一種快速確定心臟磁場極值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于心臟磁場信號測量技術(shù)，具體涉及一種基于心磁特征快速確定心臟 磁場極值的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 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(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。
[0003] 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(guān)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62pT。
[0004]目前，多點測量點位方法通常采用基于人體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)來進行，具體步驟包括：首先在人體體表選 定一塊與心臟對應(yīng)的區(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(guān)分析有很大的影響，由于人體心臟在胸腔中的位置及 心動強弱的個體差異較大。如采用保守的大面積覆蓋方式測量，極易導(dǎo)致邊界點附近的采 集信號太小，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，常常存在不合理之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于基于心磁特征快速確定心臟磁場極值的方法，該方法可在心磁 測量區(qū)域中準(zhǔn)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。
[0006] 為達到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出的心磁測量區(qū)域極大值點的測定方法，其 步驟包括：
[0007] 1)在人體胸前或背后的心磁測量區(qū)域上建立一坐標(biāo)系；
[0008] 2)在上述坐標(biāo)系中，畫一正方形框定人體測量范圍，選擇其相鄰兩條邊的中點以 及對應(yīng)頂點構(gòu)成三角形；
[0009] 3)選擇上述三角形的三個頂點為測量點，分別得到心磁信號值T1、心磁信號值T2 和心磁信號值T3 ;
[0010] 4)分別對上述三角形的三邊所在方向的目標(biāo)函數(shù)采用多元函數(shù)的極值解法得到 駐點M4、M5和M6 ;
[0011] 5)將上述駐點M4、M5和M6的坐標(biāo)代入 從而 9 得到對應(yīng)的心磁信號值T4、T5和T6,選取T4、T5和T6中最大值為心磁測量區(qū)域的極大值。
[0012] 所述坐標(biāo)系為平面直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)系以左側(cè)鎖骨中線的人體軀干方向為y軸，X 軸方向為與y軸垂直方向的經(jīng)過人體劍突的直線，相交點〇為原點。
[0013] 針對心磁信號正向區(qū)域求極大值，測量正方形的邊長可選擇10~15厘米。
[0014] 所述多元函數(shù)的極值解法為有界閉區(qū)域上連續(xù)函數(shù)的極值確定法。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)效果如下：
[0016] 心磁信號具有Bx，By，Bz=個方向，若只測量z方向，心臟內(nèi)離子電流在測量平面激 發(fā)的磁場民^^是一個二元函數(shù)，且在有界閉區(qū)域上是連續(xù)的。定義B zfcy) = f(x, y)，通過有 界閉區(qū)域上連續(xù)函數(shù)的極值確定法：fx(x，y) =0，fy(x，y) =0，解出極大值的坐標(biāo)，代入函 數(shù)fxy (xy)可確定xy平面內(nèi)磁場的極大值Tmax，fxy (xy)的心磁圖呈現(xiàn)單一極大值模式，故 通過本發(fā)明所提供的方法，可以快速、方便地在選定的測量區(qū)域中獲得心磁信號的極大值 點。以此極大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(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、促進心磁圖技術(shù)的臨床應(yīng)用提供有利條件。
【附圖說明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有的心磁圖測量區(qū)域劃分方法示意圖；
[0018] 圖2為現(xiàn)有的心磁信號波形示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明測定胸前心磁極大值點過程中各采樣點示意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明實施例在三角形三邊M1M2，M2M3以及邊M3M1所在方向，做多元函數(shù) 的極值解法求極大值得到的心磁信號值T4, T5, T6 ;
[0021] 圖5為本發(fā)明實施例心磁信號值T6的磁場圖，（a)是三維磁場圖，（b)是二維等磁 圖，其中" + "表示心磁信號的正向區(qū)域。
【具體實施方式】
[0022] 下面通過實例對本發(fā)明做進一步說明。需要注意的是，公布實施例的目的在于幫 助進一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求 的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實施例所公開的內(nèi) 容，本發(fā)明要求保護的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
[0023] 以胸前一心磁測量區(qū)域的極大值點的位置與信號幅度為例：
[0024] 1)在胸前心磁測量區(qū)域內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系；
[0025] 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，y軸方向大致為人體軀干 方向，從下指向上，X軸方向為與y軸垂直的方向，從右指向左；
[0026]3)在上述坐標(biāo)系中，選擇以過人體劍突的直線為X軸，以左側(cè)鎖骨中線為y軸，相 交點O為原點；
[0027] 4)在上述坐標(biāo)系中，在y軸選擇點P，OP = 3cm，然后過P (0, 3)點做平行于X軸的 直線AMl，且AP = PMl = 6cm。以邊長為12cm，畫出正方形ABCMl，頂點坐標(biāo)分別為：A (-6, 3)， B(6, 15)，C (-6, 15)和 Ml (6,3);
[0028]5)以上述正方形ABCMl的邊BC的中點M2 (0, 15)，邊AB的中點M3 (-6, 9)，正方形 頂點Ml (6, 3)為頂點構(gòu)成三角形；<