专利名称：用于分析高频qrs波群的装置和方法
技术领域：
和背景本发明涉及医疗仪器，尤其但非排它性地涉及用于检测和分析高频ECG(心电图或者“ECG”)信号的医疗仪器。
ECG描述了构成心脏不同心室的肌肉群的电活性。ECG信号由身体表面电极或者可植入的电极记录，所述电极测量由于在心脏内扩展的电活动而导致的身体电势变化。
ECG信号是矢量，也就是说它具有方向性。心脏的不同部分位于不同的位置，而且相对于ECG中的事件速率而言，信号穿过身体扩展较慢，从而导致在不同位置观察的整体波形构成了总体ECG信号的不同部分，而且所述不同部分和其它部分处于不同关系。
传统上采用多达10个位于选定位置的检测电极，用于接收所谓的12导联心电图。基础ECG由单一导联或者电极接收。
图1示出了由所述电极接收的典型ECG信号波形。该波形通常划分成如下所示的部分。P波101描述了心房的去极化，QRS波群103描述了心室的去极化，T波105描述了心室的极化。这些部分中的不规则形状被认为是心脏出现问题的标志。
最通常的情况是在被测者处于静止状态时获取ECG信号。但是，由于已知身体负荷会在ECG信号中引入表明冠心病(CAD)的特征，而该特征是在静止状态获得的信号中所没有的，所以也可以从进行负荷测试(包括静止阶段、运动阶段和运动恢复阶段)的受试者上获得ECG信号。某些医疗手术，尤其是冠状动脉的导管插入术，在进行的同时连续监控ECG信号，以便查明在该手术中的心脏状况。
通过ECG检测和分析来提取有关心脏活性的信息，所述信息集中在所谓的信号的P-QRS-T段，如图1所示。除了确定和判读心律失常以外，大多数常用的基于ECG数据，比如S-T段111的偏移、QRS波群103的图案变长和变怪异、或者T波105反转，的诊断辅助装置，如同它们的名称所表示的一样，主要涉及检测信号的P-QRS-T段。
通常认为ECG信号的主要频率范围是0.05Hz-100Hz。虽然许多常见诊断方法仅仅基于含在0.05Hz-100Hz频率范围内的信息，但是已知在150Hz-250Hz的更高频率内能找到有价值的信息。
在论文“High-Frequency Electrocardiogram Analysis of the EntireQRS in the Diagnosis and Assessment of Coronary Artery Disease”中，Abboud等研究了ECG信号的QRS波群的高频部分减少和心脏局部缺血状况之间的关系，该论文发表于在Progress in CardiovascularDiseases journal，Vol.XXXV，No.5，1993年3月/4月，在此引入作为参考。Abboud等确定了一种“减幅区(reduced amplitude zone，RAZ)”状况，其中，对于正在经历局部缺血事件的动物和人而言，其高频QRS信号的包络线中央出现深沟。
现在参见图2，它是对比图，将局部缺血性心脏病(IHD)人210在负荷测试不同阶段获得的常规ECG和高频ECG信号和健康受试者220在负荷测试不同阶段获得的常规ECG和高频ECG信号进行了比较。
该图的上面部分210给出了局部缺血病人在负荷测试的不同阶段中的ECG信号的典型例子。图中的第一行表示心率。第二行表示标准ECG信号，第三行代表HF信号。HF信号表明随着运动测试的进行发生了明显的变化。信号幅度的这种明显下降尤其值得关注。
图2的下面部分220表示健康受试者在负荷测试中的ECG信号的典型例子。和上面部分210中一样，在测试过程中能够追寻到标准ECG和HF信号的演变。和上面部分210不同，不能检测出HF信号幅度的明显变化，这表明没有发生局部缺血病发作。
申请人提出的问题就是如何以自动方式区分上面部分210和下面部分220的情况。
Schlegel等的美国专利申请20030013978和Schlegel等的美国专利申请20040039292公开了对高频波形的RAZ分析。
和在0.05-100Hz范围内获取的标准低频ECG信号相比，高频ECG信号更难以处理。尽管低频信号水平位于毫伏级范围，但是高频信号水平的电压低至三个量级，对ECG信号获取过程中电极-身体接触的适配性以及所述接触方面的变化非常敏感。而且，身体器官和肌肉的运动，尤其是在进行负荷测试时的运动，使高频信噪比进一步下降。
Beker等的美国专利申请No.10/168673(公开号为20030208129)公开了对高频波形取平均值以从所述信号获取增强的信噪比的方法，该申请在此引入作为参考。
Beker等(“Analysis of High Frequency QRS Potential duringExercise Testing Patients with Coronary Artery Disease and in HealthySubjects”，Biomedical Engineering Department，Faculty ofEngineering，Tel-Aviv University，1995)和Abboud等(Analysis of HighFrequency Mid-QRS Potentials vs ST segment and T Wave Analysisfor the Diagnosis of Ischemic Heart Disease，IEEE Computer inCardiology 2003；30813-814)发现，在运动试验中QRS波群的高频信号下降可以当作用以在线早期检测局部缺血性病变的标记，所述文献在此引入作为参考。但是，既没有提供有关信号处理的细节和教导，又完全没有公开如何分析结果来区分病人和健康受试者。
Simpson在美国专利No.4422459中教导了以离线方式(即，从以前存储的数据)仅仅分析QRS间距的最后部分和ST段的初始部分来发现心脏病变，尤其是发现心律失常的趋势。心肌梗塞后期病人的QRS波形的最后部分中，含有高频(40Hz-250Hz)信号尾部，这表明有出现心室性心动过速的趋势。Simpson的系统以逆时(reverse time)方式对QRS信号进行数字处理和滤波，以分离高频尾部和避免出现任何滤波振铃(filter ringing)效应，所述滤波振铃效应会遮掩信号。为了进行所述逆向处理，Simpson预先假定存储了原始数据。否则，就不能够以逆时顺序进行处理。
Albert等的美国专利No.5117833部分致力于分析QRS间期的中间部分内的信号，用以发现心脏病变。Albert等的系统采用已经公知的构建数据点技术来推算出心跳特征的平均值，以提供信噪比。收集和过滤数据，然后存储下来供后续分析。因此，该系统没有教导立即对来自病人的数据进行数据分析的心脏监测器。
Albert等的美国专利No.5046504类似教导了QRS数据的获取以及后续分析。对前面计算和存储的数据进行常规计算。另外，Albert教导了如何形成一系列数字谱值，以代表在ECG波形的大量采样(一般而言，等间距)时间间期的每一个处的近似能力密度谱。
Seegobin在美国专利No.5655540和5954664中提供了鉴别管状动脉疾病的方法。该方法依赖于以前从已知健康受试者和患病受试者获取的高频和低频ECG数据库。将数据进行比较，得到表示ECG数据偏离正常值的“分数”分量。这篇文献需要大量计算，没有暗示监控病人状况，而是被用作离线诊断工具。
