專利名稱：減少了電極系統(tǒng)特定的ecg解譯的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法和設(shè)備，其通過針對用于產(chǎn)生所述心電圖的 心電圖信號源特別地調(diào)整解譯算法，來增強(qiáng)對心電圖的解譯。
背景技術(shù)：
使用放置在患者身體上的特定位置處的十個電極的設(shè)置獲得標(biāo)準(zhǔn) 的十二導(dǎo)聯(lián)心電圖(ECG)。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明中，電極是放置在 患者身體上的固體電導(dǎo)體，電流通過所述電極進(jìn)入或離開患者的身 體。還應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明中，所謂的導(dǎo)聯(lián)(lead)是患者的心臟關(guān)于 在一個或多個心電圖電極處獲得的心電圖信號的電切片或視圖。在標(biāo) 準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG中，十個電極當(dāng)中的四個被放置在患者的四肢上， 其他六個電極被放置在患者心臟的上方并且跨過患者胸部的左側(cè)。一 般來說，從所述十個電極當(dāng)中的每一個獲得心電圖信號，并且處理所 述心電圖信號以便生成所述ECG的十二個導(dǎo)聯(lián)。所述十二個導(dǎo)聯(lián)被進(jìn) 一步劃分成兩組各六個導(dǎo)聯(lián)額面導(dǎo)聯(lián)(I、 II、 III、 aVR、 aVL和aVF) 和水平面導(dǎo)聯(lián)(Vl、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6)。雖然標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG在獲得關(guān)于患者心臟和心臟功能的有價 值信息這方面非常有用，但是有時候可能不希望把十個電極附著到患 者身上以獲得對于十二導(dǎo)聯(lián)ECG來說必要的數(shù)據(jù)。已經(jīng)開發(fā)了例如在 美國專利No. 4，850，370中公開的系統(tǒng)，提供限制必須被附著到患者身 上以便獲得所有期望的心電圖信息的電極的數(shù)目的解決方案。該，370 專利公開了在患者胸部上的用來獲得心動圖數(shù)據(jù)的四電極的新穎設(shè) 置。然而，，370專利中所示出的系統(tǒng)是有限制的，因為由于不同的電 極放置，從該電極布置產(chǎn)生的心電圖信號固有地不同于標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo) 聯(lián)ECG。心臟病學(xué)家或者臨床醫(yī)師準(zhǔn)確地解譯ECG數(shù)據(jù)的能力很大 程度上是基于對在每個ECG導(dǎo)聯(lián)處產(chǎn)生的信號的熟悉程度。從，370專 利的實現(xiàn)方式產(chǎn)生的心電圖信號與標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)的差異要求心 臟病學(xué)家或臨床醫(yī)師學(xué)習(xí)全新的一組ECG波形。為了解決這些問題，已經(jīng)開發(fā)了比如在授予Brodnick的美國專利No.6，636，761中公開的系統(tǒng)，其使用標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG所需要的十 個電極放置中的一些來監(jiān)測所述十二個導(dǎo)聯(lián)當(dāng)中的一些，并且數(shù)學(xué)地 推導(dǎo)出其他未被監(jiān)測的導(dǎo)聯(lián)。在該，761專利的一個實施例中，只有所 述四個四肢電極和兩個心前區(qū)(胸部)電極被利用來獲得患者信息， 但是在其他實施例中，可以使用所述十個電極放置當(dāng)中的更多或更少 的電極放置。雖然在，761專利中描述的該系統(tǒng)的實現(xiàn)方式以臨床醫(yī)師習(xí)慣解譯 的方式向其提供ECG數(shù)據(jù)，并且同時減少了將被附著到患者身上的電 極的數(shù)目，但是自動ECG解譯系統(tǒng)難以解譯來自包括推導(dǎo)出的ECG 導(dǎo)聯(lián)的系統(tǒng)的結(jié)果。雖然所述推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)在信號間隔和持續(xù)時 間方面通常是準(zhǔn)確的，但是某些推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的幅度可能會有誤 差。