專利名稱：用于檢測(cè)心臟事件的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)心臟事件的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
胸痛是非常普遍和復(fù)雜的癥狀，執(zhí)業(yè)醫(yī)師每天都需要精確地診斷它。對(duì)胸痛患者的診斷范圍從心肌痙攣到急性心肌梗死(AMI)。精確和正確的診斷能挽救生命，而誤診會(huì)導(dǎo)致患者的嚴(yán)重發(fā)病和死亡。執(zhí)業(yè)醫(yī)師依賴其經(jīng)驗(yàn)和診斷工具如心電圖(ECG)、血清標(biāo)記物、離子輻射、多巴酚丁胺負(fù)荷超聲心動(dòng)圖(DSE)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和核磁共振成像(MRI)來(lái)對(duì)患者的病癥進(jìn)行診斷。不幸的是，執(zhí)業(yè)醫(yī)師總是要面對(duì)由于沒(méi)能對(duì)患者作出正確診斷而發(fā)生治療不當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)于執(zhí)業(yè)醫(yī)師是個(gè)困擾，尤其當(dāng)他們的診斷工具受制于他們的能力時(shí)。
目前使用血清標(biāo)記物有局限。較顯著的局限涉及(i)單一地確定心肌壞死的一個(gè)血清生化標(biāo)記物不能在癥狀發(fā)生六小時(shí)以內(nèi)可靠地識(shí)別或可靠地排除AMI；(ii)在癥狀發(fā)生后的任何時(shí)間，血清生化標(biāo)記物不能識(shí)別或排除不穩(wěn)定的心絞痛；和(iii)床旁器械診斷靈敏度的不足導(dǎo)致心肌原蛋白水平的升高被忽視。
類似地，使用十二導(dǎo)聯(lián)ECG也有局限。這些局限包括破譯AMI患者的非典型心電圖、對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程如AMI的不準(zhǔn)確的靜態(tài)分析和如下事實(shí)，即心電圖更像預(yù)兆(預(yù)防)工具而不是診斷工具。
目前還沒(méi)有使用ECG來(lái)對(duì)心臟中的存活心肌進(jìn)行定量的已知公開(kāi)。目前定量存活心肌的方法是不理想的。技術(shù)如SPECT、DSE和PET不能測(cè)量存活肌細(xì)胞的直接存在和確切數(shù)量。在SPECT和PET中，由于空間分辨率差，導(dǎo)致不準(zhǔn)確性升高。類似地，在DSE中，因?yàn)閷?duì)比圖像之間的注冊(cè)錯(cuò)誤且不能觀察所有的左心室心肌部分，因而不準(zhǔn)確性升高。在目前，可用MRI確定梗死尺寸、評(píng)價(jià)心肌生存能力和心肌缺血。但是，MRI的成本仍然使其使用受到限制，從而限制了其在獲得良好資助的醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的使用。
公知地，盡管心室心肌的大多數(shù)運(yùn)動(dòng)不能部分與梗死區(qū)域?qū)?yīng)，但如果不進(jìn)行干涉，在急性缺血事件中存活下來(lái)的不定數(shù)量的肌細(xì)胞仍處在危險(xiǎn)中，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)沒(méi)有干涉的情況下梗死血管的狹窄或閉塞仍將持續(xù)。心肌的生存能力取決于殘存的灌注、能量需求和代謝以及激素環(huán)境，及其它因素。出于許多原因，檢測(cè)存活心肌具有重要的臨床意義。首先，可以在至少一定程度上恢復(fù)區(qū)域的收縮功能，從而不僅改善心力衰竭癥狀，而且減少發(fā)病和死亡。第二，重要灌注區(qū)域內(nèi)的存活心肌可能是致命的心律失常的基礎(chǔ)。第三，無(wú)運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的殘存的存活逐漸趨于消失，即使沒(méi)有急性冠狀動(dòng)脈事件的復(fù)發(fā)(這是很重要的，因?yàn)樵诖嬖诖婊钚募〉那闆r下，心室功能差的冠狀動(dòng)脈患者的手術(shù)死亡率較低，并且及時(shí)干涉可以進(jìn)一步減少危險(xiǎn))。最后，保存梗死區(qū)域中的即使一小層存活心肌也可以防止進(jìn)行性重建和心力衰竭。因此，評(píng)價(jià)組織生存能力能更好地對(duì)左心室功能受損的冠狀動(dòng)脈患者進(jìn)行分級(jí)，并改善高?；颊叩那秩胄猿绦虻倪x擇。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了檢測(cè)個(gè)體心肌事件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接到該個(gè)體的至少一個(gè)電極，用于獲得該個(gè)體心臟的心電圖；和用于確定該心電圖的QRS復(fù)合波(QRS complex)下的面積大小的裝置?？梢詫⑺鲋辽僖粋€(gè)電極連接到所述個(gè)體的皮膚或個(gè)體的心臟。優(yōu)選地，用于確定所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置是可視性的或定量性的。該個(gè)體可以是人或動(dòng)物。
所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例是理想的?？梢詸z測(cè)的心臟事件可以是退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、或心室功能受損。
所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先的時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的可定量差值可有益地顯示該個(gè)體心臟中的存活心肌的量在一段時(shí)間內(nèi)的變化(增加或損失)。也可以顯示存活心肌的量沒(méi)有顯著變化。用于確定差值的裝置可以是可視性的或定量性的。
本發(fā)明還提供了用于檢測(cè)個(gè)體心臟事件的方法，該方法包括將至少一個(gè)電極連接到個(gè)體，用于從該個(gè)體的心臟獲得心電圖；和確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小。可以將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的皮膚或個(gè)體的心臟上。優(yōu)選地使用可視性的或定量性的裝置確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小。
本發(fā)明還公開(kāi)了用于實(shí)施檢測(cè)個(gè)體心臟事件的方法的設(shè)備。
本發(fā)明還公開(kāi)了用于產(chǎn)生指數(shù)以確定個(gè)體的心臟事件的發(fā)生的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接到個(gè)體上的至少一個(gè)電極，用于獲得該個(gè)體心臟的心電圖；用于確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置；用于獲得該心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置；和用于獲得所述差值與在所述早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積的所述大小的商的裝置。從相互直接成比例的所述差值和所述商獲得所述指數(shù)。
優(yōu)選在確定指數(shù)時(shí)，用于確定所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置、用于獲得心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置、和用于獲得所述差值與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商的裝置是定量性的。
還公開(kāi)了用于產(chǎn)生指數(shù)以確定個(gè)體的心臟事件的發(fā)生的相應(yīng)方法。
附圖的描述為了可以完全理解本發(fā)明并方便實(shí)施，現(xiàn)將通過(guò)實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，這些實(shí)施例是非限制性例子，僅用于描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。所述描述參考以下示例性附圖

圖1顯示了ECG節(jié)律帶。
圖2顯示了十二導(dǎo)聯(lián)ECG系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)分布。
圖3顯示了心向量在導(dǎo)聯(lián)向量上的投影示意圖。
圖4顯示了正交坐標(biāo)系統(tǒng)的示意圖。
圖5顯示了導(dǎo)聯(lián)向量在三個(gè)正交平面中的投影。
圖6顯示了圖1心電圖的再現(xiàn)圖。
圖7顯示了在2003年12月26日獲得的患者A的示例性ECG。
圖8顯示了在2005年5月18日獲得的患者A的示例性ECG。
圖9顯示了圖7中ECG方框部分的放大部分，它表示導(dǎo)聯(lián)V4。
圖10顯示了圖8中ECG方框部分的放大部分，它表示導(dǎo)聯(lián)V4。
圖11顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的方法流程圖。
圖12顯示了在橫斷面中導(dǎo)聯(lián)分布與心臟的關(guān)系。
圖13顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的第二方法的流程圖。
圖14顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的設(shè)備組件的示意圖。
圖15顯示了用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的設(shè)備實(shí)施方法的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述為了更好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明提供了心電圖(ECG)背景和命名法的額外信息。ECG是更多地揭示有關(guān)心臟節(jié)律，心臟腔室和心肌的尺寸/功能的實(shí)驗(yàn)。健康心臟的心電圖顯示為可預(yù)期的模式。當(dāng)心臟狀況變化時(shí)，在心電圖上將相應(yīng)地顯示出可辨別的變化。ECG是心跳電特征的非侵入式視覺(jué)呈現(xiàn)，源于通過(guò)安裝在皮膚標(biāo)準(zhǔn)化位置上的十二根電線(或?qū)?lián))的低水平電脈沖。但是，要注意本發(fā)明不限于使用十二導(dǎo)聯(lián)ECG系統(tǒng)。實(shí)施ECG以獲得關(guān)于心臟功能的臨床信息，作為心臟對(duì)流過(guò)其單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部和之間的數(shù)百萬(wàn)微小電流的總體響應(yīng)的永久圖案性記錄。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和訓(xùn)練，觀察者可以推斷關(guān)于心臟情況的重要信息。參照?qǐng)D1，將每次心跳(或單個(gè)心動(dòng)周期)的波動(dòng)或“波”標(biāo)記為ECG節(jié)律帶。根據(jù)長(zhǎng)期接受的慣例，用字母P、Q、R、S、T和U進(jìn)行標(biāo)記。
最初四個(gè)波P、Q、R和S表示鈍態(tài)電流，類似于激動(dòng)火花塞的電池(或者更準(zhǔn)確地為電容器)放電。第一個(gè)波P表示心房(心臟上部的腔室)的細(xì)胞的同步去極化(放電)，這將血液推進(jìn)到心室(心臟的主要抽吸室)中，就像裝填泵一樣。第二、第三和第四個(gè)(Q、R和S)波分別表示右心室和左心室細(xì)胞的同步放電、或“激動(dòng)”，這促使將血液分別抽吸到肺和身體其它部分。最后的兩個(gè)波T和U表示主動(dòng)的耗能代謝過(guò)程，類似于將電池或電容器再充電。
