CN112243387A - 心脏信号t波检测 - Google Patents

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CN112243387A CN201980037997.9A CN201980037997A CN112243387A CN 112243387 A CN112243387 A CN 112243387A CN 201980037997 A CN201980037997 A CN 201980037997A CN 112243387 A CN112243387 A CN 112243387A
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Abstract

本文公开了一种用于检测心脏信号的一个或多个参数的示例设备。所述设备包括一个或多个电极和被配置为经由所述一个或多个电极感测心脏信号的感测电路。所述设备还包括处理电路，所述处理电路被配置为基于所述心脏信号确定代表信号，所述代表信号具有单极性；并且基于所述代表信号下方的面积确定所述心脏信号的T波的结束。

Description

心脏信号T波检测
技术领域
本公开涉及心脏监测，更具体地，涉及心脏信号特征的评估。
背景技术
心脏信号分析可由各种设备执行，如可植入医疗设备(IMD)和外部设备(例如，智能手表、健身监测器、移动设备、动态心电监测器、可穿戴除颤器等)。举例来说，设备可被配置为处理由一个或多个电极感测到的心脏信号(例如，心脏电描记图(EGM)和心电图(ECG))。心脏信号的特征可能包括P波、Q波、R波、S波、QRS复合波和T波。心脏信号(如T波)的特征的准确检测和描绘对于改善设备的操作可为重要的。
将心脏起搏递送至用于治疗多种心脏功能障碍的患者。心脏起搏通常由IMD递送。举例来说，植入式心脏复律除颤器(ICD)可提供起搏功能，并且如果需要，还可响应于检测到的心脏快速性心律失常而提供心脏复律或除颤。然而，不提供抗快速性心律失常电击的起搏器和不递送起搏疗法的ICD也很普遍。IMD通常经由位于一根或多根导联上的电极向心脏递送这类疗法，所述导联可为心内或心血管外导联，尽管用于递送这类疗法的无导联IMD也已实施。此外，不递送疗法的有导联和无导联心脏监测器也已实施。
心力衰竭患者可接受心脏再同步疗法(CRT)。CRT为心脏起搏的一种形式。一些心力衰竭患者的心室以不协调或异步的方式收缩，这大大降低了心室的泵送效率。CRT在特定时间(例如房室(A-V)间隔和/或心室内(V-V)间隔)以及特定位置(例如，右心室和左心室中的一个或两者)递送起搏脉冲，以重新协调心室的收缩心室。在一些示例中，CRT涉及将起搏脉冲递送至两个心室以同步其收缩。在其它示例中，CRT涉及将起搏脉冲递送至一个心室(如左心室)，以使其收缩与右心室的收缩同步。
发明内容
一般来说，本公开针对用于识别患者心脏信号(例如，EGM和/或ECG)的一个或多个特征和/或确定一个或多个参数的设备和技术。举例来说，本公开描述了用于识别T波的结束的技术，其可允许对心脏信号特征进行更鲁棒的描绘。这种对T波的结束的改进识别可例如允许确定激活恢复间隔(ARI)的可变性，例如，QT间隔或从QRS复合波开始到T波的结束测量的间隔，这可预测患者是否正在经历或将经历快速性心律失常。在一些示例中，IMD可向患者递送疗法以终止或预防预测的快速性心律失常，所述疗法不必包括抗快速性心律失常休克。可由例如IMD的处理电路系统用来描绘一个或多个特征的信号处理技术可包括例如确定代表信号的曲线下方的面积，所述代表信号可通过推导从心脏信号生成并具有单极性。
在一个示例中，设备包括一个或多个电极；感测电路，其被配置为经由一个或多个电极感测心脏信号；和处理电路，其被配置为基于心脏信号确定代表信号，所述代表信号具有单极性，并且基于代表信号下方的面积确定心脏信号的T波的结束。
在另一个示例中，一种方法包括感测心脏信号。所述方法还包括基于心脏信号确定代表信号，所述代表信号具有单极性，并且基于代表信号下方的面积确定心脏信号的T波的结束。
在另一个示例中，一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储一组指令，这些指令在被执行时使得系统感测患者的心脏信号。计算机可读存储介质还可使得系统基于心脏信号确定代表信号，所述代表信号具有单极性，并且基于代表信号下方的面积确定心脏信号的T波的结束。
在另一个示例中，设备包括一个或多个电极和被配置为经由一个或多个电极感测心脏信号的感测电路。所述设备还包括处理电路，所述处理电路被配置为确定心脏信号的QRS复合波的结束，在QRS复合波的结束之后设定心脏信号的时间窗口，基于心脏信号和时间窗口确定代表信号，其中代表信号包括窗口内心脏信号的梯度的平方，并且基于代表信号下方的面积确定心脏信号的T波的结束，其中T波的结束由代表信号下方的面积近似等于代表信号下方的总面积的阈值部分的时间给出。
附图说明
图1为示出用于监测和治疗心脏事件的示例系统的概念图，其可用来识别心脏电描记图(EGM)的一个或多个参数。
图2为更详细地示出图1的系统的IMD和导联的概念图。
图3为示出用于监测和治疗心脏事件的IMD的示例配置的框图，其可用来识别心脏EGM的一个或多个参数。
图4为示出可与IMD一起用来识别心脏EGM的一个或多个参数的外部设备的示例配置的框图。
图5为示出根据本公开的一个或多个方面的系统的框图，所述系统包括如服务器的外部设备，以及经由网络耦合到IMD和外部设备的一个或多个计算设备。
图6为示出根据本公开的技术确定心脏EGM的参数的第一个示例方法的流程图。
图7为示出可用来根据本公开的技术识别心脏EGM的一个或多个参数的示例心脏信号分析电路的框图。
图8为示出根据本公开的技术确定心脏信号的参数的第二示例方法的流程图。
图9为示出根据本公开的技术由IMD确定的QRS结束时间的电压/时间图。
图10为示出根据本公开的技术由IMD确定的T波结束时间的电压/时间图。
具体实施方式
本公开描述了用于识别心脏信号的一个或多个参数(如QRS复合波和T波的结束时间)的技术。所述参数可用来例如检测或预测心律失常，评估患者的其它状况，或者配置和/或评估如CRT的疗法。
在一些示例中，IMD可基于感测到的心脏EGM的可观察事件(例如，快速性心律失常)向患者递送疗法。尽管在检测到快速性心律失常后，如除颤电击的一些疗法可使患者的心脏恢复正常功能，但除颤电击可使患者感到痛苦，并对患者的心脏组织造成永久性损害。在一些情况下，患者在递送除颤电击之后可能需要住院治疗。至少由于这些原因，例如通过增加由IMD测量的心脏EGM的一个或多个参数的准确性，提高IMD检测患者中心律失常存在的准确性可为有益的。此外，在快速性心律失常发生之前对其进行预测并递送疗法(如起搏)以预防快速性心律失常，而不是通过电击来终止正在发生的快速性心律失常可为有益的。
本公开的技术可提高处理电路识别由设备获取的心脏信号的一个或多个参数的准确性，例如，心脏信号的一个或多个特征的开始和/或结束时间(例如，P波开始时间、P波结束时间、QRS复合波开始时间、QRS复合波结束时间、T波开始时间和T波结束时间)，这可允许更准确地描绘这些特征。在一些示例中，处理电路可通过执行信号处理方法确定心脏信号的代表信号，所述信号处理方法包括但不限于滤波心脏信号、计算心脏信号的梯度以及放大心脏信号。处理电路可基于由设备计算的代表信号下方的面积确定心脏信号的QRS复合波的结束时间和心脏信号中后续T波的结束时间。作为示例，根据本文所描述的技术确定的T波结束时间可用来例如确定激活恢复间隔(ARI)的短期变异性(STV)，其可进而用来预测快速性心律失常和/或确定CRT是否有效。
