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心内心电图时间频率噪声检测制作方法

  • 专利名称
    心内心电图时间频率噪声检测制作方法
  • 发明者
    迪帕·马哈詹, 刘晨光, 董雁婷
  • 公开日
    2013年1月16日
  • 申请日期
    2011年3月3日
  • 优先权日
    2010年3月9日
  • 申请人
    心脏起搏器股份公司
  • 文档编号
    A61N1/37GK102883775SQ201180023152
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种系统,包括 第一识别电路,配置为识别与感测通道信号关联的第一噪声特征;以及 噪声分类电路,配置为使用第一噪声特征,并使用与感测通道信号的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类2.根据权利要求I所述的系统,还包括第二识别电路,配置为使用第一噪声特征,来识别与不同于感测通道信号的心室通道信号关联的第二噪声特征,其中噪声分类电路配置为使用第一和第二噪声特征,并使用与感测通道信号和心室通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类3.根据权利要求2所述的系统,还包括 第三识别电路,配置为使用第一和第二噪声特征,来识别与心房通道信号关联的第三噪声特征,其中噪声分类电路配置为使用第一、第二和第三噪声特征,并使用与感测通道信号、心室通道信号和心房通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类4.根据权利要求I到3之一所述的系统,还包括设备编程电路,配置为使用所确定的噪声分类来提供设备编程或建议5.根据权利要求I到4之一所述的系统,其中第一识别电路配置为基于心率与心律失常范围的比较,来针对噪声分析感测通道信号6.根据权利要求I到5之一所述的系统,其中第一识别电路配置为通过向感测通道信号应用滤波器并确定指定频率以上的能量分布,来针对噪声分析感测通道信号7.根据权利要求2所述的系统,其中第二识别电路配置为在心率低于或等于阈值时的第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定候选心脏去极化之间的噪声,并且在心率高于阈值时的第二间隔中分析数据,以确定候选心脏去极化之间的噪声8.根据权利要求7所述的系统,其中第二识别电路配置为在所述第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,包括通过比较心室通道信号的幅度与第一阈值,来确定所述间隔中是否存在噪声9.根据权利要求7所述的系统,其中第二识别电路配置为在所述第二间隔中针对噪声分析心室通道信号,包括向心室通道信号应用时间-频率变换,确定具有最大能量水平的时刻,导出该时刻的变异性指示,并将该变异性指示与第二阈值比较10.一种方法,包括 识别与感测通道信号关联的第一噪声特征; 利用电路,使用第一噪声特征并使用与感测通道信号的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类11.根据权利要求10所述的方法,还包括使用第一噪声特征来识别与不同于感测通道信号的心室通道信号关联的第二噪声特征,并且使用第一和第二噪声特征并使用与感测通道信号和心室通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类12.根据权利要求11所述的方法,还包括使用第一和第二噪声特征来识别与心房通道信号关联的第三噪声特征,其中,噪声分类电路配置为使用第一、第二和第三噪声特征,并使用与感测通道信号、心室通道信号和心房通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类13.根据权利要求10所述的方法,还包括使用所确定的噪声分类来提供设备编程或建议14.根据权利要求11所述的方法,还包括在心率低于或等于阈值时的第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定候选心脏去极化之间的噪声,并且在心率高于阈值时的第二间隔中分析数据,以确定候选心脏去极化之间的噪声15.根据权利要求14所述的方法,其中在所述第一间隔中针对噪声分析心室通道信号包括通过比较心室通道信号的幅度与第一阈值,来确定所述间隔中是否存在噪声16.根据权利要求14所述的方法,其中在所述第二间隔中针对噪声分析心室通道信号包括向心室通道信号应用时间-频率变换,确定具有最大能量水平的时刻,导出该时刻的变异性指示,并将该变异性指示与第二阈值比较17.一种装置,包括 第一识别电路,配置为识别与震动通道信号关联的第一噪声特征; 第二识别电路,配置为使用第一噪声特征,来识别与心室速率感测通道信号关联的第二噪声特征; 第三识别电路,配置为使用第一和第二噪声特征,来识别与心房速率感测通道信号关联的第三噪声特征;以及 噪声分类电路,配置为使用第一、第二和第三噪声特征,并使用与震动通道信号、心室速率感测通道信号和心房速率感测通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类18.根据权利要求17所述的装置,其中第二识别电路配置为在心率低于或等于阈值时的第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定心脏去极化之间的噪声,并且在心率高于阈值时的第二间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定心动周期内的噪声19.根据权利要求18所述的装置,其中第二识别电路进一步配置为向心室信号应用时间-频率变换,并确定具有最大能量水平的时刻20.根据权利要求18所述的装置,其中第二识别电路配置为通过以下操作来在第二间隔中针对噪声分析心室通道信号确定震动通道信号中的频率分布是否在窄带内,并通过向震动通道信号应用时间-频率变换来分析震动通道信号的能量分布
