AED中識(shí)別算法的研究和對(duì)實(shí)施低能量除顫的探討.pdf

1、心室纖顫是最惡性的心律失常。除顫時(shí)間對(duì)除顫成功率有著至關(guān)重要的影響。而大部分室顫病人的發(fā)病地點(diǎn)是在醫(yī)院外,往往無(wú)法及時(shí)獲得救治。自動(dòng)體外除顫器(AED)的出現(xiàn)使早期除顫成為可能。
　　 為了讓沒有豐富急救經(jīng)驗(yàn)的公眾方便使用AED實(shí)施早期除顫,高準(zhǔn)確率的可電擊復(fù)律心律識(shí)別算法是關(guān)鍵。美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(AHA)建議將心律分成三大類:Shockable Rhythm(ShR),Non-Shockable Rhythm(NShR)和Inte

2、rmediate Rhythm。AED中可電擊復(fù)律心律識(shí)別算法必須對(duì)ShR有高的靈敏度,對(duì)NShR有高的特異性。本文著眼于分類性能優(yōu)越、計(jì)算量小的新特征的設(shè)計(jì),提出了歸一化等電位線時(shí)長(zhǎng)的多種度量,柵條投影變異度的兩種度量和斜率變異度的兩種度量。為了合理地評(píng)價(jià)和比較不同算法的分類性能,本文使用在AED算法研究領(lǐng)域內(nèi)被廣泛認(rèn)可的MIT Database、CU Database和VF Database作為測(cè)試樣本集,選擇ROC曲線下面積(AU

3、C)作為主要性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)已有報(bào)道的HILB算法、最大Lyapunov指數(shù)算法,和由本文提出的柵條投影變異度類算法(Shadow類算法)、斜率變異度類算法(Slope Variability類算法)、多種歸一化等電位線時(shí)長(zhǎng)的度量進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示,Shadow類算法和Slope Variability類算法表現(xiàn)出更優(yōu)的分類性能和更少的計(jì)算時(shí)間,而且達(dá)到AHA所建議的AED決策的性能要求。同時(shí),本文設(shè)定測(cè)試條件時(shí)盡量與領(lǐng)域內(nèi)已有工作保

4、持一致,從而使研究成果能被其他學(xué)者更好地使用。
　　 電擊除顫方法在臨床使用中還存在一些缺點(diǎn),降低除顫能量是克服這些缺點(diǎn)的有效途徑。如果在保證除顫成功率的前提下能降低除顫能量,就可以減小電擊除顫對(duì)人體的傷害、減輕病人的痛苦,對(duì)于植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(ICD)還能延長(zhǎng)電池的使用壽命。所以,研究低能量的除顫方法具有重要的實(shí)際意義。本文基于人體電導(dǎo)體對(duì)于中低頻電流可視為純阻性導(dǎo)體的特點(diǎn),推想在體外除顫、半體內(nèi)半體外除顫的情況下,除顫閾

5、值與總脈寬之間的關(guān)系應(yīng)該同心肌組織刺激閾值與刺激脈沖持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系一致。由心肌組織的能量閩值與脈沖寬度的關(guān)系又可推導(dǎo)出,在時(shí)值處會(huì)得到最小能量閾值這一結(jié)論。據(jù)此推想,體外除顫或半體內(nèi)半體外除顫同樣存在對(duì)應(yīng)著最小能量閾值的總脈沖寬度。為了驗(yàn)證以上猜想,本文以雙相指數(shù)截尾波為基礎(chǔ),進(jìn)行了7例動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,得出以下結(jié)論:半體內(nèi)半體外除顫情況下,脈寬-閾值關(guān)系仍然比較符合心肌組織的脈寬-刺激閾值關(guān)系,而且3ms+1ms+3