心输出量相关波形的参数检测的制作方法
【专利说明】心输出量相关波形的参数检测
[0001]本申请是申请日为2010年2月11日、名称为“心输出量相关波形的参数检测”的中国专利申请201080016241.5的分案申请。
技术领域
【背景技术】
[0002]可以根据心输出量相关波形(例如外周压力波形)确定的许多参数不仅对疾病的诊断是重要的，而且对“实时”即连续监控受试者的临床显著的变化都很重要。存在各种方法，用于基于心输出量相关波形的各种特征的分析来识别和/或计算这些参数。几乎没有医院没有使用这些方法监控一个或多于一个心输出量相关参数从而提供受试者的状态正在变化的警报的设备。
【发明内容】
[0003]描述了用于检测心输出量相关波形的参数的方法。该方法包括检测心输出量相关波形的个体心搏周期的方法，检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定起点中的错误的方法，检测心输出量波形的个体心搏周期的重搏切迹的方法，和检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定重搏切迹中的错误的方法。
[0004]检测心输出量相关波形的个体心搏周期的方法包括提供心输出量相关波形数据和计算波形数据的一阶导函数。然后在时间上反转一阶导函数的数据的顺序。接着一阶导函数的振幅与阈值比较，该阈值是一阶导函数的最大振幅的百分率。然后识别刚好在一阶导函数的振幅大于经反转时间顺序数据中的阈值的点(即，时间上在其之前)之后一阶导函数第一次等于零，来确定心搏周期的起点。一阶导函数第一次等于零表明心搏周期的起点。
[0005]检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定起点的错误的方法包括提供个体心搏周期的心输出量相关波形数据，个体心搏周期具有预定的起点，并且确定心输出量相关波形数据的最大值。接着确定心输出量相关波形的第一点，该第一点是在心输出量相关波形上在最大值之前具有等于最大值一半的值的第一点。然后查找起点和第一点之间的心搏周期部分的局部最大值。如果找到局部最大值，那么查找第一点和局部最大值之间的心搏周期部分的局部最小值点，并将个体心搏的起点重新指定为局部最小值点。
[0006]检测心输出量相关波形的个体心搏周期的重搏切迹的方法包括提供个体心搏周期的心输出量相关波形数据，个体心搏周期具有先前确定的起始时间点，并且计算波形数据的一阶导函数。接着根据一阶导函数确定第一时间点和第二时间点，所述第一时间点是一阶导函数的起始时间点之后的第一个过零点，所述第二时间点是一阶导函数的起始时间点之后的第二个过零点。还计算波形数据的二阶导函数，并根据二阶导函数确定第三时间点和第四时间点，所述第三时间点是二阶导函数的第二时间点之后的第一个过零点，所述第四时间点是二阶导函数的第二时间点之后的第二个过零点。然后查找第三时间点和第四时间点之间的二阶导函数部分的局部最大值，该局部最大值出现在第五时间点。在第五时间点对应于重搏切迹位于个体心搏周期的心输出量相关波形数据处的时间点。
[0007]检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定重搏切迹的错误的方法包括提供个体心搏周期的心输出量相关波形数据，该个体心搏周期具有先前确定的重搏切迹时间点、先前确定的起始时间点、先前确定的心输出量最大值点和先前确定的结束时间点，以及计算波形数据的一阶导函数。然后确定一阶导函数的心输出量最大值点和查找时间点之间的所有局部最大值，查找时间点是起始时间点加上起始时间点与结束时间点之间的时间的三分之二。如果找到多于一个局部最大值，那么重搏切迹被指定为第二个局部最大值处的时间点。
【附图说明】
[0008]图1示出了图示说明用于检测心输出量相关波形的个体心搏周期的逻辑示例的流程图。
[0009]图2A示出了关于几个心搏周期记录的动脉压波形。
[0010]图2B示出图2A所示动脉压波形的一阶导函数。
[0011]图3示出图示说明用于核实心输出量相关波形的个体心搏周期数目的逻辑示例的流程图。
[0012]图4A-D不出发生心率不齐的心输出量波形的不例。
[0013]图5示出图示说明用于检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定起点的错误的逻辑示例的流程图。
[0014]图6A示出了关于几个心搏周期记录的动脉压波形，其中已经错误识别心搏周期的启始。
