专利名称：：用于心脏监测的系统及方法
技术领域：
：本发明总体上涉及用于监测并评估心脏功能的医学设备及方法，更具体地说，涉及以下这种非侵入式设备及方法，其用于监测并评估心脏移植及患有充血性心力衰竭(congestiveheartfailure)病人的心脏功能，检测这种病人的心力衰竭并在实际或预期心力衰竭的情况下向病人和/或医生提供恰当的警告，和/或为病人提供治疗药物以对病人的情况进行治疗。
背景技术：
：目前在美国，心血管疾病是导致男性及女性死亡的主要原因，并且每年导致的死亡人数超出了其后五种致死原因导致死亡人数的总和。在美国，接近五百万病人被诊断有心力衰竭。每年诊断出超过500000个新的病例。这代表了目前为止增长最快的心脏病学领域。这些病人中的20%适合于植入设备，即，植入式起搏器或植入式心脏除颤器("ICD"，implantablecardiacdefibrillator)或双心室起搏器/ICD，而那些症状严重的病人中的幸运者则能够进行心脏移植。与心脏移植相关的主要病例为冠状动脉疾病(45%)及心肌病(45%)，先天性心脏疾病占8%，而大约3%是针对重新移植。每年，在美国进行大约2500例心脏移植，而在全球范围内这个数字接近5000。在有经验的移植中心，一年存活率为大约85%，五年存活率接近大约70%。最普遍的死亡原因是感染，其次是急性排斥反应。虽然存在有分别治疗心动过缓及心动过速的技术，即，起搏器及除颤器，但是，当前可用于监测移植的心脏或用于辅助充血性心力衰竭评估的设备及方法非常有限，而且大部分都要求病人进行各种侵入式过程或不断地前往医院或其它医疗机构，而这种方式成本昂贵。用于监测接受了心脏移植的病人的已知方法通常涉及称为心内膜心肌活检("EMB"，endomyocardialbiopsy)的侵入式过程。EMB过程通常要求对所移植的心脏进行侵入式活检，其中，将病人带到导管插入术实验室并将导管插入到大血管(通常在颈部)中，使得将活检导管送到心脏的右侧。在EMB期间对多个心肌小片或小样进行采样，然后将其发送，以进行病理性评估。患有充血性心力衰竭的病人需要进行类似的侵入式过程(包扩导管插入)，以评估心脏内部的压力。如上所述，病人身体对所移植心脏的排斥是导致在移植之后的第-年内死亡的一个主要原因。为了在早期检测到对所移植心脏的排斥，按照规则的预定间隔来进行多次EMB。典型的病人在第一年内进行多达二十(20)次EMB。在第一年之后，甚至并未经历过排斥情况的病人仍然继续需要进行周期性的EMB，以确保所移植心脏的正常功能。虽然EMB对排斥进行检测并且能够进行治疗以避免移植病人死亡，但是EMB本身会导致出血.、感染、心脏穿孔及其它病症(包括死亡)的实质风险。此外，导管插入过程不仅昂贵，而且对于病人而言痛苦且不便。医学从业者试图通过采用用于对移植排斥和/或由充血性心力衰竭引起的并发症进行预测的替换方法，来减小与EMB相关的风险。例如，在过去十年中，欧洲的科研人员侧重于有可能预测心肌缺血(ischemia)及急性移植排斥的心肌内心电图(intramyocardialelectrogram)及免疫系统标记符。在对犬的四个心肌部位的评估数据的研究中发现，对平均心肌内单极尖峰-尖峰R波幅度的分析具有足以诊断大部分移植排斥的敏感性(即，识别排斥的能力)及特异性(即，假阳性(felsepositives)的百分比)。还发现，随着心肌电极的数量增大(即，所监测的心肌部位的数量增大)，移植排斥检测的敏感度也增大。针对人类的初步研究能够显示出在急性排斥情况与QRS波群的R波的平均幅度之间的相关性。在过去15年中，已有超过一千个原型单极尖峰-尖峰排斥监视器("UPPRM")被植入到成人及儿童中。UPPRM要求将两个或更多个电极附接到病人的心脏，这些电极被构造成登记QRS电压。心肌内心电图("IMEG")的幅度测量用于对排斥进行预测。在Mueller的美国专利U.S.No.5246008中公开了另--种常规的排斥监测方法，将该美国专利包括在这里。如在Mueller的该美国专利中所公开的，优选的是，该排斥监视器("RM")或遥测测量单元使用两个电流电极及测量电极对而连接到病人的心脏，其中，各个电流电极被测量电极环状地包围。这种RM包括微型化的、电池供电的电测量电路，用于阻抗测量。这种RM还具有电磁波的发射机-接收机电路，其中-,个线圈的载波频率能够用作天线。经由该电流电极，将AC电压按照方波脉冲而施加到组织上。然后，通过该测量电极来测量人体组织的阻抗。优选的是在夜间休息时段可以将遥测控制单元的接收机线圈设置在病人身体上该RM上方。该控制单元经由天线发射ON信号并经由接收机线圈到达该RM。然后，该RM使用电流电极开始按照方波脉冲来施加AC电压，并通过测量电极来测量阻抗。该RM通过由天线及接收机线圈所形成的感应耦合来向该控制单元发送预定测量时长的测量值。由诸如计算机上的控制单元来存储测量值，并且可以使用调制解调器经由电话线路而山门诊部调用这些值。如在Mueller的该美国专利中所公开的，该阻抗基本上包括欧姆电阻及容抗。该欧姆电阻基本上取决于组织的细胞外空间，而容抗基本上取决于细胞膜的特性。作为在排斥反应期间组织缺血的结果，细胞内的水肿与细胞外空间的收縮同时出现，这导致该组织的欧姆电阻及容抗的变化。AC电压的脉冲波形的变化是对阻抗的测度。如果将方形脉冲电压用作AC电压，则脉冲高度的变化与欧姆电阻相对应，而该方波脉冲的前沿陡度的变化是对电容性电抗的测度。结果已经表明，这些替换方法相对于当前移植排斥评估方法(诸如EMB)具有多个优点。具体地说，UPPRM使得能够在早期阶段可靠地识别出移植排斥情况，因此使得能够即刻治疗逆转排斥，并防止这种排斥进一步发展到更严重的阶段。因为并未遭遇到移植排斥的晚期阶段，所以对于终止排斥而言必要的附加免疫抑制量比较适度，由此降低了治疗成本。与将EMB用于评估移植排斥时的移植后一年存活率百分之八十五(85%)相比，在病人严格遵守短间隔(优选的是每天)的IMEG记录的情况下，当将UPPRM用于评估排斥时没有出现由于急性移植排斥而导致的死亡。活检的研究结果表明，在检测移植排斥时IMEG具有百分之百(100%)的敏感度以及百分之九十七(97%)的特异性，并存在3%的假阴性。在UPPRM指示了移植排斥而活检结果为阴性(特异性小于百分之百(100%)的原因)的这些少数情况下，所有这些病人在二十四(24)到四十八(48)小时内发生了移植排斥情况。但是，简单的IMEG幅度测量会由于病人的日常生活节奏、锻炼状态及药物治疗而变化。幅度的下降可能并不总是与排斥反应相关。此外，因为常规的UPPRM最多仅提供了周期性的监测(即，仅在病人睡眠时)，所以由UPPRM所登记的IMEG数据没有提供用于确定排斥反应的最佳数据。
发明内容本发明解决了这些及其它缺点，根据一个实施方式，本发明提供/一种对移植的心脏进行监测的方法，该方法包括以下步骤(a)在出现于参考时间的第.-数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的第一序列；(b)由所述波形的第一序列生成参考波形，该参考波形代表了在所述第一数据采集期期间采集的波形的平均特性；(c)在出现于所述参考时间之后的时间的后续数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的第二序列；(d)由所述波形的第二序列生成登记波形，该登记波形代表了在所述后续数据采集期期间采集的波形的平均特性；以及(e)将所述登记波形与所述参考波形进行比较，以确定心脏是否在正常地工作。根据本发明的另一方面，提供了一种对移植的心脏进行监测的方法，该方法包括以下步骤(a)在数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的序列；(b)根据预定标准对所述波形中的每一个是否可用进行评估；(C)丢弃不可用的波形；(d)将其余波形存储在数据库中以用于评估；以及(e)将所存储的波形与参考波形进行比较，以确定心脏是否在正常地工作。根据本发明的另一方面，提供了一种用于监测病人心脏的数据处理的方法，该方法包括以下步骤(a)在数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的序列，其中，所述波形中的每--个代表了心肌电图的QRS波群，该QRS波群包含有延伸到尖峰的至少-一个上坡元素；(b)设定最小斜率值；(c)将所述波形的各个部分的实际斜率值与所述最小斜率值进行比较；以及(d)将所述波形中实际斜率值比所述最小斜率值小的任何点指定为尖峰。根据本发明的另一方面，提供了一种用于监测病人心脏的系统，该系统包括(a)登记单元，其被构造成植入病人体内，该登记单元被设置成以电通信方式与病人心脏连接并被设置成登记来自病人心脏的电信号；以及(b)本地数据单元，其可操作用于与所述登记单元通信并被设S成接收与所登记的电信号相对应的数据，该本地数据单元被设置成通过远程通信链路将数据发送到计算机。