當前申請要求對提交于2015年7月9日的美國專利申請序列號62/190,697的優(yōu)先權，藉此通過引用將其內(nèi)容完全并入。

技術領域

本文所描述的主題涉及定位心電圖(ECG)波形的J點。

背景技術：

心電描記術是使用置于患者身體上的一組電極來記錄在一段時間上心臟的電活動的過程。這些電極檢測起因于每次心跳期間的心肌去極化的皮膚上的電的改變。在常規(guī)的12導聯(lián)ECG中，10個電極被置于患者的肢體上以及胸腔表面上。然后，從12個不同角度(“導聯(lián)”)測量心臟的電勢的全部大小，并將其隨時間記錄?？梢栽谪灤┬膭又芷诘拿恳粋€時刻處測量心臟的電去極化的全部大小和方向。通過該無創(chuàng)醫(yī)學過程產(chǎn)生的電壓對時間的圖是心電圖(ECG)波形。

技術實現(xiàn)要素：

在一些方面中，當前主題通過檢驗S峰和S峰與T峰之間的中點之間的ECG樣本來確定ECG信號中的J點的位置。選擇該范圍中具有到R峰的最小距離Δd的樣本作為J點。因此，可以基于ECG樣本至R峰的距離來確定J點的位置。

在相關方面中，接收得自附著于患者的ECG電極組的心電圖(ECG)數(shù)據(jù)。ECG數(shù)據(jù)包括一系列心動周期波形，其各自對應于單個心動周期。此外，每個波形包括一系列樣本。隨后，對于每個心動周期波形，定位R峰、S峰和T峰。然后，對于每個心動周期波形，識別在S峰和T峰之間的樣本窗口內(nèi)距離R峰最近的樣本。其后，對于每個心動周期波形，提供將所識別的樣本的位置指定為針對對應的心動周期波形的J點的數(shù)據(jù)。被提供的可以包括例如，在電子顯示器上顯示數(shù)據(jù)的至少一部分，將數(shù)據(jù)的至少一部分加載到存儲器中，將數(shù)據(jù)的至少一部分存儲到持久性儲存器中，或者將數(shù)據(jù)的至少一部分傳輸?shù)竭h程計算系統(tǒng)。

對于每個心動周期波形，可以計算S峰和T峰之間的中點樣本。采用這樣的變化，窗口可以僅包括S峰和中點樣本之間的樣本。

在一些變化中，對于每個心動周期波形，可以識別對應于T峰的T波的起始。采用這樣的變化，可以測量開始于J點處并終止于T波的起始處的ST段相對于基線的偏差。ST段對應于患者的心室去極化和復極化之間的間隔?；€可以是由心動周期波形中T波的結(jié)束和下一P波的開始定義的對應的心動周期波形的TP間隔。附加地或替換地，基線可以是由心動周期波形中P波的結(jié)束和QRS復合波的開始定義的對應的心動周期波形的PR間隔?？梢蕴峁┍碚魉鶞y量的ST段偏差的數(shù)據(jù)(例如，顯示在電子顯示器中，加載到存儲器中，存儲在持久性儲存器中，或者傳輸?shù)竭h程計算系統(tǒng))。

所測量的偏差可以是ST段相對于基線的抬高或者ST段相對于基線的壓低。

在計算之前，可以將每個心動周期波形比例縮放至預定比例。比例縮放可以對心動周期波形的每個軸應用相等的權重?？梢员壤s放至少一個心動周期波形，使得在心動周期波形的x軸上，該比例縮放是在R峰和中點樣本之間。可以比例縮放至少一個心動周期波形，使得在心動周期波形的y軸上，該比例縮放是在R峰和S峰之間。

