專利名稱：一種心臟磁場最大值和最小值的點位確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于心臟磁場信號測量技術(shù)，具體涉及一種測定心臟磁場最大值和最小 值點位的方法。
背景技術(shù)：
心磁信號比常規(guī)的心電信號可以包含更豐富的信息，通過人體心臟磁場的測量進(jìn) 行心臟疾病的診斷，是近年來發(fā)展起來的全新的心臟病診斷技術(shù)，比常規(guī)心電圖對某些心 臟病的診測更靈敏，具有無接觸、無創(chuàng)的優(yōu)勢，有望在不久的將來用作臨床診斷心臟疾病的 重要技術(shù)手段。目前，進(jìn)行心磁信號的多點測量時，測量區(qū)域的覆蓋范圍及具體測量點位的確定， 通常采用的是根據(jù)人體骨骼、胸圍等解剖結(jié)構(gòu)來確定的方法，具體步驟包括首先在人體體 表按照肋骨選定一塊與心臟對應(yīng)的區(qū)域作為測量的覆蓋范圍，并將其劃分成網(wǎng)格，如圖1 所示，進(jìn)而測量格點位置上的心磁信號隨時間的變化值。該方法選定的覆蓋區(qū)域的大小、位 置，以及網(wǎng)格的劃分，對最后所獲得的心磁圖的有效信息含量及相關(guān)分析有很大的影響，且 由于人體心臟在胸腔中位置的個體差異較大，導(dǎo)致此測量范圍選擇的方法常常存在不合理 之處如采用保守的大面積覆蓋方式，極易導(dǎo)致邊界點附近信號太小，信號采集結(jié)果沒有實 際意義；如測量范圍過小，難以覆蓋心磁信號的有效區(qū)域，致使許多對診斷有潛在價值的心 磁信息被遺漏。因此，以人體解剖結(jié)構(gòu)來確定多點測量點位的方法對于實際工作，特別是對 于臨床應(yīng)用非常不利。申請人:于2008年9月12日申請的專利(申請?zhí)?00810119854. 6 名稱一種心 磁測量區(qū)域極值點的測定方法)雖然可以克服上述不足，但由于該專利針對人體心臟磁場 極值的局部測量，其不能同時測得心磁信號的最大值和最小值(定義心磁信號大于零的 區(qū)域(正向區(qū)域)的絕對極大值為心磁最大值，心磁信號小于零的區(qū)域(負(fù)向區(qū)域)的絕 對極大值為心磁最小值)，不便及時獲得有用的心磁信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種心磁最大值和最小值的點位確定方法，可快速得到心臟磁場測量 區(qū)域上心磁最大值和最小值的點位。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種心臟磁場最大值和最小值的點位確定方法，其步驟包括1)在人體胸前或背后平面上建立一坐標(biāo)系；2)在上述坐標(biāo)系中，分別以人體劍突和鎖骨肩峰端對應(yīng)點為圓心，半徑為小于 5cm畫圓，在上述兩圓內(nèi)任意選擇兩個測量點，分別為測量點Ml和測量點M5 ；3)將測量點Ml和測量點M5連成直線I，在直線I上位于Ml點與M5點之間確定三 個心磁信號測量點，分別是測量點M2、測量點M3和測量點M4，上述五個測量點間距相等；4)對測量點Ml、測量點M2、測量點M3、測量點M4和測量點M5進(jìn)行心磁信號測量，分別得到心磁信號值Tl、心磁信號值T2、心磁信號值T3、心磁信號值T4和心磁信號值T5， 對上述5個心磁信號值做插值，同時得到兩個極值點極大值點TlO和極小值點Tll，TlO對 應(yīng)的坐標(biāo)點M10，Tll對應(yīng)的坐標(biāo)點Mll ；5)在經(jīng)過坐標(biāo)點M10，垂直于上述直線I的直線II上，另選擇兩個測量點，分別是 測量點M6和測量點M7，對測量點M6和測量點M7進(jìn)行心磁信號測量，分別得到心磁信號值 T6和心磁信號值T7，對上述心磁信號值T10、心磁信號值T6和心磁信號值T7做插值，得到 一極值Tmax，對應(yīng)坐標(biāo)點Mmax，Mmax就是心磁信號的最大值的位點；