参照结合附图所作的以下说明，可以最佳地理解本发明，在附图中图1是例示了根据本发明一个方面的用于监测病人心脏的系统的图2是例示了根据本发明一个实施方式的登记单元的框图3是例示了图1的监测系统的一部分的框图4是例示了根据本发明一个方面的数字化电图或波形的图5是以图形方式例示了根据本发明一个方面的将第一波形(其与来自病人心脏的所登记的电信号相对应)与第二波形(其与来自病人心脏的参考电信号相对应)进行比较的图6是以图形方式例示了根据本发明一个方面的将第一波形(其与来自病人心脏的所登记的电信号相对应)与第二波形(其与来自病人心脏的参考电信号相对应)进行比较的图7是例示了在电图的峰的下方的总面积的测量的图8是例示了在电图的主尖峰下方面积的测量的图9是例示了电图的次尖峰下方总面积的测量的图10是例示了电图的尖峰-尖峰幅度的测量的图11是例示了电图的基线-尖峰幅度的测量的图12是例示了电图的总时长的测量的图13是例示了电图的R波的前沿的斜率的测量的图14是例示了电图的R波的主尖峰-最低点(major-peak-to-nadir)下坡的斜率的测量的图15是例示了在连续电图的R波尖峰之间的间隔的测量的图；图16是例示了被施加了滞后带的示例性电图的图；图17是例示了根据本发明一个方面的数据处理流的框图；以及图18是表示排斥尺度的表。具体实施例方式参照附图，在各个附图中，相同的附图标记表示同一部件，图1到图3例示了用于对心脏移植病人或患有充血性心力衰竭或其它心脏疾病的病人的心脏"H"进行监测的系统。该系统包括植入式登记单元14(其用于非侵入式地监测病人心脏H)、可选的中继单元16(其用于査询该登记单元)、本地数据单元18以及数据服务器20。登记单元14被构造为植入到病人的身体"P"屮，因此优选的是，登记单元14包括由在生物学上为惰性的相对刚性的材料(诸如钛或硅酮)构成的外壳22。对软件进行适当修改后的任何市售的起搏器均可用作登记单元14。如图2所示，登记单元14包括控制器24(诸如是在软件控制下工作的微处理器或是可编程逻辑控制器(PLC))、能量源26(例如，蓄电池)、收发机32及转换器(transducer)。登记单元14可以可选地包括信号发生器28，该信号发生器28被构造成向病人的心脏提供电刺激，该治疗过程通常称为"起搏(pacing)"。对于本领域技术人员而言，使用电刺激以治疗失调(诸如心动过缓(或心脏节奏较慢)以及心动过速(或心脏节奏较快))是公知的，因此这里不再说明。能量源26被构造成向登记单元14的其他组件提供电能或热能。收发机32及转换器被设置为与中继单元16中的兼容转换器(未图示)或其它外部设备进行通信。这种通信可以通过射频(RF)，在这种情况下该转换器(通常用33表示)可以是常规的天线(如33A所示)，或者，这种通信可以通过感应耦合，在这种情况下该转换器可以是感应线圈(如33B所示)。如果提供了感应耦合(无论是作为转换器33的一部分还是单独地提供)，则感应耦合还可以用于向登记单元14提供电力并且/或者对能量源22重新进行充电。控制器24经由一组或更多组或者一对或更多对电极34与病人的心脏H进行电通信。在所示的示例中，该系统包括两对电极34。电极34可以包括许多种市售的心外膜(在心脏表面之外)电极或心内膜(在心脏之内)电极中的任意--种。合适的电极34的示例包括旋入式(screw-in)心外膜双极ISI电极或缝合式(suture-on)电极。优选的是，电极34在左心室及右心室、以及左心房及右心房处附接到心脏H。取决于各种因素(包括但不限于，病人是否是心脏移植病人或是否患有充血性心力衰竭、病人心脏的物理特性、或对心脏起搏的需要)，电极34可以定位于闱绕病人心脏H的其它区域处。电极34可以被修改成包括压力传感器，该压力传感器对心肌收缩的力量(vigor)或程度进行衡量。本地数据单元18用于接收、存储并可选地处理来自登记单元14的数据。本地数据单元18可以包括在软件的控制下工作并具有相关联的数据仓库(例如包括，闪存、RAM、EEPROM、硬盘、软盘、CD或DVD-ROM等)的计算机、微处理器或中央处理单元，并包括收发机或其它数据通信装置(例如，TCP/IP网络适配器或调制解调器)。本地数据单元18例如使用中继单元16(诸如所例示的手持式杆)来与登记单元14进行通信。中继单元16被设置为从登记单元14接收数据并将其传送到本地数据单元18，并接收由本地数据单元18发送的指令并经由转换器33将这些指令发送到登记单元14的控制器24。中继单元1216包括转换器(诸如感应线圈)、电源、数据存储装置，并包括与登记单元14的收发机相兼容的收发机。在使用中，中继单元16例如通过短距离感应耦合或通过RF而与登记单元M双向地交换数据。