CN108685605B - 导管末端定位方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导管末端定位方法和系统，基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处。导管末端定位方法包括：同时采集体表心电信号和体内心电信号；在预设时间间隔内，根据体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息；根据体表QRS波群的位置信息定位获取体内心电信号中完整的体内P‑QRS波的当前P波幅值；根据当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取导管末端的位置信息；显示完整的体内P‑QRS波和导管末端的位置信息。上述方法操作方便、显示直观，极大提高穿刺手术的实用性和成功率，且在使用的过程中，不需其他辅助人员，且对人体无任何伤害。
Description
技术领域
本发明涉及血管内设备定位技术领域，特别是涉及导管末端定位方法和系统。
背景技术
经外周静脉置入的中心静脉导管(Peripherally Inserted Central VenousCatheters，PICC)是一种将导管插入脉管并置留开口于体外的治疗技术，手术过程中需要将导管经由人体经脉，较为精准的穿刺到上腔静脉靠近右心房交界处，这样就能够迅速将药物输入血液循环系统距离心脏较近的位置信息。穿刺置管术的关键在于让医护人员能及时准确的找到导管末端的位置信息，如导管穿刺位置信息过浅或过深，会引起血栓、静脉炎、静脉壁腐蚀、静脉穿孔、心肌穿孔等并发症。
为实现导管在体内穿刺过程中的精准定位，需要采用如X线定位、心电(electrocardiogram，心电)定位等辅助定位方式。其中，X线定位系统体积较大，操作复杂，需要由资深专业医生操作，并需要护士辅助，且人体长期接受X线照射会杀死体内白细胞，降低人体免疫力。采用心电定位时，需要依赖操作者的经验盲穿，穿刺成功率大大降低。
发明内容
基于此，有必要针对操作复杂、成功率低的问题，提供一种能够操作方便、显示直观、极大提高穿刺成功率的导管末端定位方法和系统。
一种导管末端定位方法，基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处，所述方法包括：
同时采集体表心电信号和体内心电信号；
在预设时间间隔内，根据所述体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息；
根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值；
根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息；
显示完整的所述体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息。
在其中一个实施例中，所述根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值，包括：
获取至少两个连续的体表QRS波群的位置信息以及相邻两个体表QRS波群的RR间期宽度；
根据所述相邻两个体表QRS波群的位置信息和RR间期宽度，获取完整的所述体内P-QRS波的检测区；
在所述检测区定位获取体内P波位置信息；
根据所述P波位置信息获取所述当前P波幅值。
在其中一个实施例中，在所述检测区定位获取体内P波位置信息，包括：
在所述检测区采用差分斜率法获取第一P波位置信息；
在所述检测区采用局部距离变化法获取第二P波位置信息；
判断所述第一P波位置信息与所述第二P波位置信息是否一致；
若一致，则将所述第一P波位置信息或所述第二P波位置信息作为所述体内P波位置信息；
若不一致，则根据所述第一P波位置信息、第二P波位置信息及结合预设生理参数范围确定所述体内P波位置信息。
在其中一个实施例中，所述根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息，包括：
设定所述预设P波幅值，所述预设P波幅值大于0；
计算所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值；
当所述比值大于1.5时，所述导管末端的位置信息到达上腔静脉。
在其中一个实施例中，所述根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息，包括：
设定所述预设P波幅值，所述预设P波幅值大于0；
