JP2995080B2 - ペースパルステール判別方法 - Google Patents

ペースパルステール判別方法

Info

Publication number
JP2995080B2
JP2995080B2 JP2288261A JP28826190A JP2995080B2 JP 2995080 B2 JP2995080 B2 JP 2995080B2 JP 2288261 A JP2288261 A JP 2288261A JP 28826190 A JP28826190 A JP 28826190A JP 2995080 B2 JP2995080 B2 JP 2995080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pace pulse
signal
detected signal
tail
peak
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2288261A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03151934A (ja
Inventor
イー‐ユン・ワン
モーサ・ヌーリー・シャヤ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Publication of JPH03151934A publication Critical patent/JPH03151934A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2995080B2 publication Critical patent/JP2995080B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7217Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise originating from a therapeutic or surgical apparatus, e.g. from a pacemaker
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/366Detecting abnormal QRS complex, e.g. widening

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は心電図(ECG)の監視に関し、特にペースパ
ルステールを判別する方法に関する。
【従来の技術】 どんな心電図(ECG)監視装置においても、重要な特
徴はECG信号に存在する個々の各心搏を検出し、特性を
決定することである。この情報は心搏度数の情報及び生
命険悪状況時の警報の双方を発生するのに使用される。
ペースメーカを所持している患者からのECG信号を監視
することは、ペースメーカから発するペースパルスがど
んなときにでも発生する可能性があるので困難である。
QRS群と群の間にペースパルスが発生すると、QRS検出器
による検出が不正確になり、心搏度数の測定値が異常に
高くなる可能性がある。一つのQRS群中にペースパルス
が発生すると、不正確な特徴測定なり、QRSの分類に誤
りを生ずる可能性がある。特に、不全収縮を検出する
と、ECG信号中にQRS群が存在しないことにより示される
心臓の活動の停止を看護人に知らせる必要がある。しか
し、ペースメーカを所持している患者の場合、ECG信号
には、不全収縮の後でも、心臓の活動に似ている周期的
に生ずるペースパルスが含まれている。ECG信号にペー
スパルスが存在することによりこのような不全収縮状態
の検出が困難である。 典型的なペースパルスは二つの成分、主パルス及び再
分極(repolarization)パルス、から構成されている。
主パルスは、心臓を刺激するのに使用されるが、その幅
は広く、立上がり及び立下がりが鋭く、且つ振幅が大き
く変化することが特徴である。ペースパルスの実際の形
状はペースメーカの出力結合構造によって決まる。再分
極パルスは、ペースパルステールと言われることがある
が、心臓とペースメーカとの間に蓄積されるペースパル
ス電荷を分配することにより発生する容量結合を減らす
のに使用される。ペースパルステールの形状及び大きさ
はペースパルスのエネルギ含有量及び容量結合の量の関
数である。再分極の他に、監視機器による帯域ろ波によ
り「ペースパルステール」が生ずることがある。 表面ECGに記録されたペースパルス信号の例を第1
(a)図及び第1(b)図に示す。第1(a)図は小さ
な再分極テールがあるペースパルスであるが、第1
(b)図はペースメーカシステムにより発生した大きな
再分極テールを示している。第1(c)図及び第1
(d)図に示すように、二つのパルス信号とも帯域ろ波
後かなりな再分極テールを示している。 ECG信号を更に正確に監視するためにはペースパルス
信号を除去するのが有利であることがわかった。このよ
うな除去にはペースパルスを先ず識別することが必要で
ある。ペースパルスを識別するプロセスには米国特許第
4,664,116号に開示され、参照により取り入れてある技
法を採用することができる。この技法では、ペースパル
スは、狭い幅及び動的ノイズ最小しきい値を超える鋭い
立上がり時間を有する高周波「スパイク」の存在により
識別される。 検出したペースパルスを除去するのにその他のハード
ウェア及びソフトウェアを使用することができる。特
に、米国特許第4,832,041号には、ペースパルスを含む
ウィンドウ内にあるECG信号の値をECG信号の選択値の補
