專利名稱：一種心磁測量區(qū)域極值點的測定方法
技術領域：
本發(fā)明是關于心臟磁場信號測量技術，具體涉及一種測定心磁測量區(qū)域極值點的方法。
背景技術：
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，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 要技術手段。
在心臟磁場測量過程中，為了能夠得到足夠的心臟磁場分布信息，進行基于心磁的心 臟物理相關研究及進行心臟疾病的臨床診斷，需要在人體體表(例如胸前或背后)進行多 點(如36點)的心磁測量，如圖1所示。利用心磁圖儀測得每個點的心磁信號后，在去 除了心磁信號的直流項后，將R波峰值大小定義為心磁信號大小，如圖2所示的心磁信號 大小約為48pT。采用圖1所示的測量格點，分別獲得如圖3所示的各測量格點的心磁信號。
目前，多點測量點位方法通常采用基于人體結構確定心磁測量覆蓋范圍，其覆蓋范圍 的選擇，是根據(jù)人體骨骼、胸圍等解剖結構來進行，具體步驟包括首先在人體體表選定 一塊區(qū)域作為測量覆蓋范圍，并將其劃分成網(wǎng)格，進而測量格點位置上的心磁信號隨時間 的變化。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，常常存在不合理之處。如采用保守的大面積覆蓋方式，極易導致邊界點附近信號太小， 信號采集結果沒有實際意義，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，以人體解剖結構來確定多點測量點位的方法 對于實際工作，特別是對于臨床應用非常不利。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，該方法可在選定的心磁測量區(qū)域中 準確測量出信號極值點的位置并給出極值點的心磁信號幅度，便于獲得有價值的心磁信息。
本發(fā)明的技術方案是一種心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其步驟包括
1) 在人體胸前或背后的心磁測量區(qū)域上建立一坐標系；
2) 在上述坐標系中，選擇一直線，在該直線上確定三個測量點，分別是測量點M1、 測量點M2和測量點M3;
3) 對上述測量點M1、測量點M2和測量點M3進行心磁信號測量，分別得到心磁信 號T1、心磁信號值T2和心磁信號值T3，對上述心磁信號值T1、心磁信號值T2和心磁信 號值T3做插值得到一極值T4，確定T4對應的坐標點M4;
4) 經(jīng)過坐標點M4，在垂直于上述直線的一條直線上，另選擇兩個測量點，分別是測 量點M5和測量點M6;
5) 對測量點M5和測量點M6進行心磁信號測量，分別得到心磁信號值T5和心磁信 號值T6，對上述心磁信號值T4、心磁信號值T5和心磁信號值T6做插值得到一極值T7， T7為心磁測量區(qū)域極值點的心磁信號值，T7對應的坐標點M7為心磁測量區(qū)域的極值點 位置。
所述坐標系可為平面直角坐標。
針對位于同一直線的測量點M1、測量點M2和測量點M3，居中的測量點與兩端測量 點之間可分別相距2 5厘米。
測量點M2與測量點M3分別位于測量點Ml的兩側，測量點M2和測量點Ml之間距 離與測量點M3和測量點Ml的距離相等。
針對人體是左位心，胸前測量點M1的位置可選在左側鎖骨中線與第二肋間的交點處 或選在左側鎖骨中線與第五肋間的交點距胸骨左緣1/2處；若人體是右位心，根據(jù)左、右 心位的對稱關系，Ml的位置選在與上述左位心Ml位置相對應的點上。針對人體是左位 心，背后測量點M1的位置可選在人體左側從下往上第3根肋骨，距離脊柱2 3厘米處； 若人體是右位心，根據(jù)左、右心位的對稱關系，Ml的位置選在與上述左位心Ml位置相 對應的點上。
