基于辨别心脏起搏器产生伪像的解决方案

当人的心脏机电系统存在缺陷，则可能导致诸多心脏问题。例如，当心脏搏动过慢或者不搏动时，就是心动过缓。对于这种状况，典型的手术治疗方法是在患者胸部皮下植入一个起搏器（脉冲发生器），并将心内膜导联线通过静脉直接引导至心脏，如图1所示。

 

图1植入式起搏器的位置以及不同种类起搏器的导联线
在称为心动过速的另一类心律失常症状中，心脏搏动过快。这是一种十分严重的疾病，可通过植入式心脏除颤器(ICD)进行治疗。现代ICD也可治疗多种缓慢性心律失常。

起搏伪像的产生

在正常的ECG图中，一般很难发现简单的植入式起搏器的活动，因为超快脉冲（宽度仅有数微秒）会被过滤掉，但在任何情况下，在毫秒级分辨率的心电图中，这些脉冲都太窄，而不会出现。然而，其信号可以通过起搏伪像推断出来，伪像是与通过ECG导联线在皮肤表面测得的心脏自身电活动相伴的电压脉冲。检测和识别起搏伪像的能力很重要，因为伪像显示了起搏器的存在，而且有助于评估其与心脏的交互作用。

由于伪像幅度小、宽度窄、波形多变，结果使起搏伪像难以检测，尤其是存在可能数倍于伪像幅度的电噪声时。另外，起搏疗法已经十分发达，如今有数十种起搏模式，从单腔起搏到三腔起搏等，不一而足。使得起搏伪像检测更加复杂的是，起搏器会产生导联线完整性脉冲、分钟通气量(MV)脉冲、遥测信号以及可能被误认为起搏伪像的其他信号。

起搏伪像波形
多数起搏脉冲都有着超快的上升沿。起搏器输出端测得的上升时间一般为100 ns左右。当在皮肤表面测量时，受起搏导联线电感和电容的影响，上升时间会略低。皮肤表面的起搏伪像大多为10 μs或以下。作为内置保护机制的复杂器件，起搏器可能会产生高速毛刺，虽然不会影响心脏，但会影响起搏器检测电路。

图2所示为理想起搏伪像的示例。正脉冲的上升边沿很快。在脉冲达到最大幅度之后，会发生容性下降，然后出现后沿。之后，在起搏脉冲的再充电部分，伪像会改变极性。之所以需要该再充电脉冲，是为了使心脏组织保持净零电荷。对于单相脉冲，离子会在电极周围聚集，结果产生的直流电荷可能导致心脏组织损坏。

 

图2理想起搏伪像