心電圖中實(shí)時(shí)QRS持續(xù)時(shí)間的測量制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了通過接收包括PQRST模式周期的濾波過的ECG數(shù)據(jù)樣本流，可以在移動(dòng)設(shè)備中處理ECG數(shù)據(jù)(902，904)。確定在濾波過的ECG數(shù)據(jù)中的PQRST模式的R點(diǎn)(906)。樣本的一部分選自R點(diǎn)周圍的濾波過的ECG數(shù)據(jù)(908)。然后通過使用由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用程序處理所選擇的樣本的部分，來確定PQRST模式的QRS持續(xù)時(shí)間(910)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)總體涉及心電圖信號(hào)的分析，并且具體涉及為此目的的低成本消費(fèi)設(shè)備的使用。
技術(shù)介紹
心電圖是心臟在一段時(shí)間內(nèi)的電活動(dòng)的經(jīng)胸廓(整個(gè)胸腔或者胸部)的處理，由附到皮膚外表面的電極檢測并且由身體外部的設(shè)備記錄。由這個(gè)無創(chuàng)過程所產(chǎn)生的記錄被稱為心電圖(也稱為ECG或者EKG)。心電圖(ECG)是記錄心臟電活動(dòng)的檢測。ECG被用于測量心跳的速率和規(guī)律性、房室的大小和位置、心臟的任何損害的存在、以及用于調(diào)解心臟的藥物或者設(shè)備(例如起搏器)的影響。ECG設(shè)備檢測并放大在每次心跳期間當(dāng)心肌去極化時(shí)所引起的皮膚上微小的電改變。靜止時(shí)，每個(gè)心臟細(xì)胞具有遍及外壁(或者細(xì)胞膜)的負(fù)電荷(膜電位)。(通過大量的正離子，Na+和Ca++)增加負(fù)電荷至零被稱作去極化，這激活細(xì)胞中的機(jī)能使細(xì)胞收縮。在每次心跳，健康心臟將具有去極化波的有序前進(jìn)，去極化波由竇房結(jié)中的細(xì)胞觸發(fā)、通過心房傳播、穿過“內(nèi)在傳導(dǎo)通路”并且接著在全部心室中傳播。這個(gè)被檢測為在心臟的任意兩側(cè)所放置的兩個(gè)電極之間的電壓的微小上升和下降，并且在屏幕或者圖紙上作為波狀線顯示。此顯示表明心臟整個(gè)的節(jié)律以及心肌的不同部分的薄弱。通常，使用兩個(gè)以上的電極，并且它們可以被組合成多個(gè)對，例如，左臂(LA)電極、右臂(RA)電極以及左腿(LL)電極形成三對LA+RA，LA+LL，以及RA+LL。來自每對的輸出被稱為引線(lead)。每個(gè)引線被認(rèn)為從不同角度監(jiān)測心臟。不同類型的ECG是指由多個(gè)引線記錄的ECG，例如，3-引線、5-引線或者12-引線ECG(有時(shí)簡稱為“12-引線”)。12-引線ECG大約同時(shí)記錄12個(gè)不同的電信號(hào)，并且這些電信號(hào)經(jīng)常被用作ECG的一次性(one-off)記錄，傳統(tǒng)上作為紙張副本被打印出來。3-引線ECG和5-引線ECG往往被連續(xù)監(jiān)測并且僅在適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測設(shè)備上才能看到，例如，在手術(shù)期間或者在救護(hù)車中被運(yùn)送時(shí)。依賴于所使用的設(shè)備，3-引線ECG或者5-引線ECG可以是或者不是任何永久性記錄。幾項(xiàng)研究表明QRS的持續(xù)時(shí)間高于～120毫秒(msec)是病理標(biāo)志，并且與各種心肌疾病相關(guān)。以精確的形式測量QRS波群(心室去極化)的持續(xù)時(shí)間具有挑戰(zhàn)性，尤其是有噪聲的心電圖。通常，臨床醫(yī)生在打印的圖紙ECG上或者檢測器屏幕上手動(dòng)地測量QRS持續(xù)時(shí)間。有些臨床醫(yī)生使用用于此類分析的基于軟件(SW)的計(jì)算機(jī)，但是軟件不能實(shí)時(shí)地測量持續(xù)時(shí)間；ECG首次被記錄，并且接著使用專用的ECG分析工具進(jìn)行后處理(例如，來自通用電氣的MAC?1600?Marquette?12SL?ECG分析程序)。用于測量QRS持續(xù)時(shí)間的另一系統(tǒng)是侵襲性的，并且適用于心臟起搏器。另一系統(tǒng)使用QRS波所表現(xiàn)的高頻部分，并且不能嚴(yán)格地實(shí)時(shí)操作，因?yàn)樗枰笕状涡奶钠骄怠ＭǔＳ袃煞N類型現(xiàn)有的心臟檢測器：1)具有有限能力的健身便捷式檢測器，例如，僅檢測心率，而沒有ECG波形、沒有預(yù)警以及較差的QRS檢測器性能；2)醫(yī)用級監(jiān)測器，其實(shí)際上不是便攜式的，雖然具有良好性能并且提供預(yù)警。醫(yī)用級設(shè)備例如ECG、EMG(肌電圖)、EEG(腦電圖)的費(fèi)用對于消費(fèi)者仍然是昂貴的。一些現(xiàn)有的解決方案可具有良好的性能，但是這些解決方案卻不是實(shí)時(shí)的。一些其他解決方案是便攜和實(shí)時(shí)的，但是性能低下，例如，健身心率監(jiān)測器。醫(yī)用級設(shè)備具有合理的性能并且通常可實(shí)時(shí)操作，但是它們并非足夠緊湊以便作為便攜式設(shè)備使用，并且是昂貴的。