DE10248719A1 - Verfahren und Gerät zur dynamischen Auswahl eines Elektrokardiogrammkompressionsvorgangs beruhend auf einer Computeranalyse von Herzrhythmus und -kontur - Google Patents

Verfahren und Gerät zur dynamischen Auswahl eines Elektrokardiogrammkompressionsvorgangs beruhend auf einer Computeranalyse von Herzrhythmus und -kontur

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Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur automatischen Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs (200) offenbart. Nachdem rohe Daten empfangen wurden (210), die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten, wird die asynchrone Komponente von der synchronen Komponente getrennt (220). Ein Datenmanipulationsvorgang (150), beruhend auf den Diagnoseinformationen, wird automatisch, beruhend auf den während eines Analysevorgangs (135) erzeugten Signalbedingungen, ausgewählt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Computer gestütztes Elektrokardiographiesystem und eine zugehörige Signalverarbeitung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Kompression elektrokardiographischer Daten zur permanenten Speicherung und zur Übertragung zwischen einer EKG- Erfassungseinrichtung und einem EKG-Verwaltungssystem oder zwischen zwei EKG-Einrichtungen.
  • Das Elektrokardiogramm (EKG) ist ein äußerst üblich verwendeter, einfacher, nicht invasiver Test zur Beurteilung des Herzzustands eines Patienten. Jedes Jahr werden Millionen von EKGs (Ruhe-EKGs, ambulante EKGs, Trainings-EKGs, Überwachungs-EKGS am Bett, Telemetrie-EKGs, usw.) von Patienten gesammelt und in EKG-Verwaltungs- und Kardiovaskular-Informationssystemen gespeichert. Obwohl EKG- Aufzeichnungen verglichen mit diagnostischen Abbildungsmodalitäten, wie CT und MRI relativ klein sind, kann die große Anzahl an EKGs, die in großen Krankenhäusern gesammelt und verwaltet werden, eine erhebliche Anforderung an den Speicherplatz stellen.
  • Die große Anforderung an Speicherplatz erzeugt zwei erhebliche Probleme. Zum einen muss die Speichereinrichtung (wie ein Plattenlaufwerk) groß genug sein, um eine große Anzahl an EKGs zu speichern. Zum zweiten und wichtigeren sind die Kommunikationseinrichtungen, die Mehrfachsysteme miteinander verbinden, relativ langsam verglichen mit den Verarbeitungsmöglichkeiten der Computersysteme. Daher kann die zur Übertragung einer großen Anzahl an EKGs zwischen Computersystemen erforderliche Zeit erheblich sein.
  • Ein Verfahren, das zur Lösung beider Probleme verwendet wird, ist eine Datenkompression. Unter Verwendung von Datenkompressionsverfahren kann die Speichergröße des EKGs verringert werden. Somit braucht das EKG eine geringere Menge an Platz in der Speichereinrichtung und kann über eine Kommunikationsverbindung schneller und zuverlässiger übertragen werden.
  • Es gibt zwei Arten von EKG-Kompressionsverfahren: eine verlustlose Kompression und eine verlustbehaftete Kompression. Bei der verlustlosen Kompression wird die Speichergröße des EKGs verringert, ohne Informationen in den ursprünglichen Daten zu verlieren. Das heißt, das EKG kann unter Verwendung einer verlustlosen Kompression komprimiert, gespeichert oder übertragen, und dann dekomprimiert werden, and das dekomprimierte EKG wird mit dem ursprünglichen EKG identisch sein. Bei einer verlustbehafteten Kompression wird die Größe des EKGs verringert, aber es geht eine gewisse Menge an Daten verloren. Somit ist ein EKG, das komprimiert, gespeichert oder übertragen und dann dekomprimiert wird, vom ursprünglichen EKG etwas verschieden. Obwohl die verlustbehaftete Kompression einen Datenverlust verursacht, ist dieser Datenverlust bei den meisten klinischen EKGs entweder für den Benutzer nicht sichtbar, oder es wird angenommen, dass er sich auf die Herzdiagnose nicht auswirkt. Tatsächlich wird die verlustbehaftete Kompression seit vielen Jahren in der klinischen Praxis verwendet und geschätzt.
