ADI医疗应用:检测并区分心脏起搏伪像

起搏检测算法在四根可能的导联线（I、II、III或aVF）中的三根上运行三个数字算法实例。在高频心电图数据上运行，与内部抽取和滤波并行运行。该算法设计用于检测并测量宽度范围为100 μs至2 ms、幅度范围为400 μV至1000 mV的起搏伪像，返回一个标志，用以表示是在一根还是多根导联线上检测到起搏信号，同时返回检测到的信号的高度和宽度。对于希望运行自己的数字起搏算法的用户，ADAS1000提供了一个高速起搏接口，可以快速的数据速率（128 kHz）提供心电图数据，与此同时，标准接口上经过滤波和抽取的心电数据保持不变。

ADAS1000 ECG IC在其算法中内置一个分钟通气量滤波器。分钟通气量脉冲（从双极性导联线的圆环传导至起搏器外壳）将检测呼吸速率，从而控制起搏速率。其宽度总是小于100 μs，变化范围约为15 μs至100 μs。

许多植入式器件能够编程以支持最窄25 µs的起搏脉冲，但医师几乎不会将植入式器件编程为如此窄，因为在超过起搏阈值以后，能量安全裕量将变得不足。

这种起搏伪像系统是由一个工程师和起搏专家团队与起搏行业共同研发的。这种合作带来了一种同步三矢量起搏伪像检测系统，该系统可以检测起搏伪像，尽管电气噪声显著大于伪像。三个起搏算法实例中的每个实例都可以编程以检测不同导联线（I、II、II或aVF）上的起搏信号。该系统的阈值水平可编程，因而可以针对实际的脉冲宽度和高度检测范围进行定制，同时还配置内部数字滤波器，以便抑制心跳、噪声和分钟通气量脉冲。当证实起搏信号的单个实例中存在起搏信号时，器件会输出一个标志，因而，用户可以在心电图上标记或识别出起搏信号。

起搏器算法的简化流程图如图9所示。

图9. 起搏算法的流程图

起搏伪像算法的采样速率选择非常重要，因为不能与Medtronic、St. Jude和Boston Scientific针对H场遥测载波器采用的频率完全相同。三家公司都采用不同的频率，而且每家公司都有多种不同的遥测系统。ADI公司相信，ADAS1000所用采样频率与这三家起搏器厂家的主要遥测系统都不相同。

如前所述，ADAS1000同时包括呼吸测量和交流导联脱落模式。这些特性不但可以把不同频率的交流信号注入患者电极，而且不会干扰起搏伪像的采集。电灼器信号虽然可以在ADAS1000心电图输入之前进行滤波处理，但起搏伪像检测算法的性能却可能因滤波而下降，因此，在这种设计中，务必十分小心。

结论

植入式起搏器产生的伪像变化范围较大，幅度范围为2 mV至700 mV，持续时间范围为0.1 ms至2 ms，上升时间范围为15 µs至100 µs。伪像往往被淹没在遥测噪声或心电信号中，难以检测。ADAS1000模拟前端专门面向心电图系统而设计，包括检测心脏及其辅助起搏器所产生的电信号所需要的全部电路，还有一种有助于区分起博伪像并将其显示在心电图上的嵌入算法。