專利名稱：用于合成導(dǎo)聯(lián)和提供精確性量度的心電圖系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及心電圖(ECG)系統(tǒng)，特別是涉及能提供合成信號(hào)的心電圖系統(tǒng)，該合成信號(hào)與提供實(shí)際的ECG信號(hào)的電極所產(chǎn)生的信號(hào)相應(yīng)。
背景技術(shù)：
ECG系統(tǒng)是眾所周知的，它可給醫(yī)生提供關(guān)于患者心臟的生理狀態(tài)的信息。更具體地說，存在有所謂12導(dǎo)聯(lián)的ECG系統(tǒng)，它給醫(yī)生提供12種叫做導(dǎo)聯(lián)的波形。為了提供這樣的12導(dǎo)聯(lián)的ECG，在患者身上安放10個(gè)電極，并對(duì)來自這些電極的信號(hào)加以處理以便提供12導(dǎo)聯(lián)，所有這些都是以已知方式進(jìn)行的。10個(gè)這些電極包括4個(gè)電極，提供處理信號(hào)以產(chǎn)生6個(gè)被叫做四肢導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)；和6個(gè)電極，提供處理信號(hào)以產(chǎn)生6個(gè)被叫做心前區(qū)或胸導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)。
在某些情形中，來自所有10個(gè)電極的信號(hào)并不都是可用的，而這些信號(hào)是正確得出12導(dǎo)聯(lián)的ECG所需要的。例如，有時(shí)電極從身體上松掉或滑動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生零信號(hào)，或產(chǎn)生一些按的方式衰減到不能使用程度的信號(hào)。此外，在患者身上由于受傷或手術(shù)也不能提供應(yīng)安放一個(gè)或多個(gè)電極的該位置。作為另一例子，在無可挑剔的檢測(cè)或遙測(cè)的條件下，為了患者的舒服和將要求處理的信號(hào)減至最少，裝備有僅提供5或6個(gè)電極的模塊。
在其它情形中，可能希望將電極安放在身上與正常使用位置不同的位置上。例如可能希望監(jiān)測(cè)心臟的右側(cè)，或監(jiān)測(cè)左側(cè)附近。
在任何情形，電極有時(shí)都會(huì)被放置在不正確的位置上，或?qū)蓚€(gè)電極顛倒。此外電極還可能提供異常的信號(hào)。例如，如果電極從患者身上松掉或滑動(dòng)，則來自那個(gè)電極的信號(hào)就是不精確的。另外，如果病人移動(dòng)(例如，側(cè)身或坐起來)，作為來自所有電極的信號(hào)，即使是精確的，也可能由于該患者的移動(dòng)在分析之后得出異常的結(jié)果。最好是在上述的所有條件下都仍能提供產(chǎn)生12導(dǎo)聯(lián)ECG所需要的信號(hào)。
眾所周知，代表相應(yīng)的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的信號(hào)都包含有相互冗余的信息。眾所周知的還有，如果一個(gè)電極丟失或發(fā)生故障，則就可適當(dāng)?shù)貙⒛塬@得的和起作用的來自其它電極和/或其它導(dǎo)聯(lián)的信號(hào)組合起來用于產(chǎn)生一合成信號(hào)，該合成信號(hào)非常近似于源自該丟失或發(fā)生故障的電極的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。為了應(yīng)用這種技術(shù)，在分析階段中，將整個(gè)12導(dǎo)聯(lián)的ECG的至少某些部分記錄下來。然后處理該記錄的信號(hào)以便產(chǎn)生一功能，可應(yīng)用于能獲得的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)上，用來合成一與丟失或發(fā)生了不能使用的畸變的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)近似的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。在合成階段中，就將這種功能施加于可獲得的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。使用這種技術(shù)，丟失的導(dǎo)聯(lián)就可被合成。
在1991年10月22日公布的Nicklas等人的專利U.S.Patent5,058,598中公開了一種系統(tǒng)，用于從稱做基礎(chǔ)導(dǎo)聯(lián)組的導(dǎo)聯(lián)來合成預(yù)期的心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)。首先，在分析階段，對(duì)包括至少該基礎(chǔ)導(dǎo)聯(lián)組(在Nicklas等人的專利中，該基礎(chǔ)導(dǎo)聯(lián)就是I，II，和V2)和希望合成的該心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)(除V2以外)的一組ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)進(jìn)行處理，以便產(chǎn)生一線性方程的系數(shù)。然后，在合成階段，接收僅代表該基礎(chǔ)導(dǎo)聯(lián)的信號(hào)，并將那些基礎(chǔ)導(dǎo)聯(lián)的值代入該線性方程來得出代表所想要的合成心前區(qū)的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。Nicklas等人還公開了，將該ECG的復(fù)合波(ECG complex)分區(qū)成一些段(例如，QRS，ST，等)并分別對(duì)每一段進(jìn)行處理，以便對(duì)與每段相應(yīng)的各自的線性方程產(chǎn)生相應(yīng)的系數(shù)組。在這種情形中，在合成階段上，將來自基礎(chǔ)導(dǎo)聯(lián)的每段的值代入適當(dāng)?shù)木€性方程，以得出代表在該段所預(yù)期的合成的心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。
在1996年2月13日公布的Mortara的專利U.S.Patent5,490,515中公開了一種系統(tǒng)，用來從一組的8個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)合成一單個(gè)的特定導(dǎo)聯(lián)。在分析階段，來源于相應(yīng)電極的該組的8個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)被該系統(tǒng)接收，并產(chǎn)生一具有表項(xiàng)的系數(shù)表，該表項(xiàng)代表一組線性方程的系數(shù)。在合成階段，該系數(shù)表那時(shí)就用來根據(jù)其它7個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的值合成從該8個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)中所選出的一個(gè)。Mortara還同時(shí)公開了多于一個(gè)的丟失導(dǎo)聯(lián)的合成。
在這兩種系統(tǒng)中都沒有什么合成信號(hào)精確度的指示提供給操作人員。此外，在這兩系統(tǒng)中也沒有什么信息提供給操作人員來提醒操作人員信號(hào)異常，這既無助于該ECG的制備，也無助于解釋顯示的12個(gè)ECG導(dǎo)聯(lián)波形。
最好測(cè)定與其它可能合成的信號(hào)有關(guān)的該合成信號(hào)的精確度，并將該信息提供給操作人員。還需要提供信息給操作人員，以便提醒他信號(hào)異常，和有助于制備該ECG和解釋該結(jié)果。在某些情形，如遙測(cè)ECG中，還希望用最少的電極數(shù)來監(jiān)測(cè)患者，同時(shí)產(chǎn)生全部的12個(gè)導(dǎo)聯(lián)的ECG并保持一希望的精度水平。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的原理，心電圖(ECG)系統(tǒng)可提供一組ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。該系統(tǒng)包括一ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源的子集合。與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源耦連的合成器從該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的子集合產(chǎn)生一組合成的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。還產(chǎn)生代表該合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)組的精度的數(shù)據(jù)。
附圖簡(jiǎn)述在附圖中

