以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法

专利名称：以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法
技术领域：
本发明涉及一种用于医疗临床上使用的心电图类检测仪器的导联方法，尤其是一种结合仪器内心电放大硬件系统，以计算机软件方法实现，用数学推导方法推衍出的操作极为简单，仅用七个体表电极即可获得心电几乎全部导联，大量信息量的以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法。
背景技术：
本发明技术理论基础源于心电向量—心电正交心电图和临床心电图的二次投影基本理论。
心电二次投影理论为心电图产生的最基本理论，是目前心电图界用于解释心电图产生的教学理论。其理论基础被广大心电界专家认可，但始终未真正应用于临床使用中。
心电向量正交心电图和心电图的关系从理论上讲，心电图的产生是心电向量二次投影的结果。并且，对于判断具有方向性质心电活动的病理变化，尤其是体现心电活动的三维空间变化特点方面，心电向量较常规心电图而言有明显优越性。因此在多年的临床应用中，心电向量和心电图始终相辅相成，相得益彰。
但是，心电向量又不完全等同于心电图，由于种种原因的客观存在，根据向量图轨迹绘制出来的心电图，或由常规心电图直接绘制出来的心电向量图之间往往存在较大差异。可以看出，完全用心电向量来解释心电图的产生尚有许多不完善的地方。因此一些学者认为由心电向量图推算出来的心电图完全是一种人工推衍是不准确的，不宜推广。但是，不论是从理论角度上讲，还是从实际临床运用上看，心电向量和心电图的产生关系是密不可分的，心电向量图及其派生出来的正交心电图仍对临床心电诊断有重大意义。
一、心电向量的导联体系种类(一)导联体系种类记录心电向量用的导联种类很多，投入应用和已见报导的不下二十余种，但最常见到的有以下几种(1)Wilson等氏的等边四面体系(Eqwilateral tetrahedrom system，1947.)为五电极方式该导联体系假定心脏位于一个三角形四边体的中心，此四边体是等边的，四个顶角安放四个电极，电极1-3分别位于右臂(R)、左臂(L)及左足(F)，并共同联为中心电站(C)。电极4位于背部第七胸椎水平左2.0cm处(B)，做为四边体的端点，各电极连接得(I)，即形式左右轴由电极1-2为I，上下轴由电极3-4为avf及前后轴由电极4及中心电站C为VB三个导联轴，以显示额面(F)、侧面(S)和横面(H)三个平面向量图。
(2)Grishman氏立方体体系(cube system，1952)为五电极方式该导联体系亦假定心脏位于一个四方形立方体的中心，立方体有八个顶角，取其四个安放电极。其方法是电极1-2分别位于左及右腋后线第一(或第二)腰椎水平，电极3位于右腋前线第一(或第二)腰椎水平，电极4位于右腋后线肩胛骨上方。各电极相连接得出X轴(水平轴即左右轴)由电极1-2组成，Y轴(上下轴)由电极2-4组成，Z轴(前后轴)由电极2-3组成构成三个导联轴，用以显示额面(F)，侧面(S)和横面(H)三个平面心电向量。
(3)Schmitt-simonson氏14电极体系(14-Electrode or SVEC-IIIsystem，1955.)其电极1-4位于胸前四角形成四方形，分别位于左右胸骨旁线第三、六肋间水平的锁骨中线内侧处，电极5-8位于背后构成四方形和胸前1-4相对应，电极9-10位于左侧臂(或腕)及胸骨旁线第五肋间水平的左腋前线，电极11-12位于9-10电极相应对侧。电极13位于左下肢，电极14位于右侧颈部。各电极通过电阻网络形成X、Y、Z轴，从而产生额面(F)，侧面(S)及横面(H)三个平面心电向量图。
(4)Frank氏七电极导联体系(T-Electrode system，1956)其中五个电极在胸廓，即电极A-I分别位于左右腋中线四-五肋间水平，电极E-M分别位于胸前正中线及背部脊柱中线第四-五肋间水平，电极C位于前正中线与右腋中线之间45度角之处第四-五肋间水平，以上所述肋间水平皆以胸骨旁线(para-steraufline)为准。其余两个电极即H-F分别位于颈部及左足。各电极通过电阻网络分别形成X轴(左右轴由A-I电极组成)、Y轴(上下轴由H-F电极组成)和Z轴(前后轴E-M电极组成)三个导联轴，用以显示额面(F)、侧面(S)和横面(H)三个平面心电向量图。
(5)Mcfee-Parungao氏轴体系(axial system，1961)用九个电极。先定位A-B二点，其中A点在左胸胸骨旁线外侧-厘米第五肋间水平处，B点位于与A点同一水平左腋前线处，电极1、2、3以A点为中心各距A点六厘米排列为基底在下的等边三角形；电极4位于背部与胸前A点相对应处；电极5-6在各距B点上下方各5.5厘米处；电极7位于与B点相对应的右腋前线处；电极8-9分别位于左下肢及左侧颈部。各电极间通过电阻网络构成X、Y、Z三轴并组成额面(F)、侧面(S)和横面(H)平面心电向量图。
值得一提的是，近年来由于动态心电图技术的飞速发展。多导联同步显示动态心电图类仪器渐渐步入心电检测仪器市场。由于经典的静态向量图，心电图电极安放方式按传统的置于患者肢体、颈部等位置。明显不能适应动态心电图类仪器要求。因此为了避免时体电极由于运动、肌电、干扰引起的大量伪差出现，在几乎所有动态心电图仪器上，凡涉及肢体的电极，几乎无一例外的将肢体电极位置做了改良，一般将电极移至躯干部，具体采用的方法常是上肢电极多置于双侧肩窝部位附近，下肢电极多至于腹部，取得了较好效果。
(二)导联体系的选择我们已经知道，心电向量第二次投影结果是心电向量在各条导联轴上校形最终产生心电图。而心电向量采用的导联体系的基础必须是采用正交导联(orthogonallead)，即所用的三个导联轴相互垂直，彼此以相对直角相交，形成X轴(横轴)、Y轴(纵轴)和Z轴(前后轴)三个轴向。
由于心脏在人体胸腔内的位置实际上的非对称性(即心脏在胸腔内并不位于正中而位于胸腔内偏左前的特点)，若将心脏设计为心脏位于立方体正中进行推算的模式形成的X、Y、Z三轴向导联，显然不能正确反映心电活动的特征。
为此，许多学者从五十年代起采用如增加电极或插入电阻建成电阻网络等方法，对此进行校正，产生了多种多样的校正导联(corrected orthogonal lead)，并且取得了较好的效果。根据这个标准，前述的等边四面体体系及立方体体系属于未校正的正交导联体系，而14电极、Farnk七电极体系及九电极轴体系属于校正正交导联体系。
对于导联体系的选择，我们认为应以选用校正的Frank正交导联体系为好，主要原因在于所记录的图形可以较真实的反映心电活动状态，并与传统的常规心电图有较好的可比性。在上述三个校正正交导联体系中，14电极方式因电极数目过多，操作不便，9电极轴体系电极安放位置对妇女和儿童不宜。目前国内外广泛采用的校正正交导联体系多为Frank氏体系，经校正的Frank氏体系在电生理上基本直角相交，并符合人体生理解剖特点，记录出的心电向量推算出的心电图和常规心电图比较相对符合率较高，且电极数目相对少，操作方便，对妇女、儿童亦可取得较适宜电极位置。得以广泛应用。
二、心电向量图和心电图的关系正如大家所都了解的从向量图角度来讲，心电图期中每人瞬间综合向量的运行轨迹按时间顺序纪录可形成向量环，但由于这个环体是三维空间存在，用一个平面无法正确反映向量环如实的运行轨迹。传统的心向量图机随时将这个空间的向量环(见图)按左右，前后，上下不同组合投影导不同面(象限)上去，额面由左右(X轴)上下(Y轴)组成侧面由上下(Y轴)前后(Z轴)组成，横面由左右(X轴)前后(Z轴)组成而得到第一次投影平面图。三个平面图相互对应参照得出三维立体心电向量图。
图略按心电向量概念，将心电向量的平面向量环(如额面，横面)各自在相应导联轴上投影，可得到不同性质的线形曲线，用以表达心电活动-心电图，即心电活动的二次投影过程。反之，将各导联体系心电形，也可将心电各波群反投影到额，横侧各面的向量及坐标上，绘出相应的心电向量图。用向量转换的心电图可以根据所用导联轴性质可分为二大类(1)正交心电图为在左右，上下，前后三个互相直角相交导联轴上投影，得X、Y、Z导联心电图。与心电向量图直接相关。(2)普通临床心电图为在规定的额面、横面导联轴上投影，得到肢体和心前各导联心电图亦称为标准心电图，但反映的向量特征不如正交心电图完全，虽说仍能表示振幅大小、但却不能区分左右、上下、前后方向特征。值得指同的是目前临床广泛采用的心电图机并非按照向量环投影设计，而为直接采用wilson体表电位差法用体表电极接收心电信号放大产生，因此临床所用心电图与向量的相关性和正交心电图相比相对较少。
下面从二次投影角度加以说明以H面向量环为例说明向量环与二种心电图产生的关系横面向量环-正交心电图。
额面向量环-正交心电图。
图略三、正交心电图和临床心电图的关系正如前面所述，实际上正交心电图既为向量心电图，二者之间的不同只在于平面向量图以心电向量在各个象限上的运行轨迹顺序记录，按空间顺序投影于平面环体形成XYZ三轴平面投影的向量环，而正交心电图则是将此心电向量的运行轨迹以XYZ三条导联轴直接换算为辐度/方向/时间的曲线，较平面向量环比较环体形态直观性差，但较接近于我们平常非常熟悉的常规心电图并可取得量化概念和测量值。
若按标准的Frank氏的向量图同时纪录X、Y、Z三轴经数学方法推导出来的同步十二导以上心电图，不经过校正则和传统的常规心电图有较大差异。目前，一般采用经角度和幅度校正方法记录这三个导联(即X，Y，Z)心电图称为正交心电图，利用较好的计算方法进行校正，可以比较真实地反映心脏电生理活动实际情况，并将和传统常规心电形的差异减到较少，有利于比较和临床使用。
若临床心电图的导联轴中肢体导联采用90度三分法，心前导联采用90度四分法，则正交心电图X轴导联波形与代表左右轴的临床心电图标准导联波形相似，Y轴导联波形与代表上下轴的加压单极肢体导联中avF导联波形相似，Z轴导联波形最初设计上和习用心电图无一致导联，这是因为经典的Frank氏体系设计Z轴为前负后正，方向与传统心电图90度处V2导联轴方向正好相反，此后许多学者在设计心电向量图类型仪器为了便于和常规心电图比较，将Z轴设计为前正后负，则和传统心电图相一致。
目前我们所用的正交心电图采用X、Y、Z轴三轴相交，三者相交点为E点，相互垂直为形成X-Y轴构成额面(F)，X-Z轴构成横面(H)和Y-Z轴构面侧面(S)又分为左侧面和右侧面，正负极性方向如前所述规定为Y轴上负下正，Z轴前正后负、X轴左正右负。
值得强调的是，由于临床心电图的三分法及四分法是为了便于绘图投影和易于理解心电向量图与心电图的关系设置的心电理论模型，并不是按人体心脏在体内实际位置经过校正处理过的导联轴体系，如前面有关章节所述，从临床实际应用角度讲，只有经过校正的X、Y、Z三轴心电图换过来的心电图(及经过校正的导联轴体系)才能转换为较为真实的和传统心电图较为一致的心电图波形。
图略从理论上讲，正交心电图转换的心电波形由于来源于心电向量，因此在基本算法上必须考虑向量产生心电图和直接由心电信号放大器产生的心电图之间有一定的差异。只这是因为心电向量和导联轴的平方呈反比，同一次心跳，同一个向量环在不同导联轴上的投影大小常有区别。除了导联轴的正负、导联轴之间的角度及心电向量本身大小外，心电图波形的大小与心电向量和导联轴之间的距离也有很大关系。一般说来，心电向量离导联轴的距离和心电振幅大小呈正比关系。从理论上说心电向量在导联轴上投影大小与该导联轴与心电向量之间距离的平方呈反比。
一般情况下，胸导联离心脏比肢体导联近，我们常可以看以心电图波形上胸导联心电图电压高于肢体导联avR导联距心脏远一些，并且主波背离心电向量主方向，因此振幅较低。又如额面QRS波最大向量较为60度左右的心电向量为主方向，对于avR和avF导联来讲形成的角度均为30度，若单纯以投影角度讲二者大致相等，但实际测出的avF导联心电图的R波却常明显高于avR导联的负波深度，又如我们常可看到导联心电图波形的易变性……。因此在考虑由心电向量产生的正交心电图和传统心电图的关系(指图形特征和振幅)。以上都是影响因素，也是必须加以校正的因素之一。
由于正交心电图又可以用数学方法直接推衍出多导联心电图波形，此项技术近年来国际上一些医疗器械厂商已在这方面作了积极的有益的尝试，并已取得了一定成效。由于用此种方法一方面由于向量产生的心电图受到一些客观因素影响和计算方法采用是否得当等因素，产生心电图有时与传统心电图存在一定差异，因而在临床使用上引起一些学者的争议，但显而易见的是若采用较好算法进行校正亦可将二者差异减到较少。并且由于此种方法采用电极少，干扰伪差等可得到有效控制，并且有使用快捷、方便、仪器相对价廉等优点。在一定程度上讲，可对其心电图波进行一定的定性定量分析，可满足临床使用，因此不失为一种是宜于作为动态心电图使用的方法。
心电图检查技术是一种利用电子技术将人体微弱的心脑生物电mv级信号放大并记录出来并加以分析的技术，心电图从发明应用到临床已有一百年历史，动态心电图的应用也有四十余年历史。
由于心电图检测技术实际上是一种心电电位差检测技术，心脏是一个结构极其复杂的三维实体器官，依照心电向量学的观点人体每个瞬间心电浮动都在不断以瞬间向量的形式产生，其方向和力量最终在每个瞬间小的塞孔的向量被低销，而代表每个瞬时的最大向量代表了心脏综合心电向量的走向。反映在心电图即产生了相应的电位差改变。由于在心脏这个三维器官中，各种和理和病理因素对心脏的影响，心电向量的变化极大(如各不同瞬时心电综合向量方向幅度有极大差异表现为心电图各导联上波形极为不同)。为了全面了解和记录心电变化情况，仪器必须从各角度、各方位检测心电综合情况，这就是指临床心电图仪上所设的导联系统。
心电图导联系统的发展史实际上贯穿了整个心电检测技术发展史整个过程，从Entovtn发明心电图只有一个单机导联到一个双机导联，到发展到加上avR、avL、avF、V1-V6在内的十二导联心电图，经历了几十年漫长的过程，动态心电图亦如此从单导-双导-三导直至目前的十二导联同步心电图，十二导联同步心电图似乎代表了目前心电图的标准检测水平。
十二导联同步心电图(含动态心电图)指的是包含I、II、III三个双极时体系统(爱因氏最早运用的导联体系)，avR、avL、avF三个单极加压肢体导联和V1-V6六个胸导联，基本上可以反映出心脏大部份电浮动情况，对心肌缺血、损伤坏死等情况来讲需在心电图上观察了3T段、T波等变化。I.avL.V6导联可以反映出右心室侧壁情况，II.III.avF导联可以反映出左心室下壁情况；V4、V5、V6导联可以反映出左心室前壁情况，而V1、V2、V3导联可以反映出左右室室间隔情况。此四个部位心电图情况，目前十二导联技术可以以同步形式记录出来。但还存在以下问题1)心脏还有左室正后壁和右心室，分别以V7、V8、V9导联和V3R-V4R、V5R导联反映，在以上十二导联检测时无法做到；标准做法是将左心室正后壁情况是将胸前V6导联电极向左右方依次做出V7-V9导联或将V4、V5、V6三个电极球在做完十二导联心电图后依次重新贴好再次描记，欲描记右心室情况，是将V1电极向右后方依次描记出V3R-V5R或将V1、V2、V3三个电极在做完十二导联心电图后依次重新向右后方粘贴好重新描记，这样的操作方法存在的问题是①操作极烦琐费事；②根本无法做到和十二导联心电图同步；③由于有几个电极在背后，尤其心梗时不能搬动病人，每次做心电图操作人员位置不统一，操作不规范时造成每次图形不一致，出现明显失真。
2)在一些临床有时碰到的不典型情况时，尤其在不典型心绞痛或小灶性心肌梗死时，在心电图所用常规4-5肋间水平位置心电电极无法记录到病理性心电图波形，此时，操作人员需将胸前所用电极(V1-V6或V1-V9加V3R-V5R)向上或向下同时移动一个至一个半肋间重新做心电图，其麻烦程度可想而知，并且亦极容易因操作不规范(位置不准)带来心电图波失真。
3)现有研究资料表明在有些右心室心肌梗死时，在传统的V3R-V5R导联并不能完全表现出典型心电图改变，需要做V6R甚至V7R-V8R心电图方可；此时操作人员需要用V1电极或V1-V3电要重复1)中所述方法，继续向右后方移动电极，并重新描记，其缺点显而易见。

发明内容
本发明的目的是针对上述十二导联同步心电图的不足，提供一种以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法，仅用七个电极简单的操作便可获得多种同步的心电图。
为实现上述目的，本发明所采用的解决方案是一种以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，是弗兰克(Frank)氏七电极导联体系，其同步十二导联心电图包含X-Y轴构成的额面I、II、III三个双极肢体导联，avR、avL、avF三个单极加压肢体导联，及X-Z轴构成的横面V1-V6六个胸导联，其特征是依据心电二次投影理论，利用动态心电图检测仪实现下列多种同步心电图导联方法以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法；以校正的正交心电图方式转换的在同步十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法；以包括左、右两侧面的侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度多层面心电图导联方法。
所述以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法是以V6导联为基点，向左后方向推衍出V7、V8、V9三个反映左心室正后壁的导联轴，及以V1导联为基点继续向右推衍出V3R、V4R、V5R三个反映右心室的导联轴，并使上述六个导联轴与常规的十二导联轴同步显示而共同构成同步十八导联心电图。
所述以校正的正交心电图方式转换的在同步十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法，是在V5导联轴的基础上，向右后方推衍出V6R、V7R、V8R三条导联轴而与同步十八导联共同构成同步二十一导联，其三条导联轴所取角度是在横面180°-270°间的任意角度。
所述以包括左、右两侧面的侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度多层面心电图导联方法，是侧面心电图与横面、额面组合而成的同步十八导联及同步二十一导联心电图的结合，是由体表七个电极推算出的若干个平面多种导联联接方法，该侧面正交心电图转换的各倾斜角度是含有上移和下移的全角度及其范围之内的任意角度，其移动角度的大小与人体不同的体型、胖瘦、胸廓大小、肋间隙大小相适应。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果本发明由于以心电二次投影理论为依据，利用了系列动态心电图检测仪实现多种同步心电图导联方法，克服了现有技术的不足，只用七个电极的简单操作便可完全满足临床上对全面观测心脏心电图改变的需要。其以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法的特点是该同步描记的同步十八导联心电图包含常规十二导联和新增加的V3R-V5R及V7-V9六个导联，涵盖了包含左右房室心肌全面心电活动检测。
该同步十八导联心电图经大批量临床测试与传统方法常规心电图比较基本相同，失真度较小，符合临床使用标准。
通过运用同步十八导联心电图分析，可以了解心脏各部位的心电活动，尤其是全面了解不同部位室壁的缺血性心电图改变。新增V3R-V5R，V7-V9六个导联可以有效检测到常规十二导联难以检查的左室正后壁和右心室情况，对这些部位心肌出现的缺血、损伤甚至坏死样心电图改变的检测有着特别意义；II，III，aVF导联对逆性P波的检测，有助于对交界区心律的确认。
同步十八导联心电图在该仪器上仅用7个数目不多的电极描记出数目多达18个导联，能覆盖心肌各面，电极数量少、操作简单且观察范围大、诊断全面。
该以校正的正交心电图方式转换的在同步十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法，其所推衍出的V6R、V7R、V8R三条导联轴，不需要操作人员烦琐地操作而更方便地解决了右心室的检测问题。
该以侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度多层面心电图导联方法，由于其与横面、额面的同步十八及二十一导联结合应用，方便而有效的解决了一些小灶性心肌损伤、坏死或不典型的心肌坏死、损伤的检测问题，不需要通过极复杂的操作，将所有胸前电极抬高或降低1-2个肋间来解决。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。


图1是现有技术额面心电图导联轴；图2是现有技术横面心电图导联轴；图3是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法扩展为十八导联的横面心电图导联轴；图4是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法横面心电图导联轴推衍出V6R-V8R；图5是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法左侧面心电图导联轴；图6是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法抬高/降低一肋间的V2导联轴；图7是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法左侧面心电图导联轴；图8是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法横面心电图导联轴分布示意；图9是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法横面降低30°心电导联轴分布示意；图10是本发明以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法，从正交心电图投影临床心电图的具体步骤图；其中图10.1为原图；图10.2为放大图；图10.3为第一次列表，X、Y、Z幅度为mm；图10.4A为设定临床心电图各导联轴的肢体导联，用90°角三均分法；图10.4B为设定临床心电图各导联轴的心前导联，用90°角四均分法；图10.5A为用X、Y、Z幅度值投影至临床心电图的各导联轴，向II导联轴投影图；图10.5B为用X、Y、Z幅度值投影至临床心电图的各导联轴，向III导联轴投影图；图10.5C为用X、Y、Z幅度值投影至临床心电图的各导联轴，向V1导联轴投影图；图10.5D为用X、Y、Z幅度值投影至临床心电图的各导联轴，向V5导联轴投影图；图10.6为第二次列表点序8幅度为图例的测定值，其他点序幅度是测量后填入的；图10.7为成图；图10.8为缩小图。
具体实施例方式
本发明以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，是弗兰克(Frank)氏电极导联体系，是在目前已有的十二导联的基础上，利用心电向量原理，运用正交心电图投影推衍多种同步心电图导联方法。如图1和图2所示，X-Y轴构成的额面、X-Z轴构成的横面心电图导联轴，是目前十二导联同步心电图的导联情况，其包括I、II、III三个双极肢体导联，avR、avL、avF三个单极加压肢体导联，及V1-V6六个胸导联。如图3、4、5、6、7、8、9所示，在十二导联的基础上，依据心电二次投影理论，利用动态心电图检测仪，本实施例是利用BETHUNE-21系列动态心电图检测仪实现本发明多种同步心电图导联方法，该方法是第一，以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法，是以现有的V6导联为基点，向左后方向推衍出V7、V8、V9三个反映左心室后壁的导联轴，及以V1导联为基点继续向右推衍出V3R、V4R、V5R三个反映右心室的导联轴，并使上述六个导联轴与常规的十二导联轴同步显示而共同构成同步十八导联心电图。
第二、以校正的正交心电图方式转换的在十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法，是在V5导联轴的基础上，向右后方推衍出V6R、V7R、V8R三条导联轴而与同步十八导联共同构成同步二十一导联，其三条导联轴所取的角度是在横面180°-270°之间的任意角度，该V6R、V7R、V8R三条导联轴对右心室的检测具有较大的意义。
第三、以包括左、右两侧面的侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度多层面心电图导联方法。以上所述由校正的正交心电图转换而来的导联体系是由X-Y轴组成的额面即F面和X-Z轴组成的横面即H面组合而成十八以及廿一导联心电图，基本水平标准按国际统一标准于第四—五肋间水平，此种方法可以解决临床上大多数心电图改变的心电图检测。但如前有关部份所述，在小灶性心肌损伤坏死或不典型心肌坏死损伤时，临床常需将所有电极抬高或降低一定水平记录时，就比较困难，必须通过极复杂的操作，将所有胸前电极抬高或降低1-2个肋间方可解决。
根据这点，本方法提出利用尚未被开发利用的侧面心电图即S面(正交心电图)含左即LS、右即RS二个侧面解决这个问题，该方法是侧面心电图与横面、额面组合而成的同步十八导联及同步二十一导联心电图的结合应用，是由体表七个电极推算出的若干个平面多种导联联接方法，该侧面正交心电图转换的各倾斜角度是含有上移和下移的全角度及其范围之内的任意角度，其移动角度的大小与人体不同的体型、胖瘦、胸廓大小、肋间隙大小相适应。
以左侧面来说明，在由Y-Z构成的左侧面上根据象限分布左侧代表前胸侧，右侧代表后背侧，上方代表上顶侧，下方代表下足侧。在Z轴上0°-180°代表心电图胸前导联4-5肋水平，其中0°代表-V2，180°代表+V2，90°代表+avF，270°代表-avF。
当需要做上一肋或下一肋心电图时，以V2为例可以在左侧面上将V2轴0°-180°抬高或下降一定角度，以30°为例，则得到抬高30°的V2或下降30°的V2(见图5、6、7、8、9)，即相当于上一肋下一肋心电图导联。
将此方法运用于胸前各导联轴0°-180°水平时(可用内侧面-额面各导联轴为平面)不同角度值和此轴上移或下降30°或其他角度，则可求得胸前各导联上一肋/下一肋心电图导联轴。
上/下移动范围可设定于，上移180°-270°，下移180°-90°之间。
此种方法仍以数学推导方法进行，和单纯18导联心电图不同在于要计算横面和侧面-额面二个轴的夹角交汇点。
以此方法可由体表七个电极推算出若干个平面多种导联联接方式，可称为全息式或真正三维心电图。
依照前述原理及以校正的正交心电图方式转换的多种同步的心电图导联方法，对各导联在F、H、S三面上对导联轴进行一定角度/调节系数调整校正后，进行导联轴心电图值计算，其计算方法如下从正交心电图投影临床心电图。
临床心电图除用心电图机直接描记外，还可从心向量图投影得到如前述，并可用正交心电图投影而来。反之，临床心电图亦可投影为正交心电图。两种不同的心电图互相间投影更属于互投影(reciprocal projection)。其中将正交心电图投影为临床心电图的实用价值猶多，例如上述所研制的18导联动态心电图(Holter)即用此法，以少数体表电极描记出多数而且同步的心电图。
从正交心电图投影绘制临床心电图使用瞬间电位(instantaneous potential)，其具体步骤如下，并参见图10，该图注解(1)正交心电图各图上方数字为点序(时间)，左侧数字为幅度。幅度所示为比例值，实测可换算为mm或ml。(2)心电图导联轴等分法手绘简便，可用于讲述和了解。对于较准确的投影应选用校正或给适当调整的导联轴。
1、参见图10.1，10.2，10.3，放大和列表先将正交心电图X、Y、Z导联的时间和幅度，作适当放大以便观测，然后将各瞬间的X、Y、Z电位(幅度)列表记录以备投影。在此皆以QRS波群为例。
2、设定临床心电图的导联轴为了绘制、讲述和了解方便，使用导联轴等分法即可，肢体导联每90°三均分，导联间距30°；心前导联每90°四均分，导联间距22.5°。但若要求投影结果更加准确，则应选用校正或经适当调整的导联轴(参阅图10.4A和10.4B)。
3、投影将观测记录到的X、Y、Z各瞬间的电位幅度垂直投影到临床心电图的各导联轴上，如图10.5A，10.5B，10.5C和10.5D所示。
图中注解向量环上数字为点序，各图皆以点序8(时间0.04秒)为例，其他可仿此。
a＝X幅度值(F、H面皆为+X、-X)，即在横轴上的数值。
(a)＝a值于横轴的垂直投影线。
b＝Y或Z幅度值(F面为+Y、-Y，H面为+Z、-Z)，即在纵轴上的数值。
(b)＝b值于纵轴的垂直投影线。
c＝由a、b构成四方形的对角线，其末端为(a)、(b)的交会点。
d＝由对角线c末端(实即点序处)向所设导联轴的垂直投影线。
4、计算计算投影所得在各导联轴上各瞬间的幅度值；可选用直接测量法或三角函数计算法。前者简便实用，后者较繁复，但较准确，二者可以相互核对。
I、直接测量法(1)将X、Y、Z各点序(时间)的幅度值分别在直角相交的横、纵轴上作垂直投影，即图内虚线(a)、(b)，肢体导联用X、Y轴，心前导联用X、Z轴，图10.5A、B、C、D各例图皆以点序8(时间0.04秒)为例；(2)从三个投影线(a)、(b)的交会点(实际点序)向所设导联轴(角度已知，例如等分法II导联在+60°，V5导联在+22.5°)作垂直投影(即图内虚线d)。
(3)测量投影后所得的幅度值(E)。此可直接观测导联轴上标明的幅度，或用量尺和两肢分规测量，最后得出所求的幅度值。若欲测角度，可用量角器(半圆规)。
II、三角函数计算法仍以图10.5A、B、C、D点序8为例，其他点序仿此。
(1)、(2)步骤与直接测量法(1)、(2)相同。
(3)绘C线及θ、β、α角①C线(a)、(b)形成四方形的对角线；②θ角对角线C与横轴之间的角度，启用纵轴可记以θ’。③β角，所设导联轴与横轴之间的角度，启用纵轴可记以β’。④α角所设导联轴与对角线C之间的角度。
(4)求C值及θ、β、α角度值①C＝(a2+b2)1/2。②θ角tanθ＝对边b/对边a，以除积查三角函数表(或用电子计算器)得θ角度值。③β角所设导联轴的角度为已知，计算测量其与横轴之间的角度。④α角α＝β±θ，式内±视所绘β与θ角的位置而定。
(5)求cosα值以α角度值查三角函数表(或用电子计算器)，得cosα函数值。
(6)求E值E为虚线d(即对角线C向导联轴的垂直投影线)在所设导联轴投影后所得的幅度值。
∵cosα＝邻边E/斜边C∴E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cosα函数值E值在所设导联轴的正侧(+)为正值，在负侧(-)则为负值。
5、再列表将各点序(瞬间)在所设导联轴所计算测量的幅度值E列表记录，参阅图10.6。
6、绘图绘制临床心电图各导联的图形，可先将根据测量、计算和记录的各导联幅度值(E)绘入至幅度和时间皆放大的心电图纸内，参见图10.7。然后将之适当缩小，即得投影后的各导联临床心电图，参阅图10.8。
上述的各种投影都是以QRS波(环)为例，对于P、ST、T、U等波段的投影，皆可仿照进行，构成完整的心电活动不同表达形式的转变，此外，上述的各种投影都是为了说明投影过程而用手工进行的，计算时辅以电子计算器。若使用微机(电脑、电子计算机)测量和计算，包括A/D(模/数)及D/A(数/模)转换等软件处理程序，则可增加测量密度(缩短时间间距，增加若干点序)，加快运算速度(对各角、各幅度以及三角函数计算和图形等)，从而快速又更准确得到投影结果。
注解△角此图示标明，为所设导联轴的已知角度，用等分法，肢体导联每间隔30°，心前导联每间隔22.5°。
θ角对角线C与横轴之间的角度，若用纵轴可设为θ’α角所设导联轴与对角线C之间的角度
β角所设导联轴与横轴之间的角度，若用纵轴可记为β’E值对角线C末端在所设导联轴上投影后所得的幅度值。
(6)计算举例用三角函数法计算，以QRS/Q点序8为例，参阅上述从正交心电图投影临床心电图的文字叙述。
图10.5A，从正交心电图求II导联的幅度值。
①X导联值a＝8.0，Y导联值b＝8.2(以mm计，以下同此)。
②C＝(a2+b2)1/2＝(82+8.22)1/2＝(131.24)1/2＝11.46③tanθ＝对边b/邻边a＝8.2/8＝1.23，查表(或用计算器)θ＝45.8°④β角＝90°-II导联轴与Y轴的夹角＝90°-30°＝60°⑤α角＝β-θ＝60°-45.8°＝14.2°⑥cosα＝cos14.2°，查表(或用计算器)cos14.2°＝0.97⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos14.2°＝11.46×0.97＝11.11E在II导联轴的正侧为正值，此即点序8在II导联轴投影的幅度值。
图10.5B，从正交心电图求III导联的幅度值。
①、②、③同例图A的①、②、③④β角＝90°+III导联轴与Y轴的夹角＝90°+30°＝120°⑤α角＝β-θ＝120°-45.8°＝74.2°⑥cosα＝cos74.2°，查表(或用计算器)cos74.2°＝0.27⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos74.2°＝11.46×0.27＝3.09E在III导联轴的正侧为正值，此即点序8在III导联轴投影的幅度值。
图10.5C，从正交心电图求V1导联的幅度值。
①X导联值a＝8.0，Z导联值b＝1.8②C＝(a2+b2)1/2＝(82+1.82)1/2＝(69.24)1/2＝8.2③tanθ＝对边b/邻边a＝1.8/8＝0.225，查表(或用计算器)θ＝12.68°④β角＝90°-V1导联轴与Z轴的夹角＝90°-22.5°＝67.5°⑤α角＝β-θ＝67.5°-12.68°＝54.82°⑥cosα＝cos54.82°，查表(或用计算器)cos54.82°＝0.576⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos54.82°＝8.2×0.576＝4.72E在V1导联轴的负侧为正值，此即点序8在V1导联轴投影的幅度值。
图10.5D，从正交心电图求V5导联的幅度值。
①、②、③同例图C的①、②、③④β角＝90°-V5导联轴与Z轴的夹角＝90°-67.5°＝22.5°⑤α角＝β+θ＝22.5°+12.68＝35.18°⑥cosα＝cos35.18°，查表(或用计算器)cos35.18°＝0.817⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos35.18°＝8.2×0.817＝6.7E在V5导联轴的正侧为正值，此即点序8在V5导联轴投影的幅度值。
权利要求
1.一种以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，是弗兰克(Frank)氏七电极导联体系，其同步十二导联心电图包含X-Y轴构成的额面I、II、III三个双极肢体导联，avR、avL、avF三个单极加压肢体导联，及X-Z轴构成的横面V1-V6六个胸导联，其特征是依据心电二次投影理论，利用动态心电图检测仪实现下列多种同步心电图导联方法以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法；以校正的正交心电图方式转换的在同步十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法；以包括左、右两侧面的侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度多层面心电图导联方法。
2.根据权利要求1所述的一种以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，其特征在于所述以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法是以V6导联为基点，向左后方向推衍出V7、V8、V9三个反映左心室正后壁的导联轴，及以V1导联为基点继续向右推衍出V3R、V4R、V5R三个反映右心室的导联轴，并使上述六个导联轴与常规的十二导联轴同步显示而共同构成同步十八导联心电图。
3.根据权利要求1所述的一种以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，其特征在于所述以校正的正交心电图方式转换的在同步十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法，是在V5R导联轴的基础上，向右后方推衍出V6R、V7R、V8R三条导联轴而与同步十八导联共同构成同步二十一导联，其三条导联轴所取角度是在横面180°-270°间的任意角度。
4.根据权利要求1所述的一种以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，其特征在于所述以包括左、右两侧面的侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度多层面心电图导联方法，是侧面心电图与横面、额面组合而成的同步十八导联及同步二十一导联心电图的结合，是由体表七个电极推算出的若干个平面多种导联联接方法，该侧面正交心电图转换的各倾斜角度是含有上移和下移的全角度及其范围之内的任意角度，其移动角度的大小与人体不同的体型、胖瘦、胸廓大小、肋间隙大小相适应。
全文摘要
本发明公开了一种以校正的正交心电图方式转换多种同步心电图导联方法，其特征是以校正的正交心电图方式转换的同步十八导联心电图的导联方法，是以V6导联为基点，向左后方向推衍出V7、V8、V9三个反映左心室正后壁的导联轴，及以V1导联为基点继续向右推衍出V3R、V4R、V5R三个反映右心室的导联轴，并使上述六个导联轴与常规的十二导联轴同步显示；以校正的正交心电图方式转换的在同步十八导联基础上扩展的同步二十一导联的导联方法，是在V5导联轴的基础上，向右后方推衍出V6R、V7R、V8R三条导联轴；以包括左、右两侧面的侧面校正的正交心电图方式转换的各倾斜角度，含上移和下移全角度的多层面心电图导联方法，是侧面心电图与横面/额面心电图的结合应用。
文档编号A61B5/0408GK1531902SQ0312082
公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月21日 优先权日2003年3月21日
发明者段扬, 段春和, 段 扬 申请人:比顿(北京)医用设备有限公司