專利名稱：用于改善t波交替的測量的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及心臟病學(xué)。更具體地說，本發(fā)明涉及用于通過將某些搏動排除在計(jì)算之外來改善T波交替的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電交替在交替心跳間的相應(yīng)點(diǎn)的電勢方面存在差異。T波交替是每二次搏動自重復(fù)并已經(jīng)連接到基本心臟不穩(wěn)定性的心電圖(ECG)的ST段或T波的規(guī)則的或搏動對搏動的變化。通常，通過計(jì)算病人的所有連續(xù)心跳，具有奇數(shù)的搏動稱為“奇數(shù)搏動”，具有偶數(shù)的搏動稱為“偶數(shù)搏動”。病人的奇數(shù)和偶數(shù)心跳會顯示出能由ECG檢測的診斷意義的不同的電特性。
這些電交替的存在是很顯著的，因?yàn)橥ǔＴ黾訉κ衣刹积R的風(fēng)險的病人在他們的ECG的ST段和T波方面顯示出交替。臨床醫(yī)生因此可以使用這些電交替作為心室(tachrrhythmia)易患病性的不擴(kuò)散標(biāo)記。術(shù)語T波交替(TWA)廣泛地用來表示諸如那些的電交替。應(yīng)理解到術(shù)語包含ECG的T波段和ST段的交替。Richard L Verrier和Bruce D.Nearing的U.S.專利No.5,148,812提供了量化和測量在非侵入執(zhí)行的ECG中的T波交替的大小。
確定T波交替的大小時常是很困難的。TWA大小通常在幾微伏至幾百微伏的范圍內(nèi)。這些小的振幅使得TWA的測量和分析易受噪聲影響。由呼吸或病人運(yùn)動、有噪聲的心跳、過早搏動等等引起的噪聲源諸如白噪聲、運(yùn)動假象(artifact)能使TWA測量失真。
在壓力測試期間，通過腳踏自行車或通過踏車上的腳步產(chǎn)生的假象能顯著地干擾T波交替的測量。應(yīng)當(dāng)從記錄的數(shù)據(jù)排除非常受這些假象影響的搏動，否則會測量到假陽性T波交替。另外，當(dāng)心率達(dá)到腳步率(footfall rate)或雙倍踩踏板速率時，很難從真正的T波交替區(qū)分出疊加的假象。因?yàn)樵趬毫y試期間，心率連續(xù)增加，對某一時間間隔，很可能心率非常接近腳步率或雙倍踩踏板速率。因此，對假象事件后的某一時間周期，必須排除另外的搏動。從而，存在連續(xù)測量奇數(shù)搏動的變率(或“變化”)和偶數(shù)搏動的變率以及根據(jù)所測量的變率或在前的假象事件，將特殊的搏動排除在TWA計(jì)算之外。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實(shí)施例提供測量ECG信號中T波交替的方法，包括步驟接收包括多個交替的連續(xù)奇數(shù)和偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率，其中，對每次新的搏動，連續(xù)地產(chǎn)生計(jì)算變率，以及根據(jù)排除過程，將某些搏動從T波交替測量中排除出去。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種測量ECG信號中的T波交替的方法，包括步驟，接收數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)，其中數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)包括表示ECG信號的多個交替連續(xù)的奇數(shù)和偶數(shù)搏動，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率，識別閾限，標(biāo)記具有超出閾限的變率的搏動，以便產(chǎn)生所標(biāo)記的奇數(shù)搏動和所標(biāo)記的偶數(shù)搏動，以及將某些搏動從T波交替測量中排除出去。可以從T波交替測量中排除出去的搏動包括下述搏動的至少一個所標(biāo)記的奇數(shù)搏動，所標(biāo)記的偶數(shù)搏動，和連續(xù)在奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動之后的搏動。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供用于測量ECG信號中的T波交替的系統(tǒng)，包括用于接收包括多個交替連續(xù)的奇數(shù)和偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)的裝置，其中該ECG數(shù)據(jù)表示ECG信號。另外，該系統(tǒng)包括對每個搏動，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率的裝置。該系統(tǒng)還包括用于識別閾限的裝置。該系統(tǒng)包括用于標(biāo)記具有超出該閾限的變率的搏動以便創(chuàng)建所標(biāo)記的奇數(shù)搏動和所標(biāo)記的偶數(shù)搏動的裝置。此外，該系統(tǒng)包括用于將下述搏動所標(biāo)記的奇數(shù)搏動，所標(biāo)記的偶數(shù)搏動，和連續(xù)在奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動之后的搏動的至少一個從T波交替測量中排除出去的裝置。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括具有用于允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的至少一個處理器測量ECG信號中的T波交替的計(jì)算機(jī)程序邏輯的計(jì)算機(jī)可用媒介。計(jì)算機(jī)程序包括用于允許至少一個處理器接收表示ECG信號的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)的裝置。另外，計(jì)算機(jī)程序包括用于允許至少一個處理器對每個搏動，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率的裝置。另外，計(jì)算機(jī)程序包括用于識別閾限的裝置和用于標(biāo)記具有超出該閾限的變率的搏動以便創(chuàng)建所標(biāo)記的奇數(shù)搏動和所標(biāo)記的偶數(shù)搏動的裝置。計(jì)算機(jī)程序還包括用于將下述搏動所標(biāo)記的奇數(shù)搏動，所標(biāo)記的偶數(shù)搏動，和連續(xù)在奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動之后的搏動的至少一個從T波交替測量中排除出去的裝置。


