NL1015847C2

NL1015847C2 - Werkwijze voor het analyseren van een electrocardiogram (ECG).

Info

Publication number: NL1015847C2
Application number: NL1015847A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Jan Ritsema Van Eck
Original assignee: Hendrik Jan Ritsema Van Eck
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-01

Description

Werkwijze voor het analyseren van een electrocardiogram (ECG)

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het analyseren van een electrocardiogram (ECG), waarin de werkwijze de stappen omvat van: (a) het opnemen van een ECG en electronisch 5 opslaan van dat ECG, waarbij het ECG opgebouwd is uit een veelvoud van ECG-sporen, (b) het onderdrukken van ruis aanwezig in de opgeslagen ECG-sporen, (c) het met behulp van patroonherkenningstech-10 nieken identificeren van karakteristieke tijdspunten in de opgeslagen ECG-sporen, (d) afleiden van tenminste één cardiacus tijdsinterval tussen twee karakteristieke tijdspunten zoals geïdentificeerd in stap (a).

15 Het electrocardiogram (ECG) is één van de meest algemene diagnostische tests in cardiologie en algemene geneeskunde. Het proces van het analyseren van het ECG omvat (bewust of onbewust) patroonherkenningstechnieken welke handmatig danwel automatisch uitgevoerd worden. De 20 basis van patroonherkenning in electrocardiografie wordt gevormd door de identificatie van karakteristieke tijdspunten in het ECG, welke gerelateerd zijn aan de fysiologische processen in het myocardium of depolarisatie en repolarisatie gedurende elke hartslag. Deze karakteris- i□15847 2 ti eke tijdspunten worden wel fiduciaire punten genoemd. Het meest algemeen geïdentificeerde punten zijn (in de tijdsvolgorde van één cardiacuscyclus), de start van atriale activatie (P-start), de start van ventriculaire 5 activatie (QRS-start), het einde van ventriculaire activatie (eind-QRS of J-punt), het einde van ventriculaire repolarisatie (eind-T). In aanvulling hiervan wordt vaak de tijdsduur van de piekamplitude voor activatie (piek-R) en repolarisatie (piek-T) gezocht. Een aantal minder 10 frequent geanalyseerde fiduciale punten omvatten het eind van de atriale activatie (eind-P) zowel als het optreden ("offset") van een betrekkelijk onbekende golf, de U-golf (eind-U). "Onbekend" heeft betrekking op het feit dat weinig bekend is over de oorsprong en de fysiologische 15 betekenis van de U-golf, ondanks het klinische belang dat aan de vorm en de veranderingen van U-golf gehecht wordt. Dit heeft zelfs geleid tot compleet opzettelijk negeren van de U-golf in meeste formele diagnostische aanpakken, zoals geautomatiseerde ECG-interpretatieprogramma's. 20 Wanneer de fiduciale punten bepaald zijn, worden de car-diacustijdsintervallen (CTI's) afgeleid als tijdsintervallen tussen de verschillende fiduciale punten. De meest algemeen bepaalde CTI's zijn PR-interval (P-start tot QRS-start) , de QRS-duur (QRS-start tot eind-QRS) en de QT-duur 25 (QRS-start tot eind-T). Minder algemeen gebruikt zijn de P-golfduur, de tijd tot piek-R (intrinsicoide deflec-tietijd) de tijd tot piek-T-golf, de piek-T tot eind-T tijd en de JT-tijd (eind-QRS tot eind-T).

De twee grootste obstakels in het accuraat 30 bepalen van de fiduciale punten zijn ruis en gebrek aan precieze definitie wat de verschillende start en eindmomenten bepaalt. De aard van de ruis in het ECG is tweeledig, fysiologische ruis en externe ruis. De meest algemene vorm van fysiologisch ruis zijn spierartefacten. 35 Atriale flutter en vibrillatiegolven kunnen ook beschouwd worden als ruis in het proces van detecteren van QSR en ST-golven, omdat deze gegenereerd zijn door een "onaf- . 6347 3 hankelijke" bron. Externe ruis wordt geïntroduceerd in het EGC door electromagnetische inductie en loopt van AC cyclusruis, spikes en bursts tot inherente versterkerruis. Om deze problemen van ruis het hoofd te bieden is een 5 scala aan technieken beschikbaar. De meest algemeen gebruikte techniek voor ruisonderdrukking is filtering. Met filtering, worden specifieke frequentiecomponenten verwijderd van het signaal zowel van de ruis als van het signaal, waardoor het leidt tot vervorming van het ECG. Of 10 dit acceptabel is hangt af waarnaar gezocht wordt. Een algemeen optredende fout is het gebruik van een "base line" filter bij het uitvoeren van opnames, welke laagfre-quentie componenten verwijdert, maar tegelijkertijd het ST-segment vervormt.

15 Het is een doel van de uitvinding om een methode te verschaffen voor het analyseren van een electrocardiogram (ECG), waarin de nadelen van filtering overwonnen worden.