在解譯在很大程度上是基于推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的幅度的情況下， 則推導(dǎo)出的ECG與監(jiān)測得到的實際導(dǎo)聯(lián)的幅度差可能足以改變對 ECG的自動解譯。所述可能的錯誤的一個具體例子是對前壁心肌梗塞(MI)的檢測， 特別是急性MI。前壁MI的自動檢測利用心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)V2、 V3和V4, 所述心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)在，761專利的一個優(yōu)選實施例中通過監(jiān)測導(dǎo)聯(lián)VI和 V5加上推導(dǎo)出V2、 V3和V4所取代。因此，對于前壁MI的自動檢測 僅僅依賴于推導(dǎo)出的導(dǎo)聯(lián)。因此，在對于前壁MI的檢測方面，所推導(dǎo) 出的導(dǎo)聯(lián)的幅度測量中的任何誤差都可能改變對ECG的自動解譯。把 標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG解譯算法與所述推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)一起使用估 計將使得對于前壁MI的自動檢測的精度下降大約10%到15%。因此，在ECG收集和自動ECG解譯領(lǐng)域中期望開發(fā)一種用于改 進(jìn)對從少于十個ECG電極收集的ECG導(dǎo)聯(lián)的自動解譯的方法和設(shè) 備。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于改進(jìn)十二導(dǎo)聯(lián)ECG信號的自動解譯的精度的 方法和設(shè)備，該信號是從放置在患者身體上的少于十個ECG電極收集 的。通過本發(fā)明，關(guān)于電極放置在患者身體上的位置來識別每個所收 集的心電圖信號的來源。 一旦來自每個電極的心電圖信號都已經(jīng)被識 別，則從所收集的心電圖信號推導(dǎo)出十二導(dǎo)聯(lián)ECG，其中使用從所測
量的心電圖信號直接測得的導(dǎo)聯(lián)并且數(shù)學(xué)地推導(dǎo)出未直接測量的導(dǎo)聯(lián)的ECG導(dǎo)聯(lián)。對所有的ECG導(dǎo)聯(lián)應(yīng)用一種解譯算法，其中對該解譯 算法進(jìn)行特別的調(diào)整，以解譯在獲得所述ECG的過程中利用的電極放 置的特定組合。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述解譯算法是基于對多個模型 ECG信號的分析產(chǎn)生的。在本發(fā)明的一個更具體的實施例中，利用人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析所述模型ECG信號，以便獲得所述解譯算法。在本 發(fā)明的另一個實施例中，利用基于熵增益的二元決策樹來分析所述模 型ECG信號，以便開發(fā)所述解譯算法。在本發(fā)明的另 一個實施例中，使用標(biāo)準(zhǔn)ECG解譯算法作為默認(rèn)解 譯算法，從而如果對應(yīng)于所推導(dǎo)出的ECG的源電極信號是未知的，則 本發(fā)明的系統(tǒng)對推導(dǎo)出的ECG應(yīng)用所述標(biāo)準(zhǔn)ECG解譯算法。在本發(fā)明的另一個實施例中，本發(fā)明包括利用連接到患者的十個 或更少電極來檢測多于十二個ECG導(dǎo)聯(lián)，其中的一些電極處在包含于 標(biāo)準(zhǔn)的十電極、十二導(dǎo)聯(lián)ECG定位內(nèi)的位置處。


圖1示出了在標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG配置中十個電極在患者身體上 的放置；圖2示出了用于獲得右心前區(qū)ECG導(dǎo)聯(lián)的電極放置； 圖3示出了用于獲得左側(cè)后都導(dǎo)聯(lián)的電極放置； 圖4示出了標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG的六個額導(dǎo)聯(lián)； 圖5示出了標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG的六個水平導(dǎo)聯(lián)； 圖6示出了本發(fā)明的一個實施例的示意圖；以及 圖7是示出了本發(fā)明的方法的一個實施例的流程圖。
具體實施方式