Hutson的美国专利No.5348020教导了接近实时分析和显示的技术。该技术包括输入来自多个顺序时间间期的ECG数据，然后将这些数据格式化成二维矩阵。然后，将矩阵分解以得到相应的单数值(singular value)和矢量，用于数据压缩。对压缩形式的矩阵进行分析和滤波处理，以鉴别和增强目标ECG信号分量。和其它系统一样，这篇文献关注的是激后电位(late potential)，即QRS间期的一部分，作为鉴别心脏疾病的工具。
因此，广泛需要用于检测和分析心脏异常例如局部缺血性事件但没有上述限制的ECG系统和方法，该系统和方法将是非常有利的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；主分析器，和输入单元相连，用于计算来自所述至少一个高频(HF)范围QRS波群的主指数(index)；第二分析器，连接在主分析器之后，用于从主指数导出次指数，从而提供对QRS波群的量化。
优选，主指数是所述至少一个QRS波群的统计函数。
优选，主指数是下列值的至少之一至少一个HF QRS波群的RMS值，HF QRS波群内的标准偏差，多个HF QRS波群之间的标准偏差，HF QRS波群的包络线的函数，多个HF QRS波群的包络线的函数，HF QRS波群内的包络线最大值，多个HF QRS波群之间的包络线最大值，HF QRS波群的包络线宽度，
在多个HF QRS波群内的包络线宽度，HF QRS波群和模板波形的交互相关值，和所述任何之一的偏差。
优选的，所述次指数是主指数的移动平均值。
优选，所述次指数是下列的函数(a)由主分析器对在第一时间段接收的第一高频(HF)范围QRS波群计算出的第一主指数，和(b)由主分析器对在第二时间段接收的第二高频(HF)范围QRS波群计算出的第二主指数。
优选，第二分析器可以经操作以采用次指数来指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
优选，主分析器和第二分析器至少之一经构造以分别开始计算或者求偏差(deriving)，而同时输入单元继续接收数据，由此提供在线量化。
根据本发明的第二方面，提供了用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；和主分析器，和输入单元连接，用于计算所述高频(HF)范围QRS波群的主指数，所述主分析器经构造以采用所述至少一个高频QRS波群内的偏准偏差(STD)来导出所述主指数。
优选，所述主指数源自单一导联的ECG信号，由所述导联获得多个QRS波群。
优选，所述主指数源自从给定病人的多个ECG导联获取的多个ECG信号。
该装置可以包括连接在主分析器后面的第二分析器，用于从主指数导出次指数，由此提供对QRS波形的量化。
优选，第二分析器经进一步构造以定义所述指数的移动平均值。
优选，主分析器可以经操作以采用主指数来指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
根据本发明的第三方面，提供了用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收ECG信号的多个高频(HF)范围QRS波群，作为排列在包含时间单元的时间帧内的各个系列幅值，使得每个时间单元具有多个幅值；删减单元，和输入单元相连，用于从所述系列幅值中为任何给定时间单元去除至少一个较外面的幅值；分析器，和所述删减单元相连，用于采用各个剩下的幅值计算所述系列的总指数。
优选，所述波群来自分开的ECG信号导联。
可替换的，所述波群来自单个ECG信号导联。
优选，所述去除包括去除多个幅值。
优选，所述去除包括去除中间幅值之外的所有幅值。
优选，各个系列幅值包括各个QRS波群的导出指数，以使所述总指数是次指数。
优选，所述删减单元经构造以去除落在幅值的统计函数所限定的区域之外的幅值。
优选，所述统计函数是标准偏差。
优选，分析器可以经操作以采用所述指数来指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
根据本发明的第四方面，提供了用于定量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收从受试者上不同部位的多个ECG导联获得的多个高频(HF)范围QRS波群；排列单元，用以排列波群，从而将同时来自不同导联的波群关联在一起，和主分析器，和排列单元相连，用于计算主指数以提供对关联波群的唯一量化。
优选，主指数是由关联波群推导出的统计函数。
该装置可以包括连接在主分析器后面的第二分析器，用于计算次指数，所述次指数至少间接来自主指数。优选，次指数是主指数的移动平均值。
优选，次指数是第一主指数和第二主指数的函数，所述第一主指数是从第一时间段输入的第一高频(HF)范围QRS波群计算而来的，所述第二主指数是从第二时间输入的第二高频(HF)范围QRS波群计算而来的。
该装置可以包括和排列单元相连的删减单元，用于从每个预定单元时间间期的关联波群中去除最外面的点。
优选，主分析器可以经操作以采用主指数指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一优选，第二分析器可以经操作以采用主指数指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
根据本发明的第五方面，提供了用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG信号的多个高频(HF)范围QRS播权；和主分析器，和输入单元相连，用于由多个高频(HF)ECG范围QRS波群计算主指数，所述计算包括采用QRS波群的包络线。优选，所述主分析器经构造以采用在给定时间帧内的包络线最大值，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
优选，所述分析器经构造以采用给定时间帧内的包络线宽度，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
优选，分析器经构造以采用给定时间帧内的包络线的统计函数，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
优选，高频范围包括高于100Hz的频率。
优选，高频范围包括150Hz-250Hz范围。
优选，所述指数以二维时间-幅值图的形式提供给用户。
优选，分析器可以经操作以采用所述指数来指明局部缺血性事件的存在性和严重性的至少之一。
优选，所述指数是标准偏差，其中所述分析器经构造以采用该指数的增量来指示存在着局部缺血。
该装置优选经过进一步构造以在检测到局部缺血标志时发出报警信号。
根据本发明的进一步方面，提供了定量化QRS波形的方法，包括接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；从所述至少一个高频(HF)范围QRS波群计算主指数，和由主指数导出次指数，由此提供对QRS波群的量化。
优选，所述主指数是至少一个QRS波群的统计函数。
优选，所述主指数是下列值的至少之一至少一个HF QRS波群的RMS值，HF QRS波群内的标准偏差，多个HF QRS波群之间的标准偏差，HF QRS波群的包络线的函数，多个HF QRS波群的包络线的函数，HF QRS波群内的包络线最大值，多个HF QRS波群之间的包络线最大值，HF QRS波群的包络线宽度，在多个HF QRS波群内的包络线宽度，HF QRS波群和模板波形的交互相关值，和所述任何之一的偏差。
优选的，所述次指数是主指数的移动平均值。
