CN109998521B - 快速恢复ecg信号的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了快速恢复心电图(ECG)信号的方法和设备。在一个实施方案中，ECG设备包括用于接收生物计量心动图信号诸如威尔逊中心终端(WCT)信号的输入端，以及用于产生补偿后信号的合并器，诸如加法器。模/数转换器将补偿后信号的数字化型式提供给处理器。处理器产生反映补偿后信号的ECG并且还将与数字化补偿后信号的高频响应对应的数字信号输出到数/模转换器。数/模转换器提供与数字化补偿后信号的高频响应对应的数字信号的模拟型式以将生物计量心动图信号的低响应补偿为高频峰值。所得的ECG由处理器产生，其中生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消。

Description

快速恢复ECG信号的方法和设备
发明内容
本发明提供了快速恢复心电图(ECG)信号的方法和设备。在一个实施方案中，ECG设备包括用于接收患者的生物计量心动图信号的输入端，以及用于选择性地产生患者的生物计量心动图信号的补偿后生物计量心动图信号的补偿信号合并器。模/数转换器将补偿后生物计量心动图信号的数字化型式提供给数字处理器。数字处理器产生反映补偿后生物计量心动图信号的ECG并且还将与数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号输出到数/模转换器。数/模转换器将与数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号的模拟型式提供给补偿信号合并器以将患者生物计量心动图信号的低响应补偿为高频峰值。所得的ECG由数字处理器产生，其中生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消。
优选地，输入端被配置成接收患者的威尔逊中心终端(WCT)生物计量心动图信号。另外，补偿信号合并器在一个实施方案中为加法器。患者的生物计量心动图信号的补偿后生物计量心动图信号可经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对模/数转换器的输入。该处理器可被配置成产生以图形形式反映补偿后生物计量心动图信号的ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
在另一实施方案中，提供了产生心电图(ECG)的方法。接收患者的生物计量心动图信号。选择性地产生患者的生物计量心动图信号的补偿后生物计量心动图信号。将补偿后生物计量心动图信号的数字化型式提供给数字处理器。数字处理器产生反映补偿后生物计量心动图信号的ECG并且将与数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号输出到数/模转换器。数/模转换器提供与合并了生物计量心动图信号的数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号的模拟型式以将患者生物计量心动图信号的低响应补偿为高频峰值。所得的ECG由数字处理器产生，其中生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消。
优选地，威尔逊中心终端(WCT)生物计量心动图信号作为患者的生物计量心动图信号被接收。另外，与数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号的模拟型式在一个实施方案中被添加到生物计量心动图信号来产生补偿后生物计量心动图信号。
患者的生物计量心动图信号的补偿后生物计量心动图信号可经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对模/数转换器的输入，所述模/数转换器将补偿后生物计量心动图信号的数字化型式提供给数字处理器。该处理器可产生以图形形式反映补偿后生物计量心动图信号的ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
依据附图和以下详细描述，本发明的其他目的和优点对于本领域的技术人员将显而易见。
附图说明
图1为基于常规教导内容的ECG系统的示意图。
图2为根据本发明的教导内容的ECG系统的示意图。
图3(A)-3(C)为ECG相关信号的图示。
图4为根据本发明的教导内容的产生心电图(ECG)的方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及ECG系统和方法。本发明人已认识到，电生理学医生需要增强的ECG系统，所述增强的ECG系统补偿由起搏引起的干扰信号。
包括起搏脉冲检测的ECG监测系统为本领域已知的。例如，参见美国专利5,682,902(Herleikson)。此类标准ECG输入系统利用模/数信号处理。可通过分析数字信号来检测起搏信号。在常规ECG系统中，诸如Herleikson，起搏脉冲信号可通过下述方式被移除：在特定或计算的时间用选定的平直信号替换。本发明人已认识到，电生理学医生可受益于增强的ECG系统，所述增强的ECG系统更精确地补偿由起搏引起的干扰信号。
