CN103356184B - Twa测量装置和twa测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种TWA测量装置,包括:分组部,该分组部被构造成:以第一搏动次数的增量对被检对象的心电图波形进行分组,以产生多个第一组;存储部,该存储部被构造成存储心电图波形;检测部,该检测部被构造成:检测第一组的心电图波形的测量值的组间统计差异;心跳状况判定部,该心跳状况判定部被构造成:当在第一组之间存在显著的统计差异时,确定心跳状况是不稳定的;以及TWA测量部,该TWA测量部被构造成:当判定心跳状况是不稳定的时,利用所存储的心电图波形测量心跳上的变化。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于2012年3月30日提交的在先日本专利申请No.2012-081478并且要求该日本专利申请的优先权,该日本专利申请的整个内容通过引用并入本文。
技术领域
目前所公开的主题涉及一种可以精确地测量TWA(T波交替)的存在的TWA测量装置和TWA测量方法。
背景技术
TWA在诸如QT延长综合征、变异型心绞痛、急性心肌缺血、电解质异常、阵发性心动过速、心动过缓或心包积液的发病时出现。TWA是其中出现在心电图中的T波的振幅和极性交替地改变的现象,并且是对预测心脏性猝死有效的指标。TWA并不是总能用肉眼观察到的现象,并且因此,其在临床中的应用是有限的。
因此,从20世纪80年代开始,已经研发了用于使得微小TWA(微伏TWA:MTWA)能够由计算机测量的技术。
当前提出的用于测量TWA的技术的例子是基于通用电气(GE)公司的MMA(修正移动平均)方法的测量技术和基于剑桥心脏(CH)公司的周期图的测量技术,该上述测量技术分别在美国专利No.号6,668,189和美国专利No.号5,935,082中公开。
GE公司的测量技术涉及一种分析在时域中的时间波形的方法,并且认为具有对噪声的抵抗性。然而,该技术作为测量技术并不具有悠久历史,并且必需观察其临床效果。
相比之下,从从20世纪80年代起开始已经使用作为频域中的技术的、CH公司的测量技术,由此已证实其在临床中的有效性。因此,如今,认为基于CH公司的周期图的测量技术在临床上比基于GE公司的MMA方法的技术更加有用。
关于基于CH公司的周期图的测量技术,在其公告之后,追加了诸如测量电极的技术的用于进行新过程的各种技术,并且目前仍使用追加的最新技术。
在测量TWA的技术中,计算指示TWA的大小的值(交替电压)、以及指示TWA的测量的可靠性的值(交替率)的值,并且,当指示TWA的测量的可靠性的值的大小等于或大于3.0时,判定TWA存在。
指示TWA的测量的可靠性的值的大小等于或大于3.0的指标是基于实验结果而推导出的。因此,在噪声混合在所测量到的心电图波形中的情况下,即使当TWA存在时,通常是,指示TWA的测量的可靠性的值的大小也并不等于或大于3.0,并且确定为无法判定。
作为用于评估现有的TWA测量技术的试验的结果,已经知道,被确定为无法判定为从10%至40%(参见Is Microvolt T-wave Alternans Answer to Risk Stratification inHeart Failure?:Circulation:2007:116:2984-2991)。关于其中确定为无法判定的组被添加到判定TWA存在的组的阳性群以及由仅仅判定TWA不存在的组所构成的阴性群,观察它们的预后(疾病过程的医疗展望),并且已经发现,阳性群的预后比阴性群的预后更差(参见Prognostic Value of T-wave Alternans in Patients With Heart Failure Due toNonischemic Cardiomyopathy:J.Am.Coll.Cardiol:2007:50:1896-1904)。
因此,可以预见的是:具有不良预后的患者存在于被确定为无法判定的患者当中,并且在无法判定的确定结果的解释中发生混乱。
发明内容
目前所公开的主题可以提供一种可以精确地测量TWA的TWA测量装置和TWA测量方法。
该TWA测量装置可以包括:分组部,该分组部被构造成以第一搏动次数的增量对被检对象的心电图波形进行分组,以产生多个第一组;存储部,该存储部被构造成存储所述心电图波形;检测部,该检测部被构造成检测所述第一组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异;心跳状况判定部,该心跳状况判定部被构造成:当在所述第一组之间存在显著的统计差异时,判定心跳状况是不稳定的;以及TWA测量部,该TWA测量部被构造成:当判定所述心跳状况是不稳定的时,利用所存储的所述心电图波形来测量心跳上的变化。
心电图波形可以从患者获取,并且第一搏动次数可以是恒定搏动次数。
心电图波形可以从患者获取,分组部以不同于第一搏动次数的第二搏动次数的增量对心电图波形进行分组,以产生多个第二组,检测部可以检测第二组的心电图波形的测量值的组间统计差异,并且当在第一组之间存在显著统计差异并且在第二组之间不存在显著统计差异时,心跳状况判定部可以判定心跳状况是不稳定的。
TWA测量装置可以进一步包括:心电图数据输入部,其被构造成输入包含被检对象的心电图波形的心电图数据,并且第一搏动次数可以是恒定搏动次数。
