CN102073451B - 呈现心电图数据的方法 - Google Patents

Abstract

本申请发明名称为“呈现心电图数据的方法”。一种在组成环中呈现生理数据的系统和方法。该方法包括接收生理数据的多个导出。形态特征从多个导出提取。通过呈现与每个形态特征关联的组成环，用图表示形态特征。该系统包括配置成收集生理数据的至少两个传感器。处理器配置成提取形态特征的幅度。图形用户界面配置成以图形方式在多个组成环中显示形态特征。

Description

呈现心电图数据的方法

技术领域

本公开涉及心电图学领域。更具体来说，本公开涉及呈现ECG组成数据(ECG component data)的方法。

背景技术

心电图(ECG)是用于评估患者的心脏健康的主要生理测量。ECG采用引起心肌的循环收缩和舒张的规律性模式来测量通过心脏所传播的电脉冲。

这种电传播通过放置于患者的多个电极来测量。根据放置于患者的电极的数量，这些电信号可在沿特别指定的方向从患者心脏伸出的大量导出(lead)或矢量(vector)来测量。ECG的最常见布置测量心脏数据的6个导出或12个导出。

通常，通过将ECG数据分为指示心脏的特定解剖位置的去极化和复极化的各种特征来分析ECG导出。存在两种标准类型的分析，它们相对于这些形态特征(P波、QRS波、ST段、T波和U波)来执行。可分析心搏中的特征之间或者连续心搏的相同特征之间的定时(timing)。作为替代或额外地，可分析这些特征的每个的幅值和形状(形态)。

ECG数据的显示和解释的一个难点在于，随着ECG数据的更多导出添加到分析中，因而提供患者心脏状况的更详细分析，必须显示不断增加的更多数据。因此，希望研制用于有效呈现ECG数据、特别是与基于时间或时长的ECG分析相比对于临床医生进行解释往往不太直观的ECG形态数据的新方法。

发明内容

一种呈现心电图数据的方法包括接收ECG数据的多个导出，多个导出取自通过患者的至少一个平面。形态特征从多个导出的每个提取。形成所提取的形态特征的每个的组成环。组成环表示通过患者的至少一个平面。其相应环中的每个导出的每个形态特征的相对幅度和时长用图表示。

本文中还公开一种包括计算机可读代码的计算机可读介质，计算机可读代码在由处理器运行时从多个心电图导出的每个提取形态特征。处理器形成所提取的形态特征的每个的空间环。处理器在空间环的区域中指示每个导出中的所提取形态特征的幅度。

附图说明

附图示出当前预期的实现本发明的最佳模式。附图包括：

图1示出示范前额(frontal)和心前(precordial)ECG组成环(component ring)；

图2示出前额的ECG组成环中呈现的ECG数据的一个更详细实施例；

图3示出心前ECG组成环中呈现的ECG数据的一个备选实施例；

图4示出连续ECG比较的一个实施例；

图5是用于呈现生理数据的系统的系统图。

具体实施方式

图1示出所生成的通过患者身体的两个不同平面的ECG组成环的示范实施例。前额ECG组成环10和心前ECG组成环12。前额和心前ECG组成环10、12各包括四个组成环：T波组成环14、ST段组成环16、QRS波组成环18和P波组成环20。图1中，不同的组成环(14-21)还通过使用颜色或阴影化来相互区分。

前额ECG组成环10还包括六个主要前额ECG导出的每个的相对方向的指示。这些前额导出包括导出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、AVF、AVL和AVR。要注意，导出AVR在前额ECG组成环10中表示为-AVR，例如以便将导出表示合并成单个半球的前额ECG组成环10。

类似地，心前ECG组成环12示范地包括通常与心前ECG测量关联的10个导出的指示。这些导出包括心前导出V1-V9以及右心前导出V4R，但本公开并限于此。

虽然图1示出前额ECG组成环10和心前ECG组成环12，但是要注意，通过患者的其它平面可采用组成环来表示，这些附加平面可包括但不限于矢状(saggital)平面ECG组成环。还要注意，虽然前额ECG组成环10和心前ECG组成环12用4个或5个特征化的组成环来示出，但是表示可采用更多或更少组成环来进行，取决于实施例。在一个非限制性备选实施例中，前额ECG组成环10、心前ECG组成环12可以仅包括三个组成环，例如T波组成环14、ST段组成环16和QRS波组成环18。备选地，实施例可使用5个组成环，其中除了P波组成环20之外还包括U波组成环(未示出)。

图1中表示的前额ECG组成环10和心前ECG组成环12可类似地通过由计算机处理器操作的图形显示器来呈现。前额ECG组成环10和心前ECG组成环12的呈现可通过处理器的操作来实现，例如以便适当地控制由图形显示器进行的呈现。备选地，如本文所公开，所呈现的ECG组成环还可形成图形用户界面(GUI)，它不仅提供ECG组成数据的增强呈现，并且还便于临床医生导航至可能与临床医生进行确定或诊断相干的附加ECG数据。