間である代用値で置き換える技法が記されている。代用
値はペースパルスが生じなかった場合のECG信号に非常
に近い線を形成する。しかし、このアルゴリズムはペー
スパルステールを除去するように構成されていない。第
2(a)図はペースパルステールのあるペースパルス信
号を示し、第2(b)図は上述の技法を用いてペースパ
ルススパイクを除去した後のペースパルステールを示
す。残念ながら、ペースパルステールの残余のエネルギ
はQRS群として誤って検出されることがある。これによ
り患者の根本的なECGリズムを誤診断し、不全収縮状態
を検出しそこなうことがある。
【発明が解決しようとする課題】
従って、ペースパルステールをECG信号波形内の真のQ
RS群から区別する方法を提供するのが本発明の目的であ
る。
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ペースECG信号を分析してペースパ
ルステールをQRS群から区別することができる方法が述
べられている。ペースパルステールはペースパルスによ
り、伝えられるインパルスエネルギの容量性放電による
指数的減衰を生ずる傾向がある。これに反して、心筋の
収縮により発生する正常のQRS群は指数的に減衰する部
分を含んでいない。最初にペースパルステールのピーク
の位置をつきとめ、ピークに続く信号が指数的に減衰す
るか判定することにより、ペースパルス信号を識別し、
これをQRS群から区別することができる。 ペースパルステールはペースパルスの後に続かなけれ
ばならないから、検出された信号は、その前にペースパ
ルスが無ければ、ペースパルステールではあり得ない。
ペースパルス検出器をペースパルス信号の位置をつきと
めるのに使用することができ、ECG信号の振幅を動的し
きい値と比較するQRS検出器を可能なQRS群の位置をつき
とめるのに使用することができる。ペースパルスと可能
なQRS群との相対位置を比較することにより、信号がペ
ースパルステールらしいか否かに関して判定を行うこと
ができる。もしペースパルステールであれば、信号をペ
ースパルステールとして区別する前に別の分析を行わな
ければならない。 本発明はペースパルステールを、ペースパルス信号の
後に続き且つ指数減衰する信号として区別する。信号が
指数減衰するか否かを判定するために、幾つかの技法を
採用することができる。例えば、指数的に減衰する信号
はペースパルステールのピークに続く信号に沿う一連の
サンプルで振幅に対する瞬時傾斜の比を計算することに
より識別することができる。この比が所定の時間にわた
りほぼ一定であれば、信号は指数的に減衰するに違いな
い。 傾斜と振幅との測定値の精度を増すために、本発明は
更にペースパルステールの漸近線を推定する技法を備え
ている。最初の基線を最小傾斜を有するペースパルステ
ールのピークの前にある点として推定する。高域フィル
タの平均化の影響によるペースパルステールのアンダー
シュートの量を補償する別の補正項を採用することもで
きる。この推定漸近線から、一層実際的な振幅測定値を
得ることができる。 漸近線の上及び下のしきい値領域はペースパルステー
ルの識別を補助するのに使用することができる。この領
域を使用して、指数的に減衰する波形の、ペースパルス
テールとして識別されない、非特性的な幾つかの場合を
規定することができる。それらは1)ピークに近接し過
ぎてこの領域に入る信号、2)この領域に入り、それに
続いてこの領域を出る信号、3)この領域通して交差す
る信号、である。 50/60Hzの電力線ノイズの存在も振幅及び傾斜の測定
値に影響することがある。本発明は更にこのノイズを検
出し、除去する技法を備えている。幾つかの連続するサ
ンプルの差の符号を変える回数が所定のしきい値より大
きければ、ECG信号に50/60Hzノイズの存在をつきとめる
ことが可能である。50/60Hzノイズは数個の連続するサ
ンプルにわたり信号を平均することにより除去すること
ができる。 指数的減衰を有するECG信号を識別する前述の技法の
他に、他の技法を使用してECG信号を二つの既知の指数
減衰曲線と照合することにより指数的に減衰する信号を
識別することができる。曲線の時定数を既知のペースパ
ルステールの平均時定数とすることができる。各曲線の
ピークを信号のピークからある一定値だけオフセットさ
せる。信号のサンプルを二つの曲線と比較することによ
り、信号が曲線により囲まれているか確認することが可
能である。二つの既知の指数減衰曲線で囲まれている信
号は、指数的に減衰するとして明確に識別することがで
きる。
【実施例】
好適実施例では、ペースパルス信号により発生された
ペースパルステールは、ペースパルスのピークに続く信
号が指数的に減衰するか数学的に確認することにより真
のQRS群から区別される。その他に、ペースパルステー
ルを示す幾つかの他の判定基準を使用して信号が指数的
に減衰すると判断することができる。好適実施例の説明
は指数的に減衰する波形を図式的及び代数的の両者で表
すことから始まる。代数方程式から、波形が指数的に減
衰するか否かを判定する本発明の技法を示すことが可能
である。波形基線の変化、しきい値領域と50/60Hzノイ
ズの検出及び除去の概念、のような他の因子は図的及び
代数的の双方で示される。 次に、好適実施例の方法及び装置は、特に、ペースパ
ルステールピーク検出器の一般的動作、漸近線推定器、
しきい値計算、及び50/60Hzノイズの検出及び除去、に
ついて開示している。最後に、好適実施例の説明をペー
スパルステールを区別する方法の説明で締めくくる。
【図的及び代数的表現】
第5図は、ペースパルス及び対応する、振幅A及び時
定数Tを有する指数減衰波形Vを示す。この波形は式1.