TWA测量装置可以进一步包括:心电图数据输入部,其被构造成输入包含被检对象的心电图波形的心电图数据,并且分组部可以以不同于第一搏动次数的第二搏动次数的增量对心电图波形进行分组,以产生多个第二组,检测部可以检测第二组的心电图波形的测量值的组间统计差异,并且当在第一组之间存在显著统计差异并且在第二组之间不存在显著统计差异时,心跳状况判定部可以判定心跳状况是不稳定的。
被分组部分组的心电图波形可以是恒定搏动次数的心电图波形。
第一搏动次数可以是素数搏动次数。
第一搏动次数和第二搏动次数中的每一者可以是素数搏动次数。
TWA测量部可以对在存储在所述存储部中的心电图波形中的恒定次数的心电图波形执行FFT处理,以计算周期图,并且所述TWA测量部利用所计算的周期图来计算交替值,并且利用所述交替值来判定TWA的存在。
TWA测量部可以提取存储在所述存储部中的心电图波形中的恒定次数的心电图波形,产生所提取的心电图波形的奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形,并且将所述奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形相互比较,从而判定TWA的存在。
该TWA测量方法可以包括:以第一搏动次数的增量对被检对象的心电图波形进行分组,以产生多个第一组;检测所述第一组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异;当在所述第一组之间存在显著的统计差异时,判定心跳状况是不稳定的;以及当判定所述心跳状况是不稳定的时,利用所述心电图波形测量心跳上的变化。
TWA测量方法可以进一步包括:附接测量电极以从被检对象获取心电图波形,并且第一搏动次数可以是恒定搏动次数。
TWA测量方法可以进一步包括:附接测量电极,以从所述被检对象获取所述心电图波形;以不同于所述第一搏动次数的第二搏动次数的增量对所述心电图波形进行分组,以产生多个第二组;以及检测所述第二组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异,当在所述第一组之间存在显著的统计差异并且在所述第二组之间不存在显著的统计差异时,判定所述心跳状况是不稳定的。
TWA测量方法可以进一步包括:输入包含被检对象的心电图波形的心电图数据,并且第一搏动次数可以是恒定搏动次数。
TWA测量方法可以进一步包括:输入包含所述被检对象的心电图波形的心电图数据;以不同于所述第一搏动次数的第二搏动次数的增量对所述心电图波形进行分组,以产生多个第二组;以及检测所述第二组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异,当在所述第一组之间存在显著的统计差异并且在所述第二组之间不存在显著的统计差异时,判定所述心跳状况是不稳定的。
测量心跳上的变化的过程可以包括:对所述心电图波形中的恒定次数的心电图波形执行FFT处理,以计算周期图;利用所计算的周期图计算交替值;以及利用所述交替值判定TWA的存在。
测量心跳上的变化的过程可以包括:利用在所述心电图波形中的恒定次数的心电图波形产生奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形;以及将奇数次搏动与偶数次搏动的典型波形相互比较,从而判定TWA的存在。
附图说明
图1是实施例1和实施例2的TWA测量装置的框图。
图2是图1中的心电图仪控制部的框图。
图3是实施例1和实施例2的TWA测量装置的操作流程图。
图4是图3的操作流程图中的步骤S140的子过程流程图(这被应用于实施例1和实施例3)。
图5是图4的子过程流程图中的步骤S148的子过程流程图(这被应用于实施例1至实施例4)。
图6是示出图4的子过程流程图中的步骤S148的另一种处理的子过程流程图(这被应用于实施例1至实施例4的修改)。
图7是图示出用于以恒定搏动次数的增量对心电图波形进行分组的技术的视图。
图8是图示出选择分析区段的处理的视图。
图9是图示出计算周期图的处理的视图。
图10是图示出计算周期图的处理的视图。
图11是图3的操作流程图中的步骤S140的子过程流程图(这被应用于实施例2和实施例4)。
图12是实施例3和实施例4的TWA测量装置的框图。
图13是实施例3和实施例4的TWA测量装置的操作流程图。
具体实施方式
将参照附图详细地描述关于实施例1至实施例4的、目前所公开的主题的TWA测量装置和TWA测量方法。
当使用目前所公开的主题的TWA测量装置和TWA测量方法时,可以从通过各种测量方法获得的心电图信号精确地测量TWA的存在。
具体地,TWA的存在可以根据由诸如Frank矢量心电图和常用标量心电图的测量方法获取的心电图信号来测量,所述常用标量心电图即为:标准12导联心电图、推衍导联心电图、Holter心电图、事件心电图、运动心电图以及监测心电图。
在该说明书中,术语“患者”用作被检对象的特定例子。然而,患者不仅指在医院中经受检查的患者,而且也指诸如进行健康检查的医疗检查中心或诊所或者普通住宅的、除医院以外的机构的用户。
(实施例1)
在下文中,将描述实施例1的TWA测量装置和TWA测量方法。在该实施例中,由心电图的测量电极获取的心电图波形被以两次搏动的增量划分为两组,并且检测两个组之间的测量值的统计差异,从而使得TWA能够被精确地测量。
(TWA测量装置的构造)
图1是实施例1的TWA测量装置的框图。在心电图仪中布置有实施例1的TWA测量装置。
如在该图中所示,TWA测量装置100包括心电图仪控制部110、测量电极120、显示部130、患者信息输入部140、患者信息存储部150以及TWA测量部160。