  • Von Natur aus weist das EKG ein hohes Maß an Wiederholung in seinen Daten auf. Diese Wiederholungsnatur wurde zum Entwickeln hoch effizienter Kompressionsschemata ausgenutzt. Diese Schemata zerlegen das EKG in synchrone (oder Wiederholungs-) und asynchrone (Nicht- Wiederholungs-)Komponenten. Die synchrone Komponente des EKGs, die typischerweise aus einem Herzzyklus mit seinen P-QRS-T- Merkmalen besteht, wird dann auf ein einzelnes repräsentatives Muster über eine Mittelung oder Medianbildung der Abtastdaten reduziert. (Nicht alle Signalverläufe müssen unbedingt in einem Herzzyklus vorhanden sein. Ein Wiederholungsmuster von QRS-T-Wellen oder QRS-Komplexe sind gelegentlich in einigen Herzrhythmen zu sehen.) Der Median-(oder Durchschnitts-)P- QRS-T-Komplex wird von den ursprünglichen (rohen) EKG-Daten subtrahiert. Der Rest, die asynchrone Komponente, hat typischerweise eine enge dynamische Reichweite und eignet sich für eine effiziente Kompression. Bei gegebenem engem dynamischen Bereich der asynchronen Komponente kann eine zusätzliche Kompressionseffizienz über eine Tiefpassfilterung, Herunterabtastung und Neuquantisierung der Daten erzielt werden. Wird dies durchgeführt, bewirken diese letzten Schritte einen Kompressionsverlust. Sowohl die synchronen als auch die asynchronen Komponenten werden dann unter Verwendung eines Kodierschemas, wie der Huffman-Kodierung komprimiert. Verlustbehaftete Kompressionsverhältnisse bis zu 20 : 1 wurden unter Verwendung dieses Verfahrens berichtet.
  • Das vorstehend angeführte Kompressionsverfahren leitet seine Effizienz von zwei Hauptvoraussetzungen ab. Eine ist, dass das EKG ein großes Maß an Wiederholung nahezu identischer Muster hat, und die zweite ist, dass die asynchrone Komponente einen engen dynamischen Bereich von Spannungen verglichen mit den gesamten EKG-Daten hat. Beide Voraussetzungen, insbesondere die zweite, hängen kritisch von der Möglichkeit zur genauen Erfassung, Klassifizierung und Darstellung des Wiederholungsmusters im EKG und bestimmten Eigenschaften der EKG-Signalverläufe ab. Selbst eine kleine Ungenauigkeit bei der Darstellung eines bestimmten Zyklus des Wiederholungsmusters mit Hochfrequenzkomponenten kann ein Hochfrequenzmuster mit hoher Amplitude in der asynchronen Komponente des EKGs hinterlassen. Beispielsweise können schrittweise EKGs ein großes Schrittartefakt in der asynchronen Komponente an einem Ort hinterlassen, wo ein Herzzyklus mit dem repräsentativen Zyklus etwas fehlausgerichtet wurde. Bei einer verlustbehafteten Kompression kann die Amplitude dieses engen Schrittartefakts schwerwiegend durch eine Tiefpassfilterung, Herunterabtastung und Neuquantisierung reduziert werden, was bewirkt, dass das rekonstruierte EKG vom ursprünglichen drastisch verschieden ist. Außerdem können EKGs mit hohen Ventrikularraten und solche mit kleinen P-Wellen ähnliche Herausforderungen an das verlustbehaftete Kompressionsschema stellen.
  • Offensichtlich würde die Anwendung eines verlustlosen Kompressionsschemas das vorstehend beschriebene Problem lösen. Allerdings würde sich ein nahezu dreifacher Anstieg der Speicheranforderungen ergeben, wenn eine verlustlose Kompression universell für alle erfassten EKGs angewendet werden würde. Diese zusätzliche Speicheranforderung fügt ein großes Maß an Unkosten hinzu und ist ein sehr hoher Preis für die Lösung des Problems hinsichtlich der Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der EKGs keine Probleme mit der hoch effizienten verlustbehafteten Kompression hat.
  • Ein Ansatz der Wahl zwischen einer verlustbehafteten und verlustlosen EKG-Kompression besteht darin, dem Systembenutzer die Auswahl zwischen den zwei Kompressionsverfahren zu ermöglichen. Neben der offensichtlichen Unbequemlichkeit für den Benutzer erfordert dieser Ansatz einen gewissen Grad an Verständnis des Benutzers, welches Verfahren in welcher Situation am besten arbeitet. Außerdem verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Systems aufgrund der Entscheidungszeit des Benutzers. Ein Ziel der Kompression besteht in der Erhöhung der Geschwindigkeit der Datenspeicherung und Übertragung; somit verhindert die vom Benutzer zur Auswahl eines Kompressionsverfahrens erforderliche Zeit das Erreichen dieses Ziels.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene Problem zu lösen. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs ausgebildet. Das Verfahren zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs beinhaltet die Schritte des Empfangs roher Daten, die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten, des Trennens der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente und der Auswahl eines Datenmanipulationsvorgangs beruhend auf den Diagnoseinformationen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält die Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs die Klassifizierung einer Abnormalititätsbedingung der Diagnoseinformationen. Der Schritt der Klassifizierung der Abnormalitätsbedingung enthält ferner die Analyse eines Rhythmus, beispielsweise eines Sinusrhythmus, einer atrio-ventrikulären Konduktion, einer Ventrikularrate, einer P-Wellenamplitude, eines QT-Intervalls und eines Altersqualifizierers aus den Diagnoseinformationen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Datenmanipulationsvorgang die Verarbeitung der rohen Daten unter Verwendung des verlustbehafteten Vorgangs oder des verlustlosen Vorgangs.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Trennung der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente die Erzeugung einer Datenbedingung der Diagnoseinformationen.
