CN1658927A - 用于提供心律不齐辨别的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于提供心律不齐辨别的一种方法和装置。监控心脏信号以确定个人合适处于心律不齐状态。一旦检测出心律不齐状态,则刺激患者的心脏以产生被刺激的心脏信号。随后,监控这些被刺激的信号并将其与预定标准比较,从而确定所经受的心律不齐的类型以及该心律不齐是否需要治疗。
Description
发明背景
发明领域
本发明涉及医疗装置,尤其涉及提供心律不齐辨别的方法和装置。
现有技术的描述
在诸如去纤颤器、起搏器等的心律不齐治疗装置领域中,这种装置的接收器取决于用于致命的心脏心律不齐的治疗的合适机能。心律不齐被视为正常心律的任何偏离或紊乱。这包括正常心律的加速或减速。虽然已知的心律不齐治疗装置试图在致命的心律不齐(即“目标”心律不齐)和那些不致命的心律不齐之间进行区别,但有时它们会将事实上良性的心律不齐误分类成“目标”心律不齐。这会造成对患者进行不合适的治疗,一般是以对患者来说相当痛苦的心脏复律或“休克”疗法的形式。但是,如果通过降低检测阈值对装置进行调整以使不合适的治疗最小化,则这会伴有治疗装置没有检测到致命的目标心律不齐的风险,这可能会导致患者的死亡。
当前的心律不齐治疗装置(诸如可植入去纤颤器)执行检测过程来监控和分析心率或心电图以确定何时患者的心率大于预定阈值,从而检测到心动过速形式的心律不齐。诸如美国专利号6076014的某些现有技术的去纤颤器也可使用心脏内来自不同位置(诸如心房或心室)的心脏信号的相对计时,来帮助其它类型的心律不齐的检测。在已检测到心律不齐后,就对患者进行治疗所检测类型的心律不齐所必需的治疗。如果对所检测到的心律不齐不能确定合适的治疗,则装置进行缺省治疗来处理该心律不齐,以避免错过致命的状况。在某些情况中,心律不齐是不致命的,因此患者将受到造成痛苦和不适的不适当的治疗。
本发明的目的在于消除和减轻上述缺点。
发明内容
本发明的一个方面中,提供了一种提供心律不齐辨别的方法,它包括以下步骤:从心脏接收表示心率的心脏信号;监控该心脏信号以检测心律不齐状态;检测心律不齐状态;对所述心脏执行诊断测试以生成被刺激的心脏信号;以及监控被刺激的心脏信号以确定心律不齐的性质。
在另一个方面中,提供了一种用于提供心律不齐辨别的装置,它包括:一组电极,用于检测和发送来自心脏的信号;心脏信号监视器,用于接收心脏信号并用于将心脏信号转换成处理器可读的信号;处理器,用于从处理器可读的心脏信号检索心率信号以根据心率信号检测心律不齐状态并用于在检测出心律不齐时选择诊断测试;其中,所述诊断测试使得心脏生成被刺激的心脏信号,它们由所述一组电极检测和发送到所述心脏信号监视器,该监视器用于将所述被刺激的心脏信号转换成处理器可读的被刺激的心脏信号;以及其中,处理器从处理器可读的被刺激的心脏信号中检索被刺激的心率信号并将该被刺激的心率信号与预定标准进行比较以辨别心律不齐。
附图概述
在以下的详细描述中并参考附图将使本发明的较佳实施例的这些和其它特点将变得更加明显,其中:
图1是提供心律不齐辨别的装置实施例的示意图;
图2是用于提供心律不齐辨别中的处理器和数据库的放大示图;
图3是概述图1和图2装置的操作的第一模式的流程图;
图4是概述图1和图2装置的操作的进一步详细的模式的流程图;
图5a和5b是心内的心脏信号的示意图;
图6是心动周期的示意图;以及
图7是一组心动周期的示意图。
具体实施方式
回到图1,示出了用于提供心律不齐辨别的装置实施例的示意图。装置10包括一组电极12(示为心房电极12a和心室电极12b),它们优选位于患者心脏18的心房14和心室16的心内膜或心外膜上。一组引线20a和20b将电极12连接到外壳24内的I/O端口22(示为I/O端口22a和22b)。外壳24进一步包括处理器26、心脏信号监视器28,以便接收和编译来自电极12的信号并在通信总线36上将它们发送处理器26。外壳22还包括经由通信总线40与处理器26通信的治疗中心32,以便通过电极12将治疗草案传递到心脏。外壳22还包括数据库34,它存储了诊断测试的列表以及与所检测类型的心律不齐相对应的合适治疗的列表。处理器26经由通信总线38存取这些列表。
图2中更详细地示出了处理器26。处理器26包括存储器50,优选是先进先出(FIFO)存储器的形式,以便存储从心脏信号监视器28接收的信号。中央处理单元(CPU)52在通信总线54上存取存储器50以便检索所存储的信号并计算与所存储的信号相对应的心率信号。在接收了该心率信号后,将它们存储于心率存储位置56。CPU52也可以从存储的信号中检索表示心脏信号形状的形态(morphology)信号,它们随后被存储在形态存储位置57中。随后,将心率信号发送到比较器58,它将该心率信号和预定的存储值60(诸如预存的检测阈值62)进行比较。这会在以下更详细地描述。一旦检测到了心律不齐的状况,CPU52就经由通信总线38访问数据库34,从诊断测试的列表64中存取诊断测试。为了确定用于一种类型的心律不齐的合适治疗,CPU52访问数据库34内的治疗查找表66。查找表66优选包括心律不齐的类型的列表和它们的相应治疗方案。
虽然美国专利6076014揭示了在患者心脏内植入电极12和引线20的一种方法,但植入电极12的其它方法也是本技术领域内的熟练技术人员显而易见的。
在一般条件中,装置10如图3示意性示出地工作。电极12检测来自心脏18内的其位置的心脏信号并将这些心脏信号发送到I/O端口22(步骤100)。心房电极12a和心室电极12b的每一个都将一组心脏信号发送到心脏信号监视器28。可以理解,虽然本实施例中示出了两个电极,但可以改变所使用的电极12的数目。此外,电极12的位置也可以在患者心脏18内变化,只要所选的位置提供要检测的心脏信号。
在接收到心脏信号后,I/O端口22将这些信号发送到心脏信号监视器,它们将心脏信号转换成可由处理器26读取的格式,诸如图5a和5b所述,其中图5a示出从心房电极12a接收到的心脏信号而图5b示出从心室电极12b接收的心脏信号。
随后,可以经由通信总线36将被格式化的信号发送到处理器26并存储在存储器50中。接着,CPU52存取这些信号并从格式化的信号中检索信息(诸如心率信号)并从心率信号中提取信息以检测心律不齐的状态(步骤102)。随后,将信息和心率信号存储在心率存储位置56中。心率信号和检测阈值62随后被发送到比较器58用于相互比较来确定心脏何时处于心律不齐的状态(步骤104)。检测阈值62是预定值,它预存在处理器26内并表示不期望心率超过的值。
如果心率信号低于该检测阈值,在CPU52存取这些信号以检索心率信号用于与检测阈值62进行比较从而确定是否处于心律不齐状态之前,处理器26简单地从心脏信号监视器28接收下一组被格式化的信号并将它们存储在存储器50中。但是,如果心率信号高于检测阈值,则检查是否可以通过心率信号中包含的信息识别所经受的心律不齐的类型(步骤106)。如果可以从心率信号中的信息确定心律不齐的类型,就由处理器26识别合适的治疗。处理器26通过访问数据库34中的治疗查找表66识别合适的治疗方案。在检索治疗类型后,处理器26经由通信总线40将治疗草案信号发送到治疗中心32,它随后将指示电极12的信号发送出以便对心脏进行该治疗草案,诸如心脏复律疗法(步骤108)。在进行治疗后,电极12返回到检测和发送心脏信号(步骤109)。
如果心律不齐的类型不可确定或有分歧,则处理器26从数据库34中存储的诊断测试列表64中选择诊断测试(步骤110)。诊断测试用于生成被刺激的心脏信号,它们被监控以确定所处于的心律不齐类型,并优选在检测出心律不齐时基于心房或心室的心率信号。
在处理器26已选择了诊断测试后,处理器26与治疗中心32通信以根据所选的诊断测试刺激心脏(步骤112)。治疗中心32与电极12连通以进行该刺激,这优选是经由心脏的起搏实现的。该刺激可以是仅通过选定数量的电极12进行的并不必通过每一个电极12来进行。在这种方式中,某些电极12可以继续检测并将心脏信号发送到I/O端口22。