識別可以包括計算R峰和中點樣本之間的每個樣本的距離，其中，所識別的樣本對應于具有距R峰最短距離的樣本。

在一些變化中，識別可以包括計算R峰和中點樣本之間的樣本子集的距離，其中，所識別的樣本對應于具有距R峰最短距離的樣本。采用這樣的變化，可以跳過不構成所述樣本子集的部分的樣本的一部分，使得不針對這樣的(一個或多個)樣本計算距離?？梢葬槍ζ溆嬎憔嚯x的樣本的選擇是基于先前針對其計算了距離的樣本的特性。

識別可以包括針對在連續(xù)的時間順序中的每個樣本，計算樣本距中點R峰的距離，直到到達了中點樣本為止，使得所識別的樣本對應于具有距R峰最短距離的樣本。替換地，識別可以包括針對在開始于中點樣本的逆向連續(xù)的時間順序中的每個樣本，計算樣本距中點R峰的距離，直到到達了R峰為止，使得所識別的樣本對應于具有距R峰最短距離的樣本。

可以通過與ECG電極組通信的患者監(jiān)護器執(zhí)行接收、定位、計算、識別或提供中的至少一個。

可以在正監(jiān)護患者的同時不斷地更新ECG數(shù)據(jù)使得可以不斷地計算J點。

在另一變化中，系統(tǒng)可以包括至少一個數(shù)據(jù)處理器，以及存儲指令的存儲器。這些指令當被所述至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時，引起系統(tǒng)執(zhí)行某些操作。這些操作可以包括接收得自附著于患者的ECG電極組的心電圖(ECG)數(shù)據(jù)。ECG數(shù)據(jù)可以包括一系列心動周期波形，其各自對應于單個心動周期，其中，每個波形包括一系列樣本。所述操作還可以包括對于每個心動周期波形，定位R峰、S峰和T峰。此外，所述操作可以包括對于每個心動周期波形，識別在S峰和T峰之間的樣本窗口內(nèi)距離R峰最近的樣本。更進一步，所述操作可以包括對于每個心動周期波形，提供將所識別的樣本的位置指定為針對對應的心動周期波形的J點的數(shù)據(jù)。

所述系統(tǒng)可以包括用于在被附著于患者時生成ECG信號的心電圖(ECG)電極組。此外，在一些變化中，所述至少一個數(shù)據(jù)處理器和存儲器可以構成具有用于與ECG電極組通信的接口的患者監(jiān)護器的一部分。

還描述了存儲指令的非暫時性計算機程序產(chǎn)品(即，物理嵌入的計算機程序產(chǎn)品)，所述指令在由一個或多個計算系統(tǒng)的一個或多個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時引起至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行本文中的操作。類似地，還描述了計算機系統(tǒng)，其可以包括一個或多個數(shù)據(jù)處理器以及被耦合到所述一個或多個數(shù)據(jù)處理器的存儲器。所述存儲器可以暫時性地或者永久性地存儲引起至少一個處理器執(zhí)行本文中描述的操作中的一個或多個的指令。此外，可以通過要么在單個計算系統(tǒng)內(nèi)要么分布于兩個或更多計算系統(tǒng)之中的一個或多個數(shù)據(jù)處理器來實現(xiàn)方法。這樣的計算系統(tǒng)可以經(jīng)由一個或多個連接被連接并且可以經(jīng)由一個或多個連接交換數(shù)據(jù)和/或命令、或者其它指令等，所述一個或多個連接包括但不被限于通過網(wǎng)絡(例如，互聯(lián)網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、有線網(wǎng)等)的連接、經(jīng)由多個計算系統(tǒng)中的一個或多個之間的直接連接等。

在本文中描述的主題提供很多技術優(yōu)勢。例如，當前主題可以更精確地定位ECG波形的心動周期內(nèi)的J點。此外，可以精確地測量ST段的抬高以用于檢測患者中的心肌缺血和心肌梗死。另外，當前主題在計算方面可以更快，并且可以更少地受電子噪聲、偽影和患者的生理學改變的影響。

