基于st段损伤向量罗盘的心肌血液扇区显示与定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于ST段损伤向量罗盘的心肌血液扇区显示与定位方法。具体为将ECG设备的十个电极分别放置在人身体的固定位置，采集十二导联心电信号，分析得到各导联的偏移值，并将这个偏移值显示在罗盘上，其中胸导联V1-V6位于水平面，肢体导联Ⅰ-Ⅲ和加压导联aVR-aVF位于垂直面；最后通过最小二乘解矛盾方程组的方法计算出一个空间向量，将其分别投影在两个平面罗盘上，即得到ST损伤向量罗盘图。
【专利说明】基于ST段损伤向量罗盘的心肌血液扇区显示与定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及心肌血液损伤表示方法的【技术领域】，特别是涉及一种基于ST段损伤向量罗盘的心肌血液扇区显示与定位方法。
【背景技术】
[0002]心肌血液损伤，是指心脏的血液灌注减少，导致心脏的供氧减少，心肌能量代谢不正常，不能支持心脏正常工作的一种病理状态。缺血性心脏病的发病率和死亡率位于世界流行病的前列，更是西方发达国家的主要健康问题。心肌血液损伤严重危害中老年人的健康，近年来随着生活水平的提高，心肌血液损伤呈现年轻化的趋势，一些20-30岁的年轻人也出现了这种现象。我们提出了基于ST段偏移的ST损伤向量，用于心肌血液扇区的显示与定位。
【发明内容】
[0003]本发明需要解决的技术问题是:提出一种基于ST段偏移值的损伤向量罗盘图的方法，用于心肌血液扇区显示与定位方法。。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种基于ST段损伤向量罗盘的心肌血液扇区显示与定位方法。该方法包括心电信号的获取、ST段偏移量的计算、ST损伤向量的算法以及罗盘图的实现，其中:
[0006]心电信号的获取是通过ECG采集设备来完成的。设备的硬件部分包括:接收来自ECG导联的信号的输入端；处理器，该处理器使用ADS1298将电极采集的心电信号转化为数字信号，数字信号经过FPGA处理传输到计算机；计算机，通过上位机程序控制ADS1298的工作方式，在计算机上显示出所测得的原始心电信号。
[0007]将十个电极分别放置在人身体的固定位置，采集十二导联心电信号，信号读取之后对其进行预处理，在一个完整的心电信号周期内，找到心电信号幅值最大的波段，假设为R波，那么取R波后各108ms处为ST测量点，R波前80ms处为等电位参考点，两点的电位值分别用来表征ST段测量点的电位值VI以及参考电位值V0，则ST段的偏移量VST=V1-V0;十二导联的ST段偏移值由此方法依次求出。
[0008]求出各导联ST段的偏移量后，将其显示在罗盘图上，得到ST罗盘图。其中胸导联(V1-V6)位于水平面，肢体导联(1-ΠΙ)和加压导联(aVR-aVF)位于垂直面上。提出ST罗盘的目的是将ST偏移值的大小和方向(抬高或压低)可视化，这样从图中就很容易看出ST段的偏移情况，这也正是与标准心电图的区别所在。ST罗盘由5个同心圆组成，其半径分别为1，2，-5 (单位:_)，lmm=0.lmV。理论上，ST罗盘的中心为心脏左心室的中心。ST段抬高的时，箭头由罗盘的中心指向相应导联的正方向(即虚线的方向)；压低时，则指向相应导联的反方向。箭头的长度是由ST偏移值的大小决定的。用ST罗盘图来进行ST偏移量的矢量分析，代表空间向量测量ST偏差，ST罗盘图可以把标准十二导联心电图的ST段偏移情况可视化。[0009]ST损伤向量在心肌血液损伤中的价值取决于如何从十二个导联的ST偏移值中获得ST损伤向量，本发明中采用的是最小二乘解矛盾方程组的方法。在Matlab软件中，通过最小二乘法解矛盾方程组计算出一个总的向量，即ST损伤向量。各导联损伤向量的模=总损伤向量?各导联的方向向量组，由此方程求解总损伤向量时存在矛盾解，方程的两边同时右乘方向向量组的转置，得出总损伤向量的最小二乘解。ST损伤向量提供了一个容易解释的具有代表性的ST偏移值，在临床和急救医务人员，或医生在急诊科的早期诊断急性心肌梗死的时候尤其有用。ST损伤向量是一个空间向量，将其分别投影在水平和垂直两个平面罗盘上，即得到ST损伤向量罗盘图，图中向量所指的方向就是心肌血液损伤的部位，长度为心肌血液损伤的程度。
[0010]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0011]( 1)准确性高。该方法具有很强的理论依据，通过大量的实验数据证明，该方法是切实可行的。
[0012]( 2 )直观易读。与常规的十二导联心电图相比，本发明将心肌血液损伤的信息以一个向量表示，并且其显示在罗盘图上，这样很容易读出向量的大小和方向。
[0013]本发明的这些和其他特征以及优点将通过以下本发明的详细描述变得更容易理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面的附图描绘了本发明某些示例性实施方案，这些描绘的实施方案应理解为本发明的示例性说明而并非是任何方式的限制。
[0015]图1为十二导联位置图；
[0016]图2为用ECG设备测试出的十二导联心电信号；
[0017]图3为ST偏移值的计算方法；
[0018]图4为ST段偏移值罗盘图；
[0019]图5为ST损伤向量罗盘图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0021]图1描绘了十二个导联的具体位置。左边的图表示二维子空间的垂直平面，心脏的心电场投射其中。因此，该图表示12导联ECG的六个垂直导联(即aVF、II1、aVL、1、aVR、II (顺时针))的六条轴组成，如下表所示:
[0022]
【权利要求】
1.一种基于ST段损伤向量罗盘的心肌血液扇区显示与定位方法，其特征是:将ECG设备的十个电极分别放置在人身体的固定位置，采集十二导联心电信号，分析得到各导联的偏移值，并将这个偏移值显示在罗盘上，其中胸导联V1-V6位于水平面，肢体导联1-1II和加压导联aVR-aVF位于垂直面；最后通过最小二乘解矛盾方程组的方法计算出一个空间向量，将其分别投影在两个平面罗盘上，即得到ST损伤向量罗盘图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是:十二导联在二维罗盘上的表示方法，六个水平导联V6、V5、V4、V3、V2、VI的角度顺时针依次分别为:-10°、15。、40。、65。、90°、115° ;六个垂直导联aVF、II1、aVL、1、aVR、II顺时针的角度依次分别为:90°、120。、-30。、0。、-150°、60。。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是:包括由测量的十二导联心电图计算出ST段偏移值；将十个电极分别放置在人身体的固定位置，采集十二导联心电信号，信号读取之后对其进行预处理，在一个完整的心电信号周期内，找到心电信号幅值最大的波段，假设为R波，那么取R 波后各108ms处为ST测量点，R波前80ms处为等电位参考点，两点的电位值分别用来表征ST段的电位值VI以及参考电位值V0，则ST段的偏移量VST=V1-V0;十二导联的ST段偏移值参照此法依次求出。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:包括将各导联ST段的偏移值显示在罗盘图上，得到ST罗盘图；其中胸导联V1-V6位于水平面，肢体导联1-1II和加压导联aVR-aVF位于垂直面上；提出ST罗盘的目的是将ST偏移值的大小和方向(抬高或压低)可视化，这样从图中就很容易看出ST段的偏移情况；ST罗盘由5个同心圆组成，其半径分别为1，2，…5，单位为代表0.lmV，理论上，ST罗盘的中心为心脏左心室的中心；ST段抬高时，箭头由罗盘的中心指向相应导联的正方向，即虚线的方向，压低时，则指向相应导联的反方向，箭头的长度是由ST偏移值的大小决定的；用51~罗盘图来进行ST偏移值的矢量分析，代表空间向量测量ST偏差，ST罗盘图可以把标准十二导联心电图的ST段偏移情况可视化。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:还包括ST损伤向量罗盘的表示方法；根据ST段偏移值，用最小二乘法解矛盾方程组的方法求出总的ST损伤向量，然后将其投影在水平和垂直两个平面罗盘上，即得到ST损伤向量罗盘图。
【文档编号】A61B5/0452GK103637797SQ201310723918
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】蔡莎莎, 杨圣, 蒋依秦, 张韶宇 申请人:中国科学技术大学