針對位于另一直線的測量點M4、測量點M5和測量點M6，居中的測量點與兩端測量 點之間可分別相距2 5厘米。
測量點M5與測量點M6分別位于坐標點M4的兩側，測量點M5和測量點M4之間距 離與測量點M6和測量點M4的距離相等。
所述插值可選用三次樣條插值函數(shù)。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
通過本發(fā)明所提供的方法，可以快速地在選定的測量區(qū)域中獲得心磁信號的極值點。 以此極值點的位置和信號幅度為依據(jù)，在進行心磁的多點測量之前，從信號源的本征特性 出發(fā)，進而合理確定進行多點心磁測量所需覆蓋的有效區(qū)域，既不會遺漏最強點信號，同 時又不必包含沒有診斷價值的信號，完全避免根據(jù)人體結構確定測量覆蓋范圍所帶來的各 種弊端，確保測量的結果有足夠的心磁研究和醫(yī)學診斷價值，為后續(xù)相關研究及診斷信息 的提取、促進心磁圖技術的臨床應用提供有利條件。


圖1為現(xiàn)有的心磁圖測量區(qū)域劃分方法示意圖，其中，圖la為胸前區(qū)域，圖lb為背 后區(qū)域；
圖2為心磁信號波形示意圖3為現(xiàn)有心磁各測量格點的心磁信號波形示意圖，其中，圖3a為胸前心磁各測量格 點的心磁信號波形示意圖，圖3b為背后各測量格點的心磁信號波形示意圖； 圖4本發(fā)明測定胸前心磁極值點過程中各采樣點示意圖； 圖5樣條插值方法示意圖6本發(fā)明實施例中樣條插值尋找x方向心磁信號極值點示意圖； 圖7本發(fā)明實施例中樣條插值尋找空間心磁信號極值點示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述 以胸前一心磁測量區(qū)域的極值點的位置與信號幅度為例-
1) 在胸前心磁測量區(qū)域內建立平面直角坐標系。
2) 如圖4所示本發(fā)明實施例采用的平面直角坐標系中，^軸方向大致為人體軀干方 向，x軸方向為與y軸垂直的方向。
3) 如圖4所示首先確定人體胸前測量平面坐標中的3個測量格點(Ml、 M2、 M3)。 其中，測量點M1的位置根據(jù)被測者的心位，可位于左側或右側鎖骨中線(經(jīng)過鎖骨中點 的垂直線)與第五肋間的交點距胸骨左緣1/2處，Ml、 M2、 M3在同一直線上，測量點 M2與M3可等距離的位于Ml的兩側。三點的間距根據(jù)被測者的體型確定。假設選擇測量 點間距為4厘米，所確定的坐標系M1、 M2和M3三點坐標為(0, 0) ， (-4cm， 0) 和(4cm， 0)。4) 測得M1、 M2和M3的心磁信號的波峰值大小，分別為T1、 T2，和T3。根據(jù)T1、 T2和T3，在x軸方向做樣條插值，得到心磁信號在x軸上的極值T4，以及對應的坐標點 M4 (xo， 0)，如圖6所示。
在數(shù)學學科數(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)"。后來因為工程學術語中"放樣"一詞而得名。 如圖5所示。低階的樣條插值還具有"保凸"的重要性質?？刹捎萌螛訔l插值函數(shù)。
三次樣條插值函數(shù)的定義是設[a，&]上給出一組節(jié)點。i^，〈A《…〈^^6，若函 數(shù)s(x)滿足條件
(2) s(x)在每個小區(qū)間[^'A+i](i = 0,l'…，"-l)上是三次多項式.
則稱s(x)是節(jié)點…'^上的三次樣條函數(shù). 若s(;c)在節(jié)點上還滿足插值條件
(3) sOO-/^ (5.7.1)
則稱s(x)為["，6]上的三次樣條插值函數(shù).
