[发明专利]用于从心电图波形中顺序提取的方法和装置

说明书

技术领域

【0001】本申请要求在美国国家专利和商标局于2005年5月13提交的第60/680,524号美国临时申请的优先权，该申请的公开内容全部并入本说明书作为参考。

背景技术

【0002】心脏是一个由响应电刺激的肌肉组织组成的泵。心跳是一个被精确控制的活动，它依赖于心房和心室间的同步化以最大化泵血效率。位于心脏右心房的窦房结产生电刺激。对于健康人，窦房结通常以60-100Hz的频率产生电刺激信号，且心肌的兴奋和收缩波动以明确的方式传遍心脏。电刺激信号引起心腔收缩，从而遍及心腔泵血。心脏的左右心房首先短暂收缩，然后左右心室短暂收缩。正常心律称作“窦性”心律，因为它起源于窦房结(也称作窦结)。窦房结输出的电刺激信号首先被送到左右心房，然后通过房室结进入左右心室。

【0003】心电图(“ECG”)测量心脏的电活动。电极安置在身体的特定区域来捕获心脏电活动的轨迹。由心脏去极化和复极化产生的电活动被每一个导联记录。ECG是各导联记录信息的叠加。捕获的ECG反映了电流方向和去极化肌肉的数量。因此，由于心房比心室小的多，和心室收缩时相比，当心房去极化(和收缩)时ECG轨迹较小。心室复极化与去极化是相同的方向(正的)。虽然ECG在膜去极化时为正而在复极化时为负，但由于心室从内到外(心内膜到心外膜)去极化，所以方向相对于心室是相同的，而复极化在相反的方向发生。

【0004】参考图1，图示为一个ECG轨迹。心脏周期始于一个P波，此时窦房结中自发的放电细胞达到一个阈值并产生动作电位。去极化波传播到左侧并且向下通过左右心房，如图1中标注的“P波”。被超极化的心房突然变为去极化且ECG记录一个正的偏转。当左右心房变为去极化时，ECG回到0。电流通过房室结产生十分之一秒的延迟。由于房室结质量小，ECG轨迹没有记录任何电活动。当房室结去极化时，它触发了浦肯野(Purkinje)纤维的去极化。浦肯野纤维将电流传遍左右心室，从而各心室同时去极化。由于浦肯野纤维的组织质量小，ECG轨迹没有记录任何电活动。电流通过房室结和浦肯野纤维的传播在图1中被标注为“PR段”。

【0005】右心室的去极化指的是“QRS波群/复合波”，如图1中标注。QRS波群很大，这是由于左右心室组织比窦房结大。3个峰表示电流传遍左右心室的方式(也就是，从内到外)，并且表示左心室的组织质量较右心室的组织质量大的事实。左右心室完全的去极化表示QRS波群已经结束。

【0006】参考图2，QRS波群的端点被标注出。如上所述，QRS波群表示了左右心室的去极化。心室去极化始于室内隔左侧，而这个去极化的峰由QRS波群的“Q”峰表示。心室去极化从左心室心内膜表面向左心室心外膜表面传播，并由QRS波群的“R”峰表示。到右心室的心室去极化传播由QRS波群的“S”峰表示。

【0007】图1中标注为“T波”的段表示左右心室的复极化。虽然左右心室正在复极化，但T波是正的，这是由于心脏以和去极化(从内到外)相反的方向从外到内复极化。T波信号的完成标志着心脏周期的结束。

【0008】参考图3，被捕获的电活动的轨迹被打印在纸带上或呈现在显示器上。ECG波形上的异常表示各种心脏相关的状况，如贫血、心肌梗塞、传导失调、电解质紊乱、心包炎、瓣膜疾病或心脏变大。某些心律失常可能只是间歇发生或只有出现某些心里或身体因素(例如，压力、疲劳等)时发生。由于典型的ECG轨迹只有几分钟的长度，所以这种类型的心律失常难以捕获。一种称为霍尔特(Holter，长时间动态心电图系统)监护仪的更长ECG轨迹用来捕获任何心律失常或其他异常活动。霍尔特监护仪可以记录几天的心脏活动。

【0009】参考图1，被测段中的一个指的是QT间期，QT间期表示控制心肌细胞收缩的电活动的持续时间。QT间期代表心室去极化和随后的复极化的持续时间，其始于QRS波群的Q波的起始，并结束于T波回到零电位差的基线。QT间期延长造成一个促成心脏心律异常的电生理环境，多数一般是尖端扭转型室性心动过速，但也可能是其他室性心律异常。长QT间期综合症标识一个ECG轨迹中存在异常的长QT间期的状况。术语“先天性长QT”指的是遗传的长QT间期。遗传形式的发生是由于特殊心脏细胞蛋白质的不规则，当然这些蛋白质的不规则是由制造那些蛋白质的基因中的异常造成的。术语“获得性长QT”指的是长QT间期是由药物或血液中反常水平的盐(例如，钾和镁)导致的。