圖1是一框圖形式的圖解，數(shù)據(jù)庫方塊還以存儲(chǔ)器平面布置形式表示，它圖示出按照本發(fā)明原理的ECG系統(tǒng)的一部分；圖2是一有助于理解圖1所示系統(tǒng)運(yùn)作的流程圖；圖3是一說明矩陣計(jì)算的圖解，它有助于理解本發(fā)明的運(yùn)作；圖4是一說明按本發(fā)明原理的系統(tǒng)的一不同部分的框圖；及圖5和圖6是說明圖1所示的系統(tǒng)根據(jù)體位變化運(yùn)作的流程圖。
發(fā)明詳述圖1是一框圖形式的圖解，數(shù)據(jù)庫方塊還以存儲(chǔ)器平面布置形式表示，它圖示出按照本發(fā)明原理的ECG系統(tǒng)的一部分。在圖1中，打算將多個(gè)電極102附著在患者身體的相應(yīng)位置上。該多個(gè)電極102是與一預(yù)處理器104的相應(yīng)輸入端子耦連。該預(yù)處理器104的相應(yīng)輸出端與存儲(chǔ)器106的相應(yīng)輸入端耦連。該存儲(chǔ)器106的相應(yīng)輸出端與分析線路(circuit)108的輸入端耦連。分析線路108的輸出端與一數(shù)據(jù)庫110的輸入端耦連。
在運(yùn)行過程中，該多個(gè)電極102就是打算附著在患者預(yù)定位置的ECG電極。在所示實(shí)施例中，提供有10個(gè)電極。該預(yù)處理器104處理來自該10個(gè)電極的信號(hào)，以便在相應(yīng)輸出端產(chǎn)生代表12導(dǎo)聯(lián)的ECG的信號(hào)。更具體地說，處理來自四個(gè)肢體的導(dǎo)聯(lián)電極的信號(hào)，以提供肢體導(dǎo)聯(lián)信號(hào)I和II。從肢體導(dǎo)聯(lián)(limb lead)信號(hào)I和II就可用數(shù)學(xué)方法得出其余的肢體導(dǎo)聯(lián)信號(hào)III，aVR，aVL，和aVF。在所示實(shí)施例中，那些其它肢體導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的推導(dǎo)與本發(fā)明并無密切關(guān)系，因而在本申請(qǐng)的余下部分對(duì)它們不作討論。分別對(duì)其它六個(gè)電極進(jìn)行處理，以便提供相應(yīng)的心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)(V1，V2，V3，V4，V5，V6)。這樣，代表8個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)(I，II，V1，V2，V3，V4，V5，V6)的信號(hào)就由該預(yù)處理器104以已知的方式產(chǎn)生，并進(jìn)一步按下述方法對(duì)其加以處理。
在所示實(shí)施例中，這種預(yù)處理還包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。因而，該8個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)都具有多位的數(shù)字形式。該預(yù)處理器104還可提供處理，以便識(shí)別每個(gè)ECG的復(fù)合波特征，和對(duì)每個(gè)導(dǎo)聯(lián)的若干數(shù)目的相繼ECG復(fù)合波進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)和聚集(time align and aggregate)(例如，平均，中值濾波器等)，這一切都是以已知的方式進(jìn)行的。將代表該8個(gè)可能是聚集的ECG導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波都按已知方式存入該存儲(chǔ)器106的相應(yīng)單元中。
圖2是一有助于理解圖1所示的分析系統(tǒng)的分析階段的運(yùn)作的流程圖。該運(yùn)作從方框202開始。在方框204中獲得全部的12個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG，而且，如上所述，該結(jié)果是代表8個(gè)相應(yīng)ECG導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V1，V2，V3，V4，V5，V6)的多位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這些復(fù)合波可能是聚集的。代表這8個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波的數(shù)據(jù)都是以已知的方式被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器106中的相應(yīng)單元中。
該分析線路108以已知的方式從該存儲(chǔ)器106中與該8個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波相應(yīng)的單元上檢索數(shù)據(jù)。然后該分析線路108就對(duì)檢索的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。一般來說，對(duì)待每個(gè)可能的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)聯(lián)的組合就猶如它丟失或不能使用一樣。然后，對(duì)于每個(gè)這樣的組合來說，將被當(dāng)做猶如仍然可用的其它剩余的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波與該丟失的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波或一些復(fù)合波進(jìn)行比較，并對(duì)該可用的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波的功能進(jìn)行計(jì)算，這就可很精確地從該可用的導(dǎo)聯(lián)來合成該一個(gè)或多個(gè)丟失的導(dǎo)聯(lián)。該合成精度的測(cè)量也可確定，而且該計(jì)算的功能和確定的精測(cè)測(cè)量?jī)烧叨急淮鎯?chǔ)在該數(shù)據(jù)庫110中。應(yīng)用于每個(gè)這樣的組合的處理被圖示于圖2中并詳細(xì)描述在下面。
在方框206中，將首先由所述8個(gè)導(dǎo)聯(lián)之一構(gòu)成的導(dǎo)聯(lián)子集合選作丟失的導(dǎo)聯(lián)。為了下面描述，該選擇的導(dǎo)聯(lián)是該心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)V1。在方框208中，將該存儲(chǔ)的代表所選擇的導(dǎo)聯(lián)V1的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波數(shù)據(jù)與該存儲(chǔ)的代表其它7個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V2，V3，V4，V5，和V6)的導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以便計(jì)算那些其它7個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V2，V3，V4，V5，和V6)的作用，這將最接近地近似所選擇的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(V1)。
在所示的實(shí)施例中，一近似該選擇導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波V1的合成的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波SV1由其它7個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V2，V3，V4，V5，和V6)的線性組合合成。這種合成可用一組系數(shù){CI(V1)，CII(V1)，CV2(V1)，CV3(V1)，CV4(V1)，CV5(V1)和CV6(V1)}表示。符號(hào)Cx(y)是意欲代表該施加于第x個(gè)可用的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波，用來合成該丟失的第y個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波的系數(shù)C。也就是說，這組系數(shù)分別代表該其它7個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V2，V3，V4，V5，和V6)在該線性組合中的比例，該線性組合代表最接近該丟失的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波V1的合成復(fù)合波SV1。在所示實(shí)施例中該系數(shù)是利用具有零截距矢量的最小二乘線性回歸以已知的方法計(jì)算的。本技術(shù)的普通人員將會(huì)明白，任何的組合形式，如多項(xiàng)式或三角的也可使用。
