確定指示心臟功能障礙和異常的信息的方法和設備的制作方法

確定指示心臟功能障礙和異常的信息的方法和設備的制作方法
【專利摘要】一種用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的設備包括處理裝置(402)，所述處理裝置(402)被配置成從指示與心臟活動相關的電磁現象的信號中提取在心跳率上重復的第一波圖案，并且從指示心血管運動的信號中提取在心跳率上重復的第二波圖案。所述處理裝置被配置成形成定時數據，使得定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的第一波圖案的參考點到屬于同一心跳周期的第二波圖案的參考點的時間段。所述處理裝置被配置成至少部分地基于定時數據來確定心臟功能障礙和異常的指標。
【專利說明】確定指示心臟功能障礙和異常的信息的方法和設備

【技術領域】
[0001] 本發明一般地涉及確定指示心臟功能障礙和異常（諸如例如心房纖顫）的信息。 更具體地，本發明涉及一種用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的設備和方法。此外， 本發明涉及一種用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的計算機程序。

【背景技術】
[0002] 如果未診斷和適當地處理或補救則在心血管系統中可能發生的功能障礙和異常 可以逐漸地降低心血管系統供應充足氧等以在個體遭遇應力時滿足冠狀動脈氧需求的能 力。當前，在各種心臟功能障礙和異常的識別與評價中使用諸如基于與心臟活動相關的電 磁現象的心動描記法、超聲心動圖以及基于心血管運動的心動描記法的方法。基于與心臟 活動相關的電磁現象的心動描記法的眾所周知的示例是心電描記術"ECG"，而基于心血管 運動的心動描記法的不例是心沖擊描記法"BCG"和心震描記法"SCG"。超聲心動圖提供心 臟的截面的圖像并且能夠提供關于心臟的結構和功能的全面信息，但是要求昂貴的設備和 專業操作人員。ECG提供心臟的相當迅速的電評價，但是不提供涉及收縮的力的任何信息。 基于心血管運動的心動描記法牽涉指示心血管運動的信號的測量。早先，在個體躺在設有 用于測量運動的設備的床上或者存在跨越腿的脛骨區域附連的便利設備的同時獲得信號。 當前，能夠使用小傳感器元件（例如，加速度計）獲得信號，所述小傳感器元件適合于測量 表示心臟的運動的細微運動。
[0003] 圖Ia和Ib示出節律性電功能與相關心血管運動之間的關系。圖Ia示出ECG波形 的示例并且圖Ib示出指示心血管運動并且采用加速度計在通常被稱為y方向的"頭到腳" 方向上測量到的例示信號的波形。為了說明性目的起見，在下面提供基本心臟功能的簡要 說明。
[0004] 心臟包括四個室。右心房通過三尖瓣與右心室互連，而左心房通過二尖瓣與左心 室互連。血液經由上腔靜脈從身體的上半部并且經由下腔靜脈從身體的下半部被輸送到右 心房。三尖瓣通過右心房心肌和右心室乳頭肌的同時收縮而打開從而允許血液從右心房流 入右心室。然后三尖瓣在乳頭肌放松時閉合。當右心室的心肌收縮時，血液從右心室通過 肺動脈瓣被迫入肺動脈，其將血液輸送到其中它被氧合的肺中。氧合血液然后經由肺靜脈 輸送給左心房。當二尖瓣通過左心房心肌和左心室乳頭肌的同時收縮而打開從而允許血液 從左心房流入左心室時氧合血液從左心房流入左心室。然后二尖瓣在乳頭肌放松時閉合。 氧合血液然后從左心室通過主動脈瓣擠出到主動脈中，所述主動脈向末梢脈管系統輸送氧 合血液。
[0005] 每個心跳周期牽涉三個主要階段：心房收縮期、心室收縮期以及心舒張期。心房收 縮期是包含左右心房的心臟肌的收縮的周期。兩個心房隨著乳頭肌收縮同時收縮從而強迫 打開三尖瓣和二尖瓣。刺激心臟的室的肌組織以使得它們收縮的電活動（即電收縮期）在 位于右心房里的竇房結中開始。傳導電去極化繼續隨著波依次向下、向左以及其次地通過 兩個心房去極化每個心房肌細胞而行進。電荷的這個傳播能夠被視為圖Ia中所示出的ECG 波形上的P波。這緊接著后面是心房的機械收縮，其被檢測為對應于圖Ib中所示出的波形 的h峰的沖擊和對應于圖Ib中所示出的波形的i谷的反沖。當左右心房開始收縮時，存在 血液到左右心室中的高速流動，其由圖Ib中所示出的波形上的j峰表示。不間斷心房收縮 在三尖瓣開始閉合時，引起血液到左右心室中的附加的低速流動。血液的附加流動被稱作 "心房驅血"，其對應于圖Ib中所示出的波形中的"a-al"波復合。