公开了一种心肺复苏术期间经自适应分段拼接算法的真实心电图测量。实时地利用分段拼接自适应算法（ＰＳＡＡ）从感测的信号中过滤信号假象，例如由心肺复苏术（ＣＰＲ）造成的信号假象的方法和设备。ＰＳＡＡ是估计第一信号中出现的与第二信号高度相关的假象分量的方法。ＰＳＡＡ可以利用自相关和交叉相关计算来确定第一和第二信号中的信号样本窗口。ＰＳＡＡ可以基于初级信号和假象信号之间的所确定的相关性来估计初级信号分段中的信号假象。ＰＳＡＡ可以从初级信号中移除所估计的信号假象。在没有假象信号的情况下，ＰＳＡＡ能够利用滤波器估计第一信号中的假象。ＰＳＡＡ可以在自动体外除颤器、监视除颤器或能够感测高度相关的信号，例如ＥＣＧ和ＣＰＲ信号的其它设备中实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及用于心电图(ECG)信号的处理的系统、方法和设备的领域。更具 体地，本专利技术涉及用于ECG信号中由心肺复苏术(CPR)引起的假象(artifact)的自适应降 低的系统、方法和设备。
技术介绍
自从创造了自动体外除颤器(AED)以帮助减少心搏停止的事件以来，已经过近 二十年。经过这段时间，AED在例如办公室、购物中心、体育场和高行人流量的其它区域的 公共场所已经变得更加普遍。AED使市民能够在公共场所的心脏急诊期间提供医疗帮助， 其中帮助以前在心脏事件的关键早期阶段的不可用的。近年来，开发出能够准确检测心室 心律失常和不可电击的室上心律失常的全自动体外除颤器，例如在I^ayne等人的美国专利 5，474，574中描述的那些全自动体外除颤器，以治疗无人照管的患者。这些设备治疗患有心 室心律失常的患者，并且在实时检测可电击心律失常方面具有高灵敏度和特异性。此外，已 经开发出AED来充当诊断监视设备，这些诊断监视设备能够在医院设施中自动提供治疗， 如Lin等人的美国专利6，658，290中所展示的。除AED领域的进步之外，在人体生理学以及人体生理学与医疗的关系的理解方面 已经取得若干进步。医学研究方面的这些进步导致处理物理创伤事件时新协议和标准操作 过程的开发。例如，在用于除颤的公共接入协议方面，最近的指南已经强调了对和AED—起 使用的心肺复苏术(CPR)的需要。事实上，最近的针对心肺复苏术和心血管急救的美国心 脏病学会(AHA)指南建议通过检测可电击心律，应用电击并接着提示抢救人员立即恢复 按压，AED可以进一步被集成到应急协议中。(American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care, IV—36, American Heart Association，he.，2005)。此外，指南评论道可以开发这样的AED，其具 体在减少由于患者的再鉴定而导致的被抑制的按压的数目以及保证高效移交给受训练的 医学专业人员方面进一步再教育或帮助抢救人员。指南以及独立的研究导致包含性的方 案，其涉及除颤和CPR，作为用于AED设备的建议方法。在提供除颤的同时，当前的AED不能实现指南推荐的当前建议的AED使用方法。当 前可用的多数AED试图对心室心律进行分类。具体地，当前AED试图区分可电击心室心律 和所有不可电击的其它心律。这种心室心律检测和分析需要实时分析ECG波形。因而，AED 的功能、准确性和速度严重依赖于用于实时分析ECG波形的算法和硬件。在许多实现中，算法依赖于心率计算和由ECG波形导出的各种形态学特征，例如 Payne等人的美国专利5，474，574和Siang等人的美国专利6，480，734中公开的ECG波形 系数和不规则性。此外，为了提供足够的处理能力，当前AED通常把算法和控制逻辑嵌入微 控制器中。注意到，当前的算法和特定硬件实现能够对AED的效能产生深刻的影响。具体地， ECG信号的信噪比较大地影响AED性能。例如，在抢救工作期间，许多当前AED中实现的算法需要若干秒的干净ECG信号数据以分类所感测的心室心律。在抢救人员可以按照接近每 分钟100周期的指定速率应用胸部按压和放松的心肺复苏术期间，得出这种干净信号数据 的机会显著降低。实际上，胸部按压和放松在ECG记录中引入显著的运动假象。另外，ECG 信号在心室心律失常事件期间表现出不良的幅度，从而进一步降低信噪比，经常导致低质 量或不可用的信号。