用于检测心电图（ECG）信号中的QRS复合波的系统的制作方法

用于检测心电图(ecg)信号中的qrs复合波的系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年6月11日提交的美国临时申请第62/859,974号的权益。该前述申请的内容通过引用全部并入本文。


背景技术：

3.本公开内容涉及心电图信号处理。
4.心电图(ecg或ekg)是使用放置在患者皮肤上的电极记录患者心脏在一段时间内的电活动的过程。电极测量皮肤上的与由心脏在每次心跳期间产生的电荷相对应的电变化。心脏的电活动由ecg信号表示，ecg信号包括三个主要分量：p波、qrs复合波和t波。p波表示心房去极化，qrs复合波表示心室去极化，并且t波表示心室复极化。
5.这三个分量各自具有相当独特的模式，并且心脏的结构及其周围环境(包括血液成分)的变化改变这些分量的模式。因此，ecg信号可以传达关于心脏的结构和功能的大量信息。此外，ecg可以用于测量心跳的速率和节律、心腔的大小和位置、心脏肌肉细胞或传导系统是否存在任何损伤、心脏药物的影响、以及植入的起搏器的功能。
6.ecg信号可以包括伪影，所述伪影是由次要内部或外部源例如肌肉移动或来自电气设备的干扰引起的失真信号。某些伪影对正确识别和诊断节律紊乱提出重大挑战。例如，一些节律性运动如颤抖或震颤会造成心律不齐的假象。因此，准确地将ecg伪影与真实ecg信号分离会对患者结果具有显著影响。


技术实现要素：

7.本公开内容描述了与ecg信号处理相关的系统和技术。所描述的系统和技术可以用于检测ecg信号内的qrs复合波。本公开内容通过引用并入如下美国专利的全部内容：2006年2月23日提交的题为“apparatus for signal decomposition,analysis and reconstruction”的美国专利第7,702,502号、2006年2月23日提交的题为“system and method for signal decomposition,analysis and reconstruction”的美国专利第7,706,992号、2008年11月26日提交的题为“physiological signal processing to determine a cardiac condition”的美国专利第8,086,304号、以及2014年3月17日提交的题为“method and apparatus for signal decomposition,analysis,reconstruction and tracking”的美国专利第9,530,425号，这些美国专利包括可应用于ecg信号的处理并且能够以相对低的计算成本提供复杂信号分析的信号分解和分析技术的公开内容。通过利用先前获得专利的信号分解和分析技术，当前描述的系统和技术可以实现ecg信号中的qrs复合波检测的高性能和对伪影的高鲁棒性(例如，mit-bih心律失常数据库上的灵敏度/正预测性》99.6％)。
8.美国专利第7,706,992号描述了用于通过一组频带受限的分析小波对ecg信号进行准周期分解的系统和技术，所述一组频带受限的分析小波与已知与心脏信号的重要特征相关联的频率范围对准(例如，从高频进行到低频：晚期电位、qrs复合波、t波、心率频率、t
波交替和昼夜节律)。小波可以在计算上非常高效，使用很少的数值运算，同时仍然保持频带分离和线性相位响应。表示为时间函数的小波输出形成如下分量信号，所述分量信号表现出它们的极值和零交叉与和ecg信号的显著形态特征始终相关联的时间点(也称为“显著点”)重合的特性。在这些时间点处生成时间标记，以及描述这些点处的相关联的小波状态的各种标签和属性。结合起来，该信息提供了将显著点编码为对象的方法，从而为每个小波分量生成一个对象流。将对象组合成时间对准的向量形成了与基础信号中的形态特征唯一相关联的状态序列。通过观察状态空间中的状态序列，可以应用模式分析和识别的方法，这可以产生ecg的精确分割(各种形态特征的检测和测量)。