根据本发明的第六方面，提供了用于量化QRS波形的方法，包括接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；从所述高频(HF)范围QRS波群计算指数，所述计算包括采用所述高频QRS波群的标准偏差(STD)来推导出所述指数。
根据本发明的第七方面，提供了用于量化QRS波形的方法，包括接收ECG信号的多个高频(HF)范围QRS波群，作为排列在包含时间单元的时间帧内的各个系列幅值，使得每个时间单元具有多个幅值；
从所述系列幅值中为任何给定时间单元去除至少一个较外面的幅值；采用各个剩下的幅值计算所述系列的总指数。
优选，所述去除包括去除多个较外面的幅值。
可替换的，所述去除包括去除除了中间幅值以外的所有幅值。
优选，所述各个系列的幅值包括各个QRS波群的导出指数，以使所述总指数是次指数。
该方面可以包括去除落在由幅值统计函数限定的区域之外的任何点。
优选，统计函数是标准偏差。
根据本发明的第八方面，提供了量化QRS波形的方法，包括接收从单一受试者上不同部位的多个ECG导联获得的多个高频(HF)范围QRS波群；排列波群，从而将同时来自不同导联的波群关联在一起，和计算主指数以提供对关联波群的唯一量化。
优选，主指数是由关联波群推导出的统计函数。
该方法可以包括计算次指数，所述次指数至少间接来自主指数。
优选，次指数是主指数的移动平均值。
该方面可以包括从每个预定单元时间间期的关联波群中去除最外面的点。
根据本发明的第九方面，提供了量化QRS波形的方法，包括接收来自至少一个ECG信号的多个高频(HF)范围QRS波群；和计算所述多个高频(HF)ECG范围QRS波群的指数，所述计算包括采用所述QRS波群的包络线。
该方法可以包括采用下列值的至少之一给定时间帧内的包络线最大值，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
给定时间帧内的包络线宽度，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
给定时间帧内的包络线的统计函数，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
优选，所述指数是标准偏差，使得所述方法进一步包括采用该指数的增量来指示存在着局部缺血。
除非另有限定，本文采用的所有技术和科学术语的意思和本发明所述领域的普通技术人员一般理解的相同。本文提供的材料、方法和实施例都仅仅是举例说明，并不意在限制。
实施本发明的方法和系统包括手动、自动或其组合来执行或者完成某些选定的任务获步骤。而且，根据本发明方法和系统的优选实施方案的实际仪器和装置，多个所选步骤可以通过任何固件的任何操作系统上的硬件或者软件或者其组合来实施。例如，对于硬件而言，本发明的所选步骤可以以芯片或者线路形式实施。就软件而言，本发明的所选步骤可以以多个软件指令的形式实施，所述软件指令通过采用任何合适操作系统的计算机执行。在任何情况下，本发明的方法和系统的所选步骤可以以数据处理器，比如用于执行多个质量的计算平台，执行的形式进行描述。
在此参考附图仅仅以举例方式描述本发明。在详细具体地参阅附图时，要强调的是所示具体内容是进行举例，仅仅用于对本发明的优选实施方案进行示例性讨论，以及提供申请人相信是对本发明的原理和概念的最有用、最容易理解的描述。基于此，没有试图给出比基本理解本发明所需更详细的结构细节，该描述和附图的结合使得本领域技术人员很清楚的知道可以如何实施本发明的多种形式。
在附图中图1描述了典型的ECG信号波形。
图2举例说明了在负荷测试的不同阶段获得的常规ECG和高频ECG信号。
图3是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的装置的方框图。
图4是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第二装置的方框图。
图5是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第三装置的方框图。
图6是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第四装置的方框图。
图7是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第五装置的方框图。
图8是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的方法的流程图。
图9是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第二方法的流程图。
图10是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第三方法的流程图。
图11是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第四方法的流程图。
图12是根据本发明的优选实施方案用于量化QRS波形的第五方法的流程图。
图13是根据本发明的优选实施方案用于检测局部缺血事件的方法的流程图。
图14是对图13的一些阶段进行更详细描述的流程图。
图15是根据本发明的优选实施方案用于描述波形包络线指数的示例性时间-幅值图。
具体实施例方式
本实施方案包括可用于检测局部缺血事件的、用于量化QRS波形的装置和方法。
参考附图和相关描述，可以更好地理解本发明的装置和方法的原理和操作。
在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，应该理解本发明在应用方面并不限于在下列附图中列出的或者在附图中举例说明的构造和部件排列的细节。本发明可用于其它实施方案或者可以以不同方式实施获执行。另外，应该理解的是，本文采用的措词和术语是用于描述，不应认为是限制。
现在参见图3，该图是根据本发明的优选实施用于量化QRS波形的装置的方框图。
装置300包括输入单元310，用于接收来自ECG导联(一个或者多个)的高频(HF)范围QRS波群(一个或者多个)。HF QRS波群通常是图2所示的类型，输入单元包括获得所述信号所需的特征部件，比如合适的滤波器和噪声弱化线路，其例子在申请人的上述早期美国专利申请No.10/168673中进行了详细描述。装置300进一步包括位于输入单元之后的主分析器320，由高频(HF)范围QRS波群计算主指数或者一阶指数。主指数优选是从HF QRS波群直接推导出的量化值，例子如下。在主分析器后连接着第二分析器330，它从一阶指数导出次指数或者二阶指数。次指数可以源自单一波群的主指数，或者可以源自多个关联波群的主指数。例如，关联波群可以是从不同ECG导联同时采集的不同波群。可替换的，关联波群可以是从单一导联在不同时间采集的。一般情况下，次指数源自从不同ECG导联在不同时间采集的一系列波群。
次指数提供了对从中导出它的高频QRS波群(一个或多个)的整体量化。
在一个实施方案中，主指数是HF QRS波群的直接函数。在可替换的实施方案中，主指数是QRS波群的统计函数。主指数的例子包括下列HF QRS波群的RMS值、HF QRS波群的标准偏差、HF QRS波群包络线的函数、QRS波群的包络线的函数，包括一个或多个HFQRS波群上方的包络线最大值、多个HF QRS波群的包络线宽度、HFQRS波群和模板波形的相互关联值、和这些替换值的任一的偏差。