在已刺激心脏后,电极12检测心脏信号(被刺激的心脏信号)并将它们发送到I/O端口22(步骤114),接着将它们发送到心脏信号监视器28。如同心脏信号,心脏信号监视器28将被刺激的心脏信号转换成处理器26可读的格式并将被格式化的心脏信号发送到处理器26,以便存储在储存器50中。
随后,CPU52存取被格式化的信号以检索诸如被刺激的心率信号和形态信号的信息,并从被刺激的心率信号提取信息来通过将被刺激的心率信号和预定标准相比较确定所处于的心律不齐的类型(步骤116)。在确定了心律不齐的类型之后,处理器26确定是否需要对识别出的心律不齐进行治疗(步骤118)。如果需要治疗,就按上述方式识别和执行(步骤108)。需要治疗的心律不齐的实例包括室上性心动过速,诸如心房扑动,心房纤颤,异位的心房心动过速,房室交界性折返激动,心室心动过速和心室纤颤。此外,可能同时存在两种或更多的上述目标心律不齐(双重性心动过速或三重性心动过速等)。在进行治疗后,电极12继续检测并将心脏信号发送到I/O端口22(步骤109)。
如果不需要治疗,电极12继续检测并将心脏信号发送到I/O端口22(步骤109)。
图4中举例说明了装置10的详细操作,其中使用两个电极(心房电极12a和心室电极12b),分别连接到患者心脏的心房和心室。
如参考图3描述的,监控心脏信号来确定何时处于心律不齐状态(步骤200)。心脏信号由电极12检测并经由I/O端口22发送到心脏信号监视器28。随后,通过心脏信号监视器28将心脏信号转换成处理器26可读的格式,诸如分别用于心房和心室的图5a和5b所示的电记录图。。
在接收被格式化的信号并将其存储在存储器50中后,通过计算连续心房电记录图300之间消逝的时间以确定心房周期长度302以及计算连续心室电记录图304之间消逝的时间以确定心室周期长度306,CPU52检索来自心房电极12a和心室电极12b的心脏信号的周期长度。接着,计算表示周期长度的倒数的心率信号并将其存储在心率存储位置56中。与心率信号一起,表示心脏信号的形状的形态信号也可以被检索并存储在形态存储位置57中。随后,使用比较器58将对应于心房率和心室率的心率信号同预存的检测阈值62进行比较,以确定心脏是否处于心律不齐的状态。如上所述,如果心率信号落在检测阈值之下,则处理器26简单地继续监控后续心房电记录图300和心室电记录图304以确定何时处于心律不齐的状态。但是,如果任一心率信号位于检测阈值之上,则处理器26确定心脏是否处于心律不齐状态并开始治疗草案。对于本实施例,心室心率信号首先与检测阈值比较。
在处理器26已检测出心律不齐状态(步骤201)之后,处理器26将心房率和心室率比较以确定心律不齐是否是可确定的从而心房率大于心室率(步骤202)或小于心室率(步骤204),或不可确定从而心房率等于心室率(步骤206)。
如果心房率大于心室率(步骤202),处理器26存取数据库34中的治疗查找表66以确定这种类型的心律不齐的治疗方案。在将用于这种心律不齐的治疗类型确定为心房疗法后,处理器26与治疗中心32通信以便对患者进行该治疗草案。治疗中心32随后将信号发送到电极12a以执行治疗草案(步骤208)。在电极12a执行治疗后,电极12继续检测和发送心脏信号(步骤210)。
如果处理器26确定心房率小于心室率(步骤204),处理器26就访问数据库34中的查找表66以确定对这种类型的心律不齐的处理方案。在确定对这种心律不齐的治疗类型是心室疗法/心室纤颤疗法后,处理器26与治疗中心32通信以便对患者实施该治疗草案。随后,治疗中心32将信号发送到电极12b以实施治疗草案(步骤212)。在电极12b实施治疗之后,电极12继续检测和发送心脏信号(步骤210)。
如果处理器26确认心律不齐的类型是不可确定或者是不明确的,即心房率等于心室率,则需要进一步的心律不齐辨别来确定心律不齐的类型以及确定治疗是否必要。随后,从数据库34中存储的诊断测试列表64中选择诊断测试,以便生成被刺激的心脏信号(步骤214)。在该实施例中,处理器26通过测试列表64确定:监控心脏对比所检测到的更短的起搏心房刺激周期的响应将解决该模糊。因此,在检测心律不齐时,处理器26检索所测量的心房周期长度(CL)和心室CL。随后,心房CL用于确定治疗中心32的刺激以刺激患者的心脏。在计算刺激的计时后,诸如小于心房周期长度的50ms,处理器26随后信号发送处理中心32以刺激心房14,从而作为诊断测试的一部分,心房以计算出的计时跳动。随后,在计算出的计时下,与心室14的起搏相对应,治疗中心32将信号发送到电极12a。
在通过电极12a进行起搏以刺激心房14期间,电极12a和12b两者继续检测心脏信号,称作被刺激的心脏信号,并将这些信号发送到I/O端口22。随后,被刺激的心脏信号被发送到心脏信号监视器28,它接收被刺激的心脏信号并将该被刺激的心脏信号转换成可记录的格式。该被格式化的信号随后由处理器26接收(步骤218)。随后,通过按上述的相同方式,通过颠倒连续刺激的心室电记录图的周期长度来计算被刺激的心室率,同时由之前计算出的刺激的计时就可以知道刺激的心房率。随后,处理器26比较心室率和检测阈值以确定被刺激的心室率是否落在检测阈值之下(步骤220)。如果被刺激的心室率落在该检测阈值之下,处理器26就确定所检测的心律不齐不需要治疗且装置10继续监控心脏信号以检测后续的心律不齐状态(步骤210)。
但是,如果被刺激的心室率没有落在检测阈值之下,则处理器26将被刺激的心室率和预定的被刺激心房率比较。如果这两个刺激的率相等(步骤222),则处理器26就存取数据库34中的治疗查找表66以确定用于这种类型的心律不齐的治疗方案。治疗类型(在这种情况中,心房治疗)从数据库34被检索且随后处理器26信号发送治疗中心32以实施对心律不齐的心房治疗(步骤224)。接着,治疗中心32将信号发送到电极12a以实施治疗。在电极12a实施治疗之后,电极12继续检测和发送心脏信号(步骤210)。
如果刺激的率不相等,处理器26比较这些率以确定被刺激的心室率是否小于刺激的心房率(步骤226)。随后,处理器26计算刺激的心室CL并通过使用比较器58比较这两个值来确定刺激的心室CL是否小于心室CL(在检测心律不齐时的心室CL)(步骤228)或者刺激的心室CL是否等于心室CL(步骤230)。可以理解,它们的值可以从存储器检索。如果刺激的心室CL和心室CL相等(步骤230),处理器26存取数据库34中的治疗查找表66以确定对这种心律不齐的治疗。在将对这种心律不齐的治疗类型确定为心室治疗之后,处理器26与治疗中心32通信以便对患者进行治疗。接着,治疗中心32将信号发送到电极12b以实施治疗(步骤232)。在电极12b实施治疗后,电极12继续检测和发送心脏信号(步骤210)。
另外,如果刺激的心室CL小于心室CL(步骤228),处理器26访问数据库34以确定对这种类型的心律不齐的治疗方案。在将对这种心律不齐的治疗类型确定为心房疗法后,处理器26与治疗中心32通信以便对患者实施该治疗(步骤234)。随后,治疗中心32将信号发送到电极12a以实施治疗。在电极12a实施治疗后,电极12继续检测和发送心脏信号(步骤210)。
在另一个实施例中,如同用图3所示的第一模式所描述的,电极12可以位于患者的皮肤表面(心脏周围)以便将心脏信号发送给I/O端口22(步骤100)。每一个电极12都将一组心脏信号发送给心脏信号监视器28,表示在其各自位置处测量出的心脏信号的速率和形状。可以理解,本实施例消除了对将电极12和装置10植入患者体内的外科手术的需要。
监控心脏信号(步骤102)以确定何时经受心律不齐的状态。通过电极12检测心脏信号并经由I/O端口22发送到心脏信号监视器28。随后,心脏信号通过心脏信号监视器28转换成可由处理器28读取的格式,诸如图6所示的心动周期250。
如本技术领域内的熟练技术人员理解的,正常的心跳由心脏的窦房结引起,形成电脉冲以使心脏去极化并使得心脏收缩,这轮流形成心动周期250。P波252、Q波254、R波256、S波258和T波260和这些波之间的间隔表示心脏的心动周期的不同方面。P波252和PR间隔262表示心房去极化,其中正常PR间隔是0.12到0.2秒。QRS复合264表示通过心室肌肉的电脉冲的传播或去极化并通常持续0.08到0.12秒。ST部分266和T波260表示心脏重新极化或恢复。