  • Die Erfindung stellt ferner eine medizinische Einrichtung bereit. Die medizinische Einrichtung umfasst eine Patientendatenerfassungseinrichtung, die Physiologiedaten sammelt, die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten. Die medizinische Einrichtung umfasst auch ein Softwareprogramm zur Auswahl eines Verfahrens zur Verarbeitung der Physiologiedaten und zur Manipulation der Physiologiedaten beruhend auf dem ausgewählten Verfahren zur Verarbeitung der Physiologiedaten. Das Softwareprogramm weist ein Signaltrennmodul auf, das die Daten aus der Datensammlung empfängt und die asynchrone Komponente von der synchronen Komponente trennt, ein Auswahlmodul, das eine Datenmanipulationsvorgangsauswahl beruhend auf den Diagnoseinformationen erzeugt, und ein Datenmanipulationsmodul, das die asynchrone Komponente und die synchrone Komponente entsprechend dem Komponententyp und der Datenmanipulationsvorgangsauswahl des Auswahlmoduls manipuliert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Softwareprogramm ferner ein Klassifizierungsmodul zum Klassifizieren einer Abnormalitätsbedingung der Diagnoseinformationen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Softwareprogramm ferner ein Erzeugungsmodul zur Erzeugung einer Datenbedingung der Diagnoseinformationen.
  • Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs zur Kompression von EKGs mit bestimmten Herzzuständen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs, der völlig automatisiert ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs, wobei eine geringe oder keine Änderung des gegenwärtig implementierten Dekompressionsalgorithmus in EKG-Speichersystemen erforderlich ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs, das von den Benutzern des Systems konfigurierbar ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs, wobei die Entwicklung und Implementation ziemlich schnell und günstig bewerkstelligt werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs, das für Benutzer transparent ist, da keine Schnittstellenänderungen erforderlich sind.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer medizinischen Einrichtung und eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs, wobei Kundenbeschwerden reduziert werden, was Kosteneinsparungen unterstützt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der beiliegenden Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine medizinische Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs gemäß der Erfindung. Vor der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist anzumerken, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf Konstruktionseinzelheiten und die Anordnung von Komponenten gemäß der folgenden Beschreibung oder gemäß der Zeichnung beschränkt ist.
  • Die Erfindung umfasst andere Ausführungsbeispiele und kann auf verschiedene Weise praktiziert oder ausgeführt werden. Auch die hier verwendeten Phrasen und Ausdrücke dienen dem Zweck der Beschreibung und sind nicht einschränkend zu verstehen. Die Verwendung von "enthalten" und "umfassen" und deren Variationen bedeuten ein Umschließen der danach aufgelisteten Elemente und deren Äquivalente sowie zusätzliche Elemente.
  • Fig. 1 zeigt eine medizinische Einrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die medizinische Einrichtung 100 umfasst eine Patientendatenerfassungseinrichtung 105 und eine Verarbeitungseinrichtung 110 zum Implementieren oder Ablaufen lassen eines Softwareprogramms. Das Softwareprogramm ist vorzugsweise in einem (nicht gezeigten) Nur-Lese-Speicher in der medizinischen Einrichtung 100 gespeichert, kann aber auch auf entfernten Servern oder einem Festplattenlaufwerk eines Personalcomputers gespeichert sein, oder es kann dafür bei Bedarf auf einen Computer lesbaren Träger wie eine CD-ROM, Magnetplatte oder ein Band oder einen anderen Träger zugegriffen werden. Die Patientendatenerfassungseinrichtung 105 ist derart konfiguriert, dass sie zum Erhalten von EKG- Daten von einer Datenquelle oder Einrichtung mit einer EKG- Überwachungseinrichtung, wie einem Elektrokardiographen, Patientenmonitor, Holter-Monitor oder einem Stresstestsystem (nicht gezeigt) über eine Verbindung 115 arbeiten kann.
