基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法技术

本发明专利技术提出了一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，导联方法使用电极数量为8个或10个，包括：基于Wilson导联体系计算胸前12导联至15导联同步心电图；基于Wilson导联体系推算肢体6导联体系；将胸前12导联至15导联同步心电图联合肢体6导联同步心电图，重建18同步导联至21同步导联心电图体系。本发明专利技术可以减少使用的导联电极数量，通过较少的电极数量即可实现18导联同步至21同步导联动态心电图，重建效果和精度高。

【技术实现步骤摘要】
基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法
本专利技术涉及心电导联
，特别涉及一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法。
技术介绍
现有技术中的心电图系统中，对于胸导联采用如下设计：胸前Ⅴ1至V6导联采用一对一电极摆放方式，胸前导联采用Frank导联体系横面向量投影方式。即用X和Z轴以双极导联方式推导出胸前包含Ⅴ1、V2…V7R、V9等12个导联抽角度和设置一定放大系数来完成心电图同步描记。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，可以大大减少了使用的导联电极数量，通过较少的电极数量即可实现18导联同步动态心电图，并且重建效果和精度高。为了实现上述目的，本专利技术的实施例提供一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，所述导联方法使用电极数量为8个或10个，当导联方法使用的电极数量为8个时，所述导联方法包括如下步骤:步骤S1，基于Wilson导联体系计算胸前12导联至15导联同步心电图，包括如下步骤：步骤S11，设置4个胸前的固定电极导联位置，分别对应胸前导联Ⅴ2、V9、V5R、Ⅴ5，根据所述胸前导联电极建立X轴、Y轴和Z轴，其中，以右肩窝电极位置及左肋下联电极位置联为Y轴，以V5电极位置和V5R电极位置联为X轴，以V2电极位置和V9电极位置联为Z轴，以上述XYZ轴构建三维线性空间；步骤S12，利用所述三维线性空间中的三轴位置，计算出心脏在胸廓内相对三维空间位置，采用数学方式计算得出心脏在胸廓内对各个角度的参照值均为0的位置，记为心脏0电位；步骤S13，以胸前导联V2至Ⅴ9为一轴，以Ⅴ5至V5R为另一轴，以心脏0电位为参考点，作为固有参照电极位置，推算出胸前各个导联轴角度和放大系数，采样上述两条相对垂直轴向电极形成两条胸前同步心电采样通道，将该两条胸前同步导联心电采样通道和两条肢导采样通道组成四条同步心电图通道；步骤S14，利用上述四条同步心电图通道同步采集胸前导联和肢体导联的全信息心电信号，从而根据胸前的固定位置电极导联轴推算出的胸前虚拟电极导联轴，模拟出胸前12导联至15导联全信息，生成12至15胸前同步导联心电图电极；步骤S2，基于Wilson导联体系推算肢体6导联体系；步骤S3，将步骤S1中的胸前12导联至15导联同步心电图联合步骤S2中的肢体6导联同步心电图，重建18同步导联至21同步导联心电图体系。进一步，在所述步骤S2中，所述基于Wilson导联体系推算肢体6导联体系，采用以下两种方式之一：(1)分别在左右肩窝和左侧肋缘下放置电极，左右肩窝联联为I导联，右肩至左肋缘下联为II导联，推导出III、avR、avL、avF导联，构成标准肢体导联系统；(2)采用步骤S1推算出的胸前各个导联轴角度和放大系数，进而推算出肢体导联信息。进一步，在所述步骤S11中，设置4个胸前的固定位置导联电极，分别对应胸前导联Ⅴ2、V9、V5R、Ⅴ5。进一步，当所述导联方法使用的电极数量为8个时，其中，胸前导联4个电极，包括V5R、V2、V5和V9；当所述导联方法使用的电极数量为10个时，其中，胸前导联6个电极，包括V5R、V1、V2、V3、V5和V9。进一步，所述构建三维线性空间，包括如下步骤：以右肩窝电极位置及左肋下联电极位置联为Y轴，以V5电极位置和V5R电极位置联为X轴，以V2电极位置和V9电极位置联为Z轴，以上述XYZ轴构建三维线性空间。进一步，在所述步骤S12和S13之间，还包括如下步骤：以胸前导联V2至Ⅴ9为一轴，以Ⅴ5至V5R为另一轴，采样上述两条相对垂直轴向电极形成两条胸前同步心电采样通道，将该两条胸前同步导联心电采样通道和两条肢导采样通道组成四条同步心电图通道，利用上述四条同步心电图通道同步采集胸前导联和肢体导联的全信息心电信号。进一步，所述推算出胸前各个导联轴角度和放大系数，包括如下步骤：根据胸前各导联相对体表位置，胸前其他导联分别以多个固定电极位置角度为参照角度向一定方向推算出各导联轴相应角度和放大系数，包括：胸前导联V3在固定电极V2基础上向左推20至25度，为+60至65度，放大系数为1，其中，V2为+80度；胸前导联V4R在固定电极V5R约+150至160度基础上向左推20至25度，为+140至130度，放大系数为1。进一步，在所述步骤S13之后，还包括如下步骤:利用病例数据库中的多个病种的实际病例对得到的各个导联轴角度和放大系数进行调整，直至符合临床认可标准。进一步，在所述步骤S3中，所述重建18同步导联心电图体系，包括如下步骤：选取8或10个导联作为初始的用于重建的导联，这个重建导联组S可表示为：S＝{L(1),...,L(i),...,L(m)}18导联心电图ECG系统表示为：E＝{Ι,П,Ш,aVR,aVL,aVF,V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V3R,V4R,V5R}当有n组样本(S1,E1),...,(Sn,En),(n＞m)时，E与S之间的线性模型可表示为：E＝M·β+ε其中，E是样本Ei,(i＝1,...,n)，β是转换矩阵，ε是一个误差矩阵。而M定义为：分析标准18导联采样点的数据，用样本导联的采样点数据去拟合剩下的导联数据，拟合过程采用最小二乘法来评估，确定估计矩阵b，则重建后的18导联矩阵可以表示为：根据本专利技术实施例的基于心电图Wilson的8或10电极虚拟或半虚拟单极导联方法，采用标准Wilson方式，并用硬件和软件相合实现的一种全数字方式全新导联体系。本专利技术的心电信号釆集全部运用Wilson导联体系为基本原理，胸部导联采用Wilson体系单极导联方式为基础设计，运用虚拟(模拟)和半虚拟(半模拟)方式，在极少量固有参照电极基础上运用数学计算推导方式，以胸部少量体表电极导出多条同步导联心电图。即，以少量固定位置电极以Wilson方式推导出12个包含V1至V9及V3R至V5R同步胸前心电图导联，再联合肢体导联6导联，组成18至21同步导联心电图体系。本专利技术可以大大减少了使用的导联电极数量，通过较少的电极数量即可实现18导联同步动态心电图，并且重建效果和精度高。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法的流程图；图2a和图2b为根据本专利技术实施例的以心脏0电位为参考点的导联轴向角度的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提出一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，通过本专利技术可以重建18同步导联至21同步导联心电图体系。在介绍本专利技术之前，首先对同步18导联动态心电图系统DCG(DynamicElectro本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，其特征在于，所述导联方法使用电极数量为8个或10个，所述导联方法包括如下步骤:步骤S1，基于Wilson导联体系计算胸前12导联至15导联同步心电图，包括如下步骤：步骤S11，设置4个胸前的固定电极导联位置，分别对应胸前导联Ⅴ2、V9、V5R、Ⅴ5，根据所述胸前导联电极建立X轴、Y轴和Z轴，其中，以右肩窝电极位置及左肋下联电极位置联为Y轴，以V5电极位置和V5R电极位置联为X轴，以V2电极位置和V9电极位置联为Z轴，以上述XYZ轴构建三维线性空间；步骤S12，利用所述三维线性空间中的三轴位置，计算出心脏在胸廓内相对三维空间位置，采用数学方式计算得出心脏在胸廓内对各个角度的参照值均为0的位置，记为心脏0电位；步骤S13，以胸前导联V2至Ⅴ9为一轴，以Ⅴ5至V5R为另一轴，以心脏0电位为参考点，作为固有参照电极位置，推算出胸前各个导联轴角度和放大系数，采样上述两条相对垂直轴向电极形成两条胸前同步心电采样通道，将该两条胸前同步导联心电采样通道和两条肢导采样通道组成四条同步心电图通道；步骤S14，利用上述四条同步心电图通道同步采集胸前导联和肢体导联的全信息心电信号，从而根据胸前的固定位置电极导联轴推算出的胸前虚拟电极导联轴，模拟出胸前12导联至15导联全信息，生成12至15胸前同步导联心电图电极；步骤S2，基于Wilson导联体系推算肢体6导联体系；步骤S3，将步骤S1中的胸前12导联至15导联同步心电图联合步骤S2中的肢体6导联同步心电图，重建18同步导联至21同步导联心电图体系。...

【技术特征摘要】
1.一种基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，其特征在于，所述导联方法使用电极数量为8个或10个，所述导联方法包括如下步骤:步骤S1，基于Wilson导联体系计算胸前12导联至15导联同步心电图，包括如下步骤：步骤S11，设置4个胸前的固定电极导联位置，分别对应胸前导联Ⅴ2、V9、V5R、Ⅴ5，根据所述胸前导联电极建立X轴、Y轴和Z轴，其中，以右肩窝电极位置及左肋下联电极位置联为Y轴，以V5电极位置和V5R电极位置联为X轴，以V2电极位置和V9电极位置联为Z轴，以上述XYZ轴构建三维线性空间；步骤S12，利用所述三维线性空间中的三轴位置，计算出心脏在胸廓内相对三维空间位置，采用数学方式计算得出心脏在胸廓内对各个角度的参照值均为0的位置，记为心脏0电位；步骤S13，以胸前导联V2至Ⅴ9为一轴，以Ⅴ5至V5R为另一轴，以心脏0电位为参考点，作为固有参照电极位置，推算出胸前各个导联轴角度和放大系数，采样上述两条相对垂直轴向电极形成两条胸前同步心电采样通道，将该两条胸前同步导联心电采样通道和两条肢导采样通道组成四条同步心电图通道；步骤S14，利用上述四条同步心电图通道同步采集胸前导联和肢体导联的全信息心电信号，从而根据胸前的固定位置电极导联轴推算出的胸前虚拟电极导联轴，模拟出胸前12导联至15导联全信息，生成12至15胸前同步导联心电图电极；步骤S2，基于Wilson导联体系推算肢体6导联体系；步骤S3，将步骤S1中的胸前12导联至15导联同步心电图联合步骤S2中的肢体6导联同步心电图，重建18同步导联至21同步导联心电图体系。2.如权利要求1所述的基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述基于Wilson导联体系推算肢体6导联体系，采用以下两种方式之一：(1)分别在左右肩窝和左侧肋缘下放置电极，左右肩窝联联为I导联，右肩至左肋缘下联为II导联，推导出III、avR、avL、avF导联，构成标准肢体导联系统；(2)采用步骤S1推算出的胸前各个导联轴角度和放大系数，进而推算出肢体导联信息。3.如权利要求1所述的基于wilson心电图导联体系的8电极和10电极同步采集方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周一彬，段扬，张斌，
申请(专利权)人：北京蓬阳丰业医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11