CN102920451A

CN102920451A - 以多点触摸的方式测量心电图的方法

Info

Publication number: CN102920451A
Application number: CN2012104804794A
Authority: CN
Inventors: 杨宇; 杜晓东
Original assignee: BEIJING VALES AND HILLS BIOMEDICAL SYSTEMS CORP
Current assignee: BEIJING VALES AND HILLS BIOMEDICAL SYSTEMS CORP
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: US8897866B2; CN102920451B; US20140148719A1

Abstract

本发明是一种以多点触摸的方式测量心电图的方法，包括步骤：1）将采集的心电数据直接绘图显示在触摸屏上；2）以两根手指同时接触屏幕上两个点，屏幕显示出两个点纵向投影到心电图上的有效测量点；3）屏幕显示以两个点为基准的横向标线和纵向标线，标线上显示出两个点之间的时间差和电压差；4）当两根手指同时移动，横向标线和纵向标线会相应移动，标线上显示出对应数字亦随之改变；5）以相同的方法反复测量多次获取包括波形的顶点、起点和终点等的不同的特征点对，对心电图进行诊断。本发明用两根手指在屏幕上触摸并滑动，实现了对心电图直观并且准确的测量。可以应用于随时间轴的推进而产生变化的函数曲线图上的测量，如对脑电图的测量。

Description

以多点触摸的方式测量心电图的方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，尤其是涉及利用触摸屏以多点触摸的方式直观精确测量心电图的测量方法。

背景技术

下面对本发明所使用的一些术语解释如下：

手势（Gesture）：指在触摸屏设备上用手指触摸屏幕的各种动作，例如单点触碰，单点滑动，两点捏合的动作（这是本发明需要使用的手势），多点转圈滑动等；

API：程序函数接口，指操作系统提供给软件的一系列方法，软件通过调用API，可以让操作系统做某件事情，从而帮助软件实现某个功能；

iOS：是苹果公司开发的，运行在苹果手机（iPhone）以及平板电脑（iPad）上的操作系统

传统心电图的测量方法是：测量心电图两点间间期时，医生先用分规在心电图上确定两点位置，然后将分规移至标准心电图尺确定其时间长度；同理，用相似方法可测量心电图两点高度差以确定其电压。

也可用心电图尺（或者其他物理测量工具）在屏幕上测量，通过心电图尺的换算获得测量值。

传统心电图测量方法的缺点是：

① 显然不适合电脑心电图屏幕测量；

② 操作相对繁琐；

③ 测量电压时，由于测量点与基点不在同一时间，要得到准确电压值，除分规外还需辅助标尺。

在非触摸屏的设备上,例如PC机显示屏,是采用鼠标实现类似测量目的,具体为,按下鼠标得到初始点,移动鼠标,根据鼠标位置变化进行计算。

申请号为200710092530.3，名称为“测量心电图的方法”的专利公开了一种心电图的测量方法，其技术方案是首先将心电图机采集的心电数据直接绘图显示在显示器屏幕上或把经扫描纸质心电图得到的心电图图像加载显示在显示器屏幕上；然后。确定单位换算系数，用鼠标点击或触屏选取所显示的波的顶点、起始点和终止点等特征点以及选定波的形态；利用将所点击的各点坐标信息记录保存；最后，计算出各波的深度或高度、宽度、方向以及心电轴、心率和心律等参数。上述方法虽然使用了触摸屏，然而仅仅是通过触屏代替鼠标点击，并没有针对触摸屏电脑设备的技术的应用。

因此，无论是传统的用尺子的测量方法，还是在PC上拖动鼠标或触屏选取各点坐标的测量方法，都存在要么使用不方便，要么测量不准确，不直观的问题。

目前尚无针对触摸屏设备的类似技术应用，传统基于鼠标操作的应用技术无法应用在基于触摸屏设备的心电图采集和测量在行业内，在基于触摸屏的设备上实现心电图采集和测量,是本发明首创的技术方案。