二阶指数可以由主指数导出。在一个非限制性实施方案中，二阶指数是主指数的移动平均值。
在另一实施方案中，二阶指数是在医疗手术(比如，但不限于负荷测试、或者病人监控)期间在一个时间获得的主指数和在另一、即第二时间获得的主指数的比值。一般而言，二阶指数是在医疗手术过程中在一个或多个时间获得的一个或多个不同导联的主指数的函数，涉及或者不涉及在所述医疗手术过程之前和/或之后在一个或多个时间获得的一个或多个不同导联的主指数。
现在参见图4，它是根据本发明的第二优选实施方案用于量化QRS波形的装置的方框图。
装置400包括输入单元410，用于接收来自一个或多个ECG导联的高频(HF)范围QRS波群(一个或多个)，和与输入单元相连的STD主分析器420，用于由高频(HF)范围QRS波群(一个或多个)计算指数。分析器420经构造以采用高频QRS波群的标准偏差来导出所述指数。
该指数可以从单一导联的ECG信号导出，其中由所述单一导联获得连续的多个QRS波群。可替换的，在多导联ECG的情况下，该指数可以由取自位于给定病人身上的多个ECG导联的ECG信号导出。例如，标准偏差可以由同时从不同导联获取的、因而表示同一心跳的所有波群计算得出。
分析器420可以进一步构造以定义上述指数的移动平均值。移动平均值构成二阶或者导出指数。应该注意的是，移动平均值仅仅是导出指数的例子，可以采用许多其它的导出指数，下列给出了几个优选实施例。
现在参见图5，它是根据本发明的第三优选实施方案的用于量化QRS波形的装置的方框图。
装置500包括输入单元，它接收ECG信号的多个宽带(WB)范围QRS波群。该信号可以是排列在时间帧内的幅值形式。优选的，每个时间间期具有多个值，每个信号供应一个值。在输入单元之后是删减单元520，用于去除每个时间间期的较外面的值。应该注意的是，在不同的时间间期，可以去除来自不同波群的值，从而整体上获得性能最佳的一系列值，但是并不挑选排除具体的波群(或者引线)。
装置500进一步包括位于删减单元之后的分析器530，它可以提取高频QRS部分并通过采用删减后剩下的值计算总指数来对结果进行分析。可替换的，输入单元可以执行所述提取操作，但是某些步骤，比如排列，优选在宽带信号上进行，而其它步骤具体在高频QRS上进行。
QRS波群可以来自分离的ECG信号导联。可替换地，QRS波群可以来自单一ECG信号。因此，QRS波群可以代表同一单ECG信号的不同时间帧。
去除较外面的值可以涉及仅仅去除最外面的值，也即，一个最高值和一个最低值。可替换地，可以去除不止一个最高值和不止一个最低值。作为进一步可替换的方‘案，可以去除所有较外面的点，以保留单一中点。
对其进行去除步骤的系列值可以包括信号自身的值或者主指数或者次指数的值。
删减单元520可以经构造以去除位于由所述值的统计函数限定的区域之外的任何点。任选的，所述点的统计函数可以是标准偏差(STD)函数，从而使得删减单元可以例如去除位于平均值的两个标准偏差之外的任何点。
现在参见图6，它是根据本发明的第四优选实施方案用于量化QRS波形的装置的方框图。
装置600包括输入单元610，如上所述，接收单一受试者身体上不同部位处的多个ECG导联所获取的宽带(WB)QRS波群。它进一步包括排列单元620和主分析器630，其中，所述排列单元用于排列波群，从而将同时来自不同导联的波群联系在一起；所述主分析器和排列单元相连，用于提取用于计算主指数的HS QRS部分，从而提供对所述关联波群的单一量化值。
任选地，主指数可以是从所述关联波群导出的统计函数。
装置600可以进一步包括连接在主分析器630后面的第二分析器，用于从主指数计算次指数或者导出指数。任选的，所述次指数是主指数的移动平均值，但是其它次指数也是可行的，下面进行描述。
装置600可以进一步包括和排列单元620相连的删减单元，用于从每个预定单元时间间期的关联波群中去除最外面的点。
现在参见图7，它是根据本发明第五优选实施方案的用于量化QRS波形的又一装置的方框图。
装置700包括输入单元710和包络线主分析器720，其中，所述输入单元如上所述，用于接收来自ECG信号(一个或多个)的多个高频(HF)范围QRS波群；所述包络线主分析器720和输入单元710连接，用于计算多个高频(HF)ECG范围QRS波群的指数。
分析器720可以采用QRS波群的包络线。分析器720可以经构造以采用给定时间帧内的包络线的最大值，所述时间帧是从中导出所述指数的时间帧。可替换的，分析器720可以经构造以采用给定时间帧内的包络线宽度，所述时间帧是从中导出所述指数的时间帧。可替换地，分析器720可以经构造以采用给的那个时间帧内的包络线的统计函数，所述时间帧是从中导出所述指数的时间帧。
在上述中，高频QRS波群和下面术语表中讨论的相同。更一般而言，它是在关注100HZ以上的信号时获得的信号。更优选的，如同术语表中给出的那样，高频范围是150Hz-250Hz范围，当要检测的是受试者的局部缺血性事件时，这尤其重要。
可以以二维时间-幅值图的形式将指数提供给用户。优选，二维时间-幅值图是下述的波形包络线图。
优选，分析器720可以经操作以采用所述指数来指示局部缺血事件的存在性或严重性。例如，该指数可以是标准偏差，分析器720可以经构造以采用指数增量来表明存在着局部缺血。下面给出了采用QRS波形指数来检测局部缺血事件的其它任选参数。优选，装置700经过进一步构造以在检测到局部缺血标志时发出报警信号。该报警信号可以包括但不限于可视信号、声音、打给医生或护士的电话，等等。
现在参见图8，它是根据本发明的优选实施方案的用于量化QRS波形的方法的流程图。
在第一步骤中，接收来自ECG导联(一个或多个)的高频(HF)范围QRS波群(一个或多个)810。接下来，从所述高频(HF)范围QRS波群(一个或多个)计算主指数820。最后，在阶段830中由第一指数导出二阶指数。二阶指数提供了对QRS波群的量化。
主指数可以是QRS波群(一个或多个)的直接或者统计函数。例如，主指数可以是下列之一HF QRS波群(一个或多个)或其包络线的RMS值、HF QRS波群的标准偏差、多个HF QRS波群的标准偏差、一个或多个HF QRS波群的包络线的函数、HF QRS波群上的包络线最大值、一个或多个HF QRS波群上的包络线最大值、一个或多个HF QRS波群的包络线宽度、HF QRS波群和模板波形的相互关联值、和这些替换值的任一的偏差。
任选地，所述次指数或者二阶指数可以是主指数或者一阶指数的移动平均值。
现在参见图9，它是根据本发明另一优选实施方案的用于量化QRS波形的流程图。
在第一阶段，从ECG导联(一个或多个)接收高频(HF)范围QRS波群(一个或多个)910。在第二步骤中，计算所述高频(HF)范围QRS波群(一个或多个)的指数920。该指数可以是高频QRS波群(一个或多个)的标准偏差。可替换地，所述指数可以是该标准偏差的偏差。
现在参见图10，它是根据本发明优选实施方案的用于量化QRS波形的另一方面的流程图。
首先，接收ECG信号图的多个宽带(WB)范围QRS波群1010，作为排列在时间帧内的幅值。对于该时间帧内的每个时间单元而言，具有针对每个波群的独立值。然后，从该系列中去除每个时间单元的较外面的点(一个或多个)1020。最后，在提取HF部分后，利用各个剩余的点计算所有所述系列的总指数1030。
去除的点的数量可以改变。一种情况可以是去除距离平均值最远的两个值，或者最高值加上最低值、或者n个最远值、或者n个最高值加上n个最低值。可替换地，可以去除除了单一中间值以外的所有值。作为另一替换方案，可以去除由所述值的统计函数限定的区域之外的任何点。例如，统计函数是标准偏差。例如，可以去除平均值或者中值的来了个个标准偏差之外的所有值。
