×
30.03.2019
219.016.f9c1

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002683409
Дата охранного документа
28.03.2019
Аннотация: Группа изобретений относится к медицине, а именно к мониторингу ЭЭГ, и может быть использовано для для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ. Устройство и система выполнены для реализации способа, причем устройство содержит: приемный блок, сконфигурированный с возможностью приема первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ, которые собираются соответственно комбинацией трех электродных отведений II, V4 и V5; блок обнаружения, сконфигурированный с возможностью отдельной оценки первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ, чтобы обнаруживать, проявляется ли или нет комплекс QRS в предварительно заданном временном окне в соответствующем наборе данных ЭКГ; выходной блок, сконфигурированный с возможностью вывода сообщения о появлении комплекса QRS в предварительно заданном временном окне, если в ответ на то, что комплекс QRS был обнаружен в предварительно заданном временном окне на основании критерия большинства в по меньшей мере двух из первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ; вычислительный блок, сконфигурированный с возможностью вычисления первого, второго и третьего значений качества сигнала, посредством (а) вычисления отношения (a) (i) стандартного отклонения N последовательных форм сигнала в соответствующем наборе данных ЭКГ к (а) (ii) эталонному стандартному отклонению соответствующего набора данных ЭКГ или (b) посредством вычисления (b) (i) отношения энергетического отношения сигнала (SNR) для N последовательных форм сигнала в соответствующем наборе данных ЭКГ к (b) (ii) эталонному значению SNR соответствующего набора данных ЭКГ, при этом эталонное стандартное отклонение и эталонное значение SNR соответствующего набора данных ЭКГ предварительно определяются из соответственно первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ, которые собираются посредством, соответственно, электродных отведений II, V4 и V5 на стадии до физической нагрузки; и блок интерфейса, сконфигурированный с возможностью вывода предупреждающего сообщения о том, что одно из первого, второго и третьего значений качества сигнала больше, чем предварительно определенный порог. Группа изобретений обеспечивает повышение точности обнаружения QRS. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к мониторингу ЭКГ, в частности, к устройству и способу для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ, собранных от контролируемого субъекта, и к системе мониторинга ЭКГ, использующей упомянутые устройство и способ.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время электрокардиограмма (ЭКГ) является одним из наиболее распространенных средств в клинической практике, поскольку дает способ измерения и диагностирования аномальных ритмов сердца и составляет основную часть многих клинических инструментов, например, кардиотахометра и монитора аритмии.

Типичная форма сигнала ЭКГ состоит из зубца P, означающего деполяризацию в предсердиях, комплекса QRS, означающего деполяризацию в желудочках, зубца T, означающего реполяризацию в желудочках, и в некоторых случаях возможного зубца U, означающего продление реполяризации. Доминирующая активность ЭКГ обычно имеет отношение к комплексу QRS в реальном времени, при использовании таких медицинских инструментов, как система мониторинга аритмии, система для съема ЭКГ во время физических упражнений с нагрузкой, кардиографы. Точное обнаружение комплекса QRS на ЭКГ важно для всех упомянутых клинических применений, например, в системе мониторинга аритмии, так как в результате неправильного обнаружения QRS можно получить значительные относительные числа ложно негативных и ложно позитивных заключений.

За последние несколько лет разработано много методов обнаружения комплекса QRS, включая методы анализа спектральной мощности, полосовой фильтрации, дифференцирования, сравнения с эталоном и методы, обусловленные признаками формы сигнала, работающие в режиме реального времени. Разнообразие и сложность выборок определяет сложность точного обнаружения QRS. Однако, обычные алгоритмы обнаружения в режиме реального времени все еще не очень удовлетворительны с точки зрения точности обнаружения.

По традиции, на практике, устройство, используемое для обнаружения QRS, обычно выбирает электродное отведение, которое содержит очевидные признаки комплекса, например, одно из стандартных отведений от конечностей, отведение II из стандартных двенадцати электродов, рекомендованных Американской ассоциацией здравоохранения (AHA). И в некоторых случаях можно использовать методы глобального обнаружения, например, перпендикулярные отведения II, aVF и V5 используют совместно для гарантирования надежности обнаружения.

Однако, в системах тестирования с физической нагрузкой, быстро возрастающая мышечная активность и механические силы, действующие на электродные отведения, обычно, приводят к чрезмерному мышечному шуму, который создает нераспознаваемую форму сигнала. Упомянутые неблагоприятные случайные искажения снижают точность обнаружения QRS.

Недостатки традиционных методов обнаружения QRS может ясно понять из фиг. 1, которая представляет случай с пациентом в системе тестирования с физической нагрузкой в госпитале Hoag, Newport Beach, CA. Высокочастотный, низкочастотный и сетевой шумы в данных ЭКГ отфильтрованы некоторым методом фильтрации при предварительной обработке. Сверху вниз, четыре формы сигналов на фиг. 1 представляют обнаружение пульсации с помощью методов глобального обнаружения, на основании выбранных отведений II, aVF и V5; обнаружение с использованием только отведения II; обнаружение с использованием только отведения aVF; и обнаружение с использованием только отведения V5, соответственно.