发明内容

本发明的目的是实现一种在触摸屏上以多点触摸的方式精确测量心电图上任意两点之间的横向时间差和纵向电压差的方法，能够有效的解决传统分规测量无法准确应用在屏幕显示心电图上的问题。

为了实现本发明的目的，提出一种以多点触摸的方式测量心电图的方法，所述方法包括以下步骤：

1）将心电图机采集的心电数据直接绘图显示在触摸屏上或把经扫描纸质心电图得到的心电图图像加载显示在触摸屏上；

2）用户手持触摸屏设备，以两根手指同时接触屏幕上两个点，屏幕上显示出两个实际触摸点纵向投影到心电图上的有效测量点；

3）屏幕显示以两个测量点为基准的横向标线和纵向标线，标线上显示出两个测量点之间以毫秒为单位的时间差和以微伏为单位的电压差；

4）用户两根手指在触屏幕上同时移动，横向标线和纵向标线会相应移动，同时标线上显示出对应数字亦随之改变；

5）用户以相同的方法反复测量多次获取包括波形的顶点、起点和终点的不同的特征点对，对心电图进行诊断。

在上述步骤中，所述显示以两个测量点为基准的横向标线和纵向标线是通过所述触摸屏设备提供的针对触摸手势的系列程序函数接口API，获取触摸屏在手指触碰和滑动时的事件和具体触摸点的坐标而得到。

所述步骤2中，所述心电图上的有效测量点通过以下方式得到：

设两根手指在触摸屏上的实际触摸点坐标分别是：(x1, y1) 和 (x2, y2)；

横坐标x1和x2分别除以pixelsPerPoint，得到两个点对应心电图上的点索引 n1和n2，其中，pixelsPerPoint为每个点在屏幕上所占的像素数；

通过n1和n2从电压数组voltage[]中可取得两个点所对应的电压高度v1和v2，得到实际触摸点投影在心电图上的测量点坐标为：(n1, v1)和(n2, v2)；

根据每点所占像素数画出两个测量点在屏幕上的位置。

所述步骤3中，两个测量点之间的时间差由以下公式计算得出：

（(n2 – n1) / sample）x 1000 （毫秒）

其中，sample为采样率，即每秒采用点数；

两个测量点之间的电压差可由以下公式计算得出：

v2 – v1。

所述步骤4中，所述测量不同的特征点对是由用户在屏幕上滑动两根手指或其中一根手指，通过以上程序自动重算，实时在屏幕上显示不同的特征点对的两个点的差值。

本发明还根据所述触摸屏设备为iOS设备，提出实现多点触摸的方式测量心电图的具体步骤；其中，

所述系列API是由所述iOS提供的UIPinchGestureRecognizer类；

所述手指接触屏幕上两个点时，所述UIPinchGestureRecognizer类传递以下参数：

numberOfTouches：触摸点的个数；

locationOfTouch(int index)：第index个点的触摸坐标；

通过以下计算方法获得坐标x1和x2，其中x1为两点中相对左侧的触摸点：

Int x1 = self.touch1.x >= self.touch2.x ? self.touch2.x: self.touch1.x；

int x2 = self.touch1.x <= self.touch2.x ? self.touch2.x: self.touch1.x；

通过已知的每点像素数，获得两个触摸点对应的心电点索引：

int n1 = Math.Floor(x1 / pixelsPerPoint);

int n2 = Math.Floor(x2 / pixelsPerPoint);

根据心电采集点数组voltage[]读取两个点对应的电压值：

int v1 = voltage[n1];

int v2 = voltage[n2];

使用以下函数实现画图，在iOS设备上将计算结果可视化：

CGContextMoveToPoint：设置画图起始坐标点；

CGContextAddLineToPoint：画线至某一个坐标点；

CGContextFillEllipseInRect：在某个坐标位置画点；

CGContextStrokePath：开始画图。

本发明最主要的优点是用一个简单的方法（两根手指在屏幕上触摸并滑动），实现了一种非常直观并且准确的测量方法。

本发明可以相同的方式应用于其他相似的测量，例如对脑电图的测量，或者是任何随时间轴的推进而产生变化的曲线图上的测量。

附图说明

图1 是本发明在一个心电图的心搏周期上的测量示意图。

图2是本发明在多个心搏周期之间的测量示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

图1是本发明在一个心电图的心搏周期上的测量示意图。如图所示，首先，将心电图机采集的心电数据直接绘图显示在触摸屏上（iPad显示屏）或把经扫描纸质心电图得到的心电图图像加载显示在触摸屏上；用户手持触摸屏设备浏览心电图时，以两根手指同时接触屏幕上两个点，此时屏幕上显示出两个实际触摸点纵向投影到心电图上的有效测量点，并显示以两个测量点为基准的横向标线和纵向标线，标线上显示出两个测量点之间的时间差（以毫秒为单位）和电压差（以微伏为单位）。用户以相同的方法取波形的顶点、起点和终点等不同的特征点对，反复测量多次后对心电图进行诊断。

技术实现描述：

支持多点触摸的触摸屏设备（以iPad为例）会提供针对触摸手势的一系列程序函数接口API，通过这些API，程序能够获取到触摸屏在手指触碰和滑动时的事件和具体触摸点的坐标。

程序输入数据包括：

假设两根手指在触摸屏上的实际触摸点坐标分别是：(x1, y1) 和 (x2, y2)

程序已知当前所显示心电图的多个指标，分别有：采样率（每秒采用点数）sample，心电图总长度points，每个点的电压高度数组voltage[]，每个点画在屏幕上所占的像素数pixelsPerPoint。其中，采样率，心电图总长度（points），每个点的电压高度数组，这3个值都是心电图自身的数据，程序打开心电图之后，可自动获取它们；每个点所占的像素数是由屏幕的宽度和心电图总长度相除计算得到。

程序计算过程：

通过两个触摸点的横坐标x1和x2分别除以pixelsPerPoint，得到两个点对应心电图上的点索引，分别记作n1和n2，通过n1和n2从电压数组中可取得两个点所对应的电压高度（v1和v2），即对应在心电图上的点的高度值，那么实际触摸点投影在心电图上的测量点坐标为：(n1, v1)和(n2, v2)

根据每点所占像素数可很容易画出两个测量点在屏幕上的位置。

程序输出：

两个测量点之间的横向时间差（以毫秒为单位）可由以下公式计算得出：

（(n2 – n1) / sample）x 1000 （毫秒）

两个测量点之间的纵向电压差可由以下公式计算得出：

v2 – v1

当用户在屏幕上滑动两根手指（或其中一根手指）时，以上程序自动重算之后，即可实时在屏幕上显示两个点的差值，这种操作方式可极大的提高测量的效率和准确性。

心电图的测量包括一个心搏周期之内的，还包括多个心搏之间的测量，图2是本发明在多个心搏周期之间的测量，二者从测量方法上本质相同。图2是本发明针对多个心搏周期的一种应用。

实施例

以iOS设备为例，详细描述本发明是如何实现并工作的。

iOS提供了一组手势API方法来捕捉当两根手指同时触摸屏幕时的方法，其中我们关心的是类：UIPinchGestureRecognizer。UIPinchGestureRecognizer类是一个针对多点触摸并进行捏合动作的具体手势类，当出现双点触摸事件时，我们在程序中可以获得UIPinchGestureRecognizer的一个实例（此处略去如何实现手势实例绑定的代码示例），该实例能够传递几个参数：

numberOfTouches：触摸点的个数

locationOfTouch(int index)：第index个点的触摸坐标

当numberOfTouches等于2时（即只有两个触摸点），我们通过下面的计算方法可获得两个点的横坐标x1和x2（x1为两点中相对左侧的触摸点）：

int x1 = self.touch1.x >= self.touch2.x ? self.touch2.x : self.touch1.x;

int x2 = self.touch1.x <= self.touch2.x ? self.touch2.x : self.touch1.x;

通过已知的每点像素数pixelsPerPoint，可通过下面的计算方法获得两个触摸点对应的心电点索引：

int n1 = Math.Floor(x1 / pixelsPerPoint);

int n2 = Math.Floor(x2 / pixelsPerPoint);

根据心电采集点数组voltage读取两个点对应的电压值（其中略去电压与纵向像素数的换算）：

int v1 = voltage[n1];

int v2 = voltage[n2];

至此已经分别得到了两个点的横坐标索引和纵坐标电压值，那么横坐标之差，即时间差（单位为毫秒）可由下面的公式计算得到：（其中sampleRate为每秒采样率）

ms = 1000 x (n2 – n1) / sampleRate

电压差即为：v2 – v1

以上是手势捕获和背后计算部分的实现，最后一部分工作是画图，将计算结果以可视化的形式反馈给用户，在iOS设备上，我们使用以下函数实现画图：

CGContextMoveToPoint：设置画图起始坐标点

CGContextAddLineToPoint：画线至某一个坐标点

CGContextFillEllipseInRect：在某个坐标位置画点

CGContextStrokePath：开始画图

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种以多点触摸的方式测量心电图的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的测量心电图的方法，其特征在于，所述显示以两个测量点为基准的横向标线和纵向标线是通过所述触摸屏设备提供的针对触摸手势的系列API，获取触摸屏在手指触碰和滑动时的事件和具体触摸点的坐标而得到。

3.根据权利要求2所述的测量心电图的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述心电图上的有效测量点通过以下方式得到：设两根手指在触摸屏上的实际触摸点坐标分别是：(x1, y1) 和 (x2, y2)；横坐标x1和x2分别除以pixelsPerPoint，得到两个点对应心电图上的点索引 n1和n2，其中，pixelsPerPoint为每个点在屏幕上所占的像素数；通过n1和n2从电压数组voltage[]中可取得两个点所对应的电压高度v1和v2，得到实际触摸点投影在心电图上的测量点坐标为：(n1, v1)和(n2, v2)；根据每点所占像素数画出两个测量点在屏幕上的位置。

4.根据权利要求3所述的测量心电图的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述时间差和电压差通过以下方式计算得到：两个测量点之间的时间差由以下公式计算得出：

（(n2 – n1) / sample）x 1000 （毫秒）其中，sample为采样率，即每秒采用点数；两个测量点之间的电压差可由以下公式计算得出：v2 – v1。

5.根据权利要求4所述的测量心电图的方法，其特征在于，所述步骤4中，所述测量不同的特征点对是由用户在屏幕上滑动两根手指或其中一根手指，通过以上程序自动重算，实时在屏幕上显示不同的特征点对的两个点的差值。

6.根据权利要求5所述的测量心电图的方法，其特征在于，所述触摸屏设备为iOS设备；所述系列API是由所述iOS提供的UIPinchGestureRecognizer类；所述手指接触屏幕上两个点时，所述UIPinchGestureRecognizer类传递以下参数：

numberOfTouches：触摸点的个数；

locationOfTouch(int index)：第index个点的触摸坐标；

Int x1 = self.touch1.x >= self.touch2.x ? self.touch2.x: self.touch1.x；

int x2 = self.touch1.x <= self.touch2.x ? self.touch2.x: self.touch1.x；

int n1 = Math.Floor(x1 / pixelsPerPoint);

int n2 = Math.Floor(x2 / pixelsPerPoint);

根据心电采集点数组voltage[]读取两个点对应的电压值：

int v1 = voltage[n1];

int v2 = voltage[n2];

使用以下函数实现画图，在iOS设备上将计算结果可视化：

CGContextMoveToPoint：设置画图起始坐标点；

CGContextAddLineToPoint：画线至某一个坐标点；

CGContextFillEllipseInRect：在某个坐标位置画点；

CGContextStrokePath：开始画图。