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    图I示出了心内心电图输出的示例,显示了基于两个通道中的外部非生理噪声的过感测第一通道102可以是心室速率通道,而第二通道104可以是心室震动通道可以 使用第一通道102和第二通道104的时域中信号的形态、以及频域中信号的频率和幅度,来确定这些信号是由正常心律、心律失常还是实际噪声产生的这样,图I示出了第一和第二通道102和104这两个通道中的噪声因为两个通道中均具有噪声,并且基于第一和第二通道102和104两者中噪声的频率和幅度,所以可以确定该噪声可能由非生理的外部源引起的,例如由电磁干扰引起除了如上所述基于形态和频率分量进行分类,还可以使用上述信息并进一步分析时间-频率域中的能量分布,来增强信号的分类一旦检测到噪声,就可以将该信息报告给内科医生、临床医生,或将该信息作为数据提供给算法,该算法例如用于确定动作,例如不进行心搏过速治疗,改变设备编程,改变治疗参数等图2A-2F示出了震动通道信号和对应的信号能量分布带宽为3Hz到80Hz的震动通道是宽带非双极性感测信号的示例如图所示,对于图2A-2F,在图X轴上测量时间;对于图2A、2C和2E,在y轴上测量信号幅度;对于图2B、2D和2F,在y轴上测量频率图2A-2B示出了时间-频率域中正常心脏信号的波形和对应的波形能量分布在确定信号中的噪声时,可以使用多种时间-频率分析技术,例如小波变换或维格纳变换图2C-2D示出了时间-频率域中心室心动过速信号的波形和对应的波形能量分布图2E-2F示出了时间-频率域心室噪声信号的波形和对应的波形能量分布通过比较图2A、2C和2E,可以看出相比于正常心律和心室心动过速信号,噪声信号具有更多的信号变动(例如,显著点、方向性变化)这在图2B、2D和2F中有所反映来自正常窦道和心室心动过速的大多数信号分量会具有小于30Hz的频率范围,而噪声信号的主要信号分量在30Hz以上在图2D中,也可以看到心动过速的能量主要分布在窄频带中图3A-3F示出了心室感测通道信号和对应的信号能量分布具有例如20Hz到170Hz带宽的速率感测通道是窄带感测信号的示例,该窄带感测信号可以是双极性的和非双极性的如图所示,对于图3A-3F,可以在图的X轴上测量时间;对于图3A、3C和3E,可以在y轴上测量信号幅度;对于图3B、3D和3F,可以在y轴上测量频率图3A-3B示出了时间-频率域中正常心脏信号的波形和对应的波形能量分布图3C-3D示出了时间-频率域中心室心动过速信号的波形和对应的波形能量分布图3E-3F示出了时间-频率域中心室噪声信号的波形和对应的波形能量分布通过比较图3A、3C和3E,可以看到相比于正常窦道和心室心动过速信号,噪声信号具有更多的信号变动信号中更多数目的变动对应于显著点(SP)的更高密度SP是沿信号的特殊点,最佳地表示了信号在时间上发生的“变动”美国专利6,950,702描述了对信号显著点的确定和应用,结合在此作为参考此外,在非噪声信号中,连续的心搏之间存在静止期,而在噪声信号中没有静止期可以在图3B、3D和3F中看到类似的现象正常窦道和心室心动过速的大部分能量集中在心搏周围,而噪声信号的能量分布更分散这些特征也可以在心房窄带感测信号中观察到基于图2A-F和3A-F,在将信号分类为噪声或生理信号时,对不同通道的时间频率分析非常有用图4示出了使用三个通道的信号分类的示例400在402,可以例如通过使用显著点方法和频率分析,检测震动通道中的噪声在404,可以例如通过使用时间频率模式和来自震动通道的信息,检测心室通道中的噪声在406,可以使用时间频率模式以及来自震动和心室通道的信息,检测心房通道中的噪声可以将来自所有三个通道的信息一并地用于分类信号在一些示例中,可以使用这些通道中的任一个或任何组合来将信号分类为噪声图5示出了例如通过分析时间段上震动通道信号的显著点的密度并通过时间频率分析来确定震动通道信号中噪声的示例500在该示例中,在502,可以检测震动通道信 号中的SP在504,可以确定在给定时间段上显著点的密度是否大于阈值如果在504显著点的密度大于阈值,则在506,该方法可以确定在震动通道中检测到噪声如果在504,显著点的密度不大于阈值,则在508,该方法可以向信号应用高通滤波器在示例中,可以利用30Hz高通滤波器对信号进行滤波,而在其他示例中,可以向信号应用不同的滤波器可以使用30Hz,这是因为噪声信号具有高于30Hz的频率分布,而生理信号具有低于30Hz的频率分布在510,可以确定经滤波的信号中是否存在高能量,如果是,则在514,可以宣布震动通道信号中有噪声如果在510,确定经滤波的信号中不存在高能量,则可以宣布震动通道信号中无噪声图6示出了基于显著点分析和时间频率分析来确定震动通道中噪声的示例600在该示例中,在602,该方法可以计算时间段上震动信号的显著点例如,在604,该方法可以确定第一和第十五显著点之间的时间间隔差,并在606,该方法可以确定该时间间隔是否小于O. 