Как можно ясно видеть, даже при использовании методов глобального обнаружения, обнаружение QRS является не достаточно точным, и некоторые важные признаки формы сигнала могут теряться, например, расширенный комплекс QRS, подобный преждевременному сокращению желудочков (PVC), в отведениях II, aVF.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следовательно, вследствие недостатков традиционных методов обнаружения QRS существует потребность в обеспечении усовершенствованных способа и устройства для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ с повышенной точностью обнаружения, в частности, в системе тестирования с физической нагрузкой.

С приведенной целью, авторы настоящего изобретения провели большое число клинических исследований и экспериментов и нашли два новых способа для обнаружения комплекса QRS, которые повышают точность обнаружения в режиме реального времени комплекса QRS в данных ЭКГ субъекта.

В частности, вместо использования одного отведения, например, отведения II, или вместо использования отведений II, aVF и V5 в порядке глобального обнаружения в традиционном устройстве, один тип устройства, предлагаемого для обнаружения QRS, использует данные ЭКГ, собранные электродными отведениями II, V4 и V5, поскольку авторы настоящего изобретения обнаружили, что упомянутые три отведения не только являются наиболее подходящими для точного наблюдения желудочковой активности, но также являются дополняющими друг друга с точки зрения обнаружения пиковых значений; поэтому сочетание трех отведений повысит чувствительность обнаружения аномального комплекса QRS, в частности, для пациентов со случаями преждевременного сокращения желудочков (PVC), блокадой левой ножки пучка Гиса (LBBB), блокадой правой ножки пучка Гиса (RBBB) или другими случаями.

Поэтому, в соответствии с аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ, собранных от контролируемого субъекта, при этом упомянутое устройство содержит приемный блок, сконфигурированный с возможностью приема первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ, которые собираются, соответственно, электродными отведениями II, V4 и V5, прикрепленными к субъекту; блок обнаружения, сконфигурированный с возможностью оценки первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ, чтобы обнаруживать, проявляется ли или нет комплекс QRS в предварительно заданном временном окне в соответствующем наборе данных ЭКГ; и выходной блок, сконфигурированный с возможностью вывода сообщения, указывающего на появление комплекса QRS в предварительно заданном временном окне, если комплекс QRS был обнаружен в предварительно заданном временном окне в, по меньшей мере, двух из первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ.

Таким образом, появление комплекса QRS можно определять точнее, и повышенная точность, с которой определяют комплекс QRS, позволяет улучшить данные ЭКГ в сравнении с традиционным способом использования данных ЭКГ, собранные одним отведением II или отведениями II, aVF и V5 в порядке глобального обнаружения. Следовательно, окончательный отчет по ЭКГ, выводимый системой мониторинга ЭКГ для клинической диагноза, который соответствует результату обнаружения QRS посредством устройства по настоящему изобретению, будет более точным.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления, не только три отведения II, V4 и V5, применяемые для обнаружения QRS, отличаются от отведений, применяемых в традиционном методе глобального обнаружения, но также определение появления комплекса QRS в настоящем варианте осуществления основано на критерии большинства, что позволяет исключать ложное определение появления комплекса QRS в случае, если только одно из трех отведений обнаруживает комплекс QRS из-за аномальной ситуации, и позволяет исключать неправильное определение появления истинного комплекса QRS. Следовательно, это может дополнительно повышать точность обнаружения QRS.

Кроме того, в качестве другого типа устройства для обнаружения QRS, авторы настоящего изобретения обнаружили, что использование методов оценки качества сигналов для выбора наиболее подходящих отведений в качестве перспективных отведений может повысить точность обнаружения интеллектуальным образом.

Поэтому, в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для обнаружения появления комплекса QRS в данных ЭКГ, собранных от контролируемого субъекта, содержащее:

- приемный блок, сконфигурированный с возможностью приема с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ, которые собираются, соответственно, стандартными двенадцатью электродными отведениями, прикрепленными к субъекту;

- блок обнаружения, сконфигурированный с возможностью оценки с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ, чтобы обнаруживать, проявляется ли или нет комплекс QRS в предварительно заданном временном окне в соответствующем наборе данных ЭКГ;

- вычислительный блок, сконфигурированный с возможностью получения с первого по двенадцатое значений V качества сигнала, соответственно, для каждого из с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ посредством вычисления отношения стандартного отклонения N последовательных форм сигнала в соответствующем наборе данных ЭКГ к эталонному стандартному отклонению соответствующего набора данных ЭКГ или посредством вычисления отношения энергетического отношения сигнала (SNR) для N последовательных форм сигнала в соответствующем наборе данных ЭКГ к эталонному значению SNR соответствующего набора данных ЭКГ, при этом эталонное стандартное отклонение и эталонное значение SNR соответствующего набора данных ЭКГ предварительно определяются из, соответственно, с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ, которые собираются посредством, соответственно, стандартных двенадцати электродных отведений на стадии до физической нагрузки;

- блок сравнения, сконфигурированный с возможностью сравнения с первого по двенадцатое значений V качества сигнала и нахождения трех наборов данных ЭКГ, чьи значения V качества сигнала являются наименьшими среди с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ; и

- выходной блок, сконфигурированный с возможностью вывода сообщения, указывающего на появление комплекса QRS в предварительно заданном временном окне, если комплекс QRS был обнаружен в предварительно заданном временном окне в, по меньшей мере, двух из найденных трех наборов данных ЭКГ.