计算所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值；
当所述比值大于-0.6小于0时，所述导管末端的位置信息到达右心房。
在其中一个实施例中，所述显示完整的所述体内P-QRS波，包括：
根据所述体表心电信号获取完整的体表P-QRS波，将所述体表P-QRS波作为底纹轮廓进行显示；
当获取完整的所述P-QRS波时，在所述底纹轮廓的基础上显示所述P-QRS波，使所述体表P-QRS波的P波分量与所述体内P-QRS波的P波分量位于同一在预设标识位。
在其中一个实施例中，所述显示所述导管末端的位置信息，包括：
显示中心静脉示意图，并在所述中心静脉示意图中标识出上腔静脉、右心房、下腔静脉的区域；
在所述中心静脉示意图中，根据所述导管末端的位置信息点亮中心静脉示意图中对应的区域。
在其中一个实施例中，还包括：
接收用户的冻结指令，获取冻结信息，所述冻结信息包括：当前的时间、心率信息、完整的所述体内P-QRS波；
按照接收用户的冻结指令的时间顺序分区域显示所述冻结信息。
本发明还提供一种导管末端定位系统，基于心电图信号将血管内设备的导管定位在心脏处，所述系统包括：
采集模块，用于同时采集体表心电信号和体内心电信号；
获取模块，用于在预设时间间隔内，根据所述体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息；
处理模块，用于根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值；
定位模块，用于根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息；及
显示模块，用于显示完整的所述体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息。
在其中一个实施例中，所述显示模块包括：
体表心电波形显示区域，用于显示根据体表心电信号的形成的体表心电波；
体内心电波形显示区域，用于显示完整的所述体内P-QRS波；
对比显示区域，用于在同一区域同时显示体表心电波与完整的所述体内P-QRS波；
导管末端位置显示区域，用于在中心静脉示意图中实时显示所述导管末端的位置信息；
多个冻结显示区域，用于根据用户的冻结指令按照时间顺序分区域显示完整的所述P-QRS波；
信息提示区域，用于显示所述定位系统的性能参数及被测用户的生理参数信息。
上述导管末端定位方法和系统，可以基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处，通过同时采集体表心电信号和体内心电信号，并根据体表QRS波群的位置信息定位获取体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值，根据当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取导管末端的位置信息，并显示完整的体内P-QRS波和导管末端的位置信息，以供医护人员查看，上述方法操作方便、显示直观，极大提高穿刺手术的实用性和成功率，且在使用的过程中，不需其他辅助人员，且对人体无任何伤害。
附图说明
图1为一个实施例中导管末端定位方法的流程图；
图2为一个实施例中根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值的流程图；
图3为一个实施例中在所述检测区定位获取体内P波位置信息的流程图；
图4为局部距离变换的示意图；
图5为一个实施例中显示完整的所述体内P-QRS波的流程图；
图6为一个实施例中显示窗口的界面显示图；
图7为一个实施例中显示所述导管末端的位置信息的流程图；
图8为另一个实施例中导管末端定位方法的流程图；
图9为一个实施例中导管末端定位系统的结构框架图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种导管末端定位方法，基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处。
需要说明的是，心脏收缩和舒张一次构成一个心动周期，一个心动周期的心电信号一般包括P波、PR段、QRS波群、ST段、T波等。其中，P波，正常心脏的电激动从窦房结开始。由于窦房结位于右心房与上腔静脉的交界处，所以窦房结的激动首先传导到右心房，通过房间束传到左心房，形成心电图上的P波。P波代表了心房的激动，是每一波组中的第一波，前半部代表右心房激动，后半部代表左心房的激动。QRS波群，包括三个紧密相连的波，第一个向下的波称为Q波，继Q波后的一个高尖的直立波称为R波，R波后向下的波称为S波。因其紧密相连，且反映了心室电激动过程，故统称为QRS波群。这个波群反映了左、右两心室的除极过程。