Dit doel wordt volgens de uitvinding verkregen 20 door een werkwij ze voor het analyseren van een electrocardiogram (ECG) van het boven beschreven soort welke gekenmerkt worden door de stap van: (e) het definiëren van de coherentie tussen een relatief smal segment rond een specifiek karakteristiek 25 tijdspunt in een eerste opgeslagen ECG-spoor en het corresponderende smalle segment binnen een ander ECG-spoor. Dit verbetert de nauwkeurigheid van fiduciale puntschatting, door gebruik van de coherentie van relatief smalle segmenten binnen, bijvoorbeeld het PRST-complex van slag 30 tot slag. De methodologie wordt toegepast op electronisch opgeslagen ECG-sporen, bijvoorbeeld vanuit verschillende bronnen. Het kan toegepast worden op enkele of meerdere draden ("leads"). Wanneer verschillende draden gebruikt worden moeten ze tegelijkertijd verkregen zijn, of anders 35 behandeld worden als individuele opnamen. Ten eerste, bijvoorbeeld, worden de individuele QRS complexen geïdentificeerd met gebruikmaking van een bekende matching 1015847 4 filtertechniek. De coherentie wordt gedefinieerd tussen een relatief smal segment waaronder een specifiek karakteristiek tijdspunt (fiduciaal segment) binnen het eerste, opgeslagen ECG-spoor en het gemiddelde van het cor-5 responderende smalle segment van een aantal andere ECG-sporen. Bij voorkeur echter worden de verkregen trigger-tijdspunten fijn aangepast door kruiscorrelatie op hun beurt van elk individueel complex met het gemiddelde van de overgebleven complexen en dan bij voorkeur verschuiven 10 van het complex tot maximale correlatie verkregen is. Het proces wordt herhaald tot verbetering niet langer verkregen kan worden. Vervolgens wordt de individuele fiduciale punten geïdentificeerd en een gelijksoortige fijnafstelling wordt gemaakt op de individuele fiduciale 15 punten met gebruikmaking van een segment van, bijvoorbeeld, dertig meetpunten rond het fiduciale punt ("fiducial point"). Dit proces wordt bij voorkeur gedaan afwisselend voor P-start, QRS-start en optreden ("-

Offset"), piek van T-golf en eind van T-golf. De waarden 20 van PR-interval, QRS-duur en QT kan afgeleid worden van deze metingen. De validatie van de resultaten kan verkregen worden door visuele inspectie en door de standaarddeviatie (RD) van de verkregen metingen. De laatste parameter reflecteert echter zowel fysiologische variaties 25 in de geschatte CTI's zowel als meetfouten door ruis. Vanuit de bovenstaande intervallen wordt algemeen geaccepteerd dat QRS-duur nagenoeg constant is over een korte opnameduur, terwijl PR en QT inherent hartslagafhankelijk zijn.

1015847

Claims

1. Werkwi j ze voor het analyseren van een electrocardiogram (ECG), waarbij de werkwijze de stappen omvat van: (a) het opnemen van een ECG en electronisch 5 opslaan van dat ECG, waarbij het ECG opgebouwd is uit een veelvoud van ECG-sporen, (b) het onderdrukken van ruis aanwezig in de opgeslagen ECG-sporen, (c) het identificeren met behulp van patroon- 10 herkenningstechnieken van karakteristieke tijdspunten in de opgeslagen ECG-sporen, en (d) het afleiden van tenminste één cardiacus tijdsinterval tussen twee karakteristieke tijdspunten zoals geïdentificeerd in stap (a) 15 gekenmerkt door de stap van: (e) het definiëren van de coherentie tussen een relatief smal segment rond een specifiek karakteristiek tijdspunt in een eerste opgeslagen ECG-spoor en het corresponderend smal segment binnen een ander ECG-spoor.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin stap (e) het definiëren omvat van de coherentie tussen een relatief smal segment rond een specifiek karakteristiek tijdspunt in het eerste, opgeslagen ECG-spoor en het gemiddelde van de corresponderende smalle segment van een 25 aantal van de andere ECG-sporen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin stap (e) de stap omvat van: (f) het schuiven van het eerste ECG-spoor dusdanig dat maximale correlatie tussen het eerste opgeslagen

30 ECG-spoor en het andere ECG-spoor verkregen is en opslaan van de mate van schuiven. i 0 1 58 47

4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin stap (e) de stap omvat van: (g) het schuiven van het eerste ECG-spoor dusdanig dat maximale correlatie tussen het eerste, opges-5 lagen ECG-spoor en het gemiddelde van de andere ECG-sporen verkregen wordt en opslaan van de mate van schuiven.

5. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, verder omvattende de stap van het bepalen van de standaarddeviatie van de coherentie zoals bepaald.

6. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, waarin de stappen uitgevoerd worden voor tenminste één karakteristiek tijdspunt gekozen uit de groep omvattende de P-start, de QRS-start, de QRS-.eind, de piek van de T-golf en het eind van de T-golf.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, verder omvat tende de stap van het bepalen van de waarden voor het PR-interval, de QRS-duur en de QT-duur.

8. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de stap van het detecteren van 20 een ECG het bemonsteren van het ECG omvat, waarbij het relatief smalle segment rond een specifiek karakteristiek tijdspunt gevormd wordt door ongeveer 30 meetpunten. -o-o-o-o-o-o-o-o- PvE/KP 1015847 SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IDENTIFICATIE VAN DE NATIONALE AANVRAGE KENMERK VAN DE AANVRAGER OF VAN DE GEMACHTIGDE 161739 Nederlands aanvraag nr. Indieningsdatum 1015847 51 juli 2000 ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) Ritsema van Eek, Hendrik Jan Datum van het verzoek voor een onderzoek van Door de Instantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan internationaal type het verzoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend nr. ___SN 35932 NL _ I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij toepassing van verschillende classificaties, alle dassificatiesymboten opgeven) Volgens de internationale classificatie (IPC) Int. Cl.7: A61B5/0452 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK Onderzochte minimum documentatie Classificatiesysteem OassHicatiesymbolen lnt.CI.7: A61B Onderzochte andere documentatie dan de minimum documentatie, voor zover dergelijke documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen III. □ GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) J β IV. □GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad) ^ * Form PCT/1SA201 a (11/2000)