在心房被清空之后，三尖 瓣和二尖瓣閉合從而產生圖Ib中所示出的波形上的向下g波。心室收縮是左右心室的肌 肉的收縮，并且是由產生圖Ia中所示出的ECG波形中的"Q-R-S"波復合的心室心肌的電去 極化引起的。向下Q波是由通過隔膜沿著稱作"希斯氏束"的特殊細胞群的去極化的向下 流動引起的。R峰是由心室肌組織的去極化引起的，并且S波是由心房與心室之間的心臟 組織的去極化產生的。隨著去極化往隔膜下方并且貫穿心室心肌行進，心房和竇房結開始 極化。三尖瓣和二尖瓣的閉合標記心室收縮期的開始并且引起由心臟隨著它跳動而做出的 "撲通"聲音的第一部分。這個聲音通常被稱為"第一心音"。當心室心肌的電去極化到達最 高點時，使左右心室分離的房室"AV"隔膜收縮從而引起對應于圖Ib中所示出的波形上的H 峰的沖擊，和對應于圖Ib中所示出的波形上的I谷的反沖。心室收縮強迫血液通過肺動脈 瓣從右心室進入肺動脈，并且在非常高速率下通過主動脈瓣從左心室進入主動脈，從而引 起圖Ib中所不出的波形上的J峰。從左心室流入王動脈的血液的減速度引起圖Ib中所不 出的波形上的向下K波。當左心室清空時，其壓力降至主動脈中的壓力以下并且主動脈瓣 閉合。類似地，當右心室中的壓力降至肺動脈中的壓力以下時，肺動脈瓣閉合。通常被稱為 "第二心音"的"撲通"聲音的第二部分是由肺動脈瓣和主動脈瓣在心室收縮期末期的閉合 引起的，從而引起圖Ib中所示出的波形上的向上L波。同時隨著肺動脈瓣和主動脈瓣的閉 合，脈室"AV"隔膜放松并且向上運動，以及心室心肌被再極化產生圖Ia中所示出的ECG波 形上的T波。包括心房舒張期和心室舒張期的心舒張期是當心臟在收縮之后放松并且準備 好以循環血液再填充時的周期。心房舒張期是在左右心房正放松時，以及心室舒張期是在 左右心室正放松時。在心房舒張期期間，右心房被去氧合血液重新填充同時左心房重新填 充有氧合血液。心房的重新填充在舒張期早期引起圖Ib中所示出的波形上的向下M波，其 與作為ECG波形中的U波所被示出的希斯氏束細胞的再極化重合。當左右心房被填充至它 們最大的容量時，血液相對于三尖瓣和二尖瓣的回流引起圖Ib中所示出的波形上的向上N 波。
[0006] 公開W02012149652描述了一種用于通過記錄心前區加速度信號來評價主體的心 肌收縮性的方法。
[0007] 公開US2008194975描述了一種用于監測個體的生理狀態并且檢測其中的異常的 方法。所述方法包括同時接收作為ECG信號的第一信號和指示心血管運動的第二信號。
[0008] 指示心血管運動的波形的分析通常在視覺上通過合格診斷醫生來執行以便于區 分異常心血管功能和正常情況。然而，在許多情況下，通過視覺分析找出特定心臟功能障礙 和異常（諸如例如心房纖顫）可能是有挑戰性的。因此，存在對用于確定指示心臟功能障 礙和異常的信息的方法和設備的需要。


【發明內容】

[0009] 下文呈現簡化
【發明內容】
以便于提供對各種發明實施例的一些方面的基本理解。本


【發明內容】
不是本發明的廣泛概述。它既不旨在識別本發明的關鍵或臨界要素也不旨在刻化 本發明的范圍。以下
【發明內容】
僅僅以簡化形式呈現本發明的一些構思作為本發明的示例實 施例的更具體描述的序言。
[0010] 依照本發明，提供了用于確定指示心臟功能障礙和異常（例如心房纖顫）的信息 的新的方法。根據本發明的方法包括：
[0011]-從指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號中提取在心跳率上重復的第一波 圖案，
[0012] -從指示心血管運動的第二信號中提取在心跳率上重復的第二波圖案，
[0013] -形成定時數據，所述定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的第一波 圖案的參考點到屬于同一心跳周期的第二波圖案的參考點的時間段，以及
[0014] -確定定時數據與指示心跳率的速率數據之間的相關性，該相關性指示心臟功能 障礙和異常。
[0015] 第二波圖案被有利地選擇為使得它表不心臟對第一信號上的第一波圖案的響應。 第一信號能夠表示例如心電描記術"ECG"波形或電感測量波形。第一波圖案可以是例如但 未必圖Ia中所示出的ECG波形上的"Q-R-S"波復合的R峰，以及第二波圖案可以是例如但 未必圖Ib中所示出的波形上的J峰。在這種情況下，R峰的頂部能夠被用作為第一波圖案 的參考點并且J峰的頂部能夠被用作第二波圖案的參考點，以及每個定時值能夠指示從R 峰的頂部的時刻到J峰的頂部的時刻的時間段。再例如，第二波圖案可以是指示在通常被 稱為z方向的"貫穿胸"方向上測量到的心血管運動的波形上的主動脈瓣打開"A0"峰。