9.一般来说，在一个创新方面中，一种系统包括：显示装置；与传感器和显示装置耦接的一个或更多个数据处理装置；以及编码有计算机程序的非暂态计算机可读存储介质，所述程序包括在由一个或更多个数据处理装置执行时使一个或更多个数据处理装置执行操作的指令。所述操作包括：接收与患者心脏的电活动相对应的信号；将信号分离为分量信号，其中，分量信号中的每一个表示频率受限的频带；检测分量信号中的每一个的分式相位转变；在分量信号中的每一个的所检测到的分式相位转变中的每一个处生成包含时间值和幅度值的数据对象；针对与分量信号中的第一分量信号相关联的一组连续数据对象，基于一组连续数据对象中的每个数据对象的幅度值来检测峰幅度；针对与分量信号中的第二分量信号相关联的一组连续数据对象，基于一组连续数据对象中的每个数据对象的幅度值来检测峰幅度；基于数据对象的与峰幅度相对应的时间值来确定峰幅度满足第一时间标准；基于峰幅度和数据对象的与峰幅度相对应的时间值来计算合并的峰幅度和合并的峰时间；确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者；以及响应于确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者，提供检测到的心跳的指示。
10.在另一方面，一种装置包括编码有计算机程序的非暂态计算机可读存储介质。所述程序包括在由一个或更多个数据处理装置执行时使一个或更多个数据处理装置执行操作的指令。所述操作包括：接收与患者心脏的电活动相对应的信号；将信号分离为分量信号，其中，分量信号中的每一个表示频率受限的频带；检测分量信号中的每一个的分式相位转变；在分量信号中的每一个的所检测到的分式相位转变中的每一个处生成包含时间值和幅度值的数据对象；针对与分量信号中的第一分量信号相关联的一组连续数据对象，基于一组连续数据对象中的每个数据对象的幅度值来检测峰幅度；针对与分量信号中的第二分量信号相关联的一组连续数据对象，基于一组连续数据对象中的每个数据对象的幅度值来检测峰幅度；基于数据对象的与峰幅度相对应的时间值来确定峰幅度满足第一时间标准；基于峰幅度和数据对象的与峰幅度相对应的时间值来计算合并的峰幅度和合并的峰时间；确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者；以及响应于确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者，提供检测到的心跳的指示。
11.在另一方面，一种计算机实现的方法包括：接收与患者心脏的电活动相对应的信号；将信号分离为分量信号，其中，分量信号中的每一个表示频率受限的频带；检测分量信号中的每一个的分式相位转变；在分量信号中的每一个的所检测到的分式相位转变中的每一个处生成包含时间值和幅度值的数据对象；针对与分量信号中的第一分量信号相关联的一组连续数据对象，基于一组连续数据对象中的每个数据对象的幅度值来检测峰幅度；针对与分量信号中的第二分量信号相关联的一组连续数据对象，基于一组连续数据对象中的
每个数据对象的幅度值来检测峰幅度；基于数据对象的与峰幅度相对应的时间值来确定峰幅度满足第一时间标准；基于峰幅度和数据对象的与峰幅度相对应的时间值来计算合并的峰幅度和合并的峰时间；确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者；以及响应于确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者，提供检测到的心跳的指示。
12.根据前面的详细描述和权利要求，这样的系统和方法的各种其他功能和益处将是明显的。
附图说明
13.图1是示出检测qrs复合波的ecg信号处理系统的示例的框图。
14.图2是示出分析小波组的实部的频率响应的绘图。
15.图3是示出来自一个分量信号的周期被分解为四个二相的波形。
16.图4a和图4b是示出响应于ecg中的单个孤立搏动的时间对准的小波输出的示例的时间迹线。
17.图5示出了包括与显示设备通信的患者穿戴的传感器的ecg信号处理系统的示例。
18.图6是示出可以用于实现ecg信号处理系统的计算系统的示例的框图。
19.图7是示出如下计算系统的示例的框图，该计算系统描绘了可以用于实现ecg信号处理系统的主机系统。
20.图8是示出由ecg信号处理系统执行的操作的示例的流程图。
21.各个附图中相同的附图标记和名称表示相同的元件。
具体实施方式