在这些情况下，现有心律失常识别算法不能充分执行，从而将患病人员 置于危险中。已经进行尝试来通过改变ECG电极和模拟前端电路的设计来降低传感假象的影 响。一个设计在ECG放大器中针对高通过截止实现较低截止频率。其它设计利用具有非 常高的共模抑制比(CMRR)的差动放大器，以试图在一定程度上避免假象。然而，在这些设 计中，需要在数字域捕获良好质量的信号以利用数字逻辑和算法移除任何假象。这主要是 由于这样的事实模数转换期间由于饱和效应而损失的信号量不能利用当前已知技术来恢Μ. ο除电极的设计之外，在当前的CPR标准和实践下，当前算法在假象过滤方面不是 有效的。当前的挑战之一是甚至在CPR按压周期期间识别可电击心脏心律并且实时识别 不可电击/恢复心律。因为心搏停止状态是一个重要度量，另一个挑战是准确地检测心搏 停止。已经提出识别和移除能够破坏ECG信号的CPR假象的各种方法。例如，美国专利 6，961，612使用参考信号来尝试移除假象。美国专利7，039，457提供了算法以及参考信号， 该算法依赖于关于心脏系统的工作的假设。美国专利6，807，442使用多个传感器作为CPR 活动的指示器并且提供参考信号。美国专利6，961，612使用指示CPR活动的参考信号来识 别CPR假象在ECG分段中的存在。W0/2006/015348公开了利用经胸廓的阻抗测量来识别显 著的患者运动。美国专利5，704，365描述了利用多个ECG引线来估计ECG信号上噪声的影 响。美国专利7，295, 871公开了一个利用线性预测滤波和回归最小平方的针对系统识别的 频域方案。在某些最近的研究中，KJhineberger介绍了基于滞后参考信号上的自适应回 归的 ECG 滤波的替代方法(Rheinberger, et al. , Removal of resuscitation artifacts from ventricular fibrillation ECG signals using kalman methods, Computers in Cardiology (2005))。其它的(PR假象检测和过滤方法关注于利用调频而不是参考信号来 移除异常° (See Aramendi et al. ， Detection of ventricular fibrillation in the presence of cardiopulmonary resuscitation artifacts，Resuscitation (2007)) 0 其它 所公开的实现响应情形下的治疗的方法关注于CPR活动的检测和确定，并且利用胸部按压 检测器(EP 1859770 Al)或加速计(美国专利7，122,014)来估计CPR按压的深度和存在。然而，所有这些平台或方法在根据最近的美国心脏病学会CPR指南提供实时治疗 时具有限制和问题。因而，需要一种用于从ECG信号中过滤CPR假象的方法和设备，其在不 同范围的ECG分段上是有效的，计算成本低，并且表现出准实时的分析和过滤，因而允许获 得用于确定可电击和不可电击状态的干净ECG信号。
技术实现思路
本专利技术各个实施例公开了用于实时地从所感测的ECG信号中过滤信号假象的方 法和设备。各个实施例包含利用分段拼接自适应算法从ECG信号中过滤信号假象的设备或 自动化方法。各个实施例在例如专门设计的计算机处理器或微处理器的计算机硬件中实现5分段拼接自适应算法。其它实施例在计算机可访问的非易失存储器上存储分段拼接自适应 算法。在各个实施例中，硬件被本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实时地从ＥＣＧ信号中过滤假象的设备，包括：用于感测ＥＣＧ信号的装置，所述ＥＣＧ信号表示心脏组织的物理搏动；用于感测假象信号的装置，所述假象信号表示生理机能；用于利用分段拼接自适应算法从所述ＥＣＧ信号中移除信号假象的装置。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯里康德蒂亚加拉詹，普拉博德马图尔，
申请(专利权)人：心脏科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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