5) 以M4為基準，沿；；方向再測量兩個點M5 (x0， -4cm) ， M6 (jc0， 4cm)的心 磁信號，其大小分別為T5和T6，對M4、 M5和M6點的心磁信號T4、 T5和T6再進行一 次樣條插值，得到心磁測量區(qū)域的極值點M7 (xo， W)，如圖7所示，該極值點M7即為 胸前區(qū)域心臟磁場的極大值點的位置。
上述實施例提供了一個胸前心磁測量區(qū)域的極值點的測量方法，本發(fā)明中，心磁測量 區(qū)域可以在人體心臟周圍任意選定，可以是胸前，也可以是背后，只是建立坐標系時，測 量點位置選擇不同。如本實施例中的胸前測量點M1的位置選在左側鎖骨中線與第五肋間 的交點距胸骨左緣1/2處，也可以將測量點Ml點定位于左側鎖骨中線與第二肋間的交點 處；這兩個Ml是與人體心磁信號極值區(qū)域相對應，通過實施本方法，可以在極值區(qū)域中 尋找到極值點。
在本發(fā)明中，除采用平面直角坐標系，還可以采用其他坐標系。在本實施例中直角坐 標系的^軸方向是人體軀干方向，除此之外，還可以根據(jù)測量需要任意選定。
本發(fā)明不局限于此實施例，還可以根據(jù)實際需要和設計要求做出相應的修改，例如
測量點M2與測量點M3與測量點Ml相距約2~5厘米。以及測量點M5和測量點M6 與測量點M4相距約2~5厘米。
以及插值除選用三次樣條插值函數(shù)外，還可以采用其它插值函數(shù)。
以上通過詳細實施例描述了本發(fā)明所提供的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，本領域 的技術人員應當理解，在不脫離本發(fā)明實質的范圍內，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容。
權利要求
1、一種心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其步驟包括1)在人體胸前或背后的心磁測量區(qū)域上建立一坐標系；2)在上述坐標系中，選擇一直線，在該直線上確定三個測量點，分別是測量點M1、測量點M2和測量點M3；3)對上述測量點M1、測量點M2和測量點M3進行心磁信號測量，分別得到心磁信號值T1、心磁信號值T2和心磁信號值T3，對上述心磁信號值T1、心磁信號值T2和心磁信號值T3做插值得到一極值T4，確定T4對應的坐標點M4；4)經(jīng)過坐標點M4，在垂直于上述直線的一條直線上，另選擇兩個測量點，分別是測量點M5和測量點M6；5)對測量點M5和測量點M6進行心磁信號測量，分別得到心磁信號值T5和心磁信號值T6，對上述心磁信號值T4、心磁信號值T5和心磁信號值T6做插值得到一極值T7，T7為心磁測量區(qū)域極值點的心磁信號值，T7對應的坐標點M7為心磁測量區(qū)域的極值點位置。
2、 如權利要求1所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，所述坐標系 為平面直角坐標。
3、 如權利要求1或2所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，針對位 于同一直線的測量點M1、測量點M2和測量點M3，居中的測量點與兩端測量點之間分別 相距2~5厘米。
4、 如權利要求1所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，測量點M2 與測量點M3分別位于測量點Ml的兩側，測量點M2和測量點Ml之間距離與測量點M3 和測量點M1的距離相等。
5、 如權利要求4所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，針對人體是 左位心，胸前測量點M1的位置選在左側鎖骨中線與第二肋間的交點處或選在左側鎖骨中 線與第五肋間的交點距胸骨左緣1/2處；若人體是右位心，根據(jù)左、右心位的對稱關系， Ml的位置選在與上述左位心M1位置相對應的點上。
6、 如權利要求4所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，針對人體是 左位心，背后測量點Ml的位置選在人體左側從下往上第3根肋骨，距離脊柱2 3厘米處; 若人體是右位心，根據(jù)左、右心位的對稱關系，Ml的位置選在與上述左位心Ml位置相 對應的點上。
7、 如權利要求3所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，針對位于另 一直線的測量點M4、測量點M5和測量點M6，居中的測量點與兩端測量點之間也分別相 距2~5厘米。
8、 如權利要求7所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，測量點M5 與測量點M6分別位于坐標點M4的兩側，測量點M5和測量點M4之間距離與測量點M6 和測量點M4的距離相等。
9、 如權利要求1所述的心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，其特征在于，所述插值選 用三次樣條插值函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種心磁測量區(qū)域極值點的測定方法，該方法首先在人體胸前或背后心磁測量區(qū)域建立坐標系，在上述坐標系中，選擇3個在同一直線上的測量點，分別進行心磁信號測量，然后對上述測量點的心磁信號值做插值得到一極值，確定該極值對應的坐標點；以上述坐標點為基準，在垂直于上述直線的一條直線上選定另外兩個測量點，測量心磁信號，對上述垂線上的三個點的心磁信號值再做插值，即可得到心磁測量區(qū)域的極值點的心磁信號值，該極值點對應的坐標點為心磁測量區(qū)域的極值點位置。利用本發(fā)明可在選定的心磁測量區(qū)域中準確測量出信號極值點的位置并給出極值點的心磁信號幅度，便于獲得有價值的心磁信息。
文檔編號A61B5/05GK101361655SQ20081011985
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權日2008年9月12日
發(fā)明者玲 佟, 戴遠東, 李中達, 焦?jié)嵡? 為 王, 勛 王, 王福仁, 聶瑞娟, 密 蔣, 平 馬, 吉 高, 銘 高, 魏星斌 申請人:北京大學