然后，该数据或者被存储以稍后传送到本地数据单元18,或者被立即传送到本地数据单元18。通过通信链路35(诸如线缆、红外发射机或无线链路(例如，蓝牙无线协议))，在本地数据单元18与中继单元16之间进行这种传送。可选的是，本地数据单元18可以通过射频(RF)通信链路(如36示意性地所示)，直接地与登记单元14进行通信。、f,ffJ-.八f、b"~~-z_l乂—丄.f,'.^ik乙丄tJ--a-LT^-.f/___A"，—、7V,、—,.l乙-----广,-,/3乂yv十^ffi平兀上o现斗、im^u;s平兀丄s伎"「乂力百々、ti、」，s:化牙丄7匚w力in监测，并传送数据(或者通过中继单元16或者经由通信链路36)。本地数据单元18从登记单元14接收数据，然后，通过诸如无线或有线分组交换网络(例如，局域网、广域网或互联网)之类的远程通信路径38、通过电话线路(使用调制解调器)、或通过卫星连接，来传送该数据。可以出于安全性的目的而对远程通信路径38进行加密。然后，通过位于远程位置的数据服务器20接收该数据(见图3)。可选地，该数据可以从登记单元14接收，然后由本地数据单元18进行存储以稍后发送到数据服务器20。本地数据单元18可以与中继单元16及病人位于同一位置，诸如在医疗机构、办公室或病人家中。例如，中继单元16可以通过串口连接或通过USB连接而与本地数据单元18按照可进行通信的方式连接。本地数据单元18还可以相对于中继单元16及病人而设置在远程。根据这种构造，中继单元16将被设置成可操作地经由计算机网络(包括但不限于互联网、局域网、广域网、无线网络(诸如卫星)、拨号调制解调器等)与本地数据单元18通信，使得中继单元16可以与本地数据单元18进行通信。还可以提供医生接口单元40。医生接口单元40包括计算机42(例如，笔记本微型计算机)及与上述中继单元16相类似的中继单元44，或包括与登记单元14相兼容的其它合适的通信链路。使用软件来对医生接口单元40进行编程，使得医生接口单元40能够从登记单元14接收数据并显示该数据以供审查，从而例如以图形方式实时地示出登记单元14所测量并发送的数据。还可以对医生接口单元40进行编程，以执行以下所述的数据分析。该医生接口单元40还能够通过中继单元44向登记单元14发送指令，以例如改变登记单元14的可编程参数的值(诸如测量间隔)、向登记单元14查询这些可编程参数的实际值，或命令登记单元14发送数据、或者开始或结束起搏。图3例示了数据服务器20及相关组件。数据服务器20通过上述远程通信路径38从本地数据单元18接收数据。可以针对这个目的而提供数据接收软件模块46。然后，可以由分析软件模块48来处理该数据，分析软件模块48能够执行以下所述的计算、参考波形比较和/或信号分析。将处理后的数据存储在数据库50(诸如，结构化查询语言(SQL)数据库)中。然后，可以通过电子医学记录(EMR)软件模块52来访问该数据，EMR软件模块52允许用户观看病人数据的概要、图形分析画面等。可以通过监测服务(例如，通过安全网络连接)在远程计算机54处访问EMR软件模块52，或由另一授权用户(诸如病人的主治医生)再次在通过网络连接与数据服务器20进行通信的远程计算机56处访问EMR软件模块52。还可以将计费软件模块58设置在数据服务器20中，以对监测服务或其它授权用户的使用进行追踪。当监测病人心脏H时，使用通信链路36或中继单元16来指令登记单元14发起对病人心脏的监测。控制器24开始登记或感测由病人心脏发出的电信号。将与所登记的电信号相对应的数据发送到收发机32，收发机32然后通过中继单元16或通过通信链路36来将该数据发送到本地数据单元18。运行在例如本地数据单元18或数据服务器20上的分析软件使得能够精确区分细胞内及细胞外心肌动力学、以及病人心脏H的容积变化及心肌收縮强度。该分析软件被构造成按照多种方式对从病人的心脏H接收到的数据进行分析。根据一种过程，每当从病人的心脏H接收到与登记单元14接收的电信号相对应的数据时，该分析软件就数字化地创建或生成病人的心内电图的图形表示，诸如图4所示。根据常规的实践，该图的横轴代表时间尺度(例如，秒)，该图形的纵轴代表幅度(例如，伏或毫伏)。例如，从病人的心脏接收到的电信号可以包括利用8位分辨率以1KHz进行数字化的模拟电图信号。优选的是，使用上述过程来登记"基线"或参考电信号，以得到被存储以稍后进行分析的参考波形。可以在病人进行心脏移植时、在植入登记单元14时、或在某个其它预定时间，得到该参考电信号。此外，登记单元14能够根据对该心肌施加的起搏刺激，来测量对电流的电阻(阻抗)。该阻抗表示为欧姆(Ohm)值，并在从该设备所提供的数据中接收到。针对每次数据传输而接收到多组数据(针对各个电极的单极&双极)。将该阻抗数据从电图数据中分离出来。可以使用多个技术来生成该波形或其一部分，以得到比原始数字化数据更"干净"的数据，即，相对而言不受电噪声或数字化误差影响、并更容易分析的数据。例如，可以在没有P波部分及S波部分的情况下对该电图的QRS波群进行分析。如果存在Q波部分并且足以能够识别，则可以将Q波部分包括在该分析中。在该QRS波群内，该波形包括具有高斜率或一阶导数的一系列线段或部分，使得尖峰(及最低点)作为被凸显地描绘的事件(即，曲线强烈凸起)而出现。因此，可以通过设定最小斜率估来实现尖峰检测(或最低点检测)。为了实现这个目的，通过分析软件或通过单独的预处理软件来对整个QRS波群进行评估，以得到斜率的绝对值小于该最小值的任意位置。将这些位置中的每一个被识别为尖峰(或最低点)。合适的阈值的示例是0.5mV/s。波形中的QRS波群作为从基线或通常情况下的水平轨迹(其可以等于或可以不等于零电势线)的偏离而出现。该基线的值(即，电压水平)影响诸如基线-尖峰幅度及该曲线下方的面积之类的其它测量(以.F更详细所述)。基于特定设备的设置来计算基线的特定值。在实际应用中，在QRS波群之前及之后的波形部分并不匹配所设定的基线，即，它们并不是简单的水平轨迹，而是表现出许多小的偏离。这由图16中的示例性波形"W"的箭头"A"所表示。为了减小在多个测量中由这种变化所导致的这种不确定性，可以将具有预先选择的电压上限"Vu，，及电压下限"VL，，的死区(deadband)或滞后带(hysteresisband)应用到该波形W。出于分析目的，假设该QRS波群的开始点(或结束点)在时间值ti开始或结束，在时间值tj处波形W的上坡或下坡与相关的—匕限Vu或下限Vl相交。可以准确地对该滞后带交点进行定位的一种方式是对波形W的相关部分应用线性斜率计算。例如，使用上述尖峰检测方法，能够获知主尖峰出现的时刻tp以及峰电压Vp。然后，通过使用合适的dt(例如，如果使用1kHz采样率，则为1ms)计算线性比率，来确定紧接着的前-段的斜率dv/dt。一旦斜率已知，则可以例如，使用下式(1)向l('l外推(extrapolateback)以计算相交时刻tiQ将所得到的时刻ti作为上坡的"起点"。可以使用类似的过程来确定波形W中其它上坡或下坡的交点。ti=V(vp-vu)(dv/dt)-1(1)可以通过实现QRS波群的R波与S波之间已知的关系，来改进对QRS波群的R波及S波的识别。具体地说，R波的幅度与S波的幅度彼此反向相关，S波在时间顺序上始终在R波之后，并且R波在QRS波群中始终是第一正尖峰。当观察到这些特征的组合时，就明确识别出了R波和S波。参照图17，对预处理后的数据的评估如下所述。首先，选择从数据釆集期得到的波形(方框200)，以在方框202相对于预定标准对该波形进行观察和评估。可以在采集波形时实时进行这个处理，或可以将该处理应用于临时存储的一组波形。如果该波形并不满足适用标准，则认为其"不可用"。丢弃该波形(方框204)，而且在生成平均波形时不使用该波形(如下所述)。该初始步骤的目的在于，对数据质量进行粗略检查，并避免离群(outlying)数据破坏数据总体(这可能会导致不正确的诊断)。如果该波形可用，则将该波形存储在统计数据库中(方框206),或被标记以永久存储。各种技术可以用于实现这个步骤。例如，可以计算各个QRS波群的尖峰-尖峰距离。如果任意一个QRS波群的尖峰-尖峰距离相对于平均尖峰-尖峰距离的变化超出了所选择的阈值(例如，正负5%)，则整个QRS波群将被丢弃，而且在生成平均波形时不会被使用(如下所述)。随着数据被初始地检验，每当波形被丢弃时计数器都递增(方框208)。较高的计数器值可能表示了在采集数据时存在设备故障或人为错误。较高值还可能表示极其急性的排斥。因此，该计数器用作对同种异体(allograft)排斥的粗略检查。如果在方框210该计数器超出了预定标准，则停止该处理，并且在方框212设置错误标志，以引起操作员注意。重复该处理，直到对数据采集期内的所有波形进行了评估为止。接下来，将来自该数据采集期的其余波形用于构造单个平均波形。在参考时间(移植之后即刻或非常短的时间后)所生成的初始波形变成上述参考波形。各个后续数据采集期得到新的平均登记波形。例如，可以在移植之后每天执行三次数据采集期，从而每天得到三个新登记的波形。