一種心外膜心電成像方法及其成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器設(shè)備和醫(yī)學(xué)功能成像技術(shù)，尤其涉及一種心外膜心電成像方法及其成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界每年約有1750萬(wàn)人死于心臟病和并發(fā)癥，占全部死亡人數(shù)的30%;此外每年心臟病發(fā)作和中風(fēng)的幸存者至少有2000萬(wàn)，但其中多數(shù)人有很高的復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險(xiǎn)。最常見(jiàn)的導(dǎo)致心臟突然停止跳動(dòng)的原因就是心律失常(諸如室顫，室動(dòng)過(guò)速)，它使心臟的跳動(dòng)失去同步性容易導(dǎo)致猝死。鑒于近年心臟病的高發(fā)，建立有效的檢測(cè)預(yù)防系統(tǒng)有著迫切的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]傳統(tǒng)的心電檢測(cè)，從單導(dǎo)聯(lián)、同步三導(dǎo)聯(lián)、六導(dǎo)聯(lián)到標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)等，它們都是心臟電活動(dòng)在體表低分辨率的投影，提供心臟電活動(dòng)整體的反映。通過(guò)檢查心電圖波形的振幅和時(shí)序以及各個(gè)電極之間的相對(duì)位置，醫(yī)生能夠推斷出發(fā)生在心臟中的相關(guān)電活動(dòng)信息。對(duì)十二導(dǎo)聯(lián)心電圖信息的分析是一種逆問(wèn)題過(guò)程(即根據(jù)體表電位信息確定心臟功能)，并在很大程度上是基于經(jīng)驗(yàn)完成，主要通過(guò)對(duì)已知疾病信息的模式匹配來(lái)研究心臟疾病。此種方式在對(duì)于心臟病變的具體位置及病變狀態(tài)不能做到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因而很多心臟的內(nèi)部情況只能在手術(shù)過(guò)程中才能發(fā)現(xiàn)。因此，一種高效、無(wú)創(chuàng)、能夠術(shù)前預(yù)判病變位置及病變情況的技術(shù)在臨床中有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于心臟病患者的手術(shù)成功幾率有著重大作用。此外，由于心臟病變很多是在偶然狀態(tài)下發(fā)生，因此，需要一種能夠長(zhǎng)時(shí)間全信息的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，才能保證讓醫(yī)生全面的了解病人的心臟狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種心外膜心電成像方法及其成像系統(tǒng)，將采集的心電信號(hào)表征在被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)的影像上，形成心電動(dòng)態(tài)圖。該心電動(dòng)態(tài)圖顯示了被監(jiān)測(cè)者的心電信號(hào)在心外膜上的變化。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種心外膜心電成像方法，該方法包括如下步驟:
[0006]通過(guò)掃描成像儀器獲取被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；
[0007]通過(guò)貼附被監(jiān)測(cè)者體表的多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)；
[0008]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)重建所述胸腔結(jié)構(gòu)的影像；
[0009]對(duì)所述心電數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算得到心外膜數(shù)據(jù)；
[0010]通過(guò)有限元分析方法將所述心外膜數(shù)據(jù)表征在所述胸腔結(jié)構(gòu)的影像上，以形成心電動(dòng)態(tài)圖。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括心臟，肺，骨骼，皮膚的位置信息。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述心電數(shù)據(jù)可以通過(guò)以下一種或多種方式采集:
[0013]定時(shí)采集，間隔一固定時(shí)間啟動(dòng)所述多個(gè)電極采集所述心電數(shù)據(jù)；
[0014]自動(dòng)采集，利用一監(jiān)測(cè)電極監(jiān)測(cè)心電信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所述心電信號(hào)異常時(shí)，啟動(dòng)所述多個(gè)電極采集所述心電數(shù)據(jù)；
[0015]主動(dòng)采集，所述被監(jiān)測(cè)者啟動(dòng)所述多個(gè)電極采集所述心電數(shù)據(jù)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在獲取所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的同時(shí)采集所述心電數(shù)據(jù)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)電極同步采集心電數(shù)據(jù)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采用經(jīng)胸阻抗測(cè)量方法獲得所述多個(gè)電極位置的變化，以修正所述心電動(dòng)態(tài)圖。
[0019]本發(fā)明還提供了一種心外膜心電成像系統(tǒng)，包括掃描成像儀器，用于獲取被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù);多個(gè)電極，用于獲取被監(jiān)測(cè)者的體表的心電數(shù)據(jù);采集存儲(chǔ)卡，與所述多個(gè)電極連接，存儲(chǔ)所述心電數(shù)據(jù);PC機(jī)，所述PC機(jī)接收所述掃描成像儀器獲取的所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)重建所述胸腔結(jié)構(gòu)的影像;所述PC機(jī)與所述采集存儲(chǔ)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)所述心電數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算得到心外膜數(shù)據(jù);通過(guò)有限元分析方法將所述心外膜數(shù)據(jù)表征在所述胸腔結(jié)構(gòu)的影像上，以形成心電動(dòng)態(tài)圖。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掃描成像儀器是CT、MR1、超聲掃描成像儀器中的一種。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括無(wú)線路由器，所述采集存儲(chǔ)卡通過(guò)所述無(wú)線路由器與所述PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括監(jiān)測(cè)電極，所述監(jiān)測(cè)電極與所述采集存儲(chǔ)卡連接。