0によっても表される。導関数、即ち波形の瞬間的変化
割合、からは同じ指数減衰波が生ずるが、式2.0で示す
ように、負の時定数Tで減衰する。信号Vの導関数の信
号V自身に対する比は式3.0に示す指数減衰波形の時定
数に等しい負の時定数を生ずる。式3.0に示す関係を本
発明ではペースパルステールの存在を識別するのに使用
する。
【数1】 V=Aexp〔−Tt〕 (1.0)
【数2】 (dV/dt)=−TAexp〔−Tt〕=−TV (2.0)
【数3】 (dV/dt)/V=−T (3.0) 実際には、基線のオフセット及び高域ろ波が存在すれ
ばECG信号が歪む。ペースパルスの更に正確な表現を第
6図に示すが、これには別の二つの成分B及びCを示し
てある。パラメータBは高域フィルタで除去されない基
線オフセットを示す。パラメータCは指数減衰波形の漸
近線すなわち最終静止点を表す。指数波形のこのアンダ
ーシュートは大きなペースパルススパイクからの高域フ
ィルタの平均化の影響によるものである。数学的には、
第6図に示す指数減衰波形は式4.0でモデル化すること
ができる。Vの導関数は式5.0に示すように時定数T、
オフセットC、及びVの関数である。式6.0に示す信号
の導関数対信号それ自身に対する比は式3.0に示すよう
にもはや簡単な負の常数ではない。ペースパルステール
の区別に式3.0を示す関係を利用するためには、オフセ
ットCを推定しなければならない。
【数4】 V=(A+B+C)exp〔−Tt〕−C (4.0)
【数5】 dV/dt=−T(A+B+C)exp〔−Tt〕 =−T(V+C) (5.0)
【数6】 (dV/dt)/V=−T(1+C/V) (6.0) 第7図は漸近線をどうして推定することができるかを
示す。最初に、最初の推定基線B′を所定の探索ウィン
ドウ内に最小傾斜を有する点tBの位置を求めることによ
って決定する。tRでのペースパルステールのピークの直
前にある探索ウィンドウの幅は80msecであり、これは毎
秒125サンプルのサンプル割合のときの10データサンプ
ルである。数学的に、推定基線は次のように表される。
【数7】 B′=V(tB) (7.0) ただし
【数8】 tB=ARG〔MIN{ABS〔V(t)−V(t−1)〕, te〔tR−10,tR〕}〕 (8.0) 式9.0に示す最終推定漸近線C′は最初の推定基線と
補正項との和である。
【数9】 C=V(tB)−1/8〔V(tPEAK)−V(tB)〕 (9.0) 補正項は指数波形のアンダーシュートの量を推定する
のに使用する。これにより基線が指数波の漸近線に関し
て確実に正しく位置決めされる。ピーク振幅V(tPEA
K)と最初の推定基線V(tB)との差である調節ずみピ
ーク振幅の1/8の補正値は、最も正確な推定値を与える
ように経験的に決められている。 第8図はペースパルステールの漸近線の周りのしきい
領域の構成を示す。漸近線の周りに中心があるこの領域
はC′+ΔとC′−Δとの間に制限されている。しきい
値Δは式10.0で計算されるが、第9図に示してある。Δ
の値は最小値8と最大値64との間にあり、この二つの値
は共に経験的に決められている。これら限界内でΔの値
はペースパルステールの調節ずみピーク振幅に比例す
る。
【数10】 Δ=MIN{64,MAX〔3/32〔V(tPEAK)−C′〕,8} (10.0) 信号がこの領域に入ると、信号がこの領域に入ってい
る限り、この信号を指数減衰信号と考えるための式3.0
に示す関係を満たす必要はない。 信号が電力線ノイズを含んでいれば、このノイズは式
11.0及び第10図に示すように付加正弦信号として表すこ
とができる。導関数の信号振幅(これらは式12.0及び1
3.0に示してある)に対する比は一定ではない。それ故
本発明の技法は電力線ノイズを除去することにより一層
成功の度が高められることが明らかである。
【数11】 V=Aexp〔−Tt〕+Fsin(wt) (11.0)
【数12】 dV/dt=−TAexp〔−Tt〕+Fwcos(wt) (12.0)
【数13】 (dV/dt)/V =−T+(F/V)〔Tsin(wt)+wcos(wt) (13.0)
【好適実施例の方法及び装置】
第11図のブロック図はペースパルステールを区別する
本発明の方法を示す。ペースパルステールを識別するた
めには、対応するペースパルス信号を先ずつきとめる。
ペースパルス信号を除去する必要はないが、ペースパル
ステールの区別はこのような除去により高めることがで
きる。 これに関しては、第3図に示す従来技術の方法及び装
置を採用する。特に、帯域フィルタ10を使用して基線の
ふらつき及び高周波筋肉偽性信号(high frequency mus
cle artifacts)による不要信号を除去する。A/D変換器
20を使用してろ波ECG信号を毎秒500サンプルの割合でデ
ィジタル化し、サンプルする。帯域フィルタは不要信号
を除去するが、ペースパルスのため指数的に減衰するテ
ールを発生することもある。帯域フィルタ10と並列に、
ペースパルス検出器30及び別のA/D変換器40があり、こ
れらはペースパルスをつきとめ、対応するイネーブル信
号45を発生するのに使用される。このイネーブル信号45
はペースパルス除去器50を同期化するのに利用される。
ペースパルス除去器50は、米国特許第4,832,041号に記
されているが、ろ波され且つディジタル化されたECG信
号を受け、ペースパルスを除去する。ペースパルスを除
去すると隙間が形成されるが、これはペースパルスがあ
るものとして用いた場合の線を近似することにより「埋
め」られる。QRS検出器60はペースパルス除去器50の出
力に結合されてペースパルスが除去されてからのQRSの
存在を検出する。QRS検出器に使用されるECGサンプルは
毎秒125サンプルである。 本発明は、A/D変換器40及びQRS検出器60の両者の出力
に結合されるペースパルステール抽出器70により実施さ
れる。従ってペースパルステール抽出器70への入力はペ
ースパルス除去器からのECG波形である。ペースパルス
検出器30はペースパルスの存在を示すイネーブル信号を
発生する。ペースパルステール抽出器70の一般的動作を