Как можно видеть из вышеизложенного, устройство второго типа отличается от устройства первого типа тем, что три электродных отведения выбраны не фиксировано, а выбираются соответственно значениям качества сигналов данных ЭКГ, собираемых отведениями. С теоретической точки зрения, характеристики устройства второго типа выше характеристик устройства первого типа благодаря признаку адаптивности. Однако, с точки зрения сложности при практическом применении, первый тип идентификатора является более подходящим, с учетом компромиссного отношения между точностью обнаружения и требованиями к сложности.

Аналогично, в настоящем варианте осуществления, не только три отведения, применяемые для обнаружения QRS, выбираются соответственно качеству сигнала и отличаются от отведений, применяемых в традиционном методе глобального обнаружения, но также определение появления комплекса QRS в настоящем варианте осуществления основано на критерии большинства, что позволяет исключать неправильное определение появления комплекса QRS в случае, если только одно из трех отведений обнаруживает комплекс QRS из-за аномальной ситуации, и позволяет исключать неправильное определение появления истинного комплекса QRS. Следовательно, это может дополнительно повышать точность обнаружения QRS.

Характеристики двух устройств в соответствии с настоящим изобретением были проверены клиническим испытанием на волонтерах и пациентах в госпитале Hoag, Newport Beach, CA. Суммарная частота появления ошибок 0,19 процентов получена из анализа приблизительно 28960 пульсаций, и чувствительность устройств в соответствии с настоящим изобретением при обнаружении QRS составляет 99,81 процентов.

Кроме того, в обоих предложенных устройствах, кроме цели интеллектуального выбора, использованной во втором решении, можно также использовать метод оценки качества сигнала для инициирования предупреждающего сообщения, которое является хорошим указателем для клиницистов на то, что неприемлемое качество сигнала собранных данных ЭКГ требует внимания или вмешательства.

Таким образом, клинический персонал может своевременно извещаться о том, что собраны неудовлетворительные данные ЭКГ, и тогда персонал может своевременно проверить, вызвано ли это потерей контакта между отведениями и субъектом или другими причинами.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения дополнительно предлагается система мониторинга ЭКГ, которая содержит: блок сбора сигналов ЭКГ, сконфигурированный с возможностью сбора и предварительной обработки исходных данных ЭКГ из стандартных двенадцати электродных отведений, прикрепленных к субъекту; блок обработки сигналов ЭКГ, сконфигурированный с возможностью обработки предварительно обработанных данных из блока сбора сигналов ЭКГ, чтобы получать отчет по ЭКГ, содержащий информацию о комплексах QRS и информацию о других признаках ЭКГ, при этом блок обработки сигналов ЭКГ содержит любое из устройств вышеупомянутых двух типов для обнаружения появления комплекса QRS в данных ЭКГ, собранных от контролируемого субъекта; выходной блок, сконфигурированный с возможностью вывода отчета по ЭКГ посредством отображения или печати отчета по ЭКГ; и блок памяти, сконфигурированный с возможностью сохранения предварительно обработанных данных из блока сбора сигналов ЭКГ и отчета по ЭКГ.

Как упоминалось выше, поскольку появление комплекса QRS можно определять точнее, и, соответственно, повышенная точность обнаружения комплекса QRS позволяет повышать качество данных ЭКГ в сравнении с традиционным способом использования данных ЭКГ, собранных одним отведением II alone или отведениями II, aVF и V5 в порядке глобального обнаружения, то окончательный отчет по ЭКГ, выводимый системой мониторинга ЭКГ для клинической диагноза, который создается в соответствии с результатом обнаружения QRS посредством устройства по настоящему изобретению, будет более точным в сравнении с отчетом по ЭКГ, выводимым системой мониторинга ЭКГ, использующей традиционное устройство для обнаружения QRS.

Различные аспекты и признаки изобретения дополнительно подробно описаны в дальнейшем. Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из последующего пояснения со ссылкой на нижеописанный(ые) вариант(ы) осуществления.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение подробно описано и поясняется ниже в сочетании с вариантами осуществления и со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг. 1 – случай пациента в системе тестирования с физической нагрузкой, проводимый в госпитале Hoag, Newport Beach, CA;

Фиг. 2 – блок-схема системы мониторинга ЭКГ;

Фиг. 3 – подробная конфигурация блока обработки сигналов ЭКГ, входящего в систему мониторинга ЭКГ, показанную на фиг. 2;

Фиг. 4 - блок-схема устройства для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 – блок-схема последовательности операций способа для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с настоящим вариантом осуществления;

Фиг. 6 - блок-схема устройства для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - блок-схема последовательности операций способа для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с настоящим вариантом осуществления; и

Фиг. 8-9 – демонстрация улучшения характеристик, когда устройство в соответствии с настоящим изобретением используется в системе мониторинга ЭКГ.

Одинаковые позиции на фигурах указывают на сходные или соответствующие признаки и/или функции.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на конкретные варианты осуществления и со ссылкой на некоторые чертежи, но изобретение не ограничено упомянутыми вариантами осуществления, а ограничено только формулой изобретения. Описанные чертежи являются только схематическими и не ограничивающими. На чертежах, размер некоторых элементов может быть преувеличен и вычерчен не в масштабе с целью иллюстрации.

Фиг. 2 представляет блок-схему системы 20 мониторинга ЭКГ, которая включает в себя блок 21 сбора сигналов ЭКГ, блок 22 обработки сигнала ЭКГ и выходной блок 23.

Как показано на фиг. 2, множество электродных отведений, например, 12 отведений, рекомендованных Американской ассоциацией здравоохранения (AHA), одновременно применяют и прикрепляют к субъекту, например, пациенту, для сбора электрической активности сердца через поверхность кожи. Блок 21 сбора сигналов ЭКГ обычно выполняет предварительную обработку, например, усиление и оцифровывание, электрических сигналов, собранных с тела с помощью электродных отведений.

Система 20 может дополнительно содержать блок 24 памяти, и предварительно обработанные данные ЭКГ из блока 21 сбора сигналов ЭКГ могут в цифровой форме сохраняться в блоке 24 памяти, а также выводиться в блок 22 обработки сигналов ЭКГ, где предварительно обработанный сигнал ЭКГ может обрабатываться путем соответствующей фильтрации, идентификации доминирующей активности, анализа и измерений признаков, чтобы формировать комплекс QRS и другую информацию о признаках ЭКГ, которые будут в заключение отображаться или распечатываться в автоматическом отчете о ритмах ЭКГ посредством выходного блока 23.

Фиг. 3 изображает подробную конфигурацию блока 22 обработки сигналов ЭКГ, содержащегося в системе 20 мониторинга ЭКГ, показанной на фиг. 2.

Как показано на фиг. 3, в дополнение к устройству 224 для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ, собираемых от контролируемого субъекта, и блоку 225 вывода для получения другой информации о признаках ЭКГ, блок 22 обработки сигналов ЭКГ может дополнительно содержать несколько блоков для подавления шума предварительно обработанных данных ЭКГ до того, как данные вводят в устройство 224 и блок 225 вывода.

Причина, как может быть ясно специалисту в данной области техники, состоит в том, что биологические сигналы могут включать в себя значительное количество шумов, что обычно приводит к качеству сигнала, сниженному или даже недопустимому для анализа пульсации, классификации и клинического диагноза, в частности, во время эргометрического теста, например, физического упражнения на бегущей дорожке и теста на велосипедном эргометре. Артефакты в ЭКГ имеют характеристики разных видов, например, низкочастотный шум и высокочастотный шум. С другой точки зрения, искажения можно классифицировать на искажения с фиксированными частотными характеристиками и искажения со случайными характеристиками.

Соответственно, для подавления упомянутых шумов, блок 22 обработки сигналов ЭКГ может дополнительно содержать блок 221 анализа частоты сети питания, блок 222 полосовой фильтрации, сконфигурированный с возможностью фильтрации низкочастотных и высокочастотных шумов в данных ЭКГ, и блок 223 фильтрации переменного тока, сконфигурированный с возможностью фильтрации влияния помех сети питания в соответствии с результатом идентификации блока 221 анализа частоты сети питания.

Как известно в данной области техники, хотя помехи сети питания обычно классифицируются как искажение с фиксированной частотой 50/60 Гц, условия окружающей среды могут нарушать установившийся режим или даже вызывать образование составляющих гармоник. Поэтому, блок 221 анализа частоты сети питания используется для идентификации составляющей основной частоты и существования соответствующих составляющих гармоник для блока 223 фильтрации переменного тока, чтобы ослаблять отрицательное влияние помех сети питания. Блок 222 полосовой фильтрации обеспечивает традиционное средство для подавления низкочастотных и высокочастотных шумов. В соответствии с разными эксплуатационными требованиями, можно рассматривать рекомендуемую полосу частот, которая содержит значимую информацию сигнала ЭКГ, например, диапазон от 0,05 Гц до 150 Гц для подростков, и для пациентов педиатра требуется полоса частот до 250 Гц. После того, как сигнал ЭКГ проходит этапы полосовой фильтрации и фильтрации переменного тока, его отношение сигнала к шуму повышается, что определенно повышает общую чувствительность устройства 224 для обнаружения QRS и характеристики блока 225 вывода для получения другой информации о признаках ЭКГ.

В последующем, предложены и подробно поясняются в связи с чертежами два типа устройств 224 в соответствии с настоящим изобретением, которые повышают точность обнаружения комплекса QRS в данных ЭКГ.

Фиг. 4 является блок-схемой устройства 224 для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В последующем, устройство 224 подробно описано в связи с фиг. 5, которая представляет блок-схему последовательности операций способа 50, выполняемого устройством 224 в соответствии с настоящим изобретением.

Как можно видеть из фиг. 4, устройство 224 по настоящему варианту осуществления содержит приемный блок 41, блок 42 обнаружения и выходной блок 43.

Во-первых, из 12 наборов данных ЭКГ, собранных, соответственно, стандартными двенадцатью электродными отведениями, прикрепленными к субъекту, приемный блок 41 устройства 224 по настоящему варианту осуществления принимает три набора данных ЭКГ, которые собираются, соответственно, электродными отведениями II, V4 и V5 (этап 51 блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 5).

