fetal Neonatal Med. 2016;29(24):4070–4077. https://doi.org/10.3109/14767058.2016.1156670Serra V., Moulden M., Bellver J., Redman C.W. The value of the shortterm fetal heart rate variation for timing the delivery of growth-retarded fetuses. BJOG. 2008;115(9):1101–1107. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.2008.01774.xSerra V, Moulden M, Bellver J, Redman CW. The value of the shortterm fetal heart rate variation for timing the delivery of growth-retarded fetuses. BJOG. 2008;115(9):1101–1107. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.2008.01774.x.Georgieva A., Abry P., Nunes I., Frasch M.G. Editorial: Fetal-maternal monitoring in the age of artificial intelligence and computer-aided decision support: A multidisciplinary perspective. Front. Pediatr. 2022;10:1007799. https://doi.org/10.3389/fped.2022.1007799Georgieva A, Abry P, Nunes I, Frasch MG. Editorial: Fetal-maternal monitoring in the age of artificial intelligence and computer-aided decision support: A multidisciplinary perspective. Front Pediatr. 2022;10:1007799. https://doi.org/10.3389/fped.2022.1007799Pini N., Lucchini M., Esposito G., Tagliaferri S., Campanile M., Magenes G., et al. A Machine Learning Approach to Monitor the Emergence of Late Intrauterine Growth Restriction. Front. Artif. Intell. 2021;4:622616. https://doi.org/10.3389/frai.2021.622616Pini N, Lucchini M, Esposito G, Tagliaferri S, Campanile M, Magenes G, et al. A Machine Learning Approach to Monitor the Emergence of Late Intrauterine Growth Restriction. Front Artif Intell. 2021;4:622616. https://doi.org/10.3389/frai.2021.622616Kovács F., Horváth C., Balogh A.T., Hosszú G. Fetal phonocardiography- -past and future possibilities. Comput. Methods Programs Biomed. 2011;104(1):19–25. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2010.10.006Kovács F, Horváth C, Balogh AT, Hosszú G. Fetal phonocardiography--past and future possibilities. Comput Methods Programs Biomed. 2011;104(1):19–25. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2010.10.006Репина Е.С., Костелей Я.В., Буреев А.Ш., Юрьев С.Ю, Петров И.А., Тихоновская О.А. и др. Мониторирование внутриутробного состояния плода. История вопроса. Новые возможности фонокардиографии. Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(3):141–149. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-141-149Repina ES, Kosteley YV, Bureev ASh, Yuriev SYu, Petrov IA, Tikhonovskaya OA, et al. Monitoring of the intrauterine state of the fetus. Question history. New possibilities of phonocardiography. Bulletin of Siberian Medicine. 2023;22(3):141–149. (In Russ). https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-141-149Костелей Я.В., Жданов Д.С., Боровской И.Г. Алгоритм определения пульса на фонокардиограмме человека и плода без классификации тонов сердца. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2022;10(1(36)). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2022.36.1.018Kosteley YV, Zhdanov DS, Borovskoy IG. The algorithm for pulse measurement using a human’s and fetus’s phonocardiogram without classifying heart sounds. Modeling, Optimization and Information Technology. 2022;10(1(36)). (In Russ). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2022.36.1.018Kouskouti C., Jonas H., Levidou G., Regner K., Kainer F. Alterations of the Short-Term Variation of the Fetal Heart Rate after Antenatal Maternal Betamethasone Administration: Validation with Two Different Computational Algorithms. Z. Geburtshilfe Neonatol. 2020;224(1):26–30. https://doi.org/10.1055/a-0873-2058Kouskouti C, Jonas H, Levidou G, Regner K, Kainer F. Alterations of the Short-Term Variation of the Fetal Heart Rate after Antenatal Maternal Betamethasone Administration: Validation with Two Different Computational Algorithms. Z Geburtshilfe Neonatol. 2020;224(1):26–30. https://doi.org/10.1055/a-0873-2058Жданов Д.С., Буреев А. Ш., Костелей Я.В., Хохлова Л.А., Дикман Е.Ю. Мобильное устройство для оценки состояния плода на основе контроля параметров сердечно-сосудистой системы. Медицинская техника. 2018;2(308):13–14.Zhdanov DS, Bureev AS, Kostelei YV, Khokhlova LA, Dikman EY. A mobile device for assessing fetal status based on monitoring cardiovascular system parameters. Medical equipment. 2018;2(308):13–14. (In Russ).Dawes G.S., Moulden M., Redman C.W. Short-term fetal heart rate variation, decelerations, and umbilical flow velocity waveforms before labor. Obstet. Gynecol. 1992;80(4):673–678.Dawes GS, Moulden M, Redman CW. Short-term fetal heart rate variation, decelerations, and umbilical flow velocity waveforms before labor. Obstet Gynecol. 1992;80(4):673–678.Ozorhan M.O., Toroslu İ.H., Şehitoğlu O.T. Short-term trend prediction in financial time series data. Knowledge and Information Systems. 2019;61:397–429. https://doi.org/10.1007/s10115-018-1303-xOzorhan MO, Toroslu İH, Şehitoğlu OT. Short-term trend prediction in financial time series data. Knowledge and Information Systems. 