[發(fā)明專利]心電信號(hào)RR間隔和QT間隔的動(dòng)力學(xué)模型的建立方法和該模型的應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910100302.5
• 申請(qǐng)日: 2009-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN101596103A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江依法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江依法
• 主分類號(hào): A61B5/02
• 分類號(hào): A61B5/02;A61B5/0402
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王從友

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及心電信號(hào)RR間隔和QT間隔的動(dòng)力學(xué)模型的建立方法和該模型的應(yīng)用。

背景技術(shù)

通過(guò)連續(xù)測(cè)量心電圖(electrocardiology，ECG)的Q波，R波和T波可以獲得離散的RR間隔(R-R?interval，RRI)信號(hào)和QT間隔(Q-T?interval，QTI)信號(hào)。RRI信號(hào)代表心律的變化，即心律變異(heart?rate?variability，HRV)，而QTI信號(hào)表征心室肌動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間(action?potential?duration，APD)的改變。QTI信號(hào)受各種生理和病理因素的影響，如心律，自律神經(jīng)張力，激素水平，藥物，電解質(zhì)和心臟功能等，其中心律的影響尤其重要。

1920年，Bazett最早認(rèn)識(shí)到心律的改變對(duì)QTI的影響，提出了有名的利用RRI矯正QTI的公式。矯正后的QT間隔(heart?rate?corrected，QTc)等于QTI除以RRI的平方根。后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)QTc只適用于心率在50-90次/分的條件，在心律較慢時(shí)，Bazett公式對(duì)QTI過(guò)度矯正，而在心律比較快的時(shí)候Bazett公式對(duì)QTI矯正不充分。同一時(shí)期，F(xiàn)ridericia則提出了將QT間隔除以RR間隔的3次方根的方式對(duì)QT間隔進(jìn)行矯正。

利用RRI對(duì)QTI進(jìn)行矯正的最常用的公式由Ashman于1942年提出：

QT＝k₁×log₁₀(10×[RR+0.07])，

男性的k₁＝0.38，女性的k₁＝0.39。在此以前，Adams提出了一個(gè)矯正QT間隔的線性公式為：

女性：QT＝0.1259×RR+0.2789，

男性：QT＝0.1536×RR+0.2462.

后來(lái)，Schlamovitz，Malik等對(duì)Ashman的線性公式進(jìn)行改寫，然而這些公式仍局限于描述QT與RRI間的恒穩(wěn)態(tài)(steady-state)公式，并沒(méi)有描述在心率突然改變的時(shí)心室復(fù)極過(guò)程的適應(yīng)性過(guò)程。

隨著24小時(shí)動(dòng)態(tài)心電圖(Holter)診斷技術(shù)的發(fā)展，能通過(guò)計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地識(shí)別ECG的各個(gè)波形，從而獲取長(zhǎng)時(shí)間的RRI信號(hào)和QTI信號(hào)。這種由心律變異引起的QT間隔的改變被稱為QT動(dòng)力學(xué)(QT?dynamics)。很多實(shí)驗(yàn)表明，QTI與RRI之間存在著線性相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)同一個(gè)體不同條件下的QTI/RRI斜率值相對(duì)穩(wěn)定，而個(gè)體間的QTI/RRI斜率值差異明顯。缺血性心臟疾病發(fā)作后的高QTI/RRI斜率值預(yù)示著心臟猝死發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加。

現(xiàn)代高精度的“beat-to-beat”的RRI和QTI的分析發(fā)現(xiàn)RRI與QTI之間的關(guān)系并非是單純的線性關(guān)系，QTI與RRI之間存在著滯后現(xiàn)象(QThysteresis)。當(dāng)改變心率使之持續(xù)幾分鐘的時(shí)候就可以在QTI信號(hào)與RRI信號(hào)之間可見QT滯后于RR的現(xiàn)象。對(duì)滯后時(shí)間進(jìn)行矯正可以發(fā)現(xiàn)QTI與RRI之間的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.8以上。

盡管在RRI和QTI之間明顯地存在著因果關(guān)系，至今的研究仍停留在描述性的分析上，沒(méi)有建立一個(gè)實(shí)用的數(shù)學(xué)動(dòng)力學(xué)模型用于分析QTI變異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種心電信號(hào)RR間隔和QT間隔的動(dòng)力學(xué)模型的建立方法，該方法分析RRI與QTI之間的相關(guān)性，并建立一個(gè)線性數(shù)學(xué)模型用以描述RRI與QTI之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供采用上述動(dòng)力學(xué)模型獲取單位階越響應(yīng)函數(shù)的方法。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供采用上述動(dòng)力學(xué)模型獲取單位階越響應(yīng)函數(shù)的裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

心電信號(hào)RR間隔和QT間隔的動(dòng)力學(xué)模型的建立方法，該方法把RRI作為輸入信號(hào)，QTI作為輸出信號(hào)，在RRI與QTI信號(hào)之間建立線性關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型。作為優(yōu)選，所述的線性關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型為二階線性關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型或二階以上線性關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型。

作為再優(yōu)選，上述的二階線性關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型如下所示：