微分幾何心電圖計測方法技術

本發明專利技術涉及一種電腦心電計測方法，將導聯電極與人體接觸，并與Ｆｒａｎｋ導聯相連，將毫伏級正交心電信號輸入給心電放大器并通過Ａ／Ｄ轉換器輸入給計算機進行處理，計算機對數字信號分別按１５種微分幾何心電圖數學模型計算程序、描記程序、屏顯程序、打印程序和計測程序運行，然后操作計算機對病人心電圖進行計測打印。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電腦心電計測方法。現有心電圖計測儀有兩大類，一類是常規12導聯心電圖計測儀，即ECG(Electrocardio-graphy);另一類是向量心電圖計測儀，即VCG(Vectorcardio-graphy)。這兩類心電圖計測儀各有優缺點。ECG的優點是對12導聯點處體表電位按時間軸展開，進行時間序列描記和分析;缺點是通過體表電位(場)的變化了解心臟電動勢(源)的變化，這是很間接的。從心臟發出的電動勢(源)到體表電位(場)，中間經過二次投影，要丟掉許多信息。VCG的優點是能直接地描記出心臟電動勢(源)的變化，因此它對很多非心律失常類的心臟病的診斷率比ECG高，例如對心肌梗塞，ECG的診斷率為55%，VCG提高到92%，定位符合率ECG為31%，VCG提高到74%。這道理在于VCG直接描記的心電向量環是心臟發電形式的來源。但是，VCG也存在著缺點，主要有兩個方面，一方面現有的VCG對心電向量環只作大體幾何形態的觀測，未作各瞬間微分幾何性狀的計量。這就好象研究某一質點的機械運動，只作宏觀位移的觀測，不作瞬時速度和瞬時加速度的分析，這樣對其運動行為的了解不可能是精細透徹的。另一方面的缺點是，現有的VCG對瞬間心電向量大小和方向的變化。只在一個周期內描繪成三個平面心電向量環，未按時間軸展開，因此它對心電向量各瞬間和各周期間的變化的時序分析不可能是充分的。正因為VCG現有技術存在上述兩個方面的缺點，使它在心律失常這一大類心臟病的計測和診斷顯得無能為力。本專利技術目的是提供一種對人體心電向量環引用微分幾何學特征量，按數學模型編寫計算程序，按時間軸展開編寫描記程序，按臨床診斷和心電圖報告的要求編寫打印程序，得到15種微分幾何心電圖的微分幾何心電圖診斷方法。本專利技術的
技術實現思路
及操作程序是這樣實現的在計測原理方面，以微分幾何學原理為基礎，對心臟電動勢空間心電向量環設計了10個微分幾何學特征量;在描記技術方面，以Frank正交導聯為基礎，按數學模型和診斷指標編寫計算程序，按時間軸展開編寫描記程序，按臨床心電圖報告要求編寫打印程序，這樣描記出10種微分幾何心電圖;在儀器功能方面，本專利技術針對一些疑難心臟病設計了一系列具體的診斷指標，對一些疑難心臟病的診斷取得了優異的技術效果。上述計測原理、描記技術和診斷功能這三個方面構成本專利技術的一套完整的總體技術方案，具體講有以下10個專利技術點第1點瞬間心電向量的大小是以空間心電向量環的形式隨時間變化的。設空間心電向量環的矢量函數為 (t)，本專利技術設計其瞬間模量函數V(t)＝｜ (t)｜描述心電向量環瞬間模量的大小，并將其按時間軸展開，形成｜ (t)｜-t坐標曲線圖，稱之謂瞬間模量心電圖(Instantaneous Modulus Electrocardiogram)，英文縮寫簡稱IMCG;第2點瞬間心電向量的方向也是隨時間變化的，本專利技術設計了瞬間心電向量的單位矢量 (t)＝ (t)/｜ (t)｜描述瞬間心電向量的方向，并以方向余弦的反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸展開，形成arccos