標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG通常是利用放置在患者身體上的特定位置處 的十個電極采集的。圖1示出了所述十個電極的正確放置。其中四個 電極被放置在患者四肢的手腕或腳踝處或其附近。這四個電極被表示 為左臂(LA)、右臂(RA)、左腿(LL)和右腿(G)。在右腿驅(qū)動 的ECG系統(tǒng)中，右腿通常被接地。通過把右腿接地，該右腿驅(qū)動的系
統(tǒng)提供在其他電極處獲得的心電圖信號的提高的質(zhì)量，補(bǔ)償了與每個 其他電極相關(guān)聯(lián)的放大器的減小的共模抑制比。圖l還示出了六個胸 部或心前區(qū)電極的放置，該放置形成通過患者心臟的廣義的水平面。 本領(lǐng)域中公知的是，每個所述電極通過導(dǎo)線或電纜連接到信號處理單元，來自每個所述電極的心電圖信號在該處被轉(zhuǎn)換成所述十二 ECG導(dǎo) 聯(lián)中的每一個。所述十二個ECG導(dǎo)聯(lián)被進(jìn)一步劃分成兩組導(dǎo)聯(lián)，即額導(dǎo)聯(lián)和水平 導(dǎo)聯(lián)。圖4示出了標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG的額導(dǎo)聯(lián)。所述額導(dǎo)聯(lián)是通過 比較在每個四肢電極RA、 LA和LL處獲得的ECG信號而獲得的。導(dǎo) 聯(lián)I是RA與LA電極之間的電勢。導(dǎo)聯(lián)II是RA與LL電極之間的電 勢差。導(dǎo)聯(lián)III是LA與LL電極之間的差。其他三個額導(dǎo)聯(lián)被稱作加 壓導(dǎo)聯(lián)(augmented lead)，表示一個四肢電極與另外兩個四肢電極的 平均值之間的電勢差。例如，導(dǎo)聯(lián)aVR是RA電極與包括LA和LL 電極的電勢平均值的參考之間的電勢差。圖5示出了水平面中的六個導(dǎo)聯(lián)。通過參考圖5，每個所述水平導(dǎo) 聯(lián)Vl-V6是心前區(qū)電極之一與中心參考點之間的電勢差。該中心參考 點被稱作Wilson中心端。Wilson中心端等于所述三個四肢電極(RA， LA， LL)之間的平均電勢。在所述標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG導(dǎo)聯(lián)之外，臨床醫(yī)師可以利用另外的 導(dǎo)聯(lián)來更為精確地分析心臟功能。在圖2和3中示出了用來獲得這些 導(dǎo)聯(lián)的附加的必要心前區(qū)電極的放置。圖2示出了右心前區(qū)電極的放 置。被標(biāo)記為V4r、 V5r和V6r的這些電極被放置在相應(yīng)的V4、 V5和 V6心前區(qū)電極的鏡像位置處，并且被臨床醫(yī)師用來更好地觀察心臟右 側(cè)的功能。 一般來說，這些導(dǎo)聯(lián)電極被放置在患者身體上的特定位置 處。V4r電極被放置在右鎖骨中線，第五肋間隙。V5r電極被放置在右 腋前線，第五肋間隙。V6r電極被放置在右腋中線，第五肋間隙。圖3示出了三個左側(cè)背部電極(V7、 V8和V9)的放置。所述左 側(cè)背部電極在患者的左側(cè)周圍從標(biāo)準(zhǔn)心前區(qū)電極(Vl-V6)放置延續(xù)所 述電極序列。V7電極^t放置在左腋后線，第五肋間隙。V8電極被放置 在左肩肝中線，第五肋間隙。V9電極被放置在左脊柱旁線，笫五肋間 隙。在與其他心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)近似相同的水平面上，與圖2和3中示出的附加電極相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)類似于在圖5中示出的標(biāo)準(zhǔn)心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)。因此， 有可能獲得多達(dá)十八個ECG導(dǎo)聯(lián)以便于臨床醫(yī)師解譯患者的心臟功 能。然而，大多數(shù)當(dāng)前的ECG監(jiān)測設(shè)備被限制到僅僅標(biāo)準(zhǔn)的十個ECG 電極。因此，如果臨床醫(yī)師想要獲得對患者心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)的附加測量， 他必須斷開其中一個標(biāo)準(zhǔn)心前區(qū)電極并且將其重新連接在替換位置之 一處。圖6示出了本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備10的一個實施例的示意圖。該醫(yī)療 設(shè)備10包括多個電極12 a-n。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明中利用的電極12 可以是被布置來從患者的身體收集電信號的任何電極構(gòu)造。