2019;61:397–429. https://doi.org/10.1007/s10115-018-1303-xLovers 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. https://doi.org/10.3389/fped.2022.784439Lovers AAK, 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. https://doi.org/10.3389/fped.2022.784439Bhide A., Meroni A., Frick A., Thilaganathan B. The significance of meeting Dawes-Redman criteria in computerised antenatal fetal heart rate assessment. BJOG: an international journal of obstetrics and gynaecology. 2024;131(2):207–212. https://doi.org/10.1111/1471-0528.17464Bhide A, Meroni A, Frick A, Thilaganathan B. The significance of meeting Dawes-Redman criteria in computerised antenatal fetal heart rate assessment. BJOG: an international journal of obstetrics and gynaecology. 2024;131(2):207–212. https://doi.org/10.1111/1471-0528.17464Bruin C.M., Lobmaier S.M., Ganzevoort W., Müller A., Wolf H. Comparison of phase rectified signal averaging and short term variation in predicting perinatal outcome in early onset fetal growth restriction. J. Perinat. Med. 2022;51(5):634–640. https://doi.org/10.1515/jpm-2022-0409Bruin CM, Lobmaier SM, Ganzevoort W, Müller A, Wolf H. Comparison of phase rectified signal averaging and short term variation in predicting perinatal outcome in early onset fetal growth restriction. J Perinat Med. 2022;51(5):634–640. https://doi.org/10.1515/jpm-2022-0409Lobmaier S.M., Mensing van Charante N., Ferrazzi E., Giussani D.A., Shaw C.J., Müller A., et al. Phase-rectified signal averaging method to predict perinatal outcome in infants with very preterm fetal growth restriction- a secondary analysis of TRUFFLE-trial.Am. J. Obstet. Gynecol. 2016;215(5):630.e1–630.e7. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2016.06.024Lobmaier SM, Mensing van Charante N, Ferrazzi E, Giussani DA, Shaw CJ, Müller A, et al. Phase-rectified signal averaging method to predict perinatal outcome in infants with very preterm fetal growth restriction- a secondary analysis of TRUFFLE-trial. Am J Obstet Gynecol. 2016;215(5):630.e1–630.e7. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2016.06.024Baier F., Weinhold L., Stumpfe F.M., Kehl S., Pretscher J., Bayer C.M., et al. Longitudinal Course of Short-Term Variation and Doppler Parameters in Early Onset Growth Restricted Fetuses. Ultraschall Med. 2020;41(6):23–32. https://doi.org/10.1055/a-0858-2290Baier F, Weinhold L, Stumpfe FM, Kehl S, Pretscher J, Bayer CM, et al. Longitudinal Course of Short-Term Variation and Doppler Parameters in Early Onset Growth Restricted Fetuses. Ultraschall Med. 2020;41(6):23– 32. https://doi.org/10.1055/a-0858-2290Дубровина О.В., Воскресенский С.Л., Кириленко В.П., Зеленко Е.Н. Эволюция подходов к кардиотокографической оценке состояния плода. Медицинская панорама. 2003;9:12–17.Dubrovina OV, Voskresenskij SL, Kirilenko VP, Zelenko EN. Jevoljucija podhodov k kardiotokograficheskoj ocenke sostojanija ploda. Medicinskaja panorama. 2003;9:12–17. (In Russ).Ribbert L.S., Snijders R.J., Nicolaides K.H., Visser G.H. Relation of fetal blood gases and data from computer-assisted analysis of fetal heart rate patterns in small for gestation fetuses. Br. J. Obstet. Gynaecol. 1991;98(8):820–823. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.1991.tb13489.xRibbert LS, Snijders RJ, Nicolaides KH, Visser GH. Relation of fetal blood gases and data from computer-assisted analysis of fetal heart rate patterns in small for gestation fetuses. Br J Obstet Gynaecol. 1991;98(8):820–823. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.1991.tb13489.xGrivell R.M., Alfirevic Z., Gyte G.M., Devane D. Antenatal cardiotocography for fetal assessment. Cochrane Database Syst. Rev. 2015;2015(9):CD007863. https://doi.org/10.1002/14651858.CD007863.pub4Grivell RM, Alfirevic Z, Gyte GM, Devane D. Antenatal cardiotocography for fetal assessment. Cochrane Database Syst Rev. 2015;2015(9) CD007863. https://doi.org/10.1002/14651858.CD007863.pub4Stampalija T., Bhide A., Heazell A.E.P., Sharp A., Lees C. Computerized cardiotocography and Dawes-Redman criteria: how should we interpret criteria not met? Ultrasound Obstet. Gynecol. 2023;61(6):661–666. https://doi.org/10.1002/uog.26198Stampalija T, Bhide A, Heazell AEP, Sharp A, Lees C. Computerized cardiotocography and Dawes-Redman criteria: how should we interpret criteria not met? Ultrasound Obstet Gynecol. 2023;61(6):661–666. https://doi.org/10.1002/uog.26198Lees C.C., Marlow N., van Wassenaer-Leemhuis A., Arabin B., Bilardo C.M., Brezinka C., et al. 2 year neurodevelopmental and intermediate perinatal outcomes in infants with very preterm fetal growth restriction (TRUFFLE): a randomised trial. Lancet (London, England). 2015;385(9983)2162–2172. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)60505-0Lees CC, Marlow N, van Wassenaer-Leemhuis A, Arabin B, Bilardo CM, Brezinka C, et al. 2 year neurodevelopmental and intermediate perinatal outcomes in infants with very preterm fetal growth restriction (TRUFFLE): a randomised trial. Lancet (London, England). 2015;385(9983)2162– 2172. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)60505-0.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.