22.图1是示出检测ecg信号内的qrs复合波的ecg信号处理系统100的示例的框图。系统100包括便于ecg信号处理的电子组件，例如硬件和/或软件。在一些实现方式中，系统100的部分被包括在患者监测设备中，所述患者监测设备可以连续地收集生理生命体征数据，例如ecg波形、心率、呼吸率、血氧饱和度、血压、温度和脉搏率。患者监测设备的示例包括：胸部传感器，例如在2015年10月22日提交的题为“patient care and health information management systems and methods”的美国公开第2015/0302539号和2016年2月9日提交的题为“patient worn sensor assembly”的美国公开第2016/0228060号中描述的那些；以及与外围设备连接的其他传感器组件，例如在2018年1月25日提交的题为“sensor connection assembly for integration with garment”的美国公开第2018/0213859号中描述的传感器组件，这些公开的公开内容通过引用整体并入于此。在一些实现方式中，系统100的部分被包括在监测站中，所述监测站使用从一个或更多个外围设备例如胸部传感器、指尖探头、耳垂探头或无创血压(non-invasive blood pressure，nibp)袖带接收到的信号来分析和显示生理生命体征数据。监测站的示例包括也在美国公开第2015/0302539号中描述的床头监测器和中央服务器站。
23.系统100包括分析小波组102、二相(qp)对象变换单元104以及qp峰检测单元106、时间限定单元108、幅度限定单元110和不应性规则集112。提供给系统100的ecg信号可以是经滤波的ecg信号。可以使用常规技术对ecg信号进行滤波，以抑制低于0.5hz的基线漂移和低频伪影以及高于55hz的高频噪声和伪影。经滤波的ecg信号首先用分析小波组102进行处
理，以将信号分解(分离)为与qrs复合波的关键形态分量相关联的一组时频尺度。这产生提供给qp对象变换单元104的分量信号，所述qp对象变换单元104应用qp变换(如在美国专利第7,706,992号中描述的)来检测分量信号的极值和零交叉。这些点与沿着ecg信号的具有显著形态特征的点相关联。qp对象变换单元104另外提取嵌入在ecg信号内的关键信息，在这种情况下是与qrs复合波相关联的信息，并将该信息嵌入到qp对象中。该过程产生提供给qp峰检测单元106的qp对象流，所述qp峰检测单元106应用用于检测与qrs复合波峰相关联的模式的规则，随后是时间限定单元108、幅度限定单元110和不应性规则集112，时间限定单元108、幅度限定单元110和不应性规则集112应用用于限定那些峰作为qrs复合波检测的规则。由系统100提供的qrs复合波检测可以用于识别心跳并计算心率统计。
24.分析小波组102可以被实现为使用例如三个分析分量带(参见美国专利第7,706,992号)的并行形式kovtun-ricci小波变换。如在美国专利第7,706,992号中描述的，小波由级联的缩放导数核和缩放积分核组成。缩放导数核具有z-域传递函数：
[0025][0026]
对于频带p具有尺度参数k
p
和阶数参数n
dp
。从宽带意义上观察，缩放导数核充当梳状滤波器，即在频率上具有重复波瓣的滤波器。对其响应进行频带限制以隔离其第一波瓣获得纯带通响应。美国专利第7,706,992号中描述的缩放积分核可以通过执行通过传递函数的移动平均低通来有效地实现低通操作，
[0027][0028]
所述传递函数对于频带p具有尺度参数w
p
和阶数参数n
ip
。
[0029]
如在美国专利第7,706,992号中描述的，变换小波的尺度参数k
p
控制基本带通波瓣的峰，而尺度参数w
p
确定低通的第一零值的频率。选择w
p
≈2k
p
/3的标称值将该第一零值大约放置在h
dp
(z)的第二带通波瓣的峰处，即梳的第一重复处，从而有效隔离基本带通响应。积分阶参数n
ip
控制低通操作的阻带衰减程度；n
ip
＝4的值可以在低计算负载下提供高有效性能。导数阶参数n
dp
控制带通函数的带宽。对于滤波器组，它控制频带响应之间的交叠量。对于qrs组，n
dp
的值被选择成使得频带响应的总和在qrs功率频带上近似平坦，使得关于频率以相对无偏的方式表示qrs复合波的总功率。
[0030]
因此，小波组设计的四个基本参数k
p
、n
dp
、w
p
、n
ip
描述了小波频带的带通和阻带行为。在一些实现方式中，三个分析小波频带被选择为具有例如24hz、16hz和8hz的标称(近似)中心频率。这些频带与在宽范围的形态上组合的qrs特征的尺度相关联。例如，使用离散时间小波算子和ecg的200hz的采样率，可以使用以下设计参数实现分析小波组102的带通小波：