在下面的描述和附圖中闡述本文中描述的主題的一個或多個變化的細節(jié)。根據(jù)描述和附圖以及根據(jù)權利要求，本文中描述的主題的其它特征和優(yōu)勢將顯而易見。

附圖說明

圖1是圖解被耦合到附著于患者的心電圖(ECG)電極組的患者監(jiān)護器的圖示；

圖2是圖解確定J點的位置的算法的過程流圖示；

圖3是示出Q、R、S和T波、J點以及ST段的示例心動周期波形的繪圖；

圖4是示出ST抬高的示例心動周期波形的繪圖；

圖5是示出正常T波形態(tài)的示例心動周期波形的繪圖；

圖6是示出倒置T波形態(tài)的示例心動周期波形的繪圖；

圖7是示出雙相負/正T波形態(tài)的示例心動周期波形的繪圖；

圖8是示出雙相正/負T波形態(tài)的示例心動周期波形的繪圖；

圖9是示出漸增的T波形態(tài)的示例心動周期波形的繪圖；

圖10是示出漸減的T波形態(tài)的示例心動周期波形的繪圖；

圖11是其中S峰為最靠近R峰的點的示例心動周期波形的繪圖；

圖12是示出比例縮放前的示例ECG信號的繪圖；以及

圖13是示出比例縮放后、因此x和y范圍均為100的圖12的示例信號的繪圖。

具體實施方式

當前主題指向檢測心動周期波形(表示心跳)內(nèi)的J點特征，其進而可以用于測量心動周期波形的ST段的抬高以檢測患者中的心肌缺血和心肌梗死。用于定位J點的常規(guī)算法可以依賴于S峰與T峰之間的線以及ECG的斜率。這樣的算法具有長的計算時間，并且易于產(chǎn)生來自電子噪聲、偽影和患者的生理學改變的誤差。

圖1是圖解示例實現(xiàn)的圖示100，其中，通過患者監(jiān)護器130測量來自患者110的心電圖(ECG)數(shù)據(jù)。患者監(jiān)護器130可以包括存儲器180，其用于存儲用于由一個或多個處理器/處理器內(nèi)核150執(zhí)行的指令。存儲器180可以還能夠存儲數(shù)據(jù)?；颊弑O(jiān)護器130可以包括用于再現(xiàn)對應于ECG數(shù)據(jù)和患者的生命體征(例如，數(shù)值、心動周期波形等)的視覺信息以及ECG異常/病情的視覺警報的電子顯示器160。此外，患者監(jiān)護器130還可以包括接口140，其允許與附著于患者110的ECG電極組120中的一個或多個電極和/或遠程醫(yī)療設備和/或用以傳輸/接收與ECG數(shù)據(jù)有關的數(shù)據(jù)的遠程計算系統(tǒng)或網(wǎng)絡等進行有線或無線通信。在一些變化中，可以使用多個接口140?；颊弑O(jiān)護器130可以實現(xiàn)本文中描述的處理，并且在其它變化中，患者監(jiān)護器130可以經(jīng)由接口140將表征患者110的ECG數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸至遠程計算系統(tǒng)(例如，醫(yī)療設備、后端計算系統(tǒng)等)以用于ECG信號的遠程生成。在檢測到基于本文中描述的信號生成的異常事件時，可聽警報還可以從音頻輸出170發(fā)出聲音以警告患者和/或醫(yī)療人員。

圖2是圖解可以例如通過使用得自ECG電極組的數(shù)據(jù)(在本文中有時也被稱為ECG數(shù)據(jù)或者ECG信號)來確定ECG信號中J點的位置的算法200的過程流圖示。這樣的數(shù)據(jù)可以包括例如一系列離散樣本，其進而構成各自對應于單個心跳的連在一起的心動周期波形。

