CN107714031B - 波前的注释 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“波前的注释”。本发明公开了一种方法，该方法包括从人类受检者的心肌附近的一对电极接收双极性信号，以及从所述电极对中的所选择的一个接收单极性信号。该方法还包括计算所述单极性信号的局部单极性最小导数，以及所述单极性最小导数的发生时间。该方法也包括计算所述双极性信号的双极性导数，评估所述双极性导数对局部单极性最小导数的比率，以及当所述比率大于预设的阈值比率值时，将所述发生时间识别为所述心肌的激活时间。

Description

波前的注释
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年8月11日提交的美国临时专利申请62/373,458的权益，该临时专利申请以引用方式并入本文。本申请涉及与本申请同日提交的标题为“分类ECG信号(Classifying ECG Signals)”的申请。
技术领域
本发明大体涉及心电图(ECG)信号，并且具体地涉及用于注释信号的方法。
背景技术
心脏中电信号的映射和成像通常基于将导管的ECG信号指示的局部激活时间(LAT)与信号的空间位置组合。此方法用在由加利福尼亚州钻石吧市(Diamond Bar,Ca)的强生公司(Biosense Webster)生产的
Figure BDA0001376869040000011
3系统中。
现有的活动测量算法基于对远场干扰固有地免疫的双极性信号的处理。历史上，LAT由参考注释与映射导管通道中的双极性信号中的最早活动之间的时间差确定。然而，确定双极性信号中的最早的激活在LAT测量中呈现模糊性，因为最早的激活是来自两个单极性信号的接近场的组成，并且不必要对应于活动波的开始。
通过引用并入本专利申请的文献将被视为本申请的整体部分，但不包括在这些并入的文献中以与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突的方式限定的任何术语，而只应考虑本说明书中的定义。
发明内容
本发明的一个实施方案提供一种方法，该方法包括：
从人类受检者的心肌附近的一对电极接收双极性信号；
从该电极对中的所选择的一个接收单极性信号；
计算单极性信号的局部单极性最小导数，以及单极性最小导数的发生时间；
计算双极性信号的双极性导数；
评估双极性导数对局部单极性最小导数的比率；以及
当该比率大于预设的阈值比率值时，将发生时间识别为心肌的激活时间。
公开的实施方案包括，当双极性导数小于预设的双极性导数阈值时，将发生时间指定为心肌的激活时间。
另一个公开的实施方案包括，当局部单极性最小导数小于预设的单极性导数阈值时，将发生时间指定为心肌的激活时间。
又一个公开的实施方案包括，当与发生时间相关联的置信水平大于预设的置信水平时，仅将发生时间指定为心肌的激活时间。通常，该方法可包括当双极性信号的幅值大于预设的双极性信号阈值时，仅将发生时间指定为心肌的激活时间。
根据本发明的实施方案，还提供设备，该设备包括：
一对电极，该一对电极被构造成用于放置在人类受检者的心肌附近；以及
处理器，该处理器被构造成用于：
从该电极对接收双极性信号；
从该电极对中的所选择的一个接收单极性信号；
计算单极性信号的局部单极性最小导数，以及单极性最小导数的发生时间；
计算双极性信号的双极性导数；
评估双极性导数对局部单极性最小导数的比率；以及
当该比率大于预设的阈值比率值时，将发生时间识别为心肌的激活时间。
结合附图，从以下对本公开的实施方案的详细说明，将更全面地理解本公开，其中：
附图说明
图1是根据本发明的实施方案的算法的示意性框图；
图2是根据本发明的实施方案的通过双极性信号和单极性正电极信号测量的活动的示例；