图2示出前额ECG组成环10的一个实施例。前额ECG组成环10的这个实施例仅包括三个组成环，即，T波组成环14、ST段组成环16和QRS波组成环18。应当注意，前额ECG组成环10在图2中示为堆叠的多个空间组成环。但是，应当注意，在备选实施例中，个体组成环可分离并且作为可按照各种空间关系排列的独立环或圆环来呈现。在这些实施例中的一些实施例中，组成环或圆环的相对大小可以相同，并且与其相关的特定形态特征通过颜色或标签来表示，而在其它实施例中，大小的差异可用于表示所呈现的不同形态特征成分。

图2的前额ECG组成环10示出6个前额导出的每个中的形态特征的幅值的显示的一个实施例。每个组成环14-18具体表现为一个空间。该空间由内缘22和外缘24来限定。如果组成环为圆形、如QRS波组成环18，则组成环将具有圆中心点23而不是内缘22。要注意，在组成环的重叠或成圈状的实施例中，内部组成环的外缘24可与向外下一个组成环的内缘22相同。每个组成环的内缘22表示每个形态特征的幅值的零或其它基线值。

在图2的前额ECG组成环10中，示出与内缘22有关的多个矢量。多个矢量指示每个前额ECG导出中的T波、ST段和QRS波形态特征的每个的幅度的绝对值。从内缘22延伸的矢量的长度以图形方式示出这个形态特征幅度绝对值。每个形态特征幅值的极性可通过各种方式来表示。图2的前额ECG组成环10表示指示该极性的两种不同的方式，并且它们可在实施例中单独或结合使用。前额ECG组成环10使用颜色/阴影化来指示极性，其中实线箭头为正，而空心箭头为负。前额ECG组成环10还使用从每个内缘22延伸的矢量的方向来指示形态特征极性。

因此，参照导出Ⅱ，箭头26是向外延伸的长实线箭头，它指示导出2中的QRS波的大的正幅值。这将与导出Ⅱ中的箭头28进行比较，箭头28表示T波形态特征的幅值。箭头28由轮廓表示，并且它指向内部。箭头28的空心阴影化和朝内的方向指示导出2中的T波形态特征的幅值的负极性。

前额ECG组成环10的组成环(14-18)可以是固定或者是动态定标的。在固定定标(scaling)中，每个组成环(14-18)的大小保持为相同大小。环(14-18)本身彼此相比可具有不同大小，但这些大小在形态特征幅度数据的整个呈现中保持不变。组成环(14-18)的固定大小可通过设置组成环(14-18)的大小的预先编程装置或规定标准来确定。这些组成环可设置在相同标度。每个环的高度30根据各形态特征的标准平均幅度或者各形态特征的标准最大值来确立。备选地，每个组成环的固定高度30可固定成高于由组成环所表示的形态特征的每个的最大生理值的某个值。虽然这个实施例可要求最专用的GUI空间以便呈现前额ECG组成环10，但是这是一个确保呈现的所提取形态特征幅度都不会超过专用于每个形态特征组成环的固定空间的实施例。

在一个备选实施例中，每个组成环14-18的高度30动态调整成使得当更新所提取形态特征幅度以供呈现时，组成环的大小连续变化。前额ECG组成环10的动态定标实施例可连续调整成具有高度30，它相当于每个组成环14-18中呈现的最大所提取形态特征幅度。备选地，每个组成环14-18的高度30可调整成连续为比最大所提取形态特征幅度要大某个预定百分比。在一个这种实施例中，每个组成环14-18的高度30为比对于每个特定组成环所呈现的最大所提取形态特征幅度要大25％。但是，这个示例不是要对可实现组成环高度30的动态缩放的方式进行限制。在另一个非限制性示例中，每个组成环的高度30还可由预定最小高度30来限定，在这个预定最小高度30以下，组成环不再被调整。这种实施例还可包括确立组成环高度30而超出最大所提取形态特征的预定高度。

使用固定或动态调整环高度的组成环的实施例还可包括当前环高度的指示。这类指示将通知临床医生关于对组成环重量的任何这类变更，使得将使临床医生知道新的标度。

图13示出心前ECG组成环12，它表示经由通过患者的水平或心前平面所获取的电位。心前ECG组成环12包括T波组成环14、ST段组成环16和QRS波组成环18。图3的心前ECG组成环12与图2的前额ECG组成环10的不同之处不仅在于被呈现的ECG导出，而且还在于如何呈现ECG数据。图3中，所提取形态特征(T波、ST段、QRS波)的幅度在每个关联组成环14-18中呈现。所提取的形态特征幅度在图3的心前ECG组成环12中作为区域、而不是如图2所示的矢量来呈现。在区域呈现中，当所提取幅度经过连接以形成所呈现区域时，横跨心前导出的所提取的形态特征幅度之间的关系可更易于确定。

这通过展现相似或不同幅度特性的加亮显示的导出组来提供形态特征的幅度的改进跨导出的分析(cross-lead analysis)。如同图2的箭头一样，每个组成环14-18中的幅度区域可使用彩色编码或阴影化(通过黑/白或灰度级模式)，例如以便指示所提取形态特征幅度的极性。在图3的示例中，组成环的加阴影区域指示正幅度，而空心区域指示负幅度。因此，各种形态特征的正和/或负幅度可以容易且马上可识别的。每个导出的所提取形态特征幅度之间的区域可使用例如求平均或样条平滑技术等技术来平滑。

一个备选实施例包括3D ECG组成显示，它呈现来自通过患者身体的两个或更多平面的所提取形态特征的幅度。这两个或更多平面可示范地为前额平面(frontal plane)和心前平面(precordial plane)；但是，它还可包括备选平面，其中包括但不限于矢状平面(saggitalplane)。3D ECG组成显示从前额和心前ECG导出来推断。前额平面和心前平面中的区域数据可使用已知技术来推断到三维体积中。例如，3D(空间)矢量可采用从例如前额和心前平面等两个正交平面所得到的X、Y和Z轴值来形成。

图4示出两个心前ECG组成环50、52。图4示出在ECG组成环50、52用于便于连续ECG比较的实施例中由图形显示器所呈现的信息的一个示例。心前ECG组成环50和心前ECG组成环52都表示从得自患者的ECG的心前导出所得到的形态特征幅度。心前ECG组成环50呈现所存储的历史ECG数据，而心前ECG组成环52表示当前或最近收集的ECG数据。连续ECG比较的先前应用要求临床医生查看ECG数据的每个导出的特定波形，并且尝试绘制(draw)历史的和最近或当前获取的ECG数据中多个导出之间的比较。当大量导出必须比较(6-18+)时，这会很难使临床医生轻松地识别这些差别。但是，在图4的ECG组成环50、52中，最重要的形态特征的幅度的图形指示易于确定，并且两组数据中的形态特征幅度之间的主要差异变得显而易见。因此，通过心前ECG组成环50与心前ECG组成环52之间的快速视觉检查，审阅临床医生可看到，在横跨视图V1-V6的全部S-T期间的幅度在此时间中已经增加。另外，在横跨导出V3、V4和V5的T波的倒置也是显而易见的。

在一个备选但未示出的实施例中，不是如图4所呈现的采用心前ECG组成环50和心前ECG组成环52的并排连续比较，而是可形成单个合成ECG组成环，它不是显示每个导出中的所提取形态特征的幅度，而是显示两组ECG数据之间的所提取形态特征幅度的差异。因此，在这个备选实施例中，ECG组成环显示横跨被显示的平面中的所有导出的ECG数据的连续分析的结果。因此，被显示的结果将以图形方式呈现在所收集的ECG数据集合之间有差异的区域。

审阅临床医生已经习惯依靠前面公开的实施例的呈现进行解释的形态特征的幅度和极性的图形表示将类似地可适用于这种得出的连续比较数据的呈现。由于与前面所述相同的原因，ECG组成环快速识别和加亮显示最近或当前获取的ECG数据与控制历史或先前获取数据不同的那些区域。这提升审阅临床医生进行ECG数据审阅的效率，因为横跨多个心前导出的大量数值和图形ECG数据在单个图形呈现中呈现且加亮显示对审阅临床医生最感兴趣的区域。

图5是在一个实施例中使用本文所公开的ECG组成环来呈现ECG数据的显示系统100。显示系统100包括附连到患者104的多个传感器102。传感器102可构建成例如附连到患者104的传感器阵列106等组件。阵列106的传感器可配置成以适当放置取向将电极102适当地放置于患者104的身上，以便得到ECG数据的期望导出。ECG数据的这些导出可以是心前导出或前额导出或者其ECG导出的任何其它组合。

传感器102向处理器108提供所收集的生理数据。处理器108在通信上耦合到采用计算机可读代码来编程的计算机可读介质，例如以便操作处理器，其方式是使得其中处理器能够从由传感器102所得到的生理数据的每个导出提取多个形态特征。在本公开中，从ECG数据所提取的形态特征可包括但不限于或要求P波、QRS波、ST段、T波和U波。处理器108还识别包括幅度的极性的所提取形态特征的每个的幅度。