[0016] 所述方法可以進一步包括從指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號中和/ 或從指示心血管運動的第二信號中檢測上述速率數據。速率數據的檢測可以包括例如檢測 ECG波形的連續R峰之間的時間段。指示心跳率的速率數據基于從個體的身體測量到的第 三信號而形成也是可能的。
[0017] 定時數據與速率數據之間的上述相關性能夠被用作心臟功能障礙和異常的指標。 例如，鑒于經驗數據，正相關意指在速率數據的每個值例如以每分鐘心跳次數來表示心跳 率的瞬時值時心房纖顫的增加概率。相應地，當速率數據的每個值例如以秒即1/心跳率來 表示一個心跳周期的時間長度時，負相關意指心房纖顫的增加概率。
[0018] 能夠例如但未必借助于能夠根據以下等式計算的相關系數來表達定時數據與速 率數據之間的相關程度：
[0019] C (j) = E {(TD- μ τ) X (PD- μ p)}，
[0020] 其中，C(j)是相關系數，E是期望值操作符，即Ε{變量}是該變量的期望值，TD是 定時數據，μ τ是定時數據的均值，ro是速率數據，μ P是速率數據的均值，并且j是表達在 心跳周期中速率數據相對于定時數據的時間滯后的整數。鑒于經驗結果，速率數據ro具有 一個心跳周期相對于定時數據TD的滯后，即j = 1。在這種情況下，當定時數據TD涉及給 定心跳周期時，所對應的速率數據ro涉及前一個心跳周期。能夠以總是在從-1到+1的范 圍上的形式P T, P表達相關系數：
[0021] P χ,ρ = C(j)/( σ ΤΧ σ ρ),
[0022] 其中，〇 τ和〇 ρ分別是定時數據和速率數據的標準偏差。
[0023] 應當注意的是，存在用于表達定時數據與速率數據之間的可能相關性的許多方 式，并且本發明不限于表達相關性的任何特定方式。此外，應當注意的是，相關性未必是數 學量而是它指的是牽涉相依性的一大類統計關系中的任一個，并且相關性在其一般意義上 不暗示或者要求因果關系。
[0024] 在根據本發明的另一示例實施例的方法中，心臟功能障礙和異常的指標的確定包 括確定定時數據在基本上恒定的心跳率下的變化。例如，鑒于經驗數據，定時數據的標準偏 差在心房纖顫期間可以是平均值的約10%而在正常情況下可以是平均值的約1-2%。
[0025] 根據本發明的示例實施例的方法包括對指示心血管運動的信號進行低通濾波并 且從經低通濾波的信號中檢測上述AO峰和/或對指示心血管運動的信號進行帶通濾波并 且從經帶通濾波的信號中檢測AC峰，其中AC峰是由主動脈瓣的閉合引起的。低通濾波的上 限頻率可以是例如但未必30Hz，以及帶通濾波的通帶可以是例如但未必從40Hz到100Hz。 低通濾波和/或帶通濾波便于AO峰和/或AC峰的檢測。尤其在心房纖顫期間，AC峰比當 不存在帶通濾波時更易于找到帶通濾波何時被使用。能夠在從指示心血管運動的信號中 提取例如上述第二波圖案時利用所檢測到的AO峰和/或AC峰。所檢測到的AO峰和/或 AC峰也能夠被用于許多其它目的，例如用于檢測振幅變化、時間變化、心跳率、收縮間隔和 /或舒張間隔。
[0026] 依照本發明，還提供了用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的新的設備。根 據本發明的設備包括：
[0027] -信號接口，所述信號接口用于接收指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號 和指示心血管運動的第二信號，
[0028] -處理裝置，所述處理裝置被耦合到信號接口并且配置成：
[0029] a)從第一信號中提取在心跳率上重復的第一波圖案并且從第二信號中提取在心 跳率上重復的第二波圖案，
[0030] b)形成定時數據，所述定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的第一波 圖案的參考點到屬于同一心跳周期的第二波圖案的參考點的時間段，以及
[0031] c)確定定時數據與指示心跳率的速率數據之間的相關性，該相關性指示心臟功能 障礙和異常。