Например, приемный блок 41 принимает первый набор данных ЭКГ, который собирается электродным отведением II, второй набор данных ЭКГ, собираемых электродным отведением V4, и, дополнительно, третий набор данных ЭКГ, собираемых электродным отведением V5. Как показано на фиг. 3, в варианте осуществления, фильтрованные данные ЭКГ из блока 223 фильтрации переменного тока можно использовать как входные данные устройства 224, чтобы точность обнаружения комплекса QRS можно было повысить в сравнении со случаем, в котором используют исходные данные ЭКГ.

Затем, блок 42 обнаружения оценивает первый, второй и третий наборы ЭКГ, чтобы обнаруживать, проявляется ли или нет комплекс QRS в предварительно заданном временном окне в соответствующем наборе данных ЭКГ (этап 52 на фиг. 5). В варианте осуществления предварительно заданное временное окно может быть выбрано, например, 80 мс и может регулироваться в соответствии с конкретными обстоятельствами субъекта.

Более подробно, блок 42 обнаружения может использовать детектор QRS для обнаружения фильтрованных данных из каждого из трех отведений, после чего предварительно заданное временное окно можно применить для обработки обнаруженного комплекса QRS. Если в предварительно заданное временное окно попадают, по меньшей мере, два отведения, которые успешно обнаружили комплекс QRS, то выходной блок 43 устройства может выдать сообщение, указывающее на появление комплекса QRS в предварительно заданном временном окне (этап 53 на фиг. 5).

Таким образом, устройство 224 может подтверждать надежность обнаруженных пульсаций QRS и может дополнительно определять местоположение импульса, соответственно.

В данном варианте осуществления, в отличие от традиционного способа обнаружения QRS, отведения II, V4 и V5 от конечностей и груди выбраны в качестве перспективных отведений для динамической идентификации пульсаций; упомянутые три отведения являются не только более подходящими для точного наблюдения желудочковой активности, но также являются дополняющими друг друга с точки зрения обнаружения пиковых значений, поэтому сочетание трех отведений повысит чувствительность обнаружения аномального комплекса QRS, в частности, для пациентов со случаями преждевременного сокращения желудочков (PVC), блокадой левой ножки пучка Гиса (LBBB), блокадой правой ножки пучка Гиса (RBBB) или другими случаями.

Кроме того, в настоящем изобретении, не только три отведения, применяемые для обнаружения QRS, отличаются от отведений, применяемых в традиционном методе глобального обнаружения, но также определение появления комплекса QRS основано на критерии большинства, что позволяет исключать ложное определение появления комплекса QRS в случае, если только одно из трех отведений обнаруживает комплекс QRS из-за аномальной ситуации. Следовательно, можно дополнительно повысить точность обнаружения QRS.

Как показано на фиг. 4, при желании, устройство 224 может дополнительно содержать вычислительный блок 44, сконфигурированный с возможностью получения первого, второго и третьего значений V качества сигнала, соответственно, для каждого из первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ.

Данные, фильтрованные от переменного тока, и информация о местоположении обнаруженного комплекса QRS параллельно подаются в вычислительный блок 44, который выполняет статистическую оценку качества сигнала.

В частности, в одном варианте осуществления вычислительный блок 44 может сначала вычислить стандартное отклонение N последовательных форм сигнала в соответствующем наборе данных ЭКГ. Аналогичным образом, эталонное стандартное отклонение соответствующего набора данных ЭКГ можно предварительно определить из, соответственно, первого, второго и третьего наборов данных ЭКГ, которые собираются, соответственно, электродными отведениями II, V4 и V5 на стадии до физической нагрузки, например, стадии, во время которой субъект находится в состоянии отдыха, так что эталонное стандартное отклонение может представлять нормальное состояние данных ЭКГ, собираемых каждым отведением, и может служить основой для определения флуктуации данных ЭКГ, собираемых во время реального тестирования в нормальном состоянии.

С использованием упомянутого стандартного отклонения и эталонного стандартного отклонения соответствующих наборов данных ЭКГ, значение качества сигнала для каждого набора можно вывести вычислением отношения стандартного отклонения N последовательных форм сигнала в соответствующих наборах данных ЭКГ к эталонному стандартному отклонению соответствующих наборов данных ЭКГ (этап 54 на фиг. 5).

Как несложно понять специалисту в данной области техники, хотя стандартное отклонение собранных данных ЭКГ можно использовать для вычисления значения качества их сигнала, подход не ограничен стандартным отклонением. Например, для получения значения качества сигнала можно также воспользоваться дисперсией собранных данных ЭКГ.

Кроме того, другой пример оценки качества сигнала можно реализовать с использованием анализа спектра ЭКГ, так как стандартный сигнал ЭКГ для клинического применения обычно имеет ширину полосы в диапазоне от 0,05 до 100 Гц, и энергия комплекса QRS находится в диапазоне от 5 до 40 Гц. Поэтому, энергетическое отношение сигнала (SNR) можно вычислить следующим образом:

.

И, аналогично, эталонное значение SNR можно определить с помощью средней дисперсии на стадии до физической нагрузки или в режиме обучения. И наконец, с использованием полученного значения SNR и эталонного значения SNR, можно определить отношение значений SNR, соответственно:

.

Устройство 224 может дополнительно содержать блок 45 интерфейса, который будет выводить предупреждающее сообщение, когда одно из первого, второго и третьего значений V качества сигналов оказывается больше, чем предварительно определенный порог (этап 55 на фиг. 5).