心电图仪控制部110总体地控制测量电极120、显示部130、患者信息输入部140、患者信息存储部150以及TWA测量部160的操作。
测量电极120是将被附接到患者的身体表面的电极。所使用的测量电极120的数量和附接位置取决于所利用的测量方法是不同的。
显示部130显示由测量电极120获取的心电图信号、从患者信息输入部140提供的患者信息、存储在患者信息存储部150中的其它患者信息以及TWA的存在的测量结果。
患者信息输入部140用于借助于测量人员的键操作来输入患者信息。患者信息包含患者ID、患者姓名、患者年龄、以及患者性别。
患者信息存储部150存储通过患者信息输入部140输入的患者信息,即,患者ID、患者姓名、患者年龄以及患者性别。
TWA测量部160利用存储在心电图仪控制部110中的心电图波形详细地测量心跳的变化,以测量TWA的存在。
图2是图1中的心电图仪控制部110的框图。
心电图仪控制部110具有分组部112、存储部114、检测部116、以及心跳状况判定部118。
分组部112以恒定搏动次数的增量(在下文中,这类增量被称为“恒定搏动次数增量”)对由测量电极120获取的心电图波形进行分组。在该实施例中,恒定搏动次数增量被设定为2次搏动增量。
如图7中所示,连续的搏动次数被分配给由测量电极120获取的心电图波形。在该实施例中,诸如第一次、第三次、第五次…搏动的奇数次搏动的心电图波形被分组为第一组,并且诸如第二次、第四次、第六次、…搏动的偶数次搏动的心电图波形被分组为第二组。因此,分组了奇数次搏动的心电图波形和偶数次搏动的心电图波形,并且产生两个组。
在恒定搏动次数增量被设置为3次搏动增量的情况下,如图7中所示,第一次、第四次、第七次、…搏动次数的心电图波形被分组为第一组,第二次、第五次、第八次、…搏动次数的心电图波形被分组为第二组,并且第三次、第六次、第九次、…搏动次数的搏动次数的心电图波形被分组为第三组。因此,当恒定搏动次数增量被设定为如上文所描述的3次搏动增量时,产生三个组。
在恒定搏动次数增量被设置为5次搏动增量的进一步的情况下,如图7中所示,第一次、第六次、第十一次、…搏动次数的心电图波形被分组为第一组,第二次、第七次、第十二次、…搏动次数的心电图波形被分组为第二组,第三次、第八次、第十三次、…搏动次数的心电图波形被分组为第三组,第四次、第九次、第十四次、…搏动次数的心电图波形被分组为第四组,并且第五次、第十次、第十五次、…搏动次数的心电图波形被分组为第五组。因此,当恒定搏动次数增量被设定为如上文所描述的5次搏动增量时,产生五个组。
分组部112利用恒定搏动次数的心电图波形对该心电图波形进行分组。在分组部112中,例如,设定了将在以2次、3次、和5次搏动增量执行分组的各情况中使用的、心电图波形的心跳数。在该实施例中,利用100次搏动的心电图波形执行分组。
因此,在上文描述的以2次搏动增量执行分组的示例中,在第一组和第二组中的每一个中存在50次搏动的心电图波形。
在全面地考虑将被执行分组的心跳数、在统计处理中所需的最少心跳数、获取心电图信号的允许时间的长度、心电图的处理能力等的同时,确定将被使用的心电图波形的心跳数。
在分组部112中,作为在心电图波形的分组中的恒定搏动次数增量,采用素数搏动次数的增量(在下文中,这类增量被称为“素数搏动次数增量”),也就是,正整数搏动次数的增量,该正整数除了1和该正整数自身外,不具有其它约数。具体地,采用2次搏动增量、3次搏动增量、5次搏动增量、7次搏动增量、11次搏动增量、…、等。
为什么采用素数搏动次数增量的原因是在于使得能够进行统计处理,在该统计处理中,能够提取具有T波的振幅和极性每次搏动交替变化这种现象的TWA的特征。
存储部114为每个组存储由分组部112分组了的心电图波形。如上所述,当心电图波形被以2次搏动增量分组时,存储两个组的心电图波形,并且,当心电图波形被以5次搏动增量分组时,存储五个组的心电图波形。
检测部116检测存储在存储部114中的心电图波形的测量值的组间的统计差异。作为在统计差异的检测中由检测部116使用的测量值,采用包括心电图波形的峰值、宽度、频率信息、相关性等的测量值(测量信息)中的至少一个。
因此,检测部116利用诸如t检测或方差分析的检测方法检测在自身组中的心电图波形的测量信息与在其它组中的心电图波形的测量信息之间是否存在统计差异(是否具有存在TWA的可能性)。
作为由检测部116检测的结果,如果在组之间存在显著的统计差异,则心跳状况判定部118确定心跳状况是不稳定的(具有存在TWA的可能性),并且,如果不存在显著的差异,则确定心跳状况是稳定的(不存在TWA)。
如果心跳状况判定部118确定心跳状况是不稳定的,则图1中所示的TWA测量部160通过使用存储在存储部114中的心电图波形详细地测量心跳方面的变化(与组无关)。
具体地,TWA测量部160对存储在存储部114中的心电图波形中的恒定次数的心电图波形执行FFT处理以计算周期图,计算已经经历了周期图计算的心电图波形的交替值,并且通过使用该交替值判定TWA的存在。
可替代地,TWA测量部160提取存储在存储部114中的恒定次数的心电图波形,产生奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形(平均波形、中值波形等),并且将奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形相互比较,从而判定TWA的存在。接下来以假设所述典型波形是平均波形为例进行描述。
稍后将进一步详细描述TWA测量部160的操作。