在不限制 本發(fā)明的范圍的情況下，所述電極可以包括金屬基板或?qū)щ娊饘俦?膜。所述電極還可以包括導(dǎo)電軟膏或凝膠。此外，所述電極可以是一 次性的或者可以在消毒之后重復(fù)使用。電極12 a-n通過引線16 a-n連接到信號處理器14。根據(jù)本發(fā)明， 在不進(jìn)行限制的情況下，應(yīng)當(dāng)理解的是，該信號處理器14可以包括本 領(lǐng)域內(nèi)已知的任何形式的控制器、微控制器或微處理器。此外，該信 號處理器14可以包括臺式計算機(jī)、膝上型計算機(jī)或者專用儀器(比如 ECG車或床側(cè)患者監(jiān)視器或去纖顫器)中的CPU。該信號處理器14 具有通過線路20與算法數(shù)據(jù)庫18進(jìn)行電通信的能力。應(yīng)當(dāng)理解，線 路20可以是傳送電數(shù)據(jù)信號的任何標(biāo)準(zhǔn)裝置，并且不必是物理導(dǎo)線， 而是還可以包括無線通信。算法數(shù)據(jù)庫18不必物理地鄰近該信號處理 器14,這是因為該算法數(shù)據(jù)庫18可以是集中式數(shù)據(jù)服務(wù)器，并且可以 通過互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或無線連接來連接到該信號處理器14。該信號處 理器14還通過線路22與用戶界面24進(jìn)行電通信。還應(yīng)當(dāng)理解的是， 在本發(fā)明的一個實施例中，該用戶界面24可以包括顯示器、圖形打印 輸出或者進(jìn)一步的信號處理和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄。如在授予Brodnick的美國專利No. 6,636,761中所描述的那樣，不 必從用于標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)ECG的十個ECG電極位置中的每一個獲得 ECG信號，該專利被合并在此以作參考。由于存在于每個標(biāo)準(zhǔn)ECG 導(dǎo)聯(lián)中的心臟信息的冗余，導(dǎo)聯(lián)數(shù)目的減少是有可能的。因此，可以 使用一組減少的電極(包括少于十個心電圖電極)來直接獲得某些ECG 導(dǎo)聯(lián)，同時可以從獲得自所附著的電極的心電圖信號推導(dǎo)出來自其他 ECG導(dǎo)聯(lián)的信息。
在這種推導(dǎo)出的十二導(dǎo)聯(lián)ECG系統(tǒng)的一個實施例中，電極12a-d 在電極位置RA、 LA、 LL和G處連接到患者的四肢，而電極12(n-l) 則連接到電極位置V1，電極12n連接到電極位置V5。通過本領(lǐng)域中已 知的技術(shù)，對于許多心前區(qū)心電圖信號的求平均和分析可以被用來推 導(dǎo)出一種算法，以利用從電極12a-12n收集的ECG信號確定其他四個 心前區(qū)電極(V2、 V3、 V4和V6)。一般來說，ECG分析程序通常包括兩個主要部分，即ECG導(dǎo)聯(lián) 測量以及之后對所述測量的解譯。雖然用于推導(dǎo)出附加的心前區(qū)ECG 導(dǎo)聯(lián)的上述算法產(chǎn)生在ECG形態(tài)特征持續(xù)時間方面的推導(dǎo)出的ECG 導(dǎo)聯(lián)的精確表示，但是在，761專利中所教導(dǎo)的ECG導(dǎo)聯(lián)推導(dǎo)算法在推 導(dǎo)出ECG導(dǎo)聯(lián)信號幅度方面受到限制。雖然這對于許多標(biāo)準(zhǔn)ECG解 譯算法沒有影響，但是某些嚴(yán)重依賴于已推導(dǎo)出的導(dǎo)聯(lián)的幅度的標(biāo)準(zhǔn) ECG解譯算法可能會在ECG導(dǎo)聯(lián)解譯中出錯。因此，在本發(fā)明的各 實施例中，開發(fā)了補(bǔ)償推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)信號的任何幅度差的ECG 導(dǎo)聯(lián)解譯算法。這可以通過產(chǎn)生多種ECG解譯算法來實現(xiàn)，所述ECG 解譯算法被特別調(diào)整來解譯從ECG電極的特定組合推導(dǎo)出的ECG。因此，在本發(fā)明中，ECG導(dǎo)聯(lián)解譯算法數(shù)據(jù)庫18包括多種ECG 解譯算法。每種算法被特別調(diào)整來解譯十二導(dǎo)聯(lián)ECG，其包括在該十 二導(dǎo)聯(lián)ECG中的所測得的導(dǎo)聯(lián)和所推導(dǎo)出的導(dǎo)聯(lián)的不同組合。可以按照多種方式來開發(fā)所述ECG導(dǎo)聯(lián)解譯算法。在本發(fā)明的一 個實施例中，通過分析多個樣本十二導(dǎo)聯(lián)ECG信號來開發(fā)所述算法。 