CN102458240B - 具有减少的心搏停止假警报的ecg 监测 - Google Patents

具有减少的心搏停止假警报的ecg 监测 Download PDF

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Abstract

一种患者监测器包括：心电图仪(14，20)，其监测患者(10)的心电图信号(40)；第二生理信号监测器(16，20)，其与所述心电图仪监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的第二生理信号(50)；警报状况检测器(42，44)，其被配置为基于所述患者的所述心电图信号来检测警报状况；警报状况验证器(52，54，56)，其被配置为基于所同时监测的所述患者的第二生理信号的脉动分量的脉搏规律性来验证所述警报状况；以及警报指示器(24，26，58)，其被配置为在所述警报状况检测器检测到警报状况并且所述警报状况验证器验证通过所述警报状况的条件下产生人类可察觉警报。

Description

具有减少的心搏停止假警报的ECG 监测
以下涉及医学领域、医学监测领域、生理监测领域、患者安全领域以及相关领域。
心电图(ECG)监测作为常规的患者监测技术是公知的。熟练的心脏病专家或者其他熟练的医学诊断专家能够从波形的形状、重复率和ECG信号波形的根据时间的其他方面推断出重要的信息。对于更日常的患者监测，ECG提供了关于心率的连续信息，并且护士或者其他医学护理员能够基于ECG信号中的大的改变来识别出紧急的患者问题。
对于患者监测尤其感兴趣的是快速且精确地检测心率不齐，例如心室颤动或者心搏停止。心室颤动是其中心脏失去规律并且开始以随机或者伪随机方式跳动的状况——这一状况需要立即的注意。心搏停止甚至是更紧急的——这通俗上被称为“平线”状况，其中心脏完全停止跳动，也称为心脏骤停状况。心搏停止在几分钟之内导致脑损伤和死亡，并且因而必须被立即处理。在医院或者其他医疗设施中，检测到心搏停止将启动“蓝色代码”事件，其中呼叫应急团队来尝试着急救患者。
ECG有利地提供了快速且通常精确的心搏停止检测。对于ECG而言，未能检测到心搏停止是困难的，因为ECG监测心率本身——如果ECG设备故障，那么结果很可能是类似于“平线”状况的空信号，这将导致蓝色代码事件。因此，ECG十分不可能给出“假阴性”，也即，十分不可能未检测到实际的心搏停止事件。
然而，ECG可以容易生成“假阳性”事件，也即当患者心脏实际上在正常地跳动时(或者至少不是心搏停止时)指示心搏停止。这种假阳性事件可以由例如患者日常运动引起的一个或多个ECG电极的脱落或者其他故障而触发。假阳性事件的其他原因包括ECG的“突然失灵”、信号饱和，等等。每个假阳性心搏停止检测导致医务人员做出紧急情况模式的反应，并且会触发不必要的蓝色代码事件。
据估计，所有心搏停止检测事件中大约90％或者更多的实际上是假阳性事件，其中患者没有遭受心脏骤停但是ECG错误地指示平线状况。这些假阳性心搏停止检测事件的代价包括响应于该假事件的医学专家所损失的时间、给区域中所有医学专家的压力、给发现其医疗监测器突然发出大声的声音警报或者以另外的方式指示紧急状况的患者的压力、以及医务人员减敏至他们可能未能以适当的紧急方式来响应于真正的患者心脏骤停的程度。
另一方面，单一的假阴性心搏停止检测事件的代价是由于耽搁了给经受心脏骤停的患者提供医疗救助导致该患者可能遭受脑损伤或者死亡。
已经做出尝试通过分析ECG信号，或者通过以诸如动脉血压的其他同时采集的患者监测信息来扩充ECG信号，从而减少假阳性心搏停止检测事件的数量。例如，Aboukhalil等“Reducing false alarm rates for criticalarrhythmias using arterial blood pressure waveform”Journal of BiomedicalInformatics vol.41，第442-51页(2008)公开了通过动脉血压(ABP)脉搏率来扩充ECG信号的方法。在这一方法中，如果ABP信号的脉搏间的间隔小于阈值，那么禁止心搏停止警报。这一方法假设APB脉搏率与心动周期相关，从而如果ABP脉搏间隔小于阈值，那么该APB脉搏对应于心动周期，指示平线ECG必然是错误的。
问题是，用于减小假阳性心搏停止检测事件的现有技术也大大增加了生成假阴性事件的可能性，从而“遗漏”了真正的心搏停止事件。例如，在APB信号中的噪声或者伪迹将产生具有低于阈值的间隔的APB脉搏序列的情况下，Aboukhalil等的方法可能潜在地抑制了真正的心搏停止检测警报。
以下提供了解决以上提及问题和其他问题的新的和改进的设备和方法。
根据一个公开方面，一种患者监测器包括：心电图仪，其监测患者的心电图信号；第二生理信号监测器，其与所述心电图仪监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的第二生理信号；警报状况检测器，其被配置为基于所述患者的所述心电图信号来检测警报状况；警报状况验证器，其被配置为基于所同时监测的所述患者的第二生理信号的脉动分量的脉搏规律性来验证所述警报状况；以及警报指示器，其被配置为在所述警报状况检测器检测到警报状况并且所述警报状况验证器验证通过所述警报状况的条件下生成人类可察觉警报。
根据另一公开方面，一种患者监测方法包括：监测患者的心电图信号；与监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的第二生理信号；基于所述患者的所述心电图信号来检测警报状况；基于所同时监测的所述患者的第二生理信号的脉动分量的脉搏规律性来验证所述警报状况；以及在由所述验证验证通过所述警报状况的条件下生成人类可察觉警报。
根据另一公开方面，公开了一种存储介质，其存储能够由数字处理器执行以执行在紧接的前一个段落中所述的患者监测方法的指令。
一个优点在于提供了减少的假阳性心搏停止检测事件而没有同时抑制假阴性心搏停止检测事件。
另一优点在于提供了大幅减少的假阳性心搏停止事件因而增大了基于ECG的心搏停止事件检测的精度。
进一步的优点对于阅读和理解了以下详细描述的本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
图1示意性示出了检测和验证心搏停止事件的患者监测***；
图2以额外的细节示意性示出了图1的脉搏规律性指数(PRI)计算部件；
图3示意性示出了体积描记图(pleth)信号以及从该体积描记图信号计算出的脉搏规律性指数(PRI)；
图4针对包括两个心搏停止真事件的时间间隔示意性示出了三通道ECG信号、同时监测的体积描记图(pleth)信号、以及从该体积描记图信号计算出的脉搏规律性指数(PRI)；
图5针对包括一个心搏停止假事件的时间间隔示意性示出了三通道ECG信号、同时监测的体积描记图(pleth)信号、以及从该体积描记图信号计算出的脉搏规律性指数(PRI)。
在本文中公开了基于诸如动脉血压信号或者体积描记图信号的第二生理信号的节律和幅度信息来验证ECG心搏停止事件警报。所公开的验证技术不仅利用了第二生理信号的瞬时脉搏间的间隔，而且并入了短期脉搏规律性特征以校验ECG心搏停止事件。公开了脉搏规律性指数(PRI)，其总结了以每搏动为基础的短期第二生理信号在规律性方面的脉搏节律和幅度特征。PRI值表示短期脉搏规律性的程度，并且用于验证ECG心搏停止警报。
在心搏停止期间不发生规律的脉搏(在节律和幅度方面)。也不可能通过随机噪声或伪迹而生成规律的脉搏。因此，所公开的采用PRI的验证方法在保留ECG心搏停止真警报而拒绝ECG心搏停止假警报方面具有很高的可靠性。至少在ECG心搏停止警报期间以每搏动为基础来计算PRI。核查针对最后的脉搏检测周期(在心搏停止事件之前)而计算出的PRI值以验证心搏停止警报。因而这一过程在计算上是高效的并且提供了ECG心搏停止警报的快速验证。
参考图1，患者10被安置在床12上，或者可选地，可站立、坐着、在救护车或者其他应急响应车辆上，或者被另外方式地安置。虽然所图示的患者10是人类患者，但是也预期该患者是动物，例如在兽医所中。电极14被附接至患者10以便采集心电图(ECG)信号。传感器16检测第二生理信号。例如，传感器16可以是安在手指、脚趾、或者患者10的其他部位上的脉搏血氧测定仪，或者检测体积描记图(pleth)信号的其他传感器、或者动脉血压(ABP)传感器、或者其他血压传感器，等等。传感器16检测第二生理信号(也即，除了电极14所检测的ECG信号之外)。第二生理信号在正常生理状况期间呈现出在脉搏间隔和脉搏幅度上具有大致规律性的脉动信号分量。
患者监测器20监测由ECG电极14检测的ECG信号，并且监测由传感器16检测的体积描记图信号、ABP信号、或者其他第二生理信号。换言之，患者监测器20用作监测ECG信号的心电图仪和监测由传感器16检测的体积描记图信号、ABP信号、或者其他第二生理信号的第二生理信号监测器两者。可选地，可提供单独的心电图仪和第二生理信号监测器(未图示)。患者监测器20包括显示器22，其显示一个或多个所监测的生理参数，例如图1的说明性例子中的ECG信号、体积描记图(pleth)信号、以及呼吸信号。
患者监测器20还包括用于在警报状况期间生成人类可察觉警报的一个或多个警报指示器，例如在警报状况期间在显示器22上(优选以特殊和明显的方式，例如闪烁、红色，等等)示出的说明性的视觉警报指示器24，以及在警报状况期间生成听觉警报的说明性的扬声器26。可由元件24、26视觉地和听觉地指示的警报状况至少包括心搏停止事件，并且可任选地包括其他威胁生命或者健康的事件，例如心室颤动事件、呼吸衰竭，等等。除了或者替代于说明性的警报指示器24、26，预期由位于护士站(未示出)的远程指示器来指示警报状况。也预期单一的警报指示器类型(视觉的或者听觉的)。
提供数字处理器30来处理所监测的生理信号，例如所监测的ECG信号和所监测的ABP、体积描记图、或者其他第二生理信号，以便检测和验证警报状况。数字处理器30可位于不同的地点并且以不同方式具体化，并且可包括两个或者更多个数字处理器。在说明性的实施例中，数字处理器30是患者监测器20的部件；可选地或者附加地，数字处理器可设置在护士站处并且具体实现为接收和处理由患者监测器20监测的生理信号等等的计算机。作为另一例子，数字处理器可以包括：设置在患者监测器20中的第一处理器，所述第一处理器采集ECG和第二生理信号并且执行警报检测；以及设置在护士站计算机中的第二数字处理器，所述第二数字处理器执行警报验证。
也将意识到的是在本文中公开的警报检测和验证技术能够被适当地具体实现为存储介质，其存储能够由数字处理器30实施以执行所公开的警报检测和验证技术的指令。这种存储介质可以，例如，包括以下中的一个或多个：硬盘或者其他磁性存储介质；光盘或者其他光学存储介质；随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、或者其他电子或静电存储介质；或者等等。
如图1所图示，数字处理器30被配置为检测和验证ECG警报。由心搏停止检测器42处理所检测的ECG信号40以检测其中ECG信号不呈现指示跳动心脏的脉动行为的“平线”状况。在决定框44处单独基于ECG信号40来确定是否已经检测到心搏停止。无论是否检测到心搏停止，处理框40、42、44反复循环以便提供对心搏停止状况的连续ECG信号监测。这通过图1中标记有决定“是或者否”的回环箭头来指示。
如果在决定框44处单独基于ECG信号40确定已经检测到心搏停止事件(由图1中标记有决定“是”的箭头来指示)，那么基于由患者监测器20和传感器16实现的体积描记图所监测的体积描记图信号50来验证心搏停止警报状况。说明性的体积描记图信号50可以由APB信号或者在正常生理状况期间呈现出在脉搏间隔和脉搏幅度上具有大致规律性的脉动信号分量的其他第二生理信号代替。为了验证单独由ECG生成的心搏停止警报，由脉搏规律性指数(PRI)计算框52来处理体积描记图信号50(或者具有脉动分量的非ECG信号的其他第二生理信号)以生成脉搏规律性指数(PRI)，该脉搏规律性指数量化所监测的第二生理信号50的脉动分量的脉搏规律性。在比较框54中将所计算的PRI与验证标准相比较。基于这一比较，心搏停止警报验证框56决定单独由ECG生成的心搏停止警报是否应该验证通过。如果心搏停止警报被验证通过，那么例如通过激活听觉扬声器26以发出听觉上可察觉的心搏停止警报，和/或通过在患者监测器20的显示器22上示出的视觉上可察觉的警报指示器24，或者通过在护士站(未示出)激活听觉和/或视觉警报等等，以发出人类可察觉的心搏停止警报58。
通过针对从多个标定患者同时采集的ECG信号和第二生理信号训练组来训练检测和验证操作而适当地确定验证标准，其中该训练组标记有心搏停止状况。例如，基于这一训练适当地确定PRI的阈值，从而正确地验证每一个实际的心搏停止事件(无假阴性)，并且通过PRI和经训练阈值的比较而使单独由ECG生成的大量心搏停止警报事件无效。在一些实施例中，可针对不同特性的患者来执行该训练以便针对不同的患者组生成不同的验证标准。例如，图1的图示实施例针对不同的年龄组(例如，婴儿年龄组、幼儿年龄组、成年人年龄组、老年人年龄组)来训练，并且PRI定义和验证标准选择器60基于输入的患者年龄62来选择用于在计算PRI框52中使用的PRI定义和用于在比较框54中使用的验证标准。针对不同患者组的调整可以采取阈值标准的调整、或者定量PRI公式的定义或定义的调整、或者两者的形式。
参考图2，作为说明性例子描述了脉搏规律性指数(PRI)计算框52的说明性实现方式。通常，PRI计算需要检测第二生理信号的脉动分量的脉搏的脉搏检测器70，和基于所检测脉搏的脉搏幅度和脉搏间隔信息的PRI计算80。在图2的图示实施例中，针对当前脉搏基于当前脉搏和紧接的前N个脉搏来以每脉搏为基础计算PRI。选定正整数N的值以针对在当前脉搏时有意义地估计脉搏幅度和脉搏间隔的规律性提供足够信息，但是其应该足够短以提供不过度地被相当早的脉动行为影响的PRI。通常，N应该大于或者等于二，并且在一些实施例中大于或者等于三。在一些说明性例子中，使用N＝4，从而N+1个脉搏分析(包括当前脉搏和紧接的前N个脉搏)构成总计五个脉搏。假设脉动信号与每分钟大约60-150次心跳的心率是协调一致的，那么N+1＝5个脉搏总计在大约两秒到五秒之间的信息价值。此外，可以使用用于N的其他值。对于每个当前脉搏，基于从当前脉搏和紧接的前N个脉搏导出的节律和幅度特征来计算出PRI。为了验证ECG心搏停止警报，只核查来自正好在心搏停止警报事件之前、心搏停止警报事件之时、或者正好在心搏停止警报事件之后的当前脉搏的PRI，以便验证心搏停止警报事件。
通常，脉搏检测70可以考虑脉搏的峰值或者开始作为脉搏时间的基准点。在说明性的图2中，使用与在Zong等，“An open-source algorithm fordetection of ABP pulse onset”，Computers in Cardiology，29：345-48(2003)(其通过引用全部并入本文中)中所述描述的类似的方法来执行脉搏检测70。这一方法使用脉搏开始作为基准点。通过低通滤波器72来对所监测的体积描记图信号50滤波，该低通滤波器例如具有大约15Hz的截止频率(虽然也预期其他截止频率)。然后通过倾斜求和函数74将经低通滤波的体积描记图信号转换为倾斜求和函数(SSF)信号，这方便了脉搏开始检测。将自适应阈值和局部搜索76应用于SSF信号以找出脉搏，并且局部搜索过程定位脉搏的开始。
然而，在第二生理信号50不具有脉动分量的情况下可能出现问题。这在例如实际的心搏停止事件期间毫无疑问是预期的。为了解决这一问题，提供强制脉搏检测78，其在所监测的第二生理信号50的脉动分量在预选定的时间间隔内不具有脉搏的条件下定义N+1个脉搏的组的一个或多个脉搏作为强制脉搏检测。也即，当自最后检测到的脉搏之后大于2秒(或者另一预选定的时间间隔)都没有检测到脉搏时，将强制脉搏检测定义为N+1个脉搏之一。标记该强制脉搏检测从而在PRI计算80期间对其进行特殊处理。可选地，预期给强制脉搏检测分配默认的幅度和默认的脉搏间隔(针对其最邻近的脉搏)。
PRI生成操作80采用N+1个脉搏的时间序列作为输入。在这一说明性的PRI计算例子中，对由操作78生成的任何强制脉搏检测进行稍后的脉搏间隔和幅度特征分析的处理与针对正常脉搏检测是一样的。对于每个脉搏(在这一例子中，包括任何强制脉搏检测)，计算脉搏幅度和间隔信息作为针对N+1个脉搏而分析的统计脉搏间(PP)间隔特征和统计脉搏幅度特征。可以以下方式来完成PP间隔和幅度统计：针对表示为Pi的当前脉搏和表示为Pi-n，n＝1，…，N，的紧接的前N个脉搏计算以下变量：(i)表示为FD数量的强制检测的数量；(ii)表示为PPI均值的脉搏间的间隔(PPI)的均值；(iii)表示为PPISD的PPI的标准差；(iv)表示为PPA均值的N+1个脉搏幅度的均值；以及(iv)表示为PPASD的N+1个脉搏幅度的标准差。
在这一说明性的PRI计算例子中，使用模糊变量来表示脉搏幅度和间隔信息的统计特征。以下三个模糊变量定义为：“PPI均值是合理的”、“PPISD是小的”以及“PPASD是小的”。使用标准函数，也即S函数和Z函数作为隶属函数。S函数和Z函数如下定义：
S ( x ; a , b ) = 0 , x &le; a 2 &CenterDot; ( x - a b - a ) 2 , a < x &le; a + b 2 1 - 2 &CenterDot; ( x - b b - a ) 2 , a + b 2 < x &le; b 1 , b < x - - - ( 1 ) ,
以及
Z(x；a，b)＝1-S(x；a，b)                                    (2)
使用S函数和Z函数作为隶属函数，对于这一说明性PRI计算例子，模糊变量如下定义：
‘PPI均值是合理的’(PPI-均值-R)
μPPI-均值-R＝S(PPI均值；200，400)∧Z(PPI均值；1500，2000)  (3)，
其中PPI均值是在所考虑的N+1个脉搏检测之中的PPI的均值；参数的单位是ms；并且算子∧是标准模糊交集；μA∧μB＝min[μA，μB]。可以使用Z函数作为隶属函数来定义“PPISD是小的”：
‘PPISD是小的’(PPI-SD-S)
μPPI-SD-S＝Z(PPISD/PPI均值；0.1，0.2)               (4)
其中PPISD是在所考虑的N+1个脉搏检测之中的PPI的标准差。可以使用Z函数作为隶属函数来定义“PPASD是小的”：
‘PPASD是小的’(PPA-SD-S)
μPPA-SD-S＝Z(PPASD/PPA均值；0.1，0.2)               (5)
其中PPASD是在所考虑的N+1个脉搏检测之中的每脉搏的幅度(PPA)的标准差，并且PPI均值是在所考虑的N+1个脉搏检测之中的PPA的均值。此外，使用布尔函数来定义二元变量‘无强制检测’：
‘无强制检测’(NFD)
μNFD＝布尔(′FD计数＝＝0′)                         (6)，
其中FD计数是在所考虑的N+1个脉搏检测之中的强制检测的计数；布尔(真)＝1，布尔(假)＝0。从以下的模糊逻辑推理(也即，模糊条件语句)来导出复合模糊变量‘脉搏是规律的’：
IF‘无强制检测’AND
    ‘PPI均值是合理的’AND
    (‘PPISD是小的’OR‘PPASD是小的’)               (7)
THEN‘脉搏是规律的’
μ′脉搏是规律的′＝μNFD∧μPPI-均值-R∧(μPPI-SD-S∨μPPA-SD-S)
其中μNFD、μPPI-均值-R和μPPI-SD-S来自等式(3)-(6)，并且算子∨是标准模糊并集：μA∨μB＝max[μA，μB]。模糊变量‘脉搏是规律的’具有0和1之间的值，其中值1表示最佳的短期脉搏规律性，而值0表示最差的短期脉搏规律性(也即，基本无脉搏规律)。将模糊变量‘脉搏是规律的’的值分配给PRI值：
PRI＝μ′脉搏是规律的′                             (8)。
说明性的PRI计算以以下方式进行：对于第二生理信号(例如，说明性的体积描记图信号50，或者APB信号)，检测每个脉搏的开始(或者可选，峰值或者其他基准)。如果在大于2秒内(或者另一预选定的时间间隔)没有检测到脉搏，那么应用强制脉搏检测。对于每个检测到的脉搏(或者强制脉搏检测)，根据等式(8)来计算出PRI的值，并且将其与脉搏相关联。PRI指示与脉搏相关联的短期脉搏规律性，其中“短期”由在计算PRI中被考虑的包括当前脉搏的N+1个脉搏的时间间隔来定义。
以上的PRI定义是针对成年人患者组。对于其他患者组(例如，幼儿患者)，PRI定义选择器和验证标准选择器可调整PRI值，或者阈值标准、或者两者，以便给这些患者提供有用的验证操作。
参考图3，显示了说明性PRI计算的例子。图3的顶部描记线示出了源体积描记图信号，而图3的底部描记线示出了使用具有N＝4的等式(8)计算出的PRI。在图3中的每条垂直线表示脉搏开始。采用了一个强制脉搏检测，如与强制脉搏检测对应的垂直线上的标记为“F”所表示的。如所预期的，PRI在体积描记图信号具有明显视觉规律性的区域中具有值一(1)，而PRI在体积描记图信号的规律具有明显视觉不规律性的图3中间区域下降为值零(0)。
返回参考图1，在比较框54中将PRI与验证标准相比较以验证由ECG生成的心搏停止警报。在发出ECG心搏停止警报的时间i，将与在时间i之前或者与时间i同时的最后脉搏相关联的PRI与验证标准相比较。对于说明性的PRI计算例子，验证标准适宜的是表示为Thr的验证阈值——如果PRI大于验证阈值Thr(也即，PRI＞Thr)，那么将单独由ECG生成的心搏停止警报作为假警报而拒绝；否则，在决定框56处接收心搏停止警报作为真警报，并且激活人类可察觉的心搏停止警报58。
在所图示的实施例中，在验证中只使用一个第二生理信号(所图示的体积描记图信号50)。如果对于验证可获得两个(或者更多个)第二生理信号，那么可以通过针对每个第二生理信号计算PRI并且选择所计算的PRI之一来使用它们。对于其中更大的PRI指示脉搏更规律的例子，验证标准适宜地是必须被超过以便推翻ECG心搏停止警报的阈值。在这一情况下，在比较框54中适宜使用从两个可获得的第二生理信号(例如，可获得的体积描记图和ABP信号两者)中计算出的最大PRI。
可以使用具有经注释ECG心搏停止警报和它们的关联ECG和第二生理(例如，ABP或者体积描记图)信号的训练数据组来优化窗尺寸N和验证阈值Thr。在实际进行的训练期间，通过训练来选定N＝4和Thr＝0.5。对于训练，使用65个记录的经注释数据集，其中所有的记录具有体积描记图信号数据并且11个记录也具有ABP信号数据)。这一训练组从756个特护区患者中选出，并且提供了总计1916小时(具有28小时/记录的平均水平)的连续ECG信号和同时发生的ABP和/或体积描记图信号。该训练组包括单独由ECG指示的147个心搏停止警报。在这些147个警报中，15个警报是真阳性(也即，实际的心搏停止事件)并且132个由人类专家判断为假阳性。只使用体积描记图信号进行验证的经训练的验证***拒绝了46％的ECG心搏停止假警报而没有拒绝15个心搏停止真警报事件中的任一个。当在验证***中使用ABP信号(当可获得时)来代替体积描记图信号时，推翻了52％的ECG心搏停止假警报，再次没有拒绝心搏停止真警报事件中的任一个。当使用ABP(当可获得时)和体积描记图两者时，拒绝了59％的假ECG警报，再次没有拒绝心搏停止真警报事件中的任一个。
参考图4，示出了一例子，其中通过图1的按本文描述进行训练的验证***来适当地保持ECG心搏停止真警报(也即，验证为真警报)。最顶部的三个描记线示出了三通道ECG。如穿过三通道ECG描记线的粗垂直线所指示的，通过基于ECG的心搏停止检测器发出了两个心搏停止(真)警报。从底部的第二条描记线是同时采集的体积描记图信号，而最底部的描记线是从体积描记图信号计算出的PRI。当ECG心搏停止发生时，虽然归因于体积描记图信号中的呼吸仍然具有脉动，但是体积描记图信号失去规律性并且所计算出的PRI下降至零。在两个ECG心搏停止(真)警报中的每一个的时间处，观察到PRI值是低的(基本为零)并且低于Thr＝0.5的训练阈值，两个ECG心搏停止警报都被验证为真阳性心搏停止警报。在底部的两个图示中，只穿过最低的两个曲线(也即，体积描记图和PRI曲线)的更浅垂直线指示脉搏开始检测。通过标记有“F”的垂直线来指示三个强制脉搏检测。
参照图5，示出了ECG心搏停止假警报的例子，其中通过图1的按本文描述进行训练的验证***来拒绝(也即，未验证通过)该警报。最顶部的三条描记线示出了三通道ECG。通过基于ECG的心搏停止检测器发出了一个心搏停止(假)警报，如穿过三通道ECG描记线的粗垂直线所指示的。从底部的第二条描记线是同时采集的体积描记图信号，而最底部的描记线是从体积描记图信号计算出的PRI。归因于ECG幅度的减小而发出了ECG心搏停止假事件。然而，在这一ECG心搏停止事件期间体积描记图信号继续规律表现，并且所计算出的PRI保持在1，其指示脉动高度规律性。在ECG心搏停止(假)事件的开始，PRI大于经训练的Thr＝0.5，并且因此拒绝(也即，未验证通过)该ECG心搏停止警报。
在前述的说明性实施例中，警报状况是使用ECG来检测并且基于第二生理信号(例如，体积描记图和/或APB信号)的脉搏规律性的量化来验证的心搏停止警报状况。然而，可以使用公开的技术来检测和验证其他警报状况。例如，从ECG信号可以容易地检测到心室颤动警报事件。对所检测的心室颤动事件的验证类似地可以基于如本文中所公开的对第二生理信号(例如，体积描记图和/或APB信号)的脉搏规律性的量化来验证。为了验证心室颤动警报事件，预期可有利地采用额外的噪声去除滤波，因为心室颤动警报事件不是必须具有心脏搏动的完全停止，而是心脏搏动的随机化。对于用于验证心室颤动警报事件的验证标准的训练应该采用的训练数据为单独的标记有心室颤动警报事件的训练数据或者另外还标记有心搏停止事件的训练数据(如果在训练数据中存在的话)。
这一申请已经描述了一个或多个优选实施例。当阅读和理解了前述详细描述时，他人可想到修改和变型。本申请旨在被解释为包括所有的这种修改和变型，只要它们落在所附权利要求或者其等价物的范围之内。

Claims (20)

1.一种患者监测器，包括：
心电图仪(14，20)，其监测患者(10)的心电图信号(40)；
第二生理信号监测器(16，20)，其与所述心电图仪监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的第二生理信号(50)；
警报状况检测器(42，44)，其被配置为基于所述患者的所述心电图信号检测心搏停止警报状况；
警报状况验证器(52，54，56)，其被配置为基于所同时监测的所述患者的第二生理信号的脉动分量的脉搏规律性来验证所述心搏停止警报状况；以及
警报指示器(24，26，58)，其被配置为在所述警报状况检测器检测到心搏停止警报状况并且所述警报状况验证器验证通过所述心搏停止警报状况的条件下生成人类可察觉警报。
2.如权利要求1所述的患者监测器，其中，所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为(i)计算脉搏规律性指数(52)，所述脉搏规律性指数量化所监测的第二生理信号的所述脉动分量的脉搏规律性，以及(ii)基于所述脉搏规律性指数满足验证标准(54，56)而验证通过所述心搏停止警报状况。
3.如权利要求2所述的患者监测器，其中，所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为基于N+1个脉搏的组来计算所述脉搏规律性指数(52)，所述N+1个脉搏的组包括(i)所监测的第二生理信号(50)的所述脉动分量的当前脉搏，以及(ii)所监测的第二生理信号的所述脉动分量的紧接的前N个脉搏，其中N是大于或者等于二的正整数。
4.如权利要求3所述的患者监测器，其中，所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为基于(i)所述N+1个脉搏的组的所述脉搏的幅度信息和(ii)所述N+1个脉搏的组的所述脉搏之间的时间间隔信息来计算所述脉搏规律性指数(52)。
5.如权利要求3-4中任一项所述的患者监测器，其中，所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为在所监测的第二生理信号(50)的所述脉动分量在预选定的时间间隔内不具有脉搏的条件下将所述N+1个脉搏的组的一个或多个脉搏定义为强制脉搏检测(78)。
6.如权利要求2-4中任一项所述的患者监测器，其中，所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为基于患者年龄(62)选择(60)以下中的至少一个：(i)所述脉搏规律性指数的定义，和(ii)所述验证标准。
7.如权利要求2-4中任一项所述的患者监测器，其中：
所述第二生理信号监测器(16，20)与所述心电图仪监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的至少两个不同的第二生理信号；以及
所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为针对所述至少两个不同的第二生理信号中的每个来计算所述脉搏规律性指数(52)，并且基于所计算的最大脉搏规律性指数是否满足所述验证标准来验证所述心搏停止警报状况。
8.如权利要求1-4中任一项所述的患者监测器，其中，所述警报状况验证器(52，54，56)被配置为使用至少包括低通滤波(72)的信号处理来从所监测的第二生理信号中提取所监测的第二生理信号的所述脉动分量。
9.一种患者监测方法，包括：
监测患者(10)的心电图信号(40)；
与监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的第二生理信号(50)；
基于所述患者的所述心电图信号来检测心搏停止警报状况；
基于所同时监测的所述患者的第二生理信号的脉动分量的脉搏规律性来验证所述心搏停止警报状况；以及
在由所述验证验证通过所述心搏停止警报状况的条件下生成人类可察觉警报(24，26，58)。
10.如权利要求9所述的患者监测方法，其中，所述验证包括：
检测(70)N+1个脉搏，所述N+1个脉搏包括所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的当前脉搏和紧接的前N个脉搏，其中N是大于或者等于二的正整数；
计算脉搏规律性指数(80)，所述脉搏规律性指数量化所检测到的N+1个脉搏的脉搏规律性；以及
将所述脉搏规律性指数与验证标准(54，56)相比较。
11.如权利要求10所述的患者监测方法，其中，检测(70)N+1个脉搏包括：
在没有检测到脉搏的条件下将所述N+1个脉搏中的至少一个作为强制脉搏检测(78)进行检测。
12.如权利要求10-11中任一项所述的患者监测方法，其中，N是大于或者等于三的正整数。
13.如权利要求9-11中任一项所述的患者监测方法，其中，所述验证包括：
基于所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的脉搏规律性来验证所述警报状况，所述脉搏规律性包括所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的脉搏幅度规律性和脉搏间隔规律性两者。
14.如权利要求13所述的患者监测方法，其中，所述验证还基于所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的脉搏间隔均值或者平均值。
15.一种患者监测装置，包括：
用于监测患者(10)的心电图信号(40)的模块；
用于与监测所述患者的所述心电图信号同时地监测所述患者的第二生理信号(50)的模块；
用于基于所述患者的所述心电图信号来检测心搏停止警报状况的模块；
用于基于所同时监测的所述患者的第二生理信号的脉动分量的脉搏规律性来验证所述心搏停止警报状况的模块；以及
用于在由所述验证验证通过所述心搏停止警报状况的条件下生成人类可察觉警报(24，26，58)的模块。
16.如权利要求15所述的患者监测装置，其中，用于验证的所述模块包括：
用于检测(70)N+1个脉搏的模块，所述N+1个脉搏包括所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的当前脉搏和紧接的前N个脉搏，其中N是大于或者等于二的正整数；
用于计算脉搏规律性指数(80)的模块，所述脉搏规律性指数量化所检测到的N+1个脉搏的脉搏规律性；以及
用于将所述脉搏规律性指数与验证标准(54，56)相比较的模块。
17.如权利要求16所述的患者监测装置，其中，用于检测(70)N+1个脉搏的所述模块包括：
用于在没有检测到脉搏的条件下将所述N+1个脉搏中的至少一个作为强制脉搏检测(78)进行检测的模块。
18.如权利要求16-17中任一项所述的患者监测装置，其中，N是大于或者等于三的正整数。
19.如权利要求15-17中任一项所述的患者监测装置，其中，用于验证的所述模块包括：
用于基于所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的脉搏规律性来验证所述警报状况的模块，所述脉搏规律性包括所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的脉搏幅度规律性和脉搏间隔规律性两者。
20.如权利要求19所述的患者监测装置，其中，所述验证还基于所同时监测的所述患者(10)的第二生理信号(50)的所述脉动分量的脉搏间隔均值或者平均值。
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