穿刺置管术中的导管可以理解为经外周静脉置入的中心静脉导管PICC，该穿刺置管术是基于四电极心电系统，该四电心电系统至少包括体表电极和体内电极(经外周静脉置入的中心静脉导管内的电导丝)，其中，体表电极包括体表电极RA(右胳膊)、体表电极LL(左腿)和体表电极RL(右腿)其中，体表电极RA置于人体的右胳膊，体表电极LL置于人体的左腿，体表电极RL置于人体的右腿。体内电极为体内电极H(用于接电导丝)。其中体表电极RA与体表电极LL形成体表II导，体内电极H导联与体表电极LL形成体内II导，形成双II导实时对比。
在一个实施例中，导管末端定位方法，包括：
步骤102：同时采集体表心电信号和体内心电信号。
需要进行穿刺置管术的病人在穿刺前，首先接好体表导联线(体表电极RA、体表电极LL和体表电极RL)，其中一个体内H导联的鳄鱼夹子接到进行穿刺的电导丝。穿刺过程中，通过静脉穿刺，将经外周静脉置入的中心静脉导管PICC刺入人体内。此时，可以同时通过体表电极可以实时采集体表心电信号，即人体表面心电波形数据，利用PICC内的电导丝(体内电极)采集人体内的体内心电信号。
步骤104：在预设时间间隔内，根据所述体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息。
在预设时间间隔(2～3秒)内，可以获取2000～3000个用户表示体表和体内心电信息的数据，根据获取的体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息。QRS波群分布于心电信号的中、高频区域，峰值落在10～20Hz之间，幅度特征非常明显，与其他波形区别显著。可以采用实时检测方法和非实时检测方法来检测QRS波群的位置信息。其中，非实时的检测方式可以采用小波分析法、神经网络法以及基于图形识别法；实时的检测方法可以对信号进行滤波差分处理并结合幅值来确定QRS波群的位置。具体地，基于差分斜率法可以检测出各周期中R波的顶点、RR间期信息，进而分别向前、向后寻找转折点，以获取Q波和S波的位置，也即，可以获取QRS波群的位置信息，计算出QRS波群的宽度信息，同时，还可以根据RR间期和QRS波的宽度，对心电信号进行诊断分类。
步骤106：根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值。
根据获取的QRS波群的位置信息就可以定位出体内相应的的QRS波群的位置信息。体内的P波在手术过程中，会变得高耸，给QRS波群的检测带来大的干扰，没法准确检测到每一个QRS波群的位置信息，鉴于体表、体内的QRS波群的位置信息一致，就可以通过体表的导联波形来确定的内心的QRS波群的位置信息。根据获取的体内QRS波群的位置信息，结合预设的算法，既可以在QRS波群的基础上，获取完整的P-QRS波，根据完整的P-QRS波，获取当前P波幅值。
步骤108：根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设导管末端位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息。
根据当前P波幅值和预设P波幅值就可以计算出两者的比值，该比值与预设的导管末端位置信息的映射关系，就可以获取当前P波幅值对应的导管末端的位置信息。
其中，预设P波幅值，可以为手术前，获取的稳定的体表P波幅值，也可以为手术过程中，获取的多个连续体表P波幅值的平均值或某一个相对稳定的P波幅值；也可以是医生根据用户的体表心电信号自定义的一个幅值。在此，对P波幅值的设定方式，不做进一步的限定，可以根据用户需求来设定。
基于体内P波在上腔静脉、右心房等不同部位会发生特异性变化就可以精准的定位体内导管末端的位置信息。该特异性变化可以理解为：导管末端进入上腔静脉，体内P波幅值会逐渐升高，导管末端到达上腔静脉与右心房的上壁交界连接点(CavoatrialJunction，CAJ)时，体内P波幅值与QRS主波幅值平齐。其中，上腔静脉与右心房的上壁交界连接点CAJ，也即，上腔静脉下1/3段，靠近右心房交界处，CAJ标志着上腔静脉的终点，也是PICC(经外周静脉置入中心静脉导管)尖端留置的最佳位置。
根据该特异性变化，可以设定当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设导管末端位置信息的映射关系，根据该映射关系就可以准确的定位导管末端的位置信息。
步骤110：显示完整的所述体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息。
当获取的完整的体内P-QRS波和导管末端的位置信息时，可以将获取的所有信息进行显示，以供医护人员查看。
上述导管末端定位方法，可以基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处，通过同时采集体表心电信号和体内心电信号，并根据体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值，根据当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取导管末端的位置信息，并显示完整的体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息，以供医护人员查看，上述方法操作方便、显示直观，极大提高穿刺手术的实用性，成功率，且在使用的过程中，不需其他辅助人员，且对人体无任何伤害。
如图2所示，在一个实施例中，所述根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值，包括：
步骤202：获取至少两个连续的体表QRS波群的位置信息以及相邻两个体表QRS波群的RR间期宽度。
在一个实施例中，可以根据获取的体表电信息，可以准确的获取在这预设时间间隔内(2～3秒)完整的心电图波形，也即，完整的P-QRS波。根据在预设时间间隔内获取的完整的心电波形，可以筛选出至少两个连续的QRS波群，以及两个连续的QRS波群之间RR间期宽度。
具体的，可以筛选出至少三个连续的QRS波群，也即，可以获取两个连续QRS波群的RR间期宽度，可以根据获取的两个连续的RR间期宽度，若两个连续的RR间期宽度在预设范围内相等，则表明未发生严重的波形干扰的状况(比如病患突发心律失常或剧烈运动)，则可以认为获取的QRS波群的位置信息是准确的。
步骤204：根据所述相邻两个体表QRS波群的位置信息和RR间期宽度，获取完整的所述体内P-QRS波的检测区。
由于，体表的QRS波群的位置信息和RR间期宽度与体内的QRS波群的位置信息和RR间期宽度具有一致性。同时，心动周期的心电信号所包括的波形，P波、PR段、QRS波群、ST段、T波等，其中，P波代表了心房的激动，是每一波组中的第一波，位于QRS波群前。根据获取的两个连续的体表QRS波群的位置信息，以及RR间期宽度，就可以间接的推算出体内P-QRS波的检测区。
步骤206：在所述检测区定位获取体内P波位置信息。
在获取的体内P-QRS波的检测区内，根据预设算法，例如差分斜率结合局部距离变换法，就可以准确的定位出体内P波的位置信息。
步骤208：根据所述P波位置信息获取所述当前P波幅值。
其中，P波位置信息包括P波的起、止端点、幅值基准线、P波幅值以及时间宽度等。根据获取的P波位置信息就可以获取当前P波幅值。
进一步的，如图3所示，在一个实施例中，在所述检测区定位获取体内P波位置信息，包括：
步骤302：在所述检测区采用差分斜率法获取第一P波位置信息。
对于心电信号中，考虑当前选取的QRS波群与上一个QRS波群之间，排除T，P波会存在的片段，基于这个片段通过差分斜率法寻找P波位置。
根据差分公式(1)确定体内心电信息的负斜率
Diff(x)＝S(x)-S(x-t)(1)
Diff(x)为差分后信号，S(x)为体内P波检测区差分前信号，t为设定的间隔(差分的时间差)，x为当前点坐标。可以根据采用频率确定合适的差分间隔，利用预设时间间隔的差分结果找到斜率最大值的心电信号的幅值最大值，P波检测区差分前信号通过幅度校准，以获取幅值最大位置，该位置的位置信息就为第一P波位置信息。其中，第一P波位置信息包括第一P波的起、止点位置信息、幅值基准线、第一P波幅值以及时间宽度等。其中，第一P波在去除QRS波群和T波之外，对于基线波形，是有明显起伏的波形。
步骤304：在所述检测区采用局部距离变化法获取第二P波位置信息。
在检测区采用局部距离变换法来获取第二P波位置信息。
需要说明的是，局部距离变换，是指在待分析信号曲线中选取包含所要提取特征点的一个辅助段，经该段起、止端点做一条直线，计算辅助段中信号曲线上的每一点到连接该段起、止端点的直线的距离，将最大距离点作为该段信号曲线中的特征点。图4为局部距离变换的示意图，其中AB表示所选辅助段的起止端点，C为提取出的特征点。根据局部距离变换法，可以在待测P波检测区域选择适当的起、止端点，做一条直线，计算待分析段信号的每一点到该直线的距离，如公式(2)所示，距离最大的点对应于第二P波的峰值，继而可以获取第二P波位置信息，计算出第二P波幅值和时间宽度。
