DE19827697B4

DE19827697B4 - Verfahren und System zum Bestimmen der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen

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Publication number: DE19827697B4
Application number: DE19827697A
Authority: DE
Inventors: Cheuw Lee Andover Yeo; Jyh-yun J. Newton Wang
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: DE19827697A1; JPH1170089A; US5827196A

Abstract

Verfahren zum Bestimmen der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, wobei derartige Signale, die die Herzfunktion anzeigen, aus elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Messen (502) eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen;
Abtasten (502) des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale bei einer vorbestimmten Anzahl von Abtastpunkten, um eine Mehrzahl von Abtastwerten zu erzeugen;
für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale, Bestimmen eines maximalen Absolutwertes aus der Mehrzahl von erzeugten Abtastwerten; und
für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale, Berechnen (504, 506, 509, 510, 512, 514, 516) eines Signalqualitätsindex durch Teilen des maximalen Absolutwertes durch die Summe der Absolutwerte der erzeugten Abtastwerte, wobei der Signalqualitätsindex die Güte des einen Signals oder der mehreren Signale anzeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und ein System zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und ein System zum Liefern von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, wobei derartige Wellenformdarstellungen aus elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum automatischen Erzeugen von hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, wobei derartige Wellenformdarstellungen aus den elektrokardiographischen Messungen aufgebaut werden. Die vorliegende Erfindung erzeugt solche hochgenauen Charakterisierungen von Wellenformdarstellungen durch (1) Vorsehen eines innovativen Wegs zum Analysieren jedes Glieds eines Satzes von elektrokardiographischen Messungen, die schließlich verwendet werden sollen, um die Wellenformdarstellungen aufzubauen, 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 Wellenformdarstellung aufzubauen.
Ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet bestimmte spezifische elektrische Signale, die aus einem Gerät zum Überwachen der Herzfunktion abgeleitet 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. Dementsprechend stellt die folgende Erörterung als eine Hilfe zum Verständnis des Elektrokardiographen eine kurze Beschreibung (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 elektrischen Signale (oder "Ableitungen") aus dem Elektrokardiographen abgeleitet werden.
Die mechanischen Ereignisse des Herzens werden durch die elektrochemische Aktivität des Herzens (d. h. die Ausbreitung des Wirkpotentials) vorangegangen und eingeleitet. Es gibt ein Gerät, das die elektrochemische Aktivität des Herzens in eine für das menschliche Auge sichtbare Form transformiert: der Elektrokardiograph, der eine visuelle Darstellung 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 Aufzeichnungsgerät verwendet. Galvanometer zeichnen Potentialunterschiede 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 Herzzellen polarisiert und es findet keine Ladungsbewegung statt. Folglich zeichnen die Galvanometer des EKG keinen Ausschlag auf. Wenn jedoch das Herz beginnt, ein Wirkpotential auszubreiten, wird das Galvanometer ausschlagen, da eine Elektrode, unter der die Depolarisierung aufgetreten ist, einen Potentialunterschied zu einer Region auf dem Körper aufzeichnen wird, unter der das Herz noch nicht depolarisiert wurde.
Ein vollständiger Herzzyklus ist als Herzschlag bekannt. Auf einem EKG weist ein normaler Herzschlag ein unverwechselbares Signal auf. Anfangs zeichnet das Galvanometer einen gerundeten 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 zusammengebracht 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 bekannt), der durch eine Herzkammerneupolarisation bewirkt wird.
Das EKG verwendet in der Praxis viele Elektrodensätze. Diese Elektroden sind derart auf der Oberfläche des Körpers angeordnet, 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 geltenden Konvention (im folgenden als Ableitungen V1 – V6 bezeichnet) 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 erscheint, eine spezielle Perspektive der elektrischen Aktivität des Herzens dar, und auf dieselbe wird als EKG Bezug genommen. Spezielle Kombinationen der Elektroden werden Ableitungen genannt. Beispielsweise sehen die Ableitungen, die in einem Standard-Elektrokardiogrammsystem mit 12 Ableitungen 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 folglich in der Elektrokardiographie tatsächlich das elektrische Signal, das von einer bestimmten Elektrodenanordnung aufgenommen wird, wie es oben dargestellt ist.
Über die Jahre hinweg haben Gesundheitspflegefachleute einen Wissenskörper aufgebaut, mit dem sie gelernt haben, Variationen 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 Kardiologen praktiziert wird, hauptsächlich eine visuell ausgerichtete Technik, bei der die menschlichen Kardiologen visuell eine Wellenformkurve der elektrokardiographischen Messungen, die über die Zeit vorgenommen wurden, untersuchen. Auf der Basis der morphologischen (d. h. Form-) Änderungen der Wellenform bezüglich der Zeit führt der menschliche Kardiologe eine Diagnose der Herzfunktion durch. Beim Erstellen einer derartigen Diagnose ist es wesentlich, daß der menschliche Kardiologe eine genaue Charakterisierung (z. B. das Wissen, wo der QRS-Komplex erscheint) der Wellenformdarstellung besitzt, die aus den elektrokardiographischen Messungen der Herzfunktion abgeleitet wird, dahingehend, daß Ungenauigkeiten der Wellenform Ungenauigkeiten bei der Diagnose verursachen.
Die Erfordernis einer genauen Charakterisierung (z. B. wo der QRS-Komplex positioniert ist) der Wellenformdarstellung ist bei der mechanisierten Elektrokardiographie sogar kritischer. Das heißt es wurden Apparate erzeugt, die viele der Funktionen automatisiert haben, die ursprünglich durch menschliche Kardiologen durchgeführt wurden. Eine der häufigsten Weisen, auf die Ingenieure diese Apparate erzeugen konnten, bestand darin, die Diagnosen des menschlichen Kardiologen über die Verwendung von einer oder mehreren Wellenformschablonen als eine Grundlinie, mit der die Wellenformdarstellung der Herzfunktion eines Patienten verglichen wird, anzunähern.
Die Art, auf die derartige Schablonen typischerweise verwendet werden, sieht wie folgt aus. Zuerst wird ein Mehrableitungselektrokardiograph an einem bestimmten Patienten befestigt, und es wird ein Elektrokardiogramm begonnen. Zweitens wird eine EKG-Wellenform von einer oder mehreren Ableitungen erhalten. Drittens werden eine oder mehrere Wellenformschablonen, die bestimmte interessierende Herzzustände 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 Wellenformschablone 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 aufweist, der der Schablone zugeordnet ist.
Dafür, daß derartige Korrelationstechniken eine genaue Diagnose wiedergeben, ist es wichtig, daß die Charakterisierung (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 Ählichkeiten 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 korreliert 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 Ungenauigkeiten 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 unzureichenden 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 Muskelzucken resultieren. Wenn derartig verzerrte Signale vorhanden sind, ist es oftmals schwierig, adäquat die EKG-Wellenformdarstellung 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 dennoch, wie es erörtert wurde, eine genaue Charakterisierung der EKG-Wellenformen kritisch.
Bei vorhergehenden Versuchen eine genaue Charakterisierung der EKG-Wellenformdaten eines Patienten basierend auf mehreren Ableitungen zu liefern, werden mehrere Ableitungen zunächst 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 jedoch lediglich zum Verbessern des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses der kombinierten Signale nützlich, wenn Geräusche in einer Minderheit der Ableitungen, die verarbeitet werden, vorhanden sind. Außerdem kann ein Rauschen eines ausreichenden Betrags in einer einzigen Ableitung ungünstig das Enderfassungssignal beeinflussen, wenn das Summieren verwendet wird. Auf der anderen Seite kann das Kombinieren von mehreren 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 einzige 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 Charakterisierungen der Wellenformdarstellungen der Herzfunktion liefern, wie z. B. QRS-Komplexe, wobei derartige Wellenformdarstel lungen aus den elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden.

Die US-A-4,987,901 beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen eines Elektrokardiogramms, bei dem eine Mehrzahl von Elektroden auf dem Körper eines Patienten angebracht sind, um entsprechende Signale zu erhalten. Das Verfahren wählt zur Erzeugung einer Darstellung des Elektrokardiogramms diejenige Leitung aus, die die Signale mit der größten Amplitude aufweist.

Die US-A-5,560,369 beschreibt ein Erfassungssystem, das ein Signal über eine Elektrokardiogrammleitung erfaßt, dieses vorab verarbeitet und in eine Mehrzahl diskreter digitaler Signale umwandelt, von denen jedes die Amplitude des Signals zu einem vorbestimmten Abtastzeitpunkt darstellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Bestimmen der Qualität von Signalen zur Anzeige der Herzfunktion zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein teilweise schematisches Diagramm, das Konzepte darstellt, die die Aktivitätsfunktion betreffen;
2 ein teilweise schematisches Diagramm, das Konzepte darstellt, die den speziellen Fall betreffen, bei dem alle Signale schwach sind;
3 ein teilweise schematisches Diagramm, das die Konzepte darstellt, die einen zweiten speziellen Fall betreffen;
4 ein teilweise schematisches Diagramm, das Konzepte darstellt, die einen dritten speziellen Fall betreffen;
5A ein logisches Flußdiagramm auf einer hohen Ebene, das das Verfahren und den Prozeß der vorliegenden Erfindung darstellt;
5B ein teilweise schematisches Blockdiagramm, das ein Verfahren und ein System zum Implementieren der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine bildliche Darstellung eines Datenverarbeitungssystems, das gemäß dem Verfahren und dem System eines darstellenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
7 eine Darstellung einer entsprechenden Hardware umgebung, die gemäß dem Verfahren und dem System eines darstellenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden 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 Messungen 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 abgetasteten Signalen; bei manchen Fällen wird jedoch eine begriffliche Klarheit bezüglich der analogen Wellenformen bereitgestellt, und bei derartigen Fällen werden die Ableitungen, 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 elektrokardiographischen Messungen. Die Wellenformdarstellung wird unter Verwendung dessen erzeugt, was bei der vorliegenden Erfindung "Aktivitätsfunktion" genannt wird. Die "Aktivitätsfunktion" ist eine Zusammensetzung aus einer oder mehreren einzelnen elektrokardiographischen Ableitungen (Signalen). Wie es im folgenden gezeigt wird, liefert die "Aktivitätsfunktion" eine außergewöhnlich genaue Charakterisierung der Wellenformdarstellungen der Herzfunktion, wie z. B. QRS-Komplexe, da die eine oder die mehreren einzelnen elektrokardiographischen 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 "Aktivitätsfunktion" zu erzeugen. Dementsprechend ist es vor dem Erläutern der Aktivitätsfunktion hilfreich zu erörtern, wie die Signalqualität beurteilt wird, und wie die Gewichtungsfaktoren auf dieser Signalqualität basieren.
Eine der Seiten der vorliegenden Erfindung ist ein innovativer Weg des Beurteilens der Signalqualität von elektrokardiographischen 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 Ableitungen von der besten zu der schlechtesten Qualität auf der Basis einer visuellen Untersuchung rangmäßig ordnen. Eine derartige visuelle Untersuchung ist bezüglich des Kardiologen hauptsächlich subjektiv. Daher ist es eine Hauptherausforderung der Technik, einen Weg auszudenken, um mechanisch das zu erreichen, was der menschliche Kardiologe durch die Untersuchung erreicht.
Die vorliegende Erfindung erreicht mechanisch durch Einführen 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 definiert 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 Ableitung 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 vorhandene Ableitung berechnet wird. Mit Worten sagt die Gleichung aus, daß der maximale Absolutwert, der innerhalb jeder Ableitung auftritt, über eine Zeitgrundlinie bestimmt wird, bei der 50 Abtastungen vorgenommen werden, wobei dieser bestimmte maximale Absolutwert dann mit der Zahl 50 multipliziert wird. Das Resultat dieser Multiplikation wird dann durch die Summe der EKG-Abtastwerte der Ableitung geteilt, die über ein Fenster von 50 Abtastpunkten vorgenommen wurden.
Fachleute werden erkennen, daß die vorhergehende Gleichung über jede beliebige Zeitbasis verwendet werden könnte. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird jedoch beispielsweise der SQI alle 200 Millisekunden über ein Fenster von 400 Millisekunden (d. h. 50 8-Millisekunden-Datenabta stungen, oder 50 Datenabtastungen, die bei 8-Millisekundenintervallen 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 berechnet, was bedeutet, daß der SQI an 25 neuen Abtastungen und 25 vorhergehenden Abtastungen (da die Vorderflanke des 400 Millisekunden breiten Abtastfensters lediglich 200 Millisekunden vor dem Neuberechnen verschoben wird) berechnet wird.
Obwohl sich die vorhergehende Definition des SQI lediglich mit 50 Abtastungen befaßt hat, wird es Fachleuten offensichtlich sein, daß es vorstellbar ist, daß der vorhergehende SQI über jede beliebige Grundlinie mit jeder beliebigen 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 Gewichtungsfaktoren von der beurteilten "Güte" oder Signalqualität von unterschiedlichen Ableitungen ab. Diese Beziehung wird durch die folgende Definition des Gewichtungsfaktors deutlich gemacht, die klar zeigt, daß der Gewichtungsfaktor von der Signalqualität oder SQI abhängt:
es sei denn SQI⁽ ⁱ ⁾ = 0 für i = 1, 2, ... N, was
für alle i bewirkt. 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 Gewichtungsfaktorgleichungen 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 Wellenformdarstellungen 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 1 Bezug genommen, die teilweise ein schematisches Diagramm ist, das Konzepte darstellt, die die Aktivitätsfunktion betreffen. In 1 sind vier exemplarische elektrokardiographische Signale (Ableitungen) gezeigt. Das elektrokardiographische Signal 100 ist ein idealisierter QRS-Komplex. Die elektrokardiographischen Signale 102, 104 und 106 sind ebenfalls QRS-Komplexe, dieselben sind jedoch dargestellt, um weniger ideale QRS-Komplexe darzustellen.
Die Aktivitätsfunktion verwendet den Absolutwert der elektrokardiographischen Signale. Dementsprechend sind in 1 korrigierte Versionen 108, 110, 112 und 114 der vier elektrokardiographischen Signale 100, 102, 104 bzw. 106 gezeigt.
Wie es im vorher erörtert wurde, verwendet die Aktivitätsfunktion Gewichtungsfunktionen in Verbindung mit elektrokardiographischen Signalen, um eine zusammengesetzte Funktion zu erzeugen, bei der die "beste" elektrokardiographische Wellenform den größten Beitrag liefert. Dementsprechend ist in 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 Gewichtungsfaktoren, die hierin gezeigt sind, sind lediglich dargestellt, um die beteiligten Konzepte darzustellen, und dieselben sind keine tatsächlichen Gewichtungsfunktionen, die aus den gezeigten 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 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 vorliegenden Erfindung wird der SQI allgemein für jede vorhandene Ableitung über eine bestimmte Zeitbasis unter Verwendung einer festen Anzahl von Abtastungen berechnet, die über diese Zeitbasis vorgenommen werden. Es gibt jedoch bei der vorliegenden Erfindung spezielle Fälle, die vor dem Berechnen 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 gezeigt wird, wird, wenn bestimmt wird, daß ein Signal besonders unzufriedenstellend ist, einem derartigen Signal ein vordefinierter SQI zugewiesen und derselbe wird nicht berechnet.
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 erinnert 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 Ausführungsbeispiel sind die expliziten Kriterien, mit denen bestimmt wird, ob jede Ableitung ein schwaches Signal zeigt, die folgenden:
wenn MAX{|V⁽ⁱ⁾(j)|, j=n–49, ... n} ≤ 250 μV für alle N Ableitungen,
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 Ableitung 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 abgetastete Wert, der innerhalb eines Blocks von 50 Abtastungen 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 2, das ein teilweise schematisches Diagramm ist, das Konzepte zeigt, die den speziellen Fall betreffen, bei dem alle Signale schwach sind. In 2 sind vier exemplarische elektrokardiographische Signale (Ableitungen) gezeigt. Die elektrokardiographischen Signale 200, 202, 204 und 206 sind alle QRS-Komplexe, dieselben sind jedoch 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 elektrokardiographischen Signale. Dementsprechend sind in 2 korrigierte Versionen 208, 210, 212 und 214 der vier elektrokardiographischen Signale 200, 202, 204 bzw. 206 gezeigt.
Wie es oben erörtert wurde, wird bei dem speziellen Fall, der in 2 gezeigt ist, bei dem alle elektrokardiographischen Signale "schwach" sind, dem SQI für jede Ableitung ein Wert von Null zugewiesen. Außerdem weist, wie es ferner erörtert wurde, bei dem Fall, bei dem der SQI von allen Ableitungen Null ist, die Gewichtungsfunktion einen Gewichtungsfaktor von 1/N allen Ableitungen zu, wobei N die Gesamtanzahl von vorhandenen Ableitungen ist. Dementsprechend ist in 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 2 dargestellt sind. Folglich zeigt 2 bildlich, daß die vorliegende 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 überprüften Fall beschäftigt. Der zweite spezielle Fall, der geprüft werden soll, ist derselbe, bei dem mindestens eine Ableitung mit guter Qualität vorhanden ist, und möglicherweise eine oder mehrere schwache Ableitungen (mit niedriger Amplitude) vorhanden sind. Bei einem derartigen Fall werden die SQI der schwachen Ableitungen auf gleich Null eingestellt, während die SQI der Ableitungen, die nicht das Kriterium der schwachen Ableitung erfüllen, wie normal unter Verwendung der SQI-Gleichung, die oben angegeben ist, berechnet werden.
Bei einem erläuternden Ausführungsbeispiel sehen die expliziten Kriterien, mit denen bestimmt wird, ob mindestens eine Ableitung mit guter Qualität vorhanden ist, und eine oder mehrere schwache Ableitungen (mit niedriger Amplitude) vorhanden 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 Ableitung 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 mindestens eine Ableitung einen berechneten SQI größer als 3 aufweist, und mindestens eine Ableitung einen maximalen abgetasteten 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 verbleibenden Ableitungen unter Verwendung der SQI-Gleichung, die oben dargelegt ist, berechnet.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, die ein teilweise schematisches Diagramm ist, das Konzepte darstellt, die den speziellen Fall betreffen, auf den gerade Bezug genommen wurde. In 3 sind vier exemplarische elektrokardiographische Signale (Ableitungen) gezeigt. Die elektrokardiographischen 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 elektrokardiographischen Signale 300 und 304.
Die Aktivitätsfunktion verwendet den Absolutwert der elektrokardiographischen Signale. Dementsprechend sind in 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 speziellen Fall, der in 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 Ableitungen unter Verwendung der SQI-Gleichung, die im vorhergehenden dargelegt ist, berechnet.
Bei der in 3 gezeigten Situation sind die elektrokardiographischen Signale 300 und 304 "gut". Daher wird zugunsten der Darstellung angenommen, daß wenn die SQIs für die elektrokardiographsichen Signale 300 und 304 unter Verwendung der Standard-SQI-Formel, die oben dargelegt ist, berechnet werden, die SQIs für jedes derselben über dem liegen, 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 Ableitungen wird dementsprechend auf Null eingestellt.
Danach wird die Standardgewichtungsfaktorgleichung, die oben dargelegt ist, verwendet, um einen Gewichtungsfaktor allen Ableitungen zuzuweisen; eine Untersuchung der Standardgewichtungsfunktionsgleichung zeigt, daß dann, wenn ein SQI einer Ableitung Null ist, die Gewichtung für diese Ableitung ebenfalls Null sein wird. Dementsprechend ist in 3 gezeigt, daß korrigierten QRS-Komplexen 310 und 314 Gewichtungsfaktoren von Null zugewiesen werden (da der SQI von derartigen "schwachen" Ableitungen als Null definiert wurde). Außerdem ist in 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 Gewichtungsfaktoren, 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 Aktivitätsfunktion, die im vorhergehenden erörtert wurde) multipliziert und summiert, um den zusammengesetzten QRS-Komplex 320 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 3 dargestellt sind, und daß der Beitrag der "schwachen" Signale nicht beachtet wurde. Folglich zeigt 3 bildlich, daß die vorliegende Erfindung wirksam den Beitrag von Signalen zu der Aktivitätsfunktion eliminiert, die als übermäßig "schwache" Signale erachtet werden.
Das vorhergehende hat sich mit dem zweiten geprüften Spezialfall befaßt. Der dritte Spezialfall, der geprüft wird, ist derselbe, bei dem "laufende Durchschnitte" von Niederfrequenzrauschen und Hochfrequenzrauschen innerhalb einer oder mehrerer Ableitungen anzeigen, daß derartige Ableitungen inhärent unzuverlässig sind, wobei bei diesem Fall der SQI von derartigen inhärent unzuverlässigen Ableitungen auf gleich Null eingestellt wird, wodurch wirksam ein Erscheinen 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 Zeitabtastung folgend der Erfassung eines QRS-Komplexes aktualisiert wird:
α = 4, wenn HFNI^{(i) (j)} ≥ HFNI ⁽ⁱ⁾ (j–1)
α = 8, wenn HFNI⁽ ⁱ ⁾(j) < HFNI ⁽ⁱ⁾(j–1)
i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N, wobei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ableitung i;
HFNI ⁽ⁱ⁾-Mengen beziehen sich auf. die aktuellen (über die Gleichung des HFNI⁽ⁱ⁾, die später definiert wird) Hochfrequenzrauschindexwerte; 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 inhärent unzuverlässig ist, eine derartige Ableitung aus der Zusammensetzung entfernt, die schließlich die Aktivitätsfunktion bildet. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Bestimmung, ob "der laufende Durchschnitt" eine Unzuverlässigkeit zeigt, durch das folgende bestimmt:
wenn HFNI ⁽ⁱ⁾(j) > ∊_HF, Einstellen von SQI⁽ⁱ⁾ = 0,
worin ∊_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 definiert, die bei einer Zeitabtastung folgend der Erfassung eines QRS-Komplexes aktualisiert wird:
α = 4 , wenn LFNI ⁽ⁱ⁾ (j) ≥ LFNI ⁽ⁱ⁾ (j–1)
α = 8, wenn LFNI⁽ⁱ⁾ (j) < LFNI ⁽ⁱ⁾ (j–1)
i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N, wobei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ableitung 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 Niederfrequenzrauschindex des laufenden Durchschnitts.
Wie dargelegt wurde, wird, wenn der "laufende Durchschnitt" des Niederfrequenzrauschens zeigt, daß eine Ableitung inhärent unzuverlässig ist, eine derartige Ableitung aus der Zusammensetzung entfernt, die schließlich die Aktivitätsfunktion bildet. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Bestimmung, ob "der laufende Durchschnitt" eine Unzuverlässigkeit zeigt, durch das folgende bestimmt:
wenn LFNI ⁽ⁱ⁾(j) > ∊_LF, Einstellen von SQI⁽ⁱ⁾ = 0,
wobei ∊_LF = MAX{3MIN[LFNI ⁽ⁱ⁾(j), i=1, ... N],800}.
Die vorhergehenden Gleichungen zum Berechnen der laufenden Durchschnitte verwenden die Hoch- und Nieder-Frequenzrauschmessung. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Hoch- und Nieder-Frequenzrauschmessungen aus den elektrokardiographischen Ableitungen wie folgt erhalten.
Der Hochfrequenzrauschindex wird als ein Verhältnis des Hochfrequenzrauschens zu dem Signal berechnet. Um das Hochfrequenzrauschen zu erhalten, wird das EKG-Eingangssignal V(j) unter Verwendung eines zweiten Differenzfilters hochpaßgefiltert, der wie folgt auf einer Abtastung-zu-Abtastung-Basis berechnet wird: X(i)(j) = V(i)(j+i) – 2V(i)(j) + V(i) (j–1)und der Hochfrequenzrauschindex wird wie folgt bei der Erfassung eines QRS-Komplexes berechnet:
i ist eine betrachtete Ableitung und reicht von 1 bis N, wobei N die Gesamtanzahl der vorhandenen Ableitungen ist;
j ist die j-te EKG-Datenabtastung für die betrachtete Ableitung 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 Niederfrequenzrauschen zu erhalten, wird das EKG-Eingangssignal V(j) unter Verwendung der folgenden Gleichung tiefpaßgefiltert, die auf einer Abtastung-zu-Abtastung-Basis berechnet wird:
und der Niederfrequenzrauschindex wird wie folgt beim Erfassen 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 Ableitung 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-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, geht; und
Y⁽ⁱ⁾(j) ist die tiefpaßgefilterte Ausgabe.
Bezugnehmend nun auf 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 übermäßiges Niederfrequenzrauschen aufweist. In 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. Niederfrequenzrauschkomponenten aufweisen. Es ist gezeigt, daß das elektrokardiographische Signal 402 aus einer sauberen elektrokardiographischen Wellenformkomponente 401 und einer Hochfrequenzrauschkomponente 403 zusammengesetzt ist. Ferner ist gezeigt, daß die Elektrokardiographie 406 aus einer weiteren 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 elektrokardiographischen Signale verwendet. Das gleiche gilt hier auch. In 4 sind jedoch die korrigierten Versionen der elektrokardiographischen Signale 400, 402, 404 und 406 nicht gezeigt, es sollte jedoch offensichtlich sein, daß dieselben vorhanden sind.
Wie es im vorhergehenden erörtert wurde, wird bei dem spezi ellen Fall, der in 4 gezeigt ist, bei dem ein elektrokardiographisches Signal entweder ein übermäßiges Hochfrequenz- 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 4 gezeigten Spezialfall, bei dem eines oder mehrere elektrokardiographische 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, berechnet. Danach wird die Standardgewichtungsfaktorgleichung, die oben dargelegt ist, verwendet, um einen Gewichtungsfaktor allen Ableitungen zuzuweisen; eine Untersuchung der Standardgewichtungsfunktionsgleichung zeigt, daß wenn ein SQI einer Ableitung Null ist, daß dann die Gewichtung für diese Ableitung ebenfalls Null sein wird.
Es ist in 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 4 gezeigt, daß einem übermäßig rauschigen (aufgrund einer übermäßigen Hochfrequenzrauschkomponente 403) elektrokardiographischen Signal 402 ein Gewichtungsfaktor von Null zugewiesen ist (da der SQI einer derartigen übermäßig rauschigen Ableitung als Null definiert wurde, und unter Verwendung der Gewichtungsfunktion führt dies zu einem Gewichtungsfaktor von Null).
Ferner ist in 4 gezeigt, daß diesem übermäßig rauschigen (aufgrund einer übermäßigen Niederfrequenzrauschkomponente 407) elektrokardiographischen Signal 406 ein Gewichtungsfaktor von Null zugewiesen ist (da der SQI einer derartigen übermäßig rauschigen Ableitung als Null definiert wurde, und unter Verwendung der Gewichtungsgleichung führt dies zu einem Gewichtungsfaktor von Null).
Außerdem ist in 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 Gewichtungsfunktionen, die aus den gezeigten Signalen abgeleitet werden).
Die gezeigten QRS-Komplexe (d. h. die elektrokardiographischen Signale), werden dann alle mit ihren jeweiligen Gewichtungsfaktoren (gemäß der Aktivitätsfunktion, die vorher erörtert wurde) multipliziert und summiert, um den zusammengesetzten 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 4 dargestellt sind, und daß der Beitrag der übermäßig rauschigen Signale nicht beachtet wurde. Folglich zeigt 4 bildlich, daß die vorliegende Erfindung wirksam den Beitrag von Signalen zu der Aktivitätsfunktion eliminiert, die als übermäßig rauschige Signale betrachtet werden.
Es wird nun auf 5A Bezug genommen, die ein Logikflußdiagramm auf einer hohen Ebene ist, das das Verfahren und den Prozeß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Verfahrensschritt 500 zeigt den Start des Prozesses. Ein Verfahrensschritt 502 stellt die Erfassung von N elektrokardiographischen 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 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 eingestellt ist. Danach fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 508 fort, bei dem die Aktivitätsfunktion unter Verwendung der bestimmten SQI-Werte für jede Ableitung berechnet wird.
Wenn bestimmt wird, daß nicht alle Ableitungen "schwache" Signale sind, dann fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 509 fort, der darstellt, daß der SQI für alle Ableitungen berechnet wird. Danach fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 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 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" Ableitungen auf Null eingestellt wird. Danach fährt der Schritt zu dem Verfahrensschritt 514 fort.
Der Verfahrensschritt 514 stellt die Bestimmung dar, ob eines oder mehrere ansonsten "gute" oder "starke" Signale trotzdem verworfen werden sollten, dahingehend, daß ein Summenindex von dem Hoch- und/oder dem Nieder-Frequenzrauschen, die in der Ableitung vorhanden sind, anzeigt, daß das Signal inhärent unzuverlässig ist. Für den Fall, daß bestimmt wird, daß eines oder mehrere ansonsten "gute" oder "starke" Signale aufgrund von Rauschen inhärent unzuverlässig sind, fährt dann der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 516 fort, der zeigt, daß der SQI für diese übermäßig rauschigen Kanäle auf Null eingestellt wird. Danach fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 508 fort, der die Berechnung der Aktivitätsfunktion unter Verwendung der bestimmten SQI-Werte für jede Ableitung darstellt.
Wenn bestimmt wird, daß keines der sonst "guten" oder "starken" Signale inhärent rauschig ist, dann fährt der Prozeß zu dem Verfahrensschritt 508 fort, der die Berechnung der Aktivitätsfunktion 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 existieren, fährt der Prozeß zu einem Verfahrensschritt 518 fort und stoppt.
Es wird nun auf 5B Bezug genommen, die ein teilweise schematisches Blockdiagramm ist, das ein Verfahren und ein System zum Implementieren der vorliegenden Erfindung darstellt. In 5B sind EKG-Ableitungen (oder Kanäle oder Signale) 1 bis N gezeigt (wie vorher in Bezug auf die vorhergehenden Gleichungen und Figuren erörtert wurde). Es ist gezeigt, daß jede Ableitung in einen entsprechenden Signalqualitätsmeßblock 550 eingespeist wird. Jeder Signalqualitätsmeßblock 550 wird den SQI für jede Ableitung unter Verwendung 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 Signalqualitätsmeßblock 550, z. B. durch Software, Hardware, Firmware oder jegliche Kombination derselben, implementiert werden könnte.
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 vorhergehenden 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 Kombination derselben, implementiert werden könnte.
Folgend zu der Bestimmung der Gewichtungsfaktoren, die für jede Ableitung (oder Kanal oder Signal) geeignet sind, werden diese Gewichtungsfaktoren als in einen QRS-Erfassungssignalerzeugungsblock 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 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 6 ist eine bildliche Darstellung eines Datenverarbeitungssystems dargestellt, das gemäß dem Verfahren und dem System eines darstellenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Verfahren und das System, das durch ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geschaffen wird, kann mit dem Datenverarbeitungssystem, das in 6 dargestellt ist, implementiert werden. Ein Computer 620 ist dargestellt, der eine Systemeinheit 622, ein Videoanzeigeterminal 624, eine Tastatur 626 und eine Maus 628 umfaßt. Der Computer 620 kann unter Verwendung jedes geeigneten leistungsfähigen Computers, wie z. B. kommerziell erhältliche Mainframe-Computer, Minicomputer oder Mikrocomputer, implementiert werden.
7 ist eine Darstellung einer exemplarischen Hardwareumgebung, die gemäß dem Verfahren und dem System eines darstellenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. 7 stellt ausgewählte Komponenten in dem Computer 620 dar, in dem ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann. Die Systemeinheit 622 umfaßt eine Zentralverarbeitungseinheit ("CPU"; CPU = Central Processing Unit) 731, wie z. B. einen herkömmlichen Mikroprozessor, und eine Anzahl von anderen Einheiten, die über einen Systembus 732 verbunden sind. Der Computer 620 umfaßt einen Direktzugriffsspeicher ("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-Videoanzeige (CRT = Cathode Ray Tube = Kathodenstrahlröhre) sein kann, die in der Technik der Computerhardware gut bekannt ist. Bei einem tragbaren oder notebookbasierten Computer kann das Videoanzeigeterminal 624 durch eine LCD-basierte oder eine gasplasmabasierte Flachbildschirmanzeige ersetzt werden. Der Computer 620 umfaßt ferner einen Benutzerschnittstellenadapter 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 Ausführungsbeispiels 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 verwendet werden, wie z. B. eine Berührungsbildschirmtechnologie oder eine Steuerung mit der menschlichen Stimme. Zusätzlich umfaßt der Computer 620 ein Steuerungsprogramm 751, das innerhalb des Computerspeichers 750 liegt. Das Steuerungsprogramm 751 enthält Anweisungen, die, wenn dieselben auf der CPU 731 ausgeführt werden, Operationen ausführen, die in dem logischen Flußdiagramm von 5A und in den teilweise schematischen Diagrammen von 1, 2, 3, 4 und 5B, wie hierin beschrieben, dargestellt sind.
Fachleuten wird es offensichtlich sein, daß die Hardware, die in 7 dargestellt ist, für spezifische Anwendungen variieren kann. Beispielsweise können andere periphere Geräte, wie z. B. optische Plattenmedien, Audioadapter oder Chipprogrammiergeräte, wie z. B. PAL- oder EPROM-Programmiergeräte, die in der Technik der Computerhardware gut bekannt 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 funktionsfähigen Computersystem beschrieben wird, es Fachleuten offensichtlich sein wird, daß die Mechanismen eines darstellenden 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 Aufzeichnungstypmedien, wie z. B. Floppy-Disketten, Hartplattenlaufwerke, CD-ROMs und Übertragungstypmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, wobei derartige Signale, die die Herzfunktion anzeigen, aus elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Messen (502) eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen; Abtasten (502) des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale bei einer vorbestimmten Anzahl von Abtastpunkten, um eine Mehrzahl von Abtastwerten zu erzeugen; für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale, Bestimmen eines maximalen Absolutwertes aus der Mehrzahl von erzeugten Abtastwerten; und für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale, Berechnen (504, 506, 509, 510, 512, 514, 516) eines Signalqualitätsindex durch Teilen des maximalen Absolutwertes durch die Summe der Absolutwerte der erzeugten Abtastwerte, wobei der Signalqualitätsindex die Güte des einen Signals oder der mehreren Signale anzeigt.
Verfahren zum Erzeugen hochgenauer Signalverlaufdarstellungen der Herzfunktion, wobei derartige Signalverlaufdarstellungen aus elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: für jedes einer Mehrzahl von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, Bestimmen des Signalqualitätsindex nach Anspruch 1; für jedes der Mehrzahl von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, Berechnen eines Gewichtungsfaktors durch Teilen des berechneten Signalqualitätsindex für jedes der Mehrzahl von Signalen durch die Summe aller berechneter Signalqualitätsindizes; und Erzeugen (508) einer Signalverlaufdarstellung, die jedes der gemessenen mehreren Signale aufweist, multipliziert mit dem berechneten Gewichtungsfaktor, der jedem der gemessenen mehreren Signale entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Schritt des Berechnens des Gewichtungsfaktors ferner folgende Schritte aufweist: Einstellen der berechneten Signalqualitätsindizes für jedes der Signale, deren Amplitude einen festgelegten Wert unterschreitet auf Null; Summieren der berechneten Signalqualitätsindizes für jedes der mehreren gemessenen Signale; Vergleichen der Summe des berechneten Signalqualitätsindex mit Null; ansprechend darauf, daß der Vergleichsschritt anzeigt, daß die Summe der berechneten Signalqualitätsindizes gleich Null ist, Berechnen des Gewichtungsfaktors, so daß derselbe gleich der Zahl 1 geteilt durch die Gesamtanzahl der gemessenen mehreren Signale ist; und ansprechend darauf, daß der Vergleichsschritt anzeigt, daß die Summe der berechneten Signalqualitätsindizes nicht gleich Null ist, Berechnen des Gewichtungsfaktors für jedes der mehreren gemessenen Signale durch Teilen des Signalqualitätsindex für jedes der mehreren Signale durch das Resultat des Summierschrittes.
Vorrichtung zum Bestimmen der Qualität von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, wobei derartige Signale, die die Herzfunktion anzeigen, aus elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Messen eines Signals oder mehrerer Signale, die die Herzfunktion anzeigen; eine Einrichtung zum Abtasten des gemessenen einen Signals oder jedes der gemessenen mehreren Signale bei einer vorbestimmten Anzahl von Abtastpunkten, um eine Mehrzahl von Abtastwerten zu erzeugen; eine Einrichtung zum Bestimmen, für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale, eines maximalen Absolutwertes aus der Mehrzahl von erzeugten Abtastwerten; und eine Einrichtung zum Berechnen, für das abgetastete eine Signal oder für jedes der abgetasteten mehreren Signale, eines Signalqualitätsindex durch Teilen des maximalen Absolutwertes durch die Summe der Absolutwerte der erzeugten Abtastwerte, wobei der Signalqualitätsindex die Güte des einen Signals oder der mehreren Signale anzeigt.
Vorrichtung zum Erzeugen hochgenauer Signalverlaufdarstellungen der Herzfunktion, wobei derartige Signalverlaufdarstellungen aus elektrokardiographischen Messungen abgeleitet werden, wobei das Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen (550) des Signalquali tätsindex für jedes einer Mehrzahl von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, nach Anspruch 4; eine Einrichtung zum Berechnen (560) für jedes der Mehrzahl von Signalen, die die Herzfunktion anzeigen, eines Gewichtungsfaktors durch Teilen des berechneten Signalqualitätsindex für jedes der Mehrzahl von Singalen durch die Summe aller berechneter Signalqualitätsindizes; und eine Einrichtung zum Erzeugen (570) einer Signalverlaufdarstellung, die jedes der gemessenen mehreren Signale aufweist, multipliziert mit dem berechneten Gewichtungsfaktor, der jedem der gemessenen mehreren Signale entspricht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei dem die Einrichtung zum Berechnen des Gewichtungsfaktors ferner folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Einstellen der berechneten Signalqualitätsindizes für jedes der Signale, deren Amplitude einen festgelegten Wert unterschreitet, auf Null; eine Einrichtung zum Summieren der berechneten Signalqualitätsindizes für jedes der mehreren gemessenen Signale; eine Einrichtung zum Vergleichen der Summe des berechneten Signalqualitätsindex mit Null; eine Einrichtung, die ansprechend darauf, daß die Vergleichseinrichtung anzeigt, daß die Summe der berechneten Signalqualitätsindizes gleich Null ist, den Gewichtungsfaktor berechnet, so daß derselbe gleich der Zahl 1 geteilt durch die Gesamtanzahl der gemessenen mehreren Signale ist; und eine Einrichtung, die ansprechend darauf, daß die Vergleichseinrichtung anzeigt, daß die Summe der berechneten Signalqualitätsindizes nicht gleich Null ist, den Gewichtungsfaktor für jedes der mehreren gemessenen Signale durch Teilen des Signalqualitätsindex für jedes der mehreren Signale durch die Ausgabe der Summiereinrichtung berechnet.