參考圖3的波形300，每個心動周期波形可以具有QRS復合波和R峰、S峰、T峰、J點、和ST段。QRS復合波表征人的心臟的右和左心室的去極化。ST段表征心室去極化和復極化之間的間隔，并且出現(xiàn)在QRS復合波之后。ST段對應于心電圖上的起始于QRS復合波的結(jié)束并且終結(jié)于T波(即，復極化)的起始處的線。ST段的高度通常等于PR段和/或TP段的高度(在本文中有時也被稱為基線，相對于其測量ST段的偏差)?？赡茉诨加屑毙孕募」Ｋ篮推渌∏榈幕颊咧邪l(fā)現(xiàn)ST段抬高，而ST段壓低是冠狀動脈缺血的指標。心動周期波形的TP段是由心動周期波形中T波的結(jié)束和下一P波的開始定義的段。心動周期波形的PR段是由心動周期波形中P波的結(jié)束和QRS復合波的開始定義的段。

在一些實現(xiàn)中，可以由患者監(jiān)護器130執(zhí)行算法200。附加地或替換地，可以由遠離患者監(jiān)護器130的計算設備執(zhí)行J點的定位。

在205、210和215處，針對心動周期波形定位R峰、S峰和T峰?？梢岳缤ㄟ^對心動周期波形(或其部分)取一階或者二階導數(shù)和/或通過使用傅立葉或小波變換來執(zhí)行這樣的定位。例如可以通過針對最大值的點搜索QRS檢測標記之前和之后的間隔(例如，60毫秒等)來定位R峰。例如可以通過對心動周期波形的至少一部分取二階導數(shù)并識別R峰之后的第一個拐點來定位S峰。例如可以通過確定R峰和R峰加間隔(例如，400毫秒等)之間相對于等電位線的最大絕對值來定位T峰。

在220處，可以計算S峰和T峰之間的中點。所述中點表示對應于S峰和T峰各自的時間值之間的一半的時間值的樣本。

算法200可以通過搜索S峰和中點之間的窗口(即，構成心動周期波形的樣本子集)中最靠近R峰的信號樣本來繼續(xù)。為了實現(xiàn)這樣的搜索，可以在225處比例縮放ECG信號(或其部分)。這樣的比例縮放可以包括應用給出在x方向(在表示時間的x軸上)以及y方向(在表示電壓值的y軸上)二者中的距離方面改變的權重。該比例縮放可以例如是這樣的，其被等同地應用在兩個方向中。為了完成該比例縮放，可以在225處比例縮放x和y軸，從而二者都涵蓋在從R峰至中點的窗口中從0至100單位的距離?？梢詫颖镜膟值乘以一個數(shù)使得R峰在100處并且S峰在0處(例如，可以分別將R峰和S峰標準化為100和0)?？梢詫颖镜膞值乘以一個數(shù)使得R峰在0處并且中點在100處。

圖12是毫伏(mV)對樣本號(例如時間)的繪圖1200，并示出比例縮放之前的示例ECG信號。圖13是示例ECG信號作為樣本號的函數(shù)的繪圖1300，并且示出比例縮放之后、因此x和y范圍均為100的圖12的示例信號。如可見的那樣，在比例縮放后，心動周期波形的特征變得更加顯而易見。

算法200可以在230處通過計算每個樣本和R峰之間的樣本距離Δd來繼續(xù)。所述距離可以是例如樣本(沿x和y軸)的坐標與R峰(沿x和y軸)的坐標之間的歐幾里德距離，其中其中(x1，y1)為R峰的x-y坐標，并且(x2，y2)為樣本的x-y坐標。也可以利用確定距離的其它方法?？梢砸愿鞣N方式選擇樣本，包括通過開始于鄰近S峰的樣本。然后在235處，算法200檢驗窗口內(nèi)朝向S峰和T峰之間的中點移動的下一鄰接樣本，并計算這樣的樣本和R峰之間的距離Δd。算法200可以繼續(xù)并檢驗下一鄰接樣本，同時在240處確定是否到達了中點。當?shù)竭_了中點時，在245處，選擇具有至R峰最短距離Δd的樣本作為J點。J點可以進而用于確定ST段偏差(例如，相對于基線的抬高或者壓低)(諸如在圖4的波形400中所圖解的)和/或用于確定所監(jiān)護的患者的其它心臟病況。