第11図に示すブロック図に機能的に示してある。これに
続く流れ図は下記の図の各ブロックに対応する。第12図
−ペーステールピーク検出器、第13図−漸近線推定器、
第14図−しきい値計算、第15図及び第16図−50/60Hzノ
イズ検出器フィルタ、及び第17図−ペースパルステール
識別。QRS検出器60の出力がペースパルステールである
か否かを確認する最初の段階を第11図に示すが、信号の
前にペースパルスがあるか確認する決定を行わなければ
ならない(D1)。可能性のあるQRS群の所定距離以内に
ペースパルスが存在しなければ、この信号をペースパル
ステールとして識別することができない。 信号が関連するペースパルスであれば、ペースパルス
テールのピークは第12図に示した技法を使用してつきと
めることができる(F12)。特に、信号最大(Vmax)及
び信号最小(Vmin)は所定の期間にわたり決定すること
ができ(26、28、及びD3)、VmaxがVminの3/4倍より大
きければ、Vmaxがペースパルステールのピークであり
(D8及び34)、またはVminがVmaxの3/4倍より大きけれ
ば、Vminがペースパルステールのピークである(D9及び
32)。TmaxがTminに等しければ、ピークは見つからな
い。 第11図のブロック図に示すプロセスの次の段階は漸近
線推定を行うことである(F13)。第13図の流れ図は漸
近線を推定する方法を示す。実験的調査によれば漸近線
の正確な推定値は次式に等しいことがわかった。
【数14】 漸近線=V(tB)−1/8〔V(tPEAK)−V(tB)〕 ただし、V(tB)は式7.0及び8.0で示した最初の基線
推定値であり、V(tPEAK)は第12図に示す技法を使用
して求めたピーク信号である。 しきい領域は推定漸近線のいずれかの側に確定され
る。減衰信号がこの領域に入って且つ恐らくはこの領域
を通して交差する仕方はそれをどう分類するかにとって
重要である。例えば、ECG信号があまりにも急速にしき
い領域に入る場合、または入って再び出る場合、または
入って直通する場合には、これが連続的に漸近線に接近
する指数減衰信号の特性ではないので、その信号はペー
スパルステールとして識別されない。第11図に示したよ
うに、しきい値計算は、漸近線推定後ペースパルステー
ルの識別前に行われる。 第14図の流れ図は、方程式10.0に示した公式を使用し
てしきい値を計算する方法を示す。 ノイズが存在するとペースパルステールを正確に区別
する本発明の能力に影響することがある。特に50/60Hz
ノイズは傾斜の測定値を不正確にすることがわかってい
る。第15図の流れ図はこのノイズを検出することができ
る方法を示している。このノイズの存在を検出するため
に、ECG信号の連続サンプルの差、約200ミリ秒、を検出
器ピークの40ミリ秒前と比較する。これらの差が符号を
変える回数を数え、ウィンドウ内に含まれているノイズ
サイクルの数を推定するのに使用する。サイクルの数が
160ミリ秒のウィンドウで5より大きければ、50/60サイ
クルのノイズが存在する。 第16図の流れ図はこのノイズを除去する方法を示して
いる。50/60Hzノイズを除去するために、連続する4点
のろ波用「ウィンドウ」を使用して一連のサンプルの平
均振幅を計算する。一旦値が確定すると、ウィンドウを
1だけ移動し、ウィンドウ内の四つの振幅値を平均して
第2の平均振幅値を作る。このプロセスを25サンプル分
続けてから、プロセスをもう一度繰り返して50/60Hzノ
イズが除去されたことを確認する。
【ペースパルステールを区別する方法】
信号が指数的減衰を行うか否かを確認する好適な方法
を流れ図、第17図、に示す。信号が指数的に減衰するか
否かを確認するには、一連のECG信号サンプルの瞬時傾
斜の振幅に対する比を計算する。指数波形は各サンプル
に対するこの比が同じであるとき識別される。ペースパ
ルステールのすべての形式を表す唯一つの常数を選択す
ることはできないから、負の値の所定の小さい範囲内に
入る比はすべて指数的に減衰する波形に関係することに
注目すべきである。正の値を有する比は、ウィンドウの
始まりから短期間内に発生しないかぎり、またはECG信
号が漸近線の近くのノイズに非常に影響されやすい点に
あれば、指数波形形状から外れていることを示す。 第17図の流れに示すように、好適実施例は指数波形の
ピークに続く35サンプルの探索ウィンドウを使用してEC
G信号が指数的に減衰するか確認している。比を分析す
る前に、指数減衰する波形の特徴でない事象が発生し、
このような分析の必要を未然に防止する。特にECG信号
の振幅が波形ピークの10サンプル以内でしきい値より小
さければ(D30、「N<Tpeak+10」)、ECG信号は、典
型的な指数減衰波形より早く「減衰し」てしまっている
ので、ペースパルステールとして識別することができな
い。他方、10サンプルのウィンドウの外側にあれば、フ
ラグが設定され(86、「フラグ設定」)、この特定のサ
ンプルが現在しきい内にあり、次のサンプルを分析する
ことができることを示す(94、「D=D+1」)。他
方、振幅がしきい値より大きければ(判断点D28)、比
の分析の前に、電圧レベルをチェックしてしきい値を通
って他方の側へ横断したか確認しなければならない(判
断点D32)。これは指数的に減衰する波形の特性ではな
く、従ってペースパルステールとして識別すべきではな
い。ECG信号がしきい値を通して横断しなかったが、フ
ラグが設定されて、前の点のサンプルでECG信号が既に
しきい領域に入っていることを示していれば(判断点D3
4)、信号をペースパルステールとして識別すべきでは
ない。これは指数波形として真であり、一旦しきい領域
に入れば、そこに留まらなければならない。 フラグが設定されていないと仮定すれば、その特定の
点における傾斜を計算する(88、「DIFF=V(n)−V
(n−1)」)。次に傾斜の信号がその点における振幅
の符号と同じであるかに関して判断を行わなければなら
ない(判断点D36、「Sign〔X(n)〕=Sign
(Δ)」)。 一般に、符号は常に異なっていなければならず、もし