[0032] 所述設備可以進一步包括用于測量指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號 的第一傳感器元件和/或用于測量指示心血管運動的第二信號的第二傳感器元件。第一傳 感器元件可以包括適合于被附連到個體的身體的電極。第二傳感器元件可以包括例如加速 度計、壓電傳感器、傾斜儀、壓力傳感器，或適合于測量力、加速度、位移或與心血管運動相 關并且指示心血管運動的任何其它量的任何其它元件。信號接口能夠從包括適當的傳感器 元件的外部裝置接收第一信號和/或第二信號也是可能的，即強調了設備未必包括用于測 量第一信號和/或第二信號的裝置。
[0033] 根據本發明的示例實施例的設備包括用于對指示心血管運動的信號進行低通濾 波的低通濾波器和用于從經低通濾波的信號中檢測AO峰的裝置（例如處理器）和/或用 于對指示心血管運動的信號進行帶通濾波的帶通濾波器和用于從經帶通濾波的信號中檢 測AC峰的裝置。
[0034] 依照本發明，還提供了用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的新的計算機程 序。計算機程序包括計算機可執行指令以用于控制可編程處理器：
[0035] -從指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號中提取在心跳率上重復的第一波 圖案，
[0036] -從指示心血管運動的第二信號中提取在心跳率上重復的第二波圖案，
[0037] -形成定時數據，所述定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的第一波 圖案的參考點到屬于同一心跳周期的第二波圖案的參考點的時間段，以及
[0038] -確定定時數據與指示心跳率的速率數據之間的相關性，該相關性指示心臟功能 障礙和異常。
[0039] 根據本發明的示例實施例的計算機程序包括用于控制可編程處理器對指示心血 管運動的信號進行低通濾波并且從經低通濾波的信號中檢測AO峰的計算機可執行指令和 /或用于控制可編程處理器對指示心血管運動的信號進行帶通濾波并且從經帶通濾波的信 號中檢測AC峰的計算機可執行指令。
[0040] 依照本發明，還提供了新的計算機程序產品。計算機程序產品包括編碼有根據本 發明的計算機程序的非易失性計算機可讀介質，例如緊湊盤"CD"。
[0041] 在所附從屬權利要求中描述了本發明的許多示例實施例。
[0042] 既關于構造且關于操作的方法的本發明的各種示例實施例連同附加的目的及其 優點一起將在結合附圖閱讀時從特定示例實施例的以下描述中最好地理解。
[0043] 動詞"包括"和"包含"在本文獻中被用作既不排除也不要求同樣未記載的特征的 存在的開放限制。除非另外顯式地陳述，否則從屬權利要求中所記載的特征是可相互自由 地組合的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044] 參考附圖在下面更詳細地說明本發明的示例實施例及它們的優點，在附圖中：
[0045] 圖Ia圖示ECG波形的示例并且圖Ib圖示指示心血管運動并且采用加速度計在通 常被稱為y方向的"頭到腳"方向中測量到的示例信號的波形，
[0046] 圖2a圖示根據本發明的示例實施例用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的 方法的流程圖，
[0047] 圖2b圖示根據本發明的示例實施例用于從指示心血管運動的信號中提取AO數據 和/或AC數據的方法的流程圖，
[0048] 圖3a圖示例示ECG波形以及圖3b圖示指示心血管運動并且用加速度計在通常被 稱為z方向的"貫穿胸"方向中測量到的示例信號的波形，
[0049] 圖4示出根據本發明的示例實施例用于確定指示心臟功能障礙和異常的信息的 設備的示意圖示，以及
[0050] 圖5示出在心房纖顫的示例情況下在不同的心跳率下的ECG波形的R峰與指示心 血管運動的波形的主動脈瓣打開"A0"峰之間的時間差。
[0051] 已經在描述本發明的【背景技術】時解釋了圖Ia和圖lb。

【具體實施方式】
[0052] 圖2a圖示根據本發明的示例實施例用于確定指示心臟功能障礙和異常（例如心 房纖顫）的信息的方法的流程圖。該方法包括在階段201中從指示與心臟活動相關的電磁 現象的第一信號中提取在心跳率上重復的第一波圖案。該方法包括在階段202中從指示心 血管運動的第二信號中提取在心跳率上重復的第二波圖案。第一和第二信號被/已被從同 一個體同時地測量到。該方法包括在階段203中形成定時數據TD使得定時數據的每個定 時值指示從屬于一個心跳周期的第一波圖案的參考點到屬于同一心跳周期的第二波圖案 的參考點的時間段。該方法包括在階段204中至少部分地基于定時數據TD來確定心臟功 能障礙和異常的指標。
[0053] 圖3a圖示指示與心臟活動相關的電磁現象的示例信號的波形，并且圖3b圖示指 示心血管運動的示例信號的波形。圖3a和圖3b中所示出的波形對應于彼此，使得它們已 被從同一個體同時地測量到。圖3a中所示出的波形是已借助于附連到個體的胸的電極所 測量到的ECG波形，并且圖3b中所示出的波形已采用加速度計在通常被稱為z方向的"貫 穿胸"方向中測量到。圖4中所示出的坐標系統450圖示z方向。
[0054] 圖3a和圖3b共同圖示定義定時數據TD的示例方式。在這個示例情況下，出現于 ECG波形上并且由心室肌組織的去極化所引起的R峰表示在心跳率上重復的第一波圖案， 以及指示心血管運動的波形的主動脈瓣打開"A0"峰表示在心跳率上重復的第二波圖案。R 峰的頂部是第一波圖案的參考點并且AO峰的頂部是第二波圖案的參考點。
[0055] 在根據本發明的另一示例實施例的方法中，R峰表示第一波圖案以及出現于在頭 到腳方向中測量到的并且由通過主動脈瓣從左心室流入主動脈的血液所引起的波形上的J 峰表示第二波圖案。R峰的頂部能夠被用作第一波圖案的參考點并且J峰的頂部能夠被用 作第二波圖案的參考點。
[0056] 在根據本發明的示例實施例的方法中，R峰表示第一波圖案并且MC峰與出現于圖 3b中所示出的波形上的AO峰之間的谷310表示第二波圖案。MC峰是由二尖瓣的閉合引起 的。R峰的頂部能夠被用作第一波圖案的參考點并且谷310的最深點能夠被用作第二波圖 案的參考點。
[0057] 圖3a和圖3b圖示三個連續心跳周期：心跳周期"i-Γ'、心跳周期"i"以及心跳周 期"i+Γ'，其中"i"可以是整數。例如，與心跳周期"i"相關的定時值TD(i)是如由圖3a和 圖3b所圖示的從心跳周期"i"的R峰的頂部的時刻到心跳周期"i"的J峰的頂部的時刻 的時間段。
[0058] 圖2a中所示出的動作204包括確定定時數據TD與指示心跳率的速率數據之 間的相關性。鑒于經驗結果，相關性能夠被用作心臟功能障礙和異常的指標。
[0059] 該方法可以進一步包括從指示與心臟活動相關的電磁現象的波形中和/或從指 示心血管運動的波形中檢測指示心跳率的速率數據ro。速率數據的檢測可以包括例如在 ECG波形上的連續R峰之間的時間段的檢測。速率數據的檢測包括例如在指示心血管運動 的波形上的連續AO峰或J峰之間的時間段的檢測也是可能的。有可能利用一個以上的波形 以便于得到更可靠的速率數據。此外，從個體的身體測量第三信號也是可能的，并且這個第 三信號單獨或連同指示與心臟活動相關的電磁現象的波形和/或指示心血管運動的波形 一起被用于確定指示心跳率的速率數據。在圖3a中，連續R峰之間的時間段的時間長度采 用HB(i-l)、HB(i)以及HB(i+l)表示。在心跳周期以及"i+1"內的速率數據分 別能夠被例如定義為 ro(i-l) = l/HB(i-l)、ro(i) = l/HB(i)以及 ro(i+l) = l/HB(i+l)。
[0060] 定時數據TD和速率數據ro之間的相關性能夠借助于能夠例如根據以下等式計算 的數學相關系數來表達。

【權利要求】
1. 一種設備，所述設備包括用于接收指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號和指 示心血管運動的第二信號的信號接口（401)，以及處理裝置（402)，所述處理裝置（402)被 耦合到所述信號接口并且配置成： _從所述第一信號中提取在心跳率上重復的第一波圖案并且從所述第二信號中提取在 所述心跳率上重復的第二波圖案， 其特征在于，所述處理裝置被進一步配置成： _形成定時數據，所述定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的所述第一波 圖案的參考點到屬于同一心跳周期的所述第二波圖案的參考點的時間段，以及 _確定所述定時數據與指示所述心跳率的速率數據之間的相關性，所述相關性指示心 臟功能障礙和異常。
2. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述設備還包括用于測量所述第一信號的第一 傳感器元件（403)和用于測量所述第二信號的第二傳感器元件（404)。