φ(t)、θ(t)→t坐標曲線圖，稱之謂瞬間方向心電圖(Instantaneous Direction Electrocardiogram)，英文縮寫簡稱IDCG;第3點空間心電向量環各瞬間運行的速度有大有小，是隨時間變化的，本專利技術設計了心電向量環的切向速度 ＝ (t)，以其模量u(t)＝｜ (t)｜描述切向速率的大小，并將其按時間軸展開，形成｜ (t)｜-t坐標曲線圖，稱之謂切向模量心電圖(Tangential Volocity Modulus ElectroCardiogram)，英文縮寫簡稱TVMCG;第4點空間心電向量環各瞬間運行的切向速度的方向也是隨時間變化的。本專利技術設計切向速度的單位矢量 0(t)＝ (t)/｜ (t)｜描述切向速度的方向，并以其方向余弦反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸開，形成arccos 0φ(t)、θ(t)→t坐標曲線圖，稱之謂切速方向心電圖(Tangential Volocity Direction Elecfrco cardiogram)，英文縮寫簡稱TVDCG;第5點空間心電向量環每一瞬間彎曲的程度有大有小，是隨時間變化的。本專利技術設計了空間心電向量環的曲率 (t)，以其模量c(t)＝｜ (t)｜描述心電向量環各瞬間曲率的大小，并將其按時間軸展開，形成｜ (t)｜-t坐標曲線圖，稱之謂曲率模量心電圖(Curvature Modulus Electorcardiogram)，英文縮寫簡稱CMCG;第6點空間心電向量環各瞬間曲率的方向也是隨時間變化的。本專利技術設計曲率的單位矢量 ＝ (t)/｜ (t)｜描述瞬間曲率的方向，并以其方向余弦反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸展開，形成arccos φ(t)、θ(t)-t坐標曲線圖，稱之謂曲率方向心電圖(Curvature Direction Electroeardigram)，英文縮寫簡稱CDCG;第7點空間心電向量環每一瞬間均有偏離其密切平面的性質，各瞬間偏離密切平面的程度有大有小，是隨時間變化的。本專利技術設計的心電向量環的撓率 (t)，以其模量D(t)＝｜ (t)｜描述心電向量環各瞬間撓率的大小，并將其按時間軸展開，形成｜D(t)｜-t坐標曲線圖，稱之謂撓率模量心電圖(Deflction Modulus Elecfroeardiogram)，英文縮寫簡稱DMCG;第8點空間心電向量環各瞬間撓率的方向也是隨時間變化的。本專利技術設計撓率的單位矢量d0＝D(t)/｜D(t)｜描述瞬間撓率的方向，并以其方向余弦反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸展開，形成arccos φ(t)、θ(t)-t坐標曲線圖，稱之謂撓率方向心電圖(Deflection direction Electrocardiogram)，英文縮寫簡稱DDCG;第9點空間心電向量環不僅在每一瞬間點上有微分幾何的性狀，而且在每一流動時間段上還有積分幾何的性狀，對心電向量矢量函數 (t)，不僅可在每一瞬間點上作微分計量，還可在每一流動時間段上作積分測算。本專利技術設計在流動時間段上的積分函數 (t)＝ V(t)dt，流動時間t的變動范圍由0到T-10，這里T是心電向量環的運行間期，單位取毫秒;這樣定義的積分函數A(t)叫做心電向量環在時間段上的電軸;這流動10ms間電軸的大小是隨時間t變化的，取模量｜ (t)｜描述這10ms間電軸的大小，并將其按時間軸展開，形成| (t)|-t坐標曲線圖，稱之謂電軸模量心電圖(Electroaxis Modulus Electrocardiogram)，英文縮寫簡稱AMCG;第10點上述定義的流動10ms間電軸的方向也是隨時間變化的。本專利技術設計 (t)的單位矢量 ＝ (t)/｜ (t)｜描述 (t)的方向，并以其方向余弦反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸展開，形成arccosa0φ(t)、θ(t)-t坐標曲線圖，稱之謂電軸方向心電圖(Electroaxis Direction ElectroCardiogram)，英文縮寫簡稱ADCG。綜上所述，這10種心電圖，實際上有15個心電圖，每一個方向心電圖都有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
微分幾何心電圖計測方法，其特征在于：（１）在人體上分別接觸有七個導聯電極；（２）將這七個導聯電極引出的心電信號輸入給Ｆｒａｎｋ導聯體系，再由Ｆｒａｎｋ導聯體系輸出三道正交心電圖，±ｘ輸出體表左右電位差波形Ｖ↓［ｘ］（ｔ），±ｙ輸出體 表上下電位差波形Ｖ↓［ｙ］（ｔ），±ｚ輸出體表前后電位差波形Ｖ↓［ｚ］（ｔ）；（３）將毫伏級正交心電信號輸入給心電放大器，放大到Ｖ級后輸入給Ａ／Ｄ轉換器；（４）Ａ／Ｄ轉換器將模擬信號轉換為數字信號，再輸入給計算機進行數據處理；（ ５）計算機對數字信號分別按下述微分幾何心電圖數學模型計算程序、描記程序、屏顯程序、打印程序和計測程序運行；ａ、瞬間心電向量的大小是以空間心電向量環的形式隨時間變化，其瞬間模量函數Ｖ（ｔ）＝｜Ｖ（ｔ）｜描述心電向量環瞬間模量的大小，并將其 按時間軸展開，形成｜Ｖ（ｔ）｜－ｔ坐標曲線圖，稱之謂瞬間模量心電圖，簡稱ＩＭＣＧ；ｂ、瞬間心電向量的方向也是隨時間變化的，瞬間心電向量的單位矢量Ｖ↓［０］（ｔ）＝Ｖ（ｔ）／｜Ｖ（ｔ）｜描述瞬間心電向量的方向，并以方向余弦的反函數的經緯角 φ、θ為縱坐標，按時間軸展開，形成ａｒｃｃｏｓＶ↓［０］φ（ｔ）、θ（ｔ）→ｔ坐標曲線圖，稱之謂瞬間方向心電圖，簡稱ＩＤＣＧ；ｃ、空間心電向量環各瞬間運行的速度有大有小，并隨時間變化，心電向量環的切向速度ｖ＝Ｖ（ｔ），以其模量ｖ（ｔ）＝ ｜Ｖ（ｔ）｜描述切向速率的大小，并將其按時間軸展開，形成｜Ｖ（ｔ）｜－ｔ坐標曲線圖，稱之謂切向模量心電圖，簡稱ＴＶＭＣＧ；ｄ、空間心電向量環各瞬間運行的切向速度的方向也是隨時間變化的，以切向速度的單位矢量ｖ↓［０］（ｔ）＝Ｖ（ｔ）／｜Ｖ （ｔ）｜描述切向速度的方向，并以其方向余弦反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸開，形成ａｒｃｃｏｓｖ↓［０］φ（ｔ）、θ（ｔ）→ｔ坐標曲線圖，稱之謂切速方向心電圖，簡稱ＴＶＤＣＧ；ｅ、空間心電向量環每一瞬間彎曲的程度有大有小，并隨時間 彎化，空間心電向量環的曲率ｅ（ｔ），以其模量ｃ（ｔ）＝｜ｃ（ｔ）｜描述心電向量環各瞬間曲率的大小，并將其按時間軸展開，形成｜ｃ（ｔ）｜－ｔ坐標曲線圖，稱之謂曲率模量心電圖，簡稱ＣＭＣＧ；ｆ、空間心電向量環各瞬間曲率的方向也是隨時間變化的 ，以曲率的單位矢量ｃ↓［０］＝ｃ（ｔ）／｜ｃ（ｔ）｜描述瞬間曲率的方向，并以其方向余弦反函數的經緯角φ、θ為縱坐標，按時間軸展...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曲直，
申請(專利權)人：曲直，董何彥，張詠，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]