通過對許多樣本ECG信號進(jìn)行編輯和分析，可以開發(fā)出這樣一種算 法，其基于所述ECG的十二個導(dǎo)聯(lián)的形態(tài)產(chǎn)生對心臟狀況的準(zhǔn)確診 斷。通過為所測得的和所推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的每種組合特別調(diào)整解譯 算法，可以避免對包括所測得的和所推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的ECG信號 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)ECG導(dǎo)聯(lián)解譯算法時產(chǎn)生的誤差。在本發(fā)明的一個實施例中，所述特別調(diào)整的解譯算法是利用基于 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)的非線性回歸模型推導(dǎo)出的。該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 作為一個黑匣子工作，其可以處理作為輸入的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)，并且作 為輸出提供最接近地表示與所輸入的ECG信號相關(guān)聯(lián)的狀況的算法。 本發(fā)明的該實施例的優(yōu)點在于，所述ANN具有用于處理復(fù)雜ECG數(shù) 據(jù)的更大的能力，從而在產(chǎn)生所述解譯算法的過程中更容易分析大量
樣本ECG導(dǎo)聯(lián)信號。然而，該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實施例的缺點在于，該人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為黑匣子操作，因此在沒有關(guān)于該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何推 導(dǎo)出所述解譯算法的任何了解和細(xì)節(jié)的情況下提供輸出。在本發(fā)明的另一個實施例中，使用基于利用熵增益的二元決策樹 的規(guī)則歸納模型來開發(fā)在本發(fā)明中使用的所述解譯算法。在本發(fā)明的 該二元決策樹實施例中，產(chǎn)生一系列二元問題或判決，從而當(dāng)把一個 ECG信號輸入到該二元決策樹中時，所述系統(tǒng)提出一個二元問題，并 且基于給定二元類別的熵增益來判定該ECG信號落入哪一個二元類 別。在樹形成過程中，對一個二元問題的分析導(dǎo)致另一個二元問題， 并且依此類推，直到所述ECG信號已經(jīng)被解譯到一個分支的末端，從 而4皮具體識別。用于開發(fā)解譯算法的該系統(tǒng)的優(yōu)點在于，可以回顧對 于每個ECG信號的詳細(xì)分析，以便提供用于解譯該ECG信號的其他 數(shù)據(jù)。然而，該實施例的缺點在于，基于該系統(tǒng)開發(fā)出所有的二元問 題和所述二元決策樹以便產(chǎn)生有效的算法是非常耗時的。此外，利用 該系統(tǒng)來分析ECG信號更為耗時，因此在推導(dǎo)出所述解譯算法的過程 中可結(jié)合的ECG信號較少。在本發(fā)明的一個實施例中，使用所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述二元決 策樹的組合來提供一種解譯算法，其包括關(guān)于如何推導(dǎo)出該算法的透 明度，并且還包括在推導(dǎo)出所述解譯算法的過程中使用大量ECG樣本 信號的有效性。圖7是示出本發(fā)明的方法的一個實施例的各步驟的流程圖。首先， 在步驟30中獲得ECG信號。這些ECG信號可以通過附著在患者身體 上的特定位置處的多個電極獲得，其中所述電極被附著到包括標(biāo)準(zhǔn)十 二導(dǎo)聯(lián)ECG的標(biāo)準(zhǔn)的十個電極位置的位置處。應(yīng)當(dāng)理解，獲得所述十 二導(dǎo)聯(lián)ECG的步驟30可以包括從一個或多個所測得的心電圖信號推 導(dǎo)出 一個或多個所述ECG導(dǎo)聯(lián)。接下來，在步驟32中，確定從其獲得心電圖信號的電極位置。在 步驟32確定所述電極位置的過程中，識別患者身體上的電極位置。步 驟32中的確定可以按照多種方式實現(xiàn)，比如在所接收的ECG信號內(nèi) 包括嵌入的信號，該信號標(biāo)識電極所附著的位置?；蛘?，臨床醫(yī)師可 以限定并且輸入電極所附著的位置。在另一個實施例中，確定所述ECG 電極位置，是利用導(dǎo)聯(lián)檢測和分析來識別所述電極附著在患者身上的