图3是根据本发明的实施方案的示出基线漂移去除的曲线图；
图4是根据本发明的实施方案的基线漂移去除系统的框图；
图5是根据本发明的实施方案的两个高斯滤波器的曲线图；
图6是根据本发明的实施方案的注释检测器块的示意性框图；
图7是根据本发明的实施方案的单极性信号和双极性信号，以及它们的导数的曲线图；
图8示出根据本发明的实施方案的示出注释算法的第一拒绝阶段的曲线图；
图9示出根据本发明的实施方案的说明局部候选注释和远场候选注释的曲线图；
图10是根据本发明的实施方案的示出合并候选注释，以及如何使用拒绝标准的曲线图；
图11是根据本发明的实施方案的单极性导数模糊函数的曲线图；
图12是根据本发明的实施方案的示出单极性信号分割的曲线图；
图13是根据本发明的实施方案的单极性持续时间模糊函数的曲线图；
图14是根据本发明的实施方案的单极性幅值模糊函数的曲线图；
图15是根据本发明的实施方案的单极性持续时间对幅值比率模糊函数的曲线图；
图16是根据本发明的实施方案的双极性幅值模糊函数的曲线图；并且
图17是根据本发明的实施方案的使用设备的侵入式医学规程的示意图。
具体实施方式
概述
与双极性信号不同，单极性信号中活动的开始由信号中急剧的向下偏转明显地标出，但与双极性信号不同，单极性信号对远场激活敏感。
本发明的实施方案使用波前注释算法，其用于将两种类型的ECG信号——双极性信号与其相关联的单极性信号中的一个——的属性组合，以产生准确的信号注释。发明人已经证实该算法提供对远场干扰免疫的准确注释。
波前注释算法提供自动且可靠的注释点检测，其使得能够在相对较短的时间内获取和注释许多LAT点。
本发明的实施方案包括从人类受检者的心肌附近的一对电极接收双极性信号。还从该电极对中的所选择的一个接收单极性信号，并且计算单极性信号的局部单极性最小导数。还计算单极性最小导数的发生时间。计算双极性信号的双极性导数，并且评估双极性导数对局部单极性最小导数的比率。
当该比率大于预设的阈值比率值时，将(单极性最小导数的)发生时间识别为心肌的激活时间。
实施方案的描述
图1是根据本发明的实施方案的波前注释算法的示意性框图。算法输入由单个双极性信号和其单极性信号中的一个组成，这些信号通常提供给运算该算法的跟随具有500Hz截止频率的低通滤波器和电源拒绝滤波器的处理器20。参考下面的图17提供处理器20的操作的更多细节。假定单极性信号的极性是已知的(即，它是从正电极或负电极导出的)。处理器可为独立处理器，和/或通常操作计算机的通用处理器。该算法包括在此总结的多个阶段。
预处理阶段22包括去除基线漂移、低通滤波和任何求导阶数。去除基线漂移包括去除附加低频信号，其为人工产物并且源于各种原因，诸如机械导管运动或呼吸。该低频信号可以改变信号的估计导数，并因此通常被去除。
特征提取阶段24使用后处理信号并提取每个候选注释的特征。
第一注释检测器阶段26基于特征子集执行候选注释的消除。
接下来，在对消除阶段28中，可丢弃通过所需特征阈值但相对于另一非常接近的激活不显著的候选注释。
最后，在第二注释检测器阶段30中，基于其特征值给于每个候选注释分数。只有超过分数阈值的候选注释被认为是有效注释，并且这些的定时和特征被处理器在处理器的进一步操作中使用，诸如产生候选注释的映射。
该算法的元素在下文中进行更详细的描述。
算法的核心依赖于三个基本观察：
·单极性活动由信号幅值中急剧的向下偏转标出。这些偏转可以容易地识别为活动速度信号中的局部最小值(即单极性信号的导数)。然而，并非所有的局部最小值都指示活动；一些是噪声或远场活动的结果。因此，该算法的目的是区分与局部实际激活相关的速度信号中的局部最小值和不与局部实际激活相关的速度信号中的局部最小值。这可以使用下一个观察。