可以將各種波之間的持續(xù)時(shí)間解釋為表示心動(dòng)周期的不同部分。例如，從一個(gè)R波頂部到下一個(gè)R波頂部的時(shí)間間期(RR間期)表示一個(gè)心動(dòng)周期(一次心跳)的持續(xù)時(shí)間。PR間期表示用于心房去極化(以裝填泵)的時(shí)間，QRS間期表示“激動(dòng)”主要抽吸室所需的時(shí)間。
可以在體表的任何點(diǎn)測(cè)量心電圖信號(hào)。在正常健康成人中，軀干上的信號(hào)量級(jí)為約5mV，是相對(duì)易于檢測(cè)到的。心電圖信號(hào)的形態(tài)學(xué)取決于心臟發(fā)生器、容積傳導(dǎo)介質(zhì)、和采集電極(導(dǎo)聯(lián))在體表的位置?？梢酝ㄟ^(guò)某些理論考慮，例如在正交導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)的情況下確定導(dǎo)聯(lián)的位置，或者通過(guò)解剖學(xué)標(biāo)記物例如鎖骨、胸骨等確定導(dǎo)聯(lián)的位置，從而通過(guò)采用如圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)排列，使幾何學(xué)偏差最小化。盡管由于導(dǎo)聯(lián)位置不同，心動(dòng)周期會(huì)在不同導(dǎo)聯(lián)中產(chǎn)生具有不同形態(tài)學(xué)的心電圖信號(hào)，但仍然存在關(guān)系，因?yàn)閷?duì)于所有的導(dǎo)聯(lián)，來(lái)源和容積導(dǎo)體是相同的。導(dǎo)聯(lián)向量提供了對(duì)來(lái)源和導(dǎo)聯(lián)電壓關(guān)系的定量描述，它受導(dǎo)聯(lián)位置的影響。
當(dāng)心臟進(jìn)行心室去極化和心房復(fù)極時(shí)，在心電圖上記錄QRS復(fù)合波。由于大量心室細(xì)胞和少量心房細(xì)胞參與電事件，因此心室電向量主導(dǎo)著電場(chǎng)且等勢(shì)線輪廓發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)去極化波從心肌的心內(nèi)膜表面移動(dòng)到心外膜表面時(shí)，記錄相對(duì)高電壓的電勢(shì)。這些電勢(shì)由Q、R和S波的一些組合組成，將它們統(tǒng)稱為QRS復(fù)合波。QRS復(fù)合波表示心室去極化。心房去極化的電勢(shì)較小，被包埋在QRS復(fù)合波中。
類似地，這里對(duì)用QRS復(fù)合波限定的面積來(lái)對(duì)心臟中存活心肌的量進(jìn)行數(shù)學(xué)定量進(jìn)行解釋，以更好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
參照?qǐng)D3，它顯示了心向量在導(dǎo)聯(lián)向量上的投影示意圖。ECG導(dǎo)聯(lián)中感受到的電勢(shì)振幅和極性等于心向量H在導(dǎo)聯(lián)向量L上的投影，方向?yàn)閷?dǎo)聯(lián)向量L的方向。這樣的話VL＝|H|cosθ|L|其中VL＝V導(dǎo)聯(lián)的振幅；H＝心向量；θ＝心向量和導(dǎo)聯(lián)向量之間的角度；L＝導(dǎo)聯(lián)向量(單位向量)，它是連接軀干中心與V導(dǎo)聯(lián)安裝位置的線；和|L|＝1。
將所產(chǎn)生的瞬間電勢(shì)H的投影繪制成ECG軌跡，用時(shí)間作為另一個(gè)變量。ECG軌跡的參照框架是X軸，它是連接心前導(dǎo)聯(lián)安裝位置和軀干中心的線。參照?qǐng)D4，它顯示X、Y、Z軸相互正交的系統(tǒng)，從而使Y軸方向在與水平X軸相同的平面上正交，且Z軸方向與X和Y兩者正交。所有三個(gè)軸在軀干的中心相交。
應(yīng)該注意，對(duì)于未遭受過(guò)任何心肌病的心臟，當(dāng)t＝0和t＝1時(shí)，盡管有意地改變了電極位置，但QRS復(fù)合波下的面積仍保持不變。盡管可以以明確和一致的方式將導(dǎo)聯(lián)安裝到解剖學(xué)標(biāo)記物上(標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng))，但是在t＝0和t＝1時(shí)的導(dǎo)聯(lián)位置變化會(huì)將顯著的誤差引入使用本發(fā)明獲得的QRS復(fù)合波下的面積。因此，假設(shè)在t＝0和t＝1時(shí)存活心肌均無(wú)減少。
參照?qǐng)D5，它顯示了基于理想化(球形)的容積導(dǎo)體的每個(gè)導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)向量，心前位置不具有大曲率的胸壁，因此在胸壁上分別高出和低出兩厘米的點(diǎn)在Z軸上的投影變化接近零，這是導(dǎo)聯(lián)位置本身的投影。電勢(shì)向量在X軸上的投影即ECG軌跡是最大的，不會(huì)隨著X軸旋轉(zhuǎn)而顯著地上下變化，因?yàn)樾D(zhuǎn)角度很小。將參照框架圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)例如角度α將改變向量在新軸系統(tǒng)上的投影。這會(huì)改變ECG的形態(tài)。形態(tài)的改變可能是非常明顯的，盡管所產(chǎn)生的電勢(shì)對(duì)ECG的總體貢獻(xiàn)幾乎保持相同。純量的最小變化的原因是因子cosα，對(duì)于小角度它接近于一。即使最初的參照框架在電向量和參照軸(從軀干中心到導(dǎo)聯(lián)安裝位置)之間具有角度θ，cos(θ+α)＝cosθcosα-sinθsinα，對(duì)于非常小的角度它接近于1.0。X和Y軸向上或向下改變位置不會(huì)改變各自在X或Y軸上的投影。當(dāng)向上或向下移動(dòng)導(dǎo)聯(lián)時(shí)，形態(tài)的變化取決于三個(gè)參照線的關(guān)系，即·軀干中心與正常導(dǎo)聯(lián)位置；·軀干中心與移位的導(dǎo)聯(lián)位置；和·電勢(shì)傳播的方向線，即電向量。