Таким образом, клинический персонал может своевременно извещаться о том, что собраны неудовлетворительные данные ЭКГ, и тогда персонал может своевременно проверить, вызвано ли это потерей контакта между отведениями и субъектом или другими причинами.

Фиг. 6 является блок-схемой устройства 224 для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

В последующем, устройство 224 подробно описано в связи с фиг. 7, которая представляет блок-схему последовательности операций способа 70 для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Как можно видеть из фиг. 6, устройство 224 для определения появления комплекса QRS в данных ЭКГ в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит приемный блок 61, блок 22 обнаружения, вычислительный блок 63, блок 64 сравнения и выходной блок 65.

Во-первых, приемный блок 61 принимает с первого двенадцатый наборы данных ЭКГ, которые собираются, соответственно, стандартными двенадцатью электродными отведениями (этап 71 на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 7).

Затем, подобно этапу 52 на фиг. 5, блок 62 обнаружения оценивает с первого по двенадцатый наборы данных ЭКГ, чтобы обнаруживать, проявляется ли или нет комплекс QRS в предварительно заданном временном окне в соответствующих наборах данных ЭКГ (этап 72 на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 7).

Затем, вычислительный блок 63 получает с первого по двенадцатое значения V качества сигнала, соответственно, для каждого из с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ (этап 73 на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 7). Поскольку этап получения значений качества сигнала подобен получению, описанному в связи с этапом 54 на фиг. 5, то его подробное описание не приводится здесь для краткости.

После того, как с первого по двенадцатое значения качества сигнала выведены, блок 64 сравнения сравнивает с первого по двенадцатое значения V качества сигнала друг с другом и находит три набора данных ЭКГ, чьи значения V качества сигнала являются наименьшими среди с первого по двенадцатый наборов данных ЭКГ (этап 74 на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 7).

Другими словами, в зависимости от значений отношений выбираются три отведения, имеющие наименьшие отношения, в качестве перспективных отведений для обнаружения QRS. Аналогичным образом, если комплекс QRS обнаружен в предварительно заданном временном окне в, по меньшей мере, двух из найденных трех наборов данных ЭКГ, то выходной блок 65 выведет сообщение, указывающее на появление комплекса QRS в предварительно заданном временном окне (этап 75 на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 7), так что устройство 224 подтверждает надежность обнаруженных пульсаций и, после этого, может дополнительно определять местонахождение пульсации, соответственно.

Другими словами, устройство 224, показанное на фиг. 6, отличается от устройства, показанного на фиг. 4, тем, что электродные отведения, подлежащие использованию для обнаружения QRS, выбраны не фиксировано, а выбираются соответственно значениям качества сигналов данных ЭКГ, собираемых отведениями. С теоретической точки зрения, характеристики устройства 224 данного типа выше, чем характеристики устройства первого типа благодаря признаку адаптивности. Однако, с точки зрения сложности при практическом применении, первый тип идентификатора является более подходящим, поскольку он намного проще алгоритмически.

Аналогичным образом, устройство 224, показанное на фиг. 6, может дополнительно содержать в виде дополнительного компонента блок 66 интерфейса, который сконфигурирован с возможностью вывода предупреждающего сообщения, когда одно из с первого по двенадцатое значений V качества сигнала больше, чем предварительно определенный порог (этап 76 на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 7).

Таким образом, клинический персонал может своевременно извещаться о том, что собраны неудовлетворительные данные ЭКГ, и тогда персонал может своевременно проверить, вызвано ли это потерей контакта между отведениями и субъектом или другими причинами.

Фиг. 8 и 9 показывают улучшение характеристик вследствие настоящего изобретения, например, когда выбраны отведения II, V4 и V5 в качестве отведений для обнаружения комплекса QRS, что подтверждается клиническими испытаниями на волонтерах и пациентах в госпитале Hoag Hospital, Newport Beach, CA.

На фиг. 8 и 9 показаны, сверху вниз, усовершенствованное обнаружение пульсаций на основании выбранных отведений II, V4 и V5; обнаружение зубца R только в отведении II; обнаружение зубца R только в отведении V4; и обнаружение зубца R только в отведении V5.

Из фиг. 8 и 9 можно ясно видеть, что, при использовании устройства по изобретению, можно исключить ложно обнаруженную пульсацию в отведении II (фиг. 8) и, в то же время, можно обнаружить потерянную настоящую пульсацию (фиг. 8 и 9). В сравнении с традиционным способом использования отведений II, aVF и V5 в качестве фиксированных отведений для обнаружения пульсации QRS, можно обнаружить пропущенную пульсацию, подобную преждевременному сокращению желудочков (PVC), когда применяют идентификатор с зависимостью от качества сигнала в соответствии с настоящим изобретением (смотри фиг. 1 и фиг. 9).

Таблица 1 дополнительно поясняет оценку устройства в соответствии с изобретением с помощью клинических данных, собранных в госпитале Hoag. Отсчеты сигнала ЭКГ брались с частотой 1000 отсчетов в секунду и с разрешающей способностью по амплитуде 5 мкВ на наименьший значащий бит. Субъекты были в возрасте от 24 до 82 лет. Тесты охватывали 4 стадии физической нагрузки и стадии восстановления, при этом длительность изменялась от 312 до 1091 минут в зависимости от состояний субъектов. При визуальном анализе всего 28960 пульсаций, полученная ошибка обнаружения составляет 0,19 процентов, и чувствительность идентификатора пульсаций по изобретению равна 99,81 процентов.

Таблица 1
Проверка на субъекта: данные на 23 пациентов из госпиталя Hoag
Идентификатор пациента Сумма пульсаций Ложные и пропущенные пульсации Отношение (ложные и пропущенные пульсации/сумма пульсаций) Отношение (истинные пульсации/сумма пульсаций)
HH_01 952 3 0,32% 99,68%
HH_02 1381 5 0,36% 99,64%
HH_03 556 0 0% 100%
HH_04 783 2 0,26% 99,74%
HH_05 703 0 0% 100%
HH_06 1164 0 0% 100%
HH_07 1635 2 0,12% 99,88%
HH_08 1244 13 1,05% 98,95%
HH_09 1447 0 0% 100%
HH_10 881 1 0,11% 99,89%
HH_11 1612 0 0% 100%
HH_12 1184 1 0,08% 99,92%
HH_13 1696 0 0% 100%
HH_14 709 0 0% 100%
HH_15 1577 0 0% 100%
HH_P01 554 12 2,17% 97,83%
HH_P02 1655 5 0,3% 99,7%
HH_P03 1465 3 0,2% 99,8%
HH_P04 2273 0 0% 100%
HH_P05 905 4 0,44% 99,56%
HH_P06 1795 5 0,28% 99,72%
HH_P07 1502 0 0% 100%
HH_P08 1287 0 0% 100%
В сумме 28960 56
Среднее 0,19% 99,81%

Как широко известно в данной области техники, хотя настоящее изобретение относится к повышению точности обнаружения для доминирующей электрической активности, т.е., комплекса QRS, на электрокардиограммах («ЭКГ»), в частности, в системе тестирования с физической нагрузкой, включая системы физической нагрузки на беговой дорожке и физической нагрузки на велоэргометре, настоящее изобретение можно также применять в медицинских системах, выполняющих анализ ЭКГ, анализ записи холтеровского мониторирования и мониторинг пациента в режиме реального времени.

Следует отметить, что этапы способов, представленных в настоящем изобретении нельзя рассматривать в смысле ограничения, так как возможны также другие этапы. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что различные аспекты заявленного изобретения можно применить в других примерах, которые отличаются от приведенных конкретных подробных примеров.

Кроме того, как можно легко понять специалисту в данной области техники, в формуле изобретения в пункте на устройство, перечисляющем несколько средств, несколько из упомянутых средств могут быть осуществлены посредством одного и того же элемента аппаратного обеспечения. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков в подходящем случае.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления поясняют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут спроектировать альтернативные варианты осуществления, не выходящие за пределы объема охраны прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, позиции в скобках нельзя истолковывать в смысле ограничения пункта формулы изобретения. Формулировка «содержащий» не исключает присутствия элементов или этапов, не перечисленных в пункте формулы изобретения или в описании. Упоминание элемента в единственном числе в не исключает присутствия множества данных элементов. В формуле изобретения в пунктах на систему, перечисляющих несколько блоков, несколько из упомянутых блоков могут быть осуществлены посредством одного и того же элемента программного обеспечения и/или аппаратного обеспечения. Применение определений первый, второй и третий и т.п. не указывает на какой-либо порядок. Данные определения следует интерпретировать как названия.


УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА QRS В ДАННЫХ ЭКГ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 1,727 items.
27.08.2016
№216.015.4ff4

Крышка для кухонного комбайна

Настоящая заявка относится к крышке (3) для кухонного комбайна (1). Крышка закрепляется с возможностью съема на емкости (2) для закрытия узла (4) насадки для обработки пищевого продукта, который приводится в действие приводным узлом (5). Крышка (3) имеет опору (28) для приводного узла для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595988
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4ffd

Система и способ регулировки максимального выходного управляющего напряжения твердотельного осветительного устройства

Изобретение относится к управлению твердотельными осветительными устройствами. Техническим результатом является управление твердотельным осветительным устройством, при котором выход максимального напряжения устройства управления может быть изменен в ответ на опорный ток и заранее заданный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595783
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5003

Передача сигналов и электропитания

Изобретение относится к передаче сигнала и электропитания для источника рентгеновского излучения. Технический результат - улучшение передачи сигнала и электропитания с повышенными эксплуатационными возможностями. Интегральная компоновка для передачи сигнала и электропитания содержит плату...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595776
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5018

Аппарат для обнаружения, содержащий два сцинтиллятора для обнаружения рентгеновского излучения

Изобретение относится к устройству для обнаружения рентгеновского излучения. Аппарат для обнаружения излучения содержит принимающий излучение блок, включающий в себя: первый сцинтиллятор для генерации первого света сцинтилляции в зависимости от излучения, где первый свет сцинтилляции имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595796
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.501b

Аннотатор сосудов

Изобретение относится к аннотированию медицинского изображения. Способ включает следующие этапы: a) отображение трубчатой структуры; b) отображение графического представления сегментированного участка трубчатой структуры; причем графическое представление содержит линию индикатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595805
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.502e