优选，该值可以是原始HF波群数据值，或者其主指数或者其它导出指数。
现在参见图11，它是根据本发明优选实施方案的用于量化QRS波形的又一方法的流程图。
首先，接收单一受试者身体上不同部位处的多个ECG导联所获取的宽带(WB)QRS波群1110。随后，排列所述波群1120，从而将同时来自不同导联的波群联系在一起。然后，在提取HF部分之后，计算主指数1130，以提供对所述关联波群的单一量化值。
主指数可以是由关联波群导出的统计函数。任选的，本发明可以进一步包括从主指数计算二阶指数或其它导出指数。例如，二阶指数可以作为主指数的移动平均值来计算。
现在参见图12，它是根据本发明优选实施方案用于量化QRS波形的第五方法的流程图。
在第一阶段，从ECG信号(一个或多个)接收多个高频(HF)范围QRS波群1210，然后计算所述多个高频(HF)ECG范围QRS波群的指数1220。所述计算可以包括采用QRS波群的包络线。
本方法可以包括采用下列值的至少之一给定时间帧内的包络线最大值，所述时间帧是从中导出所述指数的时间帧；给定时间帧内的包络线宽度，所述时间帧是从中导出所述指数的时间帧；和给定时间帧内的包络线的统计函数，所述时间帧是从中导出所述指数的时间帧。
例如，所述指数可以是标准偏差。该方法可以进一步包括采用指数增量来表明存在局部缺血。
现在参见图13，它是根据本发明优选实施方案用于检测局部缺血事件的方法的流程图。
在第一步骤中，记录ECG信号1310。接下来，如同下面详述的那样，对该信号进行采样。接下来，检测信号中QRS波群的位置。QRS波群检测可以通过本领域公知的任何方法进行。检测过程可以在每个导联上独立进行。可替换地，检测涉及为所有导联设置公共QRS位置，然后在该位置验证每个导联，或者对每个导联自动接受该位置。
在步骤1320中，本方法对信号采用高频(HF)滤波处理。优选，高频范围和术语表中所讨论的一样。
在步骤1330中，将QRS波群在每个ECG导联内以及不同导联之间相互排列。QRS检测和排列可以在原始记录的信号上进行，或者优选在低频(0.05Hz-100Hz)滤波后的信号上进行。
在步骤1340中，对HF滤波信号限定指数值。在本发明采用多个导联ECG的优选实施方案中，所述限定步骤涉及为该信号的所有导联获取单一指数。该单一指数可以基于所有的导联或者仅仅基于优选导联。这些指数可以采用各种方法限定，如同下面详述的那样。最后，分析这些指数的时间行为1350。优选，对指数的时间行为的分析可能有助于确定受试者的局部缺血事件。
在本发明的优选实施方案中，本方法进一步包括噪声弱化步骤。所述噪声弱化步骤可以通过对QRS位置的信号进行简单的平均化或者加权平均化来进行。可替换地，所述弱化可以采用任何公知方法进行。
在第一步骤之前，通常通过在受试者身体表面放置至少两个电极来获取ECG信号，这是本领域公知地。在受试者的具体位点上，可以放置多达10或者12个电极。可替换地，可以采用可植入的电极、或者含有电极的可植入心脏装置。电极提供的信号是相当同步的。通常采用仅仅过滤0.05Hz-100Hz范围频率的带通滤波器进行所述标准ECG信号获取。
为了利用本方法，根据本发明的优选实施方案，可以采用允许检测更高频率的范围较宽的带宽滤波器，例如，频率范围为0.05Hz-250Hz的带通滤波器，获取宽带ECG信号。
采用是最大频率范围的至少两倍的采样速率，例如500Hz或以上的采样频率，对过滤后的电信号进行数字采样。优选，采用1000Hz的采样速率。是信号最大频率两倍的最小采样速率在本领域中称作Nyquist速率，可以有助于提供没有失真的信号。当由于采样频率太低而出现信号频率重叠时，出现失真。失真导致在重构信号中存在有不想要的部分。优选，采样速率可以例如通过可调的模拟-数字(A/D)转换器调整。
可替换地，可以以上述采样速率对宽带输入信号进行采样，采样的数据可以随后经过数字滤波得到所需的带宽。
由此记录下电极对之间的ECG电势差的、和/或本领域公知的电极电势的其它线性组合的采样幅值，以及有关相对或者绝对采样时间的时间坐标读数。
在标准负荷测试中，电极连接到病人上，在短暂的休息时间后，病人开始在踏车上行走或者骑在循环测力计(山地车(gymnasticsbike))上，速度和负荷(踏车的斜率、山地车的摩擦)根据特定的规定增加。标准测试持续大约10-20分钟，或者600-1200秒，从而存储了600000-1200000采样幅值/导联。
可替换地，可以例如在冠状动脉导管插入手术过程中监控ECG信号，可以在气囊在动脉中膨胀之前、之中和之后进行采样记录。在不同的医疗条件下，处于观察期的病人，比如在Critical Care Unit中就医的病人，也可以被连续监控他们的ECG信号来反应心脏状况的变化，在这种情况下，只要监控还在继续就应该对他们的ECG信号进行采样。在监控情况下，根据下列步骤对采样数据以段为基础进行分析。针对分析的HF-QRS波形计算价值指数(一个或多个)，如果指数的时间行为发生超过预定的绝对或者相对极限(一个或多个)的变化，则进行实时报警。
如上所述，在记录信号后1310，采用A/D转换器对信号进行数字化处理(采样)，然后在阶段1320中进行带通滤波。可替换的，采用合适的硬件对信号进行带通滤波，然后进行数字化。在阶段1330中，检测信号中的QRS波群，并且进行排列。步骤1330可以在采样记录持续数秒钟优选10秒钟时启动。可替换地，这个阶段可以在整个医疗措施，比如负荷测试，完成之后进行。
如果对多个ECG导联进行采样，那么优选在不止一个，例如三个，导联中进行QRS检测，更优选在已知具有最窄最高幅值R波的导联(“优选导联”)中进行。QRS检测可以以本领域公知的任何方法进行，所述方法包括但不限于在最初几秒的采样幅值内查找幅值的最大值，然后对最近邻的采样点、以及所述最大点附近的采样信号的二价导数波形进行有效性核查。可替换地，可以将采样的ECG信号和QRS波形模板相互关联，然后在作为可疑QRS波群的采样EGC信号中，核对相互关联函数的最大值的时间位置。绝对差的投影和(projection sum)可以作为用于测量波形相似性的相互关联法的替换方法。许多其它合适方法也是本领域公知的。
现在参见图14，它是对图13的阶段1330和后续阶段进行详细举例说明的简图。下面的讨论涉及这两张图。
在QRS波群检测1330之后，每一个其中检测出QRS波群的优选ECG导联数据，优选被分成数秒(例如10秒)的段。段也可以定义成变化的时间间隔，该时间间隔和受试者的心率成比例。可替换地，这种分段法可以基于在任一段中包含了固定的心跳数。
利用检测出的QRS波群波形和每个优选导联的第一段数据之间的相互关联性，在第一段内查找和定位所有的QRS波群1412。为了防止(discriminate against)选中有噪声的波群比如PVC(心室期外收缩)，要求高于0.9、更优选高于0.95、再更优选高于0.97的相互关联值，以检测和选择每个段中的其它QRS波群波形。所述相互关联阈值仅仅是示例并不是限制。
然后，利用在每个局部相互交联最大值点的每一侧上的至少不止一个的相互交联值点，优选在每个相互交联最大值的每一侧上的最接近的两个相互交联值点，对每个所选波群的邻域中的相互交联函数在每个QRS波群时间位置附近进行二阶多项式拟合。二阶多项式拟合为每个所选QRS波群提供了相对于第一个检测出的QRS波群的时标(timing)。所述拟合提供的时标信息比采样时标点更好，限定了不同QRS波群在所述段中的相对排列，1414。