已經(jīng)表明，盡管QRS復(fù)合波在心前導(dǎo)聯(lián)移位時(shí)的形態(tài)不同，但代表產(chǎn)生活化電勢(shì)的心肌量的積分∫QRS dt保持不變。同樣重要的還需要注意的是，有時(shí)候通過(guò)向上和/或向下移動(dòng)小段距離，在導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6中出現(xiàn)形態(tài)變化。圖12顯示了在橫斷圖中，導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6的定位如何允許從心臟50的左心室52讀數(shù)。觀察到導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6處于理想位置，從而能夠從心臟的左心室52獲得讀數(shù)。但是，可能在病理學(xué)改變的心臟結(jié)構(gòu)中(例如右心室或左心室肥大，在心臟位置發(fā)生解剖學(xué)移位)，可以在其它心前導(dǎo)聯(lián)中觀察到相似的變化。
在十二導(dǎo)聯(lián)中，前六個(gè)導(dǎo)聯(lián)源自三個(gè)相同的測(cè)定點(diǎn)。因此，這些六個(gè)導(dǎo)聯(lián)中的任意兩個(gè)包括與其它四個(gè)導(dǎo)聯(lián)完全相同的信息。已知能夠用偶極源模型來(lái)解釋超過(guò)90％的心臟電活性。要評(píng)價(jià)這種偶極，測(cè)量其三個(gè)獨(dú)立的組件已經(jīng)足夠，其中兩個(gè)肢體導(dǎo)聯(lián)能夠反映額狀面組件，而可以為前-后組件選擇一個(gè)心前導(dǎo)聯(lián)。所述組合應(yīng)該足以描述心臟電向量。
導(dǎo)聯(lián)V4、V5或V6中的任意一個(gè)將是非常好的心前導(dǎo)聯(lián)選擇，因?yàn)樗姆较蜃羁拷呐K的左心室52。它大概與接近額狀面的標(biāo)準(zhǔn)肢體平面正交。由于心源在一定程度上能夠被描述為偶極，因此可以認(rèn)為十二導(dǎo)聯(lián)ECG系統(tǒng)具有三個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)聯(lián)和九個(gè)多余的導(dǎo)聯(lián)。但是，心前導(dǎo)聯(lián)還能檢測(cè)非偶極組件，這具有診斷重要性，因?yàn)樗鼈兊奈恢媒咏呐K的前部。因此，十二導(dǎo)聯(lián)ECG系統(tǒng)事實(shí)上具有八個(gè)真正獨(dú)立的導(dǎo)聯(lián)和僅僅四個(gè)多余的導(dǎo)聯(lián)。
記錄所有十二個(gè)導(dǎo)聯(lián)主要是出于歷史原因，這樣能增加模式識(shí)別。導(dǎo)聯(lián)的這種組合能為醫(yī)師提供機(jī)會(huì)，來(lái)比較所得向量在兩個(gè)正交面和不同角度中的投影。當(dāng)導(dǎo)聯(lián)aVR的極性能夠隨著許多ECG記錄儀中包括的-aVR導(dǎo)聯(lián)改變時(shí)，它就更方便了。
本發(fā)明提供了用于檢測(cè)個(gè)體心臟事件的系統(tǒng)。所述個(gè)體可以是人或動(dòng)物。所述系統(tǒng)包括將至少一個(gè)電極連接到個(gè)體，用于獲得該個(gè)體的心臟的心電圖。可以將所述至少一個(gè)電極連接到個(gè)體的皮膚上，或者直接連接到個(gè)體的心臟。參照?qǐng)D12，觀察到導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6位于理想位置，從而能夠從胸腔54的心臟的左心室52獲得讀數(shù)，且每個(gè)導(dǎo)聯(lián)可以獨(dú)立使用來(lái)獲得個(gè)體心臟的心電圖。偶極56顯示了心臟在胸腔54中產(chǎn)生的電偶極方向，如通過(guò)導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6所觀察到的。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)慣例將電極安裝到胸上，用于獲得心電圖。在獲得心電圖后，確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小，以確定個(gè)體心臟中存活心肌的量。這是可能的，因?yàn)樾碾妶D的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例。圖6顯示了圖1心電圖的再現(xiàn)。可以使用可視的和/或定量的裝置來(lái)確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小。在圖6中，用陰影區(qū)域指示心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小。
通過(guò)將心電圖的QRS復(fù)合波積分以獲得QRS復(fù)合波下的面積，來(lái)定量心臟中存活心肌的量。如前所述，Q、R和S波表示右心室和左心室心肌細(xì)胞的去極化、或放電。這個(gè)去極化過(guò)程引發(fā)右心室和左心室的心肌收縮，從而開(kāi)始將血液分別抽吸到肺和其余身體的過(guò)程。由于QRS復(fù)合波是由心室去極化產(chǎn)生的，所以去極化的程度與產(chǎn)生它的心肌的量成比例。
因此，瞬間去極化的積分與心肌總量成比例。因此，確定心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值顯示個(gè)體心臟中存活心肌的量在那段時(shí)間內(nèi)的變化。與來(lái)自同一導(dǎo)聯(lián)的早期心電圖相比，面積增加表示存活心肌的量增加，而面積減少表示存活心肌的量減少。類似地，與早期心電圖相比，面積的最小變化還顯示個(gè)體心臟中存活心肌量的不顯著變化。例如，通過(guò)比較心臟梗死前與梗死后QRS復(fù)合波下的面積，醫(yī)師能夠確定與梗死前相比梗死的心臟是否已經(jīng)有存活心肌的損失，和梗死后留下的存活心肌的量變少。可以預(yù)見(jiàn)，如果醫(yī)師熟知患者的病史，他們就不需要參照這些患者的早期心電圖。
