心電數(shù)據(jù)重采樣方法、心電圖顯示方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及心電圖檢測【技術領域】，具體公開一種心電數(shù)據(jù)重采樣方法、心電圖顯示方法和裝置。本發(fā)明的心電數(shù)據(jù)重采樣方法利用自動/半自動的方式獲取初始化信息、目標波速、顯示點距、采樣率，并采用自動重采樣生成算法，動態(tài)生成不同的重采樣形式，可以適應不同參數(shù)的顯示裝置，使得心電波形的顯示能夠在不同的顯示裝置上滿足EC13、YY1079-2008、JJG1041-2008等規(guī)范的相關規(guī)定。
【專利說明】心電數(shù)據(jù)重采樣方法、心電圖顯示方法和裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及心電圖檢測【技術領域】，具體涉及一種心電數(shù)據(jù)重采樣方法、心電圖顯示方法和裝置。
【背景技術】
[0002]如今3G手機、PAD、IPTV等智能終端逐漸普遍化，功能越來越強大,各種多媒體娛樂和商務應用相應出臺。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務用戶的擴大，運營商已逐漸從它自身的領域向其他的產(chǎn)業(yè)擴張。移動醫(yī)療改變了過去人們只能前往醫(yī)院“看病”的傳統(tǒng)生活方式。無論在家里還是在路上，人們都能夠隨時聽取醫(yī)生的建議，或者是獲得各種與健康相關的資訊。醫(yī)療服務因為移動通信技術的加入，不僅將節(jié)省之前大量用于掛號、排隊等候乃至搭乘交通工具前往的時間和成本，而且會更高效地引導人們養(yǎng)成良好的生活習慣，變治病為防病。
[0003]心電圖對各種心律失常和傳導阻滯的診斷分析具有肯定價值，有助診斷，對冠心病的診斷具有重大意義。心電圖主要反映心臟激動的電學活動，心肌受損、供血不足、藥物和電解質(zhì)紊亂都可能引起一定的心電圖變化，特征性的心電圖改變和演變是診斷心肌梗死的可靠實用方法。移動醫(yī)療方式的出現(xiàn)，對心電圖應用的發(fā)展也帶來了機遇和挑戰(zhàn)。
[0004]在心電圖的顯示中，醫(yī)生為了能依據(jù)心電圖準確評估被檢測者的心臟生理信息，對時間基準的選擇和準確度有一定的要求，這在EC13、YY1079-2008、JJG1041-2008等規(guī)范都有相關的規(guī)定。例如，YY1079-2008要求“永久顯示的儀器應至少提供一個時間基準(25mm/s )。時間基準的準確度應使0.2s到2s的時間間隔內(nèi)的時間測量誤差不超過± 10 %。對于非永久顯示的儀器，可用的時間基準應在標記中指示。任何設置的時間基準準確度變化不應超過整個顯示窗口的±10%。”
[0005]在心電圖檢測中，為了使數(shù)字采樣后心電圖能恢復原始有效信息，其采樣率通常是250Hz的倍數(shù)，如500Hz、1000Hz。假定某心電圖檢測裝置采樣率是1000Hz，其打印機分辨率是250dpi，為了使該心電檢測裝置提供25mm/s的時間基準，這時需要對所測原始數(shù)據(jù)進行重采樣進行顯示。在上述例子中的原始數(shù)據(jù)量與顯示數(shù)據(jù)量之比是1000: (250*25mm/s/25.4mm=250*25/25.4Hz)，約4:1。在500dpi的打印機中，則原始數(shù)據(jù)量與顯示數(shù)據(jù)量之比約2:1?，F(xiàn)有市場上的打印機、屏幕等顯示裝置的分辨率大小不一，而且心電圖檢測裝置自身也存在采樣率不一致的現(xiàn)象。
[0006]現(xiàn)有心電圖檢測裝置是基于固定型號的打印機、液晶屏等顯示裝置而開發(fā)的，其重采樣形式存在預期固定的方式。在面對原始數(shù)據(jù)量與顯示數(shù)據(jù)量比為4:1的心電圖波形描記的實際應用中，產(chǎn)品開發(fā)人員所采用的重采樣方式大多會選擇8個點中選最大值和最小值。
[0007]因采用固定的重采樣形式， 傳統(tǒng)的心電圖檢測裝置只能適應固定參數(shù)的屏幕或打印等顯示裝置。隨著心電圖在移動醫(yī)療場合應用需求的不斷增加，心電圖檢測裝置需要半自動/自動適應不同的顯示裝置。此時，傳統(tǒng)的心電圖檢測裝置越來越難以為繼。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種心電數(shù)據(jù)重采樣方法，以及適用不同點距的心電圖顯示方法和裝置。
