ES2329338T3

ES2329338T3 - Sistema para procesar señales electrocardiacas que tienen complejos superpuestos.

Info

Publication number: ES2329338T3
Application number: ES01997039T
Authority: ES
Inventors: David P. Macadam; Paul J. Wang; Shawn Yang; Dipen Shah
Original assignee: CR Bard Inc
Current assignee: CR Bard Inc
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: US7272437B2; US6968227B2; JP2005506097A; EP1331876A2; ES2327734T3; WO2002058550A3; DE60139497D1; DE60139162D1; US20020091330A1; US20040122332A1; WO2002058550A2; EP1331876B1; AU2002248161A1; WO2002058550A8

Abstract

Un sistema de electrofisiología que incluye un procesador configurado para derivar una señal de onda-p oculta en una onda T dentro de un latido de contracción atrial prematura ("PAC"), caracterizado porque el procesador incluye medios de códigos ejecutables para: (a) seleccionar un segmento QRS-T de una señal ECG de referencia; (b) permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (c) definir un patrón de referencia como un segmento en forma de onda entre los puntos inicial y final marcados del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (d) adquirir el latido PAC en la unidad de procesamiento de señales desde múltiples conductores; y (e) procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

Description

Sistema para procesar señales electrocardiacas que tienen complejos superpuestos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un sistema para procesar señales eléctricas obtenidas desde el corazón y, más particularmente, a un sistema para procesar señales electrocardiacas que tienen superpuestos complejos sub-componentes para permitir el seguimiento de señales de latidos nativas, sincronizadas y derivadas.

Antecedentes de la invención

Ciertas arritmias cardiacas son disparadas o iniciadas desde un sitio en el tejido del corazón distinto al nodo sinusoidal. Estas arritmias se clasifican generalmente como "focales" por naturaleza. El tratamiento de las arritmias focales implica generalmente localizar el sitio arritmogénico y eliminarlo por ablación. Un método de localización regional del sitio focal es el uso de un 12 Lead ECG de diagnóstico. El 12 Lead se puede utilizar en combinación con la sincronización a través de un catéter intracardiaco itinerante para sincronizar el mapa del corazón. La base teórica de este método supone que el 12 lead ECG sincronizado aparecerá idéntico al ECG no sincronizado si la longitud del ciclo (es decir, el ritmo cardiaco sincronizado) y el sitio de sincronización coinciden con el ritmo cardiaco no sincronizado y el sitio focal de origen.

Un problema de este método (en la práctica actual) es la subjetividad implicada en la comparación visual de un 12 Lead ECG no sincronizado y un 12 Lead ECG sincronizado.

Un segundo problema es la naturaleza de consumo de tiempo del procedimiento, en el que, típicamente, se registra un latido ectópico espontáneo y se imprime sobre papel. Un catéter de proyección itinerante es posicionado en un sitio probable de ectopía, se inicia la sincronización, se realiza un registro, se genera una impresión y se realiza una comparación visual alineando las impresiones de los latidos espontáneos y sincronizados uno sobre el otro. Este proceso se repite de una manera iterativa hasta que el médico determina que se ha encontrado una buena coincidencia entre el latido ectópico espontáneo y el latido sincronizado.

Un tercer problema se plantea cuando están presentes múltiples focos arritmogénicos y cada foco produce una variante en el 12 Lead ECG. Una discriminación mejorada entre estos focos sería ventajosa durante la proyección sincronizada así como durante otros procedimientos EP. (Ref.- Throne RD, Jenkins JM, Winston SA, y col. "Use of tachycardia templates for recognition of recurrent monomorphic VR." Comp. Cardiology 1989: 171-174.

Un cuarto problema implica la superposición de componentes de la onda-P y de la onda-T del ECG. El electrocardiograma incluye típicamente un impulso inicial, llamado onda-P, que emana desde el atrio, seguido por lo que se llama el complejo QRS, que emana desde los ventrículos, que va seguido por una onda-T que resulta de la regularización de los ventrículos (figura 1). Por lo tanto, un latido del corazón comienza con la onda-P y termina con la onda-T, el siguiente latido del corazón comienza con otra onda-P.

La onda-P puede ser una herramienta valiosa utilizada por los médicos para diagnosticar la condición del corazón. Por lo tanto, los médicos con frecuencia supervisan un electrocardiograma (ECG) del corazón para ayuda en la diagnosis de arritmias atriales y ventriculares. Esto se puede realizar de varias maneras, tales como supervisando el 12 Lead (superficie) ECG en combinación con la observación de la actividad bioeléctrica registrada sobre electrodos intracardiacos llevados por un catéter transtorácico.

En algunas arritmias focales, el tejido cardiaco atrial comienza a latir muy rápidamente a medida que el origen focal se mueve desde el nodo sinusoidal hasta un sitio ectópico. A veces este ritmo cardíaco más alto se mantiene durante tres o más latidos y se llama taquicardia. Otras veces, el ritmo más alto es intermitente y puede ser tan corto como un latido cardiaco, En cualquier caso, el primer latido de la arritmia atrial es iniciad habitualmente por lo que se llama una Premature Atrial Contraction ("PAC") que puede resultar en la onda-P de un latido cardiaco sucesivo que se solapa con una onda-T del latido precedente (figura 2). Éste no es sólo un estado comprometido fisiológicamente para el corazón, sino que el médico no puede utilizar ya la onda-P para diagnosticar el corazón debido a que está oscurecida por la onda-T.

De acuerdo con ello, será evidente que continúa existiendo una necesidad de un método que permita a un médico sincronizar la proyección más eficientemente y, además, supervisar la onda-P de u latido cardiaco de un paciente, incluso cuando la onda-P se solapa con una onda-T precedente. La presente invención satisface estas necesidades.