圖7至10顯示了患者的真實(shí)ECG。圖8顯示在時(shí)間t＝1時(shí)的ECG(較近期的測(cè)量，患者年齡為66歲)，而圖7顯示當(dāng)時(shí)間t＝0時(shí)的ECG(較早期的測(cè)量，者年齡為64歲)。圖9顯示圖7中導(dǎo)聯(lián)V4的方框QRS區(qū)域的放大圖(放大700％)，而圖10顯示圖8中導(dǎo)聯(lián)V4的方框QRS區(qū)域的放大圖(放大700％)。參考圖9和10，僅僅通過(guò)看圖，很顯然QRS下的面積已經(jīng)減少。臨床診斷揭示該患者遭遇了缺血損傷。通過(guò)計(jì)數(shù)圖9和10中的正方形，可以如下地定量(t＝1時(shí)的曲線下面積)-(t＝0時(shí)的曲線下面積)＝95-194mm2＝-99mm2負(fù)面積意味著QRS曲線下的面積減少，這對(duì)應(yīng)于存活心肌的損失。因此，即使沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)也沒(méi)有受過(guò)訓(xùn)練，觀察者也能夠定量存活心肌的量，這為心臟的健康提供重要和準(zhǔn)確的指示。
參照?qǐng)D11，本發(fā)明還提供了用于檢測(cè)個(gè)體心臟事件的方法。所述個(gè)體可以是人或動(dòng)物。首先，可以將至少一個(gè)電極連接到個(gè)體上，用于獲得個(gè)體心臟的心電圖(20)?？梢詫⑺鲋辽僖粋€(gè)電極連接到個(gè)體的皮膚上，或者直接連接到個(gè)體的心臟。參照?qǐng)D12，觀察到導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6位于理想位置，從而能夠從心臟的左心室52獲得讀數(shù)，每個(gè)導(dǎo)聯(lián)可以獨(dú)立使用，以獲得個(gè)體心臟的心電圖。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)慣例安裝電極，用于獲得心電圖。在獲得心電圖后，可以通過(guò)可視性的或定量性裝置確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小(22)。如前所述，心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例。此外，可以確定心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值，以確定個(gè)體心臟中存活心肌的量在一段時(shí)間內(nèi)是否有變化(24)。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種設(shè)備，它能夠分析在個(gè)體生命的不同時(shí)間從同一個(gè)體獲得的ECG，并確定個(gè)體心臟中存活心肌的量在那段時(shí)間內(nèi)的變化。該設(shè)備能夠確定心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值。該設(shè)備可以包括具有掃描儀的計(jì)算機(jī)。使用者可以使用計(jì)算機(jī)中的軟件，該軟件利用計(jì)算機(jī)的CPU來(lái)分析ECG的數(shù)字化圖像，從而為使用者提供定量信息。它還可能直接使ECG輸入、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中而不是印刷在紙上。該設(shè)備還可以是能夠改進(jìn)成與已有ECG機(jī)配套使用的裝置，因而該設(shè)備有利于確定心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值。該設(shè)備可以是外加數(shù)據(jù)卡的形式，或者它可以是外配裝置。
參照?qǐng)D14，它顯示了前述設(shè)備所需組件的示意圖。設(shè)備80為外加數(shù)據(jù)卡或外配裝置的形式，它可以包括輸入裝置82，用于輸入ECG信號(hào)。在輸入信號(hào)后，該信號(hào)通過(guò)可以包括至少一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號(hào)調(diào)節(jié)器84，然后經(jīng)過(guò)處理器86進(jìn)行信號(hào)分析。經(jīng)分析的信號(hào)被產(chǎn)生作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器88中。存儲(chǔ)器88可以不是移動(dòng)存儲(chǔ)器。該數(shù)據(jù)然后被輸送到輸出裝置90供使用者利用。設(shè)備80可以由獨(dú)立的能源92驅(qū)動(dòng)，或者直接從ECG機(jī)上獲得能量。參照?qǐng)D15，它顯示設(shè)備80的運(yùn)行過(guò)程。在本描述的前面部分中已經(jīng)充分了討論圖15中的所述過(guò)程。
此外，本發(fā)明公開(kāi)了用于產(chǎn)生確定個(gè)體心臟事件的發(fā)生的指數(shù)的系統(tǒng)。所述個(gè)體可以是人或動(dòng)物。所述系統(tǒng)包括將至少一個(gè)電極連接到個(gè)體，用于獲得個(gè)體心臟的心電圖?？梢詫⑺鲋辽僖粋€(gè)電極連接到個(gè)體的皮膚上，或者直接連接到個(gè)體的心臟。參照?qǐng)D12，觀察到導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6位于理想位置，從而能夠從心臟的左心室52獲得讀數(shù)，每個(gè)導(dǎo)聯(lián)可以獨(dú)立使用，以獲得個(gè)體心臟的心電圖。然后，確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小，以確定個(gè)體心臟中存活心肌的量。這是可能的，因?yàn)樾碾妶D的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例。然后獲得心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值。然后，確定所述差值和在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商。因?yàn)樾碾妶D的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例，所以所述差值和所述商相應(yīng)地相互直接成比例。這就允許產(chǎn)生指數(shù)來(lái)確定個(gè)體心臟事件，如退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、和心室功能受損的發(fā)生。應(yīng)該注意，心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的確定、心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的獲得、和所述差值與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商的獲得是定量進(jìn)行的。
參照?qǐng)D13，類似地公開(kāi)了用于產(chǎn)生指數(shù)的方法，該指數(shù)用于確定個(gè)體心臟事件的發(fā)生。所述個(gè)體可以是人或動(dòng)物。首先，可以將至少一個(gè)電極連接到個(gè)體，用于獲得個(gè)體心臟的心電圖(30)?？梢詫⑺鲋辽僖粋€(gè)電極連接到個(gè)體的皮膚上，或者直接連接到個(gè)體的心臟。參照?qǐng)D12，看到導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6位于理想位置，從而能夠從心臟的左心室52獲得讀數(shù)，每個(gè)導(dǎo)聯(lián)可以獨(dú)立使用，以獲得個(gè)體心臟的心電圖。在獲得心電圖后，可通過(guò)可視性的或定量性裝置確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小(32)。如前所述，心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例。此外，可以確定心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值，以確定個(gè)體心臟中存活心肌質(zhì)量在一段時(shí)間內(nèi)是否有變化(34)。然后，確定所述差值與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商(36)。因?yàn)樾碾妶D的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例，所以所述差值和所述商相應(yīng)地相互直接成比例并可以產(chǎn)生指數(shù)。該指數(shù)可以幫助確定個(gè)體心臟事件，例如退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、和心室功能受損的發(fā)生。應(yīng)該注意，心電圖的QRS復(fù)合波下面積大小的確定、心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的獲得、和所述差值與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商的獲得是定量進(jìn)行的。
通過(guò)理解本發(fā)明，可以預(yù)見(jiàn)本發(fā)明可用于下列應(yīng)用·通過(guò)比較同一患者在心肌梗死前和梗死后的ECG，評(píng)價(jià)殘余心室的量；·確定左心室和右心室的相對(duì)的量；·跟蹤退行性心肌病的進(jìn)程；·跟蹤系統(tǒng)性高血壓和動(dòng)脈狹窄中左心室肥大的進(jìn)程；·跟蹤肺心病中右心室肥大的進(jìn)程；·識(shí)別功能不良但存活著的心?。弧ぷR(shí)別不可逆的心肌損傷；·識(shí)別纖維蛋白溶解療法的候選個(gè)體；·確定風(fēng)險(xiǎn)-效益曲線，用來(lái)選擇適合冠狀動(dòng)脈再血管化的候選人；·確定風(fēng)險(xiǎn)-效益曲線，用來(lái)選擇適合冠狀動(dòng)脈再血管化以改善收縮功能的候選人；·當(dāng)梗死區(qū)域恢復(fù)收縮功能時(shí)，預(yù)見(jiàn)心力衰竭中發(fā)病率和死亡率的減少；·當(dāng)梗死區(qū)域恢復(fù)收縮功能時(shí)，心力衰竭癥狀的改善；
·識(shí)別因?yàn)榇婊钚募〉牧繙p少而處于不利心臟事件危險(xiǎn)中的患者；·識(shí)別處于致命的心律失常危險(xiǎn)中的患者，因?yàn)榕R界灌注區(qū)域中的存活心肌可以代表致命的心律失常的基礎(chǔ)；·識(shí)別心肌缺血的區(qū)域；·定量左心室的量、容積和功能；·確定心肌生存能力為二元現(xiàn)象-心肌的各部分是存活的或不存活的(原因可激發(fā)細(xì)胞的全或無(wú)屬性)；·允許及時(shí)干涉，從而降低心室功能差的冠狀病患者的手術(shù)死亡率(原因運(yùn)動(dòng)不能區(qū)域中的殘余生存能力逐漸趨于消失，即使不存在復(fù)發(fā)性急性冠狀病事件)；·識(shí)別并從而保護(hù)梗死區(qū)域中的即使一小層存活心肌，從而防止進(jìn)行性重建和心力衰竭；·識(shí)別并因此最佳地控制冠狀動(dòng)脈疾病，尤其是具有心室功能受損的疾??；·在t＝0和t＝1時(shí)，即使有意改變電極位置，存活心肌的定量(即QRS復(fù)合波下的面積)也保持不變；從時(shí)間t＝0到t＝1，心臟沒(méi)有遭遇任何心肌病進(jìn)程。通過(guò)有意移位給定的心前導(dǎo)聯(lián)，獲得不同形態(tài)學(xué)的QRS復(fù)合波。但是，表示產(chǎn)生活化電勢(shì)的心肌的量的積分∫QRS dt保持不變；·識(shí)別存活肌細(xì)胞的直接存在，為心肌生存能力提供直接的關(guān)系；·測(cè)量存活肌細(xì)胞的確切數(shù)量，為心肌生存能力提供直接的關(guān)系；·不受現(xiàn)有技術(shù)如SPECT、PET和DSE的技術(shù)限制，直接定量區(qū)域生存能力；·定量存活肌細(xì)胞，即使在薄區(qū)域中；