0625秒如果第一和第十五显著点之间的时间间隔不小于O. 0625秒,则在608,该方法可以确定该间隔中没有噪声如果第一和第十五显著点之间的时间间隔小于O. 0625秒,则在610,该方法可以将计数器递增1,并且该方法可以确定事件内的另一间隔以及也检查该间隔在612,如果计数器等于或超过2,则在614,该方法可以确定在该事件中检测到噪声然而,如果在612计数器小于2,则该方法可以在615执行对该事件的更灵敏的分析在615中,该方法可以执行对间隔的更详细分析,并具体地在616,该方法可以检查10个显著点的时间间隔在618,该方法可以确定这10个显著点的时间间隔是否小于O. 55秒如果否,则在620,该方法可以确定该间隔中没有噪声如果在O. 55秒间隔中存在10个显著点,则在622,该方法可以使用检测到第5个显著点时的时间点来确定阈值在624,该方法可以向信号应用例如截止频率为30Hz的高通滤波器高通滤波器使高于截止频率的频率很好地通过,但使低于该截止频率的频率衰减可以基于可植入设备或用于记录信号的任何设备中设置的滤波器的实施方式,来选择截止频率在626,如果在上述10个显著点之间的时间间隔(SF)中该经滤波信号的平均能量大于或等于所计算的阈值的比率,则将第二计数器递增I否则,如果在第一到第十显著点之间该经滤波器信号(SF)的平均能量小于所计算的阈值的比率,则该方法可以确定该间隔中不会存在噪声在632,当第二计数器大于或等于2时,该方法可以在634确定在该事件中检测到噪声当在623,第二计数器小于2时,该方法可以确定未在该事件中检测到噪声实质上在应用了滤波器之后,如果能量存在于高频率中,这可以是对存在噪声的指示,如果存在两个这种情况,这可以是对通道中噪声的更强指示使用的所有值都是示例性的,也可以取而代之地使用多种其他值例如,可以为了所需目的对截止频率、显著点时间间隔进行细化和调整,这对于本领域普通技术人员是显而易见的心室通道噪声检测方法可以通过查看两个连续心搏之间的时间间隔,来确定通道中是否存在潜在的噪声连续心搏之间的时间代表了心室收缩和放松的生理现象如果两个连续心搏之间的时间小于预定阈值,则它可能是噪声然而仍然不会将其作为噪声而报告使用附加准则来确认其是真正的噪声,而不是心室纤维性颤动该附加准则使用来自震动通道的信息如果震动通道存在噪声,则该方法可以确定在心室通道中检测到噪声,这是因为如果震动通道存在噪声,则很有可能心室感测信号也有噪声然而,如果震动通道没有噪声,则该方法可以确定震动通道是否具有心室纤维性颤动的特征心室纤维性颤动的一些特征包括快速心率、时间-频率域中震动通道信号的能量如果震动通道具有心室纤维性颤动的特征,则可能不存在噪声,而是该方法可以确定信号中存在心室纤维性颤动在一些实施例中,如果震动通道包括心室纤维性颤动的特征,则可以检测到噪声和心室纤维 性颤动两者然而,如果震动通道不包括心室纤维性颤动的特征,则该方法可以确定心室通道中检测到噪声心室纤维性颤动的确定可以基于时间-频率域中对通道信号的滤波,以及确定通道信号是否超过阈值频率,如参照图7所述一样图7是确定心室通道中噪声的示例700在702,该方法可以确定心室心电图中感测到的连续心搏之间的时间如果在704,连续感测到的心搏之间的时间差大于或等于阈值(在本示例中,O. 35秒),则该方法可以在706继续更详细地分析数据间隔在706,该方法可以分析连续心搏标记之间的更小的间隔,例如在本示例中,通过向第一心搏标记加上O. 125秒并从下一心搏标记的时间秒数中减去O. I秒,来使上述间隔变窄最有可能的是,所选间隔反映了连续心搏之间的静止期如图3所示,生理信号的静止期可以主要是“安静的”,信号幅度非常小,而对于噪声信号不存在静止期在708,如果在震动通道中不存在噪声,则在710,该方法确定根据震动通道感测所计算的心率是否在心室纤维性颤动范围内如果是,则心室通道中没有噪声如果在710,根据震动通道感测计算的心率不在心室纤维性颤动范围内,则在714,该方法可以确定信号的绝对均值是否大于阈值当该方法在708确定了震动通道中存在噪声时,该方法也可以确定心室信号的绝对均值是否大于阈值如果心室信号的绝对均值大于阈值,则在716,该方法可以确定在心室通道中检测到噪声如果心室信号的绝对均值不大于阈值,则该方法可以确定在心室通道中没有噪声返回704,如果该方法确定连续感测到的心搏之间的间隔小于阈值(在本示例中,O. 35秒),则该方法可以继续至720在720,该方法可以通过在时间上从第一标记减去O. I秒并向第二标记加上O. I秒,来扩大间隔,以分析更宽的间隔该间隔最可能包括心搏周围的信号根据图3,例如正常心脏律动或心室心动过速等生理信号的频率分布具有集中在心搏周围的频率分布,而噪声信号的频率分别会分布地较宽并且分散开如果在722,该方法已确定震动通道中存在噪声(参见图4和6对震动通道的分析),则在724,该方法可以使用例如小波变换等技术将心室信号从时域变换到时间-频率域,以确定时间频率能量分布在726,该方法针对每个频率获得能量处于最高水平的时间点,并继续至728在728,如果这些时间点的标准偏差不小于阈值,暗示了频率分布更加分散,那么在730,该方法可以确定心室通道中检测到噪声然而,如果在728,时间点的标准偏差小于阈值,暗示了频率分布更加集中,则在732,该方法可以确定心室通道中未检测到噪声返回722,如果该方法确定震动通道中无噪声,则该方法继续至734,在此该方法可以确定根据震动通道感测计算的心率是否在心室纤维性颤动范围内如果是,则在740,该方法可以确定心室通道中没有噪声如果在734,该方法确定根据震动通