圖1A是表示隨時間過去，奇數(shù)和偶數(shù)搏動的典型的ECG圖的例子。
圖1B是更詳細(xì)地圖1A中的ECG圖的部分。
圖2是表示疊加幾個搏動以示例說明T波交替的ECG圖。
圖3是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，測量T波交替的方法的流程圖。
圖4是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，測量T波交替的方法的流程圖。
圖5是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，測量T波交替的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A和1B提供人體表面ECG100的例子。偏轉(zhuǎn)102稱為“P波”并由心房刺激引起。偏轉(zhuǎn)104、106和108被分別稱為“Q波”、“R波”和“S波”，并由心室的收縮(去極化)引起。偏轉(zhuǎn)110被稱為“T波”并由于心室的恢復(fù)(再極化)引起。
S波108的末端和T波110的開始間的ECG100的部分112被稱為“ST段”。如整個本申請中所使用的，術(shù)語“T波”是指并包括ECG的T波和ST段部分。
T波交替是每兩次搏動自重復(fù)并連接到基本心臟不穩(wěn)定性的ECG的T波的規(guī)則的或搏動對搏動的變化。圖2表示對采樣的心前區(qū)ECG信號200的T波交替的原理。在ECG200中，彼此疊加幾個搏動以便示例說明交替。線202表示QRS-復(fù)合的末端，以及線204表示T波的末端。因此，點(diǎn)202a表示QRSend以及點(diǎn)204a表示Tend。在206，將交替表示為連續(xù)搏動的T波的疊加部分間的發(fā)散。圖2表示在如線218、210間所示，T波的前半部分期間主要發(fā)生的交替的例子。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，用于改進(jìn)測量ECG信號中的T波交替的方法300的流程圖。在操作302，從病人接收包括多個奇數(shù)偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)。在這一實(shí)施例中，ECG數(shù)據(jù)表示ECG信號。在操作304，計(jì)算用于奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率。在操作306識別閾限。在操作308，標(biāo)記具有超出閾限的變率的搏動以便創(chuàng)建所標(biāo)記的奇數(shù)搏動和所標(biāo)記的偶數(shù)搏動。在操作310，將某些搏動從T波交替測量中排除出去，包括所標(biāo)記的奇數(shù)搏動和/或所標(biāo)記的偶數(shù)搏動，以及連續(xù)在所排除的連續(xù)搏動的奇數(shù)之后的搏動。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，對每次搏動，連續(xù)地發(fā)生在操作304的計(jì)算變率。因此，能實(shí)時發(fā)生計(jì)算以便用最小延遲處理信息。另外，在操作304計(jì)算變率包括確定ECG數(shù)據(jù)中至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動以及各個在前連續(xù)奇數(shù)或偶數(shù)搏動間的差值的絕對值。因此，在從最后兩個奇數(shù)或偶數(shù)QRS復(fù)合的202a(QRSend)到點(diǎn)204a(Tend)的ST段和T波區(qū)間的差異的基礎(chǔ)上，計(jì)算用于奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率。通過下述公式計(jì)算用于搏動的變率var=1Tend-QRSendΣt=QRSendTend|s0(t)-s-1(t)|]]>其中，S0(t)，S-1(t)分別是(a)在位置t的當(dāng)前奇數(shù)QRS復(fù)合的樣本和在位置t的在前奇數(shù)QRS復(fù)合的樣本，或(b)在位置t的當(dāng)前偶數(shù)QRS復(fù)合的樣本和在位置t的在前偶數(shù)QRS復(fù)合的樣本；其中var＝變率；其中Tend＝T波的末端的點(diǎn)；以及其中QRSend＝QRS復(fù)合的末端的點(diǎn)。
應(yīng)注意到這一公式既可應(yīng)用到奇數(shù)搏動或偶數(shù)搏動，但不能應(yīng)用到奇數(shù)和偶數(shù)搏動的組合和/或混合上。
概括當(dāng)前奇數(shù)或偶數(shù)搏動和相應(yīng)的在前奇數(shù)或偶數(shù)搏動間的樣本差值的所有絕對值，然后按Tend和QRSend間的時間距離劃分。概括以QRSend(點(diǎn)202a)開始并以Tend(點(diǎn)204a)結(jié)束。另外，可以使用多種方法來在操作304計(jì)算變率。例如，可以利用標(biāo)準(zhǔn)的偏差，可以使用ECG數(shù)據(jù)中的多個連續(xù)的相應(yīng)的奇數(shù)或偶數(shù)搏動間的差值的絕對值的平均值等等。