  • Das Softwareprogramm 110 beinhaltet mehrere Module, einschließlich einer Hauptroutine 120. Wurden die EKG-Daten von der Patientendatenerfassungseinrichtung 105 erfasst, wird ein Signaltrennmodul 125 des Softwareprogramms 110 durch die Hauptroutine zum Empfangen der Physiologiedaten getriggert, die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten. Das Signaltrennmodul 125 enthält ferner ein Klassifizierungsmodul 130 zum Klassifizieren einer Abnormalitätsbedingung der Diagnoseinformationen. Das Klassifizierungsmodul 130 enthält ferner ein Analysemodul 135 zum Analysieren einer Kombination eines Rhythmus, beispielsweise eines Sinusrhythmus, einer atrio-ventrikularen Konduktion, einer Ventrikularrate, einer P-Wellenamplitude, eines QT-Intervalls und eines Altersqualifizierers aus den Diagnoseinformationen.
  • Beruhend auf der Analyse der Diagnoseinformationen erzeugt ein Erzeugungsmodul 140 eine Datenbedingung der Diagnoseinformationen. Ein Auswahlmodul 145 verwendet dann die Datenbedingung zur Auswahl eines Datenmanipulationsvorgangs. Hat das Auswahlmodul 145 einen Datenmanipulationsvorgang ausgewählt, manipuliert ein Datenmanipulationsmodul 150 die asynchrone Komponente und die synchrone Komponente entsprechend der Datenmanipulationsvorgangsauswahl.
  • Gemäß Fig. 2 umfasst ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs 200 gemäß der Erfindung einen Empfangsschritt 210 zum Empfangen roher EKG-Daten von der EKG-Überwachungseinrichtung. Die rohen EKG- Daten werden danach im Analysemodul durch Programme, wie der EKG-Analysesoftware der Marke 12SL von General Electric Company - Medical Systems Division, in einem Analyseschritt 215 zur Erzeugung einer Vielzahl von Diagnoseinterpretationsäußerungen zur Angabe eines Herzzustands analysiert. Der Analyseschritt 215 erzeugt auch einen Satz globaler Messungen unter Verwendung des Gesamtsatzes von EKG-Verdrahtungen. Die Messungen beinhalten eine Ventrikularrate, eine Artrialrate, ein PR-Intervall, eine QRS-Dauer, eine P-Dauer, ein QT-Intervall und einen Satz von Achsen einer P-Welle, einer QRS-Welle und einer T-Welle. Der Analyseschritt 215 erzeugt ferner einen Satz individueller Leitungsmessungen, die einen Satz von Amplituden und Dauern verschiedener EKG-Merkmale enthalten, wie P-Wellen, Q-Wellen, R-Wellen, S-Wellen und ST-Pegel. Außerdem erzeugt der Analyseschritt 215 auch automatisch einen EKG- Signalqualitätsindikator, der den Rauschpegel des EKGs angibt. Des weiteren erzeugt der Analyseschritt 215 einen Satz von Klassifizierungsaussagen zur Angabe, dass ein EKG normal, an der Grenze zum Abnormalen, oder abnormal ist, und erzeugt ein Patienteninformationsprofil, das das Alter und andere relevante Eigenschaften des Patienten enthält. Es ist aber für den Fachmann leicht ersichtlich, dass das Analyseprogramm eine unterschiedliche Anzahl an Äußerungen, Parametern und Merkmalen erzeugen kann, und dass das Analyseprogramm nicht auf die hier beschriebene EKG-Analysesoftware der Marke 12SL beschränkt ist.
  • Gemäß Fig. 2 werden die EKG-Daten in einem ersten Trennschritt 220 in eine asynchrone Komponente und in einem zweiten Trennschritt 225 in eine synchrone Komponente getrennt. Ein erster Unterschied der synchronen Komponente wird in einem ersten Vergleichsschritt 230 herausgefunden. Der erste Unterschied wird dann in einem Kodierschritt 235 zum Erhalten verlustloser komprimierter Daten Huffman-kodiert.
  • Die im ersten Trennschritt 220 erhaltene asynchrone Komponente wird einer verlustbehafteten Kompression unterzogen, wenn sie alle normalen Bedingungen erfüllt. Eine erste Bedingung wird in Schritt 240 überprüft. Die erste Bedingung ist ein Sinusrhythmus mit einer 1 : 1 atrio-ventrikularen Konduktion und ohne Rhythmusqualifizierer, wobei ein normaler Sinusryhthmus, eine Sinustachykardia, Sinusbradykardia und markierter Sinusbradykardia und mögliche Rhythmen mit Sinus oder markierten Sinusarrhythmien eingeschlossen sind. Eine zweite Bedingung wird in Schritt 245 überprüft. Andererseits wird die asynchrone Komponente einer verlustlosen Kompression unterzogen, die im ersten Vergleichsschritt 230 beginnt.
  • Die zweite Bedingung ist ein Zählwert der Ventrikularrate ("VRATE"). Ist die Ventrikularrate größer als 120 Schläge pro Minute ("bpm"), wird die asynchrone Komponente einer verlustlosen Kompression unterzogen, die im ersten Vergleichsschritt 230 beginnt. Fällt die Ventrikularrate zwischen niedrig bis moderat, das heißt, unter 120 bpm, wird in Schritt 250 eine dritte Bedingung überprüft.