道计算的心率不在心室纤维性颤动范围内,则在736,该方法可以确定震动通道能量是否在窄频带中由于如图2C和2D所示,对于心室心动过速,震动通道能量集中在窄带中,所以如果情况真的如此,则不存在噪声,但是如果震动通道能量不在窄频带中,则该方法可以继续至724并应用上述变换在一些示例中,可以确定心室通道信号中噪声的检测,无需分析震动通道图8示出了确定心房通道中的噪声的示例800在确定心房通道中的噪声时,该方法将如上参照图2A-F和5所述的确定震动通道中的噪声的方法与如上参照图7所述的确·定心室通道中噪声的方法相结合在802,该方法可以使用对心房通道的时间频率分析,来检测来自心房通道的可疑区段该分析与724、726和728中说明的分析类似在804,该方法可以使用图7所示的方法来确定心室通道是否有噪声如果在804,该方法确定心室通道没有噪声,则在806,该方法可以确定根据心室通道计算的心率是否在心室心搏过速/纤维性颤动范围内如果是,则在810,该方法可以确定心房通道中没有噪声然而,如果根据心室通道计算的心率不在上述范围内,则该方法继续至808,并且该方法可以确定R-R间隔的长度是否稳定如果不稳定,则在814该方法可以确定心房通道中不存在噪声,这是因为不稳定的R-R间隔是心房纤维性颤动的指示如果在808,该方法确定R-R间隔稳定,则该方法继续至812并分析心房通道的P-P间隔的稳定性如果在812,该方法可以确定P-P间隔稳定,则在814该方法可以得到心房通道中没有噪声的结论然而,如果P-P间隔不稳定,则在816该方法可以得到存在心房噪声的结论如果在804,心室通道有噪声,则在818,该方法可以根据上述参照图2A_F和5的分析,确定是否存在有噪声的震动通道如果根据上述分析,存在有噪声的震动通道,则在820该方法可以确定检测到心房噪声然而,如果上述震动通道的分析被确定为是无噪声的,则该方法继续至822,并且该方法可以确定根据震动通道计算的心率是否在心室心搏过速/纤维性颤动范围内如果不在该范围内,则该方法可以在830确定心房通道中存在噪声,这是因为当心房律动较快时,最有可能的是心室律动也较快如果心率在上述范围内,则该方法可以确定心房通道中没有噪声心房速率范围可以是本领域普通技术人员熟知的可接受的范围在一些示例中,可以设置该范围以提高上述方法的灵敏度在一些示例中,可以确定心房通道信号噪声,而无需分析震动通道,也无需分析心室通道图9示出了用于噪声分类的心内心电图模块902的示例900在该示例中,心内心电图模块可以包括第一识别模块904、第二识别模块906、第三识别模块908和噪声分类模块910第一识别模块904可以配置为识别与震动通道信号关联的第一噪声特征第二识别模块906可以配置为使用第一噪声特征,来识别与非震动心室通道信号关联的第二噪声特征第三识别模块908可以配置为使用第一和第二噪声特征,来识别与心房通道信号关联的第三噪声特征噪声分类模块910可以配置为使用第一、第二和第三噪声特征,并使用上述通道中至少一个的时间-频率域中的能量分布,来确定噪声分类在一些示例中,心内心电图模块902可以是包括在患者体内放置的可植入医疗设备在内的系统的一部分在其他实施例中,该心内心电图模块可以是包括机器可读介质的可植入医疗设备的一部分,该机器可读介质存储在存储器中并可由处理器来解译图10是示出了与外部通信设备通信性耦接的可植入心脏功能管理系统1000的示例的框图在该示例中,系统1000可以包括可植入医疗设备(MD) 1005、生理数据传感器1010和外部通信设备1020在该示例中,頂D 1005是用于向患者的心脏提供心节律治疗的心节律管理(CRM)设备在示例中,生理数据传感器1010可以用于检测EGM数据,例如包括感测到的和诱发的响应去极化信息在另一示例中,生理数据传感器1010可以用于监视 与心脏工作有关的一个或多个其他生理参数,例如心率、呼吸速率或血压在一些示例中,可以采用多个生理数据监视器来监视多个相关生理参数外部通信设备1020可以用于对MD 1005编程,显示从MD 1005获得的数据,或者将从MD 1005下载的数据传输给内科医生或中央监视站(未示出)在示例中,该外部设备可以包括配置为与頂D 1005通信的个人计算机,例如膝上型计算机在示例中,该外部设备可以经由硬连线通信链路与頂D 1005通信在示例中,该外部通信设备1020经由无线通信链路与MD 1005通信在示例中,外部通信设备1020可以从MD 1005接收数据并例如在计算机显示器上显示数据在示例中,外部通信设备1020也可以接收由IMD 1050发起的无线通信,以便下载所存储的事件数据,由内科医生用在诊断或设备编程中在该示例中,外部通信设备1020可以将MD 1005下载的数据经由有线或无线数据连接转发给中央监视站有线数据连接可以包括数字订户线路、缆线调制解调器、或经由普通旧式电话(POTS)线路的拨号连接由MD 1005收集的数据的这种通信在Mazar等人的题为“頂PLANTABLE MEDICAL DEVICE HAVING LONG-TERMWIRELESS CAPABILITIES” 的美国专利7,395,117中有进一步说明,该专利结合在此作为参考这种通信以及MD 1010与外部通信设备的交互在Mazar等人的题为“METHOD AND APPARATUS FORENABLING DATAC0MMUNICAIT0N BETWEEN ANIMPLANTABLE MEDICAL DEVICE AND A PATIENTMANAGEMENTSYSTEM”的美国专利7,127,300中也有进一步说明,该专利结合在此作为参考图11是示出了可植入心脏功能管理系统1100的示例的框图,该系统配置为支持自适应数据存储和下载在示例中,系统1100可以包括可植入医疗设备1005、一个或多个生理数据传感器1010AU010B、...