3. 根據權利要求2所述的設備，其中，所述第二傳感器元件包括下列中的一個：加速度 計、壓電傳感器、傾斜儀、壓力傳感器。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成從所述第一 信號中提取R峰并且從所述第二信號中提取AO峰，所述R峰是由心室肌組織的去極化引起 的并且表示所述第一信號上的在所述心跳率上重復的所述第一波圖案，并且所述AO峰是 由主動脈瓣的打開引起的并且表示所述第二信號上的在所述心跳率上重復的所述第二波 圖案。
5. 根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成從所述第一 信號中提取所述R峰并且從所述第二信號中提取J峰，所述R峰是由心室肌組織的去極化 引起的并且表示所述第一信號上的在所述心跳率上重復的所述第一波圖案，并且所述J峰 是由通過所述主動脈瓣從左心室流入主動脈的血液引起的并且表示所述第二信號上的在 所述心跳率上重復的所述第二波圖案。
6. 根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成從所述第 一信號中提取所述R峰并且從所述第二信號中提取MC峰與所述AO峰之間的谷，所述R峰 是由心室肌組織的去極化引起的并且表示所述第一信號上的在所述心跳率上重復的所述 第一波圖案，所述MC峰是由二尖瓣的閉合引起的，所述AO峰是由所述主動脈瓣的打開引起 的，并且所述MC峰與所述AO峰之間的谷表示所述第二信號上的在所述心跳率上重復的所 述第二波圖案。
7. 根據權利要求4至6中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成將所述R峰 的頂部用作所述第一波圖案的參考點并且將所述AO峰的頂部、所述J峰的頂部、或所述MC 峰與所述AO峰之間的谷的最深點用作所述第二波圖案的參考點。
8. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成計算指示所述定時數據 與所述速率數據之間的相關程度的相關系數： C(j) = E{(TD-ut) X (PD-Up)}, 其中，C(j)是所述相關系數，E是期望值操作符，TD是所述定時數據，是所述定時 數據的均值，ro是所述速率數據，y P是所述速率數據的均值，并且j是表達在心跳周期中 所述速率數據相對于所述定時數據的時間滯后的整數。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成確定與基 本上恒定的心跳率相對應的所述定時數據的變化，所述變化的程度指示心臟功能障礙和異 堂 巾。
10. 根據權利要求9所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成確定指示所述定時數據 的變化的程度的變化量：
其中，V是所述變化量，E是期望值操作符，TD是所述定時數據，并且y T是在考慮的所 述心跳率處所述定時數據的均值。
11. 根據權利要求1或8所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成檢測在所述第一信 號上的連續R峰之間的時間段以便于獲得所述速率數據，所檢測到的時間段與所述心跳率 成反比指示所述心跳率。
12. 根據權利要求8所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成形成所述速率數據使得 所述速率數據的每個值表示所述心跳率的瞬時值，并且響應于其中所述相關系數大于閾值 的情形而產生表達心房纖顫的信號。
13. 根據權利要求8所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成形成所述速率數據使得 所述速率數據的每個值表示一個心跳周期的時間長度，并且響應于其中所述相關系數小于 閾值的情形而產生表達心房纖顫的信號。
14. 根據權利要求12或13所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成將零用作所述閾 值。
15. 根據權利要求4至14中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成對指示所 述心血管運動的所述第二信號進行低通濾波并且從經低通濾波的信號中檢測所述AO峰。
16. 根據權利要求15所述的設備，其中，所述低通濾波的上限頻率是30Hz。
17. 根據權利要求4至16中任一項所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成對指示所 述心血管運動的所述第二信號進行帶通濾波并且從經帶通濾波的信號中檢測AC峰，所述 AC峰是由主動脈瓣的閉合引起的。