  • Die dritte Bedingung ist das Vorhandensein einer P- Wellenamplitude größer als 100 µV bei allen aufgezeichneten Leitungen. Wird das Vorhandensein einer P-Wellenamplitude größer als 100 µV in allen aufgezeichneten Leitungen nicht identifiziert, wird die asynchrone Komponente einer verlustlosen Kompression unterzogen, die im ersten Vergleichsschritt 230 beginnt. Andererseits wird die vierte Bedingung in Schritt 255 überprüft.
  • Die vierte Bedingung ist das Vorhandensein eines formalen QT- Intervalls. Ist kein normales QT-Intervall vorhanden, wird die asynchrone Komponente einer verlustlosen Kompression beginnend im ersten Vergleichsschritt 230 unterzogen. Andererseits wird in Schritt 260 eine fünfte Bedingung überprüft.
  • Die fünfte Bedingung ist das Patientenalter. Ist das Patientenalter nicht größer als 15 (eine bevorzugte Pediatriealtersgrenze), wird die asynchrone Komponente einer verlustlosen Kompression beginnend im ersten Vergleichsschritt 230 unterzogen. Andererseits wird die asynchrone Komponente einer verlustbehafteten Kompression unterzogen, die mit einem Filterschritt 265 beginnt.
  • Ein bewegliches Durchschnittsfilter gleichmäßiger Gewichte wird zur Filterung der asynchronen Komponenten im Filterschritt 265 zur Erzeugung gefilterter Daten verwendet. Die Länge des beweglichen Durchschnittsfilters wird zu zwei oder vier, gleich einem Faktor der Herunterabtastung gewählt, was von einer Herunterabtastrate abhängt, die in Schritt 270 verwendet wird. Beispielsweise ist die Länge zwei, wenn die Herunterabtastung zwei ist, das heißt, die Abtastrate sinkt von der ursprünglichen effektiven Rate von 500 Abtastwerten pro Sekunde ("sps") auf eine erniedrigte effektive Rate von 250 sps. Die Länge ist vier, wenn der Faktor der Herunterabtastung vier ist, das heißt, die Abtastrate sinkt von der ursprünglichen effektiven Rate von 500 sps auf eine erniedrigte effektive Rate von 125 sps. Insbesondere wird eine bimodale Dezimierung im Filterschritt 265 und Schritt 270 verwendet. Insbesondere werden die asynchronen Daten wahlweise in Zeitsegmenten außerhalb der QRS-Dauer gefiltert und herunter abgetastet, während die In-QRS-Region mit der ursprünglichen Rate, beispielsweise 500 sps bewahrt wird. Allerdings ist für den Fachmann leicht ersichtlich, dass der Filtertyp und der Faktor der Herunterabtastung oder der Dezimierungsmodus aufgrund unterschiedlicher Kompatibilitätsauflagen verschieden sein können. Die gefilterten Daten werden dann in Schritt 270 zur Erzeugung herunter abgetasteter Daten herunter abgetastet.
  • Die herunter abgetasteten Daten werden dann in einem Quantisierungsschritt 275 zur Erzeugung neu quantisierter Daten neu quantisiert. Eine Neuquantisierung verringert die Auflösung der herunter abgetasteten Daten auf eine geringere Auflösung durch Fallenlassen des niedrigstwertigen Bits (LSB) der herunter abgetasteten Daten. Nach der Neuquantisierung wird bei den neu quantisierten Daten in einem zweiten Vergleichsschritt 280 eine erste Unterschiedbildung ausgeführt, um erste Unterschiedsdaten zu erhalten. Bei der ersten Unterschiedbildung wird ein erster Datenabtastwert gespeichert, alle folgenden Datenabtastwerte werden von einem angrenzenden Datenabtastwert subtrahiert, um die ersten Unterschiedsdaten zu erhalten. Danach werden die ersten Unterschiedsdaten in einem Polaritätsumkehrkodierschritt 285 zur Erzeugung eines Restsignals kodiert. (Gibt es Polaritätsumkehrungen in zwei angrenzenden Datenabtastwerten, werden beide Datenabtastwerte um ein niedrigstwertiges Bit reduziert.) Das Restsignal wird dann in einem Kodierschritt 235 zum Erhalten verlustbehafteter komprimierter Daten Huffman-kodiert.
  • Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind iri den folgenden Patentansprüchen definiert.
  • Vorstehend ist ein Verfahren zur automatischen Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs beschrieben. Nachdem rohe Daten empfangen wurden, die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten, wird die asynchrone Komponente von der synchronen Komponente getrennt. Ein Datenmanipulationsvorgang beruhend auf den Diagnoseinformationen wird automatisch beruhend auf den während eines Analysevorgangs erzeugten Signalbedingungen ausgewählt.

Claims (44)

1. Verfahren zur Auswahl eines Physiologiedatenmanipulationsvorgangs (200), mit den Schritten
Empfangen roher Daten (210), die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten,
Trennen (220) der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente und
Auswählen eines Datenmanipulationsvorgangs beruhend auf den Diagnoseinformationen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Auswahl eines Datenmanipulationsvorgangs eine Klassifizierung einer Abnormalitätsbedingung der Diagnoseinformationen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt der Klassifizierung der Abnormalitätsbedingung den Schritt der Analyse eines Rhythmus und/oder einer atrio-ventrikularen Konduktion (240) und/oder einer Ventrikularrate (245) und/oder einer P-Wellenamplitude (250) und/oder eines QT-Intervalls (255) und/oder eines Altersqualifizierers (260) aus den Diagnoseinformationen umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Datenmanipulationsvorgang (200) einen verlustbehafteten Vorgang und einen verlustlosen Vorgang umfasst, wobei das Verfahren ferner den Schritt der Verarbeitung der rohen Daten unter Verwendung des verlustbehafteten Vorgangs oder des verlustlosen Vorgangs umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der verlustbehaftete Vorgang die Schritte einer Tiefpassfilterung (265) der asynchronen Komponenten der rohen Daten zur Erzeugung gefilterter Daten, der Herunterabtastung (270) der gefilterten Daten zur Erzeugung herunter abgetasteter Daten, einer Neuquantisierung (275) der herunter abgetasteten Daten, den Vergleich (280) der herunter abgetasteten Daten zur Erzeugung von Vergleichsdaten, der Polaritätsumkehrkodierung (285) der Vergleichsdaten zur Erzeugung Polaritätsumkehr-kodierter Daten und der Huffman-Kodierung (235) der Polaritätsumkehr-kodierten Daten zur Erzeugung verlustbehafteter komprimierter Daten umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der verlustlose Vorgang die Schritte des Vergleichens (230) der synchronen Komponente der rohen Daten zur Erzeugung von Vergleichsdaten und eine Huffman-Kodierung (235) der Vergleichsdaten zur Erzeugung verlustloser komprimierter Daten umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Trennens (220) der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente die Erzeugung einer Datenbedingung (215) der Diagnoseinformationen umfasst.
8. Verfahren zur Verarbeitung von Physiologiedaten, mit den Sehritten
Empfangen roher Daten (210), die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten,
Trennen (220) der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente,
Auswählen eines Datenmanipulationsvorgangs beruhend auf den Diagnoseinformationen und
Verarbeiten der asynchronen Komponente und der synchronen Komponente unter Verwendung des ausgewählten Datenmanipulationsvorgangs.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt der Auswahl eines Datenmanipulationsvorgangs eine Klassifizierung einer Abnormalitätsbedingung der Diagnoseinformationen enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt der Klassifizierung der Abnormalitätsbedingung den Schritt der Analyse eines Rhythmus und/oder einer atrio-ventrikularen Konduktion (240) und/oder einer Ventrikularrate (245) und/oder einer P-Wellenamplitude (250) und/oder eines QT-Intervalls (255) und/oder eines Altersqualifizierers (260) aus den Diagnoseinformationen umfasst.
11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Datenmanipulationsvorgang (200) einen verlustbehafteten Vorgang und einen verlustlosen Vorgang umfasst, wobei das Verfahren ferner den Schritt der Verarbeitung der rohen Daten unter Verwendung des verlustbehafteten Vorgangs oder des verlustlosen Vorgangs umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der verlustbehaftete Vorgang die Schritte einer Tiefpassfilterung (265) der asynchronen Komponenten der rohen Daten zur Erzeugung gefilterter Daten, der Herunterabtastung (270) der gefilterten Daten zur Erzeugung herunter abgetasteter Daten, einer Neuquantisierung (275) der herunter abgetasteten Daten, den Vergleich (280) der herunter abgetasteten Daten zur Erzeugung von Vergleichsdaten, der Polaritätsumkehrkodierung (285) der Vergleichsdaten zur Erzeugung Polaritätsumkehr-kodierter Daten und der Huffman-Kodierung (235) der Polaritätsumkehr-kodierten Daten zur Erzeugung verlustbehafteter komprimierter Daten umfasst.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der verlustlose Vorgang die Schritte des Vergleichens (230) der synchronen Komponente der rohen Daten zur Erzeugung von Vergleichsdaten und eine Huffman-Kodierung (235) der Vergleichsdaten zur Erzeugung verlustloser komprimierter Daten umfasst.