(TWA测量装置的操作)
接着,将描述实施例1的TWA测量装置的操作。图3是实施例1的TWA测量装置的操作流程图。
在图3的操作流程图中,步骤S100至S120的操作由TWA测量装置的操作员(测量人)执行,并且步骤S130的操作由心电图仪控制部110和TWA测量部160执行。步骤S100至S140的操作也对应于实施例1的TWA测量方法的过程。
<步骤S100>
图1中所示的TWA测量装置100(心电图仪)的操作员将测量电极120附接到患者的身体表面的预定部位。由于实施例1的TWA测量装置100将由各种测量方法产生的心电图作为目标,所以将测量电极120分别附接到患者的、在所采用的测量方法中确定的测量部位。
在将要产生推衍12导联心电图的情况下,例如,将测量电极120附接到总共10个位置,即,为了获取四肢导联(导联I、导联Ⅱ、导联III、导联aVR、导联aVL以及导联aVF)的心电图信号的左右臂(电极L、R)和左右下肢(电极LL、RL)的四个位置,以及为了获取胸导联的心电图信号(导联V1、导联V2、导联V3、导联V4、导联V5以及导联V6)的第四肋间隙的下右胸骨边缘(导联V1)、第四肋间隙的下左胸骨边缘(导联V2)、在锁骨中线中的第五肋间隙(导联V4)、在导联V2与导联V4之间的中点(导联V3)、在V4的高度处的左前腋窝线(导联V5)以及在V4的高度处的左中腋窝线(导联V6)。
<步骤S110>
接着,操作员通过信息输入部140输入患者信息。例如,输入患者ID、患者姓名、患者年龄以及患者性别。输入的患者信息被存储在患者信息存储部150中。由测量电极120在随后的步骤中获取的心电图波形标有患者信息。
<步骤S120>
然后,操作员接通TWA测量心电图仪100的测量开关(未示出)。当接通测量开关时,开始TWA的存在的测量。
<步骤S130>
心电图仪控制部110从在步骤S100中附接到患者的测量电极120的心电图信号产生心电图波形。心电图仪控制部110通过根据所采用的测量方法的技术产生心电图波形。例如,所述心电图波形从由诸如Frank矢量心电图和常用标量心电图的测量方法获取的心电图信号产生,所述常用标量心电图即:标准12导联心电图、推衍导联心电图、霍尔特心电图、事件心电图、运动心电图以及监测心电图。
TWA测量部160从获取的心电图波形测量TWA的存在。将参照图4至图6的流程图特别地描述步骤的处理。
图4是在图3的操作流程图中的步骤S140的子过程流程图。
<步骤S141>
心电图仪控制部110逐次搏动地接收由测量电极120获取的心电图波形,并且测量所接收到的心电图波形的测量信息。
<步骤S142>
分组部112中设定用于对由测量电极120获取的心电图波形分组的增量数目以及将要获取的数据数目。这些数目预先在分组部112中设定。如上文所描述的,通过使用素数来设定增量数目。将要获取的数据数目与将在分组中使用的心电图波形的数据数目一致。
<步骤S143>
分组部112以恒定搏动次数增量120对由测量电极120获取的心电图波形进行分组。
例如,假设在分组部112中,2被设定为增量数目,并且100被设定为将要获取的数据数目。分组部112执行分组,使得从第一次搏动的心电图波形获取的数据(心电图波形的测量信息)属于第一组,从第二次搏动的心电图波形获取的数据属于第二组,从第三次搏动的心电图波形获取的数据属于第一组,从第四次搏动的心电图波形获取的数据属于第二组,...。该分组对第一至第一百次搏动次数执行。
因此,从奇数搏动的心电图波形获取的50个数据构成第一组,并且从偶数搏动的心电图波形获取的50个数据构成第二组。
已经由分组部112分组的心电图波形的数据被存储在存储部114中。
<步骤S144>
检测部116提取被存储在存储部114中的第一组的数据以及第二组的数据,并且检测这些组的心电图波形的数据的组间的统计差异(心电图波形的测量信息)。
在包含TWA的心电图波形的情况下,例如,看到的是,如图7中所示,奇数次搏动的心电图波形的T波的振幅大于偶数次搏动的心电图波形的T波的振幅。因此,预期由从奇数次搏动的心电图波形所获取的50个数据构成的第一组的心电图波形数据在统计上显然不同于由从偶数次搏动的心电图波形所获取的50个数据构成的第二组的心电图波形数据。检测部116通过使用诸如t检测或方差分析的检测方法检测在第一组与第二组之间的统计差异。
<步骤S145>
心跳状况判定部118判定由检测部116检测的各组之间是否存在显著的统计差异(是否具有存在TWA的可能性)。在获取的心电图信号包含TWA的情况下,如上文所描述的,第一组的心电图波形数据不同于第二组的心电图波形数据。如果在拒绝区域(rejectionregion)中包含偶然发生的差异的可能性,则在各组之间存在显著的统计差异,并且,如果未包含,则在各组之间不存在显著的统计差异。
<步骤S146>
当心跳状况判定部118判定在各组之间存在显著的统计差异时,在所获取的心电图信号中包含TWA的可能性是高的,并且因此,心跳状况判定部118判定心跳状况是不稳定的。
<步骤S147>
当心跳状况判定部118判定在各组之间不存在显著的统计差异时,在所获取的心电图信号中包含TWA的可能性是小的,并且因此,心跳状况判定部118判定心跳状况是稳定的。
<步骤S148>
当心跳状况判定部118判定心跳状况不稳定时,在所获取的心电图信号中包含TWA的可能性是高的,并且因此,TWA测量部160通过使用存储在存储部114中的心电图波形详细地测量心跳上的变化(TWA的幅度)。将参照图5的操作流程图具体地描述步骤的处理。
图5是图4的子过程流程图中的步骤S148的子过程流程图。
<步骤S148-1>
TWA测量部160从存储在存储部114中的心电图波形中选择128次或更过次的搏动的心电图波形,例如,150次搏动的心电图波形。存在如下可能性:在所选择的150次搏动的心电图波形中可能包含在形状上很大程度不同的波形。因此,所选择的150次搏动的心电图波形中选择其中心电图波形之间的相关性等于或大于给定阈值的128次搏动的波形。
具体地,首先,获得平均波形,该平均波形是将所述150次搏动的心电图波在第一指定时间段内平均化所获得的。然后,确定其中各自的波形与平均波形之间的相关性等于或大于给定阈值的128次搏动的波形。
然后,选择这样选择出的所述128次搏动的心电图波形的ST-T区段作为分析区段。
<步骤S148-2>
如图8中所示,TWA测量部160在128次搏动的分析区段上执行FFT处理,并且计算周期图。
图9与图10是用于图示出周期图的视图。图9和图10的上方波形图分别示出奇数次搏动与偶数次搏动的平均波形。图9和图10的下方波形图示出在计算周期图之后获得的波形。
图9的在计算周期图之后获得的波形示出:当频率(循环/搏动)(cycle/beat)是0.5时,矢量幅度的值是小的。这意味着不存在TWA。相比之下,图10的在计算周期图之后获得的波形示出:当频率(循环/搏动)是0.5时,矢量幅度的值是大的。这意味着TWA的值是大的,并且TWA存在的可能性是大的。
如上所述,当计算周期图时,在一定程度上可以根据矢量幅度的值的大小预测TWA的存在。
<步骤S148-3>
接着,TWA测量部160计算交替。在图9和图10中所示并且在计算周期图之后获得的波形图中,将循环/搏动频率是从0.44至0.49的区域限定为噪声频带,并且获得该区域的平均值SNB与标准偏差σNB。当循环/搏动频率是0.5时所获得的值由S0.5指示,并且计算下述公式1,从而计算Valt。
Valt=(S0.5-SNB)1/2…公式1
<步骤S148-4>
TWA测量部160判定TWA的存在。通过使用所述区域的平均值SNB与在步骤S148-3中计算的交替Valt的值,计算下列公式2,从而计算交替率k。
k=(Valt)2/σNB…公式2
然后,从交替Valt的值和交替率k判定TWA的存在。用于判定TWA的存在的条件是交替Valt>1.9μv并且交替率k>3。当满足所述判定条件时,判定TWA存在。
如上所述,当分析所获取的心电图波形的形状时,可以判定其中具有不同形状的T波在每次搏动交替地出现(ABABAB…)的TWA的存在。
(TWA测量部的其它操作)
在上文描述的TWA测量装置100中,TWA测量部160获得周期图与交替,并且根据存储在存储部114中的心电图波形详细地测量心跳上的变化。在下文中,示出了在实施例1的修改中的处理,其中,通过执行不同于上文描述的处理的处理来详细地测量心跳上的变化。
图6是示出图4的子过程流程图中的步骤S148的另一个处理的子过程流程图。
<步骤S148-10>
TWA测量部160从存储在存储部114中的心电图波形中选择128次或更多次搏动的心电图波形,例如,150次搏动的心电图波形。存在如下可能性:在所选择的150次搏动的心电图波形中,可能包含在形状上很大程度不同的波形。因此,从所选择的150次搏动的心电图波形中选择其中心电图波形之间的相关性等于或大于给定阈值的128次搏动的波形。
具体地,首先,获得平均波形,该平均波形是通过对所述150次搏动的心电图波形在第一指定的时间段内平均化所获得的。然后,判定在各自的波形与平均波形之间的相关性等于或大于给定阈值的128次搏动的波形。
然后,选择这样选择的所述128次搏动的心电图波形的ST-T区段作为分析区段。
<步骤S148-11>
接着,TWA测量部160将128次搏动的分析区段划分为奇数次搏动的区段和偶数次搏动的区段,并且计算奇数次搏动分析区段和偶数次搏动分析区段的平均数,以形成平均波形。
<步骤S148-12>
TWA测量部160将奇数次搏动平均波形与偶数次搏动平均波形相比较。执行上述比较是因为,当在平均波形之间存在大差异时,产生TWA的可能性是高的。
<步骤S148-13>
TWA测量部160判定TWA的存在。如果在步骤S148-12中获得的、在奇数次搏动的平均波形与偶数次搏动的平均波形之间的形状差异超过给定值,则判定产生TWA。
在实施例1中,与通过参考指示TWA的测量的可靠性的值来判定TWA的存在的相关技术不同,如上文所描述的,将所获取的心电图波形以搏动次数的增量分组,并且判定在组之间是否存在显著的统计差异,从而判定TWA的存在。在实施例1中,由于采用了统计分析,可以利用由实际获取的心电图波形产生的数据支持(back up)来判定TWA的存在,而不受取决于实验结果的TWA的、指示测量的可靠性的值的影响。
(实施例2)
在下文中,将描述实施例2的TWA测量装置和TWA测量方法。在该实施例中,将由心电图仪的测量电极获取的心电图波形以两次搏动的增量划分成两个组,以及以三次搏动的增量划分成三个组。然后,对每一次搏动检测测量值的组间的统计差异,并且检查显著统计差异的存在的混合状况,以判定TWA的存在。
(TWA测量装置的构造)
实施例2的TWA测量装置的构造与图1和图2中所示的构造完全相同。然而,仅仅是心电图仪控制部110的分组部112、检测部116、以及心跳状况判定部118在功能上与实施例1的那些部不同。
对于不同的搏动次数中的多个增量中的每一个(在下文中,这类增量被称为“不同搏动次数增量”),分组部112以相同搏动次数增量(在下文中,这类增量被称为“相同搏动次数增量”)对由测量电极120获取的心电图波形进行分组。在该实施例中,在由分组部112分组时使用的多个不同搏动次数增量是多个不同素数搏动次数的增量。
