用于改善T波交替的测量的方法和系统 【技术领域】
本发明的领域涉及心脏病学。更具体地说，本发明涉及用于通过将某些搏动排除在计算之外来改善T波交替的系统和方法。
背景技术
电交替在交替心跳间的相应点的电势方面存在差异。T波交替是每二次搏动自重复并已经连接到基本心脏不稳定性的心电图(ECG)的ST段或T波的规则的或搏动对搏动的变化。通常，通过计算病人的所有连续心跳，具有奇数的搏动称为“奇数搏动”，具有偶数的搏动称为“偶数搏动”。病人的奇数和偶数心跳会显示出能由ECG检测的诊断意义地不同的电特性。
这些电交替的存在是很显著的，因为通常增加对室律不齐的风险的病人在他们的ECG的ST段和T波方面显示出交替。临床医生因此可以使用这些电交替作为心室(tachrrhythmia)易患病性的不扩散标记。术语T波交替(TWA)广泛地用来表示诸如那些的电交替。应理解到术语包含ECG的T波段和ST段的交替。Richard L Verrier和Bruce D.Nearing的U.S.专利No.5,148,812提供了量化和测量在非侵入执行的ECG中的T波交替的大小。
确定T波交替的大小时常是很困难的。TWA大小通常在几微伏至几百微伏的范围内。这些小的振幅使得TWA的测量和分析易受噪声影响。由呼吸或病人运动、有噪声的心跳、过早搏动等等引起的噪声源诸如白噪声、运动假象(artifact)能使TWA测量失真。
在压力测试期间，通过脚踏自行车或通过踏车上的脚步产生的假象能显著地干扰T波交替的测量。应当从记录的数据排除非常受这些假象影响的搏动，否则会测量到假阳性T波交替。另外，当心率达到脚步率(footfall rate)或双倍踩踏板速率时，很难从真正的T波交替区分出叠加的假象。因为在压力测试期间，心率连续增加，对某一时间间隔，很可能心率非常接近脚步率或双倍踩踏板速率。因此，对假象事件后的某一时间周期，必须排除另外的搏动。从而，存在连续测量奇数搏动的变率(或“变化”)和偶数搏动的变率以及根据所测量的变率或在前的假象事件，将特殊的搏动排除在TWA计算之外。
【发明内容】
本发明的一个实施例提供测量ECG信号中T波交替的方法，包括步骤接收包括多个交替的连续奇数和偶数搏动的数字化ECG数据，计算用于至少一个奇数或偶数搏动的变率，其中，对每次新的搏动，连续地产生计算变率，以及根据排除过程，将某些搏动从T波交替测量中排除出去。
本发明的另一实施例提供一种测量ECG信号中的T波交替的方法，包括步骤，接收数字化ECG数据，其中数字化ECG数据包括表示ECG信号的多个交替连续的奇数和偶数搏动，计算用于至少一个奇数或偶数搏动的变率，识别阈限，标记具有超出阈限的变率的搏动，以便产生所标记的奇数搏动和所标记的偶数搏动，以及将某些搏动从T波交替测量中排除出去。可以从T波交替测量中排除出去的搏动包括下述搏动的至少一个：所标记的奇数搏动，所标记的偶数搏动，和连续在奇数个所排除的连续搏动之后的搏动。
本发明的另一实施例提供用于测量ECG信号中的T波交替的系统，包括用于接收包括多个交替连续的奇数和偶数搏动的数字化ECG数据的装置，其中该ECG数据表示ECG信号。另外，该系统包括对每个搏动，计算用于至少一个奇数或偶数搏动的变率的装置。该系统还包括用于识别阈限的装置。该系统包括用于标记具有超出该阈限的变率的搏动以便创建所标记的奇数搏动和所标记的偶数搏动的装置。此外，该系统包括用于将下述搏动：所标记的奇数搏动，所标记的偶数搏动，和连续在奇数个所排除的连续搏动之后的搏动的至少一个从T波交替测量中排除出去的装置。
本发明的另一实施例提供计算机程序产品，包括具有用于允许计算机系统中的至少一个处理器测量ECG信号中的T波交替的计算机程序逻辑的计算机可用媒介。计算机程序包括用于允许至少一个处理器接收表示ECG信号的数字化ECG数据的装置。另外，计算机程序包括用于允许至少一个处理器对每个搏动，计算用于至少一个奇数或偶数搏动的变率的装置。另外，计算机程序包括用于识别阈限的装置和用于标记具有超出该阈限的变率的搏动以便创建所标记的奇数搏动和所标记的偶数搏动的装置。计算机程序还包括用于将下述搏动：所标记的奇数搏动，所标记的偶数搏动，和连续在奇数个所排除的连续搏动之后的搏动的至少一个从T波交替测量中排除出去的装置。
【附图说明】
图1A是表示随时间过去，奇数和偶数搏动的典型的ECG图的例子。
图1B是更详细地图1A中的ECG图的部分。
图2是表示叠加几个搏动以示例说明T波交替的ECG图。
图3是示例说明根据本发明的实施例，测量T波交替的方法的流程图。
图4是示例说明根据本发明的实施例，测量T波交替的方法的流程图。
图5是示例说明根据本发明的实施例，测量T波交替的方法的流程图。
【具体实施方式】
图1A和1B提供人体表面ECG100的例子。偏转102称为“P波”并由心房刺激引起。偏转104、106和108被分别称为“Q波”、“R波”和“S波”，并由心室的收缩(去极化)引起。偏转110被称为“T波”并由于心室的恢复(再极化)引起。
S波108的末端和T波110的开始间的ECG100的部分112被称为“ST段”。如整个本申请中所使用的，术语“T波”是指并包括ECG的T波和ST段部分。
T波交替是每两次搏动自重复并连接到基本心脏不稳定性的ECG的T波的规则的或搏动对搏动的变化。图2表示对采样的心前区ECG信号200的T波交替的原理。在ECG200中，彼此叠加几个搏动以便示例说明交替。线202表示QRS-复合的末端，以及线204表示T波的末端。因此，点202a表示QRSend以及点204a表示Tend。在206，将交替表示为连续搏动的T波的叠加部分间的发散。图2表示在如线218、210间所示，T波的前半部分期间主要发生的交替的例子。
图3是表示根据本发明的一个实施例，用于改进测量ECG信号中的T波交替的方法300的流程图。在操作302，从病人接收包括多个奇数偶数搏动的数字化ECG数据。在这一实施例中，ECG数据表示ECG信号。在操作304，计算用于奇数或偶数搏动的变率。在操作306识别阈限。在操作308，标记具有超出阈限的变率的搏动以便创建所标记的奇数搏动和所标记的偶数搏动。在操作310，将某些搏动从T波交替测量中排除出去，包括所标记的奇数搏动和/或所标记的偶数搏动，以及连续在所排除的连续搏动的奇数之后的搏动。
根据本发明的优选实施例，对每次搏动，连续地发生在操作304的计算变率。因此，能实时发生计算以便用最小延迟处理信息。另外，在操作304计算变率包括确定ECG数据中至少一个奇数或偶数搏动以及各个在前连续奇数或偶数搏动间的差值的绝对值。因此，在从最后两个奇数或偶数QRS复合的202a(QRSend)到点204a(Tend)的ST段和T波区间的差异的基础上，计算用于奇数或偶数搏动的变率。通过下述公式计算用于搏动的变率：
var=1Tend-QRSendΣt=QRSendTend|s0(t)-s-1(t)|]]>
其中，S0(t)，S-1(t)分别是(a)在位置t的当前奇数QRS复合的样本和在位置t的在前奇数QRS复合的样本，或(b)在位置t的当前偶数QRS复合的样本和在位置t的在前偶数QRS复合的样本；
其中var＝变率；
其中Tend＝T波的末端的点；以及
其中QRSend＝QRS复合的末端的点。
应注意到这一公式既可应用到奇数搏动或偶数搏动，但不能应用到奇数和偶数搏动的组合和/或混合上。
概括当前奇数或偶数搏动和相应的在前奇数或偶数搏动间的样本差值的所有绝对值，然后按Tend和QRSend间的时间距离划分。概括以QRSend(点202a)开始并以Tend(点204a)结束。另外，可以使用多种方法来在操作304计算变率。例如，可以利用标准的偏差，可以使用ECG数据中的多个连续的相应的奇数或偶数搏动间的差值的绝对值的平均值等等。
只要确定变率，计算阈值并将其与变率进行比较。这允许检测通过由踩踏板、脚步、电极操作等等产生的假象叠加的QRS复合。另外，阈值允许搏动中变率中的某一公差。因此，当仅稍微或忽略考虑变率时，仍将使用搏动。根据本发明的实施例，根据下述公式确定阈值：
阈值＝MIN(250μV，QRS-振幅/4)
其中V＝伏；
其中MIN＝两个值的最小值；
其中QRS＝QRS-复合；以及
其中振幅＝QRS-复合的最大振幅。
确定对奇数搏动和偶数搏动，可以产生阈值。在此公开的阈值确定仅是示例性的以及可以使用多个阈值来测量ECG信号中的奇数搏动以及偶数搏动中的变率。例如，可以通过实验或经验值确定阈值，可以向其指定恒定值等等。在计算变率和阈值后，将搏动从T波交替测量中排除如下：(1)所标记的奇数搏动；(2)所标记的偶数搏动；以及(3)连续在奇数个排除的连续搏动后的搏动。在步骤(3)中排除搏动以便保持搏动的奇数/偶数顺序。
方法300可以进一步包括根据保存功能，将新奇数或新偶数搏动从T波交替测量中排除的步骤。根据一个实施例，保存功能包括将新奇数或新偶数搏动从T波交替测量中排除出去，其中所标记的搏动的总数在ECG数据中的搏动的总数的约10-100％的范围内。更具体地说，保存功能包括将新奇数或新偶数搏动从T波交替测量中排除出去，其中，所标记的搏动的总数大于ECG数据中的搏动总数的约25％。另外，保存功能包括将新奇数搏动或新偶数搏动从T波交替测量中排除出去，其中所标记的搏动的总数在ECG数据中的约最后40-85搏动中的约10-100％的范围内。更具体地说，保存功能包括将新奇数搏动或新偶数搏动从T波交替测量中排除出去，其中所标记的搏动的总数在ECG数据中约最后64次搏动的约15/100％的范围内。根据优选实施例，保存功能包括将新奇数搏动或新偶数搏动从T波交替测量中排除出去，其中，所标记的搏动的总数大于ECG数据中的约最后64搏动的约25％。
图4是表示根据本发明的一个实施例，测量ECG信号中的T波交替的方法的流程图。在操作402，从病人接收包括多个奇数和偶数搏动的数字化ECG数据。在操作404，通过用于奇数或偶数搏动的每次搏动，连续地计算变率。在操作406，根据排除过程，将某些搏动从T波交替测量中排除出去。排除过程可以包括标记具有超出阈限的变率的搏动的步骤。另外，排除过程可以包括从T波交替测量中排除所标记的奇数搏动，和/或所标记的偶数搏动，以及连续地在奇数个所排除的连续搏动之后的搏动。根据另一实施例，方法400可以包括根据在方法300中所述的保存功能，将新奇数搏动或新偶数搏动从T波交替测量中排除出去的步骤。
参考图5，示出了用于测量ECG信号中的T波交替的整个过程500。通过能测量ECG信号中的T波交替的系统诸如计算机程序或软件产品，能执行过程500。首先，在操作502接收ECG数据，包括当前搏动(奇数或偶数)。然后，在操作504，该过程确定搏动是否为奇数。如果搏动为偶数，在操作508，过程计算偶数搏动的变率。如果搏动为奇数，在操作506，过程计算奇数搏动的变率，在操作510、512，过程确定搏动是否超出阈值。如果在操作506或508，搏动的变率超过阈值，在操作516，标记搏动。如果在操作506、508，搏动的变率不超出阈值，在步骤514，过程确定是否有奇数个所排除的连续搏动。如果有奇数个排除的连续搏动，在操作520，将搏动从T波交替测量排除出去。如果没有奇数个所排除的连续搏动，在步骤518，过程确定所标记的搏动数超出根据保存功能所允许的值。上面参考图3描述了根据保存功能，是否排除搏动。因此，图5示例说明如何通过每次搏动，实时、连续地存储数据。在操作518、520后，搏动将用在未来T波交替测量中，或为从T波交替计算排除，将识别它们。除计算机程序或软件外，可以通过多个不同的方法执行参考图5的操作。例如，在网络等等上通过操作员、远程通过用户，手动实施每个操作。
尽管在图中示例说明和如上所述的本发明的实施例和应用目前是优选的，应理解到仅通过例子，给出了这些实施例。因此，本发明不限于特定的实施例，而可延伸到落在本申请的范围内的各种改进。