在一些示例中，本公开的技术可使得能够通过处理电路使用由IMD而不是心电图(ECG)获取的心脏EGM来识别准确反映心脏中对应事件发生的时间的结束时间。此外，本文所描述的技术的计算复杂度可能适合于由IMD的处理电路来实施。在其它示例中，本公开的技术可使得能够准确识别由外部设备(如但不限于智能手表、健身监测器、移动设备、动态心电监测器或可穿戴除颤器)获取的ECG的特征。
图1为示出用于监测和治疗心脏事件的示例系统10的概念图，其可用来识别心脏电描记图(EGM)的一个或多个参数。如图1中的示例系统10所示，根据本公开的技术的用于识别心脏EGM的一个或多个参数的系统可包括IMD 16，其在所示的示例中为具有起搏能力的ICD。IMD 16连接到导联18、20和22，并且通信耦合到外部设备24。IMD 16经由一根或多根导联18、20和22上的电极或IMD 16的壳体上的电极感测伴随心脏12的去极化和复极化的电信号，例如EGM。IMD 16还可经由位于一根或多根导联18、20和22或IMD 16壳体上的电极以电信号的形式向心脏12递送疗法。疗法可为起搏、心脏复律和/或除颤脉冲。IMD 16可监测由导联18、20或22上的电极收集的EGM信号，并且基于EGM信号诊断和治疗心脏发作。
导联18、20、22延伸到患者14的心脏12中，以感测心脏12的电活动和/或向心脏12递送电刺激。在图1所示的示例中，右心室(RV)导联18延伸穿过一条或多条静脉(未显示)、上腔静脉(未显示)和右心房26，并进入右心室28。左心室(LV)导联20穿过一条或多条静脉、腔静脉、右心房26，并进入冠状窦30中，到达与心脏12的左心室32的自由壁相邻的区域。右心房(RA)导联22延伸穿过一条或多条静脉和腔静脉，并进入心脏12的右心房26。
在一些示例中，外部设备24采取手持式计算设备、计算机工作站或联网计算设备的形式，其包括用于向用户呈现信息并从用户接收输入的用户界面。如医师、技术人员、外科医生、电生理学家或其它临床医生的用户可与外部设备24交互，以从IMD 16检索生理或诊断信息。用户还可与外部设备24交互以对IMD 16进行编程，例如，为IMD的操作参数选择值。外部设备24可包括被配置为评估从IMD 16传输到外部设备24的EGM信号的处理电路。
IMD 16和外部设备24可使用本领域中已知的任何技术经由无线通信进行通信。通信技术的示例可包括例如低频或射频(RF)遥测，或者根据
Figure BDA0002814627980000051
或Bluetooth LE规范。在一些示例中，外部设备24可远离IMD 16定位并经由网络与IMD 16通信。
图1的系统10为根据本公开的技术的用于识别心脏EGM的一个或多个参数的系统的示例。在一些示例中，IMD 16和外部设备24中的一个或两者的处理电路包括被配置为确定患者14的心脏信号的一个或多个参数的心脏信号分析电路。在一个示例中，心脏信号包括经由IMD 16的一个或多个电极感测到的心脏EGM。心脏EGM为代表心脏电活动的信号，由植入体内(通常在心脏本身内)的电极测量。举例来说，除其它事件之外，心脏EGM可包括P波(心房的去极化)、R波(心室的去极化)和T波(心室的复极化)。与前述事件有关的信息，如分离一个或多个事件的时间，可用于多种目的，如确定是否正在发生心律失常和/或预测是否可能发生心律失常。可被实施为IMD 16和/或外部设备24的处理电路的一部分的心脏信号分析电路可执行信号处理技术以提取指示心脏信号的一个或多个参数的信息。
IMD 16可被配置为确定代表心脏EGM的QRS复合波的开始的时间、代表QRS复合波的结束的时间以及代表后续T波的结束的时间。在一个示例中，IMD 16还被配置为将QT间隔(激活恢复间隔(ARI))确定为将QRS复合波的开始和后续T波的结束分离的时间。随后，IMD16可测量多个QT间隔，多个QT间隔中的每个QT间隔对应于多个心跳中的一个心跳。多个QT间隔和其它参数，如但不限于T波持续时间和QRS持续时间，可预测患者14中即将发生(例如，在距预测约一分钟至约五分钟内发生)的心律失常。响应于确定在患者14中将发生心律失常，IMD 16可经由导联18、20和22的一个或多个电极向患者14的心脏12递送疗法。
尽管本文主要参考示例系统10描述了根据本公开的技术的用于识别心脏EGM的一个或多个参数的技术，但所述技术可由不同于示例系统10的其它系统来执行。举例来说，根据本公开的技术用于识别一个或多个参数的系统可包括具有不同于IMD 16的功能的IMD，并且可包括与导联18、20和22相比更多、更少或不同的可植入心脏导联。在一些示例中，用于识别一个或多个参数的系统包括更多或更少的导联，不包括任何心内导联，或不包括任何导联。除了所示的IMD 16的示例之外，可实施本公开的技术的示例IMD包括心血管外ICD、经导管起搏系统，如可从爱尔兰都柏林的美敦力公司(Medtronic plc,of Dublin,Ireland)商购的MicraTM经导管起搏系统，以及可插入心脏监测器，如可从美敦力公司购得的Reveal LINQTM。
图2为更详细地示出系统10的IMD 16和导联18、20和22的概念图。在所示的示例中，双极电极40和42邻近导联18的远端定位，并且双极电极48和50邻近导联22的远端定位。另外，四个电极44、45、46和47邻近导联20的远端定位。导联20可被称为四极LV导联。在其它示例中，导联20可包括更多或更少的电极。在一些示例中，LV导联20包括分段电极，例如，其中导联的多个纵向电极位置中的每一个，如电极44、45、46和47的位置，均包括围绕导联的圆周布置在相应圆周位置处的多个离散电极。
在所示的示例中，电极40、44-47和48采取环形电极的形式，并且电极42和50可采取可延伸的螺旋尖端电极的形式，分别可伸缩地安装在绝缘电极头52和56内。导联18和22还分别包括细长电极62和66，它们可采取线圈的形式。在一些示例中，电极40、42、44-48、50、62和66中的每一个均电耦合到其相关联的导联18、20、22的导联体内的相应导体，从而耦合到IMD 16内的电路。
在一些示例中，IMD 16包括一个或多个壳体电极，如图2所示的壳体电极4，其可与IMD 16的气密壳体8的外表面一体形成或以其它方式耦合到壳体8。在一些示例中，壳体电极4由IMD 16的壳体8的面向外部分的未绝缘部分限定。壳体8的绝缘部分和非绝缘部分之间的其它划分可用来限定两个或更多个壳体电极。在一些示例中，壳体电极基本上包括壳体8的全部。
壳体8封闭生成治疗刺激(如心脏起搏、心脏复律和除颤脉冲)的信号生成电路，以及用于感测伴随心脏12的去极化和复极化的电信号的感测电路。壳体8还可封闭用于存储感测到的电信号的存储器。壳体8还可封闭用于IMD 16和外部设备24之间的通信的遥测电路。
IMD 16经由电极4、40、42、44-48、50、62和66感测伴随心脏12的去极化和复极化的电信号。IMD 16可经由电极40、42、44-48、50、62和66的任何双极组合来感测这类电信号。此外，电极40、42、44-48、50、62和66中的任一个均可与壳体电极4结合用于单极感测。
所示的导联18、20和22以及电极的数量和配置仅仅为示例。其它配置，即导联和电极的数量和位置，也为可能的。在一些示例中，系统10可包括附加导联或导联段，其具有位于心血管系统中不同位置的一个或多个电极，用于感测和/或向患者14递送疗法。举例来说，代替或除了心内导联18、20和22之外，系统10可包括未定位在心脏内的一条或多条心血管外(例如，心外膜、胸骨下或皮下)导联。