D＝max|Ax+by+C| (2)
其中，x为当前点坐标，y为对应的信号幅度值，a、b、c是起止点确定的直线系数。
需要说明的是，步骤302、步骤304的顺序可以调换，不限定其先后顺序。
步骤306：判断所述第一P波位置信息与所述第二P波位置信息是否一致。
在检测区可以通过差分斜率法获取第一P波位置信息，也可以采用局部距离变化法获取第二P波位置信息，其中，体内P波位置信息可以为第一P位置信息也可以为第二P波位置信息。在手术的过程中，若受到外界环境的影响，就会对心电信息造成干扰，其采用差分斜率法和局部距离变换法分别获取的第一P波位置、第二P波位置不一致；若没有收到外界的干扰，其采用查分斜率法和局部变换法获取的第一P波位置和第二P波位置基本一致。其中，一致性可以为P波位置信息中所包含的P波的起、止端点、幅值基准线、P波幅值以及时间宽度中的至少一种。
也即，可以通过比较获取的第一P波位置信息和第二P波位置信息的一致性，进而确定体内P波位置信息。
当第一P波位置信息和第二P波位置信息一致时，则执行步骤308：将所述第一P波位置信息或所述第二P波位置信息作为体内P波位置信息。也即，当前心电信号的采集没有受到外界干扰，可以将具有一致性的第一P波位置信息和第二P波位置信息作为体内P波位置信息。
当第一P波位置信息和第二P波位置信息不一致，则执行步骤310：根据所述第一P波位置信息、第二P波位置信息及结合预设生理参数范围确定体内P波位置信息。手术过程中，若受到外界干扰时，可以根据获取的第一P波位置信息、第二P波位置信息来确定准确的体内P波位置信息。通过分析第一P波位置信息、第二P波位置信息，当遇上基线直线偏移剧烈，则将采用差分斜率法获取的第一P波位置信息作为体内P波位置信息；当存在尖细波形干扰时，将采用局部距离变化法获取的第二P波位置信息作为体内P波位置信息。
在获取体内P波位置信息时，可以结合差分斜率法和局部距离变化法，获取相应的检测结果，根据检测结果采用相应的预设策略来确定体内P波位置信息，可以提高检测体内P波位置信息的准确性。
在一个实施例中，所述根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息，包括：设定所述预设P波幅值，所述预设P波幅值大于0；计算所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值；当所述比值大于1.5时，所述导管末端的位置信息到达上腔静脉。
需要说明的是，常见P波形态包括单向(正向或负向)、双向(正负双向或负正双向)以及双峰。本申请所提供的方法可以应用于单向(正向或负向)P波形态。其中，当P波形态为正向时，P波幅值为正；当P波形态为负向时，P波幅值为负。
预设P波幅值，可以为手术前，获取的稳定的体表P波幅值，也可以为手术过程中，获取的多个连续体表P波幅值的平均值或某一个相对稳定的P波幅值；也可以是医生根据用户的体表心电信号自定义的一个幅值。预设P波为正向P波，预设P波幅值大于0。
在另一个实施例中，所述根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息，包括：设定所述预设P波幅值，所述预设P波幅值大于0；计算所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值；当所述比值大于-0.6小于0时，所述导管末端的位置信息到达右心房。
进一步的，当前P波幅值与预设P波幅值的比值在-0.3到0之间时，导管末端的位置信息到达右心房。
在一个实施例中，显示完整的所述体内P-QRS波，包括：
步骤502：根据所述体表心电信号获取完整的体表P-QRS波，将所述体表P-QRS波作为底纹轮廓进行显示。
根据采集的体表信号，以及结合差分斜率和局部距离变换法，可以获取完整的体表P-QRS波，其中，可以将获取的体表P-QRS波作为底纹轮廓进行显示。
进一步的，还可以将获取的体表P-QRS波在单独的区域进行显示。
步骤504：当获取完整的所述P-QRS波时，在所述底纹轮廓的基础上显示所述体内P-QRS波，使所述体表P-QRS波的P波分量与所述体内P-QRS波的P波分量位于同一在预设标识位。
同时，将获取的完整的P-QRS波时，在底纹轮廓的基础上显示获取的体内P-QRS波，使体表P-QRS波的P波分量与所述体内P-QRS波的P波分量位于同一在预设标识位。
