本发明涉及数据处理的技术领域，特别是涉及一种心肌缺血病变位置定位方法及系统、存储介质及终端。
背景技术：
心肌缺血作为一种常见的心脏疾病，近年来其发病率和致死率逐年上升。心肌缺血的定位对了解发病程度、预测病情发展、指定后续医疗方案有重要价值。传统心脏影像手段在心肌缺血的定位方面存在一定的局限性。目前临床上普遍采用心脏断层扫描(ct)或冠脉造影来推测病灶位置。这类方法的入侵性较高，患者需要承受x射线或者血管造影剂带来的副作用。特别是对于肾功能障碍的心肌缺血患者，传统检测手段的限制更加严格。因此，建立一套对人体无创无接触的非入侵式心肌缺血定位方案具有重要的临床价值。
心磁图作为一种无创、无接触、无辐射的记录心脏电生理活动的检测手段，对心肌缺血发生时心脏缺血区域附近形成的切向电流更加灵敏。因而可以在病变早期有效的监控病情发展。近年来国内外研究者在这一领域的主要研究思路是通过核磁或者ct建立患者胸腔的三维模型，在这个模型下计算心脏微电流的分布异常，从而推断心肌缺血的发病位置。这种方法涉及复杂的建模和计算过程，对时间、资金和人力资源的要求都比较高，缺乏大规模临床推广的可行性。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种心肌缺血病变位置定位方法及系统、存储介质及终端，通过分析心磁图的信号特征，发掘特征参数的分布规律，根据对心肌缺血位置敏感的特征参数来辅助实现心肌缺血病变位置的定位。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法，包括以下步骤：对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理，获取均值后的t波波段心磁图数据集；基于所述t波波段心磁图数据集和所述多通道心磁图仪的各个通道所获取的磁场强度和通道位置，获取t波波段的等磁图和电流密度图；基于所述等磁图和所述电流密度图提取与心肌缺血病变位置相关的特征参数；根据所述特征参数判断心肌缺血的病变位置。
于本发明一实施例中，对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理包括以下步骤：
对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行滤波降噪处理；
对滤波降噪后的心磁图数据集进行均值处理；
对均值后的心磁图数据集进行t波分割，以获取均值后的t波波段心磁图数据集。
于本发明一实施例中，所述特征参数包括tt间期负磁极面积值变化标准差、tt间期负磁极位置变化标准差、tt间期负磁极位置变化和、tt间期正磁极面积值变化标准差、tt间期正磁极位置变化标准差和tt间期正磁极位置变化和。
于本发明一实施例中，通过机器学习算法对所述特征参数进行处理，以判断心肌缺血的病变位置。
对应地，本发明提供一种基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位系统，包括预处理模块、获取模块、提取模块和判断模块；
所述预处理模块用户有对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理，获取均值后的t波波段心磁图数据集；
所述获取模块用于基于所述t波波段心磁图数据集和所述多通道心磁图仪的各个通道所获取的磁场强度和通道位置，获取t波波段的等磁图和电流密度图；
所述提取模块用于基于所述等磁图和所述电流密度图提取与心肌缺血病变位置相关的特征参数；
所述判断模块用于根据所述特征参数判断心肌缺血的病变位置。
于本发明一实施例中，所述预处理模块对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理执行以下步骤：
对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行滤波降噪处理；
对滤波降噪后的心磁图数据集进行均值处理；
对均值后的心磁图数据集进行t波分割，以获取均值后的t波波段心磁图数据集。
于本发明一实施例中，所述特征参数包括tt间期负磁极面积值变化标准差、tt间期负磁极位置变化标准差、tt间期负磁极位置变化和、tt间期正磁极面积值变化标准差、tt间期正磁极位置变化标准差和tt间期正磁极位置变化和。
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法。
本发明提供一种终端，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法。
最后，本发明提供一种基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位系统，包括上述的终端和多通道心磁图仪。
如上所述，本发明的心肌缺血病变位置定位方法及系统、存储介质及终端，具有以下有益效果：
(1)通过分析心磁图的信号特征，发掘特征参数的分布规律，根据对心肌缺血位置敏感的特征参数来辅助实现心肌缺血病变位置的定位；
(2)避免了复杂的源重构过程，且对人体非入侵无伤害，临床可行性强；
(3)操作简便，极大地节约了人力和时间成本。
附图说明
图1显示为本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法于一实施例中的流程图；
图2显示为本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位系统于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本发明的终端于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位系统于另一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