Y aunque la sustracción de la onda-T es un método útil en procedimientos de electrofisiología para desenmascarar la morfología de la onda-P ECG de una PAC a través de la sustracción de un patrón QRS-T de una PAC, la desviación de la línea de base ECO causada por la respiración o movimiento del cuerpo puede causar ciertas variaciones sobre los resultados de la sustracción de la onda-T. Por lo tanto, continúa existiendo en la técnica una necesidad adicional de medir cuantitativamente la calidad de los resultados de la sustracción de la onda-T, entre otras razones para supervisar las variaciones de la respiración sobre la sustracción de la onda-T. La presente invención satisface también esta necesidad.

La patente de los Estados Unidos Nº 6.840.038, publicada a nombre de Xue, describe un método y un aparato para promediar y analizar señales de onda-P de alta resolución. Xue aísla las señales de la onda-P sustituyendo la porción QRST de la señal con una línea recta, actuando de esta manera en la hipótesis de que la porción P no está superpuesta sobre porciones QRST. La patente de los Estados Unidos Nº 5.772.604 publicada a nombre de Langberg enseña aislar señales de línea de base fibrilatorias atriales sustrayendo un patrón QRST. En dicho método no se reconocen o aíslan Premature Atrial Contraction ("PAC"), ya que no existen latidos PAC asociados con arritmia, en la que no existen ondas P.

El Artículo de MLYNASH y col.: Automated QRST subtraction algorithm for análisis of T wave obscured ectopic atrial beats, BMES/EMBS CONFERENCE OF THE FIRST JOINT ATLANTA, GA, USA 13-16 de Octubre de 1999, Vol. 1, páginas 265 XP010357259, Piscataway. NJ, USA, IEEE describe un sistema de electrofisiología que incluye un procesador configurado para derivar una señal de onda-p oculta en una onda T dentro de un latido de contracción atrial prematura ("PAC"), en el que el procesador incluye medios de códigos ejecutables para:

: seleccionar un segmento QRS-T de señal ECG de referencia;

: adquirir el latido PAC en la unidad de procesamiento de señales desde múltiples conductores; y

: procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

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Resumen y objetos de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de electrofisiología que incluye un procesador configurado para derivar una señal de onda-p oculta en una onda T dentro de un latido de contracción atrial prematura ("PAC"), caracterizado porque el procesador incluye medios de códigos ejecutables para:

(a): seleccionar un segmento QRS-T de una señal ECG de referencia;

(b): permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia;

(c): definir un patrón de referencia como un segmento en forma de onda entre los puntos inicial y final marcados del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia;

(d): adquirir el latido PAC en la unidad de procesamiento de señales desde múltiples conductores; y

(e): procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

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La presente invención proporciona a un asistente médico un método para realizar de manera objetiva y eficiente una proyección sincronizada en tiempo real y otros análisis cardiacos, a través del procesamiento de señales eléctricas entrantes que representan actividad cardiaca para visualizar una onda-P derivada sin solape con una onda-T precedente durante una PAC, y para permitir al asistente médico comparar objetivamente ondas-P derivadas para determinar si emanan del mismo foco. Como una consecuencia directa del procesamiento de señales cardiacas de la presente invención, se identifican señales enmascaradas de otra manera y correlaciones entre latidos cardiacos y segmentos de latidos del corazón a través de cálculos sobre señales adquiridas y/o derivaciones de señales nuevas. El asistente médico puede ser guiado a través de ayudas visuales, tales como gráficos de barras o señales cardíacas solapadas de la calidad de las coincidencias de las señales. Estas coincidencias de las señales pueden ayudar en el diagnóstico de un paciente y en la efectividad de un tratamiento en curso, por ejemplo, un procedimiento de ablación.

Debido a las relaciones de sincronización temporal y de amplitud entre latidos de un corazón, existe la posibilidad de que se puedan oscurecer u ocultar formas de ondas individuales. Si se identifica una forma de onda singular, de sub-componentes no adulterados, y si este sub-componente tiene características de sincronización temporal similares que le permiten una sincronización con la forma de la onda compuesta, entonces se puede realizar un proceso de sustracción para derivar de esta manera la(s) otra(s) forma(s) de la onda sub-componente(s). Las formas de la onda su-componentes, ya sean derivadas, en estado nativo o inducidas por sincronización, pueden ser comparadas cuantitativamente entre sí utilizando análisis de correlación. Este análisis puede ser realizado retrospectivamente o en estado real.

La presente invención proporciona sistemas y máquinas programadas, que permiten procesamiento superior de señales sobre procesadores de señales de electrofisiología de la técnica anterior y puede conseguir estro utilizando un 12 lead ECG estándar.

Una forma de realización proporciona un sistema para seguir latidos ectópicos que comprende una unidad de detección de señales, un procesador de señales, y un dispositivo de salida. La unidad de detección de señales está configurada para capturar una primera señal ECG. El procesador de señales está conectado para recibir la primera señal ECG desde la unidad de detección de señales y está configurado para permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final de la primera señal ECG para uso en la definición de un segmento de forma de la onda como un patrón de referencia, para adquirir datos desde conductores múltiples y para identificar el mejor ajuste entre el patrón de referencia y los datos adquiridos utilizando un cálculo de coeficiente de correlación. El dispositivo de salida presenta el mejor ajuste identificado.

Otra forma de realización proporciona un sistema para derivar una señal de onda-p desde un latido de contracción atrial prematura ("PAC"), que comprende una unidad de detección de señales, un procesador de señales y un dispositivo de salida. El procesador de señales está conectado para recibir señales electrocardiacas desde la unidad de detección de señales y está configurado para procesar las señales electrocardiacas para derivar la señal de onda-p desde el latido PAC. El dispositivo de salida presenta la señal de onda-p derivada.

