一种心电断层扫描成像系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种医学检查诊断方法及仪器，特涉及一种基于解剖定位的心电断层扫描成像系统及方法。本发明专利技术提供基于解剖定位为基础的独特的心电功能断层扫描成像方法，检测跨壁心电活动信息（心跨壁电位，心电图，心电激活地图如去极化，复极化模式）的非侵入性成像技术。本发明专利技术可以提高诊断心肌疾病如心肌肥厚，心肌病，心肌梗死，心肌炎等及心律失常的起源的确定等，为快速实时诊断心脏疾病提供了一个全新的诊断和指导治疗的工具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医学检查诊断方法及仪器，特涉及一种基于解剖定位的心电断层扫描成像系统及方法。
技术介绍
心脏电活动是心脏最基本生理功能特征之一。这种活动反映了心脏兴奋组织的自律性，兴奋性和电传导性。很多心脏疾病可以引起心脏电的兴奋和传导异常，检测心脏的电活动是诊断和治疗心脏疾病的重要组成部分。目前用于检测心电活动技术可以归纳为以下几方面: 1.1 一维心电图(ECG): 通过体表间接记录心脏的电活动。此活动反映了心肌在心动周期中的去极化和复极活动。心电图表示通常与体表电极测量的整体心肌的动作电位的时间和空间的总和，显示方式为时间和振幅的一维曲线。世界第一台心电图机问世至今已百年余。是采用Einthoven-Goldberger-Wilson的导联体系，即由双极肢体导联、加压单极肢体导联和单极胸前导联所构成。其优势为时间域的一维线性表达，简单地表达出连续心跳的频率和节律；简单实用和普及。心脏是一个立体的三维架构，心脏的电活动即兴奋和传导也应该是三维形式，然而对于心脏组织在 二维或三维空间电活动如心电向量，心电激动传导方向和顺序特征，目前尚无明确的显示模式和方法。1.2心向量图(VCG): VCG由Frank 30年代初专利技术。由于人体是一个三维立体导电结构，其基本思想是构造正交立体导联体系，从而获取的心脏在三维空间的电活动信息。左右轴(X )，头脚轴(Y)和(正位)前后轴(Z)为代表的垂直相交并增加一个校正电极构成了 7电极的立体导联体系，围绕一个向量中心点，显示由心脏产生的电力的大小和方向的曲线。然而，受限于当时的科技发展水平，不可能实现肉眼直观的立体空间环体，至今仍然采用将理论上设计的立体心向量环，投影在额面、横面和侧面上，在形成三个平面环体的基础上进行定性、定量分析。结果:临床上更多注重于对这三个平面环体的方位和旋转方向上的观测和描述；未能发挥出本身具有的、更多更有价值的心电信息，心向量图机设备操作繁复，不象传统心电图机那样简单且可以连续描记心跳；传统心电图和心向量图的导联体系不同，描记的图形不能同源比对等；所以VCG的价值未能得到应有的认知、推广、普及。1.3.立体心电图(3D-ECG): 1989年由中国学者赵峰教授首先推出(专利98117316)。该专利技术是一种结合心电图和向量技术米用Frank校正导联体系，从一维空间(线性)和二维空间(平面)通过计算机技术实现传统心电和心向量导联同步采样、显示、转换，记录正交心电图、时间/变向时间/连续/分解/放大心向量图；并可与传统12导心电图一起24导联同步观察描记。3D-ECG意义在于:理论上解决了以往心电检测方法上的时/空域分离、看问题的角度单一片面和主观；奠定了向三维空间发展的理论基础。实际中通过对心电二维平面的信号处理，突显了对传统心电图中的P、QRS、T、ST及U波的认知，使鉴别和诊断更为客观准确。但该技术不能进行详细的心脏电解剖标测标。1.4.心内膜导管三维标测技术(Carto系统) 该系统采用GPRS卫星定位原理将标测导管头端采集的磁场信号转换为电信号，与同时采集的心内电信号一起经滤波、放大并数字化处理后输入到工作站中形成三维的电解剖标测图。例如通过围绕地球的三个同步人造卫星，可精确计算出一架飞机的位置；CARTO系统应用这一原理则是将心脏视为地球，应用磁场发生器代替卫星，通过感知专用导管中的磁感应线圈从而准确定位该导管三维空间位置，记录导管位置和该点心内电图，实时重建心脏三维解剖结构，且叠加颜色显示相关电生理信息。其优点是可以将心电生理与心腔内的解剖结构结合在一起，进行三维重建，显示为带有颜色的立体图像，从而有助于鉴别复杂性心律失常并指导消融。目前，应用Carto对心腔内电生理(EP)和心脏解剖空间的三维重建，而不是真正的心脏电生理与心脏解剖结构的三维重建，而且Carto只能在心导管实验室进行，其间映射导管插入心脏，小心地移动到不同地点，心脏周围的绘制和识别心律失常的起源。一旦确定心律失常的起源点，通过消蚀心律失常起源组织。但心内膜导管标测技术亦有一些限制，包括: 风险和限制，相关的侵入性和耗时的过程。