位置。在授予Brodnick的美國專利No. 6，282，440中描述了這樣一種方 法，其被合并在此以作參考。應(yīng)當(dāng)理解，許多其他識別電極位置的方 式是可能的，并且落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。接下來，在步驟34中，分析所述十二導(dǎo)聯(lián)ECG,以便確定其是否 包括任何推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)。如果在該十二導(dǎo)聯(lián)ECG中沒有ECG導(dǎo) 聯(lián)是推導(dǎo)出的，或者如果不知道該十二導(dǎo)聯(lián)ECG當(dāng)中是否有任何導(dǎo)聯(lián) 是推導(dǎo)出的，則在步驟36中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG解譯算法。該 標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG解譯算法可以包括通常被用來解譯標(biāo)準(zhǔn)的十二導(dǎo) 聯(lián)ECG的任何此類解譯算法。如果確定所述十二導(dǎo)聯(lián)ECG中的一個或多個導(dǎo)聯(lián)是被推導(dǎo)出的， 則必須在步驟38中選擇適當(dāng)?shù)腅CG解譯算法。對于所述ECG解譯算 法的選擇是參照在步驟32中源ECG電極位置的確定來進(jìn)行的。在獲 得所述十二導(dǎo)聯(lián)ECG的過程中電極所附著的患者身上的位置的組合， 將決定在步驟38中選擇的適當(dāng)?shù)腅CG解譯算法。所述選擇可以根據(jù) 多種解譯算法進(jìn)行，所述多種解譯算法被特別調(diào)整來解譯包括所測得 的和所推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的特定組合的ECG。對適當(dāng)?shù)奶貏e調(diào)整的解譯算法的選擇可以包括分析哪些ECG導(dǎo)聯(lián) 是測得的，哪些ECG導(dǎo)聯(lián)是推導(dǎo)出的。這取決于放置在患者身上的電 極的數(shù)目和位置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述特別調(diào)整的解譯算 法每一個都匹配于所測得的導(dǎo)聯(lián)和所推導(dǎo)出的導(dǎo)聯(lián)的組合。在步驟32 中的確定之后，所測得的ECG導(dǎo)聯(lián)和所推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)是已知的， 因此可以選擇適當(dāng)?shù)奶貏e調(diào)整的解譯算法。通過一個非限制性的例 子，第一示例性解譯算法可以匹配于這樣的ECG導(dǎo)聯(lián)組合，其中導(dǎo)聯(lián) I、 II、 III、 V1和V5是測得的，導(dǎo)聯(lián)V2、 V3、 V4和V6是推導(dǎo)出的； 第二示例性解譯算法可以匹配于這樣的ECG導(dǎo)聯(lián)組合，其中導(dǎo)聯(lián)I、 H、 III、 VI、 V3和V5是測得的，導(dǎo)聯(lián)V2、 V4和V6是推導(dǎo)出的。第 二示例性解譯算法與第一示例性算法的不同之處在于，第二示例性解 譯算法在解譯過程中將考慮到附加的所測得的導(dǎo)聯(lián)(V3)數(shù)據(jù)。一旦在步驟38中選擇了適當(dāng)?shù)腅CG解譯算法之后，就可以根據(jù) 在步驟38中選擇的所述特別調(diào)整的ECG解譯算法在步驟40中執(zhí)行自 動ECG解譯。通過本發(fā)明的該方法，該適當(dāng)?shù)奶貏e調(diào)整的ECG解譯 算法被應(yīng)用于包括推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的所述十二導(dǎo)聯(lián)ECG。通過利
用特別調(diào)整的解譯算法解譯所述ECG導(dǎo)聯(lián)，與所述推導(dǎo)出的ECG導(dǎo) 聯(lián)相關(guān)聯(lián)的自動解譯問題受到限制，因為這些特別調(diào)整的解譯算法是 根據(jù)已知的推導(dǎo)錯誤推導(dǎo)出的，因此所述推導(dǎo)出的導(dǎo)聯(lián)被如此解譯， 從而消除了所述解譯中的錯誤。在本發(fā)明的一個實施例中， 一種特別調(diào)整的解譯算法可以包括大 量相同的解譯算法以作為另一種解譯算法。應(yīng)當(dāng)理解，因為兩種解譯 算法匹配于ECG導(dǎo)聯(lián)的類似組合，所述解譯算法將是相同的。