異なっていなければ、信号がペースパルステールではな
いか、または4サンプル未満を採用した場合には(判断
点D40、「n<Tpeak+4」)、プロセスが虚偽の波ピー
クで始まっており、カウンタを所期設定してプロセスを
再始動すべきである(90、「D=0」)。 振幅及び傾斜の符号が同じであり、振幅と傾斜との比
が0より大きく64より小さければ(判断点D38)、指数
波形上の点に対する判定基準が満足されており、カウン
タが1だけ歩進しており(94、「D=D+1」)、また
全カウント数が25以上で(判断点D42)、傾斜と振幅と
の比が少なくとも25の点について64未満であることを示
していれば、信号はペースパルステールとして識別され
る(96)。全カウント数が25に等しくなければ、Nを1
だけ歩進し(84、N=N+1)、次のサンプルを分析す
る。 前述のペースパルステール抽出方法及び装置により最
良の結果が得られるが、特に説明した実施例に示したよ
うに、本発明の変更及び修正を、付記した「特許請求の
範囲」によってのみ限定するつもりである本発明の範囲
から逸脱することなく行うことができる。例えば、概要
で述べた曲線適合技法は信号が指数的に減衰するか否か
を確定する別の受容可能な方法である。
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ペースパルステール
をECG信号波形内の真のQRS群から区別する方法が提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1図は、それぞれ、ペースパルス信号の波形を示して
いる。第1(a)図は、最少再分極テールを備えた患者
の体表面で測定されたものである。第1(b)図は、ペ
ースメーカシステムにより発生された再分極テールを備
えた患者の体表面で測定されたものである。第1(c)
図は、近くの監視装置内の帯域ろ波フィルタにより導入
されたテールを備えた第1(a)図に示すものと同様の
信号である。第1(d)図は、近くの監視装置内の帯域
ろ波フィルタにより導入されたテールを備えた第1
(b)図に示すものと同様の信号である。
【図2】 第2図は、それぞれ、ペースパルス信号の波形を示して
いる。第2(a)図は、ペースパルステールを備えたペ
ースパルス信号を示している。第2(b)図は、ペース
パルス除去後の、残りのペースパルステールを示してい
る。
【図3】 第3図は、ペースパルスを識別し除去するための従来の
装置のブロック図である。
【図4】 第4図は、ペースパルステールを識別するための曲線近
似技法の説明図である。
【図5】 第5図は、ペースパルス及び関連する振幅Aの指数的に
減衰するテールの代数的表現及びグラフを示している。
【図6】 第6図は、基線BとアンダーシュートCを備えたペース
パルステールの説明図である。
【図7】 第7図は、基線とピーク信号値に対する漸近線の関係を
示している。
【図8】 第8図は、しきい値領域に入った指数的減衰波形の説明
図である。
【図9】 第9図は、しきい値領域の計算の仕方を示した説明図で
ある。
【図10】 第10図は、指数的減衰波形上の50/60Hzノイズの影響を
示す説明図である。
【図11】 第11図は、本発明の好適な実施例を説明するブロック図
である。
【図12】 第12図は、ペースパルステールのピークを識別するため
の方法を示す流れ図である。
【図13】 第13図は、漸近線を推定するための方法を示す流れ図で
ある。
【図14】 第14図は、しきい値計算を行うための方法を示す流れ図
である。
【図15】 第15図は、50/60Hzノイズを検出するための方法を示す
流れ図である。
【図16】 第16図は、50/60Hzノイズを除去するための方法を示す
流れ図である。
【図17】 第17図は、ペースパルステールを判別するための本発明
の好適な実施例を実行するための方法を示す流れ図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−118886(JP,A) 特開 昭63−226338(JP,A) 特開 昭60−116331(JP,A) 特公 平5−32054(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 5/04 - 5/05

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ECG信号におけるQRS群からペースパルスを
    判別する方法において、 ペースパルステールのピークを突き止めるステップと、 前記ピークの後に続く信号を検出するステップと、 該検出した信号が、指数的に減衰するか否かを判定する
    ステップと、 前記検出した信号が指数的に減衰する場合、前記検出し
    た信号をペースパルステールとして判別するステップ
    と、 を含む方法。
  2. 【請求項2】前記検出した信号が、指数的に減衰するか
    否かを判定する前記ステップは、 前記ピークの後に続く一連のサンプル点で、前記検出し
    た信号の瞬時傾斜を計算するステップと、 前記検出した信号の傾斜を、各対応するサンプル点で、
    その信号振幅により除算するステップと、 前記各サンプル点における比が所定の範囲内にある場
    合、前記検出した信号を、指数的減衰を有するものとし
    て識別するステップと、 を更に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】前記検出した信号は、指数的減衰が、前記
    ピークの後に続く少なくとも200msecの期間にわたって
    持続する場合、ペースパルステールとして識別される、
    請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】前記検出した信号をペースパルステールと
    して識別する前記ステップは、前記ペースパルステール
    の漸近線を推定するステップを更に含む、請求項2に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】境界しきい値領域が、前記推定した漸近線
