DE19827697A1

DE19827697A1 - Verfahren und System zum Liefern von Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion

Info

Publication number: DE19827697A1
Application number: DE19827697A
Authority: DE
Inventors: Cheuw Lee Yeo; Jyh-Yun Wang
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: US5827196A; JPH1170089A; DE19827697B4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und ein System zum Liefern von hochgenauen Cha rakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunk tion, wie z. B. QRS-Komplexe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und ein System zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenform darstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, wo bei derartige Wellenformdarstellungen aus elektrokardiogra phischen Messungen abgeleitet werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum automatischen Erzeugen von hochgenauen Cha rakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunk tion, wie z. B. QRS-Komplexe, wobei derartige Wellenformdar stellungen aus den elektrokardiographischen Messungen auf ge baut werden. Die vorliegende Erfindung erzeugt solche hoch genauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen durch (1) Vorsehen eines innovativen Wegs zum Analysieren jedes Glieds eines Satzes von elektrokardiographischen Mes sungen, die schließlich verwendet werden sollen, um die Wellenformdarstellungen auf zubauen, um zu bestimmen, ob das analysierte Glied eine gute oder schlechte Darstellung der Herzfunktion ist, und (2) danach durch Verwenden lediglich jene Signale, die bei einer derartigen Analyse als gut bestimmt wurden, um die Charakterisierung der Wellenform darstellung aufzubauen.

Ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung verwendet bestimmte spezifische elektrische Signale, die aus einem Gerät zum Überwachen der Herzfunktion abgelei tet werden, das als Elektrokardiograph bekannt ist. Um zu verstehen, wie diese bestimmten spezifischen elektrischen Signale verwendet werden, ist ein Grundverständnis des Elektrokardiographen und dazu hilfreich, worauf sich bestimmte spezifische elektrische Signale beziehen. Dem entsprechend stellt die folgende Erörterung als eine Hilfe zum Verständnis des Elektrokardiographen eine kurze Be schreibung (1) der elektrochemischen und mechanischen Funktion des Herzens, (2) davon wie die elektrochemische Funktion des Herzens in elektrische Energie gewandelt wird, die dann durch den Elektrokardiographen verwendet wird, um graphisch die mechanische Funktion des Herzens anzuzeigen, und (3) davon dar, wie die bestimmten spezifischen elek trischen Signale (oder "Ableitungen") aus dem Elektro kardiographen abgeleitet werden.

Die mechanischen Ereignisse des Herzens werden durch die elektrochemische Aktivität des Herzens (d. h. die Ausbrei tung des Wirkpotentials) vorangegangen und eingeleitet. Es gibt ein Gerät, das die elektrochemische Aktivität des Her zens in eine für das menschliche Auge sichtbare Form trans formiert: der Elektrokardiograph, der eine visuelle Darstel lung der elektrochemischen Aktivität des Herzens erzeugt. Die visuelle Darstellung ist als Elektrokardiogramm (EKG) bekannt.

Während eines EKG werden Elektroden an der Körperoberfläche befestigt. Die Elektroden sind speziell behandelt, um es zu ermöglichen, daß die Ladungsträger innerhalb der Elektroden (Elektronen) mit den Ladungsträgern innerhalb des Körpers (Ionen) über elektrochemischen Austausch kommunizieren. Das Befestigen der Elektroden an der Körperoberfläche ermöglicht es, daß Spannungsänderungen innerhalb des Körpers nach einer geeigneten Verstärkung des Signals aufgezeichnet werden. Ein Galvanometer innerhalb des EKG-Geräts wird als ein Auf zeichnungsgerät verwendet. Galvanometer zeichnen Potential unterschiede zwischen zwei Elektroden auf. Das EKG ist lediglich die Aufzeichnung der Unterschiede der Spannung zwischen den zwei Elektroden auf der Körperoberfläche als eine Funktion der Zeit und wird üblicherweise auf einem Re gistrierstreifen aufgezeichnet. Wenn sich das Herz in Ruhe befindet, Diastole (= Erschlaffungszeit), werden die Herz zellen polarisiert und es findet keine Ladungsbewegung statt. Folglich zeichnen die Galvanometer des EKG keinen Ausschlag auf. Wenn jedoch das Herz beginnt, ein Wirkpoten tial auszubreiten, wird das Galvanometer ausschlagen, da ei ne Elektrode, unter der die Depolarisierung aufgetreten ist, einen Potentialunterschied zu einer Region auf dem Körper aufzeichnen wird, unter der das Herz noch nicht depolari siert wurde.

Ein vollständiger Herzzyklus ist als Herzschlag bekannt. Auf einem EKG weist ein normaler Herzschlag ein unverwechselba res Signal auf. Anfangs zeichnet das Galvanometer einen ge rundeten positiven Ausschlag relativ kurzer Dauer (als P-Welle bekannt) auf, der durch eine Atriumdepolarisation (= Herzvorhofdepolarisation) bewirkt wird. Anschließend dazu tritt ein kleiner aber kurzer negativer Ausschlag (der als Q-Welle bekannt ist) auf. Als nächstes tritt ein sehr großer und scharfer positiver Ausschlag (als R-Welle bekannt) auf, nachdem ein scharfer und großer negativer Ausschlag (als S-Welle bekannt) auftritt. Wenn diese Wellen zusammenge bracht werden, sind dieselben als QRS-Komplex bekannt. Der QRS-Komplex wird durch die Herzkammerdepolarisation bewirkt. Folgend auf den QRS-Komplex folgt ein abgerundeter positiver Ausschlag mit einer relativ langen Dauer (als T-Welle be kannt), der durch eine Herzkammerneupolarisation bewirkt wird.

Das EKG verwendet in der Praxis viele Elektrodensätze. Diese Elektroden sind derart auf der Oberfläche des Körpers ange ordnet, daß das Signal, das empfangen wird, die gleiche Form aufweisen wird, wie dasselbe, das gerade beschrieben wurde. Gut bekannte bipolare Elektrodenpaare werden typischerweise auf dem rechten Arm (RA) eines Patienten, dem linken Arm (LA), dem rechten Bein (RL; RL = Right Leg) (das häufig als Bezug verwendet wird) und dem linken Bein (LL; LL = Left Leg) positioniert. Auf monopolare Elektroden wird ordnungs gemäß als V-Ableitungen Bezug genommen, und dieselben sind anatomisch auf der Brust eines Patienten gemäß einer gelten den Konvention (im folgenden als Ableitungen V1-V6 be zeichnet) positioniert. Bei der Herzüberwachung und der Herzdiagnose stellt die Spannungsdifferenz, die zwischen zwei derartigen Elektroden oder zwischen einer Elektrode und dem Durchschnitt einer Gruppe von anderen Elektroden er scheint, eine spezielle Perspektive der elektrischen Aktivi tät des Herzens dar, und auf dieselbe wird als EKG Bezug genommen. Spezielle Kombinationen der Elektroden werden Ab leitungen genannt. Beispielsweise sehen die Ableitungen, die in einem Standard-Elektrokardiogrammsystem mit 12 Ablei tungen verwendet werden können, wie folgt aus:

Ableitung I = (LA-RA)
Ableitung II = (LL-RA)
Ableitung III = (LL-LA)
Ableitung V1 = V1-(LA + RA + LL)/3
Ableitung V2 = V2-(LA + RA + LL)/3
Ableitung V3 = V3-(LA + RA + LL)/3
Ableitung V4 = V4-(LA + RA + LL)/3
Ableitung V5 = V5-(LA + RA + LL)/3
Ableitung V6 = V6-(LA + RA + LL)/3
Ableitung aVF = LL-(LA + RA)/2
Ableitung aVR = RA-(LA + LL)/2
Ableitung aVL = LA-(RA + LL)/2.

Obwohl es so scheint, als ob der Ausdruck "Ableitung" einen physischen Draht bezeichnet, beschreibt der Ausdruck folg lich in der Elektrokardiographie tatsächlich das elektrische Signal, das von einer bestimmten Elektrodenanordnung aufge nommen wird, wie es oben dargestellt ist.

Über die Jahre hinweg haben Gesundheitspflegefachleute einen Wissenskörper aufgebaut, mit dem sie gelernt haben, Varia tionen in dem EKG mit unterschiedlichen Krankheiten und Herzdefekten zu korrelieren. Offiziell ist dieser Prozeß des Korrelierens als "Elektrokardiographie" bekannt.

Die Elektrokardiographie ist, wie sie durch menschliche Kar diologen praktiziert wird, hauptsächlich eine visuell ausge richtete Technik, bei der die menschlichen Kardiologen visu ell eine Wellenformkurve der elektrokardiographischen Mes sungen, die über die Zeit vorgenommen wurden, untersuchen. Auf der Basis der morphologischen (d. h. Form-) Änderungen der Wellenform bezüglich der Zeit führt der menschliche Kar diologe eine Diagnose der Herzfunktion durch. Beim Erstellen einer derartigen Diagnose ist es wesentlich, daß der mensch liche Kardiologe eine genaue Charakterisierung (z. B. das Wissen, wo der QRS-Komplex erscheint) der Wellenformdar stellung besitzt, die aus den elektrokardiographischen Mes sungen der Herzfunktion abgeleitet wird, dahingehend, daß Ungenauigkeiten der Wellenform Ungenauigkeiten bei der Dia gnose verursachen.

Die Erfordernis einer genauen Charakterisierung (z. B. wo der QRS-Komplex positioniert ist) der Wellenformdarstellung ist bei der mechanisierten Elektrokardiographie sogar kri tischer. Das heißt es wurden Apparate erzeugt, die viele der Funktionen automatisiert haben, die ursprünglich durch menschliche Kardiologen durchgeführt wurden. Eine der häu figsten Weisen, auf die Ingenieure diese Apparate erzeugen konnten, bestand darin, die Diagnosen des menschlichen Kar diologen über die Verwendung von einer oder mehreren Wellen formschablonen als eine Grundlinie, mit der die Wellenform darstellung der Herzfunktion eines Patienten verglichen wird, anzunähern.

Die Art, auf die derartige Schablonen typischerweise verwen det werden, sieht wie folgt aus. Zuerst wird ein Mehrablei tungselektrokardiograph an einem bestimmten Patienten be festigt, und es wird ein Elektrokardiogramm begonnen. Zwei tens wird eine EKG-Wellenform von einer oder mehreren Ab leitungen erhalten. Drittens werden eine oder mehrere Wel lenformschablonen, die bestimmte interessierende Herzzustän de anzeigen, mit der gespeicherten Wellenform des Patienten kreuzkorreliert. Die Wellenformschablone wird mit der EKG-Wellenform durch "Wobbeln" der Wellenformschablone über die empfangene Wellenform und durch Verfolgen, wie gut die Wel lenformschablone die EKG-Wellenform des Patienten schneidet, kreuzkorreliert. Wenn bestimmt wird, daß die Grundschablone gut mit den empfangenen Daten des Patienten korreliert ist, dann wird bestimmt, daß der Patient einen Herzzustand auf weist, der der Schablone zugeordnet ist.

Dafür, daß derartige Korrelationstechniken eine genaue Diagnose wiedergeben, ist es wichtig, daß die Charakterisie rung (z. B. wo der QRS-Komplex positioniert ist) der EKG-Wellenform des Patienten (eine Wellenformdarstellung der Herzfunktion) so genau wie möglich ist. Dies ist wichtig, da derartige Korrelationstechniken oftmals die morphologischen Unterschiede und/oder Ähnlichkeiten zwischen der Form von bestimmten EKG-Merkmalen (z. B. des QRS-Komplexes innerhalb der EKG-Daten) in der EKG-Wellenform eines Patienten und den Schablonen, die mit der EKG-Wellenform des Patienten korre liert werden, diagnostizieren. Wiederum ist es, wie bei menschlichen Kardiologen, kritisch, daß der mechanisierte Kardiologe eine genaue Charakterisierung (z. B. wo der QRS-Komplex positioniert ist) der Wellenformdarstellung besitzt, die aus den elektrokardiographischen Messungen der Herzfunktion abgeleitet wird, dahingehend, daß Ungenauig keiten bei der Charakterisierung der Wellenform oftmals Ungenauigkeiten der Diagnose verursachen werden.

Wie bemerkt, ist eine genaue Charakterisierung (z. B. wo der QRS-Komplex positioniert ist) der EKG-Wellenformdaten des Patienten aus mehreren Gründen sehr wichtig. Eine derartig genaue Charakterisierung kann jedoch schwer zu erreichen sein, da verschiedene EKG-Ableitungen oftmals "unsaubere" oder verzerrte Signale erzeugen. Diese Verzerrungen können aus vielen Faktoren resultieren, wie z. B. einer unzu reichenden Vorbereitung der EKG-Elektroden, was zu einer schlechten elektrischen Verbindung mit dem Patienten führen kann, und einem Niederfrequenzrauschen oder einem Hochfre quenzrauschen, die aus der Patientenbewegung oder dem Mus kelzucken resultieren. Wenn derartig verzerrte Signale vor handen sind, ist es oftmals schwierig, adäquat die EKG-Wel lenformdarstellung zu charakterisieren, da das eine oder die mehreren "unsauberen" oder verzerrten Signale eine derartige Charakterisierung schwierig machen. Damit ein menschlicher Kardiologe oder ein Apparat die EKG-Daten verwenden kann, um eine genaue Diagnose der Herzfunktion zu erzeugen, ist den noch, wie es erörtert wurde, eine genaue Charakterisierung der EKG-Wellenformen kritisch.

Bei vorhergehenden Versuchen eine genaue Charakterisierung der EKG-Wellenformdaten eines Patienten basierend auf mehre ren Ableitungen zu liefern, werden mehrere Ableitungen zu nächst alle kombiniert, um ein einziges Signal für die QRS-Erfassung zu bilden. Die Verfahren, die vorher verwendet wurden, um die mehreren EKG-Signale zu kombinieren, umfassen (1) das Summieren der Signale, oder (2) das Multiplizieren der Signale. Das Summieren der mehreren Ableitungen ist je doch lediglich zum Verbessern des Signal-zu-Rausch-Verhält nisses der kombinierten Signale nützlich, wenn Geräusche in einer Minderheit der Ableitungen, die verarbeitet werden, vorhanden sind. Außerdem kann ein Rauschen eines ausreichen den Betrags in einer einzigen Ableitung ungünstig das Ender fassungssignal beeinflussen, wenn das Summieren verwendet wird. Auf der anderen Seite kann das Kombinieren von mehre ren Ableitungen unter Verwendung einer Multiplizierfunktion, während die vorher erwähnten Probleme, die das Summieren umgeben, überwunden werden, zusätzliche Probleme erzeugen, wie z. B. falsch negativ, was auftreten kann, wenn eine ein zige Ableitung einen QRS-Komplex aufweist, der isoelektrisch ist.

Es ist aus dem vorhergehenden offensichtlich, daß mehrere Anforderungen an die vorliegende Erfindung existieren: ein Verfahren und ein System, die sehr genaue Charakterisie rungen der Wellenformdarstellungen der Herzfunktion liefern, wie z. B. QRS-Komplexe, wobei derartige Wellenformdarstel lungen aus den elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine System zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herz funktion, wie z. B. QRS-Komplexen, zu schaffen, wobei der artige Wellenformdarstellungen aus den elektrokardiogra phischen Messungen abgeleitet werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Charakterisieren der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herz funktion gemäß Anspruch 2, ein System zum Charakterisieren der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, gemäß Anspruch 6, und ein System zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herz funktion gemäß Anspruch 7 gelöst.

Es ist ein Verfahren und ein System zum Liefern von hoch genauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, offenbart, wobei der artige Wellenformdarstellungen aus den elektrokardiogra phischen Messungen abgeleitet werden. Das Verfahren und das System lösen die Aufgabe wie im folgenden dargelegt. Eines oder mehrere Signale, die die Herzfunktion anzeigen, werden gemessen und abgetastet. Einer oder mehrere Signalqualitäts indizes werden für das gemessene und abgetastete eine Signal oder für jedes der gemessenen und abgetasteten mehreren Si gnale berechnet. Die Signalqualitätsindizes werden durch Teilen eines Maximalabtastwerts für eines oder mehrere gemessene und abgetastete Signale durch einen berechneten Divisor berechnet. Einer oder mehrere Gewichtungsfaktoren werden abhängig von dem berechneten Signalqualitätsindex des gemessenen und abgetasteten einen Signals oder jedes der gemessenen und abgetasteten mehreren Signale berechnet. Und es wird eine Wellenformdarstellung, die aus dem gemessenen und abgetasteten einen Signal oder jedem der gemessenen und abgetasteten mehreren Signale zusammengesetzt ist, die die Herzfunktion anzeigen, wobei jedes derselben mit dem be rechneten Gewichtungsfaktor desselben multipliziert wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein teilweise schematisches Diagramm, das Konzepte darstellt, die die Aktivitätsfunktion betreffen;

Fig. 2 ein teilweise schematisches Diagramm, das Konzepte darstellt, die den speziellen Fall betreffen, bei dem alle Signale schwach sind;

Fig. 3 ein teilweise schematisches Diagramm, das die Kon zepte darstellt, die einen zweiten speziellen Fall betreffen;

Fig. 4 ein teilweise schematisches Diagramm, das Konzepte darstellt, die einen dritten speziellen Fall be treffen;

Fig. 5A ein logisches Flußdiagramm auf einer hohen Ebene, das das Verfahren und den Prozeß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 5B ein teilweise schematisches Blockdiagramm, das ein Verfahren und ein System zum Implementieren der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 6 eine bildliche Darstellung eines Datenverarbei tungssystems, das gemäß dem Verfahren und dem Sy stem eines darstellenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und

Fig. 7 eine Darstellung einer entsprechenden Hardware umgebung, die gemäß dem Verfahren und dem System eines darstellenden Ausführungsbeispiels der vor liegenden Erfindung verwendet werden kann.

Die folgende Beschreibung beschreibt ein Verfahren und ein System, das elektrokardiographische Messungen verwendet. Das Verfahren und das System beziehen sich auf das Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, wobei derartige Wellenformdarstellungen aus elektrokardiographischen Messun gen aufgebaut werden.

Es wird für Fachleute offensichtlich sein, daß, obwohl die elektrokardiographischen Ableitungen (d. h. Signale) analog sind, es üblich ist, jede elektrokardiographische Ableitung zeitlich abzutasten. Dementsprechend befaßt sich der größte Teil der folgenden Erörterung mit derartigen diskret abge tasteten Signalen; bei manchen Fällen wird jedoch eine begriffliche Klarheit bezüglich der analogen Wellenformen bereitgestellt, und bei derartigen Fällen werden die Ab leitungen, die durch die vorliegende Erfindung verwendet werden, durch die Erörterung derart behandelt, "als ob" dieselben analog wären.

Die vorliegende Erfindung erzeugt eine Charakterisierung der Wellenformdarstellung der Herzfunktion basierend auf elek trokardiographischen Messungen. Die Wellenformdarstellung wird unter Verwendung dessen erzeugt, was bei der vorliegen den Erfindung "Aktivitätsfunktion" genannt wird. Die "Akti vitätsfunktion" ist eine Zusammensetzung aus einer oder mehreren einzelnen elektrokardiographischen Ableitungen (Si gnalen). Wie es im folgenden gezeigt wird, liefert die "Ak tivitätsfunktion" eine außergewöhnlich genaue Charakterisie rung der Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, da die eine oder die mehreren einzelnen elek trokardiographischen Ableitungen, die schließlich verwendet werden, um die "Aktivitätsfunktion" aufzubauen, lediglich dieselben sind, für die (1) bestimmt wurde, daß dieselben eine definierte Grundlinienmenge, die ein "gutes" Signal darstellt, überschreiten, und die (2) "gewichtet" wurden, derart, daß je "besser" ein Signal ist, desto mehr Gewicht wird demselben gegeben, um den letztlichen Aufbau der "Akti vitätsfunktion" zu erzeugen. Dementsprechend ist es vor dem Erläutern der Aktivitätsfunktion hilfreich zu erörtern, wie die Signalqualität beurteilt wird, und wie die Gewichtungs faktoren auf dieser Signalqualität basieren.

Eine der Seiten der vorliegenden Erfindung ist ein innovati ver Weg des Beurteilens der Signalqualität von elektrokar diographischen Ableitungen (d. h., wie zu bestimmen ist, welche Ableitungen Signale mit einer "guten" Qualität sind). Die Elektrokardiographie ist hauptsächlich eine visuelle Technik, die durch menschliche Kardiologen praktiziert wird. Das heißt, wenn einem menschlichen Kardiologen ein Satz elektrokardiographischer Ableitungen (Signale), z. B. zwölf (12), gezeigt wird, wird der menschliche Kardiologe die Ab leitungen von der besten zu der schlechtesten Qualität auf der Basis einer visuellen Untersuchung rangmäßig ordnen. Ei ne derartige visuelle Untersuchung ist bezüglich des Kardio logen hauptsächlich subjektiv. Daher ist es eine Haupt herausforderung der Technik, einen Weg auszudenken, um mechanisch das zu erreichen, was der menschliche Kardiologe durch die Untersuchung erreicht.

Die vorliegende Erfindung erreicht mechanisch durch Ein führen einer Menge, auf die als Signalqualitätsindex Bezug genommen wird, was der menschliche Kardiologe durch visuelle Untersuchung durchführt.

Wie erörtert, entspricht bei der vorliegenden Erfindung die "Güte" eines Signals dem "Signalqualitätsindex". Allgemein (ausgenommen von speziellen Fallbeispielen, die später defi niert werden) ist der SQI für jede bestimmte i-te Ableitung wie folgt definiert:

V⁽ⁱ⁾ (j) ist der EKG-Wert bei der j-ten Datenabtastung für die i-te Ableitung;
i ist die betrachtete Ableitung, und dasselbe reicht von 1 bis N, wobei N die Gesamtzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ablei tung i; und
n ist die Vorderflankenabtastzeit des Abtastfensters, über das der SQI berechnet wird (die Breite des Abtastfensters ist 50 Abtastungen bei der gegebenen Gleichung).

Die Definition des SQI macht klar, daß der SQI für jede vor handene Ableitung berechnet wird. Mit Worten sagt die Glei chung aus, daß der maximale Absolutwert, der innerhalb jeder Ableitung auftritt, über eine Zeitgrundlinie bestimmt wird, bei der 50 Abtastungen vorgenommen werden, wobei dieser be stimmte maximale Absolutwert dann mit der Zahl 50 multipli ziert wird. Das Resultat dieser Multiplikation wird dann durch die Summe der EKG-Abtastwerte der Ableitung geteilt, die über ein Fenster von 50 Abtastpunkten vorgenommen wur den.

Fachleute werden erkennen, daß die vorhergehende Gleichung über jede beliebige Zeitbasis verwendet werden könnte. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird jedoch bei spielsweise der SQI alle 200 Millisekunden über ein Fenster von 400 Millisekunden (d. h. 50 8-Millisekunden-Datenabta stungen, oder 50 Datenabtastungen, die bei 8-Millisekunden intervallen vorgenommen wurden) berechnet. So wird der SQI im wesentlichen anfangs über ein 400-ms-Fenster, das aus 50 gleich beabstandeten Datenabtastungen besteht, berechnet. Anschließend wird der SQI alle 200 Millisekunden neu berech net, was bedeutet, daß der SQI an 25 neuen Abtastungen und 25 vorhergehenden Abtastungen (da die Vorderflanke des 400 Millisekunden breiten Abtastfensters lediglich 200 Millise kunden vor dem Neuberechnen verschoben wird) berechnet wird.

Obwohl sich die vorhergehende Definition des SQI lediglich mit 50 Abtastungen befaßt hat, wird es Fachleuten offen sichtlich sein, daß es vorstellbar ist, daß der vorher gehende SQI über jede beliebige Grundlinie mit jeder belie bigen Anzahl von Abtastungen berechnet werden kann.

Wie erörtert, ist die "Aktivitätsfunktion" lediglich aus "guten" Signalen zusammengesetzt, und die Zusammensetzung der "Aktivitätsfunktion" wird durch Gewichten der qualitativ "besseren" Signale derart erzeugt, daß der Beitrag derselben zu der Aktivitätsfunktion größer als derselbe von Signalen mit "schlechterer" Qualität ist. Daher hängen die Gewich tungsfaktoren von der beurteilten "Güte" oder Signalqualität von unterschiedlichen Ableitungen ab. Diese Beziehung wird durch die folgende Definition des Gewichtungsfaktors deut lich gemacht, die klar zeigt, daß der Gewichtungsfaktor von der Signalqualität oder SQI abhängt:

es sei denn SQI⁽ⁱ⁾ = 0 für i = 1, 2, . . . N,

i ist die betrachtete Ableitung;
SQI⁽ⁱ⁾ ist der Signalqualitätsindex der i-ten Ableitung; und
N ist die Gesamtanzahl der vorhandenen EKG-Ableitungen.

Folglich ist die vorhergehende Gewichtungsfaktorgleichung, abgesehen von der folgenden definierten Ausnahme (deren Nützlichkeit später offensichtlich werden wird), allgemein gültig.

Mit dem nun definierten SQI und den definierten Gewichtungs faktorgleichungen ist die "Aktivitätsfunktion" als folgende "Aktivitätsfunktion" definiert, die auf einer Abtastung-zu-Abtastung-Basis berechnet wird:

k ist die k-te EKG-Datenabtastung;
W⁽ⁱ⁾ ist der Gewichtungsfaktor für die i-te Ableitung;
N ist die Gesamtanzahl der EKG-Ableitungen; und
V⁽ⁱ⁾ (k) ist der EKG-Wert bei der k-ten Datenabtastung der i-ten Ableitung.

Es wird Fachleuten offensichtlich sein, daß Wellenformdar stellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, sogar verwendet werden können, wenn dieselben korrigiert sind (d. h. die Polarität ist nicht wichtig), was daran liegt, daß die "Aktivitätsfunktion" den Absolutwert der Abtastungen verwenden kann.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, die teilweise ein schematisches Diagramm ist, das Konzepte darstellt, die die Aktivitätsfunktion betreffen. In Fig. 1 sind vier exempla rische elektrokardiographische Signale (Ableitungen) ge zeigt. Das elektrokardiographische Signal 100 ist ein idealisierter QRS-Komplex. Die elektrokardiographischen Signale 102, 104 und 106 sind ebenfalls QRS-Komplexe, die selben sind jedoch dargestellt, um weniger ideale QRS-Kom plexe darzustellen.

Die Aktivitätsfunktion verwendet den Absolutwert der elek trokardiographischen Signale. Dementsprechend sind in Fig. 1 korrigierte Versionen 108, 110, 112 und 114 der vier elek trokardiographischen Signale 100, 102, 104 bzw. 106 gezeigt.

Wie es im vorher erörtert wurde, verwendet die Aktivitäts funktion Gewichtungsfunktionen in Verbindung mit elektro kardiographischen Signalen, um eine zusammengesetzte Funk tion zu erzeugen, bei der die "beste" elektrokardiographi sche Wellenform den größten Beitrag liefert. Dementsprechend ist in Fig. 1 gezeigt, daß dem korrigierten QRS-Komplex 108 (der dem idealisierten QRS-Komplex 100 gleichgesetzt ist, der die "beste" oder "sauberste" Wellenform darstellt) ein Gewichtungsfaktor von 5/8 zugewiesen (die Gewichtungsfak toren, die hierin gezeigt sind, sind lediglich dargestellt, um die beteiligten Konzepte darzustellen, und dieselben sind keine tatsächlichen Gewichtungsfunktionen, die aus den ge zeigten Signalen abgeleitet sind) ist. Außerdem sind den korrigierten QRS-Komplexen 110, 112 und 114 (die den QRS-Komplexen 102, 104 bzw. 106 gleichgesetzt sind) jeweils Gewichtungsfaktoren von 1/8 zugewiesen.

Die gezeigten korrigierten QRS-Komplexe werden dann mit ihren jeweiligen Gewichtungsfaktoren multipliziert, und (über die oben erörterte Aktivitätsfunktion) summiert, um den zusammengesetzten QRS-Komplex 120 zu erzeugen. Es ist aus dem zusammengesetzten QRS-Komplex sichtbar (d. h. der Aktivitätsfunktion), daß der zusammengesetzte QRS-Komplex zu einem Hauptteil durch den "besten" oder "saubersten" QRS-Komplex 100 gebildet wurde. Folglich zeigt Fig. 1 bildlich, daß die vorliegende Erfindung eine hochgenaue Darstellung der elektrokardiographischen Wellenformen wiedergibt, da eine derartige Darstellung derart zusammengesetzt ist, daß den Wellenformen mit den "besten" oder "saubersten" Signalen das höchste Gewicht gegeben wird.

Wie vorher erörtert, wird bei der vorliegenden Erfindung die beurteilte "Güte" jeder beliebigen bestimmten Ableitung (d. h. die Signalqualität derselben) über die Verwendung des "Signalqualitätsindex" oder "SQI" bestimmt. Bei der vor liegenden Erfindung wird der SQI allgemein für jede vorhan dene Ableitung über eine bestimmte Zeitbasis unter Verwen dung einer festen Anzahl von Abtastungen berechnet, die über diese Zeitbasis vorgenommen werden. Es gibt jedoch bei der vorliegenden Erfindung spezielle Fälle, die vor dem Berech nen des "SQI" geprüft werden. Diese speziellen Fälle werden verwendet, um zu bestimmen, ob der übliche Weg, über den der SQI berechnet wird, aufgrund der Tatsache modifiziert werden sollte, daß eine oder mehrere der Ableitungen ein besonders unzufriedenstellendes Signal zeigen. Wie es im folgenden ge zeigt wird, wird, wenn bestimmt wird, daß ein Signal beson ders unzufriedenstellend ist, einem derartigen Signal ein vordefinierter SQI zugewiesen und derselbe wird nicht be rechnet.

Der erste spezielle Fall, der überprüft wird, ist derselbe, bei dem sich jede Ableitung als ein schwaches Signal zeigt. Bei einem derartigen Fall wird die SQI-Gleichung, die oben angegeben ist, nicht beachtet, und statt dessen wird dem SQI für jede Ableitung ein Wert von Null zugewiesen. Man er innert sich aus dem obigen, daß definiert wurde, daß wenn alle Signalqualitätsindizes von vorhandenen Ableitungen Null sind (d. h. SQI⁽ⁱ⁾ = 0 für i = 1 bis N, wobei N allen vorhandenen Ableitungen gleicht), dann der Gewichtungsfaktor als W⁽ⁱ⁾ = 1/N (für i = 1 bis N, wobei N allen vorhandenen Ableitungen gleicht) definiert ist. Mit anderen Worten wird bei der vorliegenden Erfindung, wenn herausgefunden wird, daß alle Ableitungen schwach oder unzufriedenstellend sind, dann dem Signalindex für jede Ableitung ein Wert von Null zugewiesen, was schließlich dazu führt, daß jedem Signal ein gleiches Gewicht gegeben wird.

Das heißt, bei einem derartigen Fall werden alle Ableitungen gleich gewichtet. Bei einem darstellenden Ausführungsbei spiel sind die expliziten Kriterien, mit denen bestimmt wird, ob jede Ableitung ein schwaches Signal zeigt, die fol genden:
wenn MAX{|V⁽ⁱ⁾ (j)|, j = n-49, . . . n} ≦ 250 µV für alle N Ableitun gen,
dann SQI⁽ⁱ⁾ = 0 einstellen, i = 1, . . ., N,
i ist die betrachtete Ableitung, und i reicht von 1 bis N, wobei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ab leitung i;
n ist die Vorderflankenabtastzeit des Abtastfensters, über das der SQI berechnet wird (die Breite des Abtastfensters ist 50 Abtastungen bei der gegebenen Gleichung); und
V⁽ⁱ⁾ (j) ist der EKG-Wert bei der j-ten Datenabtastung für die i-te Ableitung.

Mit Worten sagt die Gleichung aus, daß wenn der maximale ab getastete Wert, der innerhalb eines Blocks von 50 Abtastun gen jeder einzelnen Ableitung vorgenommen wurde, kleiner oder gleich 250 µV ist, daß dann bestimmt wird, daß jede einzelne Ableitung eine niedrige Amplitude oder schwache Signale zeigt. Dementsprechend wird bei einer derartigen Situation der SQI für alle Ableitungen auf Null eingestellt, was schließlich dazu führt, daß die Gewichtungsfaktoren alle auf 1/N für jede Ableitung eingestellt werden, wobei N die Gesamtanzahl der Ableitungen ist.

Bezugnehmend nun auf Fig. 2, das ein teilweise schematisches Diagramm ist, das Konzepte zeigt, die den speziellen Fall betreffen, bei dem alle Signale schwach sind. In Fig. 2 sind vier exemplarische elektrokardiographische Signale (Ablei tungen) gezeigt. Die elektrokardiographischen Signale 200, 202, 204 und 206 sind alle QRS-Komplexe, dieselben sind je doch derart dargestellt, daß dieselben zeigen, daß die Amplituden von allen Komponenten der QRS-Komplexe kleiner als 250 µV sind.

Die Aktivitätsfunktion verwendet den Absolutwert der elek trokardiographischen Signale. Dementsprechend sind in Fig. 2 korrigierte Versionen 208, 210, 212 und 214 der vier elek trokardiographischen Signale 200, 202, 204 bzw. 206 gezeigt.

Wie es oben erörtert wurde, wird bei dem speziellen Fall, der in Fig. 2 gezeigt ist, bei dem alle elektrokardiographi schen Signale "schwach" sind, dem SQI für jede Ableitung ein Wert von Null zugewiesen. Außerdem weist, wie es ferner er örtert wurde, bei dem Fall, bei dem der SQI von allen Ablei tungen Null ist, die Gewichtungsfunktion einen Gewichtungs faktor von 1/N allen Ableitungen zu, wobei N die Gesamtan zahl von vorhandenen Ableitungen ist. Dementsprechend ist in Fig. 2 gezeigt, daß den korrigierten QRS-Komplexen 208, 210, 212 und 214 (die den QRS-Komplexen 200, 202, 204 bzw. 206 gleichgesetzt sind) jeweils Gewichtungsfaktoren von 1/4 zugewiesen sind, da vier (d. h. N = 4) Ableitungen vorhanden sind.

Die korrigierten QRS-Komplexe, die gezeigt sind, werden dann alle mit ihren jeweiligen Gewichtungsfaktoren multipliziert und (über die Aktivitätsfunktion, die im vorhergehenden erörtert wurde) summiert, um den zusammengesetzten QRS-Komplex 220 zu erzeugen. Es ist aus dem zusammengesetzten QRS-Komplex (d. h. der Aktivitätsfunktion) sichtbar, daß der zusammengesetzte QRS-Komplex in gleichen Teilen durch die "schwachen" Signale gebildet wurde, die in Fig. 2 darge stellt sind. Folglich zeigt Fig. 2 bildlich, daß die vor liegende Erfindung alle Signale gleich gewichtet, wenn bestimmt wird, daß kein Signal wesentlich "besser" als das andere ist.

Das vorhergehende hat sich mit dem ersten speziellen über prüften Fall beschäftigt. Der zweite spezielle Fall, der geprüft werden soll, ist derselbe, bei dem mindestens eine Ableitung mit guter Qualität vorhanden ist, und möglicher weise eine oder mehrere schwache Ableitungen (mit niedriger Amplitude) vorhanden sind. Bei einem derartigen Fall werden die SQI der schwachen Ableitungen auf gleich Null einge stellt, während die SQI der Ableitungen, die nicht das Kri terium der schwachen Ableitung erfüllen, wie normal unter Verwendung der SQI-Gleichung, die oben angegeben ist, be rechnet werden.

Bei einem erläuternden Ausführungsbeispiel sehen die expli ziten Kriterien, mit denen bestimmt wird, ob mindestens eine Ableitung mit guter Qualität vorhanden ist, und eine oder mehrere schwache Ableitungen (mit niedriger Amplitude) vor handen sind, wie folgt aus:

wenn (MAX{SQI⁽ⁱ⁾, i = 1, . . . N} ≧ 3),
DANN
für alle anderen Ableitungen
(SQI⁽ⁱ⁾ = 0 einstellen, wobei die folgende Bedingung wahr ist: (MAX{|V⁽ⁱ⁾ (j)|, j = n-49, . . . n} ≦ 300 µV), sonst Berechnen von SQI⁽ⁱ⁾ auf normale Weise),

SQI⁽ⁱ⁾ ist der Signalqualitätsindex, der für die Ableitung i berechnet wird;
i ist eine betrachtete Ableitung und dieselbe reicht von 1 bis N, wobei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ablei tung i;
n ist die Vorderflankenabtastzeit des Abtastfensters, über das der SQI berechnet wird (die Breite des Abtastfensters ist 50 Abtastungen in der gegebenen Gleichung); und
V⁽ⁱ⁾ (j) ist der EKG-Wert bei der j-ten Datenabtastung für die i-te Ableitung.

Mit anderen Worten geben die Gleichungen an, daß wenn minde stens eine Ableitung einen berechneten SQI größer als 3 auf weist, und mindestens eine Ableitung einen maximalen abge tasteten Wert kleiner oder gleich 300 µV aufweist, dann der SQI für die Ableitungen, bei denen der maximale abgetastete Wert des Signals kleiner oder gleich 300 µV ist, auf Null eingestellt wird. Andernfalls wird der SQI für die verblei benden Ableitungen unter Verwendung der SQI-Gleichung, die oben dargelegt ist, berechnet.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein teilweise schematisches Diagramm ist, das Konzepte darstellt, die den speziellen Fall betreffen, auf den gerade Bezug genommen wurde. In Fig. 3 sind vier exemplarische elektrokardiogra phische Signale (Ableitungen) gezeigt. Die elektrokardio graphischen Signale 300, 302, 304 und 306 sind QRS-Komplexe. Es ist gezeigt, daß die elektrokardiographischen Signale 302 und 306 Beträge aufweisen, die wesentlich kleiner sind und eine wesentlich schlimmere Form aufweisen als die elektro kardiographischen Signale 300 und 304.

Die Aktivitätsfunktion verwendet den Absolutwert der elek trokardiographischen Signale. Dementsprechend sind in Fig. 3 korrigierte Versionen 308, 310, 312 und 314 für die vier elektrokardiographischen Signale 300, 302, 304 bzw. 306 ge zeigt.

Wie es im vorhergehenden erörtert wurde, wird bei dem spezi ellen Fall, der in Fig. 3 gezeigt ist, bei dem mindestens ein elektrokardiographisches Signal als "gut" betrachtet wird, und bei dem eines oder mehrere elektrokardiographische Signale als "schwach" betrachtet werden, dem SQI für jede derartige "schwache" Ableitung ein Wert von Null zugewiesen. Dementsprechend wird der SQI für alle vorhandenen Ablei tungen unter Verwendung der SQI-Gleichung, die im vorher gehenden dargelegt ist, berechnet.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Situation sind die elektrokar diographischen Signale 300 und 304 "gut". Daher wird zugun sten der Darstellung angenommen, daß wenn die SQIs für die elektrokardiographsichen Signale 300 und 304 unter Verwen dung der Standard-SQI-Formel, die oben dargelegt ist, be rechnet werden, die SQls für jedes derselben über dem lie gen, was der erste relevante Schwellenwert ist (z. B. 3 bei der spezifischen Gleichung, die im vorhergehenden dargelegt ist). Danach wird die Signalstärke auf allen Ableitungen mit dem zweiten relevanten Schwellenwert (z. B. 300 µV bei der spezifischen oben dargelegten Gleichung) verglichen. Für diese Ableitungen, bei denen die Signalstärke kleiner oder gleich dem zweiten relevanten Schwellenwert ist, wird das Signal als "schwach" erachtet, und der SQI für derartige Ab leitungen wird dementsprechend auf Null eingestellt.

Danach wird die Standardgewichtungsfaktorgleichung, die oben dargelegt ist, verwendet, um einen Gewichtungsfaktor allen Ableitungen zuzuweisen; eine Untersuchung der Standardge wichtungsfunktionsgleichung zeigt, daß dann, wenn ein SQI einer Ableitung Null ist, die Gewichtung für diese Ableitung ebenfalls Null sein wird. Dementsprechend ist in Fig. 3 ge zeigt, daß korrigierten QRS-Komplexen 310 und 314 Gewich tungsfaktoren von Null zugewiesen werden (da der SQI von derartigen "schwachen" Ableitungen als Null definiert wur de). Außerdem ist in Fig. 3 gezeigt, daß korrigierten QRS-Komplexen 308 und 312 (die QRS-Komplexen 300 bzw. 304 gleichgesetzt sind) jeweils Gewichtungsfaktoren von 1/2 zugewiesen werden, da es zwei verbleibende Ableitungen gibt, und daß jede verbleibende Ableitung ein gleich gutes Signal und daher einen gleich guten SQI-Index aufweist (die Ge wichtungsfaktoren, die hierin gezeigt sind, werden lediglich dargestellt, um die beteiligten Konzepte darzustellen, und dieselben sind keine tatsächlichen Gewichtungsfunktionen, die aus den gezeigten Signalen abgeleitet sind).

Die gezeigten korrigierten QRS-Komplexe werden dann mit ihren jeweiligen Gewichtungsfaktoren (gemäß der Aktivitäts funktion, die im vorhergehenden erörtert wurde) multipli ziert und summiert, um den zusammengesetzten QRS-Komplex 320 zu erzeugen. Es ist aus dem zusammengesetzten QRS-Komplex (d. h. der Aktivitätsfunktion) sichtbar, daß der zusammenge setzte QRS-Komplex in gleichen Teilen durch die "starken" Signale gebildet wurde, die in Fig. 3 dargestellt sind, und daß der Beitrag der "schwachen" Signale nicht beachtet wur de. Folglich zeigt Fig. 3 bildlich, daß die vorliegende Er findung wirksam den Beitrag von Signalen zu der Aktivitäts funktion eliminiert, die als übermäßig "schwache" Signale erachtet werden.

Das vorhergehende hat sich mit dem zweiten geprüften Spe zialfall befaßt. Der dritte Spezialfall, der geprüft wird, ist derselbe, bei dem "laufende Durchschnitte" von Nieder frequenzrauschen und Hochfrequenzrauschen innerhalb einer oder mehrerer Ableitungen anzeigen, daß derartige Ablei tungen inhärent unzuverlässig sind, wobei bei diesem Fall der SQI von derartigen inhärent unzuverlässigen Ableitungen auf gleich Null eingestellt wird, wodurch wirksam ein Er scheinen derselben in dem Aufbau der "Aktivitätsfunktion" entfernt wird.

Der "laufende Durchschnitt" für das Hochfrequenzrauschen ist als "Hochfrequenzrauschindex" (HFNI; HFNI = High Frequency Noise Index) bekannt und wird bei der vorliegenden Erfindung durch die folgende Gleichung definiert, die bei einer Zeit abtastung folgend der Erfassung eines QRS-Komplexes aktuali siert wird:

i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N, wo bei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ablei tung i;
HFNI⁽ⁱ⁾-Mengen beziehen sich auf die aktuellen (über die Gleichung des HFNI⁽ⁱ⁾, die später definiert wird) Hochfre quenzrauschindexwerte; und
HFNI⁽ⁱ⁾-Mengen beziehen sich auf den laufenden Durchschnitt des Hochfrequenzrauschindex.

Wie dargelegt wurde, wird, wenn der "laufende Durchschnitt" eines Hochfrequenzrauschens anzeigt, daß eine Ableitung in härent unzuverlässig ist, eine derartige Ableitung aus der Zusammensetzung entfernt, die schließlich die Aktivitäts funktion bildet. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Be stimmung, ob "der laufende Durchschnitt" eine Unzuverlässig keit zeigt, durch das folgende bestimmt:

wenn HFNI⁽ⁱ⁾ (j) < ε_HF, Einstellen von SQI⁽ⁱ⁾ = 0,
worin ε_HF = MAX{3MIN[HFNI⁽ⁱ⁾ (j), i = 1, . . . N], 800}.

Der "laufende Durchschnitt" für das Niederfrequenzrauschen ist als der "Niederfrequenzrauschindex" (LFNI; LFNI = Low Frequency Noise Index) bekannt, und derselbe ist bei der vorliegenden Erfindung durch die folgende Gleichung defi niert, die bei einer Zeitabtastung folgend der Erfassung eines QRS-Komplexes aktualisiert wird:

i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N, wo bei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ab leitung i;
LFNI⁽ⁱ⁾-Mengen beziehen sich auf den aktuellen berechneten (über die Gleichung des LFNI⁽ⁱ⁾, die später definiert wird) Niederfrequenzrauschindexwert; und
LFNI⁽ⁱ⁾-Mengen beziehen sich auf den Niederfrequenzrausch index des laufenden Durchschnitts.

Wie dargelegt wurde, wird, wenn der "laufende Durchschnitt" des Niederfrequenzrauschens zeigt, daß eine Ableitung inhä rent unzuverlässig ist, eine derartige Ableitung aus der Zusammensetzung entfernt, die schließlich die Aktivitäts funktion bildet. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Be stimmung, ob "der laufende Durchschnitt" eine Unzuverlässig keit zeigt, durch das folgende bestimmt:

wenn LFNI⁽ⁱ⁾ (j) < ε_LF, Einstellen von SQI⁽ⁱ⁾ = 0,
wobei ε_LF = MAX{3MIN[LFNI⁽ⁱ⁾ (j), i = 1, . . . N], 800}.

Die vorhergehenden Gleichungen zum Berechnen der laufenden Durchschnitte verwenden die Hoch- und Nieder-Frequenzrausch messung. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Hoch- und Nieder-Frequenzrauschmessungen aus den elektrokardiographi schen Ableitungen wie folgt erhalten.

Der Hochfrequenzrauschindex wird als ein Verhältnis des Hochfrequenzrauschens zu dem Signal berechnet. Um das Hoch frequenzrauschen zu erhalten, wird das EKG-Eingangssignal V(j) unter Verwendung eines zweiten Differenzfilters hoch paßgefiltert, der wie folgt auf einer Abtastung-zu-Abta stung-Basis berechnet wird:

x⁽ⁱ⁾ (j) = V⁽ⁱ⁾ (j+1)-2V⁽ⁱ⁾ (j) + V⁽ⁱ⁾ (j-1)

und der Hochfrequenzrauschindex wird wie folgt bei der Er fassung eines QRS-Komplexes berechnet:

i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N, wo bei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ab leitung i;
V⁽ⁱ⁾ (j) ist der EKG-Wert bei der j-ten Datenabtastung für die i-te Ableitung;
RHT_k ⁽ⁱ⁾ gleicht dem Absolutwert der Amplitude der R-Welle, die bei der k-ten Abtastung der i-ten Ableitung erfaßt wird;
die Summenbildung geht über 125 8-Millisekunden-Intervalle, die um die R-Welle zentriert sind; und
x⁽ⁱ⁾ (j) ist die hochpaßgefilterte Ausgabe.

Der Niederfrequenzrauschindex wird als ein Verhältnis des Niederfrequenzrauschens zu dem Signal berechnet. Um das Nie derfrequenzrauschen zu erhalten, wird das EKG-Eingangssignal V(j) unter Verwendung der folgenden Gleichung tiefpaßgefil tert, die auf einer Abtastung-zu-Abtastung-Basis berechnet wird:

und der Niederfrequenzrauschindex wird wie folgt beim Er fassen eines QRS-Komplexes berechnet:

i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N reicht, wobei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ab leitung i;
V⁽ⁱ⁾ (j) ist der EKG-Wert bei der j-ten Datenabtastung für die i-te Ableitung;
RHT_k ⁽ⁱ⁾ ist gleich dem Absolutwert der Amplitude der R-Wel le, die bei der k-ten Abtastung der i-ten Ableitung erfaßt wird;
die Summenbildung geht über 125 8-Millisekunden-Intervalle, die um die R-Welle zentriert sind, geht; und
Y⁽ⁱ⁾ (j) ist die tiefpaßgefilterte Ausgabe.

Bezugnehmend nun auf Fig. 4, die ein teilweise schematisches Diagramm ist, das bei dem speziellen Fall, auf den gerade Bezug genommen wurde, betroffene Konzept darstellt, sind zwei der gezeigten Signale akzeptierbar, wohingegen eines der gezeigten Signale ein übermäßiges Hochfrequenzrauschen aufweist, und ein weiteres der gezeigten Signale ein über mäßiges Niederfrequenzrauschen aufweist. In Fig. 4 sind vier exemplarische elektrokardiographische Signale (Ableitungen) gezeigt. Die elektrokardiographischen Signale 400, 402, 404 und 406 zeigen alle QRS-Komplexe.

Es ist gezeigt, daß die elektrokardiographischen Signale 402 und 406 sehr hohe Frequenzrauschkomponenten bzw. Niederfre quenzrauschkomponenten aufweisen. Es ist gezeigt, daß das elektrokardiographische Signal 402 aus einer sauberen elek trokardiographischen Wellenformkomponente 401 und einer Hochfrequenzrauschkomponente 403 zusammengesetzt ist. Ferner ist gezeigt, daß die Elektrokardiographie 406 aus einer wei teren sauberen elektrokardiographischen Wellenformkomponente 405 und einer Niederfrequenzkomponente 407 zusammengesetzt ist.

Wie es im vorhergehenden erörtert wurde, ist es bekannt, daß die Aktivitätsfunktion den Absolutwert der elektrokardiogra phischen Signale verwendet. Das gleiche gilt hier auch. In Fig. 4 sind jedoch die korrigierten Versionen der elektro kardiographischen Signale 400, 402, 404 und 406 nicht ge zeigt, es sollte jedoch offensichtlich sein, daß dieselben vorhanden sind.

Wie es im vorhergehenden erörtert wurde, wird bei dem spezi ellen Fall, der in Fig. 4 gezeigt ist, bei dem ein elektro kardiographisches Signal entweder ein übermäßiges Hochfre quenz- oder ein übermäßiges Niederfrequenzrauschen aufweist, dem SQI für jede Ableitung ein Wert von Null zugewiesen. Wie es im vorhergehenden erörtert wurde, wird bei dem in Fig. 4 gezeigten Spezialfall, bei dem eines oder mehrere elektro kardiographische Signale als übermäßig rauschig betrachtet werden, dem SQI für jede derartige "rauschige" Ableitung ein Wert von Null zugewiesen. Anschließend wird der SQI für alle Ableitungen, die nicht als rauschig betrachtet wurden, unter Verwendung der SQI-Formel, die oben dargelegt ist, berech net. Danach wird die Standardgewichtungsfaktorgleichung, die oben dargelegt ist, verwendet, um einen Gewichtungsfaktor allen Ableitungen zuzuweisen; eine Untersuchung der Stan dardgewichtungsfunktionsgleichung zeigt, daß wenn ein SQI einer Ableitung Null ist, daß dann die Gewichtung für diese Ableitung ebenfalls Null sein wird.

Es ist in Fig. 4 gezeigt, daß das elektrokardiographische Signal 402 als übermäßig Hochfrequenzkomponenten aufweisend beurteilt wurde. (Bei der vorliegenden Erfindung, wie vorher erörtert, wird dies durch den laufenden Durchschnitt des Hochfrequenzrauschindex bestimmt). Dementsprechend ist in Fig. 4 gezeigt, daß einem übermäßig rauschigen (aufgrund ei ner übermäßigen Hochfrequenzrauschkomponente 403) elektro kardiographischen Signal 402 ein Gewichtungsfaktor von Null zugewiesen ist (da der SQI einer derartigen übermäßig rau schigen Ableitung als Null definiert wurde, und unter Ver wendung der Gewichtungsfunktion führt dies zu einem Gewich tungsfaktor von Null).

Ferner ist in Fig. 4 gezeigt, daß diesem übermäßig rauschi gen (aufgrund einer übermäßigen Niederfrequenzrauschkompo nente 407) elektrokardiographischen Signal 406 ein Gewich tungsfaktor von Null zugewiesen ist (da der SQI einer derar tigen übermäßig rauschigen Ableitung als Null definiert wur de, und unter Verwendung der Gewichtungsgleichung führt dies zu einem Gewichtungsfaktor von Null).

Außerdem ist in Fig. 4 gezeigt, daß den QRS-Komplexen 400 und 406 jeweils Gewichtungsfaktoren von 1/2 zugewiesen sind, da es zwei verbleibende Ableitungen gibt, denen kein SQI von Null zugewiesen wurde, und daß jede verbleibende Ableitung ein gleich gutes Signal und daher einen gleich guten SQI-Index aufweist (die Gewichtungsfaktoren, die hierin gezeigt sind, werden lediglich gezeigt, um die beteiligten Konzepte darzustellen, und dieselben sind keine tatsächlichen Gewich tungsfunktionen, die aus den gezeigten Signalen abgeleitet werden).

Die gezeigten QRS-Komplexe (d. h. die elektrokardiogra phischen Signale), werden dann alle mit ihren jeweiligen Gewichtungsfaktoren (gemäß der Aktivitätsfunktion, die vor her erörtert wurde) multipliziert und summiert, um den zu sammengesetzten QRS-Komplex 420 zu erzeugen. Es ist aus dem zusammengesetzten QRS-Komplex (d. h. der Aktivitätsfunktion) sichtbar, daß der zusammengesetzte QRS-Komplex in gleichen Teilen durch die "starken" Signale gebildet wurde, die in Fig. 4 dargestellt sind, und daß der Beitrag der übermäßig rauschigen Signale nicht beachtet wurde. Folglich zeigt Fig. 4 bildlich, daß die vorliegende Erfindung wirksam den Bei trag von Signalen zu der Aktivitätsfunktion eliminiert, die als übermäßig rauschige Signale betrachtet werden.

Es wird nun auf Fig. 5A Bezug genommen, die ein Logikfluß diagramm auf einer hohen Ebene ist, das das Verfahren und den Prozeß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Ver fahrensschritt 500 zeigt den Start des Prozesses. Ein Ver fahrensschritt 502 stellt die Erfassung von N elektrokar diographischen Ableitungen (d. h. elektrokardiographischen Signalen) dar.

Ein Verfahrensschritt 504 stellt die Bestimmung dar, ob alle N Ableitungen "schwache" Signale (z. B. wie es oben in Bezug auf Fig. 2 erörtert wurde) darstellen. Wenn bestimmt wird, daß alle Ableitungen "schwache" Signale sind, dann fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 506 fort, bei dem gezeigt ist, daß der SQI von allen N Ableitungen auf Null einge stellt ist. Danach fährt der Prozeß zu einem Verfahrens schritt 508 fort, bei dem die Aktivitätsfunktion unter Ver wendung der bestimmten SQI-Werte für jede Ableitung berech net wird.

Wenn bestimmt wird, daß nicht alle Ableitungen "schwache" Signale sind, dann fährt der Prozeß zu einem Verfahrens schritt 509 fort, der darstellt, daß der SQI für alle Ablei tungen berechnet wird. Danach fährt der Prozeß zu einem Ver fahrensschritt 510 fort, der die Bestimmung darstellt, ob mindestens eine Ableitung ein "gutes" Signal aufweist, und ob eine oder mehrere Ableitungen "schwache" Signale (z. B. wie es in Beziehung zu Fig. 3 erörtert wurde) darstellen. Wenn die Kriterien des Verfahrensschritts 510 nicht erfüllt werden, dann fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 514 fort. Wenn bestimmt wird, daß mindestens eine Ableitung ein "gutes" Signal (über die Verwendung der SQI-Werte, die in dem Verfahrensschritt 509 berechnet wurden) aufweist, dann fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 512 fort, bei dem gezeigt wird, daß der SQI von allen "schwachen" Ablei tungen auf Null eingestellt wird. Danach fährt der Schritt zu dem Verfahrensschritt 514 fort.

Der Verfahrensschritt 514 stellt die Bestimmung dar, ob ei nes oder mehrere ansonsten "gute" oder "starke" Signale trotzdem verworfen werden sollten, dahingehend, daß ein Summenindex von dem Hoch- und/oder dem Nieder-Frequenzrau schen, die in der Ableitung vorhanden sind, anzeigt, daß das Signal inhärent unzuverlässig ist. Für den Fall, daß be stimmt wird, daß eines oder mehrere ansonsten "gute" oder "starke" Signale aufgrund von Rauschen inhärent unzuverläs sig sind, fährt dann der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 516 fort, der zeigt, daß der SQI für diese übermäßig rau schigen Kanäle auf Null eingestellt wird. Danach fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 508 fort, der die Berech nung der Aktivitätsfunktion unter Verwendung der bestimmten SQI-Werte für jede Ableitung darstellt.

Wenn bestimmt wird, daß keines der sonst "guten" oder "star ken" Signale inhärent rauschig ist, dann fährt der Prozeß zu dem Verfahrensschritt 508 fort, der die Berechnung der Akti vitätsfunktion unter Verwendung der bestimmten SQI-Werte für jede Ableitung darstellt.

Folgend dem Verfahrensschritt 508 fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 517 fort, der eine Bestimmung darstellt, ob mehr Daten, die analysiert werden sollen, existieren. Wenn weitere zu analysierende Daten existieren, dann fährt der Prozeß zu dem Verfahrensschritt 502 fort und wiederholt sich. Wenn keine weiteren zu analysierenden Daten existie ren, fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 518 fort und stoppt.

Es wird nun auf Fig. 5B Bezug genommen, die ein teilweise schematisches Blockdiagramm ist, das ein Verfahren und ein System zum Implementieren der vorliegenden Erfindung dar stellt. In Fig. 5B sind EKG-Ableitungen (oder Kanäle oder Signale) 1 bis N gezeigt (wie vorher in Bezug auf die vor hergehenden Gleichungen und Figuren erörtert wurde). Es ist gezeigt, daß jede Ableitung in einen entsprechenden Signal qualitätsmeßblock 550 eingespeist wird. Jeder Signalquali tätsmeßblock 550 wird den SQI für jede Ableitung unter Ver wendung der unterschiedlichen und verschiedenen Formeln und Spezialfall-SQI-Abfragen, die vorher in dieser Anmeldung dargelegt sind, berechnen. Fachleute werden erkennen, daß es verschiedene Wege gibt, auf die jeder Signalqualitätsmeß block 550, z. B. durch Software, Hardware, Firmware oder jegliche Kombination derselben, implementiert werden könnte.

Fig. 5B stellt dar, daß folgend zu der Bestimmung des SQI für jede Ableitung durch den Signalqualitätsmeßblock 550, diese SQIs in einen Gewichtungsfaktorbestimmungsblock 560 gespeist werden. Der Gewichtungsfaktorbestimmungsblock 560 wird den Gewichtungsfaktor für jede Ableitung (oder Kanal oder Signal) unter Verwendung der unterschiedlichen und verschiedenen Formeln und Spezialfallabfragen, die im vor hergehenden in dieser Anmeldung dargelegt sind, berechnen. Fachleute werden erkennen, daß es verschiedene Wege gibt, auf die der Gewichtungsfaktorbestimmungsblock 560, wie z. B. durch Software, Hardware, Firmware oder jede beliebige Kom bination derselben, implementiert werden könnte.

Folgend zu der Bestimmung der Gewichtungsfaktoren, die für jede Ableitung (oder Kanal oder Signal) geeignet sind, wer den diese Gewichtungsfaktoren als in einen QRS-Erfassungs signalerzeugungsblock 570 gespeist gezeigt, der derartige Gewichtungsfaktoren in Verbindung mit der Aktivitätsfunktion verwendet, die im vorhergehenden dargelegt wurde, um die Ausgabe der Aktivitätsfunktion für die EKG-Ableitungen 1 bis N zu berechnen und zu erzeugen. Diese Ausgabe wird in Fig. 5B als ein QRS-Erfassungssignal 580 bezeichnet. Fachleute werden erkennen, daß es verschiedene Wege gibt, auf die der QRS-Erfassungssignalerzeugungsblock 570, wie z. B. durch Software, Hardware, Firmware oder jede beliebige Kombination derselben, implementiert werden könnte.

Unter Bezugnahme nun auf die Figuren und insbesondere unter Bezugnahme nun auf Fig. 6 ist eine bildliche Darstellung eines Datenverarbeitungssystems dargestellt, das gemäß dem Verfahren und dem System eines darstellenden Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Verfahren und das System, das durch ein darstellendes Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geschaffen wird, kann mit dem Datenverarbeitungssystem, das in Fig. 6 darge stellt ist, implementiert werden. Ein Computer 620 ist dar gestellt, der eine Systemeinheit 622, ein Videoanzeigetermi nal 624, eine Tastatur 626 und eine Maus 628 umfaßt. Der Computer 620 kann unter Verwendung jedes geeigneten lei stungsfähigen Computers, wie z. B. kommerziell erhältliche Mainframe-Computer, Minicomputer oder Mikrocomputer, imple mentiert werden.

Fig. 7 ist eine Darstellung einer exemplarischen Hardware umgebung, die gemäß dem Verfahren und dem System eines dar stellenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Fig. 7 stellt ausgewählte Komponenten in dem Computer 620 dar, in dem ein darstellendes Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung implementiert wer den kann. Die Systemeinheit 622 umfaßt eine Zentralverarbei tungseinheit ("CPU"; CPU = Central Processing Unit) 731, wie z. B. einen herkömmlichen Mikroprozessor, und eine Anzahl von anderen Einheiten, die über einen Systembus 732 verbun den sind. Der Computer 620 umfaßt einen Direktzugriffsspei cher ("RAM") 734, einen Nur-Lese-Speicher ("ROM"; ROM = Read Only Memory) 736, einen Anzeigeadapter 737 zum Verbinden des Busses 732 mit dem Videoanzeigeterminal 624, und einen I/O-Adapter 739 (I/O = In/Out = Hinein/Hinaus) zum Verbinden von peripheren Geräten (z. B. Platten- und Band-Laufwerke 733) mit dem Systembus 732. Das Videoanzeigeterminal 624 ist die visuelle Ausgabe des Computers 620, die ein CRT-basierte-Video anzeige (CRT = Cathode Ray Tube = Kathodenstrahlröhre) sein kann, die in der Technik der Computerhardware gut be kannt ist. Bei einem tragbaren oder notebookbasierten Com puter kann das Videoanzeigeterminal 624 durch eine LCD-basierte oder eine gasplasmabasierte Flachbildschirmanzeige ersetzt werden. Der Computer 620 umfaßt ferner einen Be nutzerschnittstellenadapter 740 zum Verbinden der Tastatur 626, einer Maus 628, Lautsprechern 746, einem Mikrophon 748 und/oder anderer Benutzerschnittstellengeräte, wie z. B. ein Berührungsbildschirmgerät (nicht gezeigt), mit dem Systembus 732. Ein Kommunikationsadapter 749 verbindet den Computer 620 mit einem Datenverarbeitungsnetz.

Beliebige geeignete maschinenlesbare Medien, wie z. B. der RAM 734, der ROM 736, eine Magnetdiskette, ein Magnetband oder eine optische Platte (die letzten drei sind in den Platten- und Bandlaufwerken 733 positioniert), können das Verfahren und das System eines darstellenden Ausführungs beispiels der vorliegenden Erfindung speichern. Jedes geeignete Betriebssystem und eine zugeordnete graphische Benutzerschnittstelle können die CPU 731 steuern. Weitere Techniken können ferner in Verbindung mit der CPU 731 ver wendet werden, wie z. B. eine Berührungsbildschirmtechnolo gie oder eine Steuerung mit der menschlichen Stimme. Zusätz lich umfaßt der Computer 620 ein Steuerungsprogramm 751, das innerhalb des Computerspeichers 750 liegt. Das Steuerungs programm 751 enthält Anweisungen, die, wenn dieselben auf der CPU 731 ausgeführt werden, Operationen ausführen, die in dem logischen Flußdiagramm von Fig. 5A und in den teilweise schematischen Diagrammen von Fig. 1, 2, 3, 4 und 5B, wie hierin beschrieben, dargestellt sind.

Fachleuten wird es offensichtlich sein, daß die Hardware, die in Fig. 7 dargestellt ist, für spezifische Anwendungen variieren kann. Beispielsweise können andere periphere Ge räte, wie z. B. optische Plattenmedien, Audioadapter oder Chipprogrammiergeräte, wie z. B. PAL- oder EPROM-Program miergeräte, die in der Technik der Computerhardware gut be kannt sind, und dergleichen zusätzlich oder anstelle der Hardware, die schon dargestellt wurde, verwendet werden.

Es ist schließlich wichtig, daß, obwohl ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben ist und weiter im Zusammenhang mit einem voll funktions fähigen Computersystem beschrieben wird, es Fachleuten offensichtlich sein wird, daß die Mechanismen eines darstel lenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als ein Programmprodukt in einer Vielfalt von Formen vertrieben werden können, und daß ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ungeachtet des speziellen Typs eines signaltragenden Mediums, das verwendet wird, um den Vertrieb tatsächlich auszuführen, gleichermaßen anwendbar ist. Beispiele von signaltragenden Medien umfassen Aufzeich nungstypmedien, wie z. B. Floppy-Disketten, Hartplattenlauf werke, CD-ROMs und Übertragungstypmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen.

Claims

1. Verfahren zum Charakterisieren der Qualität von Signa len, die die Herzfunktion anzeigen, wobei derartige Si gnale, die die Herzfunktion anzeigen, aus elektrokar diographischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Messen (502) eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
Abtasten (502) bei einer Kardinalzahl von Punkten des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale;
Bestimmen für das abgetastete eine Signal oder für je des der abgetasteten mehreren Signale, eines maximalen abgetasteten Werts, der über die Kardinalzahl von Ab tastpunkten aufgetreten ist; und
Berechnen (504, 506, 509, 510, 512, 514, 516) für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale eines Signalqualitätsindex durch Tei len des bestimmten maximalen Werts durch einen Divisor, der dem abgetasteten einen Signal oder jedem der abge tasteten mehreren Signalen zugeordnet ist.

2. Verfahren zum Liefern von hochgenauen Charakterisierun gen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wobei derartige Wellenformdarstellungen aus elektrokardiogra phischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Ver fahren folgende Schritte aufweist:
Messen (502) eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
Berechnen (504, 506, 509, 510, 512, 514, 516) eines Si gnalqualitätsindex für das gemessene eine Signal oder für jedes der gemessenen mehreren Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
Berechnen eines oder mehrerer Gewichtungsfaktoren ab hängig von dem berechneten Signalqualitätsindex für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren ge messenen Signale, die die Herzfunktion anzeigen; und
Erzeugen (508) einer Wellenformdarstellung, die das ge messene eine Signal oder jedes der gemessenen mehreren Signale aufweist, die die Herzfunktion anzeigen, multi pliziert mit dem berechneten Gewichtungsfaktor, der dem gemessenen einen Signal oder jedem der gemessenen mehreren Signale entspricht, die die Herzfunktion an zeigen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Schritt des Berechnens eines Signalqualitätsindex ferner folgende Schritte aufweist:
Messen (502) eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
Abtasten (502) bei einer Kardinalzahl von Punkten des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale;
Bestimmen für das abgetastete eine Signal oder für je des der abgetasteten mehreren Signale eines maximalen abgetasteten Werts, der über die Kardinalzahl von Ab tastpunkten aufgetreten ist; und
Berechnen (504, 506, 509, 510, 512, 514, 516) für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale des Signalqualitätsindex durch Teilen des bestimmten maximalen Werts durch einen Divisor, der dem abgetasteten einen Signal oder jedem der abgetaste ten mehreren Signale zugeordnet ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 3, bei dem der Schritt des Berechnens eines Signalqualitätsindex fer ner folgende Schritte aufweist:
Berechnen des Divisors, der dem einen abgetasteten Si gnal oder jedem der mehreren abgetasteten Signale zu geordnet ist, durch Summieren für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale jedes abgetasteten Werts, der an jedem der Kardinalzahl von abgetasteten Punkten gemessen wurde.

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Schritt des Be rechnens von einem oder mehreren Gewichtungsfaktoren ferner folgende Schritte aufweist:
Einstellen der berechneten Signalqualitätsindizes bei Spezialfallbeispielen;
Summieren des berechneten Signalqualitätsindex für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren ge messenen Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
Vergleichen der Summe des berechneten Signalqualitäts index für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale mit Null;
ansprechend darauf, daß der Vergleichsschritt anzeigt, daß die Summe der berechneten Signalqualitätsindizes gleich Null ist, Berechnen des einen oder der mehreren Gewichtungsfaktoren, so daß dieselben alle gleich der Zahl 1 geteilt durch die Gesamtanzahl des gemessenen einen Signals oder der gemessenen mehreren Signale ist; und
ansprechend darauf, daß der Vergleichsschritt anzeigt, daß die Summe der berechneten Signalqualitätsindizes für das eine Signal oder für jedes der mehreren Signale nicht gleich Null ist, Berechnen des einen oder der mehreren Gewichtungsfaktoren für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale durch Teilen des Signalqualitätsindex für das eine Signal oder für jedes der mehreren Signale durch das Resultat des Summierschrittes.

6. System zum Charakterisieren der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, wobei derartige Signale, die die Herzfunktion anzeigen, aus elektrokardiographi schen Messungen abgeleitet werden, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Messen eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
eine Einrichtung zum Abtasten bei einer Kardinalzahl von Punkten des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale;
eine Einrichtung zum Bestimmen für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale eines maximalen abgetasteten Werts, der über die Kar dinalzahl von Abtastpunkten aufgetreten ist; und
eine Einrichtung zum Berechnen (550) für das abgetaste te eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale eines Signalqualitätsindex durch Teilen des be stimmten maximalen Werts durch einen Divisor, der dem abgetasteten einen Signal oder jedem der abgetasteten mehreren Signale zugeordnet ist.

7. System zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wobei derartige Wellenformdarstellungen aus elektrokardiogra phischen Messungen abgeleitet werden, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Messen eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
eine Einrichtung zum Berechnen (550) eines Signalquali tätsindex für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
eine Einrichtung zum Berechnen (560) eines oder mehre rer Gewichtungsfaktoren abhängig von dem berechneten Signalqualitätsindex für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale, die die Herzfunktion anzeigen; und
eine Einrichtung zum Erzeugen (570) einer Wellenform darstellung, die das eine gemessene Signal oder jedes der mehreren gemessenen Signale aufweist, die die Herz funktion anzeigen, multipliziert mit dem berechneten Gewichtungsfaktor, der dem einen gemessenen Signal oder jedem der mehreren gemessenen Signale entspricht, die die Herzfunktion anzeigen.

8. System gemäß Anspruch 7, bei dem die Einrichtung zum Berechnen eines Signalqualitätsindex ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Messen eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
eine Einrichtung zum Abtasten bei einer Kardinalzahl von Punkten des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale;
eine Einrichtung zum Bestimmen für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale eines maximalen abgetasteten Werts, der über die Kardi nalzahl von abgetasteten Punkten aufgetreten ist; und
eine Einrichtung zum Berechnen für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale des Signalqualitätsindex durch Teilen des bestimmten maximalen Werts durch einen Divisor, der dem abgetaste ten einen oder jedem der abgetasteten mehreren Signalen zugeordnet ist.

9. System gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 8, bei dem die Einrichtung zum Berechnen eines Signalqualitätsindex ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Summieren für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale jedes abgetasteten Werts, der an jedem der Kardinalzahl von abgetasteten Punkten gemessen wurde; und
eine Einrichtung zum Berechnen des Divisors, der dem einen abgetasteten Signal oder jedem der mehreren ab getasteten Signale zugeordnet ist, durch Multiplizieren der Resultate des Summierschrittes mit dem Reziprokwert der Anzahl von Kardinalpunkten, bei denen das Abtasten aufgetreten ist.

10. System gemäß Anspruch 7, bei dem die Einrichtung zum Berechnen des einen oder der mehreren Gewichtungsfak toren ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Einstellen der berechneten Signal qualitätsindizes bei Spezialfallbeispielen;
eine Einrichtung zum Summieren der berechneten Signal qualitätsindizes für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale, die die Herz funktion anzeigen;
eine Einrichtung zum Vergleichen der Summe der berech neten Signalqualitätsindizes für das eine gemessene Si gnal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale mit Null;
eine Einrichtung, die auf die Einrichtung zum Verglei chen anspricht, die anzeigt, daß die Summe der berech neten Signalqualitätsindizes gleich Null ist, zum Be rechnen des einen oder der mehreren Gewichtungsfakto ren, so daß dieselben alle gleich der Zahl 1 geteilt durch die Gesamtanzahl des gemessenen einen Signals oder der gemessenen mehreren Signale ist; und
eine Einrichtung, die auf die Einrichtung zum Verglei chen anspricht, die anzeigt, daß die Summe der berech neten Signalqualitätsindizes für das eine Signal oder für jedes der mehreren Signale nicht gleich Null ist, zum Berechnen des einen oder der mehreren Gewichtungs faktoren für das eine gemessene Signal oder für jedes der mehreren gemessenen Signale durch Teilen des Si gnalqualitätsindex für das eine Signal oder für jedes der mehreren Signale durch das Resultat der Einrichtung zum Summieren.