当创建代表波形时，可以按照两种不同的方式来创建"平均"图像。在第一示例性技术中，对所记录的所有未被丢弃QRS波群一起进行平均，以生成单个平均波形。在另一示例性技术中，针对数据总体中的各个未被丢弃QRS波群来识别上述单独元素。对这些单独元素一起进行平均，从而得到平均Q波、平均R波、平均S波等。然后，对分别平均后的元素进行组合，以形成复合波形。在确定存在或不存在排斥时，波形的各个部分、特性或元素都可以用作在参考波形与所登记的波形之间进行比较的基础。一种元素是面积测量，面积测量的多种可能变化如图7到图9所w，其中，被测量的面积用阴影表示以利于识别。在图7中，对描绘在该QRS波群的曲线下的总面积进行测量。在图8中，仅对描绘在该主尖峰下的面积进行测量。在图9中，对描绘在所有次尖峰下的面积进行测量。已有的数值积分技术可以用于实现这些面积测量。另一元素是幅度测量。例如，图10例示了尖峰-尖峰幅度测量，而图11例示了基线-主尖峰幅度测量。这些值是以毫伏(mV:)来测量。另一元素是时长。图12例示了总电图时长(即，基线到基线)的测量。总电图时长是以毫秒(ms)来测量。另一元素是转换速率(slewrate)或斜率。图13例示了主尖峰上坡的测量，图14示出了主尖峰-最低点下坡的测量。该转换速率是以毫伏每秒(mV/s)来测量。除了上述测量以外，还存在对于预测心脏移植排斥而言可能有价值或可能没有有价值、但是针对其它诊断目的而言有价值的附加测量，并且可以从所植入的登记单元14获得计算这些结果所需要的数据。这些附加测量的示例包括R-R间隔使用时间及主尖峰点，可以针对所记录的多个电图来计算R波之间平均时间量。该R-R间隔(如图15所示)是以毫秒来测量。当前心率及可变性心率是以每分钟的心跳(bpm)来测量。nj—以通过对心跳-心跳间隔的时间序列进行分析，来计算心率可变性。将对心跳之间的时间量进行计算，以确定在多个数据期上的可变性。可以借助于分析软件按照各种方式来执行数据评估及所登记的波形与参考波形的比较。一种比较方法涉及对所登记波形中所选择的一个波形与参考波形之间的差别进行量化。使用这种方法，对参考波形与所登记波形之间的用上述单独信号元素或测量(例如，面积、幅度、转换速率或阻抗)中的一个或更多个表示的差别进行测量，并将其用于评估心脏功能。还可以通过对这些波形之间差异(discrepancy)的总面积进行测量并确定比较百分比匹配(如图5所示)或通过点到点比较(如图6所示)来对这些波形进行比较。另选的是，可以基于对所登记数据的移位的多变量统计分析，来执行波形评估。当创建了平均登记波形时，各个新的波形及其所有单独元素的值成为数据库中的统计总体的成员。随着发生排斥从而导致心脏H变化，可以预计到上述单独波形元素会按照不同方式而变化。例如，R波上坡可能增大，而尖峰-尖峰幅度会减小。这些元素中的一个不一-定代表了简单的特定排斥的参数，相反，总体差异(或者或变化的特定组合)代表了同种异体排斥。但是，这些变化的总体效果可能与存在排斥相关。18根据上述方法中的任意一种，可以设定排斥尺度。偏离标称条件(按照统计方式或按照标量测量而确定)越大，则越可能发生实际的排斥，或排斥的严重程度越大。图18例示了排斥的可能尺度的示例，其数值从0到7。该标尺上各渐增的数值表示所登记的波形数据偏离参考波形越来越大。可以将该标尺上的数值比作排斥"等级"。还可以使排斥的尺度与临床结果(来自活检、尸检等)以及所设定的心肌同种异体排斥的"等级"相关。仅出于例示目的，该排斥尺度被表示为与针对心脏活检的所设定的现有技术"等级"(例如，0、1，1A、1B、2、3、3A、3B、4)相关。请注意，该排斥尺度上的第一级与活检等级"O"相关。这是因为这里所述的方法能够检测所记录的数据的非常轻微的变化。这样，认为即使在同期的活检中还不能够观察到排斥，但是将存在该排斥尺度上可测量的心脏H的变化。因为这里所述的该方法对于心脏整个结构的变化敏感，所以这种情况可能出现，而如果没有从恰好是排斥刚刚开始发生部位的局部区域进行活检，则活检可能表示出相反的结果。因此，本方法能够足够早地检测到排斥，从而与活检相比在本质上是"预测性的"。早期的检测排斥的有利之处在于，使得能够即刻开始救生治疗。这种早期检测对于免疫受损(immuno-compromised)从而急性排斥易于快速发作的病人尤为重要。这里的附图及文字说明了本发明各个方面的方法及系统。可以理解的是，可以通过计算机程序指令来实现这里所述的各个步骤。