    の上下に確立され、前記信号が、前記境界領域に入り且
    つそこから出る場合、前記信号は、ペースパルステール
    として識別されない、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】前記信号が、前記ペースパルスピークから
    約80msec内に前記しきい値と交差する場合、前記信号
    は、ペースパルステールとして識別されない、請求項5
    に記載の方法。
  7. 【請求項7】前記しきい値領域は、前記推定した漸近線
    のいずれかの側から、距離Aにある2つの線により境界
    付けられるものと規定され、A=3/32[V(tpeak)−
    漸近線推定値]である、請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】漸近線推定値は、前記ペースパルステール
    のピークの直前の点を通過し、最小傾斜を有し、また追
    加の調整値を減算した、水平線として規定される最初の
    基線推定値をとることにより計算され、前記調整値は、
    前記ペースパルステールのピークと前記最初の基線推定
    値との間の差の約1/8に相当する、請求項4に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】前記検出した信号をペースパルステールと
    して識別する前記ステップは、入力信号から50/60Hzノ
    イズを除去するステップを更に含む、請求項2に記載の
    方法。
  10. 【請求項10】前記50/60Hzノイズを除去する前記ステ
    ップは、 幾つかの連続したサンプルの差が符号を変化する回数
    が、所定のしきい値を超えた場合に、50/60Hzノイズの
    存在を識別するステップと、 一連の連続したサンプルの振幅を平均化することによ
    り、前記50/60Hzノイズを除去するステップと、 を更に含む、請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】前記検出した信号が、指数的に減衰する
    か否かを判定する前記ステップは、 Aが、前記検出した信号の振幅に等しく、tが時間に等
    しく、Fが定数であって、T3が、既知のペースパルステ
    ールに関する時定数の平均値に対応する、経験的に決定
    された時定数とした場合、式A・exp(−T3t)+Fと、
    式A・exp(−T3t)−Fに従って、2つの指数曲線を発
    生するステップと、 前記検出した信号のサンプルと、前記発生した曲線を比
    較して、前記検出した信号が、前記曲線により境界付け
    られるか否かを判定するステップと、 前記検出した信号が、前記曲線により境界付けられる場
    合、前記検出した信号を、指数的減衰を有するものとし
    て識別するステップと、 を更に含む、請求項1に記載の方法。
JP2288261A 1989-10-24 1990-10-24 ペースパルステール判別方法 Expired - Fee Related JP2995080B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/426,338 US5033473A (en) 1989-10-24 1989-10-24 Method for discriminating pace pulse tails
US426338 1989-10-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03151934A JPH03151934A (ja) 1991-06-28
JP2995080B2 true JP2995080B2 (ja) 1999-12-27

Family

ID=23690377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2288261A Expired - Fee Related JP2995080B2 (ja) 1989-10-24 1990-10-24 ペースパルステール判別方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5033473A (ja)
EP (1) EP0424607B1 (ja)
JP (1) JP2995080B2 (ja)
DE (1) DE69018924T2 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9302436D0 (sv) * 1993-07-16 1993-07-16 Siemens-Elema Ab Foerfarande och anordning foer att hoeja signal-brus-foerhaallande hos ekg-signaler
US5443485A (en) * 1993-09-08 1995-08-22 Intermedics, Inc. Apparatus and method for capture detection in a cardiac stimulator
US5431693A (en) * 1993-12-10 1995-07-11 Intermedics, Inc. Method of verifying capture of the heart by a pacemaker
US5660184A (en) * 1995-05-15 1997-08-26 Johnson & Johnson Medical, Inc. Pacemaker pulse detection and artifact rejection
US5682902A (en) * 1995-10-16 1997-11-04 Hewlett-Packard Company ECG pace pulse detection and processing
