心臟起搏偽像的檢測與識(shí)別

有時(shí)候，植入式除顫器與再同步裝置的起搏導(dǎo)聯(lián)會(huì)放在沒有梗塞的心區(qū)。圍繞梗塞區(qū)放置導(dǎo)聯(lián)是系統(tǒng)采用三向量的主要原因，并需要一種高性能的起搏偽像檢測功能。

大多數(shù)植入式心臟裝置都采用H場遙測法， 這是一個(gè)重要的噪聲來源。其它噪聲源有：對(duì)胸廓呼吸阻抗的測量、電灼器，以及從病人身體所連接其它醫(yī)療設(shè)備傳導(dǎo)過來的噪聲。

由于各家起搏器制造商采用不同的遙測法， 從而使采集起搏偽像的問題更加復(fù)雜化。有些情況下，某家制造商還可能為不同型號(hào)的植入設(shè)備采用不同的遙測系統(tǒng)。很多植入設(shè)備可以同時(shí)使用H 場遙測，以及通過ISM 或醫(yī)療植入通信服務(wù)( MICS ) 頻段做通信。不同型號(hào)裝置采用的不同H 場遙測， 使得濾波器設(shè)計(jì)更復(fù)雜化。ECG 設(shè)備必須是Class CF ( 最嚴(yán)格的類別) ，因?yàn)樗c心臟有直接的導(dǎo)電接觸，而其它醫(yī)療設(shè)備則可能只需滿足較低的Class B或BF要求，但它們較高的漏電流卻可能影響到ECG采集設(shè)備的性能。

檢測起搏偽像的AFE

ADAS1000 (圖4)是一臺(tái)五通道模擬前端，設(shè)計(jì)目標(biāo)是要滿足低功耗、低噪聲、高性能的固定式或便攜式ECG系統(tǒng)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。該AFE針對(duì)監(jiān)護(hù)級(jí)與診斷級(jí)ECG測量而設(shè)計(jì)，包括五個(gè)電極輸入端，以及一個(gè)專門的右腿驅(qū)動(dòng)(RLD)輸出基準(zhǔn)電極。除了支持基本ECG信號(hào)監(jiān)護(hù)單元以外，AFE還能夠做呼吸測量(胸廓阻抗)、導(dǎo)聯(lián)/電極連接狀態(tài)、內(nèi)部校準(zhǔn)，以及起搏偽像的檢測等。

一臺(tái)ADAS1000支持五個(gè)電極輸入，采用傳統(tǒng)的六導(dǎo)聯(lián)ECG測量法。如級(jí)聯(lián)一臺(tái)ADAS1000-2設(shè)備，則可以放大成為一個(gè)真12導(dǎo)聯(lián)測量系統(tǒng);如果級(jí)聯(lián)三臺(tái)以上設(shè)備，則可以成為15導(dǎo)聯(lián)甚至更多的測量系統(tǒng)。

檢測算法

設(shè)備的前端包含了一個(gè)數(shù)字起搏偽像檢測算法，它遵照AAMI和IEC標(biāo)準(zhǔn)，檢測寬度從100μs~2ms，幅度從400μV~1000mV區(qū)間內(nèi)的起搏偽像。圖5是算法的流程圖。

圖5: 流程圖顯示了數(shù)字起搏器對(duì)起搏偽像算法的決策過程，它能檢測從100μs ~ 2 ms寬度，400μV~1000mV幅度的起搏偽像。

起搏檢測算法會(huì)針對(duì)四個(gè)可能導(dǎo)聯(lián)(I、II、III或aVF)中的三個(gè)，運(yùn)行三個(gè)數(shù)字算法的實(shí)例。它運(yùn)行在高頻ECG數(shù)據(jù)上，同時(shí)做內(nèi)部抽取與過濾，并返回一個(gè)標(biāo)志，表示在一根或多根導(dǎo)聯(lián)上檢測到了起搏信號(hào)，提供所檢測信號(hào)的高度與寬度。對(duì)于希望運(yùn)行自有數(shù)字起搏算法的用戶，ADAS1000還提供了一個(gè)高速起搏接口，能給出128kHz速率的ECG數(shù)據(jù);在標(biāo)準(zhǔn)接口上，經(jīng)過濾和抽取的ECG數(shù)據(jù)保持不變。

ADAS1000算法中建有一個(gè)每分鐘換氣量過濾器。從雙極線環(huán)傳導(dǎo)到起搏器外殼的MV脈沖通過檢測呼吸速率來控制起搏速度。它們的寬度永遠(yuǎn)小于100μs，可在約15μs~100μs之間變化。

三向量同步起搏系統(tǒng)可以在噪聲環(huán)境中檢測到起搏偽像。三個(gè)起搏算法實(shí)例中，可以對(duì)每一個(gè)做編程設(shè)定，以檢測不同導(dǎo)聯(lián)(I、II、III或aVF)上的起搏信號(hào)。預(yù)編制的閾值水平可用于修改算法中給出的被檢測脈沖的寬度與高度，內(nèi)部數(shù)字濾波器用于抑制心跳、噪聲與MV脈沖。當(dāng)某次起搏在起搏信號(hào)實(shí)例中通過了驗(yàn)證時(shí)，設(shè)備會(huì)輸出一個(gè)標(biāo)志，這樣用戶就可以標(biāo)記或識(shí)別ECG圖上的起搏信號(hào)。

對(duì)起搏偽像算法的采樣速率選擇是關(guān)鍵， 因?yàn)樗荒芮『玫扔谌移鸩到y(tǒng)公司( BostonScientific、Medtronic和St Jude)的H場遙測載波頻率。這三家供應(yīng)商使用了不同的頻率，各家還有很多不同的遙測系統(tǒng)。Analog Devices公司相信，ADAS1000的采樣頻率不與任何主流的遙測系統(tǒng)相重合。