确定指示心脏功能障碍和异常的信息的设备制造技术

一种用于确定指示心脏功能故障和异常的信息的设备包括处理装置(502)，所述处理装置(502)被配置成从指示心血管运动的信号中检测幅度变化，其中所述幅度变化意指所述信号上的在心跳率上重复的例如AO峰的波图案的幅度的变化。所述处理装置被配置成至少部分地基于所检测到的幅度变化来确定心脏功能故障和异常的指标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定指示心脏功能障碍和异常的信息的方法和设备
本专利技术一般地涉及确定指示心脏功能障碍和异常(诸如例如心房纤颤)的信息。更特别地，本专利技术涉及一种用于确定指示心脏功能障碍和异常的信息的设备并且涉及一种用于确定指示心脏功能障碍和异常的信息的方法。此外，本专利技术涉及一种用于确定指示心脏功能障碍和异常的信息的计算机程序。
技术介绍
如果未诊断和适当地处理或补救，则在心血管系统中可能发生的功能障碍和异常可以逐渐地降低心血管系统尤其供应充足氧以在个体遭遇应力时满足冠状动脉氧需求的能力。当前，在各种心脏功能障碍和异常的标识与评价中使用诸如基于与心脏活动相关的电磁现象的心动描记法、超声心动图以及基于心血管运动的心动描记法的方法。基于与心脏活动相关的电磁现象的心动描记法的众所周知的示例是超声心动图“ECG”，而基于心血管运动的心动描记法的示例是心冲击描记法“BCG”和心震描记法“SCG”。超声心动图提供心脏的截面的图像并且能够提供关于心脏的结构和功能的全面信息，但是要求昂贵的设备和专业操作人员。ECG提供心脏的相当迅速的电评价，但是与ECG相关的麻烦事是需要将电极附连到个体的皮肤，这可能尤其在持久和/或频繁地重复使用中产生皮肤刺激。另一方面，诸如例如心房纤颤的特定心脏功能障碍和异常可能要求心电图数据的持久和/或重复测量。基于心血管运动的心电图牵涉指示心血管运动的信号的测量。早先，在个体躺在提供有用于测量移动的设备的床上或者存在跨越腿的胫骨区域附连的便利设备的同时获得信号。当前，能够使用小传感器元件(例如，加速度计)获得信号，所述小传感器元件适合于测量表示心脏的移动的细微移动。 图1a和Ib示出节律性电功能与相关心血管运动之间的关系。图1a示出ECG波形的示例并且图1b示出举例说明指示心血管运动并且采用加速度计在通常被称为y方向的“头到脚”方向上测量到的信号的波形。为了说明性目的起见，在下面提供基本心脏功能的简要说明。 心脏包括四个室。右心房通过三尖瓣与右心室互连，而左心房通过二尖瓣与左心室互连。血液经由上腔静脉从身体的上半部并且经由下腔静脉从身体的下半部被输送到右心房。三尖瓣通过右心房心肌和右心室乳头肌的同时收缩而断开从而允许血液从右心房流入右心室。然后三尖瓣在乳头肌放松时闭合。当右心室的心肌收缩时，血液从右心室通过肺动脉瓣被迫入肺动脉，其将血液输送到其中它被氧合的肺中。氧合血液然后经由肺静脉输送给左心房。当二尖瓣通过左心房心肌和左心室乳头肌的同时收缩而断开从而允许血液从左心房流入左心室时，氧合血液从左心房流入左心室。然后二尖瓣在乳头肌放松时闭合。氧合血液然后从左心室通过主动脉瓣挤出到主动脉中，所述主动脉向末梢脉管系统输送氧合血液。 每个心跳周期牵涉三个主要阶段:心房收缩期、心室收缩期以及心舒张期。心房收缩期是包含左右心房的心脏肌的收缩的周期。两个心房随着乳头肌收缩同时收缩从而强迫断开三尖瓣和二尖瓣。刺激心脏的各室的肌组织以使得它们收缩的电活动(即电收缩期)在位于右心房里的窦房结中开始。传导电去极化继续随着波依次向下、向左以及其次地通过两个心房去极化每个心房肌细胞而行进。电荷的这个传播能够被视为图1a中所示出的ECG波形上的P波。这紧接着后面是心房的机械收缩，其被检测为对应于图1b中所示出的波形的h峰的冲击和对应于图1b中所示出的i谷的反冲。当左右心房开始收缩时，存在血液到左右心室中的高速流动，其由图1b中所示出的波形上的j峰表示。不间断心房收缩在三尖瓣开始闭合时，引起血液到左右心室中的附加的低速流动。血液的附加流动被称作“心房驱血”，其对应于图1b中所示出的波形中的“a-a1”波复合。在心房被清空之后，三尖瓣和二尖瓣闭合从而产生图1b中所示出的波形上的向下g波。心室收缩是左右心室的肌肉的收缩，并且是由产生图1a中所示出的ECG波形中的“Q-R-S”波复合的心室心肌的电去极化引起的。向下Q波是由通过隔膜沿着称作“希斯氏束”的特殊细胞群的去极化的向下流动引起的。R峰是由心室肌组织的去极化引起的，并且S波是由心房与心室之间的心脏组织的去极化产生的。随着去极化往隔膜下方并且贯穿心室心肌行进，心房和窦房结开始极化。