En una forma de realización particular del sistema anterior, el procesador está configurado para ejecutar las etapas de (a) seleccionar un segmento QRS-T de una señal ECG de referencia; (b) permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (c) definir un patrón de referencia como un segmento en forma de onda entre los puntos inicial y final marcados del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (d) adquirir el latido PAC en la unidad de procesamiento de señales desde múltiples conductores (con preferencia con no más de 12 conductores); y (e) procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

Otra forma de realización proporciona un sistema de ordenador de electrofisiología que incluye un procesador que está configurado para derivar una señal de onda-p oculta dentro de un latido de contracción atrial prematura ("PAC"). El procesador ejecuta las etapas de (a) seleccionar un segmento QRS-T de una señal ECG de referencia; (b) permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (c) definir un patrón de referencia como un segmento en forma de onda entre los puntos inicial y final marcados del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (d) adquirir el latido PAC en la unidad de procesamiento de señales desde múltiples conductores; y (e) procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

En una forma de realización particular del sistema anterior, el procesador utiliza un cálculo del coeficiente de correlación para efectuar una sustracción del patrón de referencia desde un segmento predeterminado del latido PAC. En formas de realización más particulares, el procesador está configurado para comparar ondas-p derivadas a partir de latidos múltiples entre sí, para indicar o inferior un origen focal común entre varias ondas-p derivadas para predecir el sitio más probable del origen de un foco utilizando una biblioteca (con preferencia 12 conductores) de ondas-p de origen focal conocido, para derivar ondas-p sincronizadas para comparación con ondas-p espontáneas, para determinar un valor integral del área QRS de una señal de onda-p derivada, para normalizar valores integrales por encima de una longitud de la señal de onda-p derivadas, para procesar el segmento QRS de un latido separadamente para llegar a otras determinaciones que se refieren a los datos de los latidos del corazón, y para realizar combinaciones de los anteriores.

Otra forma de realización proporciona un sistema de ordenador de electrofisiología incluye un procesador que está configurado para ejecutar etapas sustancialmente de la misma manera que el procesador que deriva una forma de onda-p a partir de un latido PAC, pero está configurado más generalmente para derivar un sub-componente no sincronizado a partir de una primera señal de latido de corazón que tiene una forma de la onda compuesta que incluye un sub-componente síncrono que solapa el sub-componente no-síncrono. El procesador ejecuta las etapas de seleccionar un sub-componente síncrono de una segunda señal de latido del corazón, que corresponde al sub-componente síncrono de la primera señal del latido del corazón; permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del segmento síncrono seleccionado; definir un patrón de referencia como un segmento en forma de onda entre los puntos inicial y final marcados del sub-componente síncrono seleccionado; adquirir la forma de la onda compuesta de la primera señal del latido del corazón en la unidad de procesamiento de señales a partir de conductores múltiples; y procesar el latido de la forma de la onda compuesta para derivar el sub-componente no síncrono.

También se describe un método que no forma parte de la invención reivindicada para seguir latidos ectópicos a través de coincidencia de patrones, que incluye las etapas de:

(a): capturar una primera señal ECG en una unidad de procesamiento de señales; (b) permitir a un usuario marcar el punto inicial y el punto final de la primera señal ECG capturada; (c) definir un patrón de referencia como un segmento de la forma de la onda entre el punto inicial y el punto final marcados de la primera señal ECG; (d) adquirir datos en la unidad de procesamiento de señales; y (e) utilizar un cálculo de coeficiente de correlación sobre los datos adquiridos para identificar el mejor ajuste entre el patrón de referencia y los datos adquiridos.

Además, se describe también un método que no forma parte de la invención reivindicada para derivar una señal de onda-p a partir de un latido de contracción atrial prematura ("PAC"), que puede ayudar a una persona en el diagnóstico de un corazón. Este método incluye las etapas de (a) seleccionar un segmento QRS-T de una señal ECG de referencia; (b) permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (c) definir un patrón de referencia como un segmento en forma de onda entre los puntos inicial y final marcados del segmento seleccionado de la señal ECG de referencia; (d) adquirir el latido PAC en la unidad de procesamiento de señales desde múltiples conductores; y (e) procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

En un ejemplo particular de los métodos anteriores, el latido PAC es procesado utilizando un cálculo de coeficiente de correlación para efectuar una sustracción del patrón de referencia desde un segmento predeterminado del latido PAC. Además, los métodos anteriores pueden incluir las etapas adicionales de: comparar las ondas-p derivadas a partir de múltiples latidos entre sí; indicar o inferior un origen focal común entre varias ondas-p derivadas; predecir el sitio más probable del origen de un foco utilizando una biblioteca (con preferencia 12 conductores) de ondas-p de origen focal conocido; derivare las ondas-p sincronizadas para comparación con ondas-p espontáneas; determinar un valor integral del área QRS de una señal de onda-p derivada; normalizar los valores integrales sobre una longitud de la señal de onda-p derivada; procesar el segmento QRS de un latido separadamente para llegar a otras determinaciones relacionadas con los datos de latidos del corazón; y realizar combinaciones de las etapas anteriores.

Otros métodos incluyen la determinación de integrales que se refieren a una sección del segmento QRS-T u al procesamiento de estas integrales. Una integral de segmento QRS se puede utilizar como una medida del residuo QRS, que es un indicador de la calidad de la alineación o sincronización entre el patrón QRS y el PAC QRS. Además, la desviación de la línea de base puede ser supervisada como un cambio del porcentaje del valor (integral) punta absoluto entre el patrón y la PAC. Estos métodos son implementados por procesadores de ordenadores configurados de forma adecuada.

