用于體表ecg中的雙心室起搏器脈沖檢測的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及例如醫(yī)療系統(tǒng)、方法和設(shè)備，更具體地，涉及用于體表ECG中的雙心室起搏器脈沖檢測的新穎的和創(chuàng)造性的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]越來越多的心力衰竭患者正在接受心臟再同步治療(CRT)，其使用左心室和右心室的起搏來使心臟輸出最大化。體表心電圖(ECG)波形中的非同步的雙心室(biV)起搏器脈沖(PP)對計算機診斷的ECG分析算法提出了挑戰(zhàn)。例如，并非被設(shè)計為用于識別非同步biV脈沖的脈沖檢測算法可能由于緊密分離的雙心室脈沖對而失效，并且未檢測到的和未分辨的脈沖可能因此對自動診斷ECG算法的節(jié)律或形態(tài)解釋具有不利的影響。另一方面，能夠識別體表ECG中的雙心室起搏器脈沖的存在對于準確的診斷是非常重要的。
[0003]非同步雙心室(biV)起搏器脈沖在時間上是緊密間隔的，并向需要檢測兩個心室腔脈沖的自動診斷ECG算法提出了挑戰(zhàn)。需要特殊的起搏器脈沖檢測算法來識別biV脈沖，因為未檢測到的和未分辨的脈沖可以因此對診斷ECG算法的節(jié)奏或形態(tài)解釋具有不利的影響。
[0004]檢測biV脈沖的一種方法將是用具有高采樣率(例如，在幾千赫茲的范圍內(nèi))的前端替換數(shù)據(jù)采集硬件，以更好地保存兩種脈沖的形態(tài)。然而，這種方法通常不適用于現(xiàn)有的心電圖，也不適用于在已在150Hz上被低通濾波并以500sps的采樣率被存儲的已采集數(shù)據(jù)的中心服務(wù)器上的回顧性分析。事實上，典型的ECG處理系統(tǒng)將150Hz的低通濾波器應(yīng)用于ECG信號并以500sps的采樣率將其存儲，總體上使回顧性biV pp檢測更加困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文中所公開和描述的是一種不要求硬件修改的用于biV脈沖檢測的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的范例性實施例能夠分析由現(xiàn)有非biV脈沖檢測系統(tǒng)和方法識別的脈沖，并將該信息與所述ECG信號的空間矢量進行組合來檢測緊密間隔的biV脈沖。
[0006]根據(jù)本公開的范例性實施例，提供一種系統(tǒng)和方法，其能夠使用三維矢量來處理信號的類型，從而使biV pp檢測能夠例如在后處理中或在中央服務(wù)器上完成。本發(fā)明的范例性實施例能夠以相對最小的修改與某些現(xiàn)有的非biV起搏器脈沖檢測系統(tǒng)和方法合并。
[0007]例如，根據(jù)本公開的范例性實施例，提供一種基于矢量的雙心室起搏脈沖檢測器，其包括處理器，所述處理器被配置為計算VCG距離特征、找到第一心室脈沖、計算VCG角度特征并且基于所述VCG距離特征和VCG角度特征中的至少一個來確定雙心室起搏脈沖的存在。所述檢測器還能夠包括被配置為接收ECG數(shù)據(jù)的輸入端，并且所述處理器還能夠被配置為將所述ECG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維VCG。所述檢測器還能夠包括脈沖分類器，所述脈沖分類器被配置為基于所述VCG距離特征和/或所述VCG角度特征來確定所述雙心室起搏脈沖的存在。所述脈沖分類器能夠被配置為拒絕低通濾波器的脈沖響應(yīng)和/或拒絕充電波來確定所述雙心室起搏脈沖的存在。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一范例性實施例，提供一種用于針對ECG定位雙心室起搏脈沖的存在的系統(tǒng)。所述范例性系統(tǒng)包括:非雙心室脈沖檢測器，其被配置為找到一個或多個心室脈沖的起始點；導(dǎo)聯(lián)式(lead-wise)雙心室脈沖檢測器，其用于確定在一個心臟搏動中是否有兩個分離的心室脈沖；以及基于矢量的雙心室脈沖檢測器，其被配置為當所述導(dǎo)聯(lián)式雙心室脈沖檢測器沒有確定在一個心臟搏動中有兩個分離的心室脈沖時確定所述雙心室起搏脈沖的存在。所述基于矢量的雙心室脈沖檢測器還能夠被配置為計算VCG距離特征、找到第一心室脈沖、計算VCG角度特征并且基于所述VCG距離特征和/或所述VCG角度特征來確定所述雙心室起搏脈沖的存在。范例性系統(tǒng)還能夠包括脈沖分類器，所述脈沖分類器被配置為基于所述VCG距離特征和/或所述VCG角度特征來確定所述雙心室起搏脈沖的存在。所述脈沖分類器能夠被配置為拒絕低通濾波器的脈沖響應(yīng)和/或充電波形，以確定所述雙心室脈沖的存在。