具体的，如图6所示，显示窗口包括多个显示区域，其中，包括用于实时显示体内P-QRS波的体内心电波形显示区域610；用于实时显示体表P-QRS波的体表心电波形显示区域620；用于显示体表P-QRS波(虚线表示)与体内P-QRS波(实线表示)对比图的对比显示区域630，其中，体表P-QRS波作为底纹轮廓在对比显示区域630进行显示。其中，预设标识位631通过虚线动态标识呈现，这样就可以直接通过预设标识位631获取P波幅值，P波幅值变化便一目了然，直观。
在一个实施例中，所述显示所述导管末端的位置信息，包括：
步骤702：显示中心静脉示意图，并在所述中心静脉示意图中标识出上腔静脉、右心房、下腔静脉的区域。
参考图6，显示窗口还包括用于显示中心静脉示意图的导管末端位置显示区域640，在导管末端位置显示区域640显示了心脏、右心房、上腔静脉和下腔静脉的示意图。
步骤704：在所述中心静脉示意图中，根据所述导管末端的位置信息点亮中心静脉示意图中对应的区域。
手术过程中，随着导管末端的移动，导管末端位置显示区域640会通过文字信息的方式实时显示当前导管末端的位置信息，用于提示医护人员。同时，在该中心静脉示意图中，也会实时显示当前导管末端的位置，其显示的方式，可以通过在中心静脉图中点亮当前导管末端所在的位置，其通过图文结合的方式显示导管末端的位置信息更为直观的显示给医护人员观看。
进一步的，在导管末端位置显示区域640还可以显示当前病人的心率值，把最有效的生理信息直观的提供给操作者。同时，还可以将获取的体内、体表的波形进行保存。
在一个实施例中，还包括：
步骤802：接收用户的冻结指令，获取冻结信息，所述冻结信息包括：当前的时间、心率信息、完整的所述体内P-QRS波。
当需要冻结某一体内P-QRS波时，当医护人员选择冻结，才截取冻结当前体内的一个包含P波的片段进行显示。也即，当接收到用户的冻结指令时，就可以获取冻结信息。冻结信息包括：当前的时间、心率信息、完整的所述体内P-QRS波。也即，每次冻结体内P波的同时，还可以冻结记录时间和心率值信息。
需要说明的是，冻结指令用于冻结当前体内P-QRS波中的包括的P波片段，可以仅为P波分量，也可以为完整的P-QRS波。
步骤804：按照接收用户的冻结指令的时间顺序分区域显示所述冻结信息。
参考图6，显示窗口还包括用于显示冻结信息的多个冻结显示区域650，用于按时间顺序分区域显示对应的冻结信息。
通过设置多个冻结显示区域650，在检测到医护人员在冻结单元的冻结指令时，可以便捷、准确的冻结并显示手术过程中导管末端所在不同部位对应的P波形态，通过不同时刻的直观对比让医护人员更精准判断出导管所在位置信息，同时冻结的波形数据提供给医护人员作为手术报告存档和PICC穿刺实例的研究。
进一步的，冻结的体内P波的名称还可以由医生根据实际情况自定义设置，以满足不同医院不同情况手术报告的需求。在显示冻结的体内P波的同时，还可以显示冻结的记录时间和心率值信息，还可以将冻结信息保存到病档，做为报告打印输出，实现病人生理信息的强记录性。
本申请能够采用不同的显示形式来直观对比P波变化。其一，在体内心电波形显示区域610和体表心电波形显示区域620可以实现体内P-QRS波和体表P-QRS波的实时监护波形对比；其二，在对比显示区域630实现了体内单个完整P-QRS波轮廓与预设P波(医生自定义)的同时显示对比；其三，医护人员可以通过主观意识在多个冻结显示区域650冻结不同时刻导管末端所在不同部位的体内P波的对比。通过这三种直观的对比方法，能够让医护快速确定体内P波的变化趋势，及时确定导管末端所在的位置信息。
通过上述方法，可以直观的观察到穿刺过程中体内P波的变化趋势，避免PICC穿刺置管时的盲插所带来的各种危害；并通过医护人员的主观意识简单高效的把体内波形数据保存下来，可以自动确定穿刺过程中导管末端所在位置信息并进行显示，还能把最有效的生理信息直观的显示给医护人员，同时，还能提高心电定位手术的实施效率、通用性和成功率。使用上述方法，无需手术室，在病床旁即可操作，操作流程简单，可以由护士单独简单操作即可完成全套置管手术流程。
如图9所示，本发明还提供一种导管末端定位系统，基于心电图信号将血管内设备的导管定位在心脏处，所述系统包括：
采集模块910，用于同时采集体表心电信号和体内心电信号；
获取模块920，用于在预设时间间隔内，根据所述体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息；
处理模块930，用于根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的P-QRS波的当前P波幅值；
定位模块940，用于根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息；及
显示模块950，用于显示完整的所述体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息。
上述导管末端定位系统，可以基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处，通过采集模块910同时采集的体表心电信号和体内心电信号，处理模块930根据体表QRS波群的位置信息定位获取体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值，定位模块940根据当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取导管末端的位置信息，并由显示模块950显示完整的体内P-QRS波和导管末端的位置信息，以供医护人员查看，上述系统操作方便、显示直观，极大提高穿刺手术的实用性和成功率，且在使用的过程中，不需其他辅助人员，且对人体无任何伤害。
如图6所示，在一个实施例中，显示模块，包括：
体内心电波形显示区域610，用于显示完整的所述体内P-QRS波；
体表心电波形显示区域620，用于显示根据体表心电信号的形成的体表心电波；
对比显示区域630，用于在同一区域同时显示体表心电波与完整的所述体内P-QRS波；
导管末端位置显示区域640，用于在中心静脉示意图中实时显示所述导管末端的位置信息；
多个冻结显示区域650，用于根据用户的冻结指令按照时间顺序分区域显示完整的所述P-QRS波。
其中，体表P-QRS波作为底纹轮廓在对比显示区域630进行显示。其中，预设标识位631通过虚线动态标识呈现，这样就可以直接通过预设标识位631获取P波幅值，P波幅值变化便一目了然，直观。
手术过程中，随着导管末端的移动，导管末端位置显示区域640会通过文字信息的方式实时显示当前导管末端的位置信息，用于提示医护人员。同时，在该中心静脉示意图中，也会实时显示当前导管末端的位置，其显示的方式，可以通过在中心静脉图中点亮当前导管末端所在的位置，其通过图文结合的方式显示导管末端的位置信息更为直观的显示给医护人员观看。
进一步的，在导管末端位置显示区域640还可以显示当前病人的心率值，把最有效的生理信息直观的提供给操作者。同时，还可以将获取的体内、体表的波形进行保存。
冻结显示区域650包括三个独立的冻结单元，用于按时间顺序分区域显示对应的冻结信息。
通过设置多个用于显示冻结信息的冻结单元，在检测到医护人员在冻结单元的冻结指令时，可以便捷、准确的冻结并显示手术过程中导管末端所在不同部位对应的P波形态，通过不同时刻的直观对比让医护人员更精准判断出导管所在位置信息，同时冻结的波形数据提供给医护人员作为手术报告存档和PICC穿刺实例的研究。
进一步的，冻结的体内P波的名称还可以由医生根据实际情况自定义设置，以满足不同医院不同情况手术报告的需求。在显示冻结的体内P波的同时，还可以显示冻结的记录时间和心率值信息，还可以将冻结信息保存到病档，做为报告打印输出，实现病人生理信息的强记录性。
进一步的，显示模块还包括信息提示区域，以及用于实现多功能控制的空间控件等。
本申请能够采用不同的显示形式来直观对比P波变化。其一，在体内心电波形显示区域610和体表心电波形显示区域620可以实现体内P-QRS波和体表P-QRS波的实时监护波形对比；其二，在对比显示区域630实现了体内单个完整P-QRS波轮廓与预设P波(医生自定义)的同时显示对比；其三，医护人员可以通过主观意识在多个冻结显示区域650冻结不同时刻导管末端所在不同部位的体内P波的对比。通过这三种直观的对比方法，能够让医护快速确定体内P波的变化趋势，及时确定导管末端所在的位置信息。
通过上述方法，可以直观的观察到穿刺过程中体内P波的变化趋势，避免PICC穿刺置管时的盲插所带来的各种危害；并通过医护人员的主观意识简单高效的把体内波形数据保存下来，可以自动确定穿刺过程中导管末端所在位置信息并进行显示，还能把最有效的生理信息直观的显示给医护人员，同时，还能提高心电定位手术的实施效率、通用性和成功率。使用上述方法，无需手术室，在病床旁即可操作，操作流程简单，可以由护士单独简单操作即可完成全套置管手术流程。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种导管末端定位方法，基于心电图信号将穿刺置管术中的导管定位在心脏处，其特征在于，所述方法包括：
同时采集体表心电信号和利用已置于心脏处的体内电极采集体内心电信号；
在预设时间间隔内，根据所述体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息；
根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值；