在接收到格式化的信号并将信号存储在存储器50中之后,如图7所示,通过计算连续P波252之间消逝的时间以确定心房周期长度268以及计算连续R波256之间消逝的时间以确定心室周期长度270,CPU52检索一对率信号。随后,将心率信号存储在心率存储位置56。接着,使用比较器58将对应于这两个心率的心率信号与与存储的检测阈值62进行比较,从而确定心脏是否处于心律不齐状态(步骤104)。如上所述,如果心率信号落在检测阈值之下,则处理器26简单地继续监控后续的心动周期(步骤102)以确定何时处于心律不齐状态。但是,如果任一心率信号在检测阈值之上,则处理器26确定心脏处于心律不齐状态。
在处理器26已检测出心律不齐状态后,处理器26检查心律不齐是可确定的还是不可确定的(步骤106)。这是通过比较心房率和心室率进行的。
如果心律不齐是可确定的,则处理器26访问数据库34中的治疗查找表66以确定针对这种心律不齐的治疗方案并实施治疗(步骤108)。在实施治疗后,装置返回到心脏信号检测状态(步骤109)。
如果处理器26确定这种类型的心律不齐是不可确定的或者是模糊的,即心房率等于心室率,则需要进一步的心律不齐辨别以确定心律不齐的类型以及是否需要治疗。随后,从数据库34中存储的诊断测试列表64中选出诊断测试以便生成被刺激的心脏信号(步骤110)。在选择了诊断测试后,根据所选测试的参数刺激心脏(步骤112)。例如,是通过对心脏的柔和电击、迷走神经刺激或药物注入进行该刺激的。
在已刺激心脏后,电极12继续检测心脏信号,称作被刺激的心脏信号,并将这些信号发送到I/O端口22(步骤114)。随后,将被刺激的心脏信号发送到心脏信号监视器28,它接收被刺激的心脏信号并将该被刺激的心脏信号转换成心动周期。随后通过处理器26接收被格式化的信号,处理器接着提取用于心房和心室刺激周期长度的心率信号以便计算刺激的心房和心室率。
随后,监控刺激的心房和心室率以确定心脏所经受的心律不齐的类型(步骤116)。在确定心律不齐的类型后,进行检查以明确该心律不齐是否需要治疗(步骤118)。如果该心律不齐需要治疗,则识别和执行治疗,如果不需要,则装置简单地返回心脏信号检查状态(步骤109)。
通过在已检测出心律不齐状态从而生成被刺激的心脏信号和监控这些被刺激的心脏信号之后刺激患者的心脏,就可以方便地检测出不需要治疗的心律不齐并可减少不必要的治疗的次数。如上所述,每次对患者实施治疗以医治心律不齐时,患者都会经受痛苦和不适。因此,通过在每次检测心律不齐状态时确定是否需要治疗,就可以实现对患者的不必要治疗的次数减少。并且,可以辨别以前没有辨别的心律不齐。代替简单地按缺省方式向这些不能确定的心律不齐提供治疗,刺激心脏以生成被刺激的心脏信号和监控这些信号的步骤可以帮助辨别所经受的心律不齐的类型。此外,一旦检测到心律不齐,就可以对患者实施更多的合适治疗。
或者,可以在处理器26内存储诊断测试列表,从而减少了选择诊断测试所需的时间。
在另一个实施例中,为了区别心脏信号和被刺激的心脏信号,一旦处理器26已将诊断测试传递到治疗中心32处理器26可以简单地设置一标记,从而在诊断测试之后接收到的所有心脏信号都被认为是被刺激的心脏信号。此外,如果诊断测试使得心率的周期长度缩短,所检索的被刺激的心率信号的预期周期长度可用来识别正读取被刺激的心脏信号。
可以理解,可以从格式化的信号中检索其它信息,诸如心脏信号的形状和形态,并用来通过将这些信号与预定存储值60中存储的预定形态或形状信号进行比较来确定患者所经受的心律不齐的类型。
还可以理解,可以改变检测阈值62、治疗查找表66或诊断测试列表的参数。
此外,虽然将起搏描述为刺激形状的方法,但也可以采用其它方法,诸如迷走神经刺激或药物注入。
可用于治疗心律不齐的不同治疗方案是本技术领域内熟练技术人员已知的并不限于以上列出的那些。可以理解,心脏的起搏可以包括亚阈值起搏、猝发起搏、超高频起搏、60个周期或n倍60个周期起搏、额外刺激、心房或心室的快速过载起搏、迷走神经刺激和高频刺激。