在方框208中的計(jì)算產(chǎn)生一合成矩陣(synthesis matrix)M。圖3是說明矩陣計(jì)算的圖解，它有助于理解本發(fā)明的運(yùn)作。在圖3a中，矩陣M[V1]圖示出在所選擇的導(dǎo)聯(lián)為導(dǎo)聯(lián)V1時(shí)所產(chǎn)生的一矩陣。符號(hào)M[Z]是意圖代表合成矩陣，該矩陣用來從丟失ECG導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波組{z}的輸入矢量I合成該合成的矢量S。輸入矢量I包含一些代表來自該8個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V1，V2，V3，V4，V5，V6)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的元素。該矩陣M[V1]具有一單位矩陣作為它的基礎(chǔ)。但是，與該合成導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波SV1相應(yīng)的行(例如，從上數(shù)的第三行)卻被該系數(shù)組{CI(V1)，CII(V1)，0，CV2(V1)，CV3(V1)，CV4(V1)，CV5(V1)和CV6(V1)}代替，該系數(shù)組是在方框208中由分析線路108計(jì)算的。與該選擇的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波V1相應(yīng)的列(例如從左數(shù)第三列)被設(shè)定為0，因而所選擇的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波V1對(duì)于形成該合成導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波SV1的組合沒有貢獻(xiàn)。
本技術(shù)的普通人員將明白，在該合成矩陣M[V1]乘以輸入矢量I時(shí)，結(jié)果就是合成矢量S。該合成矢量S包含有代表該8個(gè)合成導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(SI，SII，SV1，SV2，SV3，SV4，SV5，SV6)的合成數(shù)據(jù)點(diǎn)的元素，其中該選擇導(dǎo)聯(lián)的合成導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波SV1是從其它7個(gè)導(dǎo)聯(lián)(I，II，V2，V3，V4，V5，V6)合成的，而剩余的導(dǎo)聯(lián)(SI，SII，SV2，SV3，SV4，SV5，SV6)則與輸入矢量I中的相應(yīng)元素相等。
在方框210中，相似性系數(shù)SC按下述方法確定。當(dāng)在方框208中計(jì)算了該矩陣M[V1]時(shí)，就用它來產(chǎn)生8個(gè)合成的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(SI，SII，SV1，SV2，SV3，SV4，SV5，SV6)。然后再將該合成的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(SI，SII，SV1，SV2，SV3，SV4，SV5，SV6)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器106中的該實(shí)際的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波(I，II，V1，V2，V3，V4，V5，V6)進(jìn)行比較，以計(jì)算相似性系數(shù)SC。這在圖1中被標(biāo)示為SC[V1]，以便表示它是選擇導(dǎo)聯(lián)V1的相似性系數(shù)SC。在所示實(shí)施例中，這系數(shù)SC[V1]是從該合成的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波數(shù)據(jù)(SI，SII，SV1，SV2，SV3，SV4，SV5，SV6)與存儲(chǔ)的實(shí)際導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波數(shù)據(jù)(I，II，V1，V2，V3，V4，V5，V6)的均方根(RMS)值的差來計(jì)算的。更具體地說，該合成系數(shù)SC是按公式SC=1-RMSsource-RMSerrorRMSsource]]>計(jì)算的。另外，該著名的Pearson相關(guān)技術(shù)也可用來產(chǎn)生相似性系數(shù)SC。但是，本技術(shù)的普通人員將明白，任何評(píng)估該合成導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波與該實(shí)際導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波的相似性的技術(shù)都是可使用的。
在步驟212上，所計(jì)算的矩陣M[V1]和相應(yīng)的相似性系數(shù)SC[V1]都按已知的方式存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù)庫110中。該數(shù)據(jù)庫110是保持在一永久存儲(chǔ)器裝置上。例如該數(shù)據(jù)庫可按已知方式安放在可由醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入的中央單元的一磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上。倘若該存儲(chǔ)裝置和數(shù)據(jù)庫110可由ECG系統(tǒng)訪問，則其具體配置就與本發(fā)明無密切關(guān)系。
本技術(shù)的普通人員從圖1將明白，該數(shù)據(jù)庫110包含多個(gè)條目(entry)分別與不同的患者和不同的一般群體(generalpopulation)相應(yīng)。在下面將對(duì)這作較詳細(xì)的描述。每個(gè)患者和一般群體的條目都包含一系列的如上述那樣推導(dǎo)的合成條目，與選擇(丟失)的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波的不同組相應(yīng)。在圖1中，圖示出了患者2的條目。該患者2的條目又包含第一合成條目，該矩陣M[V1]和該相似性系數(shù)SC[V1]就存儲(chǔ)其中。其它的與本發(fā)明關(guān)系不密切的數(shù)據(jù)也可存儲(chǔ)在該患者條目中和/或該患者條目的合成條目中。
在方框214中，如果所有的合成條目都已充填，則該過程就終止在方框216中。否則處理就返回到方框206，在這里，選擇導(dǎo)聯(lián)的另一子集合并將其當(dāng)做丟失處理。在圖示的實(shí)施例中，所有的由單個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)構(gòu)成的子集合都被處理，然后是處理所有的由兩個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)構(gòu)成的子集合，所有的由三個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)構(gòu)成的子集合，等等。本技術(shù)的普通人員將明白，確定和處理子集合的順序與本發(fā)明無密切關(guān)系。
更具體地說，在所示的實(shí)施例中，下一個(gè)選擇該心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)V2并再進(jìn)行上述處理。在這種情形中，再參考圖1，將這處理的結(jié)果，M[V2]和SC[V2]，存儲(chǔ)在該患者2的條目中的第二合成條目?jī)?nèi)。對(duì)于所有余下的單個(gè)丟失的導(dǎo)聯(lián)的子集合都繼續(xù)這過程。然后對(duì)所有兩個(gè)同時(shí)丟失的導(dǎo)聯(lián)組進(jìn)行處理。例如，同時(shí)選擇導(dǎo)聯(lián)V1和V2，并當(dāng)作丟失對(duì)待，而且進(jìn)行上述的相同處理，并將該結(jié)果，合成矩陣M[V1，V2]和相似性系數(shù)SC[V1，V2]存入適當(dāng)?shù)幕颊?的合成條目中。然后同時(shí)選擇兩丟失的導(dǎo)聯(lián)V1和V3的下一組，并當(dāng)做丟失對(duì)待而且進(jìn)行相同的處理。
圖3b圖示出一矩陣M[V1，V3]，它是在同時(shí)將導(dǎo)聯(lián)V1和V3選作丟失時(shí)計(jì)算的。同前面一樣，該矩陣M[V1，V3]具有單位矩陣作為其基礎(chǔ)。但在這種情形，與該合成導(dǎo)聯(lián)SV1相應(yīng)的行，用系數(shù)CI(V1)，CII(V1)，0，CV2(V1)，0，CV4(V1)，CV5(V1)，和CV6(V1)代替，而與該合成導(dǎo)聯(lián)SV3相應(yīng)的行，用系數(shù)CI(V3)，CII(V3)，0，CV2(V3)，0，CV4(V3)，CV5(V3)，和CV6(V3)代替。同時(shí)，與該選擇導(dǎo)聯(lián)的復(fù)合波V1和V3相應(yīng)的列則用0代替，以確保來自這些導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波的輸入信號(hào)對(duì)該合成導(dǎo)聯(lián)信號(hào)沒有貢獻(xiàn)。此外，確定相似系數(shù)SC[V1，V3]，并將矩陣M[V1，V3]和相似系數(shù)SC[V1，V3]兩者都存入該患者2的條目的適當(dāng)?shù)暮铣蓷l目中。對(duì)于所有兩個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)的組都繼續(xù)這過程，接著是對(duì)三個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)的組合等等情形進(jìn)行這過程，直到該患者2的條目被充滿，該過程就終止在方框216(圖2的)。