附圖說明圖1是示出在移動(dòng)ECG系統(tǒng)內(nèi)本專利技術(shù)的實(shí)施例的框圖；圖2-3示出由圖1的移動(dòng)ECG系統(tǒng)分析的ECG圖；圖4是由圖1的ECG系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)ECG濾波器的示意圖；圖5是示出用于確定QRS持續(xù)時(shí)間的過程的圖；圖6是示出圖5的過程的圖形表示的圖；圖7-8示出導(dǎo)致病理QRS形狀的QRS持續(xù)時(shí)間；圖9是示出通過ECG系統(tǒng)的ECG分析的操作的流程圖；圖10示出被顯示在移動(dòng)消費(fèi)設(shè)備上的ECG；圖11示出使用移動(dòng)手機(jī)的移動(dòng)ECG系統(tǒng)的另一實(shí)施例；以及圖12-13示出移動(dòng)ECG系統(tǒng)的其他實(shí)施例。根據(jù)附圖以及以下具體實(shí)施方式，本實(shí)施例的其他特征將是明顯的。具體實(shí)施方式已經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定QRS持續(xù)時(shí)間和QRS波形形狀上存在的上升/下降拐點(diǎn)之間具有關(guān)聯(lián)。可以使用一階導(dǎo)數(shù)檢測拐點(diǎn)，并且可以使用直線等式來截段(intercept)表示標(biāo)準(zhǔn)化(normalized)QRS波形的基線。接著可以針對每個(gè)QRS波型基于直線等式的x-軸線交叉計(jì)算QRS持續(xù)時(shí)間。這使得該解決方案對噪聲有很好的健壯性；因此，不需要計(jì)算逐次搏動(dòng)的平均。因此，每一次搏動(dòng)的持續(xù)時(shí)間可以被精確地實(shí)時(shí)測量。示例實(shí)施例提供一種在ECG監(jiān)測期間實(shí)時(shí)精確測量每次心臟搏動(dòng)的QRS持續(xù)時(shí)間的系統(tǒng)。這些實(shí)施例可以在噪聲的環(huán)境中運(yùn)行良好，因此可以被使用在流動(dòng)監(jiān)測期間或者健身活動(dòng)期間用于產(chǎn)生實(shí)時(shí)預(yù)警。例如，在運(yùn)動(dòng)序列期間，如果對于一個(gè)或多個(gè)心跳來說，QRS持續(xù)時(shí)間高于120毫秒，可以產(chǎn)生警報(bào)。實(shí)施例使用正常和異常的PQRST形式兩者的各種類型的ECG提供了非常良好的QRS精度測量。實(shí)施例可以易于被封裝在例如使用開放OS(操作系統(tǒng))應(yīng)用框架的監(jiān)測應(yīng)用中。因?yàn)榇嬖贒C偏移和各種干擾信號(hào)，ECG信號(hào)的測量是具有挑戰(zhàn)性的。對于典型電極，這種可能性能夠高達(dá)300毫伏。干擾信號(hào)包括來自電力源的50/60-Hz干擾、由于病人移動(dòng)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)偽影、來自電外科手術(shù)設(shè)備、除顫脈沖、起搏脈沖、其他監(jiān)測設(shè)備的射頻干擾等。本專利技術(shù)的實(shí)施例允許具有較高檢測性能的心臟異常的實(shí)時(shí)處理和分析，因此，在可能由例如身體運(yùn)動(dòng)、摩擦或者電極變形、所檢測的人員的健康等引起的退化條件下能夠產(chǎn)生實(shí)時(shí)預(yù)警。可以在低成本的移動(dòng)健康ECG監(jiān)測設(shè)備中提供實(shí)施例。例如，實(shí)施例可以被實(shí)施在智能手機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、平板電腦、筆記本電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)等中。這些設(shè)備可以被用于個(gè)人反饋和通知，并且還可以經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)或者其他無線網(wǎng)絡(luò)被鏈接，以支持用于遠(yuǎn)程醫(yī)療的消費(fèi)者醫(yī)療市場。其他實(shí)施例可被實(shí)施在醫(yī)用設(shè)備中，用于使用在例如醫(yī)生的診室或者醫(yī)院中。實(shí)施例可以接收并且過濾ECG信號(hào)，并且進(jìn)行如本文簡要描述的的QRS檢測，并且該QRS檢測的更多細(xì)節(jié)在名為“Real?Time?QRS?Algorithm?Based?on?Adaptive?IIR?Filtered?Thresho本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于在移動(dòng)設(shè)備中處理ECG數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括：由所述移動(dòng)設(shè)備接收包括PQRST模式周期的濾波過的ECG數(shù)據(jù)樣本流；在濾波過的ECG數(shù)據(jù)中確定PQRST模式的R點(diǎn)；從所述R點(diǎn)周圍的所述濾波過的ECG數(shù)據(jù)選擇樣本的一部分；利用由所述移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用程序通過處理選擇的所述樣本的一部分，推導(dǎo)所述PQRST模式的QRS持續(xù)時(shí)間。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2012.06.19 EP 12290201.8;2012.07.12 US 13/548,1751.一種用于在移動(dòng)設(shè)備中處理ECG數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括：