US5697957A (en) * 1996-08-29 1997-12-16 Pacesetter Ab Adaptive method and apparatus for extracting an evoked response component from a sensed cardiac signal by suppressing electrode polarization components
US5913828A (en) * 1996-10-29 1999-06-22 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for distinguishing pacing pulses in an EKG using conduction velocity calculations
US5771898A (en) * 1996-12-19 1998-06-30 Siemens Medical Systems, Inc. Method and apparatus for accurate counting of paced heartbeats
US5951483A (en) * 1998-01-26 1999-09-14 Physio-Control Manufacturing Corporation Method and apparatus for detecting an internal pacemaker pulse
US6363278B1 (en) * 2000-04-14 2002-03-26 Cardiac Pacemakers, Inc. Cardiac rhythm management system with staggered pulses for coordination therapy
DE10250996A1 (de) * 2002-10-30 2004-05-13 Biotronik Meß- und Therapiegeräte GmbH & Co. Ingenieurbüro Berlin Stimulationsvorrichtung mit Stimulationserfolgskontrolle
US7162301B2 (en) * 2002-12-31 2007-01-09 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and system for detecting capture with cancellation of pacing artifact
US7191004B2 (en) * 2002-12-31 2007-03-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Capture verification using an evoked response reference
JP6140403B2 (ja) * 2012-07-30 2017-05-31 フクダ電子株式会社 心臓刺激検査システム及び心臓刺激検査システムの作動方法
US9435694B2 (en) * 2013-03-14 2016-09-06 Kelsey-Hayes Company Outside air temperature measurement device and method
US10485439B2 (en) * 2017-11-30 2019-11-26 Biosense Webster (Isreal) Ltd. Fast recovery of ECG signal method and apparatus
US11607181B2 (en) * 2018-07-20 2023-03-21 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for cardiac triggering of an imaging system
CN110477906B (zh) * 2019-08-26 2021-11-26 电子科技大学 一种心电信号qrs波起止点定位方法
JP2023045629A (ja) * 2021-09-22 2023-04-03 日本光電工業株式会社 生体情報処理装置、生体情報処理方法及びプログラム
CN114366121B (zh) * 2022-01-18 2024-04-19 西安理工大学 基于数字形态学的双动态阈值心电qrs波检测方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4105023A (en) * 1977-01-19 1978-08-08 American Optical Corporation Pacemaker artifact suppression in coronary monitoring
FR2533432A1 (fr) * 1982-09-23 1984-03-30 Europ Propulsion Procede et dispositif de detection de la reponse du coeur a une impulsion electrique de stimulation
US4585001A (en) * 1982-09-28 1986-04-29 Norland Corporation Cardiac pacer signal detector
US4585004A (en) * 1984-06-01 1986-04-29 Cardiac Control Systems, Inc. Heart pacing and intracardiac electrogram monitoring system and associated method
US4791936A (en) * 1985-02-15 1988-12-20 Siemens-Pacesetter, Inc. Apparatus for interpreting and displaying cardiac events of a heart connected to a cardiac pacing means
US4832041A (en) * 1987-02-26 1989-05-23 Hewlett-Packard Company Pace pulse eliminator