与常规方法一致，ECG系统10可被构造成，例如，处理患者的威尔逊中心终端(“WCT”)ECG信号，所述威尔逊中心终端ECG信号计算相对于返回接地电极测量的三个有源肢体电极电压的平均值。如图1所示，WCT信号可经由运算放大器12以差分放大器配置15与心内信号14合并来作为对模/数转换器16的输入。模/数转换器16的数字输出然后通过处理器18以常规方式来处理，诸如对应于Herleikson教导的方法，以产生对应于WCT信号的ECG。
然而，当WCT信号包括起搏电荷时，由使用数字化信号的常规处理的系统10产生的ECG，由于起搏信号的常规处理，而部分地偏斜。
本发明提供了改进的ECG系统，所述改进的ECG系统利用数/模补偿值来抵消起搏电荷，使得产生更准确的ECG。参见图2，示例性快速恢复ECG输入系统20被设置成利用模/数转换器16和相关联的处理器18来检测与图1的系统10类似的起搏。然而，图2改进系统20的处理器18被配置成在与添加的DC值信号21合并之后处理WCT信号，所述DC值信号在WTC信号包括起搏电荷时抵消起搏电荷。
申请人已认识到，当施加了起搏信号时，WTC信号将包括由电子起搏脉冲引起的显著的低频和高频分量。如图2所示，WTC信号通过加法器22，所述加法器添加抵消信号21以将WTC信号的低响应补偿为高频峰值。经由运算放大器12将加法器处理后的“补偿后”WTC信号23以差分放大器配置15与心内信号14提供给模/数转换器16。然后将模/数转换器16的数字输出提供给数字处理器18。
模/数转换器16的数字输出通过处理器18以常规方式来处理，诸如对应于Herleikson教导的方法，以产生对应于补偿后WCT信号的ECG。另外，然而，从模/数转换器16接收的数字信号的高频响应由处理器18用于产生数字补偿信号25。数字补偿信号25通过数/模转换器24，以提供添加到WTC信号的模拟信号21。将抵消信号21添加到WTC信号的结果导致处理器18产生ECG，其中生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消，因为ECG基于补偿后WTC信号23。
WTC信号的高频响应(其在WTC信号包括起搏脉冲时为显著的)，由处理器18确定，以产生馈送至数/模转换器24的数字补偿信号25，以提供添加到WTC信号的补偿信号21。一旦处理器18检测到起搏伪影，就可使用短平均窗口来保持信号始终没有偏移。输入到数/模转换器24的数字补偿信号25被平滑化以避免步阶。
具有和不具有所施加的抵消信号的所得ECG信号图形在图3A和图C中示出。图3A反映了无抵消的WTC信号，并且图3C示出了利用快速恢复ECG输入系统20的起搏脉冲抵消所得的ECG。出于参考目的，提供图3B，以反映响应于WTC信号内的起搏脉冲信号的ECG通道。该图形反映一秒时间内的信号微伏(μVs)。
参考图4，提供了产生图3C所示的ECG的示例性方法。在步骤41中，接收患者的生物计量心动图信号。在步骤43中，通过将模拟补偿信号添加到患者的生物计量心动图信号来产生补偿后生物计量心动图信号。在步骤45中，将补偿后生物计量心动图信号的数字化型式提供给数字处理器。在步骤47中，数字处理器产生反映补偿后生物计量心动图信号的ECG并且将与数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号输出到数/模转换器。在步骤49中，数/模转换器提供与在步骤43中合并了生物计量心动图信号的数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号的模拟型式以将患者的生物计量心动图信号的低响应补偿为高频峰值，由此数字处理器产生ECG，其中生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消。
本申请中引用的所有参考文献均以引用方式并入本文，如同在本文完整阐述。对本领域的普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本文所述的本发明的实质和范围的前提下可对所描述的实施方案进行许多改变和修改。

Claims (20)

1.一种心电图(ECG)设备，包括：
输入端，所述输入端用于接收患者的生物计量心动图信号；
补偿信号合并器，所述补偿信号合并器用于选择性地产生所述患者的所述生物计量心动图信号的补偿后生物计量心动图信号；
模/数转换器，所述模/数转换器用于将所述补偿后生物计量心动图信号的数字化型式提供给数字处理器；
所述数字处理器，所述数字处理器被配置成产生反映所述补偿后生物计量心动图信号的ECG并且将与所述数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号输出到数/模转换器；以及
数/模转换器，所述数/模转换器被配置成将与所述数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的所述数字信号的模拟型式提供给所述补偿信号合并器以将所述患者的所述生物计量心动图信号的低响应补偿为高频峰值，由此由所述数字处理器产生ECG，其中所述生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消。
2.根据权利要求1所述的ECG设备，其中所述输入端被配置成接收患者的威尔逊中心终端(WCT)生物计量心动图信号。
3.根据权利要求2所述的ECG设备，其中所述补偿信号合并器是加法器。