·远场激活几乎相同地影响单极性对的潜力。因此，它们的双极性对应信号在远场激活期间只有残留活动。在局部活动测量期间，当电极中的一个靠近激活并且另一个电极相对远(甚至几毫米就足够)时，情况并非如此。在这种情况下，双极性信号也将表现出与单极性信号中的斜率变化并发的斜率变化(参见图2及其下面的描述)。使用该现象可以区分近场激活引起的单极性急剧偏转和远场激活引起的单极性急剧偏转。
·组合候选注释的多个特征提供用于进行更强健的注释检测的方法。例如，作为局部激活的结果的双极性幅值变化可用作特征。然而，有时远场激活可具有双极性分量(例如，当映射心室瓣附近的下部心房时)。因此，仅仅基于双极性幅值的决策可能失败。然而，如果使用信号的附加特征，则决策可更加强健。一个此类特征可以是激活周围的单极性幅值(图2)。
图2是根据本发明的实施方案的通过双极性信号和单极性正电极信号测量的活动的示例。曲线40示出双极性信号；曲线44示出单极性信号。在区域“A”中，左侧上的急剧向下偏转是在单极性信号和双极性信号中并发的近场活动。如在远场心室激活期间的区域“B”中所示，单极性信号改变，然而，双极性活动是可忽略的。本发明的实施方案使用类似于上述示例的信号的多个特征来协助局部激活和远场激活之间的分离。例如，在区域A中，单极性幅值及其速率类似于双极性信号，而在区域B中，单极性信号幅值大得多，并且其速率比双极性信号快得多。
以下说明描述了图1所示的算法的元素。
预处理阶段22和特征提取阶段24(图1)
这些预处理和特征提取阶段的目的是去除和减弱单极性信号和双极性信号中的干扰，同时维持并强调在随后的阶段中使用的信号的那些特征。虽然为了简单起见，本文描述的动作被假定发生在阶段22和阶段24中，但是应当理解，这些动作中的至少一些可发生在算法的其它阶段中。我们想要保留的特性是激活的形态，因为它反映斜率变化。通常丢弃的特性是充当可以损害斜率测量值的附加信号的基线漂移以及高频噪声。阶段22和阶段24分为四个子阶段：
1.单极性预处理子阶段
单极性预处理阶段包括连续应用以下步骤：
1.在1KHz的基线估计和减去(使用中值滤波器+低通滤波器(LPF))
2.上采样到8KHz(8倍的采样和保持或其它上采样技术)
3.第一平滑滤波器-LPF FIR(-6db@155Hz，145抽头)。滤波器是65抽头的500Hz的等纹波滤波器和高斯10ms窗口的卷积。
4.第二平滑滤波器-使用的滤波器是系统的抗混叠LPF，通常为500Hz低通滤波器。
5.导数
步骤5的导数用作第一注释检测器阶段26(图1)中的单极性注释检测器-(阶段I)的输入。步骤4的附加滤波信号输出用于算法的特征提取阶段24。
2.双极性预处理子阶段
双极性预处理阶段包括连续应用以下步骤：
1.在1KHz的基线估计和减去(中值滤波+LPF)
2.上采样到8KHz(8倍的采样和保持)
3.平滑-LPF FIR(-6db@310Hz，113抽头)。滤波器是65抽头的500Hz的等纹波滤波器和高斯6ms窗口的卷积。
4.导数
双极性预处理阶段(双极性导数)的最终输出用作上述单极性注释检测器-(阶段I)的输入(图1)。
3.基线漂移估计子阶段
心脏内(IC)信号可包含由导管的运动、受检者的运动和改变与组织的交界面的呼吸引起的附加基线漂移信号(参见图3及其下面的描述)。这些运动伪影主要包含低频组分。然而，近场活动信号还可以在这些光谱带中包含大量的能量。因此通过高通IIR滤波器或FIR滤波器的除去的常规方法是有问题的，并且可以导致IC信号的失真和形态变化。因此，我们使用的所选择的方法基于基线漂移的估计(图3)和其从信号的减去。
图3是根据本发明的实施方案的示出基线漂移去除的曲线图。单极性信号50最初被低频伪影污染，有助于基线漂移。基线估计的目的是计算基线，然后将其从信号中减去。在图中，计算出的基线54已经覆盖在单极性信号上。基线漂移拒绝是重要的，因为基线漂移可以增加单极性导数的估计的噪声，并从而可影响注释检测。
