[發明專利]用于估計殘余ECG噪聲水平和自適應噪聲閾值的方法和系統

在審

• 申請號: 202011634059.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN113116359A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: L·博特策
• 申請（專利權）人: 伯恩森斯韋伯斯特（以色列）有限責任公司
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/346
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅;姜冰

本發明題為“用于估計殘余ECG噪聲水平和自適應噪聲閾值的方法和系統”。本發明公開了一種系統，該系統包括用于估計心電圖(ECG)信號中的殘余噪聲水平的裝置。所公開的系統和方法可用于心電圖裝置中。根據本發明的示例性實施方案，被定位在心臟結構附近的多個電極可測量心臟結構的電信號以產生ECG信號。系統可將ECG信號分段成多個區段。對于所述多個區段中的每一者，可從區段中去除線性趨勢能量和/或直流(DC)能量，并且可計算區段的估計的噪聲能量?？蛇x擇具有最小估計的噪聲能量的多個區段的子集。ECG信號的殘余噪聲能量可通過計算區段的子集上的估計的噪聲能量的平均值來估計。

技術領域

本發明整體涉及用于估計電信號中的噪聲水平的系統和方法，并且更具體地涉及用于估計心電圖(ECG)信號和自適應噪聲閾值算法中的噪聲水平的系統和方法。

背景技術

心電描記測試使用放置在皮膚上的電極和/或使用導管放置在心臟內的電極在一段時間內測量和記錄心臟的電活動。這些電極檢測每個心跳期間由心臟肌肉的去極化的電生理模式引起的小的電變化，并且因此可用于檢測異常的心臟病癥諸如心肌梗塞、肺栓塞、結構性心臟病(例如，心臟雜音)、心動過速或心律失常(例如，心房纖顫)。心電描記法可由心電圖機執行，并且所得的測試產生心電圖(等效地縮寫為EKG或ECG)，該心電圖顯示心臟中的電信號，通常作為心臟的電活動的電壓隨時間的曲線圖。

在每次心跳期間，健康的心臟具有有序的去極化進程。這種有序的去極化模式產生特征性ECG描記線。對于訓練有素的臨床醫生，ECG信號的形態傳達關于心臟結構及其電傳導系統功能的大量信息。除其他外，ECG可用于測量心跳的速率和節律、心室的尺寸和位置、對心臟的肌肉細胞或傳導系統的任何損傷的存在、心臟藥物的作用以及植入的起搏器的功能。對ECG的判讀從根本上講是關于理解心臟的電傳導系統。正常傳導以可預測模式開始并傳播，并且偏離該模式可為正常變化或為病理性的。因此，ECG信號中噪聲的存在可妨礙有效地分析心臟活動的能力。此外，包括心臟3D成像和消融系統(例如，系統)的許多算法和系統依賴于ECG信號來進行參考、標測和分析。為了改善此類系統和算法功能的方式，需要ECG信號中的實際殘余噪聲水平的準確和實時估計。

心電圖信號包含不期望的噪聲，該噪聲可包括低頻噪聲(例如，由于呼吸和/或基線漂移)以及較高頻率的噪聲，例如功率噪聲和/或偏轉噪聲。濾波器(例如，功率濾波器)可用于去除某些頻率下的噪聲。然而，它們無法有效地去除所有噪聲(例如，濾波器帶寬之外的頻率下的噪聲)。因此，即使在濾波之后，ECG信號中通常存在殘余噪聲。出于各種原因，諸如監測系統性能和調整各種算法，估計殘余噪聲是重要的。ECG噪聲估計方法受到并發信號和噪聲的存在的挑戰。因此，噪聲估計的方法可包括作為第一步驟嘗試在期望的信號和噪聲信號之間分離?，F有的用于分離這些信號的方法往往非常復雜。因此，需要用于ECG信號中的噪聲估計的更簡化、準確和實時的方法，該方法可用于評估和管理依賴于ECG的系統中的噪聲水平。

發明內容

本發明公開了一種包括用于估計心電圖(ECG)信號中的殘余噪聲水平的裝置的系統。所公開的系統和方法可用于心電圖裝置中。根據本發明的示例性實施方案，被定位在心臟結構附近的多個電極可測量心臟結構的電信號以產生ECG信號。系統可將ECG信號分段成多個區段。對于多個區段中的每一者，可從區段中去除包括恒定直流(DC)的趨勢、線性趨勢和/或內插低頻趨勢，并且可計算區段的估計的噪聲能量?？蛇x擇具有最小估計的噪聲能量的多個區段的子集。ECG信號的殘余噪聲能量可通過計算區段的子集上的估計的噪聲能量的平均值來估計。估計的噪聲能量可用于多種應用中，例如，以比較和選擇具有最小噪聲的診斷設備(例如，導管、電極)，以檢測和警示設備中的錯誤并進行故障診斷，以及利用系統中的估計的噪聲來調節系統性能和系統閾值/算法。

附圖說明

根據下文附圖所示的本公開優選實施方案的更為具體的說明，本公開的上述及其他特征和優點將顯而易見。

圖1為根據示例性實施方案的示例心電圖裝置100的示意圖；