图3为示出用于监测和治疗心脏事件的IMD 16的示例配置的框图，其可用来根据本公开的技术识别心脏EGM的一个或多个参数。在所示的示例中，IMD 16包括处理电路70、存储器72、信号生成电路74、感测电路76、遥测电路78、心脏信号分析电路80和活动传感器82。存储器72包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理电路70执行时使得IMD16和处理电路70执行归因于本文中的IMD 16和处理电路70的各种功能。存储器72可包括任何易失性、非易失性、磁性、光学或电介质，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、可电擦除的可编程ROM(EEPROM)、闪存或任何其它数字或模拟介质。
处理电路70可包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的离散或模拟逻辑电路中的任何一个或多个。在一些示例中，处理电路70可包括多个组件，如一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个DSP、一个或多个ASIC或一个或多个FPGA，以及其它离散或集成逻辑电路的任何组合。本文中归因于处理电路70的功能可体现为软件、固件、硬件或其任何组合。
通常，处理电路70控制信号生成电路74，以根据可存储在存储器72中的一个或多个疗法参数的所选值向患者14的心脏12递送疗法。作为示例，处理电路70可控制信号生成电路74，以递送具有由所选疗法参数值指定的振幅、脉冲宽度、频率和/或电极极性的电脉冲。存储在存储器72中的参数包括阈值或其它条件，可将所述参数与EGM的参数进行比较，并且基于所述参数，处理电路70控制信号生成电路74，以递送疗法，如心率、间隔和/或EGM形态参数。
信号生成电路74被配置为生成并向患者14递送电疗法。如图3所示，信号生成电路74例如经由相应的导联18、20和22的导体电耦合到电极4、40、42、44-48、50、62和66，并且在壳体电极4的情况下，电耦合到壳体8内。举例来说，信号生成电路系统74可经由电极4、40、42、44-48、50、62和66中的至少两个向心脏12递送起搏、除颤或复律脉冲。在一些示例中，信号生成电路系统74以除脉冲(如正弦波、方波或其它基本上连续的时间信号)之外的信号形式递送疗法。
信号生成电路74可包括一个或多个电容器、电荷泵、电流源或其它信号生成电路。信号生成电路系统74还可包括开关电路系统(未显示)，并且处理电路系统70可使用所述开关电路系统例如经由数据/地址总线选择可用电极中的哪一个用来递送电刺激。开关电路可包括开关阵列、开关矩阵、多路复用器或适于将能量选择性地耦合到所选电极的任何其它类型的开关设备。
电感应电路76监测来自电极4、40、42、44-48、50、62和66的任何组合的电心脏信号。感测电路系统76还可包括开关电路系统，所述开关电路系统由处理电路系统70控制以选择可用电极中的哪一个用来感测心脏活动，这取决于在电流感测配置中使用哪种电极组合。在一些示例中，感测电路76可包括一个或多个放大器、滤波器和模数转换器。
感测电路76可包括一个或多个检测通道，每个检测通道可包括放大器。检测通道可用来感测心脏信号，如心脏EGM。一些检测通道可检测事件，如R波、P波和T波，并且将这类事件的发生的指示提供给处理电路70。一个或多个其它检测通道可将信号提供给模数转换器，用于转换为数字信号，以便由处理电路70或心脏信号分析电路80进行处理或分析。
举例来说，感测电路76可包括一个或多个窄带通道，每个窄带通道可包括将检测到的信号与阈值进行比较的窄带滤波的感测放大器。如果经滤波和放大的信号大于阈值，那么窄带通道指示已发生了特定的心脏电事件，如去极化。然后，处理电路70使用所述检测来测量所感测事件的频率。在一个示例中，至少一个窄带信道可包括R波或P波放大器。
在一些示例中，感测电路76包括宽带信道，所述宽带信道可包括具有与窄带信道相比相对较宽的通带的放大器。来自被选择用于耦合到宽带放大器的电极的信号可通过由例如感测电路76或处理电路70提供的模数转换器(ADC)转换为多位数字信号。处理电路70和心脏信号分析电路80可分析来自宽带信道的信号的数字化版本。处理电路70可采用数字信号分析技术来表征来自宽带信道的数字化信号，以例如检测和分类患者的心律。
处理电路70可采用本领域已知的多种信号处理方法中的任一种，基于由感测电路76感测到的心脏电信号来检测和分类患者的心律。举例来说，处理电路70可维持逸出间隔计数器，所述逸出间隔计数器可在由感测电路76感测R波时被复位。当由感测到的去极化复位时，存在于逸出间隔计数器中的计数值可被处理电路70的情节分类器用来测量R-R间隔的持续时间，这为可存储在存储器72中的测量值。处理电路70可使用间隔计数器中的计数来检测快速性心律失常，如室性纤维性颤动或室性心动过速。存储器72的一部分可被配置为多个再循环缓冲器，能够固持一系列测量的间隔，这些间隔可由处理电路70进行分析，以确定患者的心脏12当前是否表现出房性或室性快速性心律失常。
在一些示例中，处理电路70可通过识别缩短的R-R间隔长度来确定快速性心律失常已发生。举例来说，当间隔长度低于第一阈值(例如，360毫秒(ms))时，处理电路70检测心动过速，并且当间隔长度低于第二阈值(例如，320ms)时，检测到纤维性颤动。这些间隔长度仅仅为示例，并且用户可根据需要限定间隔长度，然后可将其存储在存储器72中。作为示例，可能需要针对特定数量的连续周期、针对运行窗口内的特定百分比的周期或者针对特定数量的心动周期的运行平均值来检测此间隔长度。在一些示例中，心律失常检测方法可包括合适的快速性心律失常检测算法的任何组合。举例来说，为了检测或预测快速性心律失常，除了或代替间隔长度，可考虑使用EGM形态。
通常，处理电路70基于EGM(例如，EGM的R-R间隔和/或形态)检测可治疗的快速性心律失常，如VF，并且选择要递送的终止快速性心律失常的疗法，如抗心动过速起搏方案和/或特定幅度的除颤脉冲。快速性心律失常的检测可包括在递送疗法之前的多个阶段或步骤，如第一阶段，有时称为检测，其中多个连续或接近的R-R间隔满足第一数量的间隔检测(NID)标准，第二阶段，有时也称为确认，其中多个连续或接近的R-R间隔满足第二更严格的NID标准。快速性心律失常检测还可包括在第二阶段之后或期间基于EGM形态或其它传感器的确认。
一个或多个传感器82可任选地包括在IMD 16的一些示例中。传感器82可包括一个或多个加速度计。传感器82可附加地或另选地包括其它传感器，如心音传感器、压力传感器、流量传感器或氧(O2)饱和传感器。在一些示例中，处理电路70可通过经由一个或多个电极从感测电路76接收的信号来检测呼吸。
作为示例，从活动传感器82获得的信息可用来确定活动水平、姿势、血压、血流量、血氧水平或呼吸频率。在一些示例中，IMD 16可使用此信息来帮助对异常心律的分类。在一些示例中，IMD 16或外部设备24的用户可使用此信息来确定期望的LV起搏位置和CRT的递送定时。举例来说，血压或流量度量可指示LV起搏位置和定时在改善心脏12的性能方面的有效性。
传感器82可位于IMD 16的壳体8的外部。传感器82可位于耦合到IMD 16的导联上，或者可在经由遥测电路78与IMD 16无线通信的远程传感器中实施。在任何情况下，传感器82均电耦合或无线耦合到包含在IMD 16的壳体8内的电路。