如图4所示，通过使用一系列两个滤波器去除近场活动来实现基线漂移的估计及其从原始值的减去。
图4是根据本发明的实施方案的基线漂移去除系统的框图。通常具有60ms的窗口的中值滤波器60被设计为从原始信号中去除活动，而LPF 64，在一个实施方案中其是具有大约10Hz的典型截止值的89抽头FIR汉宁滤波器，被设计为将由中值滤波器产生的边缘平滑化。最后，通过否定过程68然后求和72从原始信号中减去基线估计，产生没有基线漂移的信号。
4.平滑导数子阶段
图5是根据本发明的实施方案的两个高斯滤波器的曲线图。信号中急剧偏转点的检测基于信号的速度，因此使用导数方法。然而，导函数充当高通滤波器，因此增强高频率噪声。因此，我们使用平滑函数来减小导数估计中的噪声。我们使用的平滑函数是归一化的零均值高斯函数，包括单极性高斯函数80和双极性高斯函数84，如图5所示。这些单极性高斯滤波器和双极性高斯滤波器分别具有±2ms和±1ms的时间窗口中的能量的90％。因此，在大于这些值的距离处的激活或接近远场实际上被忽略，并且不影响导数值。
注释检测器-I阶段26(图1)
现在参考图6至图9。图6是注释检测器-I阶段26的示意性框图；图7是单极性信号和双极性信号及其导数的曲线图；图8具有示出注释算法的第一拒绝阶段的曲线图；并且图9具有根据本发明的实施方案的示出局部候选注释和远场候选注释的曲线图。
参考图6，下面的表I给出检测器中使用的参数以及框图中对应的首字母缩略词。
参数 首字母缩略词
平滑单极性导数 S-单极性
平滑单极性导数阈值 Th-单极性
平滑双极性导数 S-双极性
平滑双极性导数阈值 Th-双极性
(S-双极性)/(S-单极性) R
R应该超过以便在注释检测器-I的输出处成为有效注释的最小比率 Th-比率
表I
图7示出单极性注释周围的为零的双极性斜率的示例。曲线图示出单极性远端信号100、其导数102、其局部激活(A)以及双极性信号104及其导数106。注意，在单极性偏转点(A)处，双极性导数几乎为零，并且不表示双极性幅值中的巨大变化。
图8具有示出图1的注释算法的第一拒绝阶段的曲线。顶部曲线110示出单极性信号，并且底部曲线114示出其平滑导数。黑点118是低于阈值的导数信号中的最小值，并且将被进一步考虑为可能的注释点，而灰点122标记将被拒绝的阈值之上的最小值。
图9示出使用本文所述的双极性导数和单极性导数比率特征的局部(A)和远场(B)候选注释之间的分离。该图示出单极性130信号和双极性132信号，以及单极性136导数和双极性138导数。在局部激活中，单极性导数变化伴随着由2ms活动窗口140所示的双极性导数变化。然而，如由窗口144所示的远场衍生偏转(B)中不是这种情况，因此对于远场情况的双极性斜率和单极性斜率的变化之间的比率将低于所需的比率阈值。
返回到图6，注释检测器-I框的输入是被测的相关单极性信号导数、其极性和其平滑的双极性导数。框的输出是注释索引及其斜率值(注释索引处的单极性导数值)。斜率值作为注释的分数。
在本发明的实施方案中，通过寻找阈值(通常为-0.01mv/ms)之下的最小点，在框90和框92中检测单极性信号的下斜率中的偏转点，也参见图8。活动通常满足该条件(除了另外两个条件)：
1.在单极性偏转点周围的时间窗口(通常为±2ms)内的双极性平滑导数信号(S-双极性)的值应以负方式超过阈值TH-双极性。因此，S-双极性<TH-双极性。在一个实施方案中，TH-双极性通常为约0.008mv/ms。
2.该双极性平滑导数值与单极性平滑导数斜率值之间的比率应高于Th比率，通常约0.2。
在框94和框96以及决定98中评估#1和#2。
参考图6，对于正电极和负电极，双极性导数值(S-双极性)被不同地计算。在公开的实施方案中，对于正电极，它是在2ms时间窗口内的最小值，并且对于负电极，它是在该时间窗口内的最大值的负值。在注释点处使用时间窗口而不是导数的原因是在某些病理学和/或(导管和波传播方向的)取向中，给定点处的双极性信号可以是小的或甚至为零，因为单极性激活之间的活动的时间延迟可以抵消(图7)。对于正电极和负电极，值被不同地计算，因为正电极的末端活动被记录为双极性信号中的下斜率，而负电极的活动被记录为双极性信号的上斜率。
单极性导数和双极性导数之间的比率也可用作分类标准，因为该标准可以区分近场活动和远场活动。在近场活动中，通常在双极信号中表现下斜率活动中的至少一些，而在远场的情况下，双极性信号可仅具有残留活动。
对消除阶段28(图1)
算法的对消除阶段负责合并从单个活动产生的两个注释。当由于某种原因，无论是从另一个电极中记录的活动还是从影响一个电极比另一个更多的远场活动中近场活动的向下斜率包含瞬时上斜率时，这种分裂现象可以发生。瞬时上斜率将导致信号导数中的两个最小值，并且如果这些最小值足够强，则它们产生两个注释。为了排除这些情况，我们评估由于上斜率而引起的信号变化。
为了分裂而分析分离不太远(通常小于50ms)的相同单极性信号中的所有注释对。为了上倾斜而分析单极性导数信号中两个候选注释之间的段。当上倾斜幅值被认为显著时，两个注释被维持。如否，则丢弃具有较小下斜率的注释。
图10是根据本发明的实施方案示出合并候选注释，以及如何使用拒绝标准的曲线图150。该图示出单极性导数信号和两个可能的注释(圆圈，标记为A[i]和A[i+1])。
对消除框38的目的是决定最小导数幅值与两个可能的注释之间的峰值P之间的上倾斜幅值变化(用垂直双头箭头标记)是否显著。如果变化被认为是显著的，两个注释都被维持，否则，较弱的激活-A[i]被丢弃。
因此，对于要丢弃的注释A[i]，考虑在50ms时间窗口A[i+1]内具有更强斜率的任何相邻候选注释之间的峰值幅值(P)的相对变化。如果峰值显著更高，该点将不被拒绝。在数学上，在一个实施方案中，如果(P-A[i])/(0.02-A[i])的值低于0.5，则注释A[i]被丢弃。即，如果50ms时间窗口中的一个或多个注释遵循上述规则，则注释A[i]被拒绝。
注释检测器II阶段30(图1)
使用附加特征和度量值，在此框中重新评估通过较早阶段的候选注释。只有通过此框并且还通过用户双极性电压控制阈值的注释被认为是有效注释。对于每个注释，计算多个特征。每个特征值都被赋予范围从零到一的模糊分数，对应于该特征的置信度值。最后，将所有分数组合在一起，并根据全局分数阈值对其值进行测试。通过全局分数阈值，即，具有高置信度值的那些注释被认为是有效的注释，而没有通过全局分数阈值，即具有低置信度值的那些注释被拒绝。
本文描述的模糊函数是在本发明的一个实施方案中使用的此类函数的示例。然而，其它此类模糊函数或其它概率术语/函数对于本领域普通技术人员将是显而易见的，并且所有此类函数都被认为包括在本发明的范围内。此外，对于特定要求，可使用多个模糊分数(例如，强调强或小的双极性信号等的模糊函数)。
所有模糊函数都限定在0和1之间。
该框使用的特征是：
1.单极性导数值
2.单极性斜率的持续时间s2
3.在该时间窗口s2的单极性斜率的幅值
4.上述持续时间与幅值之间的比率
5.时间窗口-s2中的双极信号幅值
以下说明五个特征。
1.单极性导数
图11是根据本发明的实施方案的单极性导数模糊函数的曲线图160。该图提供指定给导数的分数f(s1)，其中导数值在此称为s1。如图所示，低于-0.07的导数的值得到1分，并且大于-0.07的值线性减小，使得在-0.018的斜率处达到0.5分。小于-0.01的导数值得到零分。
单极性导数s1用于两个检测器阶段，但不同于第一阶段(其中单极性导数s1具有0.01mv/ms的二分阈值)，在这里其值用于提供分数f(s1)。仅根据此特征，分数越高，这是有效注释的可能性就越大。