可以在電極組120正在生成ECG數(shù)據(jù)時將算法200應用于ECG數(shù)據(jù)和/或可以將算法200應用于歷史生成的ECG數(shù)據(jù)。

在一些實現(xiàn)中，算法200可以處理不同形式的T波形態(tài)。例如，在圖5的波形500(正常)、圖6的波形600(倒置)、圖7的波形700(雙相-/+)、圖8的波形800(雙相+/-)、圖9的波形900(漸增)、和圖10的波形1000(漸減)中示出不同形式的T波形態(tài)。在每一種情況中，給定了T波峰的位置和T波峰與S峰之間的中點的位置，則算法200仍可以操作并識別J點。

圖11是圖解其中S峰為最靠近R峰的點的示例ECG信號的圖示1100。在該情況中，當前主題仍然結(jié)果是正確/精確的性能和J點的定位。在該示例中，算法200將S峰選為J點，其針對該示例提供正確的ST段抬高。

盡管上面詳細描述了一些變化，但其它修改或者添加是可能的。例如，其它實現(xiàn)包括修改檢驗哪些樣本(即，心動周期波形窗口內(nèi)的樣本的順序和/或選擇)。例如，可以檢驗從S峰至T峰的樣本窗口內(nèi)的樣本。此外，其中檢驗樣本的順序可以變化。可以首先檢驗鄰近S峰和T峰之間的中點的樣本(即，與基于何時測量樣本的連續(xù)的時間順序相反的逆向連續(xù)的時間順序)?？梢詿o序地檢驗樣本；例如，要被檢驗的下一樣本的選擇可以是基于先前檢驗的樣本的特性，諸如但不被限于至R峰的距離和/或斜率。作為另一示例，如果先前的樣本遠離R峰(例如，隔開預定距離)，則在檢驗樣本之前可以跳過若干樣本(例如，當前主題可能不針對時間序列中的每一個樣本計算距離，而是可能“跳”過一些樣本)。另一方面，如果至R峰的距離小，則可以檢驗緊接的下一樣本。用于停止的閾值可以被設置在(例如，預定的)固定值處。用以實現(xiàn)最靠近R峰的樣本的更快速和/或高效的檢測的其它實現(xiàn)是可能的(其進而利用了更少的計算資源)。

可以在數(shù)字電子電路、集成電路、專門設計的專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、計算機硬件、固件、軟件、和/或其組合中實現(xiàn)本文中描述的主題的一個或多個方面或特征。這些各種方面或特征可以包括在一個或多個計算機程序中的實現(xiàn)，所述一個或多個計算機程序在包括至少一個可編程處理器的可編程系統(tǒng)上可執(zhí)行和/或可解釋，所述至少一個可編程處理器可以是專用或通用的，其被耦合以從存儲系統(tǒng)、至少一個輸入設備、和至少一個輸出設備接收數(shù)據(jù)和指令并向其傳輸數(shù)據(jù)和指令。可編程系統(tǒng)或計算系統(tǒng)可以包括客戶端和服務器。客戶端和服務器一般遠離彼此并且典型地通過通信網(wǎng)絡進行交互。憑借在各計算機上運行并具有對彼此而言的客戶端-服務器關系的計算機程序而產(chǎn)生客戶端和服務器的關系。