[0023]本發(fā)明提供的一種心外膜心電成像方法及其成像系統(tǒng)，通過(guò)掃描成像儀器獲取被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，重建胸腔結(jié)構(gòu)的影像，并通過(guò)貼附被監(jiān)測(cè)者體表的多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)，對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算得到心外膜數(shù)據(jù)，再通過(guò)有限元分析方法將心外膜數(shù)據(jù)表征在胸腔結(jié)構(gòu)的影像上，以形成心電動(dòng)態(tài)圖。
【附圖說(shuō)明】
[0024]包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說(shuō)明書(shū)一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中:
[0025]圖1示出本發(fā)明的一種心外膜心電成像方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0026]圖2示出本發(fā)明的一種心外膜心電成像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3示出本發(fā)明的一種心外膜心電成像系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來(lái)表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)是從公知公用的術(shù)語(yǔ)中選擇的，但是本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中所提及的一些術(shù)語(yǔ)可能是申請(qǐng)人按他或她的判斷來(lái)選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說(shuō)明。此外，要求不僅僅通過(guò)所使用的實(shí)際術(shù)語(yǔ)，而是還要通過(guò)每個(gè)術(shù)語(yǔ)所蘊(yùn)含的意義來(lái)理解本發(fā)明。
[0029]圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖。如圖所示，一種心外膜心電成像方法包括如下步驟:
[0030]步驟101，通過(guò)掃描成像儀器獲取被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。掃描成像儀器可以是醫(yī)院用于病人圖像掃描的放射診療儀器，包括CT，MRI，超聲等掃描成像儀器，即所有符合醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)的儀器。掃描成像儀器可利用高分辨率圖像采集技術(shù)，采集被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)，包括真實(shí)心臟的數(shù)據(jù)。基于體表心電標(biāo)測(cè)分布原理，將多個(gè)電極以左胸上側(cè)極大值點(diǎn)，以及劍突位置極小值點(diǎn)為中心向外分布，中心密集，外部稀疏，并保證右胸以及后背的電極分布。
[0031]步驟102，通過(guò)貼附被監(jiān)測(cè)者體表的多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)。
[0032]步驟103，根據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)重建胸腔結(jié)構(gòu)的影像。掃描成像儀器利用DIC0M(DigitalImaging and Communicat1ns in Medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)，基于VTK，(Visualizat1n Toolkit)，ITK(Insight Segmentat1n and Registrat1n Toolkit)軟件系統(tǒng)來(lái)重建還原被監(jiān)測(cè)者的胸腔結(jié)構(gòu)的影像。
[0033]步驟104，對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算得到心外膜數(shù)據(jù)。該心電數(shù)據(jù)包括心電信號(hào)與多個(gè)電極的采集位置，將心電信號(hào)與采集位置相互對(duì)應(yīng)，采用心電逆運(yùn)算得到心外膜數(shù)據(jù)。
[0034]步驟105，通過(guò)有限元分析方法將心外膜數(shù)據(jù)表征在胸腔結(jié)構(gòu)的影像上，以形成心電動(dòng)態(tài)圖。心電動(dòng)態(tài)圖可以存儲(chǔ)于系統(tǒng)中，在需要時(shí)供醫(yī)生瀏覽查閱，以方便觀察被監(jiān)測(cè)者在一段時(shí)間內(nèi)的心臟心電活動(dòng)及心臟生理狀態(tài)，提供診斷依據(jù)。
[0035]較佳地，在步驟101中的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括心臟，肺，骨骼，皮膚等的位置信息。
[0036]較佳地，在步驟102中多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)可以通過(guò)以下一種或多種方式采集:
[0037]a)定時(shí)采集，間隔一固定時(shí)間啟動(dòng)多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)被監(jiān)測(cè)者的情況而設(shè)定心電數(shù)據(jù)的采集周期。例如，默認(rèn)每一個(gè)小時(shí)采集所有電極的數(shù)據(jù)，記錄長(zhǎng)度可以為10秒，并推前記錄I?2秒。
[0038]b)自動(dòng)采集，利用一監(jiān)測(cè)電極監(jiān)測(cè)心電信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)心電信號(hào)異常時(shí)，啟動(dòng)多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)心電信號(hào)異常時(shí)，記錄長(zhǎng)度為10秒，并追溯心電信號(hào)發(fā)生異常前的I?2秒，以記錄事件發(fā)生前的狀態(tài)，用于分析事件發(fā)生原因。
[0039]c)主動(dòng)采集，被監(jiān)測(cè)者啟動(dòng)多個(gè)電極采集心電數(shù)據(jù)。例如，在成像系統(tǒng)上設(shè)置喚醒按鈕