14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Trennens (220) der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente die Erzeugung einer Datenbedingung (215) der Diagnoseinformationen umfasst.
15. Medizinische Einrichtung (100) mit
einer Patientendatenerfassungseinrichtung (105) zum Sammeln physiologischer Daten, die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten, und
einem Softwareprogramm (110) zur Auswahl eines Verfahrens zur Verarbeitung der Physiologiedaten (200), wobei das Softwareprogramm (110) ein Signaltrennmodul (125), das die Daten aus der Datensammlung empfängt (210) und die asynchrone Komponente von der synchronen Komponente trennt (220), und ein Auswahlmodul (145) enthält, das eine Datenmanipulationsvorgangsauswahl beruhend auf den Diagnoseinformationen durchführt.
16. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei das Signaltrennmodul (125) ferner ein Klassifizierungsmodul (130) zur Klassifizierung einer Abnormalitätsbedingung der Diagnoseinformationen umfasst.
17. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 16, wobei das Klassifizierungsmodul (130) ferner ein Analysemodul (135) zur Analyse eines Rhythmus und/oder einer atrio-ventrikularen Konduktion (240) und/oder einer Ventrikularrate (245) und/oder einer P-Wellenamplitude (250), und/oder eines QT-Intervalls (255) und/oder eines Altersqualifizierers (260) aus den Diagnoseinformationen umfasst.
18. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustbehafteter Vorgang ist, der die Daten Tiefpass filtert (265) herunter abtastet (270), neuquantisiert (275), vergleicht (280), Polaritätsumkehrkodiert (285) und Huffman-kodiert (235).
19. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustloser Vorgang ist, der die Daten vergleicht und Huffman-kodiert (235).
20. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei das Auswahlmodul (145) ferner ein Erzeugungsmodul (140) zur Erzeugung einer Datenbedingung der Diagnoseinformationen umfasst.
21. Softwareprogramm (110) zur Auswahl eines Verfahrens zur Verarbeitung von Physiologiedaten (200), mit
einem Datensammelmodul (105) zum Sammeln von Daten,
einem Signaltrennmodul (125), das die Daten von dem Datensammelmodul empfängt (240) und eine asynchrone Komponente von einer synchronen Komponente trennt (220) und
einem Auswahlmodul (145), das einen Datenmanipulationsvorgang beruhend auf den Diagnoseinformationen auswählt.
22. Softwareprogramm (110) nach Anspruch 21, wobei das Signaltrennmodul (125) ferner ein Analysemodul (135) zur Analyse eines Rhythmus und/oder einer atrio-ventrikularen Konduktion (240) und/oder einer Ventrikularrate (245) und/oder einer P-Wellenamplitude (250), und/oder eines QT-Intervalls (255) und/oder eines Altersqualifizierers (260) aus den Diagnoseinformationen umfasst.
23. Softwareprogramm (110) nach Anspruch 21, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustbehafteter Vorgang ist, der die Daten Tiefpass filtert (265) herunter abtastet (270), neuquantisiert (275), vergleicht (280), Polaritätsumkehrkodiert (285) und Huffman-kodiert (235).
24. Softwareprogramm (110) nach Anspruch 21, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustloser Vorgang ist, der die Daten vergleicht und Huffman-kodiert (235).
25. Verfahren zur automatischen Auswahl eines Datenkompressionsschemas (200), mit den Schritten
Empfangen roher Daten (210), die eine asynchrone Komponente und eine synchrone Komponente enthalten,
Trennen (220) der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente,
Klassifizieren (215) einer Datenbedingung beruhend auf der asynchronen Komponente und
Auswählen eines Datenkompressionsschemas beruhend auf der Datenbedingung.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt der Auswahl eines Datenmanipulationsvorgangs die Klassifizierung einer Abnormalitätsbedingung der asynchronen Komponente enthält.
27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Datenkompressionsschema einen verlustbehafteten Vorgang und einen verlustlosen Vorgang umfasst, und wobei das Verfahren ferner den Schritt der Verarbeitung der asynchronen Komponente und der synchronen Komponente unter Verwendung des verlustbehafteten Vorgangs oder des verlustlosen Vorgangs umfasst.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Datenkompressionsschema ein verlustbehafteter Vorgang ist.