三尖瓣和二尖瓣的闭合标记心室收缩期的开始并且引起由心脏随着它跳动而做出的“扑通”声音的第一部分。这个声音通常被称为“第一心音”。当心室心肌的电去极化到达最高点时，使左右心室分离的房室“AV”隔膜收缩从而引起与图1b中所示出的波形上的H峰相对应的冲击，和与图1b中所示出的波形上的I谷相对应的反冲。心室收缩强迫血液通过肺动脉瓣从右心室入肺动脉，并且在甚闻速率下通过王动脉辦从左心室入王动脉，从而引起图1b中所示出的波形上的J峰。从左心室流入主动脉的血液的减速度引起图1b中所示出的波形上的向下K波。当左心室清空时，其压力降至主动脉里的压力以下并且主动脉瓣闭合。类似地，当右心室里的压力降至肺动脉里的压力以下时，肺动脉瓣闭合。通常被称为“第二心音”的“扑通”声音的第二部分是由肺动脉瓣和主动脉瓣在心室收缩期末期的闭合引起的，从而引起图1b中所示出的波形上的向上L波。同时随着肺动脉瓣和主动脉瓣的闭合，脉室“AV”隔膜放松并且向上移动，而心室心肌被再极化产生图1a中所示出的ECG波形上的T波。包括心房舒张期和心室舒张期的心舒张期是当心脏在收缩之后放松并且准备好以循环血液再填充时的周期。心房舒张期是在左右心房正放松时，而心室舒张期是在左右心室正放松时。在心房舒张期期间，右心房被去氧合血液重新填充同时左心房重新填充有氧合血液。心房的重新填充在舒张期早期引起图1b中所示出的波形上的向下M波，其与作为ECG波形中的U波所被示出的希斯氏束细胞的再极化重合。当左右心房被填充至它们最大的容量时，血液相对于三尖瓣和二尖瓣的回流引起图1b中所示出的波形上的向上N波。 公开W02012149652描述了一种用于通过记录心前区加速度信号来评价主体的心肌收缩性的方法。 公开US2008194975描述了一种用于监测个体的生理状态并且检测其中的异常的方法。所述方法包括同时接收作为ECG信号的第一信号和指示心血管运动的第二信号。 指示心血管运动的波形的分析通常在视觉上通过合格诊断医生来执行，以便于区分异常心血管功能与正常情况。然而，在许多情况下，通过视觉分析找出特定心脏功能障碍和异常(诸如例如心房纤颤)可能是有挑战性的。因此，存在对用于确定指示心脏功能障碍和异常的信息的方法和设备的需要。
技术实现思路
下文呈现简化
技术实现思路
以便于提供对各种专利技术实施例的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
不是本专利技术的广泛概述。它既不旨在识别本专利技术的主要或关键元素也不旨在刻化本专利技术的范围。以下
技术实现思路
仅仅以简化形式呈现本专利技术的一些构思作为本专利技术的例示实施例的更具体描述的序言。 依照本专利技术，提供了用于确定指示心脏功能障碍和异常(例如心房纤颤)的信息的新的方法。根据本专利技术的方法包括: -从指示心血管运动的信号中检测幅度变化，幅度变化是信号上的在心跳率上重复的波图案的幅度的变化，使得幅度变化包括幅度的多个增加和幅度的多个减少，以及 -至少部分地基于所检测到的幅度变化来确定心脏功能障碍和异常的指标。 上述波图案可以是例如但未必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：‑信号接口(501)，所述信号接口(501)用于接收指示心血管运动的信号，以及‑处理装置(502)，所述处理装置(502)被耦合到所述信号接口，其特征在于所述处理装置被配置成：‑从所述信号中检测幅度变化，所述幅度变化是所述信号上的在心跳率上重复的波图案的幅度的变化，使得所述幅度变化包括所述幅度的多个增加和所述幅度的多个减少，以及‑至少部分地基于所述幅度变化来确定心脏功能障碍和异常的指标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.23 FI 201254411.一种设备，包括: -信号接口(501)，所述信号接口(501)用于接收指示心血管运动的信号，以及 -处理装置(502)，所述处理装置(502)被耦合到所述信号接口， 其特征在于所述处理装置被配置成: -从所述信号中检测幅度变化，所述幅度变化是所述信号上的在心跳率上重复的波图案的幅度的变化，使得所述幅度变化包括所述幅度的多个增加和所述幅度的多个减少，以及 -至少部分地基于所述幅度变化来确定心脏功能障碍和异常的指标。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号接口进一步被配置成接收指示呼吸节律的频率的信息并且所述处理装置被配置成: -计算具有所述呼吸节律的频率的所述幅度变化的信号分量，以及-至少部分地基于具有所述呼吸节律的频率的所述幅度变化的信号分量来确定心脏功能障碍和异常的指标。