2.单极性活动分割和持续时间
图12示出根据本发明的实施方案的示出单极性信号分割的曲线图。下面进一步描述分割。在候选注释时间索引176(黑点)周围示出单极性信号170及其导数174。表示阈值的虚水平线180在两个方向上标记搜索段(通常约±25ms)。在一个实施方案中，段值被定义为注释点处绝对最大单极性导数值的20％。段A、段B标记其中信号导数低于阈值的搜索窗口内的时间间隔。在该示例中的最终段可以是段A，或者如果满足某些条件(如下所述)，则其可以是从A的开始到B的结束的接合段。
我们从单极性信号得到的特征是候选注释周围的下斜率段的持续时间s2。目的是从其初始下降检测单极性下斜率，直到其开始上倾斜。动机是检查该段中信号的特征，诸如持续时间、幅值及其关系的属性，并将其用作分类器的基础。发明人考虑了用于该任务的若干种方法，所有这些方法对于单个斜率的明显情况都起到良好的作用，但是本文描述的方法被选择，因为它在具有斜率趋势变化和斜率段内的局部峰值的复杂情况下起到良好的作用。
参考图12，分割是基于经由以下步骤分析单极性导数：
1.以候选注释时间索引176为中心的单极性信号导数174的50ms段被认为是阈值线180上的最大跨度，对于该阈值线180可以限定该段。在图12中，跨度在线180的端点182和端点186之间。我们假设单极性信号下斜率段在该50ms的时间窗口中是有边界的。如果段大于此，则强制界定其为此50ms的间隔。
2.将导数段幅值与恒定阈值相比较。在本文描述的实施方案中的阈值被假设为在候选注释时间的单极性导数值的20％。线180上低于该值的段在图12中被标记为两段A和B。
3.下一个步骤是计算段边界，并将在每个子段处的导数下的面积分别相加，对应于将那些段中的信号的绝对值相加。
4.段合并-基于段间隔及其面积，决定最终段应包含主段(A)还是附加段(B)。在一个实施方案中，为了使段接合，相邻端点必须彼此相差1ms或更小，并且附加段(B)应该具有小于主段的30％的面积，使得B的信号增量应为小于A的信号增量的30％。
然后，使用下面参考图13描述的模糊函数将从上述步骤确定的持续时间(本文称为s2)指定给分数f(s2)。
图13是根据本发明的实施方案的单极性持续时间模糊函数的曲线图190。小于2ms的非常短的斜率不太可能来自真正的激活；非常长的激活可能是远场事件。另外，局部有效激活的单极性持续时间不能太短，并且不能太长。上述观察被封装在图13的模糊函数中，其提供分数f(s2)。函数点192、194是：{2,0.5}，{19,0.5}，并且斜率分别为0.5和-0.5。
3.单极性幅值
图14是根据本发明的实施方案的单极性幅值模糊函数的曲线图200。单极性幅值是检测到的活动段(峰到峰)持续时间s2中的单极性信号(本文称为s3)的幅值。在一个实施方案中，模糊函数斜率与点202、204相交：{0.1,0.5}，{0.42,1}。从模糊函数f(s3)得到的分数越高，信号的幅值越大。即，对于越高的分数和越高的幅值，信号来自局部激活的可能性越大，除非远场信号具有大幅值。
4.单极性持续时间对幅值比率
图15是根据本发明的实施方案的单极性持续时间对幅值比率模糊函数的曲线图210。单极性持续时间对幅值比率排除高比率值，因为活动越长并且幅值越小，这是错误的注释的可能性越大。在一个实施方案中，模糊函数线的方程是
f(s4)＝-0.0184·s4+1.283 (1)
其中s4是持续时间对幅值比率，并且
f(s4)是指定给该比率的分数。
5.双极性幅值
图16是根据本发明的实施方案的双极性幅值模糊函数的曲线图220。单极性活动段(峰到峰)内的双极性幅值s2也用于给候选注释的可能性评分。值越高，这是真正激活的可能性越大。
模糊函数的方程是：
f(s5)＝25·s5,0≤s5≤0.04；f(s5)＝1，s5>0.04 (2)
其中s5是双极性幅值，并且