在该实施例中,作为多个不同搏动次数增量,设定两个不同搏动次数增量,即,2次搏动增量和3次搏动增量被设置。在两个不同搏动次数增量的情况下,设定2次搏动增量和3次搏动增量,分组以下列方式执行。
如图7中所示,连续的搏动次数被分配给由测量电极120获取的心电图波形。在该实施例中,诸如第一次、第三次、第五次…搏动的奇数次搏动的心电图波形被分组为2次搏动增量的第一组,并且诸如第二次、第四次、第六次、…搏动的偶数次搏动的心电图波形被分组为2次搏动增量的第二组。
因此,作为相同搏动次数增量的组,2次搏动增量的心电图波形被分组成两个组。
此外,如图7中所示,第一次、第四次、第七次、…搏动次数的心电图波形被分组为3次搏动增量的第一组,第二次、第五次、第八次、…搏动次数的心电图波形被分组为3次搏动增量的第二组,并且第三次、第六次、第九次、…搏动次数的搏动次数的心电图波形被分组为3次搏动增量的第三组。
因此,作为相同搏动次数增量的组,3次搏动增量的心电图波形被分组成三个组。
检测部116检测存储在存储部114中的相同搏动次数增量的组的心电图波形的数据(心电图波形的测量信息)的组间统计差异。作为在由检测部116进行的统计差异的检测中所使用的心电图波形的测量值,采用与实施例1类似的测量值。在该实施例的情况下,检测部116通过使用诸如t检测或方差分析的检测方法来检测在2次搏动增量的第一组与第二组之间是否存在与心电图波形的测量值有关的统计差异,并且在3次搏动增量的第一组、第二组与第三组之间是否存在与心电图波形的测量值有关的统计差异。
对于多个不同搏动次数增量中的每一个,由于由检测部116检测的结果,心跳状况判定部118判定在相同搏动次数增量的组之间是否存在显著统计差异。如果判定对于所有多个不同搏动次数增量存在显著差异,则该心跳状况判定部部判定难以评估心跳状况。如果判定对于所有增量不存在显著差异,则该心跳状况判定部部判定心跳状况是稳定的。如果其中存在显著差异的增量与其中不存在显著差异的增量被混合,则该心跳状况判定部部判定心跳状况是不稳定的(具有存在TWA的可能性)。
即,心跳状况判定部118判定在2次搏动增量的第一组与第二组之间是否存在显著统计差异,并且还判定在3次搏动增量的第一组、第二组、与第三组之间是否存在显著统计差异。如果该心跳状况判定部部判定关于在2次搏动增量的第一组与第二组之间以及在3次搏动增量的第一组、第二组、以及第三组之间的组间全部都存在显著差异,则判定难以评估心跳状况。如果该心跳状况判定部部判定关于所述组间全部都不存在显著差异,则判定心跳状况部是稳定的。如果其中存在显著差异的组间与其中不存在显著差异的组间被混合,则判定心跳状况是不稳定的(具有存在TWA的可能性)。
(TWA测量装置的操作)
接着,将描述实施例2的TWA测量装置的操作。除示出实施例1的操作的图3的操作流程图的步骤S140的操作之外,实施例2的TWA测量装置在操作上与实施例1是相同的。
因此,关于实施例2的TWA测量装置的操作,将仅描述图11的子过程流程图。
<步骤S141A>
心电图仪控制部110逐次搏动地接收由测量电极120获取的心电图波形,并且测量所接收到的心电图波形的测量信息。
<步骤S142A>
用于对由测量电极120获取的心电图波形分组的不同的增量数目以及将要获取的数据数目,在分组部112中设定。这些数目被预先设定在分组部112中。通过使用如上文所描述的素数来设定增量数目。将要获取的数据数目与将在分组中使用的心电图波形的数据数目一致。在该实施例中,例如,设定2次搏动增量和3次搏动增量作为所述不同的增量数目,并且设定100作为将要获取的数据数目。
<步骤S143A>
对于多个不同搏动次数增量中的每一个,分组部112以相同搏动次数增量对由测量电极120获取的心电图波形的数据进行分组。
例如,假设:在分组部112中,将2和3设定为增量数目,并且将100设定为将要获取的数据数目。
分组部112执行分组,使得从第一次搏动的心电图波形获取的数据(心电图波形的测量信息)属于2次搏动增量的第一组,第二次搏动的数据属于2次搏动增量的第二组,第三次搏动的数据属于2次搏动增量的第一组,第三次搏动的数据属于2次搏动增量的第二组...。该分组对第一次至第一百次的搏动数目执行。
而且,分组部112执行分组,使得从第一次搏动的心电图波形获取的数据(心电图波形的测量信息)属于3次搏动增量的第一组,第二次搏动的数据属于3次搏动增量的第二组,第三次搏动的数据属于3次搏动增量的第三组,第四次搏动的数据属于3次搏动增量的第一组,第五次搏动的数据属于3次搏动增量的第二组,第六次搏动的数据属于3次搏动增量的第三组...。该分组对第一次至第一百次的搏动数目执行。
因此,作为2次搏动增量的组产生了第一组和第二组,并且作为3次搏动增量的组产生了第一组、第二组和第三组。
已经由分组部112分组的心电图波形的数据被存储在存储部114中。
<步骤S144A>
检测部116提取存储在存储部114中的2次搏动增量的第一组和第二组的数据以及3次搏动增量的第一组、第二组和第三组的数据,并且检测在相应搏动增量的各组之间的测量值的统计差异。
特别地,通过使用诸如t检测或方差分析的检测方法检测在2次搏动增量的第一组与第二组之间的统计差异。此外,通过使用诸如t检测或方差分析的检测方法检测在3次搏动增量的第一组、第二组与第三组之间的统计差异。
<步骤S145A>