18. 根據權利要求17所述的設備，其中，所述帶通濾波的通帶是從40Hz到100Hz。
19. 根據權利要求17或18所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成檢測AC-A0間隔 的時間長度并且計算指示所述AC-A0間隔的所檢測到的時間長度的變化的強度的時間變 化量，所述AC-A0間隔中的每一個都是從所述AC峰中的一個到所述A0峰中的隨后一個的 時間間隔，并且所述時間變化量指示心臟功能障礙和異常。
20. 根據權利要求17或18所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成檢測AC-A0間隔 的時間長度和A0-A0間隔的時間長度并且計算指示在同一心跳周期內的所述AC-A0間隔的 時間長度與所述A0-A0間隔的時間長度之間的比率的第一比率量，所述AC-A0間隔中的每 一個都是從所述AC峰中的一個到所述A0峰中的隨后一個的時間間隔，所述A0-A0間隔中 的每一個都是從所述A0峰中的一個到所述A0峰中的隨后一個的時間間隔，并且所述第一 比率量指示心臟功能障礙和異常。
21. 根據權利要求17或18所述的設備，其中，所述處理裝置被配置成檢測AC-R間隔的 時間長度和R-R間隔的時間長度并且計算指示在同一心跳周期內的所述AC-R間隔的時間 長度與所述R-R間隔的時間長度之間的比率的第二比率量，所述AC-R間隔中的每一個都是 從所述AC峰中的一個到所述R峰中的隨后一個的時間間隔，所述R-R間隔中的每一個都是 從所述R峰中的一個到所述R峰中的隨后一個的時間間隔，并且所述第二比率量指示心臟 功能障礙和異常。
22. -種方法，包括： -從指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號中提取（201)在心跳率上重復的第一 波圖案，以及 -從指示心血管運動的第二信號中提取（202)在所述心跳率上重復的第二波圖案， 其特征在于，所述方法還包括： -形成（203)定時數據，所述定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的所述 第一波圖案的參考點到屬于同一心跳周期的所述第二波圖案的參考點的時間段，以及 -確定（204)所述定時數據與指示所述心跳率的速率數據之間的相關性，所述相關性 指示心臟功能障礙和異常。
23. 根據權利要求22所述的方法，其中，所述方法包括從所述第一信號中提取R峰并且 從所述第二信號中提取AO峰，所述R峰是由心室肌組織的去極化引起的并且表示所述第一 信號上的在所述心跳率上重復的所述第一波圖案，并且所述AO峰是由主動脈瓣的打開引 起的并且表示所述第二信號上的在所述心跳率上重復的所述第二波圖案。
24. 根據權利要求22所述的方法，其中，所述方法包括從所述第一信號中提取所述R峰 并且從所述第二信號中提取J峰，所述R峰是由心室肌組織的去極化引起的并且表示所述 第一信號上的在所述心跳率上重復的所述第一波圖案，并且所述J峰是由通過所述主動脈 瓣從左心室流入主動脈的血液引起的并且表示所述第二信號上的在所述心跳率上重復的 所述第二波圖案。
25. 根據權利要求22所述的方法，其中，所述方法包括從所述第一信號中提取所述R峰 并且從所述第二信號中提取MC峰與所述AO峰之間的谷，所述R峰是由心室肌組織的去極 化引起的并且表示所述第一信號上的在所述心跳率上重復的所述第一波圖案，所述MC峰 是由二尖瓣的閉合引起的，所述AO峰是由所述主動脈瓣的打開引起的，并且所述MC峰值與 所述AO峰值之間的谷表示所述第二信號上的在所述心跳率上重復的所述第二波圖案。
26. 根據權利要求23至25中任一項所述的方法，其中，所述R峰的頂部是所述第一波 圖案的參考點并且所述AO峰的頂部、所述J峰的頂部、或所述MC峰與所述AO峰之間的谷 的最深點是所述第二波圖案的參考點。
27. 根據權利要求22所述的方法，其中，指示所述定時數據與所述速率數據之間的相 關程度的相關系數被計算為： C(j) = E{(TD-ut) X (PD-Up)}, 其中，C(j)是所述相關系數，E是期望值操作符，TD是所述定時數據，是所述定時 數據的均值，ro是所述速率數據，y P是所述速率數據的均值，并且j是表達在所述心跳周 期內所述速率數據相對于所述定時數據的時間滯后的整數。