US4887609A (en) * 1987-05-13 1989-12-19 The Methodist Hospital System Apparatus and method for filtering electrocardiograph signals
US4893632A (en) * 1988-04-13 1990-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for comparing waveform shapes of time-varying signals
DE3852393T2 (de) * 1988-09-02 1995-07-27 Nihon Kohden Corp Reizherzuntersuchungsgerät.

Also Published As

Publication number Publication date
DE69018924T2 (de) 1995-12-21
EP0424607A3 (en) 1992-03-04
EP0424607A2 (en) 1991-05-02
DE69018924D1 (de) 1995-06-01
EP0424607B1 (en) 1995-04-26
US5033473A (en) 1991-07-23
JPH03151934A (ja) 1991-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2995080B2 (ja) ペースパルステール判別方法
US3654916A (en) Apparatus for monitoring recurrent waveforms
US4296755A (en) Method and apparatus for determining ventricular fibrillation
US5758654A (en) ECG P QRS T onset and peak detection method
US7383079B2 (en) Nonlinear method and apparatus for electrocardiogram pacemaker signal filtering
US6625484B2 (en) Signal evaluation method for detecting QRS complexes in electrocardiogram signals
US5660184A (en) Pacemaker pulse detection and artifact rejection
JPS5867235A (ja) 心拍数を測定する方法及び装置
JP2635079B2 (ja) Ecg波信号からペース・パルス信号を除去する方法とecg波信号からペース・パルス信号を除去する装置
EP0850593B1 (en) Apparatus for accurate counting of paced heartbeats
US4453551A (en) Apparatus for pattern recognition of ECG signals for detecting fibrillation
US9901277B2 (en) Cycle length iteration for the detection of atrial activations from electrogram recordings of atrial fibrillation
US7197358B2 (en) Identifying infants at risk for sudden infant death syndrome
Kannathal et al. Analysis of electrocardiograms
US4237903A (en) QRS detector for EKG signals
CN116350206A (zh) 从心动相关信号导出呼吸波及从呼吸波计算呼吸率的方法
JP4121611B2 (ja) 心臓応答検出システム
GB2070871A (en) Pattern recognition
US5697378A (en) Method and apparatus for using multiple leads for QRS detection
JP2000506416A (ja) 計算機による例えば電気信号の所定数のサンプリング値を有するタイムシーケンスの分類方法
Van Den Akker et al. An on-line method for reliable detection of waveforms and subsequent estimation of events in physiological signals
US8078273B2 (en) Detection and classification of neuromuscular late wave activity for the assessment of neuromuscular function
Tal et al. Fetal heart rate detection by a special transform method
Kejariwal A QRS detection algorithm for discriminating artifacts in ECG records
Morrison et al. Computer detection of atrial flutter

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071022

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091022

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101022

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees