心髒作為一種生化機電係統，會產生電脈衝，從右上心房的 竇房結(SA)傳導至房室結(AV)。竇房結節充當作該係統的起搏器（圖1）。

 

圖1. 心肌與竇房結(1)和房室結(2)1¹

 

該電脈衝產生P波
，在圖2中的ECG截圖中可以看見。電信號從房室結節開始傳播，經過浦肯野纖維係統
，來到心室，導致心室肌肉收縮。這種收縮（R波）使含氧血從左心室進入並流過身體
，同時使缺氧血從右心室進入肺部。

 

圖2. 心肌收縮期間電行為的ECG圖形表示²

 

ruguoxinzangzhezhongjidianxitongcunzaiquexian，zekenengdaozhizhuduoxinzangwenti。liru

，dangxinzangbodongguomanhuozhebubodongshi
，jiushixindongguohuan。duiyuzhezhongzhuangkuang，dianxingdeshoushuzhiliaofangfashizaihuanzhexiongbupixiazhiruyigeqiboqi（脈衝發生器），並將心內膜導聯線通過靜脈直接引導至心髒，如圖3所示。

 

圖3. 植入式起搏器的位置以及不同種類起搏器的導聯線 (RA—right atrium, RV—right ventricle, LV—left ventricle)

 

在稱為心動過速的另一類心律失常症狀中，心髒搏動過快。這是一種十分嚴重的疾病，可通過植入式心髒除顫器(ICDs)進行治療。現代ICD也可治療多種緩慢性心律失常。

 

當(dang)心(xin)髒(zang)變(bian)大(da)時(shi)，由(you)於(yu)傳(chuan)導(dao)路(lu)徑(jing)變(bian)長(chang)，擾(rao)亂(luan)了(le)心(xin)室(shi)收(shou)縮(suo)的(de)時(shi)機(ji)，因(yin)而(er)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)心(xin)力(li)衰(shuai)竭(jie)。結(jie)果(guo)形(xing)成(cheng)一(yi)種(zhong)正(zheng)反(fan)饋(kui)係(xi)統(tong)，進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)重(zhong)心(xin)髒(zang)負(fu)擔(dan)。 植入式心髒再同步(ICR)器件同時使兩個心室和（通常）一個心房起搏
，進而對心室重新定時。實際上
，這些器件會改善心輸出量，從而使心髒恢複到一定程度。心髒再同步治療(CRT)器件是一種包括ICD在內的係統。

 

CRT器件在圖4(a)zhongdetoushituxiangzhongkeyikanjian。yishijiushiliyongzhezhongyingxianglaifangzhidaolianxiande。duiyufeizhuanyerenshilaishuo，zhezhongyingxiangshihennanjiedude。keyikandaoxinzangdandandelunkuo——這zhe是shi搏bo動dong中zhong的de心xin髒zang的de靜jing態tai視shi圖tu。起qi搏bo器qi位wei於yu右you心xin房fang上shang，心xin髒zang頂ding點dian指zhi向xiang右you下xia方fang。在zai這zhe個ge典dian型xing的de導dao聯lian線xian放fang置zhi實shi例li中zhong
，黑hei色se箭jian頭tou指zhi向xiang右you心xin房fang導dao聯lian線xian。虛xu線xian黑hei色se箭jian頭tou指zhi向xiang右you心xin室shi導dao聯lian線xian。紅hong色se箭jian頭tou標biao示shi的de導dao聯lian線xian隻zhi能neng看kan到dao一yi部bu分fen
，這zhe是shi左zuo心xin室shi導dao聯lian線xian（紅箭頭指向電極尖端）。圖4(b)展示的是雙腔起搏器的典型導聯線放置透視圖像。右心房導聯線指向上方

，置於右心房中。右心室導聯線則位於右心室頂部。

 

圖4. 起搏器導聯線放置的透視圖像³ (a). 單腔起搏器；(b).雙腔起搏器

 

植入式起搏器（圖5）一般都很輕、tijixiao。tamenhanyoubiyaodedianlu
，yibiantongguozhirushidaolianxianlaijiankongxinzangdedianhuodong，bingzaibiyaoshicijixinjiyiquebaoxinzangtiaodongdeguilvxing。qiboqibixushidigonghaoqijian，tamencaiyongdedoushixiaoxingdianchi，shoumingyibanshi10年。美國國家工程院稱，截至2010年，每年超過40萬台起搏器被植入患者身體。⁴

 

圖5. 起搏器示例⁵

 

起搏偽像

 

在正常的ECG圖中，一般很難發現簡單的植入式起搏器的活動，因為超快脈衝（寬度僅有數微秒）會(hui)被(bei)過(guo)濾(lv)掉(diao)，但(dan)在(zai)任(ren)何(he)情(qing)況(kuang)下(xia)，在(zai)毫(hao)秒(miao)級(ji)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)心(xin)電(dian)圖(tu)中(zhong)
，這(zhe)些(xie)脈(mai)衝(chong)都(dou)太(tai)窄(zhai)

，而(er)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)。然(ran)而(er)，其(qi)信(xin)號(hao)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)推(tui)斷(duan)出(chu)來(lai)，偽(wei)像(xiang)是(shi)與(yu)通(tong)過(guo)ECGdaolianxianzaipifubiaomiancededexinzangzishendianhuodongxiangbandedianyamaichong。jianceheshibieqiboweixiangdenenglihenzhongyao，yinweiweixiangxianshileqiboqidecunzai，erqieyouzhuyupingguqiyuxinzangdejiaohuzuoyong。

 

由於偽像幅度小、寬度窄、波(bo)形(xing)多(duo)變(bian)，結(jie)果(guo)使(shi)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)難(nan)以(yi)檢(jian)測(ce)，尤(you)其(qi)是(shi)存(cun)在(zai)可(ke)能(neng)數(shu)倍(bei)於(yu)偽(wei)像(xiang)幅(fu)度(du)的(de)電(dian)噪(zao)聲(sheng)時(shi)。另(ling)外(wai)，起(qi)搏(bo)療(liao)法(fa)已(yi)經(jing)十(shi)分(fen)發(fa)達(da)，如(ru)今(jin)有(you)數(shu)十(shi)種(zhong)起(qi)搏(bo)模(mo)式(shi)，從(cong)單(dan)腔(qiang)起(qi)搏(bo)到(dao)三(san)腔(qiang)起(qi)搏(bo)等(deng)
，不(bu)一(yi)而(er)足(zu)。使(shi)得(de)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)檢(jian)測(ce)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)是(shi)

，起(qi)搏(bo)器(qi)會(hui)產(chan)生(sheng)導(dao)聯(lian)線(xian)完(wan)整(zheng)性(xing)脈(mai)衝(chong)、分鍾通氣量(MV)脈衝
、遙測信號以及可能被誤認為起搏偽像的其他信號。

 

實(shi)時(shi)起(qi)搏(bo)器(qi)遙(yao)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)使(shi)得(de)在(zai)心(xin)電(dian)圖(tu)上(shang)顯(xian)示(shi)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)不(bu)如(ru)過(guo)去(qu)那(na)麼(me)重(zhong)要(yao)了(le)，但(dan)經(jing)驗(yan)豐(feng)富(fu)的(de)醫(yi)師(shi)可(ke)以(yi)從(cong)心(xin)電(dian)圖(tu)中(zhong)推(tui)測(ce)出(chu)患(huan)者(zhe)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)起(qi)搏(bo)療(liao)法(fa)的(de)種(zhong)類(lei)，並(bing)確(que)定(ding)起(qi)搏(bo)器(qi)是(shi)否(fou)工(gong)作(zuo)正(zheng)常(chang)。另(ling)外(wai)，包(bao)括(kuo)以(yi)下(xia)標(biao)準(zhun)在(zai)內(nei)的(de)所(suo)有(you)相(xiang)關(guan)醫(yi)用(yong)標(biao)準(zhun)都(dou)要(yao)求(qiu)顯(xian)示(shi)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)。這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)對(dui)需(xu)要(yao)捕(bu)獲(huo)的(de)起(qi)搏(bo)器(qi)信(xin)號(hao)的(de)高(gao)度(du)和(he)寬(kuan)度(du)等(deng)具(ju)體(ti)要(yao)求(qiu)有(you)所(suo)差(cha)異(yi)。

 

● AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007

● EC13:2002/(R)2007, IEC60601-1 ed. 3.0b, 2005

● IEC60601-2-25 ed. 1.0b

● IEC60601-2-27 ed. 2.0, 2005

● IEC60601-2-51 ed. 1.0, 2005

 

例如
，IEC60601-2-27規定：

 

設備須能夠顯示存在幅度為±2 mV至±700 mV、持續時間為0.5 ms至2.0 ms的起搏器脈衝的心電圖信號。顯示屏上的起搏器脈衝應清晰可見
，折合到輸入端(RTI)的幅度不得小於0.2 mV；

 

AAMI EC11則規定：

 

設備須能顯示存在幅度為2 mV至250 mV
、持續時間為0.1 ms至2.0 ms
、上升時間少於100 µs且頻率為100 脈衝/分的起搏器脈衝的心電圖信號。對於持續時間為0.5 ms至2.0 ms（幅度
、上升時間和頻率參數如上一句所規定）的起搏器脈衝

，必須在心電圖中顯示該起搏器脈衝；顯示屏上應予以清晰的展現，折合到輸入端的幅度不得小於0.2 mV。

 

就需要捕獲的高度和寬度來說，雖然這些差異很小
，但終歸是差異。

 

起搏器的起搏方式

 

A所有起搏導聯線都有兩個電極
，電極的位置決定著信號的極性。

 

在 單極性起搏 中(zhong)
，起(qi)搏(bo)導(dao)聯(lian)線(xian)由(you)單(dan)起(qi)搏(bo)導(dao)聯(lian)線(xian)頂(ding)部(bu)的(de)電(dian)極(ji)與(yu)起(qi)搏(bo)器(qi)外(wai)殼(ke)本(ben)身(shen)的(de)金(jin)屬(shu)殼(ke)所(suo)構(gou)成(cheng)，因(yin)而(er)隻(zhi)有(you)一(yi)根(gen)導(dao)聯(lian)線(xian)插(cha)入(ru)心(xin)髒(zang)。這(zhe)種(zhong)起(qi)搏(bo)模(mo)式(shi)導(dao)致(zhi)的(de)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)在(zai)皮(pi)膚(fu)表(biao)麵(mian)可(ke)能(neng)為(wei)數(shu)百(bai)毫(hao)伏(fu)，寬(kuan)度(du)為(wei)兩(liang)、三毫秒。目前，單極性起搏已不再常用。

 

在 雙(shuang)極(ji)性(xing)起(qi)搏(bo)中(zhong)，用(yong)起(qi)搏(bo)導(dao)聯(lian)線(xian)頂(ding)端(duan)的(de)電(dian)極(ji)使(shi)心(xin)髒(zang)起(qi)搏(bo)。返(fan)回(hui)電(dian)極(ji)是(shi)一(yi)個(ge)環(huan)形(xing)電(dian)極(ji)，非(fei)常(chang)接(jie)近(jin)頂(ding)端(duan)電(dian)極(ji)。目(mu)前(qian)

，多(duo)數(shu)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)都(dou)是(shi)由(you)雙(shuang)極(ji)性(xing)起(qi)搏(bo)造(zao)成(cheng)的(de)。這(zhe)類(lei)導(dao)聯(lian)線(xian)產(chan)生(sheng)的(de)偽(wei)像(xiang)比(bi)單(dan)極(ji)性(xing)起(qi)搏(bo)產(chan)生(sheng)的(de)偽(wei)像(xiang)要(yao)小(xiao)得(de)多(duo)；皮膚表麵的脈衝可能非常小，高度隻有幾百微伏，寬度隻有25 μs，偽像的平均高度和寬度分別為1 mV和500 μs。當檢測矢量與起搏導聯線矢量不直接成行時，偽像的幅度可能會更小。

 

許多起搏器可以通過編程
，使脈衝寬度短至25 μs，但這些設置一般隻用於在電生理學實驗室中進行的起搏器閾值測試中。將下限值設為100 μs
，即可消除將分鍾通氣量(MV)和導聯線完整性(LV導聯線)脈衝誤檢為有效的起搏偽像問題。這些低於閾值的脈衝一般編程至10 μs與50 μs之間。

 

市麵上各種不同的起搏器是針對不同的腔室起博：

 

● 單腔起搏 隻對心髒一個腔室起搏；可能為單極性
，也可能為雙極性。單腔起搏應用於右心房或右心室。

● 雙腔起搏 同時對右心房和右心室起搏。

● 雙心室起搏 同時對右心室和左心室起搏。另外，心髒一般在右心房起搏。這種起搏模式很難正確顯示出現，其原因有二：首shou先xian，兩liang個ge心xin室shi的de起qi搏bo可ke能neng同tong時shi發fa生sheng，在zai皮pi膚fu表biao麵mian表biao現xian為wei單dan個ge脈mai衝chong。第di二er，左zuo心xin室shi導dao聯lian線xian的de放fang置zhi與yu右you心xin室shi導dao聯lian線xian一yi般ban不bu在zai同tong一yi矢shi量liang上shang，而er且qie實shi際ji上shang可ke能neng與yu其qi是shi成cheng正zheng交jiao關guan係xi。通tong常chang情qing況kuang下xia，右you心xin房fang可ke在zai導dao聯lian線xianaVF中得到最佳展示，而右心室則可在導聯線II中得到最佳展示。多數心電圖係統並不采用三個同步導聯線檢測電路或算法
，結果使左心室導聯線最難捕獲。因而有時最好用其中一個V導聯線來檢測。

 

起搏偽像波形

 

多數起搏脈衝都有著超快的上升沿。起搏器輸出端測得的上升時間一般為100 ns左右。當在皮膚表麵測量時，受起搏導聯線電感和電容的影響
，上升時間會略低。皮膚表麵的起搏偽像大多為10 μs或以下。作為內置保護機製的複雜器件，起搏器可能會產生高速毛刺，雖然不會影響心髒，但會影響起搏器檢測電路。

 

圖6所suo示shi為wei理li想xiang起qi搏bo偽wei像xiang的de示shi例li。正zheng脈mai衝chong的de上shang升sheng邊bian沿yan很hen快kuai。在zai脈mai衝chong達da到dao最zui大da幅fu度du之zhi後hou
，會hui發fa生sheng容rong性xing下xia降jiang，然ran後hou出chu現xian後hou沿yan。之zhi後hou，在zai起qi搏bo脈mai衝chong的de再zai充chong電dian部bu分fen，偽wei像xiang會hui改gai變bian極ji性xing。之zhi所suo以yi需xu要yao該gai再zai充chong電dian脈mai衝chong，是shi為wei了le使shi心xin髒zang組zu織zhi保bao持chi淨jing零ling電dian荷he。對dui於yu單dan相xiang脈mai衝chong，離li子zi會hui在zai電dian極ji周zhou圍wei聚ju集ji，結jie果guo產chan生sheng的de直zhi流liu電dian荷he可ke能neng導dao致zhi心xin髒zang組zu織zhi損sun壞huai。

 

圖6. 理想型起搏偽像

 

caiyongxinzangzaitongbuqijianhuigeiqiboweixiangdejiancehexianshidailaigengduomafan。zhexieqijianduihuanzhedeyouxinfanghezuoyouxinshiqibo。lianggexinshidemaichongkenengfeichangjiejin、重疊或同時發生
；zuoxinshishenzhikenengzaiyouxinshizhiqianqibo。muqian，duoshuqijiandoushitongshiduilianggexinshiqibo，danyanjiuxianshi，tiaozhengshixutexingkeyigaishanxinshuchuliang，duiduoshuhuanzheyouyi。fenkaijiancehexianshilianggemaichongbingfeizongnengruyuanyichang，henduoshihou，tamenjiangzaixindiantudianjishangbiaoxianweidangemaichong。ruguolianggemaichongtongshifasheng，qiedaolianxianfangxiangxiangfan，zelianggemaichongkenengzaipifubiaomianxianghudixiao。suiranfashengzhezhongqingkuangdejilvhenxiao，danwomenwanquankeyishexiangjixingxiangfandelianggexinshiqiboweixiangtongshichuxianzaipifubiaomiandeqingkuang。ruguolianggemaichongbeihenduandeshijianjiangedixiao，zejieguochanshengdemaichongboxingjiangbiandefeichangfuza。

 

圖7所示為心髒再同步器件起搏模式在鹽水箱中的示波器軌跡。這是起搏器驗證的標準測試環境；大(da)家(jia)認(ren)為(wei)
，鹽(yan)水(shui)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)與(yu)人(ren)體(ti)相(xiang)似(si)。由(you)於(yu)示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)十(shi)分(fen)接(jie)近(jin)起(qi)搏(bo)導(dao)聯(lian)線(xian)
，結(jie)果(guo)導(dao)致(zhi)幅(fu)度(du)遠(yuan)遠(yuan)大(da)於(yu)皮(pi)膚(fu)表(biao)麵(mian)的(de)預(yu)期(qi)值(zhi)。另(ling)外(wai)，由(you)於(yu)鹽(yan)溶(rong)液(ye)導(dao)致(zhi)心(xin)電(dian)圖(tu)電(dian)極(ji)阻(zu)抗(kang)變(bian)低(di)
，結(jie)果(guo)使(shi)噪(zao)聲(sheng)遠(yuan)遠(yuan)低(di)於(yu)皮(pi)膚(fu)表(biao)麵(mian)測(ce)量(liang)的(de)正(zheng)常(chang)值(zhi)。

 

圖7. 再同步器件在鹽水箱捕獲的起搏信號

 

diyigemaichongshixinfang，diergemaichongshiyouxinshi，disangemaichongshizuoxinshi。daolianxianzhiyuyanshuixiangzhong，qishiliangjingguoyouhuayibianbamaichongqingxidixianshichulai。fuxiangmaichongweiqibo
，zhengxiangmaichongweizaichongdian。xinfangmaichongdefudulvedayuqitalianggemaichongdefudu，yinweidaolianxiandeshiliangshaoweihaoyulianggenxinshidaolianxian
，danzaishijiyingyongzhong
，zaitongbuqijianzhongdequanbusangeqiboshuchudoubianchengweixiangtongdefuduhekuandu。duiyuzhenzhengdehuanzhe
，meigenqiboqidaolianxiandefuduhekuanduyibandoushibutongde。

 

檢測起搏偽像

 

在(zai)對(dui)目(mu)標(biao)信(xin)號(hao)的(de)形(xing)態(tai)和(he)緣(yuan)由(you)有(you)了(le)初(chu)步(bu)了(le)解(jie)之(zhi)後(hou)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)集(ji)中(zhong)探(tan)討(tao)如(ru)何(he)檢(jian)測(ce)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)這(zhe)個(ge)話(hua)題(ti)了(le)。以(yi)符(fu)合(he)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)的(de)方(fang)式(shi)檢(jian)測(ce)所(suo)有(you)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)並(bing)抑(yi)製(zhi)所(suo)有(you)可(ke)能(neng)的(de)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)做(zuo)到(dao)的(de)，這(zhe)是(shi)其(qi)性(xing)質(zhi)使(shi)然(ran)。部(bu)分(fen)難(nan)點(dian)在(zai)於(yu)，起(qi)搏(bo)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)監(jian)控(kong)多(duo)個(ge)腔(qiang)室(shi)
，檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)遇(yu)到(dao)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)
，而(er)且(qie)不(bu)同(tong)製(zhi)造(zao)商(shang)生(sheng)產(chan)的(de)起(qi)搏(bo)器(qi)種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo)。偽(wei)像(xiang)的(de)檢(jian)測(ce)方(fang)案(an)從(cong)硬(ying)件(jian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)到(dao)數(shu)字(zi)算(suan)法(fa)
，十(shi)分(fen)廣(guang)泛(fan)。接(jie)下(xia)來(lai)，我(wo)們(men)將(jiang)對(dui)此(ci)進(jin)行(xing)詳(xiang)細(xi)討(tao)論(lun)。

 

心髒再同步器件所用的起搏導聯線不可能都具有相同的矢量。右心房導聯線通常與導線線II對齊

，但有時也可能直接指向胸部以外，因而可能需要Vx矢量才能看見。右心室導聯線通常置於右心室頂部，因而經常與導聯線II對齊。從冠狀竇穿過的左心室起搏導聯線實際上位於左心室的外部。通常情況下
，該導聯線與導聯線II對齊
，但其方向卻可能是V軸(zhou)向(xiang)。植(zhi)入(ru)式(shi)除(chu)顫(chan)器(qi)和(he)再(zai)同(tong)步(bu)器(qi)件(jian)的(de)起(qi)搏(bo)導(dao)聯(lian)線(xian)有(you)時(shi)置(zhi)於(yu)心(xin)髒(zang)中(zhong)未(wei)發(fa)生(sheng)梗(geng)塞(sai)的(de)區(qu)域(yu)。把(ba)它(ta)們(men)置(zhi)於(yu)梗(geng)塞(sai)區(qu)域(yu)周(zhou)圍(wei)，這(zhe)是(shi)該(gai)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)三(san)個(ge)矢(shi)量(liang)並(bing)要(yao)求(qiu)高(gao)性(xing)能(neng)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)的(de)原(yuan)因(yin)所(suo)在(zai)。

 

一個主要噪聲源是多數植入式心髒器件所使用的H場遙測方案。其他噪聲源包括呼吸胸阻抗測量
、電灼器和與患者相連的其他醫療設備帶來的傳導噪聲。

 

此(ci)外(wai)，每(mei)家(jia)起(qi)搏(bo)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)遙(yao)測(ce)方(fang)案(an)，使(shi)起(qi)搏(bo)偽(wei)像(xiang)檢(jian)測(ce)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)。在(zai)有(you)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)

，一(yi)家(jia)製(zhi)造(zao)商(shang)可(ke)能(neng)針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)植(zhi)入(ru)式(shi)器(qi)件(jian)型(xing)號(hao)采(cai)用(yong)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)遙(yao)測(ce)係(xi)統(tong)。實(shi)際(ji)上(shang)，許(xu)多(duo)植(zhi)入(ru)式(shi)器(qi)件(jian)可(ke)能(neng)同(tong)時(shi)采(cai)用(yong)H場遙測以及MICS頻段或ISM頻段遙測進行通信。不同型號采用不同的H場遙測方案，這種情況使得濾波器的設計變得十分困難。心電圖器件必須為CF級，但其他醫療器件則可能是B級或BF級
，而且其較高的泄漏電流可能幹擾心電圖采集設備的性能。

 

ADAS1000心電圖模擬前端包含起搏偽像檢測算法

 

ADAS1000（圖8）是一款5通道心電圖(ECG)模擬前端(AFE)，旨在幫助解決新一代低功耗
、低噪聲、高性能係留式和便攜式ECG係統設計人員麵對的部分挑戰。ADAS1000專門針對監控級和診斷級心電圖測量而設計，由5個電極輸入和1個專用右腿驅動(RLD)輸出參考電極構成。

 

圖8. ADAS1000功能框圖

 

ADAS1000不但支持基本的心電圖信號監控元件
，還配有多種功能，比如前麵討論過的呼吸測量（胸阻抗測量）、導聯線/電極連接狀態

、內部校準
、起搏偽像檢測功能等。

 

一個ADAS1000支持5個電極輸入
，為進行傳統的6導聯心電圖測量提供了方便。通過另外級聯一個ADAS1000-2（輔助）器件

，係統可以進行真正的12導聯測量；通過級聯多個器件（3個及以上）
，係統可測量15條及以上的導聯線。有關ADAS1000不同變體的詳情
，請參閱表1。

 

表1. ADAS1000現有型號概覽

 

ADAS1000的呼吸特性能夠測量患者的胸阻抗變化

，從而顯示出呼吸的程度或有無缺失。呼吸功能的核心是在可編程頻率（46 kHz至64 kHz）下集成DAC（數模數據器）呼(hu)吸(xi)驅(qu)動(dong)，以(yi)及(ji)有(you)利(li)於(yu)簡(jian)化(hua)這(zhe)種(zhong)複(fu)雜(za)測(ce)量(liang)的(de)專(zhuan)用(yong)模(mo)數(shu)測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)。信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)解(jie)調(tiao)

，作(zuo)為(wei)幅(fu)度(du)和(he)相(xiang)位(wei)信(xin)息(xi)提(ti)供(gong)，由(you)此(ci)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)相(xiang)應(ying)的(de)呼(hu)吸(xi)信(xin)息(xi)，從(cong)而(er)得(de)到(dao)具(ju)體(ti)的(de)線(xian)纜(lan)參(can)數(shu)。利(li)用(yong)內(nei)部(bu)電(dian)容(rong)，電(dian)路(lu)能(neng)夠(gou)檢(jian)測(ce)最(zui)小(xiao)為(wei)200 mΩ的分辨率——使用外部電容時
，甚至可以檢測更精確的分辨率——而且開關方案十分靈活，可對三根導聯線(I

、II、III)之一進行測量。

 

起搏檢測算法

 

器件的前端包含一種數字起搏器偽像檢測算法
，可以檢測到寬度範圍為100 μs至2 ms
、幅度範圍為400 μV至1000 mV的起搏偽像——符合上述AAMI和IEC標準。根據測試結果和醫師意見，這些限製要比醫用標準寬鬆許多。

 

起搏檢測算法在四根可能的導聯線(I、II

、III或aVF)中的三根上運行三個數字算法實例。在高頻心電圖數據上運行，與內部抽取和濾波並行運行。該算法設計用於檢測並測量寬度範圍為100 μs至2 ms
、幅度範圍為400 μV至1000 mVdeqiboweixiang，fanhuiyigebiaozhi，yongyibiaoshishizaiyigenhaishiduogendaolianxianshangjiancedaoqiboxinhao


，tongshifanhuijiancedaodexinhaodegaoduhekuandu。duiyuxiwangyunxingzijideshuziqibosuanfadeyonghu
，ADAS1000提供了一個高速起搏接口，可以快速的數據速率(128 kHz)提供心電圖數據，與此同時
，標準接口上經過濾波和抽取的心電數據保持不變。

 

ADAS1000 ECG IC在其算法中內置一個分鍾通氣量濾波器。分鍾通氣量脈衝（從雙極性導聯線的圓環傳導至起搏器外殼）將檢測呼吸速率，從而控製起搏速率。其寬度總是小於100 μs，變化範圍約為15 μs至100 μs。

 

許多植入式器件能夠編程以支持最窄25 µs的起搏脈衝，但醫師幾乎不會將植入式器件編程為如此窄，因為在超過起搏閾值以後，能量安全裕量將變得不足。

 

這zhe種zhong起qi搏bo偽wei像xiang係xi統tong是shi由you一yi個ge工gong程cheng師shi和he起qi搏bo專zhuan家jia團tuan隊dui與yu起qi搏bo行xing業ye共gong同tong研yan發fa的de。這zhe種zhong合he作zuo帶dai來lai了le一yi種zhong同tong步bu三san矢shi量liang起qi搏bo偽wei像xiang檢jian測ce係xi統tong，該gai係xi統tong可ke以yi檢jian測ce起qi搏bo偽wei像xiang，盡jin管guan電dian氣qi噪zao聲sheng顯xian著zhu大da於yu偽wei像xiang。三san個ge起qi搏bo算suan法fa實shi例li中zhong的de每mei個ge實shi例li都dou可ke以yi編bian程cheng以yi檢jian測ce不bu同tong導dao聯lian線xian(I
、II、II或aVF)shangdeqiboxinhao。gaixitongdeyuzhishuipingkebiancheng，yinerkeyizhenduishijidemaichongkuanduhegaodujiancefanweijinxingdingzhi
，tongshihaipeizhineibushuzilvboqi，yibianyizhixintiao、噪zao聲sheng和he分fen鍾zhong通tong氣qi量liang脈mai衝chong。當dang證zheng實shi起qi搏bo信xin號hao的de單dan個ge實shi例li中zhong存cun在zai起qi搏bo信xin號hao時shi
，器qi件jian會hui輸shu出chu一yi個ge標biao誌zhi
，因yin而er，用yong戶hu可ke以yi在zai心xin電dian圖tu上shang標biao記ji或huo識shi別bie出chu起qi搏bo信xin號hao。

 

起搏器算法的簡化流程圖如圖9所示。

 

圖9. 起搏算法的流程圖

 

起搏偽像算法的采樣速率選擇非常重要
，因為不能與Medtronic、St. Jude和Boston Scientific針對H場遙測載波器采用的頻率完全相同。三家公司都采用不同的頻率
，而且每家公司都有多種不同的遙測係統。ADI公司相信，ADAS1000所用采樣頻率與這三家起搏器廠家的主要遙測係統都不相同。

 

如前所述，ADAS1000tongshibaokuohuxicelianghejiaoliudaoliantuoluomoshi。zhexietexingbudankeyibabutongpinlvdejiaoliuxinhaozhuruhuanzhedianji
，erqiebuhuiganraoqiboweixiangdecaiji。dianzhuoqixinhaosuirankeyizaiADAS1000心電圖輸入之前進行濾波處理
，但起搏偽像檢測算法的性能卻可能因濾波而下降


，因此，在這種設計中，務必十分小心。

 

結論

 

植入式起搏器產生的偽像變化範圍較大
，幅度範圍為2 mV至700 mV，持續時間範圍為0.1 ms至2 ms，上升時間範圍為15 µs至100 µs。偽像往往被淹沒在遙測噪聲或心電信號中，難以檢測。ADAS1000模(mo)擬(ni)前(qian)端(duan)專(zhuan)門(men)麵(mian)向(xiang)心(xin)電(dian)圖(tu)係(xi)統(tong)而(er)設(she)計(ji)，包(bao)括(kuo)檢(jian)測(ce)心(xin)髒(zang)及(ji)其(qi)輔(fu)助(zhu)起(qi)搏(bo)器(qi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)全(quan)部(bu)電(dian)路(lu)
，還(hai)有(you)一(yi)種(zhong)有(you)助(zhu)於(yu)區(qu)分(fen)起(qi)博(bo)偽(wei)像(xiang)並(bing)將(jiang)其(qi)顯(xian)示(shi)在(zai)心(xin)電(dian)圖(tu)上(shang)的(de)嵌(qian)入(ru)算(suan)法(fa)。

 

We invite you to comment on pacing artifacts in the Analog Dialogue Community on EngineerZone.

 

 

參考電路

 

¹Jaffe, C. Carl, MD, cardiologist and Patrick J. Lynch, medical illustrator. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Reizleitungssystem_1.png.

 

²http://en.wikipedia.org/wiki/File:SinusRhythmLabels.svg.

 

³(a) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cardiac_resynchronisation_therapy.png.

 

 (b) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fluoroscopy_pacemaker_leads_right_atrium_ventricle.png.

 

⁴http://www.nae.edu/page20019090/WhatisaPacemaker.aspx.

 

⁵http://en.wikipedia.org/wiki/File:St_Jude_Medical_pacemaker_with_ruler.jpg.

 

 

推薦閱讀：