28. 根據權利要求22至26中任一項所述的方法，其中，心臟功能障礙和異常的指標的 確定（204)包括確定與基本上恒定的心跳率相對應的所述定時數據的變化，所述變化的程 度指示心臟功能障礙和異常。
29. 根據權利要求28所述的方法，其中，指示所述定時數據的變化的程度的變化量被 計算為：
其中，V是所述變化量，E是期望值操作符，TD是所述定時數據，并且y T是在考慮的所 述心跳率處所述定時數據的均值。
30. 根據權利要求22或27所述的方法，其中，所述方法包括檢測在所述第一信號上的 連續R峰之間的時間段以便于獲得所述速率數據，所檢測到的時間段與所述心跳率成反比 指示所述心跳率。
31. 根據權利要求27所述的方法，其中，所述速率數據的每個值表示所述心跳率的瞬 時值，并且所述方法包括響應于其中所述相關系數大于閾值的情形而產生表達心房纖顫的 信號。
32. 根據權利要求27所述的方法，其中，所述速率數據的每個值表示一個心跳周期的 時間長度，并且所述方法包括響應于其中所述相關系數小于閾值的情形而產生表達心房纖 顫的信號。
33. 根據權利要求31或32所述的方法，其中，所述閾值是零。
34. 根據權利要求23至33中任一項所述的方法，其中，所述方法包括對指示所述心血 管運動的所述第二信號進行低通濾波（211)并且從經低通濾波的信號中檢測（212)所述AO 峰。
35. 根據權利要求34所述的方法，其中，所述低通濾波的上限頻率是30Hz。
36. 根據權利要求23至35中任一項所述的方法，其中，所述方法包括對指示所述心血 管運動的所述第二信號進行帶通濾波（211)并且從經帶通濾波的信號中檢測（212)AC峰， 所述AC峰是由所述主動脈瓣的閉合引起的。
37. 根據權利要求36所述的方法，其中，所述帶通濾波的通帶是從40Hz到100Hz。
38. 根據權利要求36或37所述的方法，其中，所述方法包括檢測AC-A0間隔的時間長 度并且計算指示所述AC-A0間隔的所檢測到的時間長度的變化的強度的時間變化量，所述 AC-A0間隔中的每一個都是從所述AC峰中的一個到所述A0峰中的隨后一個的時間間隔，并 且所述時間變化量指示心臟功能障礙和異常。
39. 根據權利要求36或37所述的方法，其中，所述方法包括檢測AC-A0間隔的時間長 度和A0-A0間隔的時間長度并且計算指示在同一心跳周期內的所述AC-A0間隔的時間長度 與所述A0-A0間隔的時間長度之間的比率的第一比率量，所述AC-A0間隔中的每一個都是 從所述AC峰中的一個到所述A0峰中的隨后一個的時間間隔，所述A0-A0間隔中的每一個 都是從所述A0峰中的一個到所述A0峰中的隨后一個的時間間隔，并且所述第一比率量指 不心臟功能障礙和異常。
40. 根據權利要求36或37所述的方法，其中，所述方法包括檢測AC-R間隔的時間長 度和R-R間隔的時間長度并且計算指示在同一心跳周期內的所述AC-R間隔的時間長度與 所述R-R間隔的時間長度之間的比率的第二比率量，所述AC-R間隔中的每一個都是從所述 AC峰中的一個到所述R峰中的隨后一個的時間間隔，所述R-R間隔中的每一個都是從所述 R峰中的一個到所述R峰中的隨后一個的時間間隔，并且所述第二比率量指示心臟功能障 礙和異常。
41. 一種計算機程序，所述計算機程序包括用于控制可編程處理器進行下列的計算機 可執行指令： -從指示與心臟活動相關的電磁現象的第一信號中提取在心跳率上重復的第一波圖 案，以及 -從指示心血管運動的第二信號中提取在所述心跳率上重復的第二波圖案， 其特征在于，所述計算機程序還包括用于控制可編程處理器進行下列的計算機可執行 指令： _形成定時數據，所述定時數據的每個定時值指示從屬于一個心跳周期的所述第一波 圖案的參考點到屬于同一心跳周期的所述第二波圖案的參考點的時間段，以及 _確定所述定時數據與指示所述心跳率的速率數據之間的相關性，所述相關性指示心 臟功能障礙和異常。
42. -種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括編碼有根據權利要求41所述的計 算機程序的非暫時性計算機可讀介質。
【文檔編號】A61B5/0456GK104349711SQ201380021430
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年4月17日 優先權日:2012年4月23日
【發明者】尤哈尼·艾拉克西寧, 泰羅·科伊維斯托, 約納·馬爾庫, 阿里·帕西奧, 米科·潘卡拉, 卡蒂·賽拉寧, 圖奧馬斯·瓦爾托寧, 彼得·維爾塔 申請人:圖爾庫大學