Мр-сегментирование с использованием радионуклидных эмиссионных данных в смешанном радионуклидном/мр формировании изображения

Изобретение относится к области комбинированных медицинских систем формирования изображения ПЭТ/МР. При формировании магнитно-резонансной (МР) карты ослабления МР-изображение сегментируется для идентификации контура тела пациента, структур мягкой ткани и неопределенных структур, содержащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595808
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.503c

Приводная муфта для высокооборотной щетки

Узел (50) приводной муфты для высокооборотной вращающейся щетки, содержащий: головку (100) муфты, имеющую ось ( ) вращения и содержащую три приводных поверхности (106), расположенные симметрично относительно оси вращения и разнесенные на 120 градусов, и соединительный элемент (200), имеющий ось...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595980
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5064

Процессор аудиосигналов для обработки кодированных многоканальных аудиосигналов и способ для этого

Изобретение относится к области одновременного воспроизведения многоканальных сигналов. Техническим результатом является обеспечение улучшенной обработки, снижение сложности и/или уменьшение вычислительной нагрузки, повышение качества звука, повышение производительности. Процессор аудиосигналов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595910
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.506e

Компоновка схемы для управления блоком сид и способ его эксплуатации

Изобретение относится к области освещения и, в частности, к компоновке схемы для управления яркостью, по меньшей мере, одного блока СИД. Техническим результатом является обеспечение компоновки схемы для улучшенного управления яркостью, по меньшей мере, одного СИД, для обеспечения выходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595774
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5092

Аудиосистема и способ для нее

Изобретение относится к аудиосистемам. Технический результат заключается в обеспечении возможности улучшения пространственного восприятия воспроизводимого аудиосистемой аудиосигнала, расширении арсенала доступных аудиоэффектов. Аудиосистема содержит приемник, который принимает входной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595912
Дата охранного документа: 27.08.2016
Showing 1-8 of 8 items.
09.11.2018
№218.016.9be3

Способ и устройство для управления нагревом пищевых ингредиентов

Изобретение относится к способу (100) и устройству для управления нагревом пищевых ингредиентов. Способ содержит этап (110) измерения спектра поглощения энергии пищевыми ингредиентами в заданном диапазоне радиочастот. Способ также содержит этап (120) идентификации, в упомянутом заданном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671853
Дата охранного документа: 07.11.2018
05.12.2018
№218.016.a33b

Кухонный прибор и способ

Раскрыт кухонный прибор (100), содержащий отделение (110) для приема муки, причем упомянутое отделение содержит датчик (120) для выдачи показания датчика, указывающего на диэлектрическое свойство упомянутой муки или продукта, содержащего упомянутую муку. Кухонный прибор дополнительно содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673854
Дата охранного документа: 30.11.2018
16.01.2019
№219.016.b068

Устройство и способ для устранения артефактов движения при проведении экг

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для сокращения артефактов движения в ЭКГ сигнале пациента содержит вычислительный блок, сконфигурированный для вычисления среднего значения сердечного ритма из ЭКГ сигнала. Первый приемный блок сконфигурирован для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677007
Дата охранного документа: 14.01.2019
21.04.2019
№219.017.362a

Система и способ для уменьшения артефактов движения в экг-сигналах

Группа изобретений относится к медицине, а именно к диагностике сердечно-сосудистой системы. Выполняют захват текущего импульса с использованием блока сбора данных из непрерывно измеряемого ЭКГ-сигнала пациента. Вычислят коэффициент корреляции с использованием первого вычислительного блока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685352
Дата охранного документа: 18.04.2019
10.07.2019
№219.017.a946

Способ и аппарат для определения информации о размере пищевых ингредиентов

Изобретение относится к способу и аппарату для определения информации о размере пищевых ингредиентов. Способ содержит этап приложения (110) к пищевым ингредиентам электрического поля, имеющего заданную радиочастоту, причем это электрическое поле генерируют посредством источника, расположенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693933
Дата охранного документа: 08.07.2019
09.08.2019
№219.017.bd2c

Способ и прибор для управления процессом тепловой обработки пищи

Способ включает испускание множества радиочастотных сигналов одинаковой частоты в пищу во время нагревания в разные моменты времени и прием отраженных от пищи и прошедших через пищу радиочастотных сигналов. На основании сравнения фаз или амплитуд испускаемых и принимаемых радиочастотных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696537
Дата охранного документа: 02.08.2019
29.11.2019
№219.017.e771

Устройство для приготовления пищи и способ

Изобретение относится к кухонным электроприборам для приготовления пищевых продуктов. Предложено устройство (100) для приготовления пищи, содержащее отделение (101) для приготовления пищи, диэлектрический датчик (120) в отделении (101) для приготовления пищи, устройство (130) хранения данных,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707323
Дата охранного документа: 26.11.2019
18.04.2020
№220.018.15e0

Способ и аппарат для управления процессом приготовления пищевого продукта

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ определения параметров приготовления пищевого продукта, согласно которому: получают тип пищевого продукта; вводят исходный вес пищевого продукта; выбирают заранее подготовленную модель прогнозирования соотношения между изменением веса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719032
Дата охранного документа: 16.04.2020
+ добавить свой РИД