Todavía otro método funciona sustancialmente de la misma manera que cuando se deriva una onda-p desde un latido PAC, pero más generalmente incluye la selección del sub-componente síncrono de la señal del latido del corazón, permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del sub-componente síncrono seleccionado, definir un patrón de referencia como un segmento de la forma de la onda entre los puntos inicial y final marcados del sub-componente síncrono seleccionado, adquirir la forma de la onda compuesta en la unidad de procesamiento de señales a partir de múltiples conductores, y procesar el latido de la forma de la onda compuesta para derivar el sub-componente no síncrono.

En un método que no forma parte de la invención reivindicada, se puede utilizar un método de optimización del patrón que emplea dinámicamente diferentes patrones. Los latidos QRS que preceden o siguen a una PAC se pueden seleccionar manualmente o por la adición de una máquina programada seleccionando y ajustando un patrón nuevo para uso en cálculos siguientes. El método es implementado por procesadores de ordenador configurados de forma adecuada.

Otras características y ventajas de la invención se pueden comprender más claramente a partir de la siguiente descripción detallada de formas de realización ejemplares y de las figuras de los dibujos que se acompañan.

Descripción de las figuras de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático de un latido normal del corazón.

La figura 2 es un diagrama esquemático de una contracción atrial prematura (PAC).

La figura 3 es un diagrama esquemático de la sustracción de la onda-T.

La figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema programado para practicar un método de acuerdo con una forma de realización preferida de la presente invención.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo que muestra el proceso para adaptar el patrón de acuerdo con la forma de realización preferida.

La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra el proceso para la sustracción de la onda-T de acuerdo con la forma de realización preferida.

La figura 7 es una interfaz de pantalla de ordenador representativa para la sustracción de la onda-T que puede ser visualizada para un operador.

La figura 8 es una interfaz de pantalla de ordenador representativa para adaptar el patrón que puede ser visualizado para un operador.

La figura 9 ilustra una metodología para determinar las integrales de una sección del segmento QRS-T después del proceso de sustracción.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Para favorecer la comprensión de los métodos que se pueden practicar de acuerdo con formas de realización preferidas de la presente invención, se describen a continuación varios aspectos pertinentes en los encabezamientos respectivos.

Coincidencia con el patrón/proyección sincronizada

Se puede utilizar cualquier forma de la onda ECG registrada como una referencia para comparación con otra forma de a onda ECG registrada o con una forma de la onda ECG en tiempo real. La comparación se realiza en un proceso de dos etapas, en el que en primer lugar se selecciona un patrón de referencia por el usuario para describir el comienzo y el final de un segmento de la forma de la onda ECG que se puede utilizar como un patrón de comparación. A continuación el usuario selecciona datos pre-registrados o a partir de una corriente de datos en tiempo real. Un procesador de ordenador configurado de forma adecuada puede encontrar la mejor coincidencia con respecto al patrón de referencia sobre la región especificada, o en el caso del análisis en tiempo real, puede encontrar la mejor coincidencia actualizada sobre un periodo de tiempo definido, por ejemplo cada segundo. Los criterios para la "mejor coincidencia" utilizan un cálculo de coeficiente de correlación a través de todos los doce conductores del ECG y encuentra la mejor alineación. Una pantalla visual que muestra el latido de referencia alineado (patrón) superpuesto sobre el latido que está sometido a análisis da al usuario información con respecto a la exactitud de la coincidencia. Un coeficiente de correlación calculado para cada conductor ECG da un indicador cuantitativo de la coincidencia. Se calcula también una media compuesta y se representa en un único indicador de gráfico de barras de color mejorado, que es especialmente útil cuando se está realizando la coincidencia con el patrón en tiempo real. La media compuesta puede ser actualizada como una media móvil sobre un número seleccionado de latidos.

La coincidencia con el patrón se puede utilizar para comparar dos latidos espontáneos o se puede utilizar para sincronizar la proyección, es decir, para comparar un latido sincronizado con un latido espontáneo. Un Indicador de Región de Interés (ROI) puede ser manipulado por el usuario para excluir ciertas porciones de la forma de la onda del análisis. Esto es útil durante la proyección sincronizada donde los artefactos de sincronización sobre los conductores de la superficie pueden ser excluidos de la región de análisis. El indicador ROI se puede utilizar también para especificar una preferencia por una coincidencia de onda-T o de onda, ya que en ocasiones pueden ser morfológicamente muy similares.

Sustracción de la onda-T

En un ejemplo, que no forma parte de la invención reivindicada, se describe un método por el que un ECG que tiene una onda P y una onda T en solape es procesada para eliminar la onda T y visualizar de esta manera la onda-P sin solape, de modo que un médico puede observar la onda P cuando realiza un diagnóstico del corazón.

Ver la figura 1, que describe un ECG sobre tres latidos, en el que se pueden identificar ondas P y T distintivas. La figura 2 muestra un ritmo en el que la onda-P desde el tercer latido (P') llega temprano y es oscurecida por la onda-T del segundo latido. Esto da como resultado lo que se llama un completo P sobre T. y se refiere como un QRS-T-P' en la figura.

