[0052] 在某些實(shí)施方案中,與本公開的各方面一致的獲取區(qū)塊(例如,獲取電路)包括信 號(hào)的濾波、調(diào)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)獲取。這些信號(hào)饋入到預(yù)處理區(qū)塊(例如,預(yù)處理電路),執(zhí)行QRS波 群的檢測和求平均值。預(yù)處理對用戶選擇的兩個(gè)導(dǎo)線進(jìn)行操作,且由以下操作組成:使用基 于希伯特轉(zhuǎn)換的算法進(jìn)行QRS波群檢測、在通常向后150ms和向前120ms的窗口中對這些 波群取樣、將其對齊,和隨后的求平均值。
[0053] 圖2展示信號(hào)預(yù)處理流程的實(shí)例示意圖。圖2展示來自兩個(gè)導(dǎo)線的QRS波群首先 饋入濾波區(qū)塊,然后饋入檢測區(qū)塊,之后饋入分段區(qū)塊,之后在QRS對齊區(qū)塊中對齊,在最 后區(qū)塊中求至少4次跳動(dòng)下的總體平均值。在在線分析期間,求總體平均值是使用求指數(shù) 總體平均值方法來進(jìn)行,且在離線分析期間,對由操作人員選擇的跳動(dòng)求總體平均值。
[0054] 圖3展示分析區(qū)塊(例如,分析電路)的實(shí)例分解圖。在第一區(qū)塊中,從來自Dl 和D2的進(jìn)入平均化QRS波群提取參數(shù),在區(qū)塊1中獲得軸線和振幅,在區(qū)塊2中執(zhí)行兩個(gè) 導(dǎo)線的互相關(guān),最后在區(qū)塊3中通過傅立葉變換(FFT)獲得相關(guān)信號(hào)的功率譜。
[0055] 異步指數(shù)(IEAI)的計(jì)算的完整方程式如下:
[0056] IAEI = Min{l,Ca^abs(Tshift)+a2*Xcorrwidth+a 3/Amp+a4*Spl+a5*Axis)/C}
[0057] 其中Amp是平均振幅,計(jì)算為導(dǎo)線Dl和D2的峰峰振幅的均值。因此,Amp = (Dlpp+D2pp)/2,其中01|5|5和02 |5|5是01和D2的峰峰振幅。在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中,可以 選擇Dl的振幅或D2的振幅為Amp。在本公開中提到的IEAI的值用原型獲得,其中選擇D2 的振幅作為Amp的來源(導(dǎo)線II或DII)。
[0058] 圖4中展示的互相關(guān)的計(jì)算如下:
[0059] 令X為Dl和D2之間的互相關(guān)信號(hào),兩者的長度都是N :
[0061] Tshlft是從互相關(guān)信號(hào)Dl和D2的互相關(guān)信號(hào)獲得峰值時(shí)測量的兩個(gè)導(dǎo)線之間 的延遲:Tshift= MaxArg n[X(n)]。Xramidth是測量的相關(guān)信號(hào)到信號(hào)相關(guān)的峰振幅的70% 的寬度。令X wl和X "為分別在max [X (n)]的左側(cè)和右側(cè)的第一取樣點(diǎn),在該取樣點(diǎn)處, X(n)彡 0? 7*max[X(n)]。接著,Xramidth= Arg[Xwl] - Arg[XwJ。圖 4 中顯示相關(guān)信號(hào)參數(shù) (TshlfJPXramidth)的實(shí)例測量。根據(jù)本公開的各方面,T shlft指向相關(guān)峰值的時(shí)間,且Xramidth 指向其寬度(在峰值振幅的30%振幅處測量的寬度)。
[0062] 相關(guān)信號(hào)的FFT計(jì)算如下:
[0063] 令S為X(n)的離散頻率變換,其中頻率分辨率是0. 293Hz :S(w)= fft (X(n), 4096) 〇
[0064] Sp1是譜功率因子,計(jì)算為S(w)的低頻帶與整個(gè)頻帶的比。
[0066] 相關(guān)信號(hào)的FFT和Spl的計(jì)算的實(shí)例在圖4的右下部展示。另外,軸線是與QRS 形態(tài)相關(guān)的項(xiàng)。其可在相關(guān)信號(hào)上操作,且可以根據(jù)極性和振幅的不同組合由以下算法來 計(jì)算。
[0067] a = max ([max (Dl) abs (min (Dl))]);
[0068] 若(a/(min (Dl))) = =-I
[0069] a = -a ;
[0070] 結(jié)束
[0071] b = max ([max (D2) abs (min (D2))]);
[0072] 若(b/(min (D2))) = =-I
[0073] b = -b ;
[0074] 結(jié)束
[0075] c=a*b;
[0076] Axis = 0 ;
[0077] 若c〈0
[0078] Axis = 2
[0079] 否則
[0080] 若a〈0
[0081] Axis = 4
[0082] 結(jié)束
[0083] 結(jié)束
[0084] &1值在經(jīng)驗(yàn)上合適,使得IEAI表示與冠狀竇(圖5B中的CS)的最遠(yuǎn)端部分上的 導(dǎo)管記錄的活動(dòng)潛時(shí)的最大相關(guān)。C是公平地影響所有項(xiàng)的比例因子,且2〈C〈10。
[0085] 使用&1值的以下集合獲得在本公開中提到的IEAI的數(shù)值。在每通道1200Hz的 取樣頻率和最低有效位的情況下, ai= 0. 44, a 2= 0. 00, a 3= 1,a 4= 0. 72, a 5= 0. 5且C =6 ;相對于來自ECG的輸入,LSB = I. 9531uV。Min是最小函數(shù)且返回由圓括號(hào)之間的冒 號(hào)間隔開的最小值項(xiàng)。
[0086]系數(shù)B1的實(shí)例范圍是:
[0087] a1:0<a!<1
[0088] a2:0〈a2〈l
[0089] a3:l<a3<5
[0090] a4:0〈a4〈l
[0091] a5:0〈a5〈l
[0092] 本公開的某些方面針對異步指數(shù)(IEAI)。隨著異步值的增大,IEAI在0到I之間 變化。接近〇的值展示同步的正常水平,而接近1的值展示病理異步。另外,我們發(fā)現(xiàn)以組 織多普勒成像CTDI)測量的異步數(shù)據(jù)與這個(gè)指數(shù)IEAI相關(guān),因此展示對照先前利用的方法 驗(yàn)證本公開的各方面。圖5中展示TDI和IEAI之間的相關(guān)。另外,根據(jù)本公開的各方面, 利用算法直接從QRS波群或從總體平均化的QRS波形(AAQRSC)自動(dòng)或手動(dòng)測量QRS持續(xù) 時(shí)間,以幫助起搏部位定位。
[0093] 異步指數(shù)(IEAI)隨起搏部位(其關(guān)于起搏器或CRT裝置)的位置而改變,條件是 不同起搏部位(在編程的VV延遲下)產(chǎn)生不同的機(jī)電異步基礎(chǔ)水平。在一些患者中,改變 起搏部位的位置可能不產(chǎn)生異步指數(shù)的可測量的改變。對于這些情況,我們使用自動(dòng)/手 動(dòng)測量QRS波群(或AAQRSC)持續(xù)時(shí)間。這個(gè)測量已包括在我們的原型系統(tǒng)中,用于我們 的臨床研究,且已在本公開的各實(shí)施方案中實(shí)施。