[0015]图6B示出用于检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定起点的错误的应用方法的心搏周期相关点。
[0016]图7示出图示说明用于检测心输出量相关波形的个体心搏周期的重搏切迹的逻辑示例的流程图。
[0017]图8A示出了关于几个心搏周期记录的动脉压波形。
[0018]图8B示出根据图8A的波形的一阶导函数。
[0019]图8C示出根据图8A的波形的二阶导函数。
[0020]图9示出图示说明用于检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定重搏切迹中的错误的逻辑示例的流程图。
[0021]图10A示出了关于几个心搏周期记录的动脉压波形。
[0022]图10B示出根据图10A的波形的一阶导函数。
[0023]图11是示出实现本文所描述的方法的系统的主要部件的方框图。
【具体实施方式】
[0024]本文描述用于检测心输出量相关波形的参数的方法。具体地，本文描述的方法包括检测心输出量相关波形的个体心搏周期，检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定起点的错误，检测心输出量相关波形的个体心搏周期的重搏切迹，和检测心输出量相关波形的个体心搏周期的指定重搏切迹中的错误。除了对临床医生而言是重要的参数之外，心输出量相关波形中的个体心搏周期和重搏切迹构成计算许多其他心输出量相关参数的基础，因此，最初准确地识别心搏周期和重搏切迹构成临床医生为受试者适当地提供治疗的基础。
[0025]如这里所使用的，短语心输出量相关波形用于表明例如与心输出量成比例的、由心输出量获取的或是心输出量的函数的相关的信号。这些信号的示例包括但不限于外周动脉压和中央动脉压和/或流量、脉搏血氧测定波形、阻抗体积描记波形和多普勒波形。术语外周动脉压是为了表示在动脉树中任一点(例如桡动脉、股动脉或肱动脉)以侵入或非侵入方式测量的压力。如果使用侵入式仪器，特别地，安装导管的压力传感器，那么任一动脉可以是可能的测量点。放置非侵入式传感器通常将由仪器本身指示，例如，手指箍带、上臂压力箍带和耳垂夹具。测量到进一步远离心脏的外周动脉压增加。无论是使用具体的仪器或测量法，获得的数据将最终产生对应于心输出量(例如，与心输出量成比例)的电信号。
[0026]如这里所公开的用于检测心输出量相关波形的个体心搏周期的方法在图1中的流程图中示出，该方法包括提供心输出量相关波形数据(10)，计算波形数据的一阶导函数并且反转数据的时间顺序(20)。比较一阶导函数的振幅和阈值(30)，即一阶导函数的最大振幅百分率。在一阶导函数的振幅大于反转时间顺序数据的阈值的点之后识别一阶导函数第一次等于零，来确定心搏周期的开始(40)，即一阶导函数第一次等于零表明心搏周期的起始(50) ο
[0027]图2A是关于几个心搏周期记录的动脉压波形的示例。个体心搏周期是由靠近波形最小值的点来表明的。使用刚刚描述的用于检测个体心搏周期的方法包括计算一阶导函数，作为图2A中所示波形的一阶导函数在图2B中示出(注意当时间顺序反转时的一阶导函数未在图2B中示出)。然后比较一阶导函数和阈值，为了该示例的目的阈值在图2B中用粗线示出。然后，刚好在一阶导函数的振幅大于阈值的点之后(表现为在时间之前)，定位第一个过零点。一阶导函数的该部分的第一个过零点在图2B中用虚线表明。对于图2B中所示的导函数，选择一阶导函数峰值的上升部分或下降部分的阈值交叉点不会影响在峰值之前的第一个过零点的识别。识别的过零点时刻是个体心搏周期开始的时刻(参见从图2B至图2A的虚线箭头指示)。为了计算下一个心搏周期，查找一阶导函数的振幅大于阈值的一阶导函数的下一个点，并重复该过程。可以反复进行该方法，直到到达所提供波形的终点(或，如果连续地提供数据例如实时监控，则可以无限地进行下去)。
[0028]可以过滤波形数据以便于在计算一阶导函数波形之前去除高频和低频噪声。例如高通滤波器可以用于抑制基线漂移和消除受试者的呼吸影响。通过利用正向和反向数字滤波技术保留与输入信号相同相位，高通滤波器与这里描述的方法一起使用可以实现零相位失真。与这里描述的方法一起使用的高通滤波器的另一个参数包括去除基线漂移和呼吸的低频(如，0.25Hz)截止频率。对于进一步的示例，低通滤波器可以用于在计算一阶导数之前平滑波形信号。低通滤波器可以降低动脉脉压信号的任何快速时域转换和/或变换的影响。有限脉冲响应滤波器可以用于限制低通滤波器操作中的时延。使用低通滤波