接下来，将每个排列的QRS波群用时间窗口来排列，所述时间窗口开始于QRS排列点治区间，结束在QRS排列点之后，从而使得基本上整个P-QRS-T波形都包含在该窗口之内。优选，窗口大小W为150-500毫秒，用以包括至少ECG波形的QRS部分。
优选，窗口大小是350-450微秒，其中窗口零点确定为排列点之前的大约100秒。将在给定段中的、由所述窗口限定的所有QRS波群一起取平均值。窗口内的采样点数目可以用Nw＝NW表示，其总N表示采样速率，W表示窗口尺寸。在其中以N等于1000Hz的速率对ECG信号进行采样而且W＝400毫秒的情况下，Nw＝400。对于不同QRS波群而言，在所述窗口内的采样数据点可以不互相重合，这是因为如上确定的每个QRS波群的排列点无需和单一采样点重合。
接下来是阶段1414，为了对波形取平均值，通过局部插值法将所有QRS波群转换成由第一个检测出的QRS波群限定的时间点。可以采用本领域公知的不同插值法，优选线性插值。
可以根据下列方式求平均值a、简单平均，其中将所有具有相同时间标志的数据点(或者插值处理的数据点)一起求平均值；b、加权平均，其中如同本领域所公知的那样，将所有具有相同时间标志的数据点(或者插值处理的数据点)采用权重系数进行加权处理，其中所述权重系数例如是每个段的QRS波群的相互关联值；c、求平均同时去除非正常值，其中将所有具有相同时间标志的数据点(或者插值处理的数据点)除了该组内的最大值和最小值数据点之外，或者除了最大的m个值和最小的n个值以外(其中m和n是预定的数)，一起取平均值，或者可替换地，和a.中一样计算该组的简单平均值，然后仅仅选择落在距离所述平均值一定距离之内的那些点，例如，在距离平均值的两个标准偏差之内的那些点，对所选点重新取平均值；d、奇异值分解(SVD)。可以对一些或者全部段进行SVD分析，然后能够选择具有最大特征值(一个或多个)的波形矢量(一个或多个)；e、主部分分析(PCA)，分析部分或者所有段。
对每个优选ECG导联的后续段，继续进行QRS波群的查找、定位和排列、QRS波形限定和平均化的过程。该步骤在阶段1416处出现针对后续段的返回分支。在第一段中获得的平均化型QRS波形现在可以用作检测QRS波群的模板。可以考虑其它模板构建方法，包括但不限于采用第一段的平均化型QRS波形，或者优选前些段的加权平均值。可以持续这种重复，直到达到预定数目的段为止，或者直到整个记录的ECG信号用尽为止，此时决策框1416下行到阶段1418，对均化信号进行HF滤波。
在阶段1418中，可以对每个优选导联计算均化HF-QRS波形和其后续相邻波形的所有关联值的平均值。现在，可以将具有最大平均关联值的导联选为主导联。选自主导联的其它方法包括优选具有最多QRS波群的导联或者、或者优选在WB-QRS中具有最大关联性特征的导联、或者这些方法的任何加权组合。本领域技术人员很清楚其它的合适方法。应该注意的是，可替换地，主导联可以预先确定，无需经过上述过程。
作为另一替换方案，可以对所有需要的导联进行上述步骤，而不选出主导联，然后采用均化的、滤波的QRS波群(均化的HF-ECG波群)。
由此获得的主导联实际上是QRS段的列表，每个段具有排列时间点(相对于该点限定所述段)，而且每个段限定了QRS波形。优选，如果主导联的选择是在分析了预定数量的段之后进行的，那么主导联现在可以用于在阶段1422中定义和排列该导联的任何后续记录的段，包括均化和HF滤波1330，而这种情况正是无限记录ECG信号的情况，比如在监控病人时。如果主导联的选择是在对该导联的所有记录下来的ECG数据进行排列和均化后进行的，那么无需对主导联作进一步的这种分析。同时，对于无限ECG记录的情况而言，主导联现在被用于限定和排列被记录的、或者正被进一步记录的所有其它导联，而所述情况可能就是如此。
这些其它导联(可以包括没有选为主导联的任何导联)的段随后根据上述步骤进行均化处理，并且在阶段1424中根据上述步骤对均化的QRS波形进行滤波，从而由这些导联提供均化的HF-QRS波形。
在限定段时，该段经过和前一段的相互关联性判断，以便防止选中有噪声的段，如上所述。所述相互关联可以在阶段1420中进行。
一旦根据相互关联原则排出了某个段，那么将其从ECG记录中去除，其波形不用于进一步的相互关联性判断、波形均化等。如同本领域所公知的那样，也可以采用除了最近邻波形的相互关联性判断以外的其它区别方法。
返回到图13，在阶段1340中，采用检测出的QRS位置确定HFQRS波形的价值指数。为每个均化HF QRS波形分配至少一个价值指数。所述指数可以是该波形的RMS值。通过如下方法可以获得另一价值指数对每个波形内的平方幅值采用低通滤波，或者可替换地对每个波形内的幅值绝对值采用低通滤波，然后生成波形包络线，其峰值、和/或面积和/或波形所含的能量可以充当均化的HF QRS波形的价值指数。
也可以考虑其它指数。然后，该指数本身可以采用称作移动平均值的函数进行进一步均化，在该函数中，考虑的所述值、预定数量的在先指数值、和另一预定数量的在后指数值被一起均化，以提供均化的HF QRS波形的平均指数值。移动平均值由此形成次指数。
一般而言，对于经受负荷测试的病人而言，需要通过次指数实现对噪声的进一步弱化，这是因为病人的运动等向系统中引入了另外的噪声。所以，静止时测试的病人可以无需由移动平均法获得的、对噪声的进一步减弱。对于所形成的是和HF-QRS信号变化相关而不是幅值相关的价值指数，比如HF QRS波形的STD值的情况，也可以不要求移动平均方法。
在本方法的最后步骤中，分析了为不同导联的均化HF QRS波形指定的价值指数(或者其平均值，如上所述)的时间行为，1350。这种分析可以在有限的预定的ECG采集，比如负荷测试，结束时进行，或者在任何ECG采集过程中，包括但不限于负荷测试期间，监控病人时进行。在监控情况下，一旦对一个或多个价值指数的时间行为的分析表明病人心脏状况发生变化，就可以产生报警。优选，该分析由于确定受试者的心脏状况，例如检测局部缺血事件或者局部缺血状况。优选，所述检测采用下述参数。
波形包络线图在本发明的优选实施方案中，为用户提供了波形包络线图。波形包络线图是时间-幅值二维图，其表示上述ECG信号波形指数，采用Y轴表示沿着每个QRS位置的时间，采用x轴表示沿着检查周期的运行时间，采用色调或者颜色值来用颜色表示信号或者信号包络线的处于变化的幅值。就此方面读者请参阅Beker等的美国专利申请No.10/469994，公开号为20040093192，在此引入作为参考，对所述数据表示进行了解释。
现在参见图15，它是根据本发明的优选实施方案表示波形包络线指数的示例性时间-幅值图。
在图15中，给出了两个病人在完整的运动测试中的信号。图中的每条垂线表示单次心跳的HF信号的包络线，其中红色表示幅值高，蓝色表示幅值低。这种表示简化了对HF信号的样式和幅值变化的检测，从而可以很容易区分局部缺血心脏病(IHD)人和健康人。
采用这种示例性的时间-幅值图，很容易发现IHD受试者1510出现明显压低(depression)的信号，所述压低在恢复期间最终增加到正常值表示信号包络线高幅值的红色在测试1512期间消失，表示QRS位置中HF幅值下降。HF幅值在恢复期间返回正常值。另一方面，健康受试者1520的HF信号在运动中没有任何明显变化。
用于检测局部缺血事件的示例参数在负荷测试期间，心率(HR)从静止时的HR(静止)增加到满负荷时的HR(max)。对于测试期间的每个HR值而言，可以根据下列等式确定x％水平HR＝HR休息+x.(HRMax-HR休息)。