·定量心室重建而導(dǎo)致的存活肌細(xì)胞的增加或減少；·相對(duì)SPECT和PET的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榭臻g分辨率差也不會(huì)對(duì)局部容積產(chǎn)生影響；·相對(duì)SPECT和PET的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴淮嬖谙♂尯头稚⑷斯ぎa(chǎn)物；·相對(duì)PET的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴淮嬖趯?duì)比區(qū)域之間的注冊(cè)錯(cuò)誤；·相對(duì)于血清標(biāo)記物的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴淮嬖诰窒蓿缪鍢?biāo)記物的特異性和靈敏度；·為臨床決斷提供信息的替代方法，幾乎不產(chǎn)生額外成本；·容易利用的、非侵入的、廉價(jià)的、和可重復(fù)的技術(shù)，用于為臨床決斷提供信息；和·采用已有的ECG機(jī)，沒(méi)有增加成本/部分。
從上述能夠看出，本發(fā)明可以在心臟儀器領(lǐng)域中具有無(wú)數(shù)用途。
盡管已經(jīng)在前面的說(shuō)明書(shū)中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但本發(fā)明涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的情況下，可以對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行許多改變或修改。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)個(gè)體心臟事件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接到所述個(gè)體的至少一個(gè)電極，用于獲得該個(gè)體心臟的心電圖；和用于確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的皮膚上。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的心臟上。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量直接成比例。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述心臟事件選自退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、和心室功能受損。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括用于獲得所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量在一段時(shí)間內(nèi)的變化。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中最小的差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量的非顯著性變化。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中正差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量增加。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中負(fù)差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量損失。
11.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述用于確定所述心電圖的QRS-復(fù)合波下的面積大小的裝置和用于獲得所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置選自可視性的和定量性的。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述個(gè)體選自人和動(dòng)物。
13.一種用于檢測(cè)個(gè)體心臟事件的方法，該方法包括將至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體以從該個(gè)體的心臟獲得心電圖；和確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的皮膚上。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的心臟上。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量直接成比例。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述心臟事件選自退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、和心室功能受損。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其還包括獲得所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量在一段時(shí)間內(nèi)的變化。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中最小的差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量的非顯著性變化。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中正差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量增加。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中負(fù)差值顯示所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量損失。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述心電圖的QRS復(fù)合波下面積大小的確定、和所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的獲得選自可視性的和定量性的。
24.如權(quán)利要求13所述的方法，其中個(gè)體選自人和動(dòng)物。