[0009]本發(fā)明的技術方案包括一種心電數(shù)據(jù)重采樣方法，包括步驟:S110初始化重采樣點數(shù)num、抽樣比率ratio為(目標波速V/顯示點距gap) /采樣率Fs ;S120進行以下循環(huán)，以求取最終緩沖區(qū)長度step和重采樣點數(shù)num。S120的循環(huán)步驟具體如下:S121計算臨時緩沖區(qū)長度fstep=num/ratio,對fstep取整得到istep,并比較fstep與istep:如果fstep與istep之差的絕對值≤預定值,則step=istep,退出循環(huán),如果fstep與istep之差的絕對值 > 預定值，則進入步驟S122。
[0010]S122計算第一臨時抽樣比率ratiol=num/istep,和第二臨時抽樣比率ratio2=num/(istep+1),并將它們與抽樣比率上限r(nóng)atiomax和下限r(nóng)atiomin進行比較:如果 ratiomin ≤ ratio2,并且 ratiomax ≤ratiol,貝丨J step=istep+l,退出循環(huán)；如果ratiomin>ratio2,并且ratiomax>ratiol,貝丨J step=istep,退出循環(huán)；如果 ratiomin ≤ ratio2,并且ratiomax>ratiol,則計算并比較絕對差值subl=abs (ratio - ratiol)和sub2=abs (ratio - ratio2)，如果 sub2>subl,則 step=istep,退出循環(huán),如果 subl>sub2,則step=istep+l,退出循環(huán);如果 ratiomin>ratio2,并且 ratiomax ≤ ratiol,則 num 增加 I,并返回步驟S120繼續(xù)循環(huán)。
[0011]一些實施例中，所述重采樣點數(shù)num為大于等于2的整數(shù)。
[0012]一些實施例中，所述預定值為0.00001。
[0013]—些實施例中，所述抽樣比率的上限r(nóng)atiomax≥(2_a) Xratio,并且下限r(nóng)atiomin≤aXratio,其中a為波速精確度。
[0014]本發(fā)明還提供一種心電圖顯示方法，包括步驟:S210獲取系統(tǒng)采樣率Fs、目標波速V、顯示點距gap ;S220設置預定值、抽樣比率的上限和下限；S220通過上述心電數(shù)據(jù)重采樣方法，生成重采樣形式；以及S230使用步驟S220生成的重采樣形式，顯示心電圖。
[0015]一些實施例中，在步驟S210中，F(xiàn)s、V和gap各自獨立地通過協(xié)議方式自動獲取，或通過人機接口方式間接獲取。
[0016]一些實施例中，所述人機接口方式為語音識別或按鍵輸入。
[0017]本發(fā)明還提供一種心電圖檢測顯示裝置，其適于以本發(fā)明的心電圖顯示方法顯示心電圖，其中所述心電圖檢測顯示裝置包括ECG信號重采樣處理單元和ECG波形顯示單元，并且其中所述ECG信號重采樣處理單元包括ECG采樣率模塊、ECG波形波速確定模塊、波形顯示單元點距模塊以及ECG波形顯示重采樣算法模塊。
[0018]一些實施例中，所述ECG信號重采樣處理單元為心電圖檢測設備的部分，或為智能電子設備的部分。
[0019]一些實施例中，所述ECG波形顯示單元為智能終端的顯示屏幕或打印機，所述智能終端包括手機、Pad、IPTV、電腦。
[0020]本發(fā)明利用心電圖波形重采樣形式的自動生成方法，在最大程度保留心電波形的有效信息的同時，使時間基準的準確度規(guī)范要求，可以根據(jù)不同顯示裝置的參數(shù)而生成不同的重采樣形式。從而使得心電顯示能夠適應不同參數(shù)的顯示裝置(包括顯示屏幕或打印機)，滿足EC13、YY1079-2008、JJG1041-2008等規(guī)范的相關規(guī)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的心電圖檢測顯示裝置的框圖。
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明的心電數(shù)據(jù)重采樣算法流程圖。
[0023]圖3示意性地示出本發(fā)明的ECG信號重采樣處理單元的作用方式。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0025]心電波形顯示相關標準中對波形走速及相關誤差有相應的規(guī)定，而不同的屏幕、打印紙等波形顯示裝置的最小物理點距不一致，導致現(xiàn)有心電相關的生理檢測設備無法自動適應不同點距的顯示裝置。而在移動醫(yī)療場合中，需要心電圖檢測裝置適應不同的顯示裝置。在這些應用中，經(jīng)常存在因點距大而導致同一像素位置處需要顯示多個像素的需求，需要自動對原始數(shù)據(jù)進行重采樣。
[0026]為了適應不同參數(shù)的屏幕或打印等顯示裝置，本發(fā)明采用一種重采樣生成算法，利用半自動/自動設定的方式動態(tài)生成不同的重采樣形式，使心電波形在能夠在不同的顯示裝置上滿足EC13、YY1079-2008、JJG1041-2008等規(guī)范中的相關規(guī)定。
[0027]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的心電圖檢測顯示裝置的框圖。從圖1中可見，心電圖檢測顯示裝置包括ECG信號重采樣處理單元I和ECG波形顯示單元2，并且其中所述ECG信號重采樣處理單元I包括ECG采樣率模塊101、ECG波形波速確定模塊102、波形顯示單元點距模塊103以及ECG波形顯示重采樣算法模塊104。
[0028]ECG采樣率模塊101、ECG波形波速確定模塊102、波形顯示單元點距模塊103分別用于通過自動/半自動的方式，獲取系統(tǒng)采樣率Fs (Hz)、目標波速V (mm/s)，以及顯示裝置的顯示點距gap (mm)。例如可以通過協(xié)議解析自動獲取系統(tǒng)采樣率；通過手機、pad、IPTV等智能終端自帶函數(shù)或?qū)傩越涌谠L問獲取目標波速、顯示點距；通過訪問ECG波形顯示單元的屬性自動獲取顯示點距；或者也可以通過語音、諸如按鍵輸入等的手動人機界面方式間接地獲取以上參數(shù)。
[0029]ECG波形顯示重采樣算法模塊104用于使用以上參數(shù)，利用本發(fā)明的心電數(shù)據(jù)重采樣方法，自動生成適應不同參數(shù)的心電圖波形重采樣形式。
[0030]ECG波形顯示單元根據(jù)所生成的重采樣形式，顯示心電圖波形。這樣的心電圖波形顯示可以在不同參數(shù)的顯示裝置上，滿足EC13、YY1079-2008、JJG1041-2008等規(guī)范的相關規(guī)定。
[0031]波速控制方法大致可以分為兩種，第一種是對原始信號進行重采樣，抽取信號進行顯示，顯示的時候一個像素對應一個數(shù)據(jù)；第二種是不進行信號重采樣，顯示所有數(shù)據(jù)，將多點數(shù)據(jù)顯示在同一個像素上。這里采用重采樣的方法，當數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中裝滿step (數(shù)據(jù)緩沖區(qū)長度)個數(shù)據(jù)時進行重采樣，重采樣后抽取num (重采樣點數(shù))個數(shù)據(jù)用于顯示。
[0032]參考圖2，示出根據(jù)本發(fā)明的心電數(shù)據(jù)重采樣方法的流程圖。該方法針對以上獲取的不同參數(shù)，生成不同的重采樣形式，以適應不同的顯示裝置。該心電數(shù)據(jù)重采樣方法具體包括以下幾個步驟:[0033]首先在步驟SI 10，初始化重采樣點數(shù)num、抽樣比率ratio為(目標波速V/顯示點距gap)/采樣率Fs。為了盡可能心電波形原始數(shù)據(jù)，保證重采樣過程保留緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的最大值和最小值，num應為大于等于2的整數(shù)，在本發(fā)明的方法中，可以默認num初始化為
2。針對特定顯示設備的目標波速、顯示點距和采樣率等初始化信息參數(shù)，可以根據(jù)上文描述的方式，自動/半自動地獲取。
[0034]之后，進行步驟S120的循環(huán)，以求取最終緩沖區(qū)長度step和重采樣點數(shù)num，即獲得針對不同參數(shù)，滿足特定規(guī)范的重采樣形式。
[0035]在循環(huán)步驟中，首先是S121,計算臨時緩沖區(qū)長度fstep=num/ratio,對fstep取整得到istep,并比較fstep與istep:如果fstep與istep之差的絕對值<預定值,則step=istep,退出循環(huán)。如果fstep與istep之差的絕對值〉預定值,則進入下一步驟S122。這里，預定值可以根據(jù)精確度需要而設定，或為默認值，例如通常可以為0.0001。
[0036]在步驟S122,進一步計算第一臨時抽樣比率ratiol=num/istep,和第二臨時抽樣比率ratio2=num/ (istep+1),并將它們與抽樣比率上限r(nóng)atiomax和下限r(nóng)atiomin進行比較。
[0037]抽樣比率的上限和下限同樣根據(jù)精確度需要而設定，或為默認值。假設所要求的精確度為a，則所述抽樣比率的上限r(nóng)atiomax≥(2-a) Xratio，并且下限r(nóng)atiomin≤aXratio。例如當要求定速系統(tǒng)有95%以上的精確度時,則設定ratiomax和下限r(nóng)atiomin 分別為 ratio X 1.05 和 ratio Χ0.95。
[0038]比較產(chǎn)生四種結(jié)果:
[0039](I)如果 ratiomin < ratio2,并且 ratiomax ( ratiol,則 step=istep+l,退出循環(huán)。即ratio2為符合要求的抽樣比率，此時istep+Ι為最終緩沖區(qū)數(shù)據(jù)長度。
[0040](2)如果 ratiomin>ratio2,并且 ratiomax>ratiol,則 step=istep,退出循環(huán)。即ratiol為符合要求的抽樣比率，此時istep為最終緩沖區(qū)數(shù)據(jù)長度。
[0041](3)如果ratiomin ( ratio2,并且ratiomax>ratiol,則進一步計算并比較絕對差值subl=abs (ratio - ratiol)和 sub2=abs (ratio - ratio2),如果 sub2>subl,則 step=istep,退出循環(huán)，如果subl>sub2,則step=istep+l,退出循環(huán)。即選擇第一臨時抽樣比率和第二臨時抽樣比率中更靠近ratio的那個，作為ratio。
[0042](4)如果 ratiomin>ratio2,并且ratiomax ( ratiol,則 num增加 I,并返回步驟 S120繼續(xù)循環(huán)。直到找到符合條件的num,以及相應的step。
[0043]循環(huán)步驟結(jié)束之后，符合條件的最終緩沖區(qū)數(shù)據(jù)長度step和重采樣點數(shù)num。
[0044]作為具體范例，假設系統(tǒng)采樣率Fs為500Hz，顯示點距gap為0.234mm,目標波速V為 25mm/s，初始化重采樣點數(shù) num 為 2。則 ratio 為(25/0.234)/500=0.214,fstep=9.35，istep為 9，ratiol=2/9=0.222，ratio2=2/10=0.200。并設預定值為 0.00001，精確度為 95%。
[0045]因為ratioX0.95=0.203>ratio2, ratioX 1.05=0.225>ratiol,那么 istep 是最終的緩沖區(qū)長度，即step為9。也就是說，當數(shù)據(jù)緩沖區(qū)長度step為9時進行重采樣，重采樣點數(shù)num為2時，即能達到精度95%以上的25mm/s。
[0046]可計算出需要從10個原始數(shù)據(jù)點中重新采樣出2個。心電波形描記時，重采樣后的數(shù)據(jù)點仍按照數(shù)據(jù)的原有順序描記。該例子中，10個原始數(shù)據(jù)點的2個數(shù)據(jù)點即可采用最大值和最小值，最大值在前時先描記最大值，最大值在后時先描記最小值。即本發(fā)明的心電數(shù)據(jù)重采樣方法可在最大程度保留心電波形的有效信息的同時，使時間基準的準確度應使0.2s到2s的時間間隔內(nèi)的時間測量誤差不超過±5%，符合相應規(guī)范要求。
[0047]本發(fā)明還提供心電圖顯示方法，大體可以包括以下幾個步驟:
[0048]首先在步驟S210，以自動/半自動的方式，獲取系統(tǒng)采樣率Fs、目標波速V、顯示點距gap。該步驟可以通過ECG采樣率模塊10UECG波形波速確定模塊102、波形顯示單元點距模塊103完成。接著在步驟S220，設置預定值、抽樣比率的上限和下限。該步驟可以通過ECG波形顯示重采樣算法模塊104自動或手動完成，或為模塊104的默認初始化值。之后在步驟S220，通過上述心電數(shù)據(jù)重采樣方法，生成重采樣形式。并在最后的步驟S230中，所生成的重采樣形式，顯示心電圖。
[0049]參考圖3，示出ECG信號重采樣處理單元I的作用方式。ECG信號重采樣處理單元I可以是心電圖檢測設備中的一部分，也可以是手機、Pad、IPTV等智能電子設備中的一部分，即用于控制屏幕顯示或打印機的驅(qū)動。ECG波形顯示單元2可以是手機、Pad、IPTV、電腦等智能終端的屏幕，也可以是各種類型的打印機。
[0050]本發(fā)明所采用的自動重采樣生成算法，利用半自動/自動設定的方式動態(tài)生成不同的重采樣形式，可適應不同參數(shù)的屏幕或打印等顯示裝置，使心電波形的顯示能夠滿足EC13、YY1079-2008、JJG1041-2008等規(guī)范中的相關規(guī)定。通過手工設定相關參數(shù)，可以適合不同屏幕。
[0051]以上所述本發(fā)明的【具體實施方式】，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術構(gòu)思所作出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種心電數(shù)據(jù)重采樣方法，其特征在于，包括步驟: SI 10初始化重采樣點數(shù)num、抽樣比率ratio為(目標波速V/顯示點距gap) /采樣率Fs ； S120進行以下循環(huán)，以求取最終緩沖區(qū)長度step和重采樣點數(shù)num，包括: S121計算臨時緩沖區(qū)長度fstep=num/ratio,對fstep取整得到istep,并比較fstep與 istep: 如果fstep與istep之差的絕對值<預定值,則step=istep,退出循環(huán)， 如果fstep與istep之差的絕對值 > 預定值，則進入步驟S122 ； S122計算第一臨時抽樣比率ratiol=num/istep,和第二臨時抽樣比率ratio2=num/(istep+1)，并將它們分別與抽樣比率的上限r(nóng)atiomax和下限r(nóng)atiomin進行比較: 如果 ratiomin ( ratio2,并且 ratiomax ( ratiol,則 step=istep+l,退出循環(huán), 如果 ratiomin>ratio2,并且 ratiomax>ratiol,則 step=istep,退出循環(huán)， 如果ratiomin ( ratio2,并且ratiomax>ratiol,則計算并比較絕對差值subl=abs(ratio - ratiol)和 sub2=abs(ratio - ratio2), 如果 sub2>subl,則 step=istep,退出循環(huán)， 如果 subl>sub2,則 step=istep+l,退出循環(huán)， 如果ratiomin>ratio2,并且ratiomax ( ratiol,則num增加1,并返回步驟S120繼續(xù)循環(huán)。
2.如權利要求1所述的心電數(shù)據(jù)重采樣方法，其中，所述重采樣點數(shù)num為大于等于2的整數(shù)。
3.如權利要求1所述的心電數(shù)據(jù)重采樣方法，其中，所述預定值為0.00001。
4.如權利要求1所述的心電數(shù)據(jù)重采樣方法，其中，所述抽樣比率的上限r(nóng)atiOmax≥(2-a) Xratio,并且下限r(nóng)atiomin < aXratio,其中a為波速精確度。
5.一種心電圖顯示方法，其特征在于，包括步驟: S210獲取系統(tǒng)采樣率Fs、目標波速V、顯示點距gap ； S220設置預定值、抽樣比率的上限和下限； S220通過如權利要求1至4中任一項所述的心電數(shù)據(jù)重采樣方法，生成重采樣形式；以及 S230使用步驟S220生成的重采樣形式，顯示心電圖。
6.如權利要求5所述的心電圖顯示方法，其中，在步驟S210中，F(xiàn)s、V和gap各自獨立地通過協(xié)議方式自動獲取，或通過人機接口方式間接獲取。
7.如權利要求6所述的心電圖顯示方式，其中，所述人機接口方式為語音識別或按鍵輸入。
8.一種心電圖檢測顯示裝置，其特征在于，所述心電圖檢測顯示裝置適于以如權利要求5至7中任一項所述的方法，顯示心電圖， 其中所述心電圖檢測顯示裝置包括ECG信號重采樣處理單元和ECG波形顯示單元，并且其中所述ECG信號重采樣處理單元包括ECG采樣率模塊、ECG波形波速確定模塊、波形顯示單元點距模塊以及ECG波形顯示重采樣算法模塊。
9.如權利要求8所述的心電圖檢測顯示裝置，其中，所述ECG信號重采樣處理單元為心電圖檢測設備的部分，或為智能電子設備的部分。
10. 如權利要求8所述的心電圖檢測顯示裝置，其中，所述ECG波形顯示單元為智能終端的顯示屏幕或打印機，所述智能終端包括手機、Pad、IPTV、電腦。
【文檔編號】A61B5/0402GK103610458SQ201310616546
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權日:2013年11月27日
【發(fā)明者】黃邦宇, 王偉忠, 謝高生, 王磊 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院