处理器108向工作站110提供所提取形态特征幅度。工作站110包括音频和视觉呈现装置，例如图形显示器和喇叭。工作站110还包括用户输入装置，它们可包括但不限于键盘、鼠标或触摸屏。工作站110在处理器108的指导下在工作站110的图形显示器上呈现图形用户界面112。图形用户界面112以本文所公开的ECG组成环的形式来呈现所提取形态特征幅度。图形用户界面112可在图1-4所示的实施例的任一个中呈现所提取形态特征幅度。

作为图形用户界面112的一个附加特征，临床医生可使用所显示的ECG组成环，以便导航所存储生理数据，以便以更详细和具体的ECG数据来呈现。在这些实施例中，临床医生可选择ECG组成环中的任一个，以便访问与所选组成环的形态特征关联的数值或ECG波形数据。

在一个示例中，临床医生可迅速导航以便简单地通过采用工作站110的用户输入装置从图1-4中选择T波组成环14，来查看横跨所有所显示的导出的T波的数值和ECG波形。另外，临床医生可类似地使用图形用户界面112上显示的ECG组成环来导航至可能是临床医生特别有感兴趣的具体呈现的ECG导出的数值或波形数据。临床医生通过选择结合图1-4所看到的导出标识符，经由图形用户界面112来访问这种更详细的数据。这些导出标识符之一的选择将临床医生导航到与该特定导出关联的数值和波形ECG数据。这个附加数据可在工作站110所呈现的新的或弹出窗口中呈现，或者可离开所显示ECG组成环而导航到采用数值和波形ECG数据的备选呈现。

本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够进行和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求书来限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则它们意在落入权利要求书的范围之内。

部件列表

10    ECG组成环            26    矢量

12    心前ECG组成环        28    矢量

14    T波组成环            30    高度

16    S-T时长组成环        32    3D ECG组成显示

18    QLS波组成环          100   显示系统

20    P波组成环            102   传感器

22    内缘                 104   患者

24    外缘                 106   传感器阵列

52    心前ECG组成环        108   处理器

50    心前ECG组成环        110   工作站

112   图形用户界面

Claims (15)

1.一种呈现心电图ECG数据的方法，所述方法包括：

接收心电图ECG数据的多个导出，采用多个传感器从通过患者的至少一个平面来取得所述导出；

从所述多个导出的每个提取形态特征；以及

通过呈现具有与所述形态特征的每个关联的环高度的组成环，并且在所关联的组成环中用图表示所述多个导出的每个中所提取形态特征的每个来在图形用户界面上用图表示来自所述多个导出的每个的形态特征。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述形态特征是P波、QRS波、ST段和T波的每个的幅度和时长。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述形态特征还包括U波的幅度和时长。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：将所述组成环的每个的高度动态修改为各环的形态特征的幅度的最高绝对值。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个平面是前额平面，并且所述多个导出是I、II、III、aVR、aVL和aVF。

6.如权利要求1所述的方法，其中，并且所述至少一个平面是水平平面，并且所述多个导出至少包括V1、V2、V3、V4、V5和V6。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个平面是三维球形。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个平面中的一个平面是前额平面，所述至少一个平面中的另一个平面是水平平面，所述三维球形从所述前额平面和所述水平平面中的导出来推断。

9.如权利要求1所述的方法，还包括：

指示其中形态特征的幅度为正的区域；以及

指示其中形态特征的幅度为负的区域。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述形态特征的幅度的绝对值在所述组成环中呈现，并且可视地指示所述幅度的极性。

11.如权利要求9所述的方法，其中指示步骤使用所述组成环中的箭头来执行。

12.一种用于呈现心电图ECG数据的装置，所述装置包括：

提取多个心电图ECG导出的每个的形态特征的模块；

在图形用户界面上形成第一多个组成环的模块，所述多个中的每个组成环与所提取的形态特征之一关联，每个组成环具有区域并且表示关于所述导出的每个的所关联的形态特征的幅度；

在所关联的组成环中指示从所述心电图ECG导出的每个提取的形态特征的每个的幅度的模块。

13.如权利要求12所述的用于呈现心电图ECG数据的装置，所述装置进一步包括：在代表至少通过患者的平面的配置中呈现所述组成环和所述心电图ECG导出的模块。

14.如权利要求12所述的用于呈现心电图ECG数据的装置，所述装置进一步包括：

形成与所述第一多个组成环相似的第二多个组成环的模块；以及

在所述第二多个组成环的关联环中指示从多个历史心电图ECG导出提取的形态特征的幅度的模块。

15.如权利要求14所述的用于呈现心电图ECG数据的装置，所述装置进一步包括：

执行所述第一多个组成环中所指示的形态特征的幅度与所述第二多个组成环中指示的形态特征的幅度之间的比较分析的模块。