只要確定變率，計(jì)算閾值并將其與變率進(jìn)行比較。這允許檢測通過由踩踏板、腳步、電極操作等等產(chǎn)生的假象疊加的QRS復(fù)合。另外，閾值允許搏動中變率中的某一公差。因此，當(dāng)僅稍微或忽略考慮變率時，仍將使用搏動。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)下述公式確定閾值閾值＝MIN(250μV，QRS-振幅/4)其中V＝伏；其中MIN＝兩個值的最小值；
其中QRS＝QRS-復(fù)合；以及其中振幅＝QRS-復(fù)合的最大振幅。
確定對奇數(shù)搏動和偶數(shù)搏動，可以產(chǎn)生閾值。在此公開的閾值確定僅是示例性的以及可以使用多個閾值來測量ECG信號中的奇數(shù)搏動以及偶數(shù)搏動中的變率。例如，可以通過實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)值確定閾值，可以向其指定恒定值等等。在計(jì)算變率和閾值后，將搏動從T波交替測量中排除如下(1)所標(biāo)記的奇數(shù)搏動；(2)所標(biāo)記的偶數(shù)搏動；以及(3)連續(xù)在奇數(shù)個排除的連續(xù)搏動后的搏動。在步驟(3)中排除搏動以便保持搏動的奇數(shù)/偶數(shù)順序。
方法300可以進(jìn)一步包括根據(jù)保存功能，將新奇數(shù)或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除的步驟。根據(jù)一個實(shí)施例，保存功能包括將新奇數(shù)或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去，其中所標(biāo)記的搏動的總數(shù)在ECG數(shù)據(jù)中的搏動的總數(shù)的約10-100％的范圍內(nèi)。更具體地說，保存功能包括將新奇數(shù)或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去，其中，所標(biāo)記的搏動的總數(shù)大于ECG數(shù)據(jù)中的搏動總數(shù)的約25％。另外，保存功能包括將新奇數(shù)搏動或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去，其中所標(biāo)記的搏動的總數(shù)在ECG數(shù)據(jù)中的約最后40-85搏動中的約10-100％的范圍內(nèi)。更具體地說，保存功能包括將新奇數(shù)搏動或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去，其中所標(biāo)記的搏動的總數(shù)在ECG數(shù)據(jù)中約最后64次搏動的約15/100％的范圍內(nèi)。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，保存功能包括將新奇數(shù)搏動或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去，其中，所標(biāo)記的搏動的總數(shù)大于ECG數(shù)據(jù)中的約最后64搏動的約25％。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，測量ECG信號中的T波交替的方法的流程圖。在操作402，從病人接收包括多個奇數(shù)和偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)。在操作404，通過用于奇數(shù)或偶數(shù)搏動的每次搏動，連續(xù)地計(jì)算變率。在操作406，根據(jù)排除過程，將某些搏動從T波交替測量中排除出去。排除過程可以包括標(biāo)記具有超出閾限的變率的搏動的步驟。另外，排除過程可以包括從T波交替測量中排除所標(biāo)記的奇數(shù)搏動，和/或所標(biāo)記的偶數(shù)搏動，以及連續(xù)地在奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動之后的搏動。根據(jù)另一實(shí)施例，方法400可以包括根據(jù)在方法300中所述的保存功能，將新奇數(shù)搏動或新偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去的步驟。
參考圖5，示出了用于測量ECG信號中的T波交替的整個過程500。通過能測量ECG信號中的T波交替的系統(tǒng)諸如計(jì)算機(jī)程序或軟件產(chǎn)品，能執(zhí)行過程500。首先，在操作502接收ECG數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前搏動(奇數(shù)或偶數(shù))。然后，在操作504，該過程確定搏動是否為奇數(shù)。如果搏動為偶數(shù)，在操作508，過程計(jì)算偶數(shù)搏動的變率。如果搏動為奇數(shù)，在操作506，過程計(jì)算奇數(shù)搏動的變率，在操作510、512，過程確定搏動是否超出閾值。如果在操作506或508，搏動的變率超過閾值，在操作516，標(biāo)記搏動。如果在操作506、508，搏動的變率不超出閾值，在步驟514，過程確定是否有奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動。如果有奇數(shù)個排除的連續(xù)搏動，在操作520，將搏動從T波交替測量排除出去。如果沒有奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動，在步驟518，過程確定所標(biāo)記的搏動數(shù)超出根據(jù)保存功能所允許的值。上面參考圖3描述了根據(jù)保存功能，是否排除搏動。因此，圖5示例說明如何通過每次搏動，實(shí)時、連續(xù)地存儲數(shù)據(jù)。在操作518、520后，搏動將用在未來T波交替測量中，或?yàn)閺腡波交替計(jì)算排除，將識別它們。除計(jì)算機(jī)程序或軟件外，可以通過多個不同的方法執(zhí)行參考圖5的操作。例如，在網(wǎng)絡(luò)等等上通過操作員、遠(yuǎn)程通過用戶，手動實(shí)施每個操作。