、1010N (以下一并称为1010)、以及外部通信设备1020在系统1100的示例中,MD 1005可以包括生理数据监视器1110、处理模块1120、存储器1140和通信模块1150在一些示例中,处理模块1120可以包括处理器1125和通信总线1130在某些示例中,处理模块1120也可以包括病理检测电路1122该病理检测电路包括处理器1125并通信性耦接至生理数据监视器1110例如,生理数据监视器1110内的信号采样电路可以将传感器1010生成的电信号的数字化值提供给病理检测电路1122在一些示例中,病理检测电路1122包括处理器1125,并执行处理器1125可执行的软件或固件形式的体现为指令的一个或多个检测算法这种处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)在一些示例中,处理模块1120也可以可选地包括处理器专用存储器1135,用于存储由处理器1125或病理检测电路1122操纵的数据在示例中,通信总线1130可以支持生理数据监视器1110、处理器1125、存储器1140和通信模块1150之间的通信存储器1140和通信模块1150可以可选地直接通信,而不经由通信总线1130在某些示例中,存储器1140可以包括主存储器以及一个或多个副存储器电路1145在示例中,副存储器电路1145可以用于在建立了与外部通信设备1020的连接时暂时存储数据在示例中,生理数据监视器1110可以从一个或多个生理数据传感器1010接收数据在某些示例中,生理数据传感器1010可以包括植入患者体内的传感器,也称为内部传感器在其他示例中,生理数据传感器1010可以包括可移动的或其他外部传感器,例如患者佩戴或携带、附着到患者肌肤或佩戴在患者肌肤上的传感器在一些示例中,生理数据传感器1010可以包括外部和内部传感器在示例中,生理数据传感器1010可以包括心音传感器、血压传感器、姿态传感器、呼吸传感器、活动传感器或化学传感器中的一种或多种在该示例中,生理数据监视器1110可以配置为从任何或所有传感器接收数据,并经由通信模块1150将接收的数据传输给例如MD 1005的其他部分或外部通信设备1020在某些示例中,传感器1010可以提供与对象的生理心血管事件有关的时变电信·号这种传感器1010的示例的非穷尽列表包括心脏信号感测电路、心内阻抗感测电路、穿胸廓阻抗感测电路、血压传感器、血内气体传感器、化学传感器、心音传感器、姿态传感器和活动传感器在一些示例中,頂D 1005与MD外部的传感器(未示出)通信由这多种传感器提供的信号可以用于检测患者或对象正在经历或已经经历的病理状况或事件例如,MD 1005能够根据使用所述任何电极感测到的心脏信号来检测无节律事件该心脏信号代表了对象或患者的心脏活动当检测到例如无节律事件等病理事件时,IMD 1005可以开始记录心脏信号(例如,作为心电图)记录的心脏信号一般称为生理数据或监测到的生理数据,该心脏信号随后可以传输给外部设备然而,一般而言,将MD 1005检测到的每个病理事件存储在例如存储器1140等内部存储器中返回图11,一旦结束到监测的生理数据,就可以将生理数据传送给存储器1125或直接存储在存储器1140中在该示例中,存储器1140可以由外部通信设备1020通过通信模块1150来访问在一些示例中,通信模块1150经由通信链接与外部通信设备1020通信如上所述,外部通信设备1020与MD 1005之间的通信链接可以是有线或无线的图12是示出了外部通信和存储设备示例的框图系统1200是以计算机系统1200形式为例的机器,其中可以执行指令,用于使机器协助执行本文所述一个或多个方法的执行在某些示例中,该机器作为独立设备操作或者可以连接(或联网)至其他机器在联网部署中,该机器可以服务器-客户网络环境中服务器或客户端机器的能力来操作,或者作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器来操作该机器可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、web电器、网络路由器、交换机或桥接器、或者能够执行指定了机器要采取的动作的指令(顺序的或非顺序的)的任何机器此夕卜,虽然仅示出了单个机器,但是该机器可以包括任意机器的集合,这些机器可以单独地或联合地执行一个或多个指令集,以执行本文所述的任一或更多方法示例计算机系统1200包括处理器1202 (例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或者两者)、主存储器1204和静态存储器1206,它们彼此经由总线1208通信计算机系统1200还可以包括视频显示单元1210(例如液晶显示器(IXD)或阴极射线管(CRT))计算机系统1200还可以包括字母数字输入设备1212(例如,键盘)、用户界面(UI)导航设备1214(例如,鼠标)、盘驱动单元1216、可植入医疗设备接口 