因此,如果沒有異步指數(shù)結(jié)果,那么可以 觀察到QRS波群的窄化的第二變量。QRS寬度的自動(dòng)測量遵循這些主要步驟:1)以5-15Hz 進(jìn)行帶通濾波以增強(qiáng)QRS波群;2)定位波群峰值(R波的最大值和Qs波的最小值;3)將峰 值設(shè)定為固定參考且前后移動(dòng)以找到絕對值最大的導(dǎo)數(shù)(其可以為正值或負(fù)值);和4)從 該點(diǎn)起,進(jìn)一步移動(dòng)直到所述導(dǎo)數(shù)(一階差分)下降超過30%。這個(gè)區(qū)塊的視覺輸出就是 標(biāo)記QRS波群開始和結(jié)束的兩個(gè)測徑器。另外,本公開的設(shè)備的各實(shí)施方案測量QRS持續(xù)時(shí) 間(手動(dòng)或自動(dòng))。屏幕顯示三種不同顏色,即:寬度小于100毫秒時(shí)顯示綠色,寬度在100 毫秒到120毫秒之間顯示黃色且寬度在120毫秒以上顯示紅色。另外,在另一個(gè)實(shí)施方案 中,為了避免噪聲影響測量,在AAQRSC上而不是在ARS波群本身上進(jìn)行上述QRS波群的寬 度的測量。圖6A展示了描述本公開的實(shí)施方案中的一個(gè)的實(shí)施的簡化流程圖。這個(gè)簡化 實(shí)例流程圖處理最常見的情況,其中導(dǎo)線位置的改變影響IEAI。如果不是這樣的情況,或者 如果醫(yī)生懷疑兩個(gè)或兩個(gè)以上的部位具有相似的IEAI,那么系統(tǒng)引導(dǎo)操作人員使用QRS寬 度作為相等IEAI的決策變量。在圖6A中,展示與本公開的實(shí)施方案一致的右心室植入,其 在下文中進(jìn)一步描述。首先,醫(yī)生基于患者和待植入系統(tǒng)的臨床和技術(shù)方面決定心尖或隔 膜植入(例如,XSHM系統(tǒng)將植入到隔膜中)。在隔膜植入的情況下,將導(dǎo)線放置在第一部 位且獲得IEAI以及曲線類型(見圖16)。如果獲得曲線類型2且如果IEAI指數(shù)低于0. 4, 那么醫(yī)生可以停止并在該部位植入?;蛘?,取決于特定患者可接受的,關(guān)于異步水平需要的 治療目標(biāo),醫(yī)生可以繼續(xù)嘗試更多部位來進(jìn)一步降低指數(shù)。已發(fā)現(xiàn),0. 4的IEAI值是合理 的且可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。如果在測試了 5個(gè)部位之后,在隔膜上沒有找到可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo) (曲線類型2和IEAK0. 4)的部位,算法推薦植入醫(yī)生測試心尖部位來查看是否可以實(shí)現(xiàn) 曲線類型5且IEAK0. 55。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在大多數(shù)情況下,在隔膜中找到IEAK0. 4的部位是 可能的,因此,如果植入者不能找到低于0. 4的IEAI,最安全的替代方案是推薦轉(zhuǎn)換到心尖 植入。一旦完成了這組測試(為了簡單起見,沒有重述在心尖部位的5次嘗試,但是由于時(shí) 間原因不建議嘗試超過5次以上),且如果沒有找到滿足所描述的準(zhǔn)則的部位,醫(yī)生需要根 據(jù)在這些部位測量的IEAI值和患者要求的治療目標(biāo)基于在測試的心尖和隔膜部位發(fā)現(xiàn)的 相對異步水平來決定植入導(dǎo)線的最好部位,如果有必要,應(yīng)考慮CRT或XSHM系統(tǒng)植入。圖 6B展示雙心室(或CRT或CRTD)植入的簡化流程圖。