25.一種用于進(jìn)行如權(quán)利要求13所述的方法以檢測(cè)個(gè)體心臟事件的設(shè)備。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備選自在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的軟件和用于ECG儀的外加裝置。
27.一種用于產(chǎn)生指數(shù)以確定個(gè)體心臟事件的發(fā)生的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括連接到所述個(gè)體的至少一個(gè)電極，用于從該個(gè)體的心臟獲得心電圖；用于確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置；用于獲得該心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置；和用于獲得所述差值與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商的裝置；其中所述差值和所述商相互直接成比例。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的皮膚上。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的心臟上。
30.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與所述個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例。
31.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述心臟事件選自退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、和心室功能受損。
32.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述用于確定所述心電圖的QRS-復(fù)合波下的面積大小的裝置、所述用于獲得所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置、和所述用于獲得所述差值和在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商的裝置是定量性的。
33.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述個(gè)體選自人和動(dòng)物。
34.一種用于產(chǎn)生指數(shù)以確定個(gè)體心臟事件的發(fā)生的方法，所述方法包括將至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體以獲得該個(gè)體心臟的心電圖；確定該心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大??；獲得該心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體和同一導(dǎo)聯(lián)獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值；和獲得所述差值和在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商；其中所述差值和所述商相互直接成比例。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的皮膚上。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中將所述至少一個(gè)電極連接到所述個(gè)體的心臟上。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與所述個(gè)體心臟中的存活心肌的量直接成比例。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述心臟事件選自退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、和心室功能受損。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述用于確定所述心電圖的QRS復(fù)合波下面積大小的裝置、所述用于獲得所述心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小與在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小之間的差值的裝置、和所述用于獲得所述差值和在早先時(shí)刻從同一個(gè)體獲得的心電圖的QRS復(fù)合波的面積大小的商的裝置是定量性的。
40.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述個(gè)體選自人和動(dòng)物。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于檢測(cè)個(gè)體心臟事件的系統(tǒng)、方法和設(shè)備，包括連接到個(gè)體的至少一個(gè)電極，用于獲得個(gè)體心臟的心電圖；和用于確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置?？梢詫⑺鲋辽僖粋€(gè)電極連接到個(gè)體的皮膚或個(gè)體的心臟。優(yōu)選地，用于確定心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小的裝置是可視性的或定量性。所述個(gè)體可以是人或動(dòng)物。心電圖的QRS復(fù)合波下的面積大小與個(gè)體心臟中存活心肌的量直接成比例是有益的?？梢詸z測(cè)的心臟事件可以是退行性心肌病、急性心肌梗死、心律失常、心肌缺血、或心室功能受損。
文檔編號(hào)A61B5/0472GK101083939SQ200580043785
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者泰·川·阿爾弗雷德·克維克, 納拉彥·尼姆卡爾 申請(qǐng)人:泰·川·阿爾弗雷德·克維克, 納拉彥·尼姆卡爾