f(s5)是指定给幅值的分数。
在高斯和抗混叠滤波器的低通后，基于基线拒绝双极性平滑信号计算幅值。
6.最终分数
如上所述，每个特征得到分数，并且分数一起用于生成全局分数。想法是，特征可以在包含或排除注释时相互支持。在一个实施方案中，我们使用的分数方法定义如下：
Figure BDA0001376869040000131
其中GS是全局分数。
GS的值应该通过特定的阈值，例如0.8，以使注释被认为是有效的。
对于本领域技术人员将显而易见的是，与上文中所列举的不同但具有相同结果的全局分数可用于本发明的实施方案中。此类全局分数可以基本上包括单独分数的加权平均值和/或单独分数的点积的任何组合。此类全局分数还可以包括基于模糊特征的子集的分数的组合。本发明的范围包括所有此类全局分数。
双极性幅值滤波
在一些实施方案中，算法的最终阶段被设计为向用户提供消除注释的能力，如果注释具有低双极性幅值，则它们被检测。所需的幅值阈值由用户控制。双极性幅值滤波将超过后处理阶段的每个注释的双极性幅值与阈值进行比较。只有具有超过阈值的双极性幅值的注释被传递到系统。(如果用户希望跳过此阶段，她/他可将阈值设置为零，从而消除该阶段的规则。)
每个注释的双极性幅值通过测量以注释时间(最大单极性速度点)为中心的14ms窗口中的峰到峰幅值、去除基线、1KHz双极性信号来限定。在一个实施方案中，双极性幅值阈值的系统默认值被设置为30微伏。
此双极性幅值与模糊控制的双极性幅值(如上所述)不同，因为该双极性幅值是以固定的间隔确定的。模糊分类器使用单极激活的动态段，并因此在一些实施方案中，动态段作为分类器可更有意义。此外，该分类器用作二分用户控制阈值。
算法最终输出
通过模糊分数和双极性用户控制的双极性幅值的所有注释都被认为是可由处理器使用的有效注释。
在一个实施方案中，每个注释应该具有以下特征：
1.注释时间索引
2.单极性导数值和双极性导数值
3.模糊分数
4.单极性检测下斜率段持续时间
5.该段内的单极性幅值
6.该段内的双极性幅值
7.用于用户控制的值的双极性幅值
另外可提供跟踪文件，以包括
1.特征中的每个的具体模糊分数
2.单极性段开始和结束时间索引
图17是根据本发明的实施方案的使用设备400的侵入式医学规程的示意图。该规程由医疗专业人员402执行，并且以举例的方式，假设下面描述中的规程包括从人类患者406的心脏404获取ECG信号。
为了获取信号，专业人员402将探头408插入已经预先定位在患者体腔中的护套410中。护套410被定位成使得探头的远侧端部412在离开护套的远侧端部414之后可进入患者的心脏并接触心脏的组织。
探头408可包括任何类型的导管，其可以被插入到患者的心脏中，并且可以通常使用磁跟踪系统和/或阻抗测量系统来跟踪。例如，探头408可包括由加利福尼亚州钻石吧市(Diamond Bar,CA)的强生公司(Biosense Webster)生产的套索导管、轴状导管或pentaRay导管，或者与这些导管大致相似的导管。强生公司(Biosense Webster)还生产可用于本发明的实施方案的磁跟踪系统和阻抗测量系统。
探头408包括至少两个电极411，其用于获取处理器20在执行本文所描述的算法时使用的ECG信号。
设备400由处理器20(图1)控制，并且处理器可包括通常被配置为现场可编程门阵列(FPGA)的实时降噪电路420，之后是模数(A/D)信号转换集成电路424。处理器可以将信号从A/D电路424传递到另一个处理器，并且可以被编程以执行本文公开的算法。
处理器20位于设备的操作控制台430中。控制台430包括由专业人员402使用以与处理器通信的控制器432。在该规程期间，处理器20与模块组440中的ECG模块436进行通信，以便获取ECG信号以及执行本文公开的算法。