在一些示例中，IMD 16包括心脏信号分析电路80。心脏信号分析电路80和IMD 16被配置为执行用于识别心脏EGM的一个或多个参数的技术，如本文所描述。心脏信号分析电路80可包括由处理电路70执行的软件和/或固件。附加地或另选地，心脏信号分析电路80可包含处理电路70的某些电路。根据一些示例，感测电路76经由IMD 16的电极4、40、42、44-48、50、62和66的任何组合来感测心脏信号(例如，心脏EGM)。如上所述，感测电路76可包括宽带放大器，并且感测电路76可用宽带感测放大器感测心脏信号。响应于基于由心脏信号分析电路80识别的一个或多个参数检测或预测心律失常，IMD 16可向患者14递送疗法脉冲。在一个示例中，在处理电路70的控制下，信号生成电路74经由导联18、20和22的一个或多个电极(例如，40、42、44-48、50、62和66)向心脏12递送疗法脉冲。
心脏信号分析电路80可包括微处理器、微控制器、DSP、ASIC、FPGA或其它等效的离散或集成逻辑电路。因此，心脏信号分析电路80可包括任何合适的结构，无论是在硬件、软件、固件还是其任何组合中，以执行本文中归因于心脏信号分析电路80的功能。在一个示例中，心脏信号分析电路80经由感测电路76(例如，感测电路76的宽带感测通道)以及电极4、40、42、44-48、50、62和66的任何组合来接收心脏EGM。基于心脏EGM的代表信号，心脏信号分析电路80可测量心脏EGM的多个QT间隔，多个QT间隔中的每个QT间隔代表心脏EGM的QRS复合波的开始时间和心脏EGM的T波的结束时间之间的时间窗口(即，心室去极化开始和心室复极化结束之间的时间窗口)。附加地或另选地，心脏信号分析电路80可测量其它参数，如T波持续时间(分离T波开始时间和T波结束时间的时间窗口)、QRS持续时间和心率。
由心脏信号分析电路80测量的心脏EGM的参数(例如QRS结束时间、T波结束时间、QRS持续时间、T波持续时间、QT间隔长度等)可指示患者14即将发生心律失常。因此，IMD 16可对心脏EGM的参数进行分析，以预测潜在的即将发生的心律失常，并且递送疗法以防止潜在的即将发生的心律失常。在一个示例中，IMD 16可被配置为在即将发生的心律失常发作之前的约一分钟至约五分钟之间预测即将发生的心律失常。在预测心律失常之后，IMD 16可经由信号生成电路74向心脏12递送疗法。IMD 16可经由电极40、42、44-48、50、62和66的任何组合递送疗法。如图3所示，IMD 16可通过产生QRS复合波开始时间、QRS复合波结束时间和T波结束时间以及其它参数的确定来准确地测量心脏EGM的参数，这些参数的确定可比通过其它技术做出的确定更准确。
举例来说，心脏信号分析电路80可使用带通滤波器来创建从感测电路76接收的EGM信号的滤波版本。在一个示例中，带通滤波器可具有1赫兹至10赫兹的频率通过范围(例如，带通滤波器衰减频率通带范围之外的频带)，从而消除心脏EGM信号中的高频噪声和低频噪声。在一个示例中，噪声可由患者14中的呼吸系统、肌肉系统、消化系统、神经系统和其它系统引入心脏EGM信号中，以及60赫兹噪声或来自如医疗设备或其它机械的外部源的任何频率下的其它外部噪声。心脏信号分析电路80或IMD 16的其它组件可检测在EGM中R波(例如，心室去极化事件)的发生。举例来说，感测电路76(例如，感测电路内的窄带R波检测通道)可向心脏信号分析电路80提供R波检测定时的指示。心脏信号分析电路80可基于检测到的R波设定QRS窗口，QRS窗口相对于R波在第一时间开始并且相对于R波在第二时间结束，QRS窗口的第一时间和第二时间为存储在IMD 16的存储器72中的QRS窗口参数86。在一些示例中，QRS窗口的第一时间和第二时间均发生在R波之后。在其它示例中，第一时间和第二时间中的至少一个可发生在R波之前。
在一个示例中，第一时间发生在R波之后10毫秒，并且第二时间发生在R波之后150毫秒。在其它示例中，QRS窗口的第一时间和第二时间可包括其它值。IMD 16可响应于各种事件中的任一个来更新QRS窗口参数86。在一些示例中，IMD 16可从外部设备24接收指令以更新QRS窗口参数86(例如，改变QRS窗口的第一时间和第二时间)。附加地或另选地，IMD 16的处理电路70可响应于检测到患者14的心率的变化而自动更新QRS窗口参数86。举例来说，如果患者14的心率增加，那么IMD 16可减小QRS窗口的长度；并且如果患者14的心率降低，那么IMD 16可增加QRS窗口的长度。在其它示例中，IMD 16可响应于其它事件，如但不限于来自传感器(一个或多个)82的信号，更新QRS窗口参数86。
QRS窗口可代表一段时间，在这段时间内，QRS复合波的结束预计将发生。因此，当确定QRS复合波的结束时，IMD 16可消除(“消隐”)QRS窗口之外的滤波后的EGM的部分。另外，IMD 16可计算滤波后的EGM信号的梯度，所述梯度为滤波后的EGM信号的导数。可计算QRS复合波的代表信号，所述代表信号包括滤波后的EGM信号的梯度。附加地或另选地，QRS复合波的代表信号可包括滤波后的EGM信号的梯度的放大。在一个示例中，代表信号包括滤波后的EGM信号的梯度的指数(例如，平方、立方等)。在一个示例中，代表信号可包括单极性(例如，代表信号可排他地为正或排他地为负，然而，代表信号可不在正极性和负极性之间交替)。例如，如果代表信号包括滤波后的EGM信号的梯度的平方，那么所述平方对代表信号的任何负部分进行整流，从而将QRS复合波的代表信号呈现为单极性。在其它示例中，IMD16可使用半波整流器或全波整流器来创建具有单极性的代表信号。附加地或另选地，IMD16可执行绝对值函数、幅度函数等，以确定具有单极性的代表信号。
心脏信号分析电路80可基于QRS复合波的代表信号下方的面积确定心脏EGM信号中的QRS复合波的结束。在一个示例中，心脏信号分析电路80被配置为计算QRS复合波的代表信号下方的总面积。另外，心脏信号分析电路80被配置为计算QRS复合波的代表信号的任何部分下方的面积，包括代表信号的在QRS窗口的第一时间开始并在QRS窗口的第二时间之前结束的任何部分。心脏信号分析电路80被配置为将QRS复合波的结束确定为最早确定的时间，在所述最早确定的时间，QRS复合波的代表信号下方的面积大于或等于QRS复合波的代表信号下方的总面积的预定部分(例如，阈值部分)。在一个示例中，QRS复合波的代表信号下方的总面积的部分为0.9。换句话说，心脏信号分析电路80将QRS复合波的结束确定为QRS窗口内的第一点，其中QRS复合波的代表信号下方的面积大于或等于代表信号下方的总面积的90％。在其它示例中，在QRS复合波的代表信号下方的指示QRS复合波的结束的总面积的部分可大于或小于0.9。
在QRS复合波的代表信号下方的指示QRS复合波的结束的总面积的部分可被包括在存储在IMD 16的存储器72中的信号区域阈值(一个或多个)84内。在一个示例中，IMD 16可从外部设备24接收指令以改变信号区域阈值(一个或多个)84。在其它示例中，IMD 16可基于从传感器(一个或多个)82、处理电路70或心脏信号分析电路80接收的信号来更新信号区域阈值(一个或多个)84。
如上所述，IMD 16可检测R波，并且心脏信号分析电路80可基于检测到的R波设定QRS窗口。附加地或另选地，心脏信号分析电路80可设定T波窗口，所述T波窗口相对于R波在第一时间开始并且相对于R波在第二时间结束，T波窗口的第一时间和第二时间为存储在IMD 16的存储器72中的T波窗口参数88。在一些示例中，T波窗口的第一时间发生在由心脏信号分析电路80确定的QRS结束时间，并且T波窗口的第二时间发生在R波之后700毫秒。在其它示例中，T波窗口的第一时间和第二时间可包括其它值。IMD 16可基于各种事件中的任一个来更新T波窗口参数88。在一些示例中，IMD 16可从外部设备24接收指令以更新T波窗口参数88(例如，改变T波窗口的第一时间和第二时间)。附加地或另选地，IMD 16的处理电路70可响应于检测到患者14的心率的变化而自动更新T波窗口参数88。举例来说，如果患者14的心率增加，那么IMD 16可减小T波窗口的长度；并且如果患者14的心率降低，那么IMD16可增加T波窗口的长度。在其它示例中，IMD 16可响应于其它事件，如但不限于来自传感器(一个或多个)82的信号，更新T波窗口参数88。