En general, de acuerdo con el método, el segmento QRS-T de un latido al que le falta una PAVC es seleccionado como un patrón. Este patrón es sustraído de la señal QRS-T-P' en la PAC a estudiar proporcionando la onda-P. La señal QRS-T utilizada como el patrón puede ser de un solo latido o se puede derivar de un pro medio de latidos múltiples. La señal QRS-T (o media) utilizada como el patrón es seleccionada de manera que el intervalo QRS-QRS precedente es igual (o aproximadamente igual) al intervalo QRS-QRS que precede inmediatamente a la señal QRS-T-P' a estudiar. Con preferencia, el latido inmediatamente precedente a la PAC se puede utilizar para el patrón QRS-T seleccionado, puesto que la longitud del ciclo y las condiciones hemodinámicas de este latido son las más próximas a las del latido siguiente que contiene la PAC y el completo P sobre T. (Ver las figuras 2 y 3).

El complejo QRS se utiliza como un medio para sincronizar y alinear el patrón QRS-T y el latido PAC para sustracción. La alineación es automatizada por el algoritmo para la mejor coincidencia basado en el coeficiente de correlación compuesta a través del 12 Lead CECG. El asistente médico tiene la opción de desplazar la coincidencia del patrón hacia la izquierda o hacia la derecha sobre una base de muestra por muestra con el coeficiente de correlación compuesta resultante actualizado en cada nueva posición. El asistente médico tiene la opción de seleccionar el segmento QRS-T anterior o siguiente como el patrón de referencia. El software localizará automáticamente el latido anterior o siguiente sobre la base del patrón de referencia actual y el uso del segmento QTS-T correspondiente de ese latido como el nuevo patrón de referencia en el cálculo de ondas-O derivadas.

Diferentes vistas de pantalla que muestran la onda-P derivada, sola o superpuesta con el latido PAC original o el patrón de referencia están disponibles como una ayuda para el asistente médico.

Las ondas-P que han sido derivadas utilizando el método de sustracción de la onda-T pueden ser sometidas, además, a procesamiento de señales para eliminar los artefactos no deseados causados por respiración o ruido.

3. Coincidencia de patrones de ondas-P derivadas

Una vez que una onda-P derivada ha sido identificada a partir del latido atrial de taquicardia o prematuro (PAC), se puede comparar esta onda-P derivada con un patrón de referencia capturado anteriormente.

3a.: Más específicamente, una o más ondas-P espontáneas pueden ser identificadas utilizando el método de sustracción descrito anteriormente y comparadas con otra utilizando un análisis de correlación de forma de la onda. Esto se puede utilizar para determinar si las ondas-P espontáneas tienen el mismo origen focal. Esto se puede hacer en tiempo real o en revisión a partir de datos registrados.

3b.: Además, una o más ondas-P espontáneas derivadas pueden ser identificadas y comparadas con una biblioteca de ondas-P de origen focal conocido para predecir el sitio más probable de origen.

3c.: Además, una vez que la onda-P espontánea derivada ha sido identificada por el método de sustracción de la onda-T, como se ha descrito anteriormente, entonces el asistente médico puede iniciarla proyección de sincronización atrial de acuerdo con el método de Coincidencia con el patrón/proyección sincronizada, también descrito anteriormente. El catéter de proyección de sincronización itinerante es maniobrado dentro del atrio (o vasos adyacentes, tales como las venas pulmonares) hasta que la onda-P sincronizada derivada es casi idéntica a la onda-P espontánea derivada. Esta comparación de las ondas-P derivadas se puede realizar sobre datos registrados o en tiempo real.

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Más generalmente, dos o más formas de la onda X, Y, ..., pueden formar una forma de la onda compuesta que debido a la sincronización temporal y a las relaciones de amplitud, provoca que las formas de las ondas individuales estén oscurecidas u ocultas. La forma de la onda compuesta incluye un sub-componente síncrono que solapa un sub-componente no síncrono. Si se puede identificar una forma de la onda de sub-componente singular, no adulterada (por ejemplo, X o Y),y si tiene características similares de sincronización temporal que le permiten ser sincronizada con la forma de la onda compuesta (es decir, que este sub-componente identificado es el sub-componente síncrono), entonces se puede sustraer de la forma de la onda compuesta para derivar la(s) otra(s) forma(s) de la onda sub-componentes (es decir, el (los) sub-componente(s) no-síncrono(s). Las formas de las ondas sub-componentes, ya sean derivadas, en estado nativo, o inducidas por sincronización, pueden ser comparadas cuantitativamente entre sí utilizando análisis de correlación. Este análisis se puede realizar retrospectivamente o en tiempo real. Un técnico en la materia apreciará que se puede utilizar un número de algoritmos para comparar la forma de la onda, incluyendo, pero sin estar limitados a métodos de área binaria e integrales; cualquiera de estos métodos puede ayudar a la finalidad de alinear componentes síncronos de formas de ondas compuestas y/o de comparar los resultados derivados.

Un método que no forma parte de la invención reivindicada de acuerdo con esa enseñanza más general se realiza generalmente como se ha descrito anteriormente. De manera específica, este método actúa sustancialmente de la misma manera que cuando se deriva una onda-p de un latido PAC, pero más generalmente incluye seleccionar el sub-componente síncrono de la señal del latido del corazón, permitir a un usuario marcar un punto inicial y un punto final del sub-componente síncrono seleccionado, definir un patrón de referencia como un segmento de la forma de la onda entre los puntos inicial y final marcados del sub-componente síncrono seleccionado, adquirir la forma de la onda compuesta en la unidad de procesamiento de señales a partir de conductores múltiples, y procesar la forma de la onda compuesta para derivar el sub-componente no síncrono.