由所述移動(dòng)設(shè)備接收包括PQRST模式周期的濾波過的ECG數(shù)據(jù)樣
本流；
在濾波過的ECG數(shù)據(jù)中確定PQRST模式的R點(diǎn)；
從所述R點(diǎn)周圍的所述濾波過的ECG數(shù)據(jù)選擇樣本的一部分；
利用由所述移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用程序通過處理選擇的所述樣本的一
部分，推導(dǎo)所述PQRST模式的QRS持續(xù)時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中推導(dǎo)QRS持續(xù)時(shí)間包括：
將所述樣本的一部分標(biāo)準(zhǔn)化至基線；
通過獲得標(biāo)準(zhǔn)化的樣本的一部分的第一導(dǎo)數(shù)，確定上升拐點(diǎn)和下降
拐點(diǎn)；
從所述標(biāo)準(zhǔn)化的樣本的一部分和所述上升拐點(diǎn)中最大的一個(gè)，產(chǎn)生
第一直線函數(shù)；
從所述標(biāo)準(zhǔn)化的樣本的一部分和所述下降拐點(diǎn)中最大的一個(gè)，產(chǎn)生
第二直線函數(shù)；
從在所述基線與所述第一直線函數(shù)的交點(diǎn)和所述基線與所述第二直
線函數(shù)的交點(diǎn)之間的時(shí)間差，獲取所述QRS持續(xù)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中推導(dǎo)QRS持續(xù)時(shí)間還包括：
將非線性函數(shù)在確定所述上升和下降拐點(diǎn)之前應(yīng)用到所述標(biāo)準(zhǔn)化的
樣本的一部分，以形成降低噪聲的樣本的一部分；以及
將來自所述降低噪聲的樣本的一部分的所述上升和下降拐點(diǎn)投映到
所述標(biāo)準(zhǔn)化的樣本的一部分，用于產(chǎn)生所述第一和第二直線函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述非線性函數(shù)針對所述標(biāo)準(zhǔn)
化的樣本的一部分的每個(gè)樣本x是xN。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中推導(dǎo)QRS持續(xù)時(shí)間還包括通過
縮放因子Z縮放所述QRS持續(xù)時(shí)間，其中Z是N的函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中獲取QRS持續(xù)時(shí)間還包括在標(biāo)
準(zhǔn)化所述樣本的一部分之前，進(jìn)行所述樣本的一部分的M因子內(nèi)插。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇樣本的一部分包括在小于
所述PSRST模式周期的周期時(shí)間的一半的時(shí)間段內(nèi)的所述R點(diǎn)周圍選擇
樣本序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇樣本的一部分包括從所述
R點(diǎn)周圍的300ms或者更小的窗口中選擇樣本序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中推導(dǎo)給定PQRST模式的所述
QRS持續(xù)時(shí)間是通過僅處理該P(yáng)QRST模式的所述選擇的樣本的一部分
來完成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)所述QRS持續(xù)時(shí)間超過
閾值時(shí)，經(jīng)由所述移動(dòng)設(shè)備上的用戶界面提供警報(bào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
由被耦合到所述移動(dòng)設(shè)備的模擬前端接收包括PQRST模式周期的原
始ECG數(shù)據(jù)樣本流；以及
通過濾波原始ECG數(shù)據(jù)來最小化基線漂移，以形成所述濾波過的
ECG數(shù)據(jù)。
12.一種系統(tǒng)，其包括：
模擬前端模塊，其被配置為收集來自一個(gè)或多個(gè)引線的ECG數(shù)據(jù)，<...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：V·鄒卡，
申請(專利權(quán))人：德克薩斯儀器股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US