T波窗口可代表一段时间，在这段时间内，T波的结束预计将发生。因此，当确定T波复合波的结束时，IMD 16可消隐T波窗口之外的滤波后的EGM的部分(例如，消隐部分可包括T波之前的QRS复合波和T波之后的P波)。另外，IMD 16可计算滤波后的EGM信号的梯度，所述梯度为滤波后的EGM信号的导数。可确定T波的代表信号，所述代表信号包括滤波后的EGM信号的梯度。附加地或另选地，代表信号可包括滤波后的EGM信号的梯度的放大。在一些示例中，代表信号包括滤波后的EGM信号的梯度的指数(例如，平方、立方等)。在一些示例中，代表信号可包括单极性(例如，代表信号可排他地为正或排他地为负，然而，代表信号可不在正极性和负极性之间交替)。例如，如果代表信号包括滤波后的EGM信号的梯度的平方，那么所述平方对代表信号的任何负部分进行整流，从而将T波的代表信号呈现为单极性。
心脏信号分析电路80可基于T波的代表信号下方的面积确定心脏EGM信号中的T波的结束。在一个示例中，心脏信号分析电路80被配置为计算在T波的代表信号下方的总面积。另外，心脏信号分析电路80被配置为计算在T波的代表信号的任何部分下方的面积，包括在T波窗口的第一时间开始并且在T波窗口的第二时间之前结束的代表信号的任何部分。心脏信号分析电路80被配置为将T波的结束确定为最早确定的时间，在所述最早确定的时间，T波的代表信号下方的面积大于或等于T波的代表信号下方的总面积的预定部分(例如，阈值部分)。在一个示例中，T波的代表信号下方的总面积的部分为0.6。换句话说，心脏信号分析电路80将T波的结束确定为T波窗口内的第一点，其中T波的代表信号下方的面积等于代表信号下方的总面积的60％。在其它示例中，代表信号下方的指示T波的结束的总面积的部分可大于或小于0.6。
代表信号下方的指示T波的结束的总面积的部分可被包括在存储在IMD 16的存储器72中的信号区域阈值(一个或多个)84内。在一个示例中，IMD 16可从外部设备24接收指令以改变信号区域阈值(一个或多个)84。在其它示例中，IMD 16可基于从传感器(一个或多个)82、处理电路70或心脏信号分析电路80接收的信号来更新信号区域阈值(一个或多个)84。
心脏信号分析电路80还可被配置为测量P波的一个或多个参数(例如，心房去极化事件)。举例来说，心脏信号分析电路80可基于相应P波的代表信号下方的面积来测量P波开始时间、P波结束时间和P波持续时间。附加地或另选地，心脏信号分析电路80或处理电路70可基于使用本公开的技术测量的参数来测量P-R间隔(例如，分离P波开始时间和R波峰值的时间窗口)和其它间隔。心脏信号分析电路80可被配置为计算由IMD 16记录的心脏EGM信号的任何部分的导数、积分、梯度、指数、方差、振幅、幅度和其它数学运算的任何组合。
处理电路70和心脏信号分析电路80可合并在单个处理单元中。心脏信号分析电路80可为处理电路70的组件，或者可为由处理电路执行的软件或固件模块。
遥测电路78包括任何合适的硬件、固件、软件或其任何组合，以用于与如外部设备24(图1)的另一设备通信。在处理电路70的控制下，遥测电路78可借助于可为内部和/或外部的天线从外部设备24接收下行链路遥测并向外部设备发送上行链路遥测。在一些示例中，处理电路70可传输由感测电路76产生的心脏信号，如EGM信号。
处理电路70还可生成并存储指示由感测电路76、处理电路70或心脏信号分析电路80检测到的不同心脏或其它生理事件的标记代码，并向外部设备24传输标记代码。处理电路70可经由遥测电路78传输到外部设备24的信息还可包括心脏疾病状态变化的指示、心脏对所提供的疗法的响应变化的指示或者心脏继续以相同(或类似)方式对所提供的疗法的响应的指示。这类信息可作为EGM的标记通道的一部分被包括在内。
图4为示出外部设备24的示例配置的框图，所述外部设备可与IMD 16一起用来识别心脏EGM的一个或多个参数。如图4所示，外部设备24可包括处理电路90、存储器96、遥测电路92、用户界面94和心脏信号分析电路80。外部设备24是与IMD通信以执行本公开的用于识别心脏EGM的一个或多个参数的技术的外部计算设备的示例。
处理电路90将信息和指令存储到存储器96并从存储器中检索信息和指令。处理电路90可包括微处理器、微控制器、DSP、ASIC、FPGA或其它等效的离散或集成逻辑电路。因此，处理电路90可包括任何合适的结构，无论是在硬件、软件、固件还是其任何组合中，以执行本文中归因于处理电路90的功能。
存储器92可包括程序指令，所述程序指令在由处理电路90和/或心脏信号分析电路80执行时，使得处理器和/或心脏信号分析电路执行本文中归因于它们的功能中的任一种。存储器96还可包括用于操作用户界面94和遥测电路92的指令。存储器96可包括任何易失性或非易失性存储器，如RAM、ROM、EEPROM或闪存。存储器96还可包括可移除存储器部分，其可用来提供存储器更新或存储器容量的增加。可移除存储器还可允许在外部设备24被不同的患者使用或用于不同的患者之前移除敏感的患者数据。
遥测电路92从IMD 16接收数据，并且可从处理电路90向IMD 16提供程序指令。在各种示例中，遥测电路92包括已知有助于与IMD 16进行无线(例如，射频或感应式)通信的各种电路中的任一种。在一些示例中，处理电路90从IMD 16接收患者14的心脏EGM的QT间隔的方差高于阈值方差值的指示，从而指示心律失常。处理电路90可经由用户界面94向用户(例如，医师、外科医生或其它临床医生)呈现心律失常的指示。用户界面94还可允许用户查看和更改信号区域阈值84、QRS窗口参数86和T波窗口参数88。如图4所示，存储器96可存储信号区域阈值84、QRS窗口参数86和T波窗口参数88。在其它示例中，存储器96可存储图4中未示出的数据。
在其它示例中，如图4所示，外部设备24包括心脏信号分析电路80，并且心脏信号分析电路80和外部设备24被配置为执行基本上如上文关于IMD 16和图3所描述的用于识别心脏EGM的参数的技术。举例来说，外部设备24可经由遥测电路92从IMD 16接收心脏EGM，并且处理电路90可使用关于图3所描述的技术来处理心脏EGM以确定心脏EGM的多个QT间隔。附加地或另选地，心脏EGM可由IMD 16部分地处理并且由外部设备24部分地处理(例如，QRS开始时间和T波结束时间由IMD 16确定，并且多个QT间隔的方差由外部设备24确定)。
用户界面94包括显示器(未显示)，如LCD或LED显示器或其它类型的屏幕，以呈现根据本公开的用于识别心脏信号参数的技术的本文所描述的任何指示或信息。另外，用户界面94可包括输入机构以从用户接收输入。输入机构可包括例如按钮、小键盘(例如，字母数字小键盘)、外围定点设备或允许用户浏览由外部设备24的处理电路90呈现的用户界面并提供输入的另一输入机构。输入可包括例如在根据本公开的用于识别心脏信号参数的技术的执行中控制IMD 16、外部设备24和心脏信号分析电路80的指令。在一些示例中，外部设备24的显示器(未显示)可为允许用户直接向显示器上显示的用户界面提供输入的触摸屏。用户可使用触笔或手指向显示器提供输入。在其它示例中，用户界面94附加地或另选地包括用于向用户提供可听指令或声音和/或从用户接收语音命令的音频电路。