这些计算机程序指令可以加载到计算机或其它可编程设备上而形成--种机器，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令创建了用于实现所述功能或步骤的装置或设备。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指示计算机或其它可编程设备按照特定方式工作，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生--种制品，该制品包括实现了指定功能或步骤的指令装置或设备。该计算机程序指令还可以加载到计算机或其它可编程设备上，以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供了用于实现指定的功能或步骤的歩还可以理解的是，可以通过执行指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统、或通过专用硬件及计算机指令的组合，来实现这里所述各个步骤或步骤的组合。以上说明了用于监测病人心脏的系统及方法。虽然说明了本发明的特定实施方式，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明作出各种修改。因此，仅出于例示目的而不是出于限制目的提供了对本发明的优选实施方式及用于实践本发明的最佳模式的上述说明，本发明由所附权利要求书限定。权利要求1、一种对移植的心脏进行监测的方法，该方法包括以下步骤(a)在出现于参考时间的第一数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的第一序列；(b)由所述波形的第一序列生成参考波形，该参考波形代表了在所述第一数据采集期期间采集的波形的平均特性；(c)在出现于所述参考时间之后的时间的后续数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的第二序列；(d)由所述波形的第二序列生成登记波形，该登记波形代表了在所述后续数据采集期期间采集的波形的平均特性；以及(e)将所述登记波形与所述参考波形进行比较，以确定心脏是否在正常地工作。2、根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下操作执行歩骤(e):(i)对所述登记波形的至少一个元素与所述参考波形的相应元素之间的差别进行测量；以及(ii)用排斥尺度来表示所述差别的特征，其中，差别的程度越大，同种异体排斥的程度越大。3、根据权利要求1所述的方法，该方法进--步包括以下步骤在所述参考时间之后以所选择的间隔来重复步骤(c)-(d)，从而生成多个登记波形。4、根据权利要求3所述的方法，其中，通过以下操作执行歩骤(e):(i)将所述多个登记波形添加到统计数据库中，以创建数据总体；(ii)基于对所述登记波形的多个元素及所述参考波形的相应元素的统计分析来确定所述登记波形与所述参考波形之间的至少一个差别；以及(iii)用排斥尺度来表示所述差别的特征，其中，差别的程度越大，同种异体排斥的程度越大。5、根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括以卜.歩骤(f)在步骤(b)之前，根据预定标准对所述第-序列「l'的各个波形是否可用进行评估；(g)从所述第一序列中丢弃不可用的波形；以及(h)将所述第一序列的其余波形存储在数据库中以在生成所述参考波形时使用。6、根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括以下步骤(f)在步骤(b)之前，根据预定标准对后续序列中的各个波形是否可用进行评估；(g)从所述后续序列中丢弃不可用的波形；以及(h)将所述后续序列的其余波形存储在数据库中以在生成所述登记波形时使用。7、一种对移植的心脏进行监测的方法，该方法包括以下步骤(a)在数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的序列；(b)根据预定标准对所述波形中的每一个是否可用进行评估；(c)丢弃不可用的波形；(d)将其余波形存储在数据库中以用于评估；以及(e)将所存储的波形与参考波形进行比较，以确定心脏是否在正常地工作。8、根据权利要求7所述的方法，该方法进---步包括以下步骤(f)每当波形被丢弃时，使丢弃计数器递增；(g)将所述丢弃计数器的值与预定极限值进行比较；以及(h)如果所述丢弃计数器超出了预定极限值，则设置错误标志。