1218以及网络接口设备1220可植入医疗设备接口可以包括与可植入医疗设备的有线或无线数据连接在某些实施例中,系统1200包括与可植入医疗设备的有线和无线数据连接两者在示例中,可植入医疗设备(MD)接口允许将MD中存储的系统下载到计算机系统1200,以存储或再传输给治疗内科医生或患者管理系统在示例中,从MD下载的信息可以显示在视频显示单元1210上在另一示例中,下载的信息可以在显示于视频显示单元1210上之前由处理器1202处理在示例中,MD接口也可以将包括针对可植入CRM设备的编程参数在内的信息上载回MD中盘驱动单元1216包括其上可以存储一个或多个指令集和数据结构(例如,软件)1224的机器可读介质1222,这些指令集和数据结构体现本文所述的一个或多个方法或由这些方法使用指令1224也可以在由计算机系统1200对其进行执行期间完全或部分地驻留在主存储器1204内或处理器1202内,主存储器1204和处理器1202也构成机器可读介质 虽然在示例实施例中示出的机器可读介质1222是单个介质,但是术语“机器可读介质”可以包括存储一个或多个指令或数据结构的单个介质或多个介质(例如,集中式或分布式数据库,或者关联的高速缓存和服务器)术语“机器可读介质”可以包括任何有形介质,能够存储、编码或携带指令以由机器执行并使机器执行本申请的一个或多个方法,或者能够存储、编码或携带由这些指令使用或与这些指令关联的数据结构术语“机器可读介质”可以包括但不一定限于固态存储器、以及光和磁介质机器可读介质的具体示例包括非易失性存储器,例如包括半导体存储器件,例如可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器件;磁盘,包括内部硬盘和可拆卸盘;磁光盘;以及CD-ROM和DVD-ROM盘还可以使用传输介质在通信网络1226上发送或接收指令1224可以使用网络接口设备1220和多个传送协议中任一协议(例如,HTTP)来传输指令1224通信网络的示例包括局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)、互联网、移动电话网络、普通旧式电话(POTS)网络、以及无线数据网络(例如,Wi-Fi和WiMax网络)本文描述的某些示例包括逻辑或多个部件、模块或机构模块是能够执行某些操作并且能够按照某种方式配置或布置的有形单元在示例中,可以通过软件(例如,应用程序或应用程序部分)将一个或多个计算机系统(例如,独立的客户端或服务器计算机系统)或计算机系统的一个或多个模块(例如,处理器或一组处理器)配置为操作以执行本文描述的某些操作的模块在多种示例中,可以机械或电子地实现模块例如,模块可以包括专用电路或永久配置的逻辑(例如,作为专用处理器)以执行某些操作模块也可以包括通过软件暂时配置以执行某些操作的可编程逻辑或电路(例如,涵盖在通用处理器或其他可编程处理器内)将理解,可以根据成本和时间考虑来决定以机械方式实现模块、在专用和永久性配置的电路中实现模块,或者在临时性配置的电路(例如,通过软件配置的)中实现模块因此,术语“模块”应该理解为涵盖有形实体,该实体是物理上构造的,永久性配置(例如,硬连线的)或临时性配置(例如,编程的)为以某种方式操作和/或执行本文所述的某些操作考虑临时性配置(例如,编程)模块的示例,不需要在任一时刻配置或实例化每个模块例如,如果模块包括使用软件配置的通用处理器,则可以在不同时间将该通用处理器配置为相应的不同模块软件也可以相应地配置处理器,例如以在一个时刻构成特定模块,并在不同时间点构成不同模块模块可以向其他模块提供信息并从其他模块接收信息因此,所述模块可以视为通信性耦接的如果同时存在多个这种模块,则可以通过连接模块的信号传输(例如,通过适当的电路和总线)来实现通信在多个模块在不同时间配置或实例化的示例中,可以例如通过在存储器结构中存储和检索多个模块能够访问的信息,来实现这些模块之间的通信例如,一个模块可以执行操作并在与其通信性耦接的存储器设备中存储该操作的输出然后,另一模块可以稍后访问该存储器设备以检索和处理所存储的输出模块也可以例如输入或输出设备来实现通信,并可以对资源(例如,信息集合)进行操作附加注释以上详细描述包括对附图的参照,附图形成详细描述的一部分附图通过示出方式显示了本发明可以实施的具体实施例这些实施例在本文中也称为“示例”这些示例还 可以包括除示出或描述的元素之外的其他元素然而,本申请发明人也考虑到其中仅提供了所示或所述元素的示例此外,本申请发明人也考虑到,对于本文所示或所述的特定示例(或其一个或多个方面)或者对于其他示例(或其一个或多个方面),使用所示或所述的那些元素(或其一个或多个方面)的任意组合或置换的示例本文档中引述的所有公开、专利和专利文档的全部内容作为参考合并在此,好像单独作为参考合并一样在本文档和作为参考合并的那些文档之间的用途不一致的情况下,应该将所合并文档中的用途视为对本文档用户的补充;对于不能协调的不一致,本文档中的用途是控制性的在本文档中,如在专利文档中通常使用一样,使用术语“一”或“一个”来包括一个或多于一个,而与“至少一个”或“一个或多个”的任何其他示例或用途无关在本文档中,术语“或者”用于指代非排他性的或者,例如“A或B”包括“A但非B”、“B但非A”以及“A和B”,除非另有指明在所附权利要求中,术语“包含”和“其中”用作相应术语“包括”和“在其中”的普通英文等同词此外,在下面的权利要求中,术语“包含”和“包括”是开放式的,即,包含权利要求中该术语之后所列的那些元素之外的其他元素的系统、设备、物品或过程仍视为落入该权利要求范围内此外,在下面的权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签,而非对它们的对象施加任何数目要求本文描述的方法示例可以至少部分地由机器或计算机实施一些示例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质,指令可操作以将电子设备配置为执行上述示例中所述的方