处理电路90和心脏信号分析电路80可合并在单个处理单元中。心脏信号分析电路80可为处理电路90的组件或由处理电路执行的模块。
在一些示例中，用于识别心律失常的系统包括各种联网的外部计算设备中的任一种，如经由网络耦合的服务器、外部设备和客户端计算设备。在一些方面，这类系统可用与由明尼苏达州明尼阿波利斯市的美敦力公司(Medtronic,Inc.,of Minneapolis,MN)开发的美敦力
Figure BDA0002814627980000201
网络所提供的网络技术和功能类似的通用网络技术和功能来实施。在这类示例中，这类系统的任何一个或多个外部计算设备可包括心脏信号分析电路，或者可单独地或共同地执行本文所描述的识别心脏信号的参数的技术中的任一种。
图5为示出根据一个示例的系统140的框图，所述系统包括如服务器的外部设备142以及经由网络150耦合到IMD 16和外部设备24的一个或多个计算设备144A-144N。在此示例中，IMD 16使用通信电路经由第一无线连接与外部设备24通信，并且经由第二无线连接与接入点152通信。在图5的示例中，接入点152、外部设备24、服务器142和计算设备144A-144N通过网络150互连并且能够彼此通信。在一些情况下，接入点152、外部设备24、外部设备142和计算设备144A-144N中的一个或多个可通过一个或多个无线连接耦合到网络150。IMD 16、外部设备24、外部设备152和计算设备144A-144N可各自包含可执行各种功能和操作(如本文所描述的功能和操作)的一个或多个处理电路，如一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA、可编程逻辑电路等。
接入点152可包含经由各种连接(如电话拨号、数字用户线(DSL)或电缆调制解调器连接)中的任一个连接到网络150的设备。在其它示例中，接入点152可通过不同形式的连接(包括有线或无线连接)耦合到网络150。在一些示例中，接入点152可与外部设备24和/或IMD 16通信。接入点152可与患者14共处一地(例如，与患者14位于同一房间内或同一地点内)，或者可位于远离患者14的位置。举例来说，接入点152可为位于患者家中的家庭监测器，或者为便于患者14携带的便携式监视器。
在操作期间，IMD 16可收集、测量和存储各种形式的诊断数据。举例来说，IMD 16可收集心脏EGM和运动信号数据。在一些情况下，IMD 16可直接分析收集的诊断数据并生成任何对应的报告或警报。然而，在一些情况下，IMD 16可无线地或经由接入点152和网络150向外部设备24、接入点152和/或外部设备142发送诊断数据，用于远程处理和分析。举例来说，IMD 16可向外部设备24发送指示患者14是否即将发生心律失常的数据。外部设备24可在分析数据之后生成报告或警报。
在另一个示例中，IMD 16可经由接入点152和网络150向外部设备142提供所收集的EGM和运动信号数据、系统完整性指示以及任何其它相关的生理或系统数据。外部设备142包括一个或多个处理电路148。在一些情况下，外部设备142可请求这类数据，并且在一些情况下，IMD 16可自动或周期性地向外部设备142提供这类数据。在经由输入/输出设备146接收到诊断数据之后，外部设备142可分析数据并生成报告或警报。
在一个示例中，外部设备142可包含用于已从IMD 16和/或外部设备24收集的信息的安全存储站点。在此示例中，网络150可包含互联网；并且训练有素的专业人员，如临床医生，可使用计算设备144A-144N来安全地访问外部设备142上存储的数据。举例来说，训练有素的专业人员可能需要输入用户名和密码来访问外部设备142上存储的信息。在一个实施例中，外部设备142可为由爱尔兰都柏林的美敦力公司提供的美敦力
Figure BDA0002814627980000211
服务器。
在一些示例中，接入点152、服务器142或计算设备144中的一个或多个的处理电路和存储器，例如处理电路148和服务器142的存储器，可被配置为提供归因于IMD 16的处理电路和存储器的一些或全部功能。举例来说，服务器142的处理电路148可确定在服务器142处接收的心脏EGM信号的QRS复合波的结束和T波的结束。附加地或另选地，服务器142可确定心脏EGM的其它参数。响应于确定心脏EGM的参数，服务器142可经由网络150和接入点152和/或外部设备24向IMD 16递送指令，以向患者14递送疗法。
图6为示出根据本公开的技术的确定心脏EGM的参数的第一示例方法600的流程图。根据图6的示例方法，感测心脏EGM(610)。在一个示例中，IMD 16感测心脏EGM。如本文所描述，IMD 16可包括具有电极40、42、44-48、50、62和64的导联18、20和22。另外，IMD 116的壳体8可包括电极4。这些电极的任何组合可被配置为感测心脏EGM。此外，IMD 16的处理电路70和外部设备24的处理电路90的任何组合可被配置为接收感测到的心脏EGM。随后，心脏信号分析电路80基于心脏EGM确定代表信号(620)。在一个示例中，代表信号限定了单极性。另外，心脏EGM的T波的结束可例如由心脏信号分析电路80来确定(630)。在一个示例中，心脏信号分析电路80基于代表信号下方的面积确定T波的结束。
图7为示出示例心脏信号分析电路700的框图，所述示例心脏信号分析电路可用来根据本公开的技术识别心脏EGM的一个或多个参数。心脏信号分析电路700可为图3或图4的心脏信号分析电路80的示例。心脏信号分析电路700可包括EGM预处理模块710，EGM信号712、采样率714、滤波后的EGM信号716、QRS描绘模块720、QRS窗口开始时间722、QRS窗口结束时间724、QRS复合波结束时间726、T波描绘模块730、T波窗口开始时间732、T波窗口结束时间734和T波结束时间736。EGM预处理模块710、QRS描绘模块720和T波描绘模块730可在一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或任何其它等效的集成或离散逻辑QRS电路以及这类组件的任何组合中实施。术语“模块”通常可单独地或与其它逻辑电路或任何其它等效电路组合地，并且单独地或与其它数字或模拟电路组合地指代前述逻辑电路中的任一个。尽管图7中所示的示例描述了对由可植入电极感测到的心脏EGM信号的分析，但本文所描述的技术可用于分析其它心脏信号，如由外部电极记录的ECG。
EGM预处理模块710可被配置为经由IMD 16的电极接收由感测电路76感测到的EGM信号712。EGM信号712可代表包括来自各种来源的噪声的心脏EGM信号。预处理模块710可被配置为以采样率714对EGM信号712进行采样，产生可使用本文所描述的信号处理技术进行修改的离散EGM信号。在一个示例中，EGM预处理模块710可包括巴特沃思滤波器，所述巴特沃思滤波器限定了具有从1赫兹延伸到10赫兹的频率范围的带通滤波器。因此，低频噪声和高频噪声可由EGM预处理块710从EGM信号中滤除。噪声的示例可包括呼吸活动、肌肉活动、胃肠活动以及来自人体其它系统的噪声。噪声的其它示例可能包括60赫兹噪声、白噪声或来自如医疗设备或其它机械等外部来源的任何频率的其它外部噪声。巴特沃思滤波器为无限冲激响应(IIR)滤波器，其可被设计为具有平坦的频率响应(例如，信号在未被滤波器通过的频率之间均匀衰减)。附加地或另选地，EGM预处理模块710可包括IIR滤波器、有限冲激响应(FIR)滤波器、高通滤波器、低通滤波器、陷波滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆形滤波器、贝塞尔滤波器、高斯滤波器、Linkwitz-Riley滤波器等的任何组合。