首先使醫(yī)生執(zhí)行與右心室植入的程 序(圖6A)相同的程序,然后將做心室導(dǎo)線放置在第一位置并開始BV起搏,直到探測了最 后可能的部位并確定了其IEAI。推薦固定在該部位的導(dǎo)線具有最低的IEAI值。圖6C處理 起搏器升級(jí)且遵循與圖6A中的程序相同的程序。在圖的心尖部位上沒有包括部位計(jì)數(shù),但 是很明顯,需要一個(gè)部位,且推薦5個(gè)部位或更少的部位。為了獲得最好的異步結(jié)果并使用 現(xiàn)有的導(dǎo)線,本實(shí)施方案將現(xiàn)有的起搏器升級(jí)到CRT或雙心室裝置(具有或不具有去纖顫 器)且推薦將舊導(dǎo)線連接到CRT裝置的RV端口,且根據(jù)這個(gè)IEAI將新導(dǎo)線定位到LV起搏 端口。這對于完全AV阻滯患者特別有用,因?yàn)樵谛碌母裟て鸩课惶幋嬖陂撝翟黾拥那闆r 下,其給予他備份起搏部位?;蛘撸琗SHM裝置可用于升級(jí)現(xiàn)有的起搏器。
[0094] 圖7展示與本公開的各方面一致的設(shè)備的應(yīng)用的診斷結(jié)果。呈現(xiàn)的第一種情況是 具有0. 25的電心室內(nèi)異步指數(shù)(圖7的頂部部分)的正常受試者對比具有LBBB和0. 93 的IEAI (圖7的底部部分)的受試者。圖7的兩個(gè)部分的左上面板展示表面ECG,且圖7的 兩個(gè)部分的右上面板展示平均化的QRS波群。圖7的兩個(gè)部分的左中面板展示所得相關(guān), 且左下面板展示從FFT信號(hào)相關(guān)獲得的功率和相位譜。注意與健康受試者相比具有LBBB 的受試者的Dl和D2之間的間隙以及相關(guān)信號(hào)的形態(tài),其在具有LBBB的患者中寬闊且不集 中。
[0095] 圖8展示與本公開的各方面一致的在具有LBBB的患者中的再同步裝置植入程序 期間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。注意完全異步的IEAI為1的患者的基線狀態(tài)(圖8的頂部部分)與已 開啟再同步而完全再同步且IEAI為0. 22的患者的狀態(tài)(圖8的底部部分)。在表面ECG 中也可以觀察到軸線的改變,以及相關(guān)信號(hào)的窄化且其以零為中心。
[0096] 圖9展示顯示本公開的設(shè)備對于起搏器的隨訪有用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如,LV起搏閾 值可以高于編程的起搏振幅。LV起搏失奪獲的情形使所要的再同步效果失效。結(jié)果,可以 改變再同步裝置的參數(shù),增加LV起搏輸出以實(shí)現(xiàn)一致的奪獲。在圖9的頂部部分中,展示 具有LBBB的患者(IEAI = 0. 91)的LV的狀態(tài)為失奪獲,而圖9的底部部分展示通過增加 LV起搏輸出而矯正了同一患者的這個(gè)情況(IEAI = 0. 25)。一旦利用異步指數(shù)確定了起搏 部位,指數(shù)可以進(jìn)一步用于確定VV延遲。圖10展示本發(fā)明對雙心室或CRT起搏裝置執(zhí)行 的VV優(yōu)化的簡化流程圖?;旧?,最佳VV延遲提供最小的異步指數(shù)值同時(shí)VVI起搏在恒 定速率(通常大于固有速率IObpm)下進(jìn)行。為了獲得最佳VV延遲,將裝置編程到VVI起 搏模式,且右心室(RV)和左心室(LV)輸出使能且編程到奪獲閾值以上。在那個(gè)狀態(tài),從始 終起搏的RV到當(dāng)兩個(gè)輸出幾乎同時(shí)由系統(tǒng)發(fā)送(例如,間隔零到幾毫秒)時(shí)同時(shí)雙心室起 搏(BV)而起搏的LV掃描VV空間。對于每一步驟,在