6)在經(jīng)過坐標(biāo)點M11，垂直于上述直線I的直線III上，另選擇兩個測量點，分別 是測量點M8和測量點M9，對測量點M8和測量點M9進(jìn)行心磁信號測量，分別得到心磁信號 值T8和心磁信號值T9，對上述心磁信號值Tl 1、心磁信號值T8和心磁信號值T9做插值，得 到一極值Tmin，對應(yīng)坐標(biāo)點Mmin，Mmin就是心磁信號的最小值的位點。所述測量點M6和測量點M7可分別位于坐標(biāo)點MlO的兩側(cè)，測量點M6和坐標(biāo)點 MlO之間距離與測量點M7和坐標(biāo)點MlO之間的距離相等，分別相距2 6厘米。所述測量點M8和測量點M9可分別位于坐標(biāo)點Mll的兩側(cè)，測量點M8和坐標(biāo)點 Mll之間距離與測量點M9和坐標(biāo)點Mll之間的距離相等，分別相距2 6厘米。所述插值選用三次樣條插值函數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是參考圖2，人體的心磁信號分為正向區(qū)域和反向區(qū)域(背后與胸前相對應(yīng))，這兩 個區(qū)域通常位于劍突水平線和胸骨上緣水平線之間。本發(fā)明利用穿過正向區(qū)域和反向區(qū)域 的直線上的5個測量點和垂直于該直線的兩條直線上的另外4個輔助測量點，得到心磁信 號的最大值和最小值，進(jìn)而得到心磁最大值和最小值的點位。通過本發(fā)明所提供的方法，可快速、方便地獲得心磁信號的最大值和最小值的點 位。以此最值點位和信號幅度為依據(jù)，在進(jìn)行心磁的多點測量之前，從信號源的本征特性出 發(fā)，進(jìn)而合理確定進(jìn)行多點心磁測量所需覆蓋的有效區(qū)域，既不會遺漏較強的有用信號，同 時又不必包含沒有診斷價值的較弱信號，完全避免根據(jù)人體結(jié)構(gòu)確定測量覆蓋范圍所帶來 的各種弊端，確保測量的結(jié)果有足夠的心磁研究和醫(yī)學(xué)診斷價值，為后續(xù)相關(guān)研究及診斷 信息的提取、促進(jìn)心磁圖技術(shù)的臨床應(yīng)用提供有利條件。


圖1為現(xiàn)有的基于人體結(jié)構(gòu)確定心磁測量覆蓋范圍方法示意圖，其中(a)為胸前 心磁測量區(qū)域，(b)為背后心磁測量區(qū)域；圖2為與胸前心磁測量區(qū)域相對應(yīng)的心磁信號的正向區(qū)域和反向區(qū)域示意圖，心 磁信號的正向區(qū)域用“ + ”表示，心磁信號的反向區(qū)域用“_”表示；圖3為本發(fā)明測定方法示意圖；圖4實施例中樣條插值心磁信號最值點二維示意圖，其中(a)為穿過正向區(qū)域和 反向區(qū)域的直線I上的5個測量點機^2』3、114和M5對應(yīng)的磁場T1、T2、T3、T4和Τ5的 樣條插值曲線，(b)為直線I上的5個測量點樣條插值曲線上的極大值TlO和極小值Tll 點，(c)為過極大值TlO對應(yīng)MlO點的直線II上的另兩個測量點M6和M7對應(yīng)的磁場T6和 T7加極大值TlO的樣條插值曲線，求得最大值Tmax及其對應(yīng)點Mmax，(d)為過極小值Tll對應(yīng)Mil點的直線III上的另兩個測量點M8和M9對應(yīng)的磁場T8和T9加極小值Tll的樣 條插值曲線，求得最小值Tmin及其對應(yīng)點Mmin。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述以胸前心磁測量區(qū)域為例 1)在胸前心磁測量區(qū)域內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系。2)如圖3所示本發(fā)明實施例采用的平面直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系的y軸方向為 與人體軀干縱向平行方向，X軸方向與y軸方向垂直，坐標(biāo)原點為人體劍突對應(yīng)的位置。