心臟起搏偽像的檢測與識別

有時(shí)候，植入式除顫器與再同步裝置的起搏導聯(lián)會(huì )放在沒(méi)有梗塞的心區。圍繞梗塞區放置導聯(lián)是系統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。

大多數植入式心臟裝置都采用H場(chǎng)遙測法， 這是一個(gè)重要的噪聲來(lái)源。其它噪聲源有：對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療設備傳導過(guò)來(lái)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(wèn)題更加復雜化。有些情況下，某家制造商還可能為不同型號的植入設備采用不同的遙測系統。很多植入設備可以同時(shí)使用H 場(chǎng)遙測，以及通過(guò)ISM 或醫療植入通信服務(wù)( MICS ) 頻段做通信。不同型號裝置采用的不同H 場(chǎng)遙測， 使得濾波器設計更復雜化。ECG 設備必須是Class CF ( 最嚴格的類(lèi)別) ，因為它與心臟有直接的導電接觸，而其它醫療設備則可能只需滿(mǎn)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采集設備的性能。

檢測起搏偽像的AFE

ADAS1000 (圖4)是一臺五通道模擬前端，設計目標是要滿(mǎn)足低功耗、低噪聲、高性能的固定式或便攜式ECG系統的設計挑戰。該AFE針對監護級與診斷級ECG測量而設計，包括五個(gè)電極輸入端，以及一個(gè)專(zhuān)門(mén)的右腿驅動(dòng)(RLD)輸出基準電極。除了支持基本ECG信號監護單元以外，AFE還能夠做呼吸測量(胸廓阻抗)、導聯(lián)/電極連接狀態(tài)、內部校準，以及起搏偽像的檢測等。

一臺ADAS1000支持五個(gè)電極輸入，采用傳統的六導聯(lián)ECG測量法。如級聯(lián)一臺ADAS1000-2設備，則可以放大成為一個(gè)真12導聯(lián)測量系統;如果級聯(lián)三臺以上設備，則可以成為15導聯(lián)甚至更多的測量系統。

檢測算法

設備的前端包含了一個(gè)數字起搏偽像檢測算法，它遵照AAMI和IEC標準，檢測寬度從100μs~2ms，幅度從400μV~1000mV區間內的起搏偽像。圖5是算法的流程圖。

圖5: 流程圖顯示了數字起搏器對起搏偽像算法的決策過(guò)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 )針對四個(gè)可能導聯(lián)(I、II、III或aVF)中的三個(gè)，運行三個(gè)數字算法的實(shí)例。它運行在高頻ECG數據上，同時(shí)做內部抽取與過(guò)濾，并返回一個(gè)標志，表示在一根或多根導聯(lián)上檢測到了起搏信號，提供所檢測信號的高度與寬度。對于希望運行自有數字起搏算法的用戶(hù)，ADAS1000還提供了一個(gè)高速起搏接口，能給出128kHz速率的ECG數據;在標準接口上，經(jīng)過(guò)濾和抽取的ECG數據保持不變。

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

三向量同步起搏系統可以在噪聲環(huán)境中檢測到起搏偽像。三個(gè)起搏算法實(shí)例中，可以對每一個(gè)做編程設定，以檢測不同導聯(lián)(I、II、III或aVF)上的起搏信號。預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，內部數字濾波器用于抑制心跳、噪聲與MV脈沖。當某次起搏在起搏信號實(shí)例中通過(guò)了驗證時(shí)，設備會(huì )輸出一個(gè)標志，這樣用戶(hù)就可以標記或識別ECG圖上的起搏信號。

對起搏偽像算法的采樣速率選擇是關(guān)鍵， 因為它不能恰好等于三家起搏系統公司( BostonScientific、Medtronic和St Jude)的H場(chǎng)遙測載波頻率。這三家供應商使用了不同的頻率，各家還有很多不同的遙測系統。Analog Devices公司相信，ADAS1000的采樣頻率不與任何主流的遙測系統相重合。