法这些方法的实施可以包括代码,例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等这种代码可以包括用于执行多种方法的计算机可读指令代码可以形成计算机程序产品的一部分此外,在执行期间或在其他时间,代码可以有形地存储在一个或多个易失性或非易失性计算机可读介质上这些计算机可读介质可以包括但不限于硬盘、可拆卸磁盘、可拆卸光盘(例如,压缩盘和数字视频盘)、磁盒、存储卡或记忆棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等以上描述意在进行说明而非限制性的例如,上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其他实施例提供摘要以符合37C.F.R. § I. 72(b),允许读者很快却该技术公开的本质可以理解,摘要不用于解释或限制权利要求的范围或含义此外,在以上
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专利名称:心内心电图时间频率噪声检测的制作方法心内心电图时间频率噪声检测优先权要求本申请要求基于35U. S. C § 119(e),Mahajan等人于2010年3月9日提交的题为“NOISE DETECTION IN IEGM USING HMEFREQUENCYANALYSIS” 的美国临时专利申请序列号61/312,064(代理案卷号279.H80PRV)的优先权,其全部内容合并在此作为参考。可植入医疗设备(MD)可以用于监视生理参数或提供治疗,例如诱导或抑制肌肉收缩,或提供神经刺激,或者针对治疗或诊断用途。MD的示例可以包括心节律管理(CRM)设备,该设备可以配置为治疗心节律的失调。例如,CRM可以通过如下来给予帮助感测患者的心律,检测心动过速或心室纤维颤动,提供起搏电刺激以唤起应答心脏收缩,提供心脏再同步治疗(CRT)电刺激以协调一个或多个心室的心脏收缩的空间特征,提供抗心搏过速起搏、心脏复律或心脏除颤震动以中断心搏过速。
在一些情况下,可以在患者还未经历与所给予的治疗有关的任何症状时,给予患者治疗,例如抗心搏过速治疗。在这些情况下,CRM设备可能不正确地检测到没有发生的事件,并且由于不必要地给予治疗,可能损害患者的安全并降低患者的生活质量。这种不正确检测可能由心动周期内事件的过感测或不正确检测导致,并且一般可以分为两类基于生理信号的过感测,以及基于非生理信号的过感测。生理信号包括肌电势,例如由周围的肌肉组织产生的噪声。非生理信号包括电磁干扰、断裂的引线、松弛的螺钉组、引线的不良连接或失灵的引线绝缘。CRM设备中的过感测可能很少发生,实际心率失常与是否发生了过感测之间的区分难以评估,因为设备在大部分时间上能够正确检测心率失常。为了减少由于过感测向患者提供不必要的治疗,CRM设备可以采用分类方案来确定过感测的发生,并且识别和分类特定形式的过感测。心内心电图(IEGM)可以记录在心脏中、上和/或附近放置的CRM设备的电极所测量的心脏特定位置的电势的变化。在示例中,可以使用离线分类方法,例如对从心电图收集的噪声信号进行分类的离线分类方法,为CRM设备提供编程建议。该分类方法可以基于时域中的形态信息、频域中的频率分量以及时间-频率域中的能量分布,来确定分类。相比于某些通道中噪声信号的能量分布,本征心脏信号可以具有时间-频率域中独特的能量分布特征。内科医生或经培训的专业人员可以使用该信息来更好地管理MD(例如,检测和分类由于故障引线导致的噪声)。示例I描述了可以使用或包括如下系统的主题内容,该系统包括第一识别电路,配置为识别与感测通道信号关联的第一噪声特征;以及噪声分类电路,配置为使用第一噪声特征,并使用与感测通道信号的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例2中,示例I的主题内容可以可选地包括第二识别电路,配置为使用第一噪声特征,来识别与不同于感测通道信号的心室通道信号关联的第二噪声特征,其中噪声分类电路配置为使用第一和第二噪声特征,并使用与感测通道信号和心室通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例3中,示例I或2的主题内容可以可选地包括第三识别电路,配置为使用第一和第二噪声特征,来识别与心房通道信号关联的第三噪声特征,其中噪声分类电路配置为使用第一、第二和第三噪声特征,并使用与感测通道信号、心室通道信号和心房通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例4中,示例I到3之一的主题内容可以可选地包括设备编程电路,配置为使用所确定的噪声分类来提供设备编程或建议。在示例5中,示例I到4之一的主题内容可以可选地包括,上述第一识别电路配置为基于心率与心律失常范围的比较,来针对噪声分析感测通道信号。 在示例6中,示例I到5之一的主题内容可以可选地包括,上述第一识别电路配置为通过向感测通道信号应用滤波器并确定指定频率以上的能量分布,来针对噪声分析感测通道信号。在示例7中,示例I到6之一的主题内容可以可选地包括,上述第二识别电路配置为在心率低于或等于阈值时的第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定心脏去极化之间的噪声,并且在心率高于阈值时的第二间隔中分析数据,以确定心动周期内的噪声。