如在Nicklas等人的專利中公開的那樣，可將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器108中的該8個(gè)復(fù)合波的每一個(gè)分段，并對(duì)每區(qū)獨(dú)立地進(jìn)行上述計(jì)算。在本發(fā)明中，這將導(dǎo)致多個(gè)矩陣，每段一個(gè)，存儲(chǔ)在該患者2的條目的每個(gè)合成條目中。當(dāng)從該能可用的導(dǎo)聯(lián)來合成丟失的導(dǎo)聯(lián)(一些導(dǎo)聯(lián))時(shí)，就根據(jù)哪個(gè)段是被當(dāng)前合成的來使用適當(dāng)?shù)木仃嚕磺卸既鏝icklas等人的專利所公開的那樣。
圖4是一說明按本發(fā)明原理的系統(tǒng)的合成部分的框圖。在圖4中那些與圖1中所圖示的那些元件相同的元件都用相同的參考號(hào)標(biāo)明，在下面不作詳細(xì)描述。在圖4中該預(yù)處理器104的相應(yīng)輸出端子與合成器306和控制器308的相應(yīng)輸入端子耦連。合成器306的相應(yīng)輸出端子與顯示裝置310的相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入端子耦連。該控制器308的合成器的控制輸出端子與該合成器306的控制輸入端子耦連，該控制器308的顯示裝置的控制輸出端子與該顯示裝置310的控制輸入端子耦連。該顯示裝置310包括一顯示屏312和一組用戶控制314。連同其它控制一道，這些用戶控制314包括畫成圓圈的旋鈕和畫成園角方形的按鈕。該顯示裝置310的用戶控制的輸出端子與該控制器308的用戶控制輸入端子耦連。將該控制器308的雙向端子與該數(shù)據(jù)庫110的相應(yīng)端子耦連。
如圖4所示，該顯示裝置310可將來自該合成器306的12導(dǎo)聯(lián)ECG的波形按ECG波形的通常方式顯示在該顯示屏312上。此外，該控制器308可對(duì)來自該顯示裝置310上的控制314的用戶輸入作出響應(yīng)，從而可調(diào)節(jié)該顯示裝置310，以便在該顯示屏312上顯示信息。該控制器308還可根據(jù)來自預(yù)處理器104的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)來控制合成器306的運(yùn)作，其型式將在下面詳述。該合成器306依次對(duì)從該預(yù)處理器104接收到的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)進(jìn)行圖3所示的矩陣乘法運(yùn)算，以便產(chǎn)生該顯示裝置310的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)，可能包括合成的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。
在一般操作中，由操作人員將多個(gè)電極102附著在患者的預(yù)定位置上。該操作人員操作該用戶控制314以便輸入想要的有關(guān)監(jiān)測(cè)的信息，包括，例如，患者的識(shí)別標(biāo)記。該控制器308然后調(diào)節(jié)該合成器306，以便按正常模式運(yùn)行。該預(yù)處理器104提供8個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)給合成器306。在正常模式中，所有的多個(gè)電極102都是工作的，而且來自該預(yù)處理器104的所有導(dǎo)聯(lián)信號(hào)都是精確的。該控制器308調(diào)節(jié)該合成器306，以便使輸入的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)無變化的通到該輸出端。這可通過在該合成器306的矩陣307中放置一單位矩陣的方法來實(shí)現(xiàn)。該合成器306利用該單位矩陣進(jìn)行圖3所示的矩陣乘法運(yùn)算，以將所接收的12個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)傳輸?shù)皆擄@示裝置310。該顯示裝置依次將來自該合成器306的12個(gè)ECG波形都按通常的方式顯示在顯示屏312上。在這種操作模式下，該相似性系數(shù)具有其最大值。
但是，如上所述，一個(gè)或多個(gè)電極有可能從患者身上分離和松開。這可被控制器308通過很多已知技術(shù)中的任意一種自動(dòng)檢測(cè)出來。例如，如果在一導(dǎo)聯(lián)信號(hào)中沒檢測(cè)到脈沖成分，則可認(rèn)定該導(dǎo)聯(lián)信號(hào)是不起作用的。
在這種情形，該控制器308從該數(shù)據(jù)庫110中檢索當(dāng)前患者的，例如患者2的條目(如圖1所示)，并從該條目檢索適合于合成已認(rèn)定不起作用的導(dǎo)聯(lián)或一些導(dǎo)聯(lián)的矩陣。例如，如果導(dǎo)聯(lián)V1被認(rèn)定不工作，則就從該數(shù)據(jù)庫110的患者2的條目中檢索矩陣M[V1]。然后該控制器308將該矩陣M插入該合成器306的矩陣307中。該合成器306進(jìn)行上述的矩陣乘法運(yùn)算，參考圖3，以便對(duì)不起作用的該導(dǎo)聯(lián)或一些導(dǎo)聯(lián)提供一合成信號(hào)。該顯示裝置310連續(xù)顯示從該合成器306接收的12個(gè)導(dǎo)聯(lián)波形，包括該合成的導(dǎo)聯(lián)波形或一些波形。
該控制器308還可調(diào)節(jié)該顯示裝置310，以便顯示一標(biāo)記在顯示屏上，以提醒操作人員有一個(gè)或多個(gè)顯示的導(dǎo)聯(lián)是被合成的。這種標(biāo)記可包括以某種形式使該合成導(dǎo)聯(lián)波形或該合成導(dǎo)聯(lián)波形的背底變得醒目，如相對(duì)于其它導(dǎo)聯(lián)波形改變?cè)摵铣蓪?dǎo)聯(lián)波形的強(qiáng)度或顏色；或者在該合成波形的附近放置一指示符號(hào)；或在該顯示屏312上顯示該合成波形的文字標(biāo)識(shí)。此外，該控制器308還可從該數(shù)據(jù)庫110檢索相應(yīng)的相似性系數(shù)SC并將它顯示在該顯示屏312上作為該顯示的波形的預(yù)期精度的指示。
上述合成技術(shù)還可用來識(shí)別異常的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。該控制器306可依次地從該數(shù)據(jù)庫110檢索當(dāng)前患者的矩陣用來合成單個(gè)的丟失導(dǎo)聯(lián)。也就是說，首先檢索該矩陣M[I]，然后檢索矩陣M[II]，然后再檢索矩陣M[V1]，等等。當(dāng)檢索了每個(gè)矩陣時(shí)，該控制器308就將檢索的矩陣M插入在該合成器306的矩陣307中。該合成器306進(jìn)行上述的矩陣乘法運(yùn)算以便為相應(yīng)的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)提供一合成的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。將這合成的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)與來自該預(yù)處理器104的相應(yīng)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)進(jìn)行比較。這種比較結(jié)果可用來識(shí)別來自該預(yù)處理器104的異常導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。也就是說，如果該合成的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)基本上與相應(yīng)的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)不相同時(shí)，這就表示一異常的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。
例如，該合成的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)相對(duì)于該相應(yīng)的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)可以是有關(guān)聯(lián)的。如果來自該預(yù)處理器104的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)和來自該合成器306該相應(yīng)的合成信號(hào)之間是高度相關(guān)的，則來自該預(yù)處理器104的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)就被認(rèn)為是精確的。但是如果不是高度相關(guān)，則來自該預(yù)處理器104的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)就被認(rèn)為是不起工作的。在這種情形，就進(jìn)行上述處理，以便將該合成的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上?？梢蚤g隔地重復(fù)這過程，以便查對(duì)來自該預(yù)處理器的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的精確性。
作為另一例子，通常都知道，電極在患者身上的位置可很容易被該ECG監(jiān)測(cè)器的操作人員弄顛倒，例如，將RA和LA電極在患者身上弄顛倒是相當(dāng)普通的。這就導(dǎo)致一反向的I導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。通過進(jìn)行上述過程，可將合成的I導(dǎo)聯(lián)與來自預(yù)處理器104的I導(dǎo)聯(lián)信號(hào)比較。強(qiáng)烈的正相關(guān)表示該RA和LA電極是安放正確的。另一方面，強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)則表示以將RA和LA電極的位置弄顛倒了。為響應(yīng)指示，該操作人員就可被顯示裝置310的顯示屏312上的信息和/或聲音報(bào)警提醒去正確安放該RA和LA電極。
又如上所述，由于手術(shù)或受傷，可能不能提供患者身上的所有想要的位置。在這種情形，操作人員可操作該用戶控制314來給該控制器308提供不能提供的位置指示。那時(shí)該控制器308將為可提供的位置產(chǎn)生一電極配置列表，并訪問數(shù)據(jù)庫110的與這患者相關(guān)的條目中的數(shù)據(jù)，以檢索與每個(gè)電極配置相關(guān)的相似性系數(shù)SC。具有最高相似配置SC，即產(chǎn)生最精確的12導(dǎo)聯(lián)ECG波形合成的配置，那時(shí)就顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上。這種顯示可以是文字的，也可以是提供該患者圖形的圖解，具體的電極位置都顯示在該圖上。該控制器308檢索與該配置相關(guān)的矩陣M，并將它放入該合成器306的矩陣307中。按照顯示的信息，該操作人員那時(shí)就應(yīng)用這想要配置中的電極。然后該12導(dǎo)聯(lián)的ECG波形的顯示就可如上所述那樣進(jìn)行，還可任選地包括使該合成導(dǎo)聯(lián)波形特別變得顯眼和顯示該相似性系數(shù)。
另外，可提供的電極配置與它們的相似性系數(shù)一起的完整列表可顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上。該操作人員那時(shí)就可不只根據(jù)相似性系數(shù)還可根據(jù)其它的臨床上的考慮來選擇一個(gè)可提供的配置。該操作人員那時(shí)就可操作該用戶控制314，以便指示哪個(gè)配置已被選擇，并按該配置來施加電極。該控制器308從該數(shù)據(jù)庫110檢索適當(dāng)?shù)木仃嘙，并將它提供給該合成器306的矩陣307。該控制器308然后調(diào)節(jié)該合成器306，以便如上所述那樣對(duì)該配置合成12導(dǎo)聯(lián)的ECG波形。
通過以最高相似系數(shù)來自動(dòng)規(guī)定電極配置，或通過向操作人員提供具有相關(guān)相似性系數(shù)的電極配置列表來進(jìn)行選擇，都可保證使用的電極將產(chǎn)生具有最大精確度的12導(dǎo)聯(lián)ECG波形，或最精確地給出實(shí)際的臨床考慮。
有時(shí)需要使用一非標(biāo)準(zhǔn)的電極配置。例如，醫(yī)生可想要與心臟右側(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)，或心臟左側(cè)附近的數(shù)據(jù)。前者要求一個(gè)或多個(gè)電極安放在該心臟右側(cè)的位置上，而后者進(jìn)而要求安放在心臟的左側(cè)。有一些預(yù)定的這樣的位置，在胸右邊的叫做V1R，V2R，V3R，V4R，V5R和V6R，而在患者左側(cè)周圍的被叫做V7，V8和V9?，F(xiàn)行系統(tǒng)既要求額外的電極和電路來處理信號(hào)和顯示來自這些信號(hào)的波形，又要求將從標(biāo)準(zhǔn)位置V1，V2，V3，V4，V5，和V6摘下的那個(gè)(些)電極安放在其它位置V7，V8，V9，V1R，V2R，V3R，V4R，V5R，和V6R上。從標(biāo)準(zhǔn)位置移動(dòng)一導(dǎo)聯(lián)意味著失掉該電極產(chǎn)生的該導(dǎo)聯(lián)的信號(hào)。
在圖4所示的系統(tǒng)中，該操作人員操作該顯示裝置310上的用戶控制314，以便表示希望將一個(gè)或多個(gè)電極從它們的標(biāo)準(zhǔn)位置移動(dòng)到另一位置。作為應(yīng)答，該控制器308在該數(shù)據(jù)庫110中檢索與該患者相應(yīng)的條目，并檢索用于丟失希望移動(dòng)數(shù)目的導(dǎo)聯(lián)的配置的所有相似性系數(shù)SC。那就是說，如果希望移動(dòng)兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)，則該控制器308就檢索丟失兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的所有配置的相似性系數(shù)SC。該控制器308那時(shí)就從那些檢索的相似性系數(shù)之中自動(dòng)選擇具有最高相似性系數(shù)SC的配置，并將信息顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上，標(biāo)示出與該相似性系數(shù)SC相應(yīng)的電極配置。該操作人員將適當(dāng)?shù)碾姌O安放在患者身上的特定標(biāo)準(zhǔn)位置上，然后將剩余的導(dǎo)聯(lián)安放在其它非標(biāo)準(zhǔn)的希望位置上。
然后控制器308就從該數(shù)據(jù)庫110檢索與該特定的電極配置相應(yīng)的矩陣M，并將它提供該合成器308中的矩陣307。然后該合成器306就從在標(biāo)準(zhǔn)位置上可用的導(dǎo)聯(lián)按上述方法合成該標(biāo)準(zhǔn)的12導(dǎo)聯(lián)的ECG波形。該控制器308還可調(diào)節(jié)該顯示裝置310以便同時(shí)將該12個(gè)導(dǎo)聯(lián)的ECG波形和來自其它位置(如從胸的右側(cè))的導(dǎo)聯(lián)波形以已知方式顯示在該顯示屏312上。如前所述，該合成的波形可特殊地標(biāo)識(shí)在該顯示屏上并/或顯示出的相似性系數(shù)。
另外，又如前述，還可將具有相應(yīng)相似性系數(shù)的可能電極配置顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上，操作人員根據(jù)該相似性系數(shù)和其它的臨床考慮從這些可能電極配置中選擇一個(gè)。該操作人員操作該用戶控制來選擇一種配置，而且該控制器308調(diào)節(jié)該系統(tǒng)，以便如上所述那樣以該配置運(yùn)作。此外，如前所述，該相似性系數(shù)的使用使得合成的標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)的ECG波形具有最大的精確度，或根據(jù)實(shí)際臨床考慮的最大精確度。
在某些情形，例如，如果患者正從一個(gè)地方運(yùn)送到另一地方，或如果該ECG正以遙測(cè)的方法進(jìn)行監(jiān)視，就并不希望使用全套的10個(gè)電極來產(chǎn)生全部的12導(dǎo)聯(lián)的ECG。在這些情形中，為了患者的舒適，希望使用最少數(shù)的電極，同時(shí)在ECG上仍然要保持希望的精確度水平。另外，在某些情形，該ECG的監(jiān)測(cè)器是小型化的，并不包括全部的10個(gè)電極。
在這些情形下，該控制器308從數(shù)據(jù)庫110中檢索患者的條目。對(duì)所有與一個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)相應(yīng)的合成條目的相似性系數(shù)SC進(jìn)行比較，選擇具有最大相似性系數(shù)的該條目。同樣，對(duì)所有與兩個(gè)丟失導(dǎo)聯(lián)相應(yīng)的合成條目的相似性系數(shù)SC進(jìn)行比較，選擇具有最大相似性系數(shù)的該條目。對(duì)每個(gè)可能的丟失導(dǎo)聯(lián)的數(shù)目(三個(gè)，四個(gè)等等)重復(fù)這種過程。然后將該選擇的條目列表，包括電極配置和相似性系數(shù)，都顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上。該操作人員那時(shí)就利用該用戶控制314選擇滿足所需的最小精確度的條目，并按該條目所代表的配置將電極附著在患者身上。該控制器308對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便從所選擇的電極配置合成該12導(dǎo)聯(lián)的ECG。這樣，對(duì)于所選擇的電極數(shù)目就保證具有最大的精確度，同時(shí)在可能范圍內(nèi)將所需的電極數(shù)減少到最少，因而將患者的不舒服減少到最小。
在前面的描述中，假定了事先可提供該患者的全部12個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG來進(jìn)行分析。這不可能總能這樣。當(dāng)然，當(dāng)患者的ECG不能事先提供時(shí)，在數(shù)據(jù)庫110中就不可能有該患者的條目。再參考圖1，來自大的群體(population)的12導(dǎo)聯(lián)ECG可由分析線路108作為一組按圖2所示方法加以分析。在這種情形，將產(chǎn)生由方框204收集匯編在該存儲(chǔ)器106中的該8個(gè)導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波，作為用于所有的該群體中的人們所有可用的8個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG復(fù)合波的聚集。這些一般群體的導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波將按上述圖2所示的方法加以分析，以便產(chǎn)生一組一般群體的矩陣M和相應(yīng)的相似性系數(shù)SC。這組矩陣M和相似性系數(shù)SC將被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫110的一般群體的條目中，在圖1中圖示為一標(biāo)示有GENERAL 1的條目。該條目GENERAL 1具有與說明患者2的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但是，在該GENERAL 1條目中的數(shù)據(jù)是以對(duì)整個(gè)群體聚集的12導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波為基礎(chǔ)的。
如果在數(shù)據(jù)庫110中沒有條目，則就檢索一般群體的條目GENERAL1，該條目的數(shù)據(jù)可按與上述完全相同的方法用于上述的任何情形例如，檢測(cè)異常導(dǎo)聯(lián)信號(hào)，合成脫開的電極，或合成那些位置不可用或故意地移動(dòng)到另一位置的電極的導(dǎo)聯(lián)。當(dāng)為該患者累積了足夠完整的12導(dǎo)聯(lián)ECG復(fù)合波時(shí)，參考圖1和圖2在那些復(fù)合波上進(jìn)行上述分析，就為該患者在數(shù)據(jù)庫110中創(chuàng)建了一新的條目，它包含由該分析產(chǎn)生的該矩陣和相關(guān)的相似性系數(shù)。利用在該數(shù)據(jù)庫110中為患者新建的該條目，繼續(xù)上述的處理。
還可將上面討論的一般群體中的人分組，名曰分類。例如分組可按性別，重量，年齡群，疾病和/或心臟的健康情況(例如，正常，缺血性/急性心肌梗塞，束支阻塞，等等)來劃分。患者的與一般群體相關(guān)的該ECG的復(fù)合波可相應(yīng)方法來分類，并分別像上述那樣參照?qǐng)D1和圖2進(jìn)行分析，以便在該數(shù)據(jù)庫110中進(jìn)一步產(chǎn)生特殊類別的一般群體的條目，在圖1中標(biāo)示為GENERAL 2-GENERAL M。
當(dāng)患者正準(zhǔn)備作ECG時(shí)，該操作人員操作該顯示裝置301上的用戶控制314，以便向上述的控制器308提供該患者的特征(姓名，性別，年齡，重量，等等)。如上所述，該控制器308查詢?cè)摂?shù)據(jù)庫110，查詢?cè)摶颊叩幕颊邨l目。如果患者在該數(shù)據(jù)庫110中沒有患者條目，則該控制器308就對(duì)與該患者相關(guān)的其它特征進(jìn)行處理，以便將該患者歸類到一可提供的類別中。那時(shí)該控制器308就檢索與患者所屬類別相應(yīng)的特定類型的一般群體的條目，并利用在那個(gè)條目中的該合成條目來提供12導(dǎo)聯(lián)的ECG，直到該患者在該數(shù)據(jù)庫110中被歸到了他自己的條目為止。
當(dāng)患者移動(dòng)時(shí)就出現(xiàn)產(chǎn)生異常導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的特殊情形。例如，通常的ECG檢測(cè)都假定患者處于仰臥的狀態(tài)。如果患者側(cè)翻，或坐起或站立，則該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)特征都可發(fā)生變化，即使心臟功能在臨床上沒有變化也是如此。例如，體位的變化可產(chǎn)生該ST高度的變化，或T波形態(tài)上的變化。這就可導(dǎo)致錯(cuò)誤的報(bào)警，或?qū)υ揈CG的傾向數(shù)據(jù)(trenddata)的錯(cuò)誤判讀。根據(jù)該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的幅度變化和/或心臟電軸的變化來檢測(cè)體位變化的技術(shù)是眾所周知的。圖1和圖4所示的ECG系統(tǒng)就可利用來檢測(cè)和補(bǔ)償體位的變化。
圖5和圖6分別是說明圖1和圖4所示的系統(tǒng)部分在患者體位變化時(shí)的工作流程圖。圖5圖示出圖1所示系統(tǒng)按分析模式的運(yùn)作情形。在分析模式中，多個(gè)矩陣被推導(dǎo)，每個(gè)都按上述的參照?qǐng)D3的方法運(yùn)作，以便將處于一個(gè)體位的患者所接收到的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬該患者處于仰臥體位的相應(yīng)的合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。例如，對(duì)于在左側(cè)位，右側(cè)位，正起(right up)60度，站立等體位的患者得出矩陣。
該體位的分析模式是在方框402中開始的。在方框404中，該患者被操作人員安放于仰臥位置。這個(gè)位置被認(rèn)為是基準(zhǔn)位置，而所有的報(bào)警等都是以在這位置上所接收到的ECG信號(hào)為基礎(chǔ)的。獲得全部的12導(dǎo)聯(lián)ECG，并將ECG復(fù)合波，可能是聚集的，如上所述存儲(chǔ)進(jìn)該存儲(chǔ)器106中。在方框406將患者移動(dòng)到另一位置，例如左側(cè)位。在方框408中獲得在這個(gè)體位的12導(dǎo)聯(lián)ECG，并將ECG復(fù)合波，可能是聚集的，存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器106中。在方框410中，該分析器108按已知方法從該存儲(chǔ)器106檢索該新體位的，如左側(cè)位的，ECG復(fù)合波，和仰臥體位的該ECG復(fù)合波數(shù)據(jù)，并將它們加以比較。利用線性回歸分析方法得出一組線性方程的系數(shù)，以便將與該新體位，如左側(cè)位，相應(yīng)的ECG復(fù)合波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成合成的ECG復(fù)合波數(shù)據(jù)，該合成的ECG復(fù)合波數(shù)據(jù)近似仰臥體位相應(yīng)的ECG復(fù)合波數(shù)據(jù)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該QRST段被用于回歸分析。這些系數(shù)形成另一矩陣M。此外，按上述方法，相似性系數(shù)SC被得出給出該轉(zhuǎn)變的精確度的測(cè)量。在方框412，將該矩陣M和該相似性系數(shù)SC存儲(chǔ)在該患者條目(圖1的患者2)中的另一矩陣條目中。
在方框414中，確定是否對(duì)所有希望體位都得出了轉(zhuǎn)變矩陣，如果是，則該分析模式就終止在方框416。否則，在方框406中就將患者移動(dòng)到另一位置，并對(duì)這新的位置重復(fù)方框408-402的過程。結(jié)果是得到另一群(group)矩陣和相似性系數(shù)，并存入該數(shù)據(jù)庫110的患者條目中。
本技術(shù)的普通人員將明白，如上所述那樣，可將相同的過程施加于來自該一般群體的聚集(aggregated)的ECG導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波和存儲(chǔ)在一般條目(GENERAL 1)中的得出的矩陣和相似性系數(shù)上。另外，如上所述那樣，在從按，例如，性別，年齡，重量，等劃分的一般群體部分聚集的ECG導(dǎo)聯(lián)復(fù)合波上，和在存儲(chǔ)在與該分區(qū)(GENERAL 2-GENERAL M)相應(yīng)的一般條目中的得出矩陣和相似性系數(shù)上也進(jìn)行相同過程。
圖6是一說明在體位變化時(shí)按圖4所示的系統(tǒng)部分的合成模式工作的流程圖。合成模式開始于方框502中。在方框504中，檢測(cè)該患者的身體位置。該控制器308檢索與該檢測(cè)體位相應(yīng)的矩陣M和相似性系數(shù)SC。該控制器308將所檢索的矩陣M插入在合成器306中的矩陣307內(nèi)。在方框508中，該合成器306進(jìn)行上述的參照?qǐng)D3的矩陣乘法運(yùn)算，以便將從該預(yù)處理器104接收的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)轉(zhuǎn)變成與處于仰臥位患者相應(yīng)的合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。該合成的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)和相關(guān)的相似性系數(shù)那時(shí)就顯示在該顯示裝置310的顯示屏312上。如上所述，該顯示的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)是合成的標(biāo)識(shí)，也顯示在該顯示屏312上。這樣，對(duì)于患者體位變化的任何傾向數(shù)據(jù)，如ST-傾向，或任何報(bào)警，如局部缺血報(bào)警，都可被適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償，這樣就改善了檢測(cè)的精確度和將錯(cuò)誤報(bào)警減至最少。
上述的用來檢測(cè)和補(bǔ)償體位變化的分析和合成都是以利用線性回歸的標(biāo)量方法為基礎(chǔ)的。另一方法是空間方法(spatial approach)。在這種方法中，不是利用一組線性方程的系數(shù)來合成轉(zhuǎn)變成仰臥位的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)，而是利用矢量分析的方法。通過應(yīng)用一相反的Dower變換，按已知方法，從接收的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)得出矢量心動(dòng)圖(vectorcardiographic)(VCG)信號(hào)。以VCG信號(hào)為基礎(chǔ)的計(jì)算為基準(zhǔn)的仰臥患者位置和為不同的患者體位提供了該P(yáng)，QRS和T波的軸。從仰臥位置到另一體位的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)角度那時(shí)都可計(jì)算?？衫眠@長(zhǎng)度和角度數(shù)據(jù)來將所接收的VCG信號(hào)轉(zhuǎn)變成與基準(zhǔn)的仰臥位置相應(yīng)的合成VCG信號(hào)。這種長(zhǎng)度和和角度數(shù)據(jù)還可用來檢測(cè)患者的體位變化。該合成的VCG信號(hào)可通過對(duì)其施加相反的Dower轉(zhuǎn)變的方法，轉(zhuǎn)變回標(biāo)準(zhǔn)的12導(dǎo)聯(lián)ECG的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，體位變化是利用上述空間方法來檢測(cè)的，而該標(biāo)量的線性回歸方法是用來將接收到的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)轉(zhuǎn)變成基準(zhǔn)的仰臥位置。這樣的配置可使患者體位變化的檢測(cè)和ST-傾向數(shù)據(jù)的精確度最優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.一種心電圖(ECG)系統(tǒng)，包括ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源；合成器，與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源耦連，用來產(chǎn)生與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)相應(yīng)的合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)；控制器，如果該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)基本上與該合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源不相同時(shí)，用來產(chǎn)生一異常信號(hào)的指示。
2.權(quán)利要求1的心電圖系統(tǒng)，其中，在顯示異常信號(hào)時(shí)，該控制器就用該合成的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)代替該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。
3.權(quán)利要求1的心電圖系統(tǒng)，其中，該控制器將該合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)關(guān)聯(lián)起來，如果沒有很強(qiáng)的相關(guān)，則產(chǎn)生一異常信號(hào)的指示。
4.權(quán)利要求1的心電圖系統(tǒng)，其中，該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源包括意欲來附著在患者身上的電極；及異常信號(hào)的指示表示該電極并沒附著在該患者身上。
5.權(quán)利要求1的心電圖系統(tǒng)，其中，該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源包括意欲來附著在患者身上預(yù)定位置的電極，一異常信號(hào)的指示表示該電極并沒附著在該患者身體的預(yù)定位置上。
6.權(quán)利要求1的心電圖系統(tǒng)，其中，該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源包括意欲來附著在患者身上相應(yīng)預(yù)定位置產(chǎn)生該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的一對(duì)電極；該控制器將該合成ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)關(guān)聯(lián)起來；及強(qiáng)的正相關(guān)表示該電極附著在該正確的相應(yīng)預(yù)定位置上，而強(qiáng)負(fù)相關(guān)表示該電極分別附著在用于其它電極的預(yù)定位置上。
7.一種心電圖(ECG)系統(tǒng)，包括ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源；數(shù)據(jù)庫，包括多個(gè)條目，每個(gè)條目又包含用來將處于相應(yīng)體位的患者的12導(dǎo)聯(lián)ECG轉(zhuǎn)變成處于基準(zhǔn)體位的患者的合成12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)；體位檢測(cè)器，用來檢測(cè)該患者的體位；控制器，與該體位檢測(cè)器和該數(shù)據(jù)庫耦連，而且包括電路，用來從該體位檢測(cè)器接收與患者體位相關(guān)的信息；從該數(shù)據(jù)庫選擇與檢測(cè)的患者體位相應(yīng)的最接近的條目；及合成器，與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源和該控制器耦連，用來接收在該選擇條目中的轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)，從該ECG信號(hào)源來的12導(dǎo)聯(lián)ECG信號(hào)合成該基準(zhǔn)體位的12導(dǎo)聯(lián)ECG，并將代表該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)提供給用戶。
8.權(quán)利要求7的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫的條目包括該患者專用的條目。
9.權(quán)利要求7的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫的條目包括從一般患者群體得出的條目。
10.權(quán)利要求9的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括從按患者特征劃分的一般患者群體的部分得出的條目。
11.權(quán)利要求10的心電圖系統(tǒng)，其中，該患者特征是從由年齡，性別，重量，心臟狀態(tài)構(gòu)成的組中選擇的。
12.權(quán)利要求7的心電圖系統(tǒng)，其中該用戶界面包括能顯示圖形信息的顯示屏；及該控制器給用戶提供信息，以圖形形式顯示所選擇的配置。
13.權(quán)利要求7的心電圖系統(tǒng)，其中該體位檢測(cè)器包括用來從用戶接收代表該患者體位的數(shù)據(jù)的電路。
14.權(quán)利要求7的心電圖系統(tǒng)，其中，該體位檢測(cè)器包括電路，用來將來自該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源的12導(dǎo)聯(lián)ECG信號(hào)轉(zhuǎn)變成矢量心電圖(VCG)和得出該患者體位的P，QRS和T-波的軸；從處于該基準(zhǔn)位置的患者的那些來得出所得出的軸的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)；從該得出軸的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)來確定該患者的體位。
15.一種心電圖(ECG)系統(tǒng)，包括ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源，包括設(shè)計(jì)來附著在患者身上的電極；用戶界面，用來給用戶提供信息和從用戶接收信息；數(shù)據(jù)庫，包括多個(gè)條目，每個(gè)條目都包含用來合成12導(dǎo)聯(lián)的ECG的數(shù)據(jù)和用于該合成12導(dǎo)聯(lián)ECG的精確性量度，所述數(shù)據(jù)來源于按相應(yīng)配置而附著在患者身上的若干電極所得出的導(dǎo)聯(lián)子集合；控制器，與該用戶界面和該數(shù)據(jù)庫耦連，并包括電路，用來從用戶界面接收與很多可用的電極相關(guān)的信息；從該數(shù)據(jù)庫檢索條目用于配置，其中電極數(shù)與可用的電極數(shù)相同；及選擇具有最高精確性量度的條目，并向用戶提供信息，表示所選擇的該可用的電極的配置；及合成器，與ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源，控制器，和用戶界面耦連，以便接收所選條目中的合成數(shù)據(jù)，從按所選配置附著在患者身上的電極來合成12導(dǎo)聯(lián)ECG，并將代表該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG和精確性量度提供給該用戶界面。
16.權(quán)利要求15的心電圖系統(tǒng)，其中不可用電極附著在患者身上的非標(biāo)準(zhǔn)位置上，代表來自這些電極的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的數(shù)據(jù)被提供給該用戶界面。
17.權(quán)利要求15的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括特定于所述患者的條目。
18.權(quán)利要求15的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括從一般的患者群體得出的條目。
19.權(quán)利要求18的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括從按患者特征劃分的一般患者群體部分得出的條目。
20.權(quán)利要求19的心電圖系統(tǒng)，其中，該患者特征是從由年齡，性別，重量，心臟狀態(tài)構(gòu)成的組中選擇的。
21.權(quán)利要求15的心電圖系統(tǒng)，其中，該用戶界面包括能顯示圖形信息的顯示屏；及該控制器給用戶提供信息，以圖形形式顯示所選擇的配置。
22.一種心電圖(ECG)系統(tǒng)，包括ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源，包括意欲附著在患者身上的電極；用戶界面，用來給用戶提供信息和從用戶接收信息；數(shù)據(jù)庫，包括多個(gè)條目，每個(gè)條目都包含用來來合成12導(dǎo)聯(lián)的ECG的數(shù)據(jù)和該合成12導(dǎo)聯(lián)ECG的精確性量度，該數(shù)據(jù)來源于按相應(yīng)配置附著在患者身上的若干電極所得出的導(dǎo)聯(lián)子集合；控制器，與該用戶界面和該數(shù)據(jù)庫耦連，并包括一電路，用來從用戶界面接收與若干可用電極相關(guān)的信息；從該數(shù)據(jù)庫檢索條目用來進(jìn)行配置，其中，電極數(shù)與可用電極數(shù)相同；及提供代表該檢索條目的數(shù)據(jù)，包括該精確性量度，給用戶界面；從該用戶界面接收代表一個(gè)所選擇的檢索條目的數(shù)據(jù)；及合成器，與該ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)源，該控制器，和用戶界面耦連，以便接收所選條目中的合成數(shù)據(jù)，從按所選配置附著在該患者身上的電極合成12導(dǎo)聯(lián)ECG，并將代表該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)和該精確性量度提供給該用戶界面。
23.權(quán)利要求22的心電圖系統(tǒng)，其中不可用電極附著在患者身上的非標(biāo)準(zhǔn)位置上，代表來自這些電極的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的數(shù)據(jù)被提供給該用戶界面。
24.權(quán)利要求22的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括特定于該患者的條目。
25.權(quán)利要求22的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括從一般的患者群體得出的條目。
26.權(quán)利要求25的心電圖系統(tǒng)，其中，該數(shù)據(jù)庫條目包括從按患者特征劃分的一般患者群體部分推導(dǎo)的條目。
27.權(quán)利要求26的心電圖系統(tǒng)，其中，該患者特征是從由年齡，性別，重量，心臟狀態(tài)構(gòu)成的組中選擇的。
28.權(quán)利要求22的心電圖系統(tǒng)，其中，該用戶界面包括能顯示圖形信息的顯示屏；及該控制器給用戶提供信息，以圖形形式顯示所選擇的配置。
29.權(quán)利要求22的心電圖系統(tǒng)，其中，該用戶界面包括能顯示圖形信息的顯示屏；及該控制器在從該用戶界面接收數(shù)據(jù)后給用戶提供信息，以圖形形式顯示所選擇的配置。
30.一種操作心電(ECG)系統(tǒng)的方法，包括下述步驟檢測(cè)患者體位；從數(shù)據(jù)庫檢索一條目，該條目包括用來從最接近該檢測(cè)體位的體位上的12導(dǎo)聯(lián)ECG合成一基準(zhǔn)體位的12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)；從該患者接收12導(dǎo)聯(lián)ECG；從該接收的12導(dǎo)聯(lián)ECG合成該基準(zhǔn)體位的12導(dǎo)聯(lián)ECG。
31.一種操作心電(ECG)系統(tǒng)的方法，包括下述步驟從用戶要求代表若干可用電極的信息；從數(shù)據(jù)庫檢索相應(yīng)的條目，每個(gè)條目包含有用來從所述數(shù)目的可用電極合成12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)和精確性量度；選擇具有最高精確性量度的條目；根據(jù)在所選條目中的合成數(shù)據(jù)，從該可用電極合成12導(dǎo)聯(lián)ECG；及顯示出該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG和該精確性量度。
32.權(quán)利要求31的方法，其中該信息要求步驟還包括從用戶要求代表在患者身上不可用的電極位置的信息的步驟；該檢索步驟還包括從該數(shù)據(jù)庫檢索在患者身上可用位置上的可用電極的數(shù)目的條目的步驟。
33.一種操作心電圖(ECG)系統(tǒng)的方法，包括下述步驟從用戶處要求代表若干可用電極的信息；從數(shù)據(jù)庫檢索相應(yīng)的條目，每個(gè)條目都包含有用來從所述數(shù)目可用電極合成12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)和精確性量度；為用戶顯示代表檢索的包括該精確性量度的條目的信息；由用戶選擇一個(gè)顯示的條目；根據(jù)在所選條目中的合成數(shù)據(jù)從該可用電極合成12導(dǎo)聯(lián)ECG；顯示出該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG和該精確性量度。
全文摘要
一心電圖(ECG)系統(tǒng)包括一數(shù)據(jù)庫用來包含很多的條目。每個(gè)條目都包含有用來從所接收的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)合成12導(dǎo)聯(lián)ECG的數(shù)據(jù)和合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG信號(hào)的精確性量度。該接收的ECG導(dǎo)聯(lián)信號(hào)由于相應(yīng)電極的松脫，或因?yàn)榛颊呱砩系脑撐恢貌豢赡芴峁┒鴣G失一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)聯(lián)。該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG就可合成該丟失的導(dǎo)聯(lián)。另外，該接收的12導(dǎo)聯(lián)ECG也可從處于與基準(zhǔn)位置不同的體位的患者得出來。該合成的12導(dǎo)聯(lián)ECG將該ECG轉(zhuǎn)變成處于基準(zhǔn)體位的患者的12導(dǎo)聯(lián)ECG。此外，可將合成的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)與接收的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)比較，以檢測(cè)異常信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F17/00GK1447668SQ01813896
公開日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月3日
發(fā)明者S·H·梅, S·P·內(nèi)爾萬 申請(qǐng)人:美國西門子醫(yī)療解決公司