[0031]
频带k
pndpwpnip
1483426654312694
[0032]
表1
[0033]
注意，对于n
dp
偶数具有k
p
偶数以及具有n
ip
偶数将使小波的固有延迟为整数个样本
(参见美国专利第7,706,992号)。这又允许使用简单整数值对准延迟来对组中的小波进行时间对准，如美国专利第7,706,992号中描述的。因此，所示的尺度被选择为距目标最近的值，所述值也满足基于延迟的标准。
[0034]
在图2的绘图200中示出了由实现上述参数产生的频率响应，图2示出了分析小波组的实部的频率响应。在绘图200中，虚线表示频带响应的总和。这些频带本质上是线性相位的，并且根据它们的固有延迟而时间对准以形成如美国专利第7,706,992号中描述的滤波器组。该组也可以是分析形式，使得每个频带具有两个相关联的输出，一个用于分量的实部，并且另一个用于分量的虚部。可替选地，分量输出可以被视为单个复数值信号。
[0035]
参照图1，qp对象变换单元104检测从分析小波组102接收的分量信号中的每一个上的qp转变。图3是示出来自一个分量信号的周期被分解为被标记为a、b、c和d的四个二相的示例的波形300。该分量信号被分解为某些独特特征，并且在一些实现方式中，根据某些独特特征来定义，诸如分量信号的正峰值和负峰值以及正向零交叉和负向零交叉。下面以表格格式示出了这些独特特征：
[0036]
qp标签开始于结束于a正向零交叉正峰值b正峰值负向零交叉c负向零交叉负峰值d负峰值正向零交叉
[0037]
表3
[0038]
再次参照图1，qp对象变换单元104在每个qp转变处形成收集qp属性(例如，在数据字段中)的qp对象(例如，数据结构)，如美国专利第7,706,992号中描述的。出于qrs复合波检测的目的，qp对象包含在qp检测时间点的时间索引和分量幅度。来自三个分量频带的qp对象流可以存储在时间上下文中，以进行跨分量的同步模式分析。
[0039]
qp峰检测106应用用于检测与qrs复合波峰相关联的峰模式的规则。对于qp峰-模式检测，在所有qp对象流上检测幅度-峰模式。在一些实现方式中，沿着qp的序列定义两个峰模式，如下：
[0040]
●
峰模式a
[0041]
○
在7个连续qp的支持上
[0042]
○
中心qp具有最大相关联的幅度
[0043]
○
基本原理：该模式对应于尖锐的中心峰形状
[0044]
●
峰模式b
[0045]
○
在由4个连续qp顺序分隔的3个qp的序列上(关于总共9个连续qp的支持)
[0046]
○
序列qp的qp幅度从两侧朝向中心单调增加
[0047]
○
基本原理：该模式对应于一般的宽峰形状
[0048]
通过在大范围的观察到的搏动形态上匹配峰模式，凭经验确定这些特定模式。峰模式在每个模式的中心qp处对准。所有峰模式同时被满足的中心qp被标记为该qp流的检测到的qp峰，并连同其频带和包括qp峰时间和幅度的时间上下文一起被收集，并被提供给时间限定单元108。
[0049]
对于实际的qrs复合波，qp幅度峰通常在它们的相关联的频带上在时间上对准，而
对于伪影和其他特征——例如在复极化期间出现的那些不对准。基于该时间一致性，时间限定单元108将检测到的qp峰的成对峰时间与其他qp频带上最近的峰时间进行时间上的接近性比较。然后对来自在限定时间窗内相互出现的至少两个频带的qp峰进行时间限定和收集。可以基于该参数的初始观察和优化将限定时间窗设置为例如40毫秒。
[0050]
时间限定的每频带峰被合并为具有单个计算的峰时间和幅度的“中心”时间限定的峰。合并的峰时间被计算为限定的每频带峰时间的平均值。合并的峰幅度被计算为在合并的峰时间下评估的小波输出的总均方根(rms)幅度。因此，时间限定的峰的流由一系列合并的峰形成，并提供给幅度限定单元110。
[0051]
然后，幅度限定单元110基于两个标准限定时间限定的峰的幅度：
[0052]
●
相对幅度标准
[0053]
○
移动幅度统计量由时间限定的峰幅度的流形成，被计算为例如在前4秒内(选择被设计成平衡对幅度突然下降的响应时间与幅度异常值的抑制的时间长度)出现的所有峰幅度的上四分位数值的平均值
[0054]
○
当前峰幅度大于统计量乘以阈值因子，例如0.35(被选择以平衡与qrs复合波不关联的峰的抑制与低幅度qrs复合波的正确检测的值)
[0055]
○
基本原理：抑制在上下文中为异常值的小峰，这些小峰很可能与实际qrs复合波不关联
[0056]
●
绝对幅度标准
[0057]