29. Verfahren nach Anspruch. 27, wobei das Datenkompressionsschema ein verlustloser Vorgang ist.
30. Medizinische Einrichtung (100) mit
einer Patientendatenerfassungseinrichtung (105), die physiologische Daten sammelt, die eine asynchrone Komponente mit Diagnoseinformationen und eine synchrone Komponente enthalten, und
einem Softwareprogramm (110) zur Auswahl eines Verfahrens zur Verarbeitung der physiologischen Daten und zur Manipulation der physiologischen Daten beruhend auf dem ausgewählten Verfahren, wobei das Softwareprogramm (110) ein Signaltrennmodul (125), das die Daten aus der Datensammlung empfängt (210) und die asynchrone Komponente von der synchronen Komponente trennt (220), ein Auswahlmodul (145), das eine Datenmanipulationsvorgangsauswahl beruhend auf den Diagnoseinformationen erzeugt, und ein Datenmanipulationsmodul (150) umfasst, das die asynchrone Komponente und die synchrone Komponente entsprechend dem Komponententyp und der Datenmanipulationsvorgangsauswahl des Auswahlmoduls (145) manipuliert.
31. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 130, wobei das Signaltrennmodul (125) ferner ein Klassifizierungsmodul (130) zur Klassifizierung einer Abnormalitätsbedingung der Diagnoseinformationen umfasst.
32. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 31, wobei das Klassifizierungsmodul (130) ferner ein Analysemodul (135) zur Analyse eines Rhythmus und/oder einer atrio-ventrikularen Konduktion (240) und/oder einer Ventrikularrate (245) und/oder einer P-Wellenamplitude (250), und/oder eines QT-Intervalls (255) und/oder eines Altersqualifizierers (260) aus den Diagnoseinformationen umfasst.
33. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 30, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustbehafteter Vorgang ist, der die Daten Tiefpass filtert (265) herunter abtastet (270), neuquantisiert (275), vergleicht (280), Polaritätsumkehrkodiert (285) und Huffman-kodiert (235).
34. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 30, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustloser Vorgang ist, der die Daten vergleicht und Huffman-kodiert (235).
35. Medizinische Einrichtung (100) nach Anspruch 30, wobei das Auswahlmodul (145) ferner ein Erzeugungsmodul (140) zur Erzeugung einer Datenbedingung der Diagnoseinformationen umfasst.
36. Softwareprogramm (110) zur Kompression von Physiologiedaten, mit
einem Datensammelmodul (105) zur Sammlung von Daten,
einem Signaltrennmodul (125), das die Daten von dem Datensammelmodul empfängt (210) und die asynchrone Komponente von der synchronen Komponente trennt (220),
einem Auswahlmodul (145), das einen Datenmanipulationsvorgang beruhend auf den Diagnoseinformationen auswählt, und
einem Datenmanipulationsmodul (150), das die asynchrone Komponente und die synchrone Komponente beruhend auf dem ausgewählten Datenmanipulationsvorgang manipuliert.
37. Softwareprogramm (110) nach Anspruch 36, wobei das Signaltrennmodul (125) ferner ein Analysemodul (135) zur Analyse eines Rhythmus und/oder einer atrio-ventrikularen Konduktion (240) und/oder einer Ventrikularrate (245) und/oder einer P-Wellenamplitude (250), und/oder eines QT-Intervalls (255) und/oder eines Altersqualifizierers (260) aus den Diagnoseinformationen umfasst.
38. Softwareprogramm (110) nach Anspruch 36, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustbehafteter Vorgang ist, der die Daten Tiefpass filtert (265) herunter abtastet (270), neuquantisiert (275), vergleicht (280), Polaritätsumkehrkodiert (285) und Huffman-kodiert (235).
39. Softwareprogramm (110) nach Anspruch 36, wobei der Datenmanipulationsvorgang ein verlustloser Vorgang ist, der die Daten vergleicht und Huffman-kodiert (235).
40. Verfahren zur automatischen Auswahl und Anwendung eines Datenkompressionsschemas, mit den Schritten
Empfangen (210) roher Daten, die eine asynchrone Komponente und eine synchrone Komponente enthalten,
Trennen (215) der asynchronen Komponente von der synchronen Komponente,
Klassifizieren einer Datenbedingung beruhend auf der asynchronen Komponente,
Auswählen eines Datenkompressionsschemas beruhend auf der Datenbedingung und
Komprimieren der asynchronen Komponente und der synchronen Komponente beruhend auf dem ausgewählten Datenkompressionsschema.
41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei das Datenkompressionsschema einen verlustbehafteten Vorgang und einen verlustlosen Vorgang umfasst, und wobei das Verfahren den weiteren Schritt der Verarbeitung der asynchronen Komponente und der synchronen Komponente unter Verwendung des verlustbehafteten Vorgangs oder des verlustlosen Vorgangs umfasst.
42. Verfahren nach Anspruch 41, wobei der Schritt der Auswahl eines Datenmanipulationsvorgangs die Klassifizierung einer Abnormalitätsbedingung der asynchronen Komponente enthält.
43. Verfahren nach Anspruch 41, wobei das Datenkompressionsschema ein verlustbehafteter Vorgang ist.
44. Verfahren nach Anspruch 40, wobei das Datenkompressionsschema ein verlustloser Vorgang ist.
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