也可以被稱為程序、軟件、軟件應用、應用、組件、或代碼的這些計算機程序包括用于可編程處理器的機器指令，并且可以以高級程序語言、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言、功能性編程語言、邏輯性編程語言、和/或匯編/機器語言來實現(xiàn)。如本文中所使用的，術語“機器可讀介質(zhì)”是指用于向可編程處理器提供機器指令和/或數(shù)據(jù)的任何計算機程序產(chǎn)品、裝置和/或設備，諸如例如磁盤、光盤、存儲器、和可編程邏輯設備(PLD)，包括接收作為機器可讀信號的機器指令的機器可讀介質(zhì)。術語“機器可讀信號”是指用于向可編程處理器提供機器指令和/或數(shù)據(jù)的任何信號。機器可讀介質(zhì)可以非暫時性地存儲這樣的機器指令，諸如例如像是非暫時性固態(tài)存儲器或磁性硬驅(qū)動、或者任何等同的存儲介質(zhì)。機器可讀介質(zhì)可以替換地或附加地以暫時性方式存儲這樣的機器指令，諸如例如像是處理器緩存器或與一個或多個物理處理器內(nèi)核相關聯(lián)的其它隨機存取存儲器。

為了提供與用戶的交互，可以在具有用于向用戶顯示信息的電子顯示器(諸如例如陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)或發(fā)光二極管(LED)監(jiān)控器)以及用戶可以通過其向計算機提供輸入的鍵盤和指針設備(諸如例如鼠標或軌跡球)的計算機上實現(xiàn)本文中描述的主題的一個或多個方面或特征。其它類型的設備也可以用于提供與用戶的交互。例如，被提供給用戶的反饋可以是任何形式的感官反饋，諸如例如視覺反饋、聽覺反饋、或者觸覺反饋；并且可以以任何形式接收來自用戶的輸入，包括但不被限于聲音、言語、或者觸覺輸入。其它可能的輸入設備包括但不被限于觸摸屏或其它觸摸感應設備，諸如單點或多點電阻或電容觸控板、語音識別硬件和軟件、光學掃描器、光學指示器、數(shù)字圖像捕獲設備以及相關聯(lián)的解釋軟件等。

在上面的描述中以及在權利要求中，諸如“......中的至少一個”或者“......中的一個或多個”的短語可能跟隨元素或者特征的連接列表出現(xiàn)。術語“和/或”也可能出現(xiàn)在兩個或更多元素或特征的列表中。除非另外含蓄地或明確地與其中使用這樣的短語的上下文矛盾，否則這樣的短語旨在單獨地意指所列元素或特征中的任何，或者意指與其它列舉的元素或特征中的任何結(jié)合的所列舉的元素或特征中的任何。例如，短語“A和B中的至少一個”、“A和B中的一個或多個”、以及“A和/或B”每一個都旨在意味著“單獨A、單獨B、或A和B一起”。類似的解釋也旨在針對包括三個或更多項的列表。例如，短語“A、B和C中的至少一個”、“A、B和C中的一個或多個”以及“A、B和/或C”每一個都旨在意味著“單獨A、單獨B、單獨C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或者A和B和C一起”。此外，在上面以及在權利要求中的項“基于”的使用旨在意味著“至少部分地基于”，使得未被列舉的特征或元素也是容許的。

本文中描述的主題可以體現(xiàn)在依賴于所期望的配置的系統(tǒng)、裝置、方法、和/或商品中。在前述描述中闡述的實現(xiàn)不代表與本文中描述的主題一致的所有實現(xiàn)。相反地，它們僅為與涉及所描述的主題的方面一致的一些示例。雖然在上面詳細描述了幾個變化，但是其它修改或添加是可能的。特別地，可以提供除了本文中闡述的那些之外的另外的特征和/或變化。例如，上面描述的實現(xiàn)可以指向所公開的特征的各種組合和子組合和/或上面公開的若干另外的特征的組合和子組合。此外，附圖中描繪和/或本文中描述的邏輯流不必然地要求所示的特定順序、或連續(xù)的順序來實現(xiàn)期望的結(jié)果。其它實現(xiàn)可以是在以下權利要求的范圍內(nèi)。