Con referencia ahora a los dibujos, y particularmente a la figura 4, se muestra un sistema 10 para recibir y procesar señales eléctricas de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención. En una forma de realización ilustrativa, el sistema 10 incluye una unidad de detección de señales 12, que puede adoptar diferentes formas, tales como un 12 lead ECG estándar, conductor intracardiaco o combinación de ellos. La unidad de detección de señales está conectada eléctricamente a un dispositivo de procesamiento de señales 14, que recibe las señales detectadas desde la unidad 12 y procesa las señales, como se describe con más detalle a continuación. El dispositivo de procesamiento de señales ("procesador de señales" o "procesador") 14 está conectado con preferencia a una pantalla 16 adecuada que presentará las señales procesadas a un médico u otra persona interesada. La información puede ser almacenada y rellamada desde un dispositivo de memoria 18. Con preferencia, el dispositivo de procesamiento de señales 14 y la pantalla 16 comprenden el EP LabSystem (marca comercial) de C.R. Bard, Inc., Murria Hill, New Jersey, o similar. El EP LabSystem (marca comercial) soporta una variedad de funciones de recopilación y procesamiento de datos que son estándar en procedimientos de electrofisiología, y puede tener su hardware (es decir, procesador 14) configurado para implementar los métodos de sustracción y derivación indicados anteriormente, por ejemplo, a través de software (por ejemplo, módulos, procedimientos, funciones u objetos) o firmware. El procesador 14 se comunica con una memoria o almacenamiento 18 que configura el procesador para implementar los métodos de sustracción y derivación anteriores (así como las técnicas integrales descritas anteriormente).

En un ejemplo ilustrativo, las características especiales del sistema de la presente invención son implementadas, en parte, por un procesador utilizando información de programa almacenado en una memoria del dispositivo de procesamiento de señales 14. El procesador 14 puede acceder a uno o más ficheros, según sea necesario, para implementar las funciones requeridas, como se describe con más detalle en conexión con las figuras 5 y 6.

Con referencia ahora a la figura 5, se describe el funcionamiento del dispositivo de procesamiento de señales 14 de la presente invención en combinación con la descripción estructural anterior del sistema 10. Como se ilustra en la figura 5, el proceso comienza cuando un médico desea crear un patrón de referencia, y esto se realiza capturando una señal ECG de referencia, como se indica en la etapa 5032. Con preferencia, la señal ECG de referencia es capturada utilizando un dispositivo estándar de 12 conductores y uno o más conductores intracardiacos. Como se ha explicado anteriormente en conexión con la figura 2, los componentes de la señal QRS-T de un latido que no muestra onda-P sobre onda-T son seleccionados como un patrón y es este conjunto de componentes de señales electrocardiacas el que es capturado en la etapa 502. Tal latido puede ser capturado en ritmo sinusoidal o durante una arritmia focal, tal como una taquicardia. Además, se contempla que el patrón de referencia resulte de señales capturadas o bien en la superficie, desde conductores intracardiacos que pueden estar colocados en una variedad de localizaciones dentro del corazón o una combinación de señales de la superficie y de conductores intracardiacos. La señal QRS-T que se utiliza como el patrón puede ser capturada a partir de un promedio de latidos múltiples del corazón.

En la etapa 504, los untos inicial y final del patrón de referencia son marcados por el médico utilizando una interfaz con la unidad de procesamiento de señales 14. Los puntos marcados definen el segmento de la onda de la onda ECG que debe utilizarse como un patrón de comparación.

En la etapa 506, el médico selecciona si deben utilizarse datos registrados o datos en tiempo real en el análisis de coincidencia del patrón. (Esta etapa puede ser realizada en cualquier momento antes del análisis de la coincidencia de la forma de la onda en la etapa 508, por ejemplo, antes de realizar las etapas 502 y 504). Si deben utilizarse datos registrados en el análisis de coincidencia del patrón, entonces una región específica de datos previamente registrados es proporcionada a la unidad de procesamiento de señales para comparación con el patrón de referencia. Por otra parte, si deben utilizarse datos en tiempo real en el análisis de coincidencia del patrón, reproporciona una corriente de datos desde conductores ECG hasta la unidad de procesamiento de la señal 14 durante un periodo de tiempo definido para comparación con el patrón de referencia.

En la etapa 508, el procesador de señales 14 encuentra la "mejor coincidencia", en otras palabras, la mejor alineación entre la región seleccionada o periodo de tiempo seleccionado y el patrón de referencia.

En la etapa 510, la pantalla 16 es actualizada para indicar al médico (o a otras personas) el resultado de la coincidencia del patrón. Los resultados se pueden mostrar cualitativamente como señales de la forma de la onda ECG superpuestas, a saber, el latido de referencia (patrón) superpuesto sobre el latido analizados para mostrar el grado de alineación entre ellos.

En la etapa 512 se realiza una prueba para determinar si el usuario había seleccionado el procesamiento en tiempo real en la etapa 506. Si es así, entonces los bucles de flujo retornan a la etapa 508 para realizar de nuevo el análisis de coincidencia del patrón y para actualizar la pantalla de manera correspondiente. En otro caso, si se están analizados segmentos registrados previamente, se da al usuario la opción de salvar el análisis (como se ensaya en la etapa 514), y se salva el análisis de correlación, como se indica en la etapa 516. Los análisis en tiempo real se pueden salvar también, si se desea.

Con referencia ahora a la figura 6, se describe el funcionamiento del dispositivo de procesamiento de señales 14 de la presente invención en combinación con la descripción estructural anterior del sistema 10. Como se ilustra en la figura 6, el proceso comienza en la etapa 602 cuando un médico captura una PAC y desea sustraer un patrón de referencia QRS-T desde la PAC. El patrón de referencia QRS-T es marcado por el médico en la etapa 604 (como se ha descrito anteriormente) y una región que incluye la PAC es seleccionada por el medico en la etapa 606 para análisis. La porción QRS del patrón de referencia está alineada para ajuste óptico con el complejo QRS inmediatamente precedente a la PAC en la etapa 608. Cuando se ha encontrado el mejor ajuste, el procesador 14 sustrae el patrón de referencia QRS-T desde el segmento QRS-T-P' de la PAC en la etapa 610.