[0009]根據(jù)本公開的另一范例性實施例，提供一種用于針對ECG定位雙心室起搏脈沖的存在的方法。所述范例性方法包括將ECG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維矢量、計算VCG距離特征、定位第一心室脈沖、計算VCG角度特征、以及基于所述VCG距離特征和/或所述VCG角度特征來確定所述雙心室起搏脈沖的存在。范例性方法還能夠包括獲得所述ECG數(shù)據(jù)。所述ECG數(shù)據(jù)能夠包括例如每次心臟搏動的兩個相鄰的心室脈沖或每次心臟搏動的兩個部分交疊的心室脈沖。
【附圖說明】
[0010]在附圖中
[0011]圖1是示出了根據(jù)本公開的可分離的心室脈沖的范例的圖示；
[0012]圖2是示出了根據(jù)本公開的相鄰的心室脈沖的范例的圖示；
[0013]圖3是示出了根據(jù)本公開的部分交疊的心室脈沖的范例的圖示；
[0014]圖4是示出了根據(jù)本公開的使脈沖更寬并更難以分離的低通濾波器的范例的圖示;
[0015]圖5是根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法的范例性實施例的流程圖；
[0016]圖6是根據(jù)本公開的范例性的基于矢量的雙心室起搏器脈沖檢測器的方框圖；
[0017]圖7是根據(jù)本公開的已限定的VCG距離特征(空間距離和空間速度)的范例圖示;
[0018]圖8是根據(jù)本發(fā)明的分類器的圖示；
[0019]圖9是示出了針對相鄰的心室脈沖的本公開的范例性實施例的圖示；
[0020]圖10是示出了針對部分交疊的心室脈沖的本公開的范例性實施例的圖示。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明的上述形式及其他形式以及本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點將從與附圖結(jié)合閱讀的本發(fā)明的各種實施例的以下詳細描述中變得更為顯而易見。詳細的描述和附圖僅是本發(fā)明的示意性說明，而不是限制，本發(fā)明的包括范圍由所附權(quán)利要求及其等效方案來限定。
[0022]如上所述，越來越多的慢性心力衰竭患者接受CRT。CRT以可調(diào)節(jié)的間隔起搏左心室和右心室，以使心臟輸出最大化。由于不斷演變的CRT市場，識別體表ECG上的雙心室pp能夠成為針對自動ECG分析系統(tǒng)和方法的關(guān)鍵問題。現(xiàn)有已知的方法往往要求高采樣率的硬件。相反，本公開描述了例如一種新穎的系統(tǒng)和方法來檢測典型采樣率和低通濾波后的ECG信號上的雙心室pp。
[0023]如上所述，雙心室(biV)起搏器使用起搏左心室和右心室二者來使心臟輸出最大化。兩個起搏器脈沖(PP)能夠是同步的或非同步的。利用具有高采樣率(>5000sps)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備從體表ECG識別非同步biV脈沖通常是可能的。ECG的慣常采樣率是用于有效存儲的數(shù)據(jù)的500sps，并且信號通常是經(jīng)150赫茲低通濾波的，以去除噪聲。有規(guī)律的采樣率和內(nèi)置低通濾波器使起搏脈沖變寬，因此緊密分離的心室脈沖對能夠是不可區(qū)分的，并且看起來像單個寬脈沖或由單導(dǎo)聯(lián)上的波紋跟隨的單個脈沖。
[0024]例如，圖1-圖3圖示了三種可能的情況:可分離的、相鄰的和部分交疊的心室脈沖。
[0025]如圖1中所示，例如，可分離的脈沖通常足夠遠，所以非biV脈沖檢測算法可能仍然能夠通過在導(dǎo)聯(lián)之間進行查看(looking across leads)來識別兩個不同心室脈沖的存在。圖形100示出了在100毫秒的采樣窗口內(nèi)的導(dǎo)聯(lián)1、I1、V1和V4的單次搏動ECG波形，其中，清晰地存在兩個脈沖。脈沖1101和脈沖1102距離彼此足夠遠，因此在包括各自的充電脈沖的這兩個脈沖之間沒有交疊。兩個脈沖是可分離的，因為V-V間隔(對應(yīng)于P1-P2間隔)足以看出導(dǎo)聯(lián)之間的兩個不同的脈沖。
[0026]如在圖2中所示，例如，相鄰的心室脈沖通?？瓷先ゲ幌裼捎谑噶康耐队耙鸬膬蓚€脈沖，因此非biV脈沖檢測算法將通常不能檢測兩個心室脈沖的存在。圖形200示出了在20毫秒采樣窗口內(nèi)的導(dǎo)聯(lián)1、I1、VI和V4的單次搏動ECG波形，其中，不能清晰地看到兩個脈沖。由于兩個脈沖矢量之間的角度和對測量導(dǎo)聯(lián)的投影角度，兩個脈沖P1 201和P2 202，連同各自的充電脈沖Plre 203和P2re 204—起，可能看起來像由紋波狀噪聲跟隨或引導(dǎo)的單個脈沖。三維圖形210提供了分別對應(yīng)于脈沖P1 201和P2 202的矢量211和212的圖形化圖示。在這種情況下，例如，如果起搏脈沖檢測算法不能識別第二心室脈沖的存在，脈沖將不會被移除，并且隨后基于該波形的自動診斷分析將是不準確的。
[0027]如圖3中所示，例如，部分交疊的脈沖P1 301和P2 302具有與第二心室脈沖P2302的放電波交疊的第一脈沖Plre 303的充電波。結(jié)果是，Plre303和P2 302通常被示出為單一組合的脈沖或矢量Vs 30