CN105869197B - 一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，其包括如下步骤：计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An；分配各通道心电波形绘制空间高度Hn；计算各通道心电波形基线值MEANn；计算出心电波形基线的放置位BASELINEn，计算各通道心电波形最大值，最小值，基线位置值，在各输出通道波形的各自区域计算出心电波形基线放置位置，并自动调整心电波形输出基线位置，保证心电波形放置在各自区域的中心位置，充分利用心电波形绘制区域空间，在心电波形增益尽可能不调整的情况下，避免波形越界和交越，以获得心电波形排列合理，增益适当，美观大方的病人心电报告，方便医生阅图。

Description

一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法
技术领域
本发明涉及一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法。
背景技术
心电图机是记录心脏生物电活动波形(即心电图)的生理功能检测仪器，可提供各种心脏病确诊和治疗的基本信息，有助于分析和认识各类心律失常，诊断多种心血管疾病，帮助了解某些药物和电解质紊乱以及酸碱失衡对心肌的影响等病理，因此心电图机在心脏病检查中具有重要的地位。
现有心电图机按照记录器输出道数划分为单道心电图机和多道心电图机，主流多道心电图机一般包括三道、六道和十二道心电图机等，输出的导联波形分别为肢体I导联、肢体II导联、肢体III导联、加压肢体aVR导联、加压肢体aVL导联、加压肢体aVF导联、胸导联V1-V6。心电图机的波形输出一般有两种方式，波形屏幕显示输出，波形记录输出，无论是屏幕显示输出还是记录输出，均会受到输出区域范围的限制。在现实应用中，记录输出比屏幕显示输出更为重要。目前主流心电图机中，三道心电图机的记录输出纸宽一般为80mm；六道心电图机的记录输出纸宽一般为112mm；十二道心电图机的记录输出纸宽一般为215mm。多道心电图机同时输出的波形电压幅值如果较大，在波形输出时，如果将波形基线位置均匀分配于绘制区域，囿于输出区域范围的限制，波形就可能产生越界和交越，影响医生诊断。
现在心电图机的一般做法是实时监测同时输出波形的电压幅值，如果发现波形电压幅值过大，超过被分配的绘制区域，软件自动调整波形增益，避免波形产生越界和交越。这种处理方法能有效避免波形越界和交越，但同时存在一些缺陷和不足:
1)将波形基线位置均匀分配于绘制区域，由于各通道波形电压幅值分布不均，电压幅值大的相邻通道波形产生交越，电压幅值小的通道波形浪费绘制空间。波形绘制时，交越与空白并存，绘制效果不美观。
2))各通道波形电压幅值分布不均，判断相邻通道波形产生交越，调小波形增益，会使得电压幅值不大的波形幅度变得更小，对影响医生诊断产生影响。
3)部分病人波形电压幅值过大，降低增益仍然会出现波形越界和交越。进一步降低波形增益，对医生诊断影响过大。
将波形基线位置均匀分配于绘制区域会造成心电波形越界和交越，也会造成绘制空间浪费，心电报告不美观，医生阅图不便，采用自动调整输出波形增益的方法能够避免波形越界和交越，但仍存在一些的缺陷和不足。通过对心电波形输出算法的不断改进，自动调整波形基线输出位置，可有效的避免这些问题的出现。本发明就是针对这些缺陷的改进方法。
发明内容
基于背景技术中所提及的问题，本发明提出一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，通过对心电波形输出方法的不断改进，自动调整波形基线输出位置，可有效的避免心电波形越界和交越、绘制空间浪费、心电报告不美观，医生阅图不便等问题的出现，其具体技术内容如下：
一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，包括如下步骤：
步骤一：计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An；
具体是，先循环缓冲存储t秒各采集通道的心电波形数据，并于心电波形记录指令触发前获取缓冲的各采集通道心电波形数据的电压最大值VMAXn和最小值VMINn，由此计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An，所用公式为
An＝VMAXn-VMINn；(n＝1，2，3...)
上式中，n为采集通道的标号，VMAXn为n号采集通道的心电波形数据电压最大值，VMINn为n号采集通道的心电波形数据电压最小值；
步骤二：分配各通道心电波形绘制空间高度Hn；
具体是，由绘制区域的总高度及上述各采集通道的心电波形电压幅值An，计算各通道所占绘制区域的比例，再根据该比例在波形绘制区域分配各通道心电波形的绘制区域高度Hn，所用公式为
Hn＝H*An/(A1+A2+…+An)；(n＝1，2，3...)
上式中,Hn为分配给n号采集通道的绘制区域高度，H为波形绘制区域的总高度，A1、A2...An为各采集通道的心电波形电压幅值；
步骤三：计算各通道心电波形基线值MEANn；
具体是，各采集通道的心电波形数据的平均值视为心电波形基线值，所用公式为
MEANn＝SUM(n)/(SAMPLE*t)；(n＝1，2，3...)
上式为各通道t秒缓冲心电波形数据的平均值计算公式,MEANn为n号采集通道的基线值，SUM(n)为n号采集通道的心电波形数据的总和，SAMPLE为心电波形的采样率；
步骤四：计算出心电波形基线的放置位；
具体是，根据各采集通道心电波形的最大值VMAXn、最小值VMINn和基线值MEANn，计算出各采集通道各自的波形输出区域中的心电波形基线放置位BASELINEn，该心电波形基线放置位BASELINEn为心电波形基线相对于绘制区域下限的距离值，令该心电波形处于各自区域的中心位置；所用公式为
BASELINEn＝Hn*(MEANn-VMINn)/An；(n＝1，2，3...)
上式中,BASELINEn为n号采集通道的心电波形基线的放置位，Hn为n采集通道的绘制区域高度，MEANn为n号采集通道的波形基线值，VMINn：为n号采集通道的心电波形数据电压最小值。
于本发明的一个或多个实施例当中，当各通道的心电波形电压幅值总和大于波形绘制区域的总高度H时(即A1+A2+…+An(n＝1，2，3...)>H)，自动开启心电图机的波形增益调整，同比例缩小各通道的心电波形电压幅值。
于本发明的一个或多个实施例当中，该缓冲存储时间t的取值范围是1至3秒。
本发明与现有技术相比，其优越性体现在：基于病人心电报告清晰输出的重要性，针对现有仅通过自动调整心电波形增益的不足，在心电图机上，当进行波形输出时，依照各通道电压幅值比例合理分配绘制区域空间，计算各通道心电波形最大值，最小值，基线位置值，在各输出通道波形的各自区域计算出心电波形基线放置位置，并自动调整心电波形输出基线位置，保证心电波形放置在各自区域的中心位置，充分利用心电波形绘制区域空间，在心电波形增益尽可能不调整的情况下，避免波形越界和交越，以获得心电波形排列合理，增益适当，美观大方的病人心电报告，方便医生阅图。
附图说明
图1为计算心电波形幅值的心电波形采样点示意图。
图2为分配各通道心电波形绘制空间高度的示意图。
图3为在各通道输出区域内定位心电波形基线的示意图。
具体实施方式
如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：
一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，2包括如下步骤：
步骤一：计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An；
具体是，先循环缓冲存储2秒各采集通道的心电波形数据，并于心电波形记录指令触发前获取缓冲的各采集通道心电波形数据的电压最大值VMAXn和最小值VMINn，由此计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An，所用公式为
An＝VMAXn-VMINn；(n＝1，2，3...)
上式中，n为采集通道的标号，VMAXn为n号采集通道的心电波形数据电压最大值，VMINn为n号采集通道的心电波形数据电压最小值；
步骤二：分配各通道心电波形绘制空间高度Hn；
具体是，由绘制区域的总高度及上述各采集通道的心电波形电压幅值An，计算各通道所占绘制区域的比例，再根据该比例在波形绘制区域分配各通道心电波形的绘制区域高度Hn，所用公式为
Hn＝H*An/(A1+A2+…+An)；(n＝1，2，3...)
上式中,Hn为分配给n号采集通道的绘制区域高度，H为波形绘制区域的总高度，A1、A2...An为各采集通道的心电波形电压幅值；
步骤三：计算各通道心电波形基线值MEANn；
具体是，各采集通道的心电波形数据的平均值视为心电波形基线值，所用公式为
MEANn＝SUM(n)/(SAMPLE*2)；(n＝1，2，3...)
上式为各通道2秒缓冲心电波形数据的平均值计算公式,MEANn为n号采集通道的基线值，SUM(n)为n号采集通道的心电波形数据的总和，SAMPLE为心电波形的采样率；
步骤四：计算出心电波形基线的放置位BASELINEn；
具体是，根据各采集通道心电波形的最大值VMAXn、最小值VMINn和基线值MEANn，计算出各采集通道各自的波形输出区域中的心电波形基线放置位BASELINEn，该心电波形基线放置位BASELINEn为心电波形基线相对于绘制区域下限的距离值，令该心电波形处于各自区域的中心位置；所用公式为
BASELINEn＝Hn*(MEANn-VMINn)/An；(n＝1，2，3...)
上式中,BASELINEn为n号采集通道的心电波形基线的放置位，Hn为n采集通道的绘制区域高度，MEANn为n号采集通道的波形基线值，VMINn：为n号采集通道的心电波形数据电压最小值。
当各通道的心电波形电压幅值总和大于波形绘制区域的总高度H时(即A1+A2+…+An(n＝1，2，3...)>H)，自动开启心电图机的波形增益调整，同比例缩小各通道的心电波形电压幅值。
心电图机根据上述实施例所得数值参数控制打印输出，令心电波形被完整地输出于绘制区域上，其具有如下有益效果：
1、本发明可充分利用心电波形绘制区域，均衡分布各通道心电波形输出位置，避免波形绘制区域的空间浪费，避免波形的越界和交越，输出波形更加美观大方，这在道数较多的多道心电图机上体现的更加明显。
2、通过本技术方法，在大多数情况下，不调整波形增益，即可避免波形越界和交越，心电报告保持原始增益时心电波形细节更加清晰，更加符合医生的阅图习惯，医生阅图也更加方便、快捷。
3、通过本技术方法，在病人心电波形电压幅值非常大的极端情况下，可避免增益过小的情况出现，增益减半即可避免波形交越。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (3)

1.一种多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An；
具体是，先循环缓冲存储t秒各采集通道的心电波形数据，并于心电波形记录指令触发前获取缓冲的各采集通道心电波形数据的电压最大值VMAXn和最小值VMINn，由此计算出各采集通道所获取的心电波形电压幅值An，所用公式为
An＝VMAXn-VMINn；(n＝1，2，3...)
上式中，n为采集通道的标号，VMAXn为n号采集通道的心电波形数据电压最大值，VMINn为n号采集通道的心电波形数据电压最小值；
步骤二：分配各通道心电波形绘制空间高度Hn；
具体是，由绘制区域的总高度及上述各采集通道的心电波形电压幅值An，计算各通道所占绘制区域的比例，再根据该比例在波形绘制区域分配各通道心电波形的绘制区域高度Hn，所用公式为
Hn＝H*An/(A1+A2+…+An)；(n＝1，2，3...)
上式中,Hn为分配给n号采集通道的绘制区域高度，H为波形绘制区域的总高度，A1、A2...An为各采集通道的心电波形电压幅值；
步骤三：计算各通道心电波形基线值MEANn；
具体是，各采集通道的心电波形数据的平均值视为心电波形基线值，所用公式为
MEANn＝SUM(n)/(SAMPLE*t)；(n＝1，2，3...)
上式为各通道t秒缓冲心电波形数据的平均值计算公式,MEANn为n号采集通道的基线值，SUM(n)为n号采集通道的心电波形数据的总和，SAMPLE为心电波形的采样率；
步骤四：计算出心电波形基线的放置位BASEL I NEn；
具体是，根据各采集通道心电波形的最大值VMAXn、最小值VMINn和基线值MEANn，计算出各采集通道各自的波形输出区域中的心电波形基线放置位BASELINEn，该心电波形基线放置位BASELINEn为心电波形基线相对于绘制区域下限的距离值，令该心电波形处于各自区域的中心位置；所用公式为
BASELINEn＝Hn*(MEANn-VMINn)/An；(n＝1，2，3...)
上式中,BASELINEn为n号采集通道的心电波形基线的放置位，Hn为n采集通道的绘制区域高度，MEANn为n号采集通道的波形基线值，VMINn：为n号采集通道的心电波形数据电压最小值。
2.根据权利要求1所述的多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，其特征在于：当各通道的心电波形电压幅值总和大于波形绘制区域的总高度H时(即A1+A2+…+An(n＝1，2，3...)>H)，自动开启心电图机的波形增益调整，同比例缩小各通道的心电波形电压幅值。
3.根据权利要求1或2所述的多通道心电波形绘制自动调整基线输出位置的方法，其特征在于：该缓冲存储时间t的取值范围是1至3秒。
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