La diferencia es la onda-P derivada que se emite a la pantalla 16 en la etapa 612. Esto se ilustra en la pantalla del ordenador mostrada en la figura 7, en la que la ventana más a la izquierda representa el patrón de referencia QRS-T seleccionado entre dos líneas verticales (una línea de trazos delante de la segunda marca 14 en la parte superior (realzada por una flecha), y una segunda línea continua justo después de la segunda marca 14). La ventana más a la derecha muestra la forma de la onda original PAC con la onda-P derivada superpuesta sobre la parte superior de la porción del ECG que se produce en los primeros 15 segundos. La onda-P derivada y superpuesta aparece como un segundo gráfico superpuesto sobre las señales ECG. Se pueden proporcionar ayudas visuales para alinear y superponer automáticamente formas de ondas para comparación visual sobre una pantalla de ordenador o una impresión.

La figura 8 ilustra una pantalla ejemplar para coincidencia de patrón (sin sustracción) que puede ser visualizada para un operador. La ventana más a la izquierda representa marcadores que significan la presencia y uso del patrón de referencia; el patrón de referencia comienza en la línea vertical más a la izquierda (resaltada por la flecha) y termina en la segunda línea vertical. En este ejemplo, el patrón de referencia marca el comienzo y el final de una onda-P; no obstante, se puede utilizar cualquier segmento de forma de la onda si la región de interés ha sido marcada para uso como un patrón. La ventaja de visualización más grande hacia la derecha muestra el valor de correlación para cada canal del 12 Lead ECO en comparación con el patrón de referencia. El gráfico de barras más a la derecha está inactivo en este ejemplo, debido a que la región de análisis se toma de los datos registrados en lugar de los datos en tiempo real recogidos durante un procedimiento médico.

Los datos pueden salvarse, imprimirse o ambas cosas, si se desea, en respuesta a una entrada de usuario para hacerlo, como se ensaya en la etapa 614 y se ejecuta en la etapa 616.

A partir de lo anterior, será evidente para los técnicos en la materia que la presente invención proporciona un sistema para recubrir de manera fiable y eficiente una onda-P a partir de una forma de la onda que tiene ondas-P y T en solape. Además, las capacidades de coincidencia con el patrón de la invención proporcionan la ventaja añadida de comparar de manera rápida y objetiva componentes de la forma de la onda ECG, en su estado nativo o derivado. También debería entenderse que los métodos de correlación, sustracción y derivación descritos aquí se aplican a datos que pueden ser adquiridos a partir de señales convencionales de 12 lead surface ECG así como a partir de señales intracardiacas o combinaciones de ambas señales superficiales e intracardiacas.

Dos formas de la onda pueden tener una alta correlación entre sí, pero ser todavía mal coincidentes en términos absolutos debido a la variación de la amplitud y a la desviación causadas por los efectos de la respiración. Esto puede ser un problema cuando son formas de la ondas están alineadas y entonces se sustrae una de la otra. Esta es la razón por la que latidos inmediatamente adyacentes son deseables habitualmente como los (QRS-T) y PAC (QRS-T-P') de referencia. Esto no siempre es posible y no es practicable cuando se realiza proyección de sincronización en tiempo real.

Una metodología para supervisar la calidad de las sustracciones de ondas-T se describe a continuación con referencia a la figura 9. En la etapa 902, se realiza un proceso de sustracción (como se ilustra en las figuras 3 y 6 y se describe anteriormente) para sustraer un patrón QRS-T de un PAC (QRS-T-P') y de esta manera derivar una forma de la onda. El método de la figura 9 se realiza proporcionando entonces cálculos integrales que permiten un número de mediciones de interés a los asistentes médicos, incluyendo, pero sin limitarse a: medición del residuo QRS y de la calidad del proceso de sustracción de la onda-T; medición de la desviación de la línea de base, si existe; y optimización de la selección de plantillas a utilizar en el proceso de sustracción.

En la etapa 904, se mide el área de una forma de onda derivada. En la etapa 906, el valor integral es dividido por la longitud de la forma de la onda derivada para normalizar su valor. Además, en la etapa 908, se mide la amplitud del valor integral normalizado y se representa como una tensión en la entrada del canal ECG. Este valor de la tensión se denomina residuo QRS.

Como se ha descrito anteriormente, el análisis de correlación se utiliza para alinear el segmento QRS de un patrón ECG de referencia con el segmento QRS de un latido PAC. Por lo tanto, una mejora adicional puede utilizar el coeficiente de correlación en combinación con el llamado residuo QTS de la forma de la onda derivada para dar una indicación de la calidad de la coincidencia entre dos latidos seleccionados para sustracción. Juntos, proporcionan un indicador de la calidad de la alineación o sincronización entre el patrón QRS y el PAC QRS. Para una alineación perfecta y unos buenos resultados de la sustracción, el segmento QTS derivado debería sin plano indicando una alta correlación con el patrón y el residuo QRS debería ser muy pequeño indicando una pequeña diferencia en amplitudes absolutas (incluyendo desviación).

Por lo tanto, habiendo descrito varias formas de realización de la presente invención, se comprenderá que la disposición y el sistema descritos anteriormente son meramente ilustrativos de los principios de la presente invención, y que se pueden contemplar otras disposiciones y sistemas por los técnicos en la material sin apartarse del alcance de la invención, como se describe por las reivindicaciones.