21预处理模块
22获取模块
23提取模块
24判断模块
31处理器
32存储器
41终端
42多通道心磁图仪
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位心肌缺血病变位置定位方法及系统、存储介质及终在分析大量心肌缺血病人心磁图的基础上，通过心肌缺血病人心磁图的t波波段的等磁图和电流密度图，获取了若干与病变位置高度相关的特征参数，基于所述特征参数来辅助实现心肌缺血病变位置的定位，并通过冠脉造影术显示的血管堵塞位置验证了心磁图定位的结果，从而对人体非入侵无伤害，具有临床可行性。
如图1所示，于一实施例中，本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法包括以下步骤：
步骤s1、对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理，获取均值后的t波波段心磁图数据集。
具体地，多通道心磁图仪采集心磁图数据，得到心磁图数据集，再对所述心磁图数据集进行预处理，以便更好地进行心肌缺血病变位置的定位。
于本发明一实施例中，对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理包括以下步骤：
11)对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行滤波降噪处理。
具体地，通过滤波降噪处理，去掉了心磁图数据的准确性，保证了后续病变位置定位的准确性。
12)对滤波降噪后的心磁图数据集进行均值处理。
具体地，通过均值化处理，避免了高低峰值数据对后续病变位置判断的影响。
13)对均值后的心磁图数据集进行t波分割，以获取均值后的t波波段心磁图数据集。
步骤s2、基于所述t波波段心磁图数据集和所述多通道心磁图仪的各个通道所获取的磁场强度和通道位置，获取t波波段的等磁图和电流密度图。
具体地，根据每个心磁通道记录的磁场强度和通道的位置信息来绘制胸腔上方t波波段的磁场等磁图。假设胸腔上方某一点的在等磁图上的坐标为(x，y)，该点对应的磁场强度为f(x，y)则该点的电流密度
步骤s3、基于所述等磁图和所述电流密度图提取与心肌缺血病变位置相关的特征参数。
具体地，根据所述等磁图和所述电流密度图来提取时域特征参数。于本发明一实施例中，所述特征参数的个数为6个，具体如下：
1、tt间期负磁极面积值变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，将等磁图上磁场强度≥80％×负磁极磁场强度的区域划分为负磁极区域，计算该区域的面积，再取n个负磁极面积变化值的标准差。
2、tt间期负磁极位置变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，记录负磁极位置坐标，计算n个坐标位置的标准差。
3、tt间期负磁极位置变化和
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，计算相邻时刻负磁极的位移值，计算n-1个位移值的总和。
4、tt间期正磁极面积值变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，将等磁图上磁场强度≥80％×正磁极磁场强度的区域划分为正磁极区域，计算该区域的面积，再取n个正磁极面积变化值的标准差。
5、tt间期正磁极位置变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，记录正磁极位置坐标，计算n个坐标位置的标准差。
6、tt间期正磁极位置变化和
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，计算相邻时刻正磁极的位移值，计算n-1个位移值的总和。
步骤s4、根据所述特征参数判断心肌缺血的病变位置。
具体地，上述六个特征参数描述了磁场正负磁极在t波波段的变化特征(三个负磁极相关，三个正磁极相关)。根据临床分析得知，若负磁极相关参数异常，即参数1、2、3异常，则表明病灶区域主要位于心脏左室范围；若正磁极相关参数异常，即参数4、5、6异常，则表明病灶区域主要位于心脏右室范围。
在临床中，通常通过以下方式应用所得到的心肌缺血特征参数来判断心肌缺血的病变位置。
a、人工筛选法
对比正常人和心肌缺血患者的心磁图特征参数，确定患者的异常参数类别和异常程度，并依据上述标准判断心肌缺血病变位置。
b、机器学习法
具体地，使用已知的正常人和已知发病位置的心肌缺血患者作为原始数据集，使用上述六个参数作为特征参数，训练机器学习模型。将需要定位的病人数据作为测试数据集，输入已经训练完毕的机器学习模型进行分类，机器学习模型输出特征参数的分类权重。当病灶区域位于左室范围时，参数1、2、3的权重较高；当病灶区域位于右室范围，参数4、5、6的权重较高。需要说明的是，本发明所采用的机器学习模型可以输出特征参数权重的模型，如基于线性核的支持向量机(supportvectormachinewithalinearkernel)，极限梯度推进模型(extremegradientboostingmachine)等。
如图2所示，于一实施例中，本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位系统包括依次相连的预处理模块21、获取模块22、提取模块23和判断模块24。
所述预处理模块21用户有对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理，获取均值后的t波波段心磁图数据集；
具体地，多通道心磁图仪采集心磁图数据，得到心磁图数据集，再对所述心磁图数据集进行预处理，以便更好地进行心肌缺血病变位置的定位。
于本发明一实施例中，所述预处理模块21对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行预处理包执行以下步骤：
11)对多通道心磁图仪采集的心磁图数据集进行滤波降噪处理。
具体地，通过滤波降噪处理，去掉了心磁图数据的准确性，保证了后续病变位置定位的准确性。
12)对滤波降噪后的心磁图数据集进行均值处理。
具体地，通过均值化处理，避免了高低峰值数据对后续病变位置判断的影响。
13)对均值后的心磁图数据集进行t波分割，以获取均值后的t波波段心磁图数据集。
获取模块22用于基于所述t波波段心磁图数据集和所述多通道心磁图仪的各个通道所获取的磁场强度和通道位置，获取t波波段的等磁图和电流密度图。
具体地，根据每个心磁通道记录的磁场强度和通道的位置信息来绘制胸腔上方t波波段的磁场等磁图。假设胸腔上方某一点的在等磁图上的坐标为(x，y)，该点对应的磁场强度为f(x，y)则该点的电流密度
提取模块23用于基于所述等磁图和所述电流密度图提取与心肌缺血病变位置相关的特征参数。
具体地，根据所述等磁图和所述电流密度图来提取时域特征参数。于本发明一实施例中，所述特征参数的个数为6个，具体如下：
1、tt间期负磁极面积值变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，将等磁图上磁场强度≥80％×负磁极磁场强度的区域划分为负磁极区域，计算该区域的面积，再取n个负磁极面积变化值的标准差。
2、tt间期负磁极位置变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，记录负磁极位置坐标，计算n个坐标位置的标准差。
3、tt间期负磁极位置变化和
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，计算相邻时刻负磁极的位移值，计算n-1个位移值的总和。
4、tt间期正磁极面积值变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，将等磁图上磁场强度≥80％×正磁极磁场强度的区域划分为正磁极区域，计算该区域的面积，再取n个正磁极面积变化值的标准差。
5、tt间期正磁极位置变化标准差
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，记录正磁极位置坐标，计算n个坐标位置的标准差。
6、tt间期正磁极位置变化和
其中，将整个t波波段均匀n等分，分别绘制n张等磁图，计算相邻时刻正磁极的位移值，计算n-1个位移值的总和。
判断模块24用于根据所述特征参数判断心肌缺血的病变位置。
具体地，上述六个特征参数描述了磁场正负磁极在t波波段的变化特征(三个负磁极相关，三个正磁极相关)。根据临床分析得知，若负磁极相关参数异常，即参数1、2、3异常，则表明病灶区域主要位于心脏左室范围；若正磁极相关参数异常，即参数4、5、6异常，则表明病灶区域主要位于心脏右室范围。
在临床中，通常通过以下方式应用所得到的心肌缺血特征参数来判断心肌缺血的病变位置。
a、人工筛选法
对比正常人和心肌缺血患者的心磁图特征参数，确定患者的异常参数类别和异常程度，并依据上述标准判断心肌缺血病变位置。
b、机器学习法
具体地，使用已知的正常人和已知发病位置的心肌缺血患者作为原始数据集，使用上述六个参数作为特征参数，训练机器学习模型。将需要定位的病人数据作为测试数据集，输入已经训练完毕的机器学习模型进行分类，机器学习模型输出特征参数的分类权重。当病灶区域位于左室范围时，参数1、2、3的权重较高；当病灶区域位于右室范围，参数4、5、6的权重较高。需要说明的是，本发明所采用的机器学习模型可以输出特征参数权重的模型，如基于线性核的支持向量机(supportvectormachinewithalinearkernel)，极限梯度推进模型(extremegradientboostingmachine)等。
需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法。优选地，所述存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图3所示，于一实施例中，本发明的终端包括处理器31及存储器32。
所述存储器32用于存储计算机程序。
优选地，所述存储器32包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所述处理器31与所述存储器32相连，用于执行所述存储器32存储的计算机程序，以使所述终端执行上述基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位方法。
优选地，所述处理器31可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
如图4所示，于一实施例中，本发明的基于多通道心磁图仪的心肌缺血病变位置定位系统，包括上述的终端41和多通道心磁图仪42。所述多通道心磁图仪42采集心磁图数据并发送至所述终端41。
综上所述，本发明的心肌缺血病变位置定位方法及系统、存储介质及终端通过分析心磁图的信号特征，发掘特征参数的分布规律，根据对心肌缺血位置敏感的特征参数来辅助实现心肌缺血病变位置的定位；避免了复杂的源重构过程，且对人体非入侵无伤害，临床可行性强；操作简便，极大地节约了人力和时间成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。