ECG模块436接收来自电极411的ECG信号。在一个实施方案中，信号在模块436中通过低噪声前置放大器438并经由带通滤波器440传送到主放大器442。模块436还包括模数转换器(ADC)444，其将ECG信号的数字化值传送到处理器20，以由处理器实现本文描述的算法。通常，处理器20控制前置放大器438、滤波器440、放大器442和ADC 444的操作。
因此，ECG模块436使得处理器20能够获取并分析由电极411接收的EP(电生理)信号，其包括本文所提及的ECG信号。该信号通常作为实时更新的电压-时间图在显示屏450上呈现给专业人员402。
可将用于处理器20和模块组440的软件通过例如网络以电子形式下载到处理器。另选地或除此之外，软件可提供在非临时性有形介质，诸如光学、磁性或电子存储介质上。
为了操作设备12，模块组50通常包括除了上述ECG模块之外的模块，诸如允许处理器跟踪探头408的远侧端部的一个或多个跟踪模块。为简明起见，图1未示出此类其它模块。所有模块可包括硬件以及软件元件。
除了呈现由电极411获取的ECG信号的显示屏450之外，本文所描述的算法的结果452也可以在显示屏幕上呈现给算法用户。
应当理解，上述实施方案以举例的方式引用，并且本发明并不限于上文具体示出与描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合两者以及本领域技术人员在阅读前述描述后将会想到的变化和修改，并且该变化和修改并未在现有技术中公开。

Claims (8)

1.一种方法，包括：
从人类受检者的心肌附近的一对电极接收双极性信号；
从所述一对电极中的所选择的一个接收单极性信号；
计算所述单极性信号的局部单极性最小导数，以及所述单极性最小导数的发生时间；
计算所述双极性信号的双极性导数；
评估所述双极性导数对所述局部单极性最小导数的比率；
计算所述发生时间的置信水平值；以及
当所述比率大于预设的阈值比率值并且所述发生时间的所述置信水平值大于预设置信值时，将所述发生时间识别为所述心肌的激活时间。
2.根据权利要求1所述的方法，并且所述方法进一步包括当所述双极性导数小于预设的双极性导数阈值时，将所述发生时间指定为所述心肌的所述激活时间。
3.根据权利要求1所述的方法，并且所述方法进一步包括当所述局部单极性最小导数小于预设的单极性导数阈值时，将所述发生时间指定为所述心肌的所述激活时间。
4.根据权利要求1所述的方法，并且所述方法包括当所述双极性信号的幅值大于预设的双极性信号阈值时，仅将所述发生时间指定为所述心肌的所述激活时间。
5. 设备，包括：
一对电极，所述一对电极被构造成用于放置在人类受检者的心肌附近；以及
处理器，所述处理器被构造成用于：
从所述一对电极接收双极性信号；
从所述一对电极中的所选择的一个接收单极性信号；
计算所述单极性信号的局部单极性最小导数，以及所述单极性最小导数的发生时间；
计算所述双极性信号的双极性导数；
评估所述双极性导数对所述局部单极性最小导数的比率；
计算所述发生时间的置信水平值；以及
当所述比率大于预设的阈值比率值并且所述发生时间的所述置信水平值大于预设置信值时，将所述发生时间识别为所述心肌的激活时间。
6.根据权利要求5所述的设备，并且所述设备进一步包括当所述双极性导数小于预设的双极性导数阈值时，将所述发生时间指定为所述心肌的所述激活时间。
7.根据权利要求5所述的设备，并且所述设备进一步包括当所述局部单极性最小导数小于预设的单极性导数阈值时，将所述发生时间指定为所述心肌的所述激活时间。
8.根据权利要求5所述的设备，并且所述设备包括当所述双极性信号的幅值大于预设的双极性信号阈值时，仅将所述发生时间指定为所述心肌的所述激活时间。
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