Claims

1. Un sistema de electrofisiología que incluye un procesador configurado para derivar una señal de onda-p oculta en una onda T dentro de un latido de contracción atrial prematura ("PAC"), caracterizado porque el procesador incluye medios de códigos ejecutables para:

(a): seleccionar un segmento QRS-T de una señal ECG de referencia;

(e): procesar el latido PAC para derivar la señal de la onda-p.

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2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el procesador comprende medios para sustraer el patrón de referencia desde un segmento predeterminado del latido PAC.

3. El sistema de la reivindicación 1, en el que la señal ECG de referencia es un latido individual.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que la señal ECG de referencia se obtiene a partir de un conductor intra-cardiaco.

5. El sistema de la reivindicación 1, en el que la señal ECG de referencia es una señal derivada desde un promedio de latidos múltiples.

6. El sistema de la reivindicación 1, en el que la señal ECG de referencia es un latido que precede inmediatamente al latido PAC.

7. El sistema de las reivindicaciones 1 ó 6, en el que el procesador incluye, además, medios para permitir al usuario seleccionar como una señal ECG de referencia alternativa un segmento que precede o que sigue inmediatamente al segmento QRS-T.

8. El sistema de la reivindicación 1, en el que el procesador incluye, además, medios para sincronizar el patrón de referencia y el latido PAC alineando sus segmentos en forma de onda respectivos.

9. El sistema de la reivindicación 8, en el que la alineación se realiza utilizando un cálculo de coeficiente de correlación sobre el latido PAC adquirido para identificar el mejor ajuste entre los segmentos respectivos de la forma de la onda.

10. El sistema de la reivindicación 8, en el que los segmentos respectivos de la forma de la onda son los complejos QRS del patrón de referencia y el latido PAC.

11. El sistema de la reivindicación 10, en el que la alineación se realiza utilizando un cálculo de coeficiente de correlación sobre el latido PAC para identificar el mejor ajuste entre los complejos QRS del patrón de referencia y el latido PAC.

12. El sistema de la reivindicación 9, en el que el procesador incluye, además, medios para permitir al usuario desviar la alineación, provocando de esta manera un cambio en el cálculo del coeficiente de correlación.

13. El sistema de la reivindicación 9, en el que el procesador incluye, además, medios para permitir al usuario desviar el patrón de referencia hacia un segmento de la forma de la onda entre puntos inicial y final correspondientes de un latido diferente, provocando de esta manera un cambio en el cálculo del coeficiente de correlación.

14. El sistema de la reivindicación 1, en el que el procesador incluye, además, medios para:

: adquirir y procesar repetidas veces al menos dos latidos PAC diferentes para derivar al menos dos señales de onda-p; y para

: comparar las señales de onda-p derivadas entre sí.

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15. El sistema de la reivindicación 14, en el que los medios para comparación realizan un análisis de la forma de la onda de correlación cruzada.

16. El sistema de la reivindicación 14, en el que el procesador incluye, además, medios para indicar selectivamente en un dispositivo de salida una calidad de una coincidencia como una función de la etapa de comparación para proporcionar de esta manera un indicador de si las ondas-p derivadas tienen o no el mismo origen focal.

17. El sistema de la reivindicación 1, en el que el procesador incluye, además, medios para comparar la onda-p derivada con una biblioteca de ondas-p de origen focal conocido, y predecir el sitio más probable del origen como una función de la comparación.

18. El sistema de la reivindicación 1, en el que la onda-p derivada es una onda-p espontánea derivada, y el procesador incluye, además, medios para adquirir y procesar repetidas veces la señal PAC mientras un catéter de proyección sincronizada está siendo maniobrado dentro o adyacente al atrio y el corazón está siendo sincronizado, para derivar una señal de onda-p sincronizada, y comparar la señal de onda-p sincronizada con una señal de onda-p espontánea, derivada libre de sincronización del corazón.

19. El sistema de la reivindicación 1, en el que el procesador comprende, además, medios para determinar un valor integral de la zona de la señal de onda-p derivada.

20. El sistema de la reivindicación 19, en el que el procesador incluye, además, medios para normalizar el valor integral sobre una longitud de la señal de onda-p derivada.

21. El sistema de la reivindicación 20, en el que los puntos inicial y final marcados definen un segmento QRS de la señal ECG de referencia, y el procesador incluye, además, medios para medir el residuo QRS de la señal de onda-p derivada para proporcionar un indicador de la calidad de la alineación entre el segmento QRS del latido PAC y un segmento WRS del patrón de referencia.

22. El sistema de la reivindicación 21, en el que los medios de procesamiento comprenden medios para sustraer el patrón de referencia desde el segmento QRS del latido PAC y en el que el residuo QRS es un valor integral computado después de la etapa de procesamiento.

23. El sistema de la reivindicación 1, en el que el procesador incluye medios para:

: adquirir y procesar repetidas veces latios PAC múltiples;

: calcular para cada latido PAC el valor integral del segmento QRS del patrón de referencia y el valor integral del latido PAC,

: determinar cualquier cambio en el porcentaje del valor punta absoluto de los valores integrales entre el patrón de referencia y el latido PAC,

: de manera que se identifica cualquier desviación de la línea de base.

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24. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye, además:

(a): una unidad de detección de señales, en la que el procesador está conectado para recibir señales electrocardiacas desde la unidad de detección de señales y configurada para procesar las señales electrocardiacas para derivar la señal de la onda-p a partir del latido PAC; y

(b): un dispositivo de salida para presentar la señal de onda-p derivada.

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25. El sistema de la reivindicación 24, que comprende, además, un dispositivo de almacenamiento para almacenar las señales electrocardiacas procesadas.