根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息；
显示完整的所述体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值，包括：
获取至少两个连续的体表QRS波群的位置信息以及相邻两个体表QRS波群的RR间期宽度；
根据所述相邻两个体表QRS波群的位置信息和RR间期宽度，获取完整的所述体内P-QRS波的检测区；
在所述检测区定位获取体内P波位置信息；
根据所述P波位置信息获取所述当前P波幅值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述检测区定位获取体内P波位置信息，包括：
在所述检测区采用差分斜率法获取第一P波位置信息；
在所述检测区采用局部距离变化法获取第二P波位置信息；
判断所述第一P波位置信息与所述第二P波位置信息是否一致；
若一致，则将所述第一P波位置信息或所述第二P波位置信息作为所述体内P波位置信息；
若不一致，则根据所述第一P波位置信息、第二P波位置信息及结合预设生理参数范围确定所述体内P波位置信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息，包括：
设定所述预设P波幅值，所述预设P波幅值大于0；
计算所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值；
当所述比值大于1.5时，所述导管末端的位置信息到达上腔静脉。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息，包括：
设定所述预设P波幅值，所述预设P波幅值大于0；
计算所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值；
当所述比值大于-0.6小于0时，所述导管末端的位置信息到达右心房。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示完整的所述体内P-QRS波，包括：
根据所述体表心电信号获取完整的体表P-QRS波，将所述体表P-QRS波作为底纹轮廓进行显示；
当获取完整的所述P-QRS波时，在所述底纹轮廓的基础上显示所述P-QRS波，使所述体表P-QRS波的P波分量与所述体内P-QRS波的P波分量位于同一在预设标识位。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示所述导管末端的位置信息，包括：
显示中心静脉示意图，并在所述中心静脉示意图中标识出上腔静脉、右心房、下腔静脉的区域；
在所述中心静脉示意图中，根据所述导管末端的位置信息点亮中心静脉示意图中对应的区域。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收用户的冻结指令，获取冻结信息，所述冻结信息包括：当前的时间、心率信息、完整的所述体内P-QRS波；
按照接收用户的冻结指令的时间顺序分区域显示所述冻结信息。
9.一种导管末端定位系统，基于心电图信号将血管内设备的导管定位在心脏处，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于同时采集体表心电信号和体内心电信号；
获取模块，用于在预设时间间隔内，根据所述体表心电信号获取体表QRS波群的位置信息；
处理模块，用于根据所述体表QRS波群的位置信息定位获取所述体内心电信号中完整的体内P-QRS波的当前P波幅值；
定位模块，用于根据所述当前P波幅值与预设P波幅值的比值和预设位置信息的映射关系，获取所述导管末端的位置信息；及
显示模块，用于显示完整的所述体内P-QRS波和所述导管末端的位置信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述显示模块包括：
体表心电波形显示区域，用于显示根据体表心电信号的形成的体表心电波；
体内心电波形显示区域，用于显示完整的所述体内P-QRS波；
对比显示区域，用于在同一区域同时显示体表心电波与完整的所述体内P-QRS波；
导管末端位置显示区域，用于在中心静脉示意图中实时显示所述导管末端的位置信息；
多个冻结显示区域，用于根据用户的冻结指令按照时间顺序分区域显示完整的所述P-QRS波；
信息提示区域，用于显示所述定位系统的性能参数及被测用户的生理参数信息。
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