可以为测试期间的每个HR水平(x％)计算HF-ECG指数。例如，RMS70％是HR水平为静止心率和满负荷心率之比的70％时的HF-ECG信号的RMS。可替换地，SENV30％是在HR水平为静止心率和满负荷心率之比的30％时的HF-ECG信号的包络线下方的面积。可以定义各种采用这些指数的参数。例如，
p1=RMS100%+RMS90%+RMS80%RMS20%+RMS10%+RMS00%,]]>p2=RMS80-100%MAX(RMS0-20%,RMS10-30%,RMS30-50%,RMS50-70%,RMS70-90%,RMS90-100%)]]>(RMSx-y％是在HR的x％和y％之间的平均RMS)，P3=SENV80-100%MAX(SENV0-20%,SENV10-30%,SENV30-50%,SENV50-70%,SENV70-90%,SENV90-100%)]]>(SENVx-y％是HR的x％和y％之间的平均SENV)。
通过对不同导联采用这些参数，发现健康人计算的参数比局部缺血病人计算的参数大，尤其是本领域公知的那些导联，比如V2、V3、V4和L1。进一步观察到，和其它两个参数p1和p2相比，参数p3具有更高的灵敏度(用于在研究的生病亚群中找出病人)和更高的特异性(用于在同样研究的健康亚群中找出健康者)。
另外，可以为研究的每个受试者从上述四个导联中选出参数值最低(对于给定参数而言)的两个导联，在这种选择原则下提高了鉴别健康和生病受试者的灵敏度和特异性。
可以确定其它参数。这些参数可以基于相同的或者其它的价值指数。
预计在本专利的专利期限内将开发出许多相关的ECG器械和系统，本文给出的术语范围，尤其是术语“电极”、“导联”、“滤波器”和“心电图”意在包括先验性包括所有这些新技术。
所用术语表HF-高频——在本文中是指信号的高于100Hz的范围，优选是指100Hz-500Hz，更优选是指150Hz-250Hz范围。
HF-QRS在本文中是指高频信号的QRS部分。
宽带ECG信号——整个信号仅仅受系统限制的ECG信号，例如0.05Hz-500Hz范围。
WB-QRS——宽带QRS——宽带ECG信号的QRS部分。
HF信号的包络线——HF信号的标准数学包络函数或者任何形成其外部轮廓曲率的函数。
移动平均值——光滑函数，将每个点的值用其相邻点计算出来的新值代替。简单的选项是在预定窗口中取平均值，但是可以采用本领域公知的任何光滑方法，比如中值法、排出异常点的平均值法、加权平均法、样条函数法或者预定函数拟合法。
输入单元包括用于接收来自任何种类ECG源的ECG信号的单元，所述ECG源包括测量身体内由于心活动导致的电磁变化的外置导联或者内电极，包括植入电极或者含有电极的植入器械。
本领域技术人员会认识到，除非有特殊说明，否则操作次序可以改变，这是因为对于信号的现象操作而言，次序不应改变结果。在上面定义的某些情况中，能够采用线性操作或者近似线性操作比如带通滤波，所述滤波操作可以和其它任何操作换位，即使在采用实际上非线性滤波器时也是如此。
应该认识到，本发明的、为了简便而在分开的实施方案中描述的某些特征，也可以在单一实施方案中组合提供。相反，本发明的、为了简便而在单一实施方案中描述的各个特征，也可以分开提供或者以任何合适的亚组合形式提供。
尽管结合具体实施方案描述了本发明，但是显而易见对本发明的技术人员而言，许多替换方案、修改和变化都是显而易见的。相应地，意在包括落在所附权利要求的精神和宽范围内的所有这种替换、修改和改变。在说明书中提到的所有文献、专利和专利申请在此全文引入作为参考，就像每个单个文献、专利或者专利申请都经过具体个别申明引入来作为参考一样。另外，在本申请中对任何参考文献的引述或者指明不应被理解成承认该参考文献可作为本发明的现有技术。
权利要求
1.用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；主分析器，和输入单元相连，用于计算来自所述至少一个高频(HF)范围QRS波群的主指数；第二分析器，连接在主分析器之后，用于从所述主指数导出次指数，从而提供对QRS波群的量化。
2.权利要求1的装置，其中所述主指数是所述至少一个QRS波群的统计函数。
3.权利要求1的装置，其中所述主指数是下列值的至少之一至少一个HF QRS波群的RMS值，HF QRS波群内的标准偏差，多个HF QRS波群的标准偏差，HF QRS波群的包络线的函数，多个HF QRS波群的包络线的函数，HF QRS波群内的包络线最大值，多个HF QRS波群的包络线最大值，HF QRS波群的包络线宽度，在多个HF QRS波群内的包络线宽度，所述HF QRS波群和模板波形的交互相关值，和所述任何之一的偏差。
4.权利要求1的装置，其中所述次指数是所述主指数的移动平均值。
5.权利要求1的装置，其中所述次指数是下列的函数(a)由所述主分析器对在第一时间段接收的第一高频(HF)范围QRS波群计算出的第一主指数，和(b)由所述主分析器对在第二时间段接收的第二高频(HF)范围QRS波群计算出的第二主指数。
6.权利要求1的装置，其中所述第二分析器可以经操作以采用次指数来指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
7.权利要求1的装置，其中所述主分析器和第二分析器至少之一经构造以分别开始所述计算或者所述导出，而同时输入单元继续接收数据，由此提供在线量化。
8.用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；和主分析器，和输入单元连接，用于计算所述高频(HF)范围QRS波群的主指数，所述主分析器经构造以采用所述至少一个高频QRS波群内的偏准偏差(STD)来导出所述主指数。
9.权利要求8的装置，其中所述主指数由单一导联的ECG信号导出，由所述导联获得多个QRS波群。
10.权利要求8的装置，其中所述主指数由从给定病人的多个ECG导联获取的多个ECG信号导出。
11.权利要求8的装置，进一步包括连接在所述主分析器后面的第二分析器，用于从所述主指数导出次指数，由此提供对QRS波形的量化。
12.权利要求11的装置，其中所述第二分析器经进一步构造以定义所述指数的移动平均值。
13.权利要求8的装置，其中所述主分析器可以经操作以采用所述主指数来指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
14.用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收ECG信号的多个高频(HF)范围QRS波群，作为排列在包含时间单元的时间帧内的各个系列幅值，使得每个时间单元具有多个幅值；删减单元，和所述输入单元相连，用于从所述系列幅值中为任何给定时间单元去除至少一个较外面的幅值；分析器，和所述删减单元相连，用于采用各个剩下的幅值计算所述系列的总指数。
15.权利要求14的装置，其中所述波群来自分开的ECG信号导联。
16.权利要求14的装置，其中所述波群来自单个ECG信号导联。
17.权利要求15的装置，其中所述去除包括去除多个幅值。
18.权利要求17的装置，其中所述去除包括去除中间幅值之外的所有幅值。
19.权利要求14的装置，其中所述各个系列幅值包括各个QRS波群的导出指数，以使所述总指数是次指数。
20.权利要求14的装置，其中所述删减单元经构造以去除落在幅值的统计函数所限定的区域之外的幅值。
