基于辨別心臟起搏器產(chǎn)生偽像的解決方案

起搏檢測(cè)算法

器件的前端包含一種數(shù)字起搏器偽像檢測(cè)算法，可以檢測(cè)到寬度范圍為100 μs至2 ms、幅度范圍為400 μV至1000 mV的起搏偽像——符合上述AAMI和IEC標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)測(cè)試結(jié)果和醫(yī)師意見，這些限制要比醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)寬松許多。

起搏檢測(cè)算法在四根可能的導(dǎo)聯(lián)線(I、II、III或aVF)中的三根上運(yùn)行三個(gè)數(shù)字算法實(shí)例。在高頻心電圖數(shù)據(jù)上運(yùn)行，與內(nèi)部

抽取和濾波并行運(yùn)行。該算法設(shè)計(jì)用于檢測(cè)并測(cè)量寬度范圍為100 μs至2 ms、幅度范圍為400 μV至1000 mV的起搏偽像，返回一個(gè)標(biāo)志，用以表示是在一根還是多根導(dǎo)聯(lián)線上檢測(cè)到起搏信號(hào)，同時(shí)返回檢測(cè)到的信號(hào)的高度和寬度。對(duì)于希望運(yùn)行自己的數(shù)字起搏算法的用戶，ADAS1000提供了一個(gè)高速起搏接口，可以快速的數(shù)據(jù)速率(128 kHz)提供心電圖數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)接口上經(jīng)過濾波和抽取的心電數(shù)據(jù)保持不變。

ADAS1000 ECG IC在其算法中內(nèi)置一個(gè)分鐘通氣量濾波器。分鐘通氣量脈沖(從雙極性導(dǎo)聯(lián)線的圓環(huán)傳導(dǎo)至起搏器外殼)將檢測(cè)呼吸速率，從而控制起搏速率。其寬度總是小于100 μs，變化范圍約為15 μs至100 μs。

許多植入式器件能夠編程以支持最窄25 μs的起搏脈沖，但醫(yī)師幾乎不會(huì)將植入式器件編程為如此窄，因?yàn)樵诔^起搏閾值以后，能量安全裕量將變得不足。

這種起搏偽像系統(tǒng)是由一個(gè)工程師和起搏專家團(tuán)隊(duì)與起搏行業(yè)共同研發(fā)的。這種合作帶來了一種同步三矢量起搏偽像檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以檢測(cè)起搏偽像，盡管電氣噪聲顯著大于偽像。三個(gè)起搏算法實(shí)例中的每個(gè)實(shí)例都可以編程以檢測(cè)不同導(dǎo)聯(lián)線(I、II、II或aVF)上的起搏信號(hào)。該系統(tǒng)的閾值水平可編程，因而可以針對(duì)實(shí)際的脈沖寬度和高度檢測(cè)范圍進(jìn)行定制，同時(shí)還配置內(nèi)部數(shù)字濾波器，以便抑制心跳、噪聲和分鐘通氣量脈沖。當(dāng)證實(shí)起搏信號(hào)的單個(gè)實(shí)例中存在起搏信號(hào)時(shí)，器件會(huì)輸出一個(gè)標(biāo)志，因而，用戶可以在心電圖上標(biāo)記或識(shí)別出起搏信號(hào)。起搏器算法的簡化流程圖如圖4所示。

圖4 起搏算法的流程圖

起搏偽像算法的采樣速率選擇非常重要，因?yàn)椴荒芘cMedtronic、St. Jude和Boston Scientific針對(duì)H場(chǎng)遙測(cè)載波器采用的頻率完全相同。三家公司都采用不同的頻率，而且每家公司都有多種不同的遙測(cè)系統(tǒng)。ADI公司相信，ADAS1000所用采樣頻率與這三家起搏器廠家的主要遙測(cè)系統(tǒng)都不相同。

如前所述，ADAS1000同時(shí)包括呼吸測(cè)量和交流導(dǎo)聯(lián)脫落模式。這些特性不但可以把不同頻率的交流信號(hào)注入患者電極，而且不會(huì)干擾起搏偽像的采集。電灼器信號(hào)雖然可以在ADAS1000心電圖輸入之前進(jìn)行濾波處理，但起搏偽像檢測(cè)算法的性能卻可能因?yàn)V波而下降，因此，在這種設(shè)計(jì)中，務(wù)必十分小心。