在示例8中,示例I到7之一的主题内容可以可选地包括,上述第二识别电路配置为在上述第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,进一步包括通过比较心室通道信号的幅度与第一阈值,来确定所述间隔中是否存在噪声。在示例9中,示例I到8之一的主题内容可以可选地包括,上述第二识别电路配置为在上述第二间隔中针对噪声分析心室通道信号,包括向心室通道信号应用时间-频率变换,确定具有最大能量水平的时刻,导出该时刻的变异性指示,并将该变异性指示与第二阈值比较。在示例10中,示例I到9之一的主题内容可以可选地包括一种方法,包括使用电路识别与感测通道信号关联的第一噪声特征,使用第一噪声特征并使用与感测通道信号的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例11中,示例I到10之一的主题内容可以可选地包括使用第一噪声特征来识别与不同于感测通道信号的心室通道信号关联的第二噪声特征,使用第一和第二噪声特征并使用与感测通道信号和心室通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例12中,示例I到11之一的主题内容可以可选地包括使用第一和第二噪声特征来识别与心房通道信号关联的第三噪声特征,使用第一、第二和第三噪声特征,并使用与感测通道信号、心室通道信号和心房通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例13中,示例I到12之一的主题内容可以可选地使用所确定的噪声分类来提供设备编程或建议。在示例14中,示例I到13之一的主题内容可以可选地包括在心率低于或等于阈值时的第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定心脏去极化之间的噪声,并且在心率高于阈值时的第二间隔中分析数据,以确定心动周期内的噪声。在示例15中,示例I到14之一的主题内容可以可选地包括在上述第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以进一步包括通过比较心室通道信号的幅度与第一阈值,来确定所述间隔中是否存在噪声。在示例16中,示例I到15之一的主题内容可以可选地包括在上述第二间隔中针对噪声分析心室通道信号,以进一步包括向心室通道信号应用时间-频率变换,确定具有最大能量水平的时刻,导出该时刻的变异性指示,并将该变异性指示与第二阈值比较。在示例17中,示例I到16之一的主题内容可以可选地包括一种装置,该装置包括第一识别电路,配置为识别与震动通道关联的第一噪声特征;第二识别电路,配置为使用第一噪声特征,来识别与心室速率感测通道信号关联的第二噪声特征;第三识别电路,配置为使用第一和第二噪声特征,来识别与心房速率感测通道信号关联的第三噪声特征;以及噪声分类电路,配置为使用第一、第二和第三噪声特征,并使用与震动通道信号、心室速 率感测通道信号和心房速率感测通道信号中至少一个的时间-频率域中的能量分布有关的信息,来确定噪声分类。在示例18中,示例I到17之一的主题内容可以可选地包括,上述第二识别电路配置为在心率低于或等于阈值时的第一间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定心脏去极化之间的噪声,并且在心率高于阈值时的第二间隔中针对噪声分析心室通道信号,以确定心动周期内的噪声。在示例19中,示例I到18之一的主题内容可以可选地包括,上述第二识别电路进一步配置为向心室信号应用时间-频率变换,并确定具有最大能量水平的时刻。在示例20中,示例I到19之一的主题内容可以可选地包括,上述第二识别电路配置为通过确定震动通道信号中的频率分布是否在窄带内,并通过向震动通道信号应用时间-频率变换来分析震动通道信号的能量分布,以在第二间隔中针对噪声分析心室通道信号。在不一定按比例绘制的附图中,不同视图中的类似数字可以描述类似部件。具有不同字母下标的类似数字可以表示类似部件的不同实例。附图通过示例方式而非限制性地大体上示出了本文中讨论的多种实施例。图I示出了心内心电图输出的示例,显示了基于两个通道中的外部非生理噪声的过感测;图2A-2F示出了震动通道信号和对应的信号能量分布;图3A-3F示出了心室感测通道信号和对应的信号能量分布;图4示出了使用三个通道的信号分类的示例;图5示出了例如通过在时间段上分析震动通道信号的显著点的密度并通过时间-频率分析来确定震动通道中噪声的示例;图6示出了确定心室通道中噪声的示例;图7是确定心室通道中噪声的示例;图8示出了确定心房通道中噪声的示例;图9示出了包括用于噪声分类的心内心电图模块的可植入医疗设备的示例;图10是示出了与外部通信设备通信性耦接的可植入心脏功能管理系统示例的框图;图11是示出了配置为支持自适应数据存储和下载的可植入心脏功能管理系统示例的框图;以及图12是示出了外部编程和诊断计算机的示例的框图。

中,可以将多种特征分组到一起以精简该公开。这不应该解释为要将为要求保护的公开特征视为对于任何权利要求而言是必要的。而是,创造性主题内容可以存在于比具体公开实施例的所有特征少的特征中。因此,将下面权利要求与
相结合,每个权利要求自身成立为分离的实施 例。应该参照所述权利要求连同向这些权利要求所授予的等同物的全部范围,来确定本发明的范围。


本发明公开了用于识别和分类心节律管理设备的心内心电图的噪声以防止对心脏事件的不正确检测的系统、方法和装置。在示例中,分析三个通道以识别和确定是否已检测到事件或噪声。



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