9、根据权利要求7所述的方法，该方法进一步包括以下步骤由所述其余波形生成平均波形，该平均波形代表了在所述数据采集期期间所采集的所有波形的平均特性。10、根据权利要求7所述的方法，该方法进一步包括以下步骤(f)在出现于参考时间的第一数据期期间存储根据步骤(a)-(d)的第一波形组；(g)由所述第一数据采集期内的所述其余波形生成所述参考波形，其中，所述参考波形代表了在所述第一数据采集期期间存储的波形的平均特性;(h)在出现于所述参考时间之后的时间的后续数据采集期期间，存储根据步骤(a)-(d)的后续波形组;以及(i)由所述后续数据采集期内的所述其余波形生成登记波形，该登记波形代表了在所述后续数据采集期期间存储的波形的平均特性。11、根据权利要求IO所述的方法，该方法进一步包括以下步骤在所述参考时间之后以所选择的间隔来重复步骤(h)及(i)，从而生成多个登记波形。12、根据权利要求IO所述的方法，其中，所述参考时间是在心脏被移植到病人体内之后不久。13、一种用于监测病人心脏的数据处理方法，该方法包括以下步骤(a)在数据采集期期间，登记来自病人心脏的电信号，该电信号被设置成波形的序列，其中，所述波形中的每一个代表了心肌电图的QRS波群，该QRS波群包含有延伸到尖峰的至少一个上坡元素；(b)设定最小斜率值；(c)将所述上坡的各个部分的实际斜率值与所述最小斜率值进行比较；以及(d)将所述波形中实际斜率值比所述最小斜率值小的任何点指定为尖峰。14、根据权利要求13所述的方法，该方法进一步包括以下歩骤0)设定所述尖峰出现的时间值；0)对所述QRS波群的波形应用具有预定的电压上限及电压下限的滞后带；(g)针对所述上坡的紧随所述尖峰之前的片段计算电压-时间斜率；(h)使用所计算的电压-时间斜率，来将所述上坡线性地外插到电压值与所述滞后带的上限相交的点；以及Ci)设定所述相交点出现的时间值。15、一种用于监测病人心脏的系统，该系统包括(a)登记单元，其被构造成植入病人体内，该登记单元被设置成以电通信方式与病人心脏连接，并登记来自病人心脏的电信号；以及(b)本地数据单元，其可操作用于与所述登记单元通信并被设置成接收与所登记的电信号相对应的数据，该本地数据单元被设置成通过远程通信链路将数据发送到计算机。16、根据权利要求15所述的系统，其中，所述登记单元进--'步包括可操作用于与所述本地数据单元通信的RF发射机。17、根据权利要求15所述的系统，该系统进一步包括中继单元，该中继单元被设置成以感应方式与所述登记单元耦合并与所述计算机通信，该中继单元被设置成从所述登记单元接收与所登记的电信号相对应的数据并将所接收的数据传送到所述本地数据单元。18、根据权利要求15所述的系统，其中，所述本地数据单元包含用于存储与所登记的电信号相对应的数据的数据仓库。19、根据权利要求15所述的系统，该系统进一步包括(c)包含有数据库的计算机，该计算机被编程以从所述本地数据单元接收数据并将该数据存储在所述数据库中；以及(d)将所述本地数据单元与所述计算机互连的远程通信链路；(e)其中，所述计算机被编程以将对应于所登记的电信号的数据与参考电信号进行比较，从而确定病人心脏是否在正常地工作。20、根据权利要求19所述的系统，其中，所述计算机是位于相对于所述本地数据单元的远程位置处的数据服务器。21、根据权利要求19所述的系统，其中，所述计算机形成所述本地数据单元的一部分。22、根据权利要求19所述的系统，其中(i)所述参考电信号被表示为第--波形，该第----波形是在第--时间记录的第一多个记录波形的平均；以及(ii)所登记的电信号被表示第二波形，该第二波形是在所述第---时间之后的第二时间记录的第二多个记录波形的平均。23、根据权利要求22所述的系统，其中，所述参考电信号和所登记的电信号是心内电图的QRS波群，或是心内电图的QRS波群的一部分。全文摘要本发明提供了用于心脏监测的系统及方法。根据一个实施方式，该系统包括植入式登记单元，其用于登记来自心脏的电信号。该系统包括本地数据单元，其可操作用于与该登记单元通信。该本地数据单元可以被设置成与可相对于该本地数据单元位于远程处的计算机进行通信。该计算机被设置成从该本地数据单元接收与所登记的电信号相对应的数据，并且将所登记的电信号与参考电信号进行比较，以确定心脏是否在正常地工作。文档编号A61B5/04GK101686807SQ200880021570公开日2010年3月31日申请日期2008年4月23日优先权日2007年4月23日发明者弗朗茨·W·凯拉,查尔斯·L·理查森,迈克尔·L·史密斯申请人:生命科学解决方案有限公司