心跳状况判定部118判定由检测部116检测的相应搏动增量的组之间是否存在显著的统计差异。
特别地,判定在2次搏动增量的第一组与第二组之间是否存在显著统计差异,并且判定在3次搏动增量的第一组、第二组与第三组之间是否存在显著统计差异。
在获取的心电图信号包含TWA的情况下,如上文所描述的,这些组的心电图波形数据相互不同。如果在拒绝区域中包含偶然产生差异的可能性,则在组之间存在显著的统计差异,并且,如果并不包含,则在组之间不存在显著的统计差异。
<步骤S146A>
当心跳状况判定部118判定关于在相同搏动次数增量的组之间的组间全部都存在显著的统计差异时,存在有在获取的心电图信号中包含TWA的可能性,但是判定难以评估心跳状况。
<步骤S147A>
当心跳状况判定部118判定关于在相同搏动次数增量的组之间的组间全部不存在显著的统计差异时,在获取的心电图信号中包含TWA的可能性是低的,并且因此,心跳状况判定部118判定心跳状况是稳定的。
<步骤S148A>
如果在相同搏动次数增量的组之间其中存在显著差异的组间与其中不存在显著差异的组间被混合,则心跳状况判定部118判定存在有在获取的心电图信号中包含TWA的可能性。
<步骤S149A>
TWA测量部160通过利用存储在存储部114中的心电图波形详细地测量心跳上的变化。步骤的具体处理与已经在实施例1中描述的图4和图6的流程图的处理完全相同。
(实施例3)
在下文中,将描述实施例3的TWA测量装置和TWA测量方法。在该实施例中,设置心电图数据输入部来代替在实施例1中的测量电极120。在直至基于所获取的心电图波形来判定TWA的存在是否存在为止所执行的处理与实施例1的那些处理完全相同。即,执行与图3至图6的流程图中所示的处理完全相同的处理。
虽然实施例1的TWA测量装置设置在心电图仪中,但是该实施例的TWA测量装置设置在计算机中而非心电图仪中。该实施例用于如在诸如Holter心电图仪或监测心电图仪的心电图仪中,收集数据持续很长一段时间,并且将数据下载到计算机中以在判定TWA是否存在时使用的这种情况中。
将简短地描述该实施例的TWA测量装置的构造和操作。
(TWA测量装置的构造)
图12是实施例3的TWA测量装置的框图。
如在该图中所图示,TWA测量装置200包括心电图分析部210、心电图数据输入部220、显示部230、患者信息输入部240、患者信息存储部250以及TWA测量部260。
心电图分析部210总体地控制心电图数据输入部220、显示部230、患者信息输入部240、患者信息存储部250以及TWA测量部260的操作。心电图分析部210的具体构造与图2的框图完全相同。
心电图数据输入部220输入由Holter心电图仪或监测心电图仪收集的心电图数据。输入的心电图数据被存储在心电图分析部210中。
显示部230显示从患者信息输入部240提供并且存储在存储部250中的患者信息、以及TWA的存在的测量结果。
患者信息输入部240用于借助于测量人员的键操作来输入患者信息。患者信息包含患者ID、患者姓名、患者年龄以及患者性别。
患者信息存储部250存储通过患者信息输入部240输入的患者信息,即,患者ID、患者姓名、患者年龄以及患者性别。
TWA测量部260利用存储在心电图分析部210中的心电图数据详细地测量心跳上的变化,以测量TWA的存在。
(TWA测量装置的操作)
接着,将描述实施例3的TWA测量装置的操作。图13是实施例3的TWA测量装置的操作流程图。
<步骤S200>
图12中所示的TWA测量装置200(计算机)的操作员将Holter心电图仪或监测心电图仪连接到心电图数据输入部220,并且心电图分析部210从所连接的心电图仪读取心电图数据。心电图分析部210进一步读取由操作员通过患者信息输入部240输入的患者信息。所读取的心电图数据被存储在心电图分析部210中,并且所输入的患者信息被存储在患者信息存储部250中。
<步骤S210>
TWA测量部260从包含在所读取的心电图波形中的心电图波形测量TWA的存在。该步骤的具体处理与图4至图6的流程图的处理完全相同。
在实施例3中,与实施例1相同,TWA的存在可以根据由Holter心电图仪或监测心电图仪在很长一段时间内收集的心电图数据来精确地测量。
(实施例4)
在下文中,将描述实施例4的TWA测量装置和TWA测量方法。在该实施例中,设置心电图数据输入部来代替在实施例2中的测量电极120。在直至基于所获取的心电图波形来判定TWA的存在是否存在为止所执行的处理与实施例2的那些处理完全相同。即,执行与图3至图6的流程图中所示的处理完全相同的处理。
虽然实施例2的TWA测量装置设置在心电图仪中,但是该实施例的TWA测量装置也可设置在计算机而非心电图仪中。该实施例用于如在诸如Holter心电图仪或监测心电图仪的心电图仪中,收集数据持续很长一段时间并且将数据下载到计算机中以在判定TWA是否存在时使用的这种情况中。
该实施例的TWA测量装置的构造与图12的框图完全相同。而且,该实施例的TWA测量装置的操作与图13的流程图大体完全相同。
在实施例4中,与实施例2类似,TWA的存在可以根据由Holter心电图仪或监测心电图仪在很长一段时间内收集的心电图数据来精确地测量。
根据目前所公开的主题的一方面,通过对以恒定搏动次数增量获取的心电图波形进行统计处理来判定心跳状况,并且如果判定心跳状况是不稳定的,则详细地测量心跳上的变化。因此,可以精确地测量TWA。
Claims (15)
1.一种TWA测量装置,包括:
分组部,该分组部被构造成以第一搏动次数的增量对被检对象的心电图波形进行分组,以产生第一搏动次数的增量个第一组,并且所述分组部以不同于所述第一搏动次数的第二搏动次数的增量对所述心电图波形进行分组,以产生第二搏动次数的增量个第二组;