借助于 一個非限制性的例子，用于解譯來自RA、 LA、 LL、 G電極和一個或 多個V電極的心電圖信號的組合的所有解譯算法都將包括用于至少 I、 II、 III、 aVR、 aVL和aVF導(dǎo)聯(lián)的相同的解譯算法，這是因為所有 的額面電極都存在，而由于不同的所測得的和所推導(dǎo)出的V導(dǎo)聯(lián)，用 于所述V導(dǎo)聯(lián)的解譯算法可能不同。在本發(fā)明的一個替換實施例中，利用包括十個電極的ECG監(jiān)測系 統(tǒng)來獲得多于十二個導(dǎo)聯(lián)的ECG數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施例中，四 個電極被附著到標(biāo)準(zhǔn)患者四肢， 一個電極被附著在Vl位置處，另一個 電極被附著在V5位置處。剩余的四個電極被附著到右心前區(qū)患者電極 位置或左側(cè)背部電極位置中的一個或多個。因此，在本發(fā)明的一個實 施例的操作中，所述四個標(biāo)準(zhǔn)患者四肢電極和兩個患者心前區(qū)電極(V1 和V5 )被用來測量及推導(dǎo)出十二導(dǎo)聯(lián)ECG，而剩余的四個電極則被用 來測量四個附加的右心前區(qū)和/或背部ECG導(dǎo)聯(lián)。因此，在該實施例 中，使用十個電極產(chǎn)生多達(dá)十六個ECG導(dǎo)聯(lián)的測量。在本發(fā)明的另一個實施例中，在右心前區(qū)或左側(cè)背部電極位置處 附著到患者的電極被用來推導(dǎo)出附加的右心前區(qū)或左側(cè)背部電極導(dǎo) 聯(lián)，從而可以從獲得自十個或更少電極的心電圖信號同時獲得多達(dá)十 八個導(dǎo)聯(lián)的ECG數(shù)據(jù)。雖然本實施例推導(dǎo)出更多數(shù)目的ECG導(dǎo)聯(lián)， 但是對所述導(dǎo)聯(lián)的解譯則可以根據(jù)本發(fā)明來進(jìn)行。把多于十二個導(dǎo)聯(lián) 的ECG數(shù)據(jù)包括到所述解譯算法中可以進(jìn)一步提高基于對ECG形態(tài) 特征的檢測來診斷患者狀況的精度。根據(jù)該實施例的一方面，可以推 導(dǎo)出包括多于十二個ECG導(dǎo)聯(lián)的改進(jìn)的解譯的解譯算法，該十二個導(dǎo) 聯(lián)包括附加的推導(dǎo)出的右心前區(qū)和前壁心前區(qū)導(dǎo)聯(lián)。 ^本發(fā)明的各實施例可以被實現(xiàn)為對現(xiàn)有的ECG設(shè)備的軟件更新， 該現(xiàn)有技術(shù)ECG設(shè)備已經(jīng)被配置成從傳統(tǒng)的十電極導(dǎo)聯(lián)組獲得心電圖
數(shù)據(jù)。或者，用來實施本發(fā)明的一個實施例的軟件可以被編程到新的設(shè)備或醫(yī)院ECG分析計算機(jī)中。本發(fā)明提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的ECG收集和解譯系統(tǒng)的優(yōu)點，使得與 推導(dǎo)出的ECG信號導(dǎo)聯(lián)的解譯相關(guān)的錯誤減少，并且有利于自動ECG 解譯的總體精度。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是增加了從包括十個標(biāo)準(zhǔn)ECG 收集電極的標(biāo)準(zhǔn)ECG收集和解譯單元獲得的功能性。在不添加附加的 ECG電極的情況下增加了 ECG信息的附加導(dǎo)聯(lián)的收集的功能性，這 使得臨床醫(yī)師更加了解患者的心臟功能，從而改進(jìn)了對患者的心臟健 康的診斷和監(jiān)測。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，在一個實施例中，可以 改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的十電極ECG設(shè)備的功能性，以便通過更新該十電極ECG 設(shè)備的軟件來操作本發(fā)明的ECG收集和解譯特征。這使得衛(wèi)生保健機(jī) 構(gòu)能夠在限制購買新的高成本醫(yī)療設(shè)備的需要的同時，提供更多的患 者監(jiān)測功能。上面寫出的說明使用多個例子公開了本發(fā)明，其中包括最佳模 式，并且使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作并使用本發(fā)明。本發(fā)明的專利 保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所能設(shè)想 到的其他例子。如果所述其他例子的結(jié)構(gòu)元件與權(quán)利要求書的字面語 言相同，或者如果它們包括與權(quán)利要求書的字面語言區(qū)別不大的等效 結(jié)構(gòu)元件，則它們應(yīng)被視為落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。