虽然已参考个别的具体实施例描述了本发明,但本技术领域内的熟练技术人员可以理解,可以进行各种修改而不背离本发明的精神和范围,如所附权利要求书中概括的。
Claims (13)
1.一种提供心律不齐辨别的方法,其特征在于,包括以下步骤:
接收来自心脏信号;
监控所述信号以检测可表示许多心律不齐状态中的至少一种的条件;
检测所述心律不齐状态;
对所述心脏执行诊断测试以生成被刺激的心脏信号;
监控所述被刺激的心脏信号以确定检测出的是所述状态中的哪一种。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,执行所述诊断测试的步骤包括以下步骤:
选择与一个所述心律不齐状态相对应的诊断测试;
计算用于所述心脏的刺激的程度;以及
在所述刺激程度下刺激所述心脏。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述刺激所述心脏的步骤选自起搏、迷走神经刺激或药物注入。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算用于所述心脏的刺激程度的步骤包括以下步骤:
计算所述心率的周期长度;以及
从所述周期长度中减去预定值以生成新的周期长度。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,监控所述心脏信号的所述步骤包括以下步骤:
从所述心脏信号检索心率信号;以及
确定所述心率信号何时超出检测阈值。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述监控被刺激的心脏信号的步骤包括以下步骤:
从所述被刺激的心脏信号中检索被被刺激的信号;
比较所述被刺激信号和预定标准以确定所述心律不齐。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述被被刺激的信号是刺激的心率信号或形态信号。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:比较所述心律不齐与目标心律不齐和治疗的列表以确定用于所述心律不齐的治疗方案。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述心脏信号包括心房和心室的心脏信号。
10.一种用于提供心律不齐辨别的装置,其特征在于,包括:
一组电极,用于感测和发送来自心脏的信号;
心脏信号监视器,用于接收所述信号并用于将所述信号转换成处理器可读的信号;
处理器,用于从所述处理器可读的心脏信号检索心率信号以根据所述心率信号检测可表示心律不齐状态的情况、并用于在检测出所述心律不齐时选择诊断测试;
其中,所述诊断测试使得心脏生成被刺激的心脏信号,它们由所述一组电极检测和发送到所述心脏信号监视器,该监视器用于将所述被刺激的心脏信号转换成处理器可读的被刺激的心脏信号;以及
其中,所述处理器从所述处理器可读的被刺激的心脏信号中检索被刺激的信号并将该被刺激的信号与预定标准进行比较以辨别所述心律不齐状态。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,进一步包括用于治疗所述心律不齐的治疗中心。
12.如权利要求10所述的装置,其特征在于,进一步包括用于存储与心律不齐列表有关的治疗的数据库,其中在已辨别所述心律不齐后,所述处理器访问所述数据库以比较所述心律不齐和所述心律不齐列表以确定用于所述心律不齐的治疗方案。
13.如权利要求10所述的装置,其特征在于,被刺激的信号是被刺激的心率信号或被刺激的形态信号。
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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