21.权利要求20的装置，其中所述统计函数是标准偏差。
22.权利要求14的装置，其中所述分析器可以经操作以采用所述指数来指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
23.用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收从受试者身上不同部位的多个ECG导联获得的多个高频(HF)范围QRS波群；排列单元，用以排列波群，从而将同时来自不同导联的波群关联在一起，和主分析器，和所述排列单元相连，用于计算主指数以提供对关联波群的单一量化。
24.权利要求23的装置，其中所述主指数是由所述关联波群推导出的统计函数。
25.权利要求23的装置，进一步包括连接在主分析器后面的第二分析器，用于计算次指数，所述次指数至少间接来自主指数。
26.权利要求25的装置，其中所述次指数是所述主指数的移动平均值。
27.权利要求25的装置，其中所述次指数是第一主指数和第二主指数的函数，所述第一主指数是从第一时间段输入的第一高频(HF)范围QRS波群计算而来的，所述第二主指数是从第二时间输入的第二高频(HF)范围QRS波群计算而来的。
28.权利要求23的装置，进一步包括和所述排列单元相连的删减单元，用于从每个预定单元时间间期的所述关联波群中去除最外面的点。
29.权利要求23的装置，其中所述主分析器可以经操作以采用主指数指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
30.权利要求25的装置，其中所述第二分析器可以经操作以采用主指数指示局部缺血事件或者局部缺血心脏状况或者局部缺血心脏病的存在性和严重性的至少之一。
31.用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG信号的多个高频(HF)范围QRS播权；和主分析器，和输入单元相连，用于由多个高频(HF)ECG范围QRS波群计算主指数，所述计算包括采用QRS波群的包络线。
32.权利要求31的装置，其中所述主分析器经构造以采用在给定时间帧内的包络线最大值，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
33.权利要求31的装置，其中所述分析器经构造以采用给定时间帧内的包络线宽度，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
34.权利要求31的装置，其中所述分析器经构造以采用给定时间帧内的包络线的统计函数，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
35.权利要求31的装置，其中所述高频范围包括高于100Hz的频率。
36.权利要求31的装置，其中所述高频范围包括150Hz-250Hz范围。
37.权利要求31的装置，其中所述指数以二维时间-幅值图的形式提供给用户。
38.权利要求31的装置，其中所述分析器可以经操作以采用所述指数来指明局部缺血性事件的存在性和严重性的至少之一。
39.权利要求38的装置，其中所述所述指数是标准偏差，其中所述分析器经构造以采用该指数的增量来指示存在着局部缺血。
40.权利要求39的装置，经过进一步构造以在检测到局部缺血标志时发出报警信号。
41.量化QRS波形的方法，包括接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；从所述至少一个高频(HF)范围QRS波群计算主指数，和由主指数导出次指数，由此提供对QRS波群的量化。
42.权利要求41的方法，其中所述主指数是至少一个QRS波群的统计函数。
43.权利要求41的方法，其中所述主指数是下列值的至少之一至少一个HF QRS波群的RMS值，HF QRS波群内的标准偏差，多个HF QRS波群之间的标准偏差，HF QRS波群的包络线的函数，多个HF QRS波群的包络线的函数，HF QRS波群内的包络线最大值，多个HF QRS波群之间的包络线最大值，HF QRS波群的包络线宽度，在多个HF QRS波群内的包络线宽度，HF QRS波群和模板波形的交互相关值，和所述任何之一的偏差。
44.权利要求41的方法，其中所述次指数是主指数的移动平均值。
45.用于量化QRS波形的方法，包括接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；从所述高频(HF)范围QRS波群计算指数，所述计算包括采用所述高频QRS波群的标准偏差(STD)来推导出所述指数。
46.用于量化QRS波形的方法，包括接收ECG信号的多个高频(HF)范围QRS波群，作为排列在包含时间单元的时间帧内的各个系列幅值，使得每个时间单元具有多个幅值；从所述系列幅值中为任何给定时间单元去除至少较外面的幅值；采用各个剩下的幅值计算所述系列的总指数。
47.权利要求46的方法，其中所述去除包括去除多个较外面的幅值。
48.权利要求47的方法，其中所述去除包括去除除了中间幅值以外的所有幅值。
49.权利要求46的方法，其中所述各个系列的幅值包括各个QRS波群的导出指数，以使所述总指数是次指数。
50.权利要求46的方法，包括去除落在由幅值统计函数限定的区域之外的任何点。
51.权利要求50的方法，其中所述统计函数是标准偏差。
52.量化QRS波形的方法，包括接收从单一受试者上不同部位的多个ECG导联获得的多个高频(HF)范围QRS波群；排列波群，从而将同时来自不同导联的波群关联在一起，和计算主指数以提供对关联波群的唯一量化。
53.权利要求52的方法，其中所述主指数是由所述关联波群推导出的统计函数。
54.权利要求52的反复，进一步包括计算次指数，所述次指数至少间接来自主指数。
55.权利要求54的方法，其中所述次指数是所述主指数的移动平均值。
56.权利要求52的方法，进一步包括从每个预定单元时间间期的关联波群中去除最外面的点。
57.量化QRS波形的方法，包括接收来自至少一个ECG信号的多个高频(HF)范围QRS波群；和计算所述多个高频(HF)ECG范围QRS波群的指数，所述计算包括采用所述QRS波群的包络线。
58.权利要求57的方法，包括采用下列值的至少之一给定时间帧内的包络线最大值，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。给定时间帧内的包络线宽度，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。给定时间帧内的包络线的统计函数，所述时间帧是推导出所述指数的时间帧。
59.权利要求57的方法，其中所述指数是标准偏差，使得所述方法进一步包括采用该指数的增量来指示局部缺血的存在。
全文摘要
本发明提供了用于量化QRS波形的装置，包括输入单元，用于接收来自至少一个ECG导联的至少一个高频(HF)范围QRS波群；主分析器，和输入单元相连，用于计算来自所述至少一个高频(HF)范围QRS波群的主指数；和第二分析器，连接在主分析器之后，用于从主指数导出次指数，从而提供对QRS波群的量化。
文档编号A61B5/0472GK101014283SQ200580022577
公开日2007年8月8日 申请日期2005年5月1日 优先权日2004年5月1日
发明者A·贝克, O·布里格曼-阿米塔尔, A·泽尔特瑟 申请人:Bsp生物信号处理有限公司