4.根据权利要求3所述的ECG设备，其中所述患者的所述生物计量心动图信号的所述补偿后生物计量心动图信号经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对所述模/数转换器的输入。
5.根据权利要求4所述的ECG设备，其中所述处理器产生以图形形式反映所述补偿后生物计量心动图信号的所述ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
6.根据权利要求1所述的ECG设备，其中所述补偿信号合并器是加法器。
7.根据权利要求6所述的ECG设备，其中所述患者的所述生物计量心动图信号的所述补偿后生物计量心动图信号经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对所述模/数转换器的输入。
8.根据权利要求7所述的ECG设备，其中所述处理器产生以图形形式反映所述补偿后生物计量心动图信号的所述ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
9.根据权利要求1所述的ECG设备，其中所述患者的所述生物计量心动图信号的所述补偿后生物计量心动图信号经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对所述模/数转换器的输入。
10.根据权利要求9所述的ECG设备，其中所述处理器产生以图形形式反映所述补偿后生物计量心动图信号的所述ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
11.一种产生心电图(ECG)的方法，包括：
接收患者的生物计量心动图信号；
选择性地产生所述患者的所述生物计量心动图信号的补偿后生物计量心动图信号；
将所述补偿后生物计量心动图信号的数字化型式提供给数字处理器；
所述数字处理器产生反映所述补偿后生物计量心动图信号的ECG并且将与所述数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的数字信号输出到数/模转换器；以及
所述数/模转换器提供与合并了所述生物计量心动图信号的所述数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的所述数字信号的模拟型式以将所述患者的所述生物计量心动图信号的低响应补偿为高频峰值，由此由所述数字处理器产生ECG，其中所述生物计量心动图信号内的起搏信号贡献被抵消。
12.根据权利要求11所述的方法，其中威尔逊中心终端(WCT)生物计量心动图信号作为所述患者的所述生物计量心动图信号被接收。
13.根据权利要求12所述的方法，其中与所述数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的所述数字信号的所述模拟型式被添加到生物计量心动图信号来产生所述补偿后生物计量心动图信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述患者的所述生物计量心动图信号的所述补偿后生物计量心动图信号经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对模/数转换器的输入，所述模/数转换器将所述补偿后生物计量心动图信号的所述数字化型式提供给所述数字处理器。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述处理器产生以图形形式反映所述补偿后生物计量心动图信号的所述ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
16.根据权利要求11所述的方法，其中与所述数字化补偿后生物计量心动图信号的高频响应对应的所述数字信号的所述模拟型式被添加到生物计量心动图信号来产生所述补偿后生物计量心动图信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述患者的所述生物计量心动图信号的所述补偿后生物计量心动图信号经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对模/数转换器的输入，所述模/数转换器将所述补偿后生物计量心动图信号的所述数字化型式提供给所述数字处理器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述处理器产生以图形形式反映所述补偿后生物计量心动图信号的所述ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述患者的所述生物计量心动图信号的所述补偿后生物计量心动图信号经由运算放大器以差分放大器配置与心内信号合并来作为对模/数转换器的输入，所述模/数转换器将所述补偿后生物计量心动图信号的所述数字化型式提供给所述数字处理器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述处理器产生以图形形式反映所述补偿后生物计量心动图信号的所述ECG，所述图形形式反映信号微伏随十分之一秒时间的变化。
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