多種替換方案和實施例被設(shè)想為處在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)， 其特別指出被視為本發(fā)明的主題并且明確要求保護(hù)。附圖標(biāo)記列表10醫(yī)療設(shè)備，12電極，14信號處理器，18算法數(shù)據(jù)庫，20線 路，22線路，24用戶界面，30獲得信號的步驟，32確定電極 位置的步驟，34確定推導(dǎo)出的導(dǎo)聯(lián)的步驟，36標(biāo)準(zhǔn)ECG解譯的步 驟，38確定ECG算法的步驟，40自動ECG解譯的步驟
權(quán)利要求
1、一種用于處理來自患者的心電圖信號的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括少于十個的多個電極(12)，布置成在標(biāo)準(zhǔn)的十電極位置之一處附著于患者；解譯算法數(shù)據(jù)庫(18)，其包括多種解譯算法，所述多種解譯算法當(dāng)中的每一種算法基于所述多個電極(12)在所述標(biāo)準(zhǔn)十電極位置之一處的放置的組合來配置；連接到所述多個電極(12)的信號處理器(14)，該信號處理器(14)被布置成用于從所述多個電極中的每一個接收心電圖信號，并且基于所述多種解譯算法中的所選擇的一種從所述心電圖信號生成十二導(dǎo)聯(lián)心電圖；其中，該信號處理器(14)識別所述多個電極(12)的組合，并且從該解譯算法數(shù)據(jù)庫(18)選擇相應(yīng)的解譯算法。
2、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述信號處理器(14)被編程來檢 測所述多個電極(12)在所述患者上的放置。
3、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述信號處理器(14)被編程來接 收指示所述多個電極(12)在所述患者上的放置的信號。
4、 權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中， 一旦接收到指示所述多個電極(12) 在所述患者上的放置的信號，所述信號處理器14就確定對應(yīng)于所指示 的電極放置的算法。
5、 權(quán)利要求4的系統(tǒng)，還包括標(biāo)準(zhǔn)心電圖解譯算法，其用于執(zhí)行 對十二導(dǎo)聯(lián)心電圖的分析，其中該心電圖的所有導(dǎo)聯(lián)都被測量。
6、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述信號處理算法數(shù)據(jù)庫(18)中 的所述多種信號處理算法是通過分析多個模型心電圖信號而開發(fā)的。
7、 權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析所述多個 模型心電圖信號，以便產(chǎn)生所述多種信號處理算法當(dāng)中的每一種。
8、 權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中，利用二元樹來分析所述多個模型心 電圖信號。
9、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，還包括少于十個的第二多個電極(12)， 用于在不同于所述標(biāo)準(zhǔn)十電極位置的位置處附著于所述患者。
10、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，包括所述笫一多個電極和第二多個 電極的電極(12)的總數(shù)少于或等于十個。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于處理患者的心電圖信號的方法和設(shè)備。該設(shè)備包括在標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)ECG電極位置中的至少一個位置處連接到患者身上的十個或更少電極(12)。該設(shè)備還包括多種ECG解譯算法，其中的每一種算法被特別調(diào)整用于分析包括所測得的和所推導(dǎo)出的ECG導(dǎo)聯(lián)的十二導(dǎo)聯(lián)ECG。本發(fā)明的方法包括確定ECG導(dǎo)聯(lián)是所測得的還是所推導(dǎo)出的，并且基于該確定選擇ECG解譯算法。
文檔編號A61B5/0402GK101152081SQ20071015324
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者D·E·布洛德尼克, 薛求真 申請人:通用電氣公司