○
当前峰幅度大于固定的幅度阈值，例如3.6微伏(被选择以抑制通常与基线噪声相关联的低幅度范围内的峰的值)
[0058]
○
基本原理：无论上下文如何都抑制极小峰满足两个标准的峰被幅度限定，并被提供给不应性规则集112。
[0059]
然后，通过不应性规则集112来限定幅度限定的峰。不应性的目的是抑制仍然满足所有前述标准的相对大的p波或t波的过度感测。不应性规则基于当前峰和先前峰的时间接近度(峰之间的时间间隔、峰间间隔)以及相对幅度。规则集的示例如下：
[0060]
定义
[0061][0062]
规则
[0063]
●
如果apeakcurr＞＝apeakprev
[0064]
→
评估左行标准
[0065]
○
如果dipeak＜左不应性间隔
[0066]
■
评估左行幅度/时间标准
[0067]
■
如果满足，则使fkeepprev条件有效，否则无效
[0068]
○
否则，使fkeepprev有效
[0069]
→
执行“保持先前”动作
[0070]
○
如果fkeepprev
[0071]
■
使新的搏动检测有效
[0072]
■
输出先前峰作为检测到的搏动
[0073]
■
将当前峰保存为先前峰
[0074]
○
否则
[0075]
■
使新的搏动检测无效
[0076]
■
将当前峰保存为先前峰
[0077]
●
否则(apeakprev＞apeakcurr)
[0078]
→
评估右行标准
[0079]
○
如果dipeak＜右不应性间隔
[0080]
■
评估右行幅度/时间标准
[0081]
■
如果满足，则使fkeepcurr条件有效，否则无效
[0082]
○
否则，使fkeepcurr有效
[0083]
→
执行“保持当前”动作
[0084]
○
如果fkeepcurr
[0085]
■
使新的搏动检测有效
[0086]
■
输出先前峰作为检测到的搏动
[0087]
■
将当前峰保存为先前峰
[0088]
○
否则
[0089]
■
使新的搏动检测无效
[0090]
■
不做任何事情(丢弃当前峰)
[0091]
左行幅度/时间标准
[0092]
(左不应性斜率)＝1/((左不应性间隔)-(左硬不应性间隔))
[0093]
kthreshrefr＝1-(dipeak-(左硬不应性间隔))*(左不应性斜率)
[0094]
如果满足：apeakprev＞＝apeakcurr*kthreshrefr
[0095]
右行幅度/时间标准
[0096]
(右不应性斜率)＝1/((右不应性间隔)-(右硬不应性间隔))
[0097]
kthreshrefr＝1-(dipeak-(右硬不应性间隔))*(右不应性斜率)
[0098]
如果满足：apeakcurr＞＝apeakprev*kthreshrefr
[0099]
可以通过优化凭经验确定左行标准和右行标准的参数，如下：
[0100]
[0101][0102]
表2
[0103]
ecg处理系统100可以用于要监测或统计分析患者心率的任何环境，包括重症监护、手术、康复以及急诊和医院病房环境。系统100可以提供连续和即时的心跳检测和心率值，这在急诊医学中至关重要，并且对于患有呼吸或心脏问题、特别是慢性阻塞性肺病(copd)的患者，或者对于心律紊乱的诊断也是非常有用的。
[0104]
图4a和图4b是示出响应于ecg中的单个孤立搏动的时间对准的小波输出的示例的时间迹线(从来自mit-bih心律失常数据库(https://physionet.org/physiobank/database/mitdb/)的文件100获得的图4a的迹线400a和图4b的迹线400b)。所有的时间迹线示出了从搏动检测点之前250毫秒到之后250毫秒的时间段。图4a的迹线400a示出了记录中的搏动100，其是正常窦性心律(nsr)搏动，而图4b的迹线400b示出了记录中的搏动1907，其是室性早搏(pvc)搏动。迹线402a和402b示出了上示例小波频带在24hz下的输出；迹线404a和404b示出了中间示例小波频带在16hz下的输出；以及迹线406a和406b示出了下示例小波频带在8hz下的输出。对于小波输出绘图，实迹线是分析小波输出的实部，而细点迹线是分析小波输出的瞬时幅度(复数模量)。与小波输出上的转变(a、b、c、d)相对应的qp点分别用相应的符号(圆形、交叉形、正方形、菱形)标记在实部波形上。在相应的qp时间，相应的点也用较大的圆点标记在幅度输出上。
[0105]