盡管在圖中示例說明和如上所述的本發(fā)明的實(shí)施例和應(yīng)用目前是優(yōu)選的，應(yīng)理解到僅通過例子，給出了這些實(shí)施例。因此，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施例，而可延伸到落在本申請的范圍內(nèi)的各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種測量ECG信號中的T波交替的方法，包括步驟接收包括多個交替的連續(xù)奇數(shù)和偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)(402)；計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率(404)，其中，對每次新的搏動，連續(xù)地產(chǎn)生計(jì)算變率；根據(jù)排除過程，將某些搏動從T波交替測量中排除出去(406)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述排除過程包括標(biāo)記具有超出閾限的變率的搏動的步驟(406)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述排除過程進(jìn)一步包括將下述搏動的至少一個從T波交替測量中排除出去(406)所標(biāo)記的奇數(shù)搏動；所標(biāo)記的偶數(shù)搏動；以及連續(xù)在奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動之后的搏動。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)保存功能，將新的奇數(shù)搏動或新的偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去的步驟(406)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述保存功能包括將新的奇數(shù)搏動和新的偶數(shù)搏動從T波交替測量中排除出去，其中，所標(biāo)記的搏動的總數(shù)大于每大約1分鐘的ECG數(shù)據(jù)的搏動總數(shù)的約25％(406)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)下述公式，計(jì)算變率(404)var=1Tend-QRSendΣt=QRSendTend|s0(t)-s-1(t)|]]>其中，s0(t)，s-1(t)是(a)分別在位置t的當(dāng)前奇數(shù)QRS復(fù)合的樣本和在位置t的在前奇數(shù)QRS復(fù)合的樣本，或(b)分別在位置t的當(dāng)前偶數(shù)QRS復(fù)合樣本和在位置t的在前偶數(shù)QRS復(fù)合樣本；其中，var＝變率；其中，Tend＝T波的末端的點(diǎn)；以及其中，QRSend＝QRS復(fù)合的末端的點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率的步驟(404)包括確定ECG數(shù)據(jù)中至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動和在前連續(xù)的相應(yīng)的奇數(shù)或偶數(shù)搏動的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率的步驟(404)包括確定ECG數(shù)據(jù)中的多個連續(xù)的相應(yīng)的奇數(shù)或偶數(shù)搏動間的絕對差值的平均值。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)下述公式，識別閾值(406)閾值＝MIN(250μV，QRS-振幅/4)其中，V＝伏；其中，MIN＝兩個值的最小值；其中，QRS＝QRS-復(fù)合；以及其中振幅＝QRS-復(fù)合的最大振幅。
10.一種測量ECG信號中的T波交替的方法，包括步驟，接收包括多個交替連續(xù)的奇數(shù)和偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)(302)，所述ECG數(shù)據(jù)表示所述ECG信號；計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率(304)；識別閾限(306)；標(biāo)記具有超出所述閾限的變率的搏動，以便創(chuàng)建所標(biāo)記的奇數(shù)搏動和所標(biāo)記的偶數(shù)搏動(308)；以及將下述搏動的至少一個從T波交替測量中排除出去(310)所標(biāo)記的奇數(shù)搏動；所標(biāo)記的偶數(shù)搏動；以及連續(xù)在奇數(shù)個所排除的連續(xù)搏動之后的搏動。
全文摘要
公開了用于改進(jìn)測量ECG信號中的T波交替的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)包括接收包括多個交替的連續(xù)奇數(shù)和偶數(shù)搏動的數(shù)字化ECG數(shù)據(jù)(302)，計(jì)算用于至少一個奇數(shù)或偶數(shù)搏動的變率(304)以及根據(jù)排除過程，將某些搏動從T波交替測量中排除出去(310)。
文檔編號A61B5/0452GK1520777SQ20041000321
公開日2004年8月18日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者威利·凱澤, 馬丁·芬德斯, 威利 凱澤, 芬德斯 申請人:Ge醫(yī)藥系統(tǒng)信息科技公司