[发明专利]用于分析和编辑ECG形态和时间序列的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析和编辑心电描记(ECG)信号内的形态和时 间序列关系的方法和设备。

背景技术

心脏具有使血液循环到肺部以进行充氧作用和CO₂释放的右侧和使 充氧的血液循环到身体的全身循环血管区的左侧。每一侧具有在心肌舒 张(心舒张)期间接收血液的心房和当心肌收缩(心收缩)时释放血液 的心室。

ECG信号数据反映了心脏传导系统和将血液泵送通过受检者的肺部 和全身循环区的肌肉的电活动。该信号包含心脏的重复作用或搏动产生 的一连串波形。对于每分钟大约60至80次搏动的正常心率，大约每0.75 至1秒或大约每750至1000毫秒产生该波形。

典型的ECG波形示于图1。其包含P波，QRS复合，以及T波。该P 波由在心房收缩发生之前心脏的心房去极化时产生的电势引起。该QRS 复合由在心室收缩之前心室去极化时产生的电势引起，并且其特征为突 出的R峰。当产生心脏收缩和泵送作用时，心肌的复极化开始，开始是 慢慢的，然后随着ECG波形在T波，在有些情况下在U波中结束而加快。

除了ECG波形(即，形态)的分量的存在和形状之外，该分量的长 度、分量之间的间距或间隔在ECG解释中是有用的。图1所示的通常使 用的间隔是P-R间隔，QRS持续时间，ST-T片段和QT间隔。也可以使用 在ECG波形的S-T片段内微微降低的U波，相信可归因于心脏的某些部 分随后的复极化，也可以使用该U波。

某些药品或药品结合的使用可能影响心脏细胞的离子通道并被反映 在ECG波形特性的改变中。其实例为诸如某些抗抑郁和抗逆转录病毒 (anti-retrovirals)的药品的使用，其导致QT间隔的延长。该延长可 能导致威胁生命的被称作“torsade de pointes”的室性心动过速(过 快性)形式的心率不齐，常常简称为“torsade”或TdP。QT间隔的使用 当前是由制定规章的管理机构批准用于预测在临床药品试验中药品引起 的TdP的可能性的唯一技术。

由于这一原因，已经进行了努力以获得QT间隔的正确测量，以及对 一个时间序列的ECG波形的QT间隔的校正的精确计算。将该校正，QTc， 用于调节心率改变的QT间隔的确定。过去，QT间隔通常根据刚刚在前 发生的R-R间隔进行校正。R-R间隔是连续波形的R峰之间的间隔。然 而，越来越多的研究已经表明，在R-R间隔改变和QT间隔改变之间存在 某些延迟效应。通常被称作“滞后现象”的这个延迟效应在某些情况可 能有2分钟长。但是在大多数实际情况下，仅有一段短的ECG信号数据 是可用的，例如，10秒的数据。如果在心脏搏动中存在某种类型的心率 不齐，那么如果选择不同的ECG搏动用于QTc计算，则可能产生大的差 异，这由不规则的R-R间隔来证明。因此，重要的是在可用的、短片段 的ECG信号数据内选择用于QTc计算的一组适当ECG搏动。

当前，在进行QT间隔和QT校正(QTc)的测量中，利用ECG分析算 法对一定量的ECG信号进行分析，以对那些被认为适合于QT间隔和QTc 测量的信号的ECG波形进行标记。然后由心脏病专家或其他临床医生对 该信号数据进行检查，该心脏病专家或其他临床医生决定哪些波形用于 QT间隔测量和QTc计算。尽管将该选择设计为提高用于计算QT数量的 数据质量并提高最终确定精度，但是，现在，对于临床医生来说，这常 常是艰巨的任务。

发明内容

在确定QT间隔和QTc中，本发明实施例的方法和设备获取了ECG信 号数据并确定了该数据中的波形的R-R间隔和QT间隔。选择显示出相对 稳定心率的ECG信号数据的部分。可以根据ECG波形的R特征之间的间 隔，即R-R间隔，的标准偏差的比较来选择该稳定的心率波形。也可以 使用波形的最大R-R间隔和最小R-R间隔之间的离差(dispersion)。

具体地，所选择的ECG信号数据的波形是那些具有最小R-R间隔标 准偏差和最小R-R间隔离差的波形。通过用图形关联波形的R-R间隔和 QT间隔的新颖显示可以帮助进行人工选择。根据所选择的ECG信号数据， 计算QTc。

此后，对ECG信号数据的每个所选择的心脏搏动显示R-R间隔、QT 间隔和QTc以根据其分析Q-T特性并进行诊断。