EGM预处理模块710可产生滤波后的EGM信号716。由于EGM预处理模块710的滤波器被配置为从EGM信号712去除噪声，因此滤波后的EGM信号716可增强先前在EGM信号712中模糊的心脏EGM信号的一个或多个特征。举例来说，如P波、QRS复合波和T波的事件在滤波后的EGM信号316中可比在EGM信号712中更可见。因此，心脏EGM的参数在滤波后的EGM信号716中可比在EGM信号712中更可检测。
QRS描绘模块720可从EGM预处理模块710接收滤波后的EGM信号716。另外，QRS描绘模块720可以采样率714对滤波后的EGM信号716进行采样。QRS描绘模块720可被配置为输出QRS复合波结束时间726，所述输出代表检测到的QRS复合波在心脏EGM信号中结束的时间。最初，QRS描绘模块720可设定QRS窗口，所述QRS窗口指示QRS复合波预计在心脏EGM信号的未来部分中结束的时间段。举例来说，QRS描绘模块720可检测滤波后的EGM信号716中的R波，或者接收由IMD 16的其它电路对R波检测的指示。随后，QRS描绘模块可将QRS窗口设定为从QRS窗口开始时间722开始并延伸到QRS窗口结束时间724。在一个示例中，QRS窗口开始时间722发生在检测到的R波之后10毫秒，而QRS窗口结束时间724发生在检测到的R波之后150毫秒。在其它示例中，QRS窗口开始时间722和QRS窗口结束时间724可包括其它值。QRS描绘模块720可消除(例如，“消隐”)QRS窗口之外的滤波后的EGM信号716的所有部分。
在QRS描绘模块720将QRS窗口之外的滤波后的EGM 716信号消隐之后，QRS描绘模块720可计算QRS窗口内的滤波后的EGM信号716的梯度(例如，计算在整个QRS窗口的每个点处滤波后的EGM信号716的斜率)。梯度可为实时导数计算。在一些示例中，QRS描绘模块720可将代表信号限定为滤波后的EGM信号716的梯度。在其它示例中，QRS描绘模块720可放大滤波后的EGM信号716的梯度，从而创建QRS复合波的代表信号。在其它示例中，QRS描绘模块720可通过计算梯度的指数(例如，平方、立方等)来放大滤波后的EGM信号716的梯度。QRS复合波的代表信号可包括单极性，这意指代表信号的极性在整个QRS窗口中不改变。举例来说，代表信号可包括完全为负或完全为正的值，然而代表信号不在正值和负值之间交替。
QRS描绘模块720可确定QRS复合波结束时间726，所述输出代表患者的心脏EGM中的QRS复合波结束的时间。在计算QRS复合波结束时间726时，QRS描绘模块720可评估QRS复合波的代表信号下方的面积。举例来说，QRS描绘模块720可将QRS复合波的结束确定为最早确定的时间，在所述最早确定的时间，QRS复合波的代表信号下方的面积大于或等于QRS复合波的代表信号下方的总面积的阈值部分。可在沿代表信号的每个点处评估QRS复合波的代表信号下方的面积。在一个示例中，代表信号下方的总面积的阈值部分为0.9。
滤波后的EGM信号716可限定具有以采样率714间隔开的多个数据点的离散信号。因此，QRS复合波的代表信号也可限定离散信号，并且QRS描绘模块720可计算多个数据点的每个数据点处的代表信号下方的面积。在一个示例中，QRS窗口内的代表信号的任何部分的面积可通过执行数据点的求和来计算，所述求和从QRS窗口开始处的数据点开始并以指示QRS复合波的代表信号的相应部分的结束的数据点结束。
T波描绘模块730可从EGM预处理模块710接收滤波后的EGM信号716。当T波描绘模块730接收滤波后的EGM信号716时，所述模块可以采样率714对滤波后的EGM信号716进行采样。T波描绘模块730可被配置为输出T波结束时间736。特别地，T波结束时间736代表在心脏EGM信号中T波结束的时间。像QRS描绘模块720一样，T波描绘模块730可设定时间窗口。举例来说，T波描绘模块730可设定T波窗口，所述T波窗口指示T波预计在心脏EGM信号的未来部分中结束的时间段。举例来说，T波描绘模块730可检测滤波后的EGM信号716中的R波。随后，T波描绘模块730可设定从T波窗口开始时间722开始并延伸到T波窗口结束时间724的T波窗口。在一个示例中，T波窗口开始时间732发生在由QRS描绘模块720计算的QRS复合波结束时间726，并且T波窗口结束时间734发生在检测到的R波之后700毫秒。在其它示例中，T波窗口开始时间732和T波结束时间734可包括其它值。T波描绘模块730可消除(例如，“消隐”)T波窗口之外的滤波后的EGM信号716的所有部分。
在T波描绘模块730将T波窗口之外的滤波后的EGM信号716消隐之后，T波描绘模块730可计算T波窗口内的滤波后EGM信号716的梯度(例如，计算在整个T波窗口的每个点处滤波后的EGM信号716的斜率)。梯度可为实时导数计算。在一些示例中，T波描绘模块730可将T波的代表信号限定为滤波后的EGM信号716的梯度。在其它示例中，T波描绘模块730可放大滤波后的EGM信号716的梯度，从而创建T波的代表信号。在其它示例中，T波描绘模块730可通过计算梯度的指数(例如，平方、立方等)来放大滤波后的EGM信号716的梯度。T波的代表信号可包括单极性，这意指代表信号的极性在整个T波窗口中不改变。举例来说，代表信号可包括完全为负或完全为正的值，然而代表信号不在正值和负值之间交替。
T波描绘模块730可确定T波结束时间736。在计算T波结束时间736时，T波描绘模块730可被配置为评估在T波的代表信号下方的面积。举例来说，T波描绘模块730可将T波的结束确定为最早确定的时间，在所述最早确定的时间，T波的代表信号下方的面积大于或等于T波的代表信号下方的总面积的阈值部分。可在沿代表信号的每个点处评估T波的代表信号下方的面积。在一个示例中，代表信号下方的总面积的阈值部分为0.6。T波的代表信号可为离散信号，并且代表信号的任何部分下方的面积可通过对代表信号的相应部分内的所有数据点执行求和来确定。
图8为示出根据本公开的技术的确定心脏信号的参数的第二示例方法800的流程图。根据图8的示例，感测心脏信号(810)。在一些示例中，心脏信号可为由IMD(如IMD 16)感测到的心脏EGM。在其它示例中，心脏信号可为由外部设备(如智能手表、健身监测器、移动设备、动态心电监测器、可穿戴除颤器等)的电极感测到的ECG。对心脏信号进行滤波以产生滤波后的心脏信号(820)。检测R波(830)，并基于检测到的R波设定时间窗口(840)。在一个示例中，时间窗口相对于检测到的R波在第一时间开始，并且相对于检测到的R波在第二时间结束。基于时间窗口内的滤波后的心脏信号确定代表信号(850)，并且基于代表信号下方的面积确定心脏信号的T波的结束(860)。
在一个示例中，IMD 16感测心脏EGM，滤波EGM，检测R波，设定时间窗口，确定代表信号，并确定T波的结束。如本文所描述，IMD 16可包括具有电极40、42、44-48、50、62和64的导联18、20和22。附加地或另选地，如外部设备24或服务器142的其它设备可执行图8的步骤的任何组合。
图9为示出根据本公开的技术由IMD 16确定的QRS复合波结束时间940的电压/时间图900。电压/时间图900还示出了心脏EGM信号910、滤波后的EGM信号920、代表信号930和QRS结束时间940。EGM信号910可为图7的EGM信号712的示例，滤波后的EGM信号920可为图7的滤波后的EGM信号716的示例，并且QRS复合波结束时间940可为图7的QRS复合波结束时间726的示例。