当前点至点映射信息不能同步提供，不能提供的全貌(双向心房或双心室)的电活动。只提供一个腔室在一个时间映射信息。1.5体表电位标测技术:多年前有关研究人员提出了体表测量心脏活动的系统(Rudy, 2013)。这些系统被称为体表电位的映射(Body surface potential mapping, BSPM)的系统。凡标准ECG系统采用9个胸前测量点(即V1-V9)，而BSPM使用32至300个测量点。更重要的是，他们允许临床医师制定一个躯干地图的同步电活动信息图。以这种方式，它们可以反映遵循的心跳有关的体表心电活动特征，并能同步显示不同区域的体表心电活动。研究表明，这些系统 可更好检测心脏活动的局部变化。BSPM系统将用于检测心脏节律变化。然而，如何关联体表电位和心脏跨壁电活动仍然是一个没有解决的难题。
技术实现思路
针对
技术介绍
的不足，本专利技术提供了一种新的以解剖定位基础的一种多维心电断层扫描成像系统及方法(card1graphic scan imaging, CSI )。它是一种以解剖定位为基础的独特的心电功能断层扫描成像方法，检测跨壁心电活动信息(心跨壁电位，心电图，心电激活地图如去极化，复极化模式)和机械信号的非侵入性成像技术。本专利技术可以提高诊断心肌疾病如心肌肥厚，心肌病，心肌梗死，心肌炎等及心律失常的起源的确定等，为快速实时诊断心脏疾病提供了一个全新的诊断和指导治疗的工具。本专利技术的技术方案是: 一种心电断层扫描成像方法，包括以下步骤: a.按照断层平面扫描成像需求，放置多层体表阵列电极以获取心脏不同解剖断层的心电信号，每层体表阵列电极按照常规心电图单极胸导联放置； b.采集并显示心电信号； 其特征在于:所述的显示心电信号是以心脏不同解剖断层面同步获取心电信号，并进行同步断层平面成像显示。其有益效果是:具备同步检测显示是以心脏不同解剖层面同步获取心电和和评估器官电信号的特征，实行真正心电信号同步和解剖同源的断层平面融合成像。如上所述的断层扫描成像方法，其特征在于:所述的心电信号采集显示采用多路复用器系统同步，同步的时间量级在10微秒。其有益效果是:能同步显示心脏不同区域的跨壁心电活动。如上所述的断层扫描成像方法，其特征在于:所述的成像显示信息包括心脏心电在一维，二维，三维空间的跨壁电位、传导时间或速度的信息，以及构建的心电信号信息包括跨壁电位、向量、激动激活图、去极化，复极化模式I维，2维信息重建。其有益效果是:采用该方法一次采集的心电信号可获得多种心电功能的信息(即，特定心脏部位的跨壁电位得幅度，时程特征，传导时间和速度，并据此构建的电激动激活图、去极化，复极化模式)。因此为为临床提供一种新的无创多维心电功能信号成像方法可应用于各种心血管疾病所致心电活动机械功能异常的诊疗。如上所述的融合断层扫描成像方法，其特征在于:所述的多层体表阵列电极为42测量点(42点阵电极)或252个测量点(252点阵电极)。其有益效果是:提供反映心脏所有不同解剖定位的心电基本采集通道数目和更能反映细微变化的特定解剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心电断层扫描成像方法，包括以下步骤：a.按照断层平面扫描成像需求，放置多层体表阵列电极以获取心脏不同解剖断层的心电信号，每层体表阵列电极按照常规心电图单极胸导联放置； b.采集并显示心电信号；其特征在于：所述的显示心电信号是以心脏不同解剖断层面同步获取心电信号，并进行同步断层平面成像显示。

【技术特征摘要】
1.一种心电断层扫描成像方法，包括以下步骤: a.按照断层平面扫描成像需求，放置多层体表阵列电极以获取心脏不同解剖断层的心电信号，每层体表阵列电极按照常规心电图单极胸导联放置； b.采集并显示心电信号； 其特征在于:所述的显示心电信号是以心脏不同解剖断层面同步获取心电信号，并进行同步断层平面成像显示。2.如权利要求1所述的断层扫描成像方法，其特征在于:所述的心电信号采集显示采用多路复用器系统同步，同步的时间量级在10微秒。3.如权利要求1所述的断层扫描成像方法，其特征在于:所述的成像显示信息包括心脏心电在一维，二维，三维空间的跨壁电位、传导时间或速度的信息，以及构建的心电信号信息包括跨壁电位、向量、激动激活图、去极化，复极化模式I维，2维信息重建。4.如权利要求1所述的融合断层扫描成像方法，其特征在于:所述的多层体表阵列电极为42测量点或252个测量点。5.如权利要求1至5所述的任一种断层扫描成像方法，其特征在于:它还包括步骤显示心脏在时间变化的立体心脏电位...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸣，郝国梁，朱天刚，
申请(专利权)人：武汉培威医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42