图5示出了包括与显示设备504例如如美国公开第2015/0302539号中描述的床头监测器、中央服务器站或移动设备的显示器通信的患者穿戴的传感器502的系统500。显示设备504显示患者的信息。显示设备504可以显示用户接口506，该用户接口506包括从患者穿戴的传感器502接收到的信息和/或与和患者穿戴的传感器502相关联的患者相关联的信息。患者穿戴的传感器502可以是例如如美国公开第2015/0302539号中描述的胸部传感器。患者穿戴的传感器502可以包括用于附接至患者的皮肤并记录诸如血压、体温、呼吸率、身体阻抗、血液氧合、心脏节律(经由ecg)和心率的各种患者生命体征的触头。
[0106]
患者穿戴的传感器502可以使用诸如例如蓝牙、wi-fi或蜂窝协议的无线通信协议通过无线连接508与显示设备504进行无线通信。患者穿戴的传感器502可以通过无线连接508将患者的生命体征信息发送至显示设备504。在一些实现方式中，患者穿戴的传感器502可以在将信息发送至显示设备504之前对收集的生命体征信息进行处理，诸如上述的ecg信号处理，而在一些实现方式中，患者穿戴的传感器502可以将代替已处理的信息或除了已处理的信息之外的原始生命体征信息发送至显示设备504。
[0107]
显示设备504可以是能够接收触摸屏幕输入的触摸屏幕设备，例如平板计算机。在一些实现方式中，显示设备504可以接收来自键盘、鼠标、输入按钮或能够识别语音命令的一个或更多个设备的输入。在一些实现方式中，可以使用与显示设备504无线通信的设备例如移动电话来控制显示设备504。在一些实现方式中，显示设备504是“无头”设备，该“无头”设备不包括直接的用户输入和/或输出功能，而是仅用作用于以下操作的处理设备：处理从患者穿戴的传感器502接收到的原始生命体征信息，检测警报状态，将警告发送至与显示设
备504进行通信的其他设备，以及将患者信息发送至一个或更多个中央服务器。在这样的情况下，显示设备504将不包括显示器。
[0108]
用户接口506显示与患者穿戴的传感器502相关联的患者的信息。例如，患者穿戴的传感器502的电极可以与患者的皮肤接触并收集生命体征信息，该生命体征信息通过无线连接508传输至显示设备504，由显示设备504进行处理并作为用户接口506的一部分显示。用户接口506示出了各种生命体征波和数字水平。
[0109]
例如，用户接口506示出了患者的ecg波形510以及患者的数字心率值512。在所示示例中，患者的心率值512为每分钟80次搏动。以每分钟搏动次数(bpm)为单位的每搏心率可以计算为hr＝60/rr，其中，rr是以秒为单位的r-r间隔。可以找到当前搏动的r-r间隔作为当前搏动检测时间与先前搏动检测时间之间的时间差。此外，可以在时间轴上的适当点处在ecg显示器上标记合并的峰时间。
[0110]
用户接口506指示患者的可接受的心率范围514落在每分钟50至120次搏动之间。由于每分钟80次搏动的患者的当前心率512落在指示的可接受的范围514内，因此当前不存在关于患者的心率的警报状态。这由叠加有“x”符号的铃形图标516来指示。图标516指示患者的当前心率在可接受的范围内。在患者的心率不在可接受的水平内的情况下，图标516可以改变以指示警报状态。例如，“x”可以从图标516消失并且图标516可以点亮或闪烁以指示警报状态。此外，显示设备504可以发出可听警报，以向附近的护理员警告患者的警报状态。在一些实现方式中，用户接口506的其他部分可以闪烁或以其他方式指示警报状态。例如，在患者的心率在可接受的范围514之外时，所显示的心率值512可以闪烁。在一些实现方式中，图标516(或用户接口506的其他部分)可以以变化的速率闪烁以指示特定警报状态的严重性。例如，患者的心率距可接受的范围越远，图标516就会闪烁得越快。
[0111]
图6是示出执行计算机程序的计算系统600的示例的框图，该计算机程序实现包含在计算机可读介质602上并由中央处理单元(cpu)604执行的上述操作、数据结构和/或程序。cpu 604可以是x86系列cpu或本领域已知的其他cpu。在一些实现方式中，用于执行程序的输入可以通过键盘606来实现。在一些实现方式中，用于执行程序的输入可以通过外围设备诸如鼠标、光笔、触摸屏、触摸板或本领域已知的任何其他输入设备来实现。在一些实现方式中，所描述的操作可以由另一程序调用以执行和处理血氧测定数据。一旦被处理，使用上述操作、数据结构和/或程序处理的数据可以被输出至显示器608，或者经由因特网610或其他无线通信通道被发送至另一用户终端612。在一些实现方式中，可以将输出放入数据库614或位于场外的另一数据库中。