存储部,该存储部被构造成存储所述心电图波形;
检测部,该检测部被构造成检测所述第一组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异以及所述第二组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异;
心跳状况判定部,当在所述第一组之间存在显著的统计差异并且在所述第二组之间不存在显著的统计差异时,所述心跳状况判定部判定所述心跳状况是不稳定的;以及
TWA测量部,该TWA测量部被构造成:当判定所述心跳状况是不稳定的时,利用所存储的所述心电图波形来测量心跳上的变化,
其中,所述心电图波形是从所述患者获取的。
2.根据权利要求1所述的TWA装置,其中
所述心电图波形是从所述患者获取的,并且
所述第一搏动次数是恒定搏动次数。
3.根据权利要求1所述的TWA测量装置,进一步包括:
心电图数据输入部,该心电图数据输入部被构造成输入包含所述被检对象的心电图波形的心电图数据,
其中,所述第一搏动次数是恒定搏动次数。
4.根据权利要求1所述的TWA测量装置,进一步包括:
心电图数据输入部,该心电图数据输入部被构造成输入包含所述被检对象的心电图波形的心电图数据,其中
所述分组部以不同于所述第一搏动次数的第二搏动次数的增量对所述心电图波形进行分组,以产生多个第二组,
所述检测部检测所述第二组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异,并且
当在所述第一组之间存在显著的统计差异并且在所述第二组之间不存在显著的统计差异时,所述心跳状况判定部判定所述心跳状况是不稳定的。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的TWA测量装置,其中,被所述分组部分组的所述心电图波形是恒定搏动次数的心电图波形。
6.根据权利要求2或3所述的TWA测量装置,其中,所述第一搏动次数是素数搏动次数。
7.根据权利要求1或4所述的TWA测量装置,其中,所述第一搏动次数与所述第二搏动次数中的每一者均为素数搏动次数。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的TWA测量装置,其中,所述TWA测量部对在存储在所述存储部中的心电图波形中的恒定次数的心电图波形执行FFT处理,以计算周期图,并且所述TWA测量部利用所计算的周期图来计算交替值,并且利用所述交替值来判定TWA的存在。
9.根据权利要求2至7中的任一项所述的TWA测量装置,其中,所述TWA测量部提取存储在所述存储部中的心电图波形中的恒定次数的心电图波形,产生所提取的心电图波形的奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形,并且将所述奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形相互比较,从而判定TWA的存在。
10.一种TWA测量方法,包括:
以第一搏动次数的增量对被检对象的心电图波形进行分组,以产生第一搏动次数的增量个第一组;
以不同于所述第一搏动次数的第二搏动次数的增量对所述心电图波形进行分组,以产生第二搏动次数的增量个第二组;
检测所述第一组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异及所述第二组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异;
当在所述第一组之间存在显著的统计差异并且在所述第二组之间不存在显著的统计差异时,判定心跳状况是不稳定的;
当判定所述心跳状况是不稳定的时,利用所述心电图波形测量心跳上的变化;
附接测量电极,以从所述被检对象获取所述心电图波形。
11.根据权利要求10所述的TWA测量方法,进一步包括:
附接测量电极,以从所述被检对象获取所述心电图波形,
其中,所述第一搏动次数是恒定搏动次数。
12.根据权利要求10所述的TWA测量方法,进一步包括:
输入包含所述被检对象的心电图波形的心电图数据,
其中,所述第一搏动次数是恒定搏动次数。
13.根据权利要求10所述的TWA测量方法,进一步包括:
输入包含所述被检对象的心电图波形的心电图数据;
以不同于所述第一搏动次数的第二搏动次数的增量对所述心电图波形进行分组,以产生多个第二组;以及
检测所述第二组的所述心电图波形的测量值的组间统计差异,
当在所述第一组之间存在显著的统计差异并且在所述第二组之间不存在显著的统计差异时,判定所述心跳状况是不稳定的。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的TWA测量方法,其中
测量心跳上的变化的处理包括:
对所述心电图波形中的恒定次数的心电图波形执行FFT处理,以计算周期图;
利用所计算的周期图计算交替值;以及
利用所述交替值判定TWA的存在。
15.根据权利要求11至13中的任一项所述的TWA测量方法,其中
测量心跳上的变化的处理包括:
利用在所述心电图波形中的恒定次数的心电图波形产生奇数次搏动和偶数次搏动的典型波形;以及
将奇数次搏动与偶数次搏动的典型波形相互比较,从而判定TWA的存在。
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