在图9所示的示例中，心脏EGM信号910由IMD 16经由一个或多个电极和感测电路76感测。对心脏EGM信号910进行滤波以确定滤波后的EGM信号920，并且基于滤波后的EGM信号920确定代表信号930。在一个示例中，代表信号930基于QRS窗口，所述QRS窗口基于在心脏EGM信号910中检测到的R波。QRS窗口相对于检测到的R波在第一时间开始并且相对于检测到的R波在第二时间结束。具有单极性的代表信号930可由QRS窗口内的滤波后的EGM信号920的梯度来限定。附加地或另选地，代表信号930可由QRS窗口内的滤波后的EGM信号920的梯度的放大来限定。QRS复合波结束时间940可基于最早确定的时间来计算，在所述最早确定的时间，代表信号930下方的面积大于或等于代表信号930下方的总面积的阈值部分。如图9所示，QRS复合波结束时间940位于代表信号930的总持续时间的一小部分，然而QRS复合波结束时间940为心脏EGM信号910的QRS复合波的结束的准确表示。
图10为示出根据本公开的技术由IMD 16确定的T波结束时间1040的电压/时间图1000。电压/时间图1000还示出了心脏EGM信号1010、滤波后的EGM信号1020、代表信号1030和QRS结束时间1040。EGM信号1010可为图7的EGM信号712的示例，滤波后的EGM信号1020可为图7的滤波后的EGM信号716的示例，并且T波结束时间1040可为图7的T波结束时间736的示例。
心脏EGM信号1010可被滤波以产生滤波后的EGM信号1020。随后，可设定T波窗口，所述T波窗口相对于检测到的R波在第一时间开始并且相对于检测到的R波在第二时间结束。在一个示例中，第一时间为QRS复合波结束时间，如图9的QRS复合波结束时间940。具有单极性的代表信号1030可由T波窗口内的滤波后的EGM信号1020的梯度来限定。附加地或另选地，代表信号1030可通过放大滤波后的EGM信号1020的梯度来限定。T波窗口可不同于图9的QRS窗口，因此代表信号1030可不同于图9的代表信号930。T波结束时间1040可基于最早确定的时间来计算，在所述最早确定的时间，代表信号1030下方的面积大于或等于代表信号1030下方的总面积的阈值部分。如图10所示，T波结束时间1040位于代表信号1030的总持续时间的一小部分，然而T波结束时间1040为心脏EGM信号910的T波结束的准确表示。
本公开中所描述的技术可至少部分地以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。举例来说，这些技术的各个方面可在一个或多个处理器、DSP、ASIC、FPGA或任何其它等效的集成或离散逻辑QRS电路以及这类组件的任何组合中实施，这类组件体现在外部设备(如医生或患者编程器、模拟器或其它设备)中。术语“处理器”、“处理电路”、“控制器”或“控制模块”通常可单独地或与其它逻辑电路或任何其它等效电路组合地，并且单独地或与其它数字或模拟电路组合地指代前述逻辑电路中的任一个。
对于以软件实施的方面，归因于本公开中所描述的系统和设备中的至少一些功能可体现为在非暂时性计算机可读存储介质(如RAM、ROM、NVRAM、EEPROM、闪存、磁性介质、光学介质等)上的指令。这些指令可被执行以支持本公开中所描述的功能的一个或多个方面。

Claims (15)

1.一种设备，其包含：
一个或多个电极；
感测电路，其被配置为经由所述一个或多个电极感测心脏信号；和
处理电路，其被配置为：
基于所述心脏信号确定代表信号，所述代表信号具有单极性，并且
基于所述代表信号下方的面积确定所述心脏信号的T波的结束。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述代表信号包含所述心脏信号的梯度。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述代表信号包含所述心脏信号的梯度的指数。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述心脏信号的所述梯度的所述指数包含所述心脏信号的所述梯度的平方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述处理电路将所述T波的所述结束确定为最早确定的时间，在所述最早确定的时间，所述代表信号下方的所述面积大于或等于所述代表信号下方的总面积的阈值部分。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述代表信号下方的所述总面积的所述阈值部分为0.6。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述处理电路还被配置为：
确定所述心脏信号的QRS复合波的结束；和
基于所述QRS复合波的所述结束之后的所述心脏信号的时间窗口确定所述代表信号，其中所述时间窗口在第一时间开始且在第二时间结束。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理电路还被配置为检测所述心脏信号的R波，并且所述第一时间为所述QRS复合波的所述结束，并且所述第二时间为在检测到的R波之后700毫秒。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述处理电路被配置为：
基于所述心脏信号确定心率；
如果所述心率增加，那么减少所述时间窗口的长度；和
如果所述心率降低，那么增加所述时间窗口的所述长度。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，
其中所述代表信号包含第一代表信号，且
其中所述处理电路还被配置为：
基于所述心脏信号确定第二代表信号，所述第二代表信号具有单极性；和
基于所述第二代表信号下方的面积确定所述心脏信号的所述QRS复合波的所述结束。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述时间窗口包含第一时间窗口，并且其中在确定所述QRS复合波的所述结束时，所述处理电路被配置为：
在所述QRS复合波中检测R波；
在所述检测到的R波之后设定第二时间窗口，其中所述第二时间窗口相对于所述检测到的R波在第一时间开始，并且相对于所述检测到的R波在第二时间结束；和
基于所述心脏信号的所述第二时间窗口确定所述第二代表信号。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述第二代表信号包含所述心脏信号的梯度的指数。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备，其中所述QRS复合波的所述结束为最早确定的时间，在所述最早确定的时间，所述第二代表信号下方的所述面积大于或等于所述第二代表信号下方的总面积的一部分。
14.根据权利要求13所述的设备，其中在所述第二代表信号下方的所述总面积的所述部分为0.9。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其中包括所述一个或多个电极的所述设备被配置为植入患者体内，并且其中所述心脏信号包含心脏电描记图。
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