[0112]
图7是示出描绘主机700的计算系统的示例的框图，主机700在一些实现方式中可以包括一组单元或模块，例如，用于与患者穿戴的传感器通信的通信模块(comm)702和相关联的通信链路704、包括包含一组应用指令的计算机可读介质(crm)708的微处理器单元(mpu)706、用于存储患者数据的相关联的存储模块710、操作员(例如，医生、技术人员或患者)可以通过其与mpu 706交互并且可以包括视觉显示器、听觉显示器、键盘、鼠标、触摸屏、触觉设备或其他交互方式的人机接口(hci)712。主机700还包括：输入/输出(i/o)模块714，用于通常连接至计算机外围设备诸如例如打印机、扫描仪和/或数据采集或成像设备并与计算机外围设备通信；以及网络通信模块(net)716，用于与诸如以太网和/或无线网络或wi-fi的计算机网络上的其他主机通信。
[0113]
图8是示出由检测qrs复合波的ecg信号处理系统执行的操作800的示例的流程图。操作800可以由一个或更多个计算机的系统例如图1的系统来执行。操作800可以包括上面已经讨论的细节。
[0114]
在802处，接收与患者心脏的电活动相对应的信号，例如ecg信号。
[0115]
在804处，信号被分离为分量信号，其中，分量信号中的每一个表示频率受限的频带。将信号分离为分量信号可以包括使用三个带通滤波器的组对信号进行滤波。
[0116]
在806处，检测分量信号中的每一个的分式相位转变。检测分量信号中的每一个的分式相位转变可以包括检测分量信号的正向交叉、负向零交叉、正峰值和负峰值。
[0117]
在808处，在分量信号中的每一个的所检测到的分式相位转变中的每一个处生成包含时间值和幅度值的数据对象。
[0118]
在810处，基于一组连续数据对象的每个数据对象的幅度值，针对与分量信号中的第一分量信号相关联的一组连续数据对象检测峰幅度，并且基于一组连续数据对象的每个数据对象的幅度值，针对与分量信号中的第二分量信号相关联的一组连续数据对象检测峰幅度。在一些实现方式中，检测峰幅度包括检测一组连续数据对象的中心数据对象处的峰幅度。在一些实现方式中，检测峰幅度包括检测朝向一组连续数据对象的中心数据对象处的峰幅度单调增加且远离一组连续数据对象的中心数据对象处的峰幅度单调减小的幅度值。
[0119]
在812处，基于数据对象的与峰幅度相对应的时间值，确定峰幅度满足第一时间标准。确定峰幅度满足第一时间标准可以包括确定时间值出现在时间窗内。
[0120]
在814处，基于峰幅度和数据对象的与峰幅度相对应的时间值计算合并的峰幅度和合并的峰时间。在一些实现方式中，计算合并的峰幅度包括计算分量信号在合并的峰时间处的幅度值的总均方根幅度。在一些实现方式中，计算合并的峰时间包括计算时间值的平均值。
[0121]
在816处，确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者。在一些实现方式中，确定合并的峰幅度满足幅度标准包括：根据合并的峰幅度的流计算移动幅度统计量，以及确定合并的峰幅度大于移动幅度统计量乘以阈值因子。在一些实现方式中，确定合并的峰幅度满足幅度标准包括确定合并的峰幅度大于固定的幅度阈值。在一些实现方式中，确定合并的峰幅度满足幅度标准包括确定合并的峰幅度和先前合并的峰幅度的相对幅度。在一些实现方式中，确定合并的峰幅度满足第二时间标准包括确定合并的峰幅度与先前合并的峰幅度之间的时间间隔。
[0122]
在818处，响应于确定合并的峰幅度满足幅度标准和第二时间标准二者，提供检测到的心跳的指示。
[0123]
本公开内容中所描述的特征可以在数字电子电路系统、或在计算机硬件、固件、软件或其组合中实现。装置可以在有形地实施在信息载体例如机器可读存储设备中的计算机程序产品中实现，以供可编程处理器执行，并且方法步骤可以由执行指令程序的可编程处理器执行以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所描述的实现方式的功能。描述的特征可以有利地在一个或更多个计算机程序中实现，一个或更多个计算机程序能够在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行，至少一个可编程处理器被耦接以从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令以及向数据存储系统、至少
一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令。计算机程序是可以在计算机中直接或间接用于执行特定活动或产生特定结果的指令集。计算机程序可以以包括编译语言或解析语言的任何形式的编程语言编写，并且它可以以任何形式来部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。
[0124]
用于执行指令程序的合适的处理器例如包括通用微处理器和专用微处理器二者、以及任何种类的计算机的唯一处理器或多个处理器中的一个。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这二者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或更多个存储器。通常，计算机还将包括用于存储数据文件的一个或更多个大容量存储设备，或者可操作地耦接以与用于存储数据文件的一个或更多个大容量存储设备进行通信；这样的设备包括磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及光盘。适合于有形地实施计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器设备，例如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及cd-rom及dvd-rom盘。处理器和存储器可以由asic(专用集成电路)补充或并入asic中。为了提供与用户的交互，特征可以被实现在如下计算机上，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示设备例如crt(阴极射线管)或lcd(液晶显示器)监视器以及用户可以通过其向计算机提供输入的键盘和指向设备例如鼠标或轨迹球。
[0125]
特征可以在计算机系统中实现，该计算机系统包括后端组件例如数据服务器，或者包括中间件组件例如应用服务器或因特网服务器，或者包括前端组件例如具有图形用户接口或因特网浏览器的客户端计算机，或者它们的任意组合。系统的组件可以通过任何形式或介质的数字数据通信例如通信网络连接。通信网络的示例包括例如形成因特网的lan、wan、以及计算机和网络。计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过网络例如所描述的网络来进行交互。客户端和服务器的关系借助于在各自计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。
[0126]
虽然本说明书包含许多具体实现细节，但是这些实现细节不应被解释为对任何发明或可以要求保护的范围的限制，而是作为对特定于特定发明的特定实施方式的特征的描述。本说明书中在不同实施方式的上下文中描述的某些特征也可以以在单个实施方式中组合的方式实现。反之，在单个实施方式的上下文中描述的各个特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合的方式实现。此外，尽管特征可以如上描述为以某种组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合中的一个或更多个特征可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。
[0127]
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应当被理解为要求以所示的特定顺序或以连续顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件或硬件产品中或者打包到多个软件或硬件产品中。
[0128]
因此，已经描述了本主题的特定实施方式。其他实施方式在所附权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中记载的动作可以以不同的顺序执行，并且仍然实现期望的结
果。另外，附图中描绘的处理不一定需要所示出的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。在某些实现方式中，多任务和并行处理可能是有利的。