3)首先在上述坐標(biāo)系中，分別以人體劍突和鎖骨左肩峰端為圓心，半徑為3cm畫 圓，在上述兩圓內(nèi)任意選擇兩個測量點，分別為測量點Ml和測量點M5 ；4)將測量點Ml和測量點M5連成直線I，在直線I上位于Ml點與M5點之間再確 定三個心磁信號測量點，分別是測量點M2、測量點M3和測量點M4，上述五個測量點間距相寸。5)測得M1、M2、M3、M4和M5點的心磁信號的波峰值大小，分別為T1、T2、T3、T4禾口 Τ5。根據(jù)Tl、Τ2、Τ3、Τ4和Τ5做插值，得到極大值Τ10，以及對應(yīng)的坐標(biāo)點Μ10，和極小值 Tll,以及對應(yīng)的坐標(biāo)點Ml 1，如圖4 (a)、圖4 (b)所示。所述插值可選用三次樣條插值函數(shù)。在數(shù)學(xué)學(xué)科數(shù)值分析中，樣條是一種特殊的 函數(shù)，由多項式分段定義。樣條的英語單詞spline來源于可變形的樣條工具，那是一種在 造船和工程制圖時用來畫出光滑形狀的工具。在中國大陸，早期曾經(jīng)被稱作“齒函數(shù)”。后 來因為工程學(xué)術(shù)語中“放樣” 一詞而得名。低階的樣條插值還具有“保凸”的重要性質(zhì)。三次樣條插值函數(shù)的定義是設(shè)[a，b]上給出一組節(jié)點a彡X。< X1 < K < Xn彡b， 若函數(shù)s(x)滿足條件(l)s(x) e C2 [a，b]；(2) s (χ)在每個小區(qū)間[Xi，xi+1] (i = 0，1，K，η_1)上是三次多項式。則稱s (χ)是節(jié)點Xq，X1, K，Xn上的三次樣條函數(shù)。若s (χ)在節(jié)點上還滿足插值條件(3) s (Xi) = fj, i = 0,1, K, η則稱s (χ)為[a，b]上的三次樣條插值函數(shù)。插值除選用三次樣條插值函數(shù)外，還可以采用其他插值函數(shù)，如分段線性插值。6)以MlO為基準(zhǔn)，在過極大值點M10，垂直于直線I方向的直線II上選取兩個測 量點M6、M7，它們分別位于MlO點兩側(cè)，且與MlO點等間距，為2 6厘米。對點M6、M7、M10 對應(yīng)的心磁信號作插值，得到一個極大值Tmax，對應(yīng)坐標(biāo)點Mmax。Tmax就是整個心磁測量 區(qū)域心磁信號的最大值，Tmax對應(yīng)的坐標(biāo)點Mmax為心磁最大值的點位，如圖4(c)所示。7)以Mll為基準(zhǔn)，在過極小值點M11，垂直于直線I方向的直線III上選取兩個 測量點M8、M9，它們分別位于Mll點兩側(cè)，且與Mll點等間距，為2 6厘米。對點M8、M9、 Mil對應(yīng)的心磁信號作插值，得到一個極小值Tmin，對應(yīng)坐標(biāo)點Mmin。Tmin就是整個心磁 測量區(qū)域心磁信號的最小值，Tmin對應(yīng)的坐標(biāo)點Mmin為心磁測量區(qū)域的最小值點位置，如 圖4(d)所示
上述實施例提供了一個胸前心磁最大值和最小值的點位確定方法。本發(fā)明中，心磁測量區(qū)域可以是胸前，也可以是背后，在背后坐標(biāo)系中，Ml和M5的 選取分別以與人體劍突和鎖骨左肩峰端對應(yīng)的點為圓心畫圓。若人體是右位心，應(yīng)根據(jù)左右心位的對稱關(guān)系，Ml和M5的選取分別以人體劍突和 鎖骨右肩峰端對應(yīng)的點為圓心畫圓，采用相同的方法，進(jìn)行心磁最大值和最小值點位的確
定。 以上通過詳細(xì)實施例描述了本發(fā)明所提供的心磁最大值和最小值的點位確定方 法，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明做一定的變 形或修改；其實施方法也不限于實施例中所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種心臟磁場最大值和最小值的點位確定方法，其步驟包括1)在人體胸前或背后平面上建立一坐標(biāo)系；2)在上述坐標(biāo)系中，分別以人體劍突和鎖骨肩峰端對應(yīng)點為圓心，半徑為小于5cm畫圓，在上述兩圓內(nèi)任意選擇兩個測量點，分別為測量點M1和測量點M5；3)將測量點M1和測量點M5連成直線Ⅰ，在直線Ⅰ上位于M1點與M5點之間確定三個心磁信號測量點，分別是測量點M2、測量點M3和測量點M4，上述五個測量點間距相等；4)對測量點M1、測量點M2、測量點M3、測量點M4和測量點M5進(jìn)行心磁信號測量，分別得到心磁信號值T1、心磁信號值T2、心磁信號值T3、心磁信號值T4和心磁信號值T5，對上述5個心磁信號值做插值，同時得到兩個極值點極大值點T10和極小值點T11，T10對應(yīng)的坐標(biāo)點M10，T11對應(yīng)的坐標(biāo)點M11；5)在經(jīng)過坐標(biāo)點M10，垂直于上述直線Ⅰ的直線Ⅱ上，另選擇兩個測量點，分別是測量點M6和測量點M7，對測量點M6和測量點M7進(jìn)行心磁信號測量，分別得到心磁信號值T6和心磁信號值T7，對上述心磁信號值T10、心磁信號值T6和心磁信號值T7做插值，得到一極值Tmax，對應(yīng)坐標(biāo)點Mmax，Mmax就是心磁信號的最大值的位點；6)在經(jīng)過坐標(biāo)點M11，垂直于上述直線Ⅰ的直線Ⅲ上，另選擇兩個測量點，分別是測量點M8和測量點M9，對測量點M8和測量點M9進(jìn)行心磁信號測量，分別得到心磁信號值T8和心磁信號值T9，對上述心磁信號值T11、心磁信號值T8和心磁信號值T9做插值，得到一極值Tmin，對應(yīng)坐標(biāo)點Mmin，Mmin就是心磁信號的最小值的位點。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測量點M6和測量點M7分別位于坐標(biāo)點MlO 的兩側(cè)，測量點M6和坐標(biāo)點MlO之間距離與測量點M7和坐標(biāo)點MlO之間的距離相等，分別 相距2 6厘米。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，測量點M8和測量點M9分別位于坐標(biāo)點 Mll的兩側(cè)，測量點M8和坐標(biāo)點Mll之間距離與測量點M9和坐標(biāo)點Mll之間的距離相等， 分別相距2 6厘米。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述插值選用三次樣條插值函數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐標(biāo)系為平面直角坐標(biāo)，該坐標(biāo)系的y 軸方向為人體軀干縱向平行方向，χ軸方向與y軸方向垂直。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種心臟磁場最大值和最小值的點位確定方法，該方法首先在人體胸前或背后建立坐標(biāo)系，選擇一穿過心臟磁場正向區(qū)域和反向區(qū)域的直線，在該直線上設(shè)置5個測量點并在垂直于此直線的兩條直線上設(shè)置了另外4個輔助測量點，利用插值方法得到心磁最大值和最小值，進(jìn)而得到最大值和最小值對應(yīng)的點位。本發(fā)明可快速、方便地獲得心磁信號的最大值和最小值的位置和信號幅度，以此為依據(jù)，從信號源的本征特性出發(fā)，可合理確定多點心磁測量所需覆蓋的有效區(qū)域，既不會遺漏較強的有用信號，同時又不必包含沒有診斷價值的較弱信號，完全避免根據(jù)人體結(jié)構(gòu)確定測量覆蓋范圍所帶來的各種弊端，為后續(xù)相關(guān)研究及診斷信息的提取、促進(jìn)心磁圖技術(shù)的臨床應(yīng)用提供有利條件。
文檔編號A61B5/05GK101836860SQ20101019708
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者劉政豪, 吳迪, 張辰, 戴遠(yuǎn)東, 楊濤, 王倩, 王守證, 王福仁, 王越, 聶瑞娟, 肖址敏, 蔡文艷, 谷紅芳, 馬平, 高吉, 高智, 魏玉科 申請人:北京大學(xué)