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备进一步包括用于测量所述信号的传感器元件(503)，所述传感器元件(503)被连接到所述信号接口。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述传感器元件适合于提供指示所述呼吸节律的频率的所述信息。5.根据权利要求3或4所述的设备，其中，所述传感器元件包括下列中的一个:加速度计、压电传感器、倾斜仪、压力传感器。6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中，所述处理装置被配置成检测与波复合相关的峰到峰值，所述波复合中的每一个由通过主动脉瓣的断开所引起的AO峰和跟随所述AO峰之后的向下波构成，并且被配置成计算指示所述峰到峰值的变化的强度的幅度变化量，所述幅度变化量指示心脏功能障碍和异常。7.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中，所述处理装置被配置成检测由所述主动脉瓣的断开所引起的所述AO峰的最大信号值，并且配置成计算指示所述最大信号值的变化的强度的幅度变化量，所述幅度变化量指示心脏功能障碍和异常。8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中，所述处理装置被配置成从所述信号中检测时间变化并且被配置成基于所述幅度变化和时间变化两者来确定心脏功能故障和异常的指标，所述时间变化是心跳周期的时间长度的变化。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述处理装置被配置成检测由所述主动脉瓣的断开所引起的连续AO峰之间的时间间隔的时间长度，并且被配置成计算指示所检测到的时间长度的变化的强度的第一时间变化量，所述第一时间变化量指示心脏功能障碍和异堂巾O10.根据权利要求8或9所述的设备，其中，所述处理装置被配置成响应于发生下列中的至少一个的情形而产生表示心房纤颤的信号:所述幅度变化的强度超过第一阈值、所述时间变化的强度超过第二阈值。11.根据权利要求2或10所述的设备，其中，所述处理装置被配置成响应于其中具有所述呼吸节律的频率的所述幅度变化的信号分量小于第三阈值的情形而产生表示心房纤颤的信号。12.根据权利要求6-11中任一项所述的设备，其中，所述处理装置被配置成对指示所述心血管运动的所述信号进行低通滤波并且被配置成从经低通滤波的信号中检测所述AO峰。13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述低通滤波的上限频率是30Hz。14.根据权利要求6-13中任一项所述的设备，其中，所述处理装置被配置成对指示所述心血管运动的所述信号进行带通滤波并且被配置成从经带通滤波的信号中检测AC峰，所述AC峰是由所述主动脉瓣的闭合引起的。15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述带通滤波的通带是从40Hz到100Hz。16.根据权利要求14或15所述的设备，其中，所述处理装置被配置成检测AC-AO间隔的时间长度并且被配置成计算指示所述AC-AO间隔的所检测到的时间长度的变化的强度的第二时间变化量，所述AC-AO间隔中的每一个是从所述AC峰中的一个到所述AO峰中的跟随一个的时间间隔，并且所述第二时间变化量指示心脏功能障碍和异常。17.根据权利要求14或15所述的设备，其中，所述处理装置被配置成检测AC-AO间隔的时间长度和AO-AO间隔的时间长度并且被配置成计算指示在同一心跳周期内的所述AC-AO间隔的时间长度与所述AO-AO间隔的时间长度之间的比率的比率量，所述AC-AO间隔中的每一个是从所述AC峰中的一个到所述AO峰中的跟随一个的时间间隔,所述AO-AO间隔中的每一个是从所述AO峰中的一个到所述AO峰中的跟随一个的时间间隔，并且所述比率量指示心脏功能障碍和异常。18.—种方法,其特征在于所述方法包括: -从指示心血管运动的信号中检测(201)幅度变化，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤哈尼·艾拉克西宁，泰罗·科伊维斯托，约纳·马尔库，阿里·帕西奥，米科·潘卡拉，卡蒂·赛拉宁，图奥马斯·瓦尔托宁，彼得·维尔塔，
申请(专利权)人：图尔库大学，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI