一种获取小儿超声心动图标准值的方法与流程

文档序号:21445367发布日期:2020-07-10 17:35阅读:261来源:国知局
一种获取小儿超声心动图标准值的方法与流程
本发明涉及小儿超声心动图领域,涉及到一种获取小儿超声心动图标准值的方法。
背景技术
:近年来,随着现代医疗诊断技术的发展,超声心动图技术为小儿心血管疾病的诊断和治疗提供了大量可视化的信息,但是由于相同年龄儿童的身高和体重受种族、遗传、生活环境、营养状态等的影响,有较大差异,以致小儿超声心动图的评价指标的正常参考值无固定范围。对于超声医师及临床医师来说,需要获得每个年龄儿童各心脏参数的正常参考值范围,并查表计算,这个过程非常繁琐耗时,且无法精确评估。技术实现要素:针对上述的现有技术的缺陷,本发明提供一种获取小儿超声心动图的标准值的方法,应用于小儿超声心动图领域,其特征在于,所述小儿超声心动图中包括多个不同类型的第一测量值;于一处理设备中预设多个回归方程,每个所述类型的全部所述第一测量值通过所述处理设备得到一所述标准值;获取所述标准值的方法中包括:步骤s1,对所有所述第一测量值进行预处理,输出预处理后的第二测量值;步骤s1,根据预设的多个所述回归方程,绘制所述身体信息和所述第二测量值之间的散点图;步骤s2,根据所述散点图依次通过所述回归方程构建多条所述身体信息和所述第二测量值之间的拟合曲线,选取拟合优度最大的拟合曲线对应的回归方程作为所述最优回归方程;步骤s3,根据所有所述最优回归方程获取对应的所有所述参数的所述标准值。优选的,所述步骤s4通过下述公式获取所述标准值:z=(y′-y)/rmse其中,z用于表述所述标准值;y′用于所述表述第二测量值;y用于表述所述最优回归方程的平均值;rmse用于表述所述最优回归方程对应的校正均方差。优选的,所述处理设备中预设多个测量范围,所述测量范围对应不同类型的所述参数;所述步骤s1中包括:步骤s11,依次判断所述第一测量值是否处于对应的所述测量范围内:若是,则保留所述第一测量值;若否,则删去所述第一测量值;步骤s12,依次判断所述参数集合中的所述第一测量值是否满足正态分布且所述第一测量值和所述参数集合中的平均值之间的误差小于3倍的标准差:若满足正态分布且所述第一测量值和所述参数集合中的平均值之间的误差小于3倍的标准差,则保留所述第一测量值;若不满足正态分布或所述第一测量值和所述参数集合中的平均值之间的误差不小于3倍的标准差,则删去所述第一测量值;步骤s13,将保留的所有所述第一测量值作为所述第二测量值输出。优选的,所述步骤s3中包括:步骤s31,根据所述散点图依次通过所述回归方程构建多条所述身体信息和所述第二测量值之间的拟合曲线;步骤s32,对所述拟合曲线进行变量变换,得到拟合直线;步骤s33,建立直线回归方程,并对所述直线回归方程进行显著性检验,将变量还原,得到所述拟合曲线;步骤s34,对所述拟合曲线进行拟合度检验,并计算拟合优度,选取拟合优度最大的拟合曲线对应的回归方程作为所述最优回归方程。优选的,所述步骤s31中的根据所述散点图依次通过所述回归方程构建多条所述身体信息和所述第二测量值之间的拟合曲线的过程中包括:步骤s311,根据所述小儿的年龄判断所述小儿是否为新生儿:若是,则构建多条所述新生儿的体重和所述第二测量值之间的拟合曲线,随后结束;若否,则构建多条所述少儿的体表面积和所述第二测量值之间的拟合曲线,随后结束。优选的,所述体表面积通过下述公式表示:bsa=0.0061×h+0.0128×wt-0.152其中,bsa用于表述所述体表面积;h用于表述所述少儿的身高;wt用于表述所述少儿的体重。优选的,所述体表面积通过下述公式表示:bsa=0.024265×h0.3964×wt0.5378其中,bsa用于表述所述体表面积;h用于表述所述少儿的身高;wt用于表述所述少儿的体重。上述技术方案的有益效果是:简便计算心脏各类型参数的标准值,为医师诊断及指导治疗服务。附图说明图1为本发明的一种较优实施例中的总流程示意图;图2为本发明的一种较优实施例中的步骤s1流程示意图;图3为本发明的一种较优实施例中的步骤s3流程示意图;图4为本发明的一种较优实施例中的步骤s31流程示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。一种获取小儿超声心动图的标准值的方法,应用于小儿超声心动图领域,如图1所示,小儿超声心动图中包括多个不同类型的第一测量值;于一处理设备中预设多个回归方程,每个类型的全部第一测量值通过处理设备得到一标准值;获取标准值的方法中包括:步骤s1,对所有第一测量值进行预处理,输出预处理后的第二测量值;步骤s2,根据预设的多个回归方程,绘制身体信息和第二测量值之间的散点图;步骤s3,根据散点图依次通过回归方程构建多条身体信息和第二测量值之间的拟合曲线,选取拟合优度最大的拟合曲线对应的回归方程作为最优回归方程;步骤s4,根据所有最优回归方程获取对应的所有参数的标准值。具体地,为保证数据的准确性,避免处理设备根据不准确的数据进行标准值求取,因此,在处理设备获取小儿的身体信息和对应的小儿超声心动图时,需要避免获取的超声心动图具有如高血压、肺动脉高压等系统性疾病、心脏结构及功能异常、血液肿瘤疾病、川崎病、马凡综合征、肾脏疾病、遗传代谢疾病等症状,以及具有遗传代谢病及心肺疾病的情况。除此之外,小儿的籍贯、出生地、生长地域均不限。此外,在获取标准值的过程中,由于小儿超声心动图中包括多个类型参数,而每个参数对应的标准值均是不同的,因此将所有小儿超声心动图的第一测量值划分为多个参数集合,每个参数集合中包括所有同一类型的第一测量值。于此处选取计算机作为处理设备,通过设置参数集合,处理设备能够对不同年龄、体重的小儿具有的同一类型的第一测量值进行统一分析,由此确定该参数对应的标准值。在获取标准值的过程中,对第一测量值进行预处理,得到第二测量值,构建拟合曲线,绘制身体信息和第二测量值之间的散点图,以小儿的身体信息设置为自变量x,y′第二测量值,由此,可直接观察出该类型的参数对应的第二测量值的变化情况,根据散点图的特点构建多条拟合曲线y=f(x),因变量y则是将x分别带入不同的曲线方程后求得的数值,对拟合得到y和实际测得的y′依次进行差异分析,得到拟合优度最大的拟合曲线对应的回归方程,并将其作为最优回归方程。此外,考虑到参数的类型过多,因此需要逐一求取该类型的参数对应的标准值,以便于医生使用时刻之间通过标准值判断该小儿患者的心脏情况是否正常。本发明的一种较优实施例中,步骤s4通过下述公式获取标准值:z=(y′-y)/rmse其中,z用于表述标准值;y′用于表述第二测量值;y用于表述最优回归方程的平均值;rmse用于表述最优回归方程对应的校正均方差。本发明的一种较优实施例中,处理设备中预设多个测量范围,测量范围对应不同类型的参数;步骤s1,如图2所示,包括:步骤s11,依次判断第一测量值是否处于对应的测量范围内:若是,则保留第一测量值;若否,则删去第一测量值;步骤s12,依次判断参数集合中的第一测量值是否满足正态分布且第一测量值和参数集合中的平均值之间的误差小于3倍的标准差:若满足正态分布且第一测量值和参数集合中的平均值之间的误差小于3倍的标准差,则保留第一测量值;若不满足正态分布或第一测量值和参数集合中的平均值之间的误差不小于3倍的标准差,则删去第一测量值;步骤s13,将保留的所有第一测量值作为第二测量值输出。具体地,于步骤s11中,先对不同类型的第一测量值进行一个简单的描述性统计分析,确定正常情况下的最大值和最小值,以此设置参数对应的测量范围,判断第一测量值是否超过了测量范围,如若超出对应的测量范围,显然该第一测量值是不合常理的,为保证第一测量值的准确定,处理设备可删去该第一测量值。于步骤s12中,每个参数集合内的所有第一测量值均需服从正态分布,在原则下,异常的第一测量值为与参数集合内的平均值的偏差超过3倍标准差的值,显然该第一测量值是不合常理的,为保证第一测量值的准确性,处理设备可删去该第一测量值。由此,经过上述处理得到第二测量值,对身体信息和对应的第二测量值进行拟合处理,可以得到准确的拟合结果。本发明的一种较优实施例中,如图3所示,步骤s3中包括:步骤s31,根据散点图依次通过回归方程构建多条身体信息和第二测量值之间的拟合曲线;步骤s32,对拟合曲线进行变量变换,得到拟合直线;步骤s33,建立直线回归方程,并对直线回归方程进行显著性检验,将变量还原,得到拟合曲线;步骤s34,对拟合曲线进行拟合度检验,并计算拟合优度,选取拟合优度最大的拟合曲线对应的回归方程作为最优回归方程。具体地,处理设备中预设多个回归方程包括:lny=a+bx+cx2+dx3、lny=a+blnx和等,处理设备根据构建的拟合曲线,选定的曲线特点,从而作处相应的变量变换,使拟合曲线直线化,直线化是一种验证所确定的拟合曲线的线型是否恰当的处理方法,通过对拟合曲线进行直线化处理,能够便于用求直线方程的方法得到曲线方程。于步骤s33中,建立直线回归方程,并作显著性检验,并将变量还原从而获取原曲线方程。于步骤s34中,根据上述处理后选取的回归方程,对拟合曲线进行拟合度检验,并计算拟合优度,拟合优度越大说明拟合效果越好,选取拟合优度最大的拟合曲线对应的回归方程作为最优回归方程。进一步地,在确定最优回归方程后,处理设备应对最优回归方程进行残差分析,通过残差分析验证回归方程具有可信度。本发明的一种较优实施例中,如图4所示,步骤s31中的根据散点图依次通过回归方程构建多条身体信息和第二测量值之间的拟合曲线的过程中包括:步骤s311,根据小儿的年龄判断小儿是否为新生儿:若是,则构建多条新生儿的体重和第二测量值之间的拟合曲线,随后结束;若否,则构建多条少儿的体表面积和第二测量值之间的拟合曲线,随后结束。本发明的一种较优实施例中,体表面积通过下述公式表示:bsa=0.0061×h+0.0128×wt-0.152(1)其中,bsa用于表述体表面积;h用于表述少儿的身高;wt用于表述少儿的体重。本发明的一种较优实施例中,体表面积通过下述公式表示:bsa=0.024265×h0.3964×wt0.5378(2)其中,bsa用于表述体表面积;h用于表述少儿的身高;wt用于表述少儿的体重。具体地,在现今状况中,在计算体表面积的过程中具有两种不同的计算方法,于此处,为避免不同计算方法带来的误差会影响到最终的拟合曲线,因此,采用公式(1)和公式(2)分别计算体表面积。进一步的,分别构建两种体表面积和第二测量值的拟合曲线,并于步骤s34中,分别获取这两种体表面积对应的拟合优度最大的拟合曲线,并将该拟合曲线对应的回归方程作为最优回归方程。本发明的一种较优实施例中,可通过上述方法获取0-16岁的健康儿童超声心动图二维法左心、二维法右心、三平面左心、多普勒血流及组织多普勒各测量最佳参数模型为lny=a+blnx,体表面积采用公式(1)计算获取,获取详细参数及最优回归方程见表1.1-表1.4。表1.1小儿超声心动图的二维法左心的最优回归方程及标准值计算公式观察指标rmse回归方程z值公式二尖瓣环d1(mm)0.138lny=3.027+0.457lnx(ln(y)-(3.027+0.457*ln(x)))/0.138二尖瓣环d2(mm)0.138lny=3.043+0.487lnx(ln(y)-(3.043+0.487*ln(x)))/0.138二尖瓣环d3(mm)0.138lny=3.001+0.434lnx(ln(y)-(3.001+0.434*ln(x)))/0.138左房容积(ml)0.224lny=2.590+1.042lnx(ln(y)-(2.59+1.042*ln(x)))/0.224左室舒张末容积(ml)0.179lny=3.784+1.332lnx(ln(y)-(3.784+1.332*ln(x)))/0.179射血分数(%)0.071lny=4.153-0.003lnx(ln(y)-(4.153-0.003*ln(x)))/0.071每搏量(ml)0.202lny=3.351+1.331lnx(ln(y)-(3.351+1.331*ln(x)))/0.202心输出量(l/min)0.212lny=0.930+1.003lnx(ln(y)-(0.93+1.003*ln(x)))/0.212心脏指数(l/min.m2)0.212lny=0.930+0.003lnx(ln(y)-(0.93+0.003*ln(x)))/0.212左室质量/bsa(g/m2)0.192lny=3.986+0.080lnx(ln(y)-(3.986+0.08*ln(x)))/0.192左室质量/左室容积(g/ml)0.239lny=0.200-0.252lnx(ln(y)-(0.2-0.252*ln(x)))/0.239左室质量(g)0.192lny=3.986+1.080lnx(ln(y)-(3.986+1.08*ln(x)))/0.192左室质量/h2.7(g/cm2.7)0.217lny=3.279-0.620lnx(ln(y)-(3.279-0.62*ln(x)))/0.217主动脉瓣环(mm)0.095lny=2.693+0.473lnx(ln(y)-(2.693+0.473*ln(x)))/0.0949主动脉瓣窦(mm)0.095lny=2.988+0.457lnx(ln(y)-(2.988+0.457*ln(x)))/0.095主动脉窦管交界(mm)0.095lny=2.773+0.494lnx(ln(y)-(2.773+0.494*ln(x)))/0.095主动脉弓(mm)0.100lny=2.702+0.520lnx(ln(y)-(2.702+0.52*ln(x)))/0.100主动脉峡部(mm)0.114lny=2.643+0.554lnx(ln(y)-(2.643+0.554*ln(x)))/0.114表1.2小儿超声心动图的二维法右心的最优回归方程及标准值计算公式表1.3小儿超声心动图的三平面左心的最优回归方程及标准值计算公式观察指标rmse回归方程z值公式左室舒张末容积(ml)0.179lny=3.806+1.275lnx(ln(y)-(3.806+1.275*ln(x)))/0.179射血分数(%)0.071lny=4.154-0.021lnx(ln(y)-(4.154-0.021*ln(x)))/0.071每博量(ml)0.202lny=3.349+1.251lnx(ln(y)-(3.349+1.251*ln(x)))/0.202心输出量(l/min)0.210lny=0.920+0.932lnx(ln(y)-(0.92+0.932*ln(x)))/0.210心脏指数(l/min﹒m2)0.207lny=0.920-0.069lnx(ln(y)-(0.92-0.069*ln(x)))/0.207表1.4小儿超声心动图的多普勒血流的最优回归方程及标准值计算公式观察指标rmse回归方程z值公式二尖瓣口e(m/s)0.152lny=0.070-0.019lnx(ln(y)-(0.07-0.019*ln(x)))/0.152二尖瓣口a(m/s)0.210lny=-0.399-0.154lnx(ln(y)-(-0.399-0.154*ln(x)))/0.210二尖瓣口-e/a0.200lny=0.469+0.134lnx(ln(y)-(0.469+0.134*ln(x)))/0.2三尖瓣口-e(m/s)0.179lny=-0.349-0.033lnx(ln(y)-(-0.349-0.033*ln(x)))/0.179三尖瓣口-a(m/s)0.251lny=-0.756-0.139lnx(ln(y)-(-0.756-0.139*ln(x)))/0.251三尖瓣口-e/a0.237lny=0.406+0.107lnx(ln(y)-(0.406+0.107*ln(x)))/0.237主动脉瓣口峰值(m/s)0.152lny=0.190+0.073lnx(ln(y)-(0.19+0.073*ln(x)))/0.152主动脉瓣口vti(cm)0.152lny=3.120+0.174lnx(ln(y)-(3.12+0.174*ln(x)))/0.152肺动脉瓣口峰值(m/s)0.170lny=-0.058-0.128lnx(ln(y)-(-0.058-0.128*ln(x)))/0.170肺动脉瓣口vti(cm)0.152lny=2.992+0.112lnx(ln(y)-(2.992+0.112*ln(x)))/0.152表1.5小儿超声心动图的组织多普勒的最优回归方程及标准值计算公式本发明的一种较优实施例中,可通过上述方法获得0-16岁的健康儿童超声心动图冠状动脉各指标最优回归方程为体表面积采用公式(2)计算获取详细参数及最优回归方程见表2。表2小儿超声心动图冠脉最优回归方程及标准值计算公式本发明的一种较优实施例中,可通过上述方法获得0-28天的健康新生儿超声心动图检查二维左心、二维右心、多普勒血流及组织多普各指标最优回归方程为lny=a+bx+cx2+dx3,对于因变量x为体重,详细参数及最优回归方程见表3.1-表3.4。表3.1新生儿二维左心最优回归方程及标准值计算公式表3.2新生儿二维右心最优回归方程及标准值计算公式表3.3新生儿多普勒血流最优回归方程及标准值计算公式表3.4新生儿组织多普最优回归方程及标准值计算公式进一步地,在确定最终的拟合曲线后,即可通过标准值公式获取相应的标准值。本技术方案中通过最终的数据分析可知,虽然不同类型的参数对应的标准值不同,但正常的标准值应处于[-2,2]之间。实际生活中,医生对患者的超声心动图进行分析时,若通过最优回归方程求取的标准值不处于[-2,2]之间,则说明该患者的参数异常,由此可见,通过标准值可让医生快速准确地分析患者的健康情况。本发明的一种实施例中,一个2岁小儿,身高90cm,体重13kg,三尖瓣d1内径15mm,则其标准值通过下述公式计算得到:z=(ln(15)-(2.987+0.443×ln(0.0061×90+0.0128×13-0.1529)))/0.138=-0.174由此可见,该小儿三尖瓣d1的z值为-0.174,处于[-2,2]之间,属于正常范围内。以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。当前第1页12
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