以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法

2023-08-13 08:03:11 2

專利名稱：以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法
技術領域：
本發明涉及一種用於醫療臨床上使用的心電圖類檢測儀器的導聯方法，尤其是一種結合儀器內心電放大硬體系統，以計算機軟體方法實現，用數學推導方法推衍出的操作極為簡單，僅用七個體表電極即可獲得心電幾乎全部導聯，大量信息量的以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法。
背景技術：
本發明技術理論基礎源於心電向量—心電正交心電圖和臨床心電圖的二次投影基本理論。
心電二次投影理論為心電圖產生的最基本理論，是目前心電圖界用於解釋心電圖產生的教學理論。其理論基礎被廣大心電界專家認可，但始終未真正應用於臨床使用中。
心電向量正交心電圖和心電圖的關係從理論上講，心電圖的產生是心電向量二次投影的結果。並且，對於判斷具有方向性質心電活動的病理變化，尤其是體現心電活動的三維空間變化特點方面，心電向量較常規心電圖而言有明顯優越性。因此在多年的臨床應用中，心電向量和心電圖始終相輔相成，相得益彰。
但是，心電向量又不完全等同於心電圖，由於種種原因的客觀存在，根據向量圖軌跡繪製出來的心電圖，或由常規心電圖直接繪製出來的心電向量圖之間往往存在較大差異。可以看出，完全用心電向量來解釋心電圖的產生尚有許多不完善的地方。因此一些學者認為由心電向量圖推算出來的心電圖完全是一種人工推衍是不準確的，不宜推廣。但是，不論是從理論角度上講，還是從實際臨床運用上看，心電向量和心電圖的產生關係是密不可分的，心電向量圖及其派生出來的正交心電圖仍對臨床心電診斷有重大意義。
一、心電向量的導聯體系種類(一)導聯體系種類記錄心電向量用的導聯種類很多，投入應用和已見報導的不下二十餘種，但最常見到的有以下幾種(1)Wilson等氏的等邊四面體系(Eqwilateral tetrahedrom system，1947.)為五電極方式該導聯體系假定心臟位於一個三角形四邊體的中心，此四邊體是等邊的，四個頂角安放四個電極，電極1-3分別位於右臂(R)、左臂(L)及左足(F)，並共同聯為中心電站(C)。電極4位於背部第七胸椎水平左2.0cm處(B)，做為四邊體的端點，各電極連接得(I)，即形式左右軸由電極1-2為I，上下軸由電極3-4為avf及前後軸由電極4及中心電站C為VB三個導聯軸，以顯示額面(F)、側面(S)和橫面(H)三個平面向量圖。
(2)Grishman氏立方體體系(cube system，1952)為五電極方式該導聯體系亦假定心臟位於一個四方形立方體的中心，立方體有八個頂角，取其四個安放電極。其方法是電極1-2分別位於左及右腋後線第一(或第二)腰椎水平，電極3位於右腋前線第一(或第二)腰椎水平，電極4位於右腋後線肩胛骨上方。各電極相連接得出X軸(水平軸即左右軸)由電極1-2組成，Y軸(上下軸)由電極2-4組成，Z軸(前後軸)由電極2-3組成構成三個導聯軸，用以顯示額面(F)，側面(S)和橫面(H)三個平面心電向量。
(3)Schmitt-simonson氏14電極體系(14-Electrode or SVEC-IIIsystem，1955.)其電極1-4位於胸前四角形成四方形，分別位於左右胸骨旁線第三、六肋間水平的鎖骨中線內側處，電極5-8位於背後構成四方形和胸前1-4相對應，電極9-10位於左側臂(或腕)及胸骨旁線第五肋間水平的左腋前線，電極11-12位於9-10電極相應對側。電極13位於左下肢，電極14位於右側頸部。各電極通過電阻網絡形成X、Y、Z軸，從而產生額面(F)，側面(S)及橫面(H)三個平面心電向量圖。
(4)Frank氏七電極導聯體系(T-Electrode system，1956)其中五個電極在胸廓，即電極A-I分別位於左右腋中線四-五肋間水平，電極E-M分別位於胸前正中線及背部脊柱中線第四-五肋間水平，電極C位於前正中線與右腋中線之間45度角之處第四-五肋間水平，以上所述肋間水平皆以胸骨旁線(para-steraufline)為準。其餘兩個電極即H-F分別位於頸部及左足。各電極通過電阻網絡分別形成X軸(左右軸由A-I電極組成)、Y軸(上下軸由H-F電極組成)和Z軸(前後軸E-M電極組成)三個導聯軸，用以顯示額面(F)、側面(S)和橫面(H)三個平面心電向量圖。
(5)Mcfee-Parungao氏軸體系(axial system，1961)用九個電極。先定位A-B二點，其中A點在左胸胸骨旁線外側-釐米第五肋間水平處，B點位於與A點同一水平左腋前線處，電極1、2、3以A點為中心各距A點六釐米排列為基底在下的等邊三角形；電極4位於背部與胸前A點相對應處；電極5-6在各距B點上下方各5.5釐米處；電極7位於與B點相對應的右腋前線處；電極8-9分別位於左下肢及左側頸部。各電極間通過電阻網絡構成X、Y、Z三軸並組成額面(F)、側面(S)和橫面(H)平面心電向量圖。
值得一提的是，近年來由於動態心電圖技術的飛速發展。多導聯同步顯示動態心電圖類儀器漸漸步入心電檢測儀器市場。由於經典的靜態向量圖，心電圖電極安放方式按傳統的置於患者肢體、頸部等位置。明顯不能適應動態心電圖類儀器要求。因此為了避免時體電極由於運動、肌電、幹擾引起的大量偽差出現，在幾乎所有動態心電圖儀器上，凡涉及肢體的電極，幾乎無一例外的將肢體電極位置做了改良，一般將電極移至軀幹部，具體採用的方法常是上肢電極多置於雙側肩窩部位附近，下肢電極多至於腹部，取得了較好效果。
(二)導聯體系的選擇我們已經知道，心電向量第二次投影結果是心電向量在各條導聯軸上校形最終產生心電圖。而心電向量採用的導聯體系的基礎必須是採用正交導聯(orthogonallead)，即所用的三個導聯軸相互垂直，彼此以相對直角相交，形成X軸(橫軸)、Y軸(縱軸)和Z軸(前後軸)三個軸向。
由於心臟在人體胸腔內的位置實際上的非對稱性(即心臟在胸腔內並不位於正中而位於胸腔內偏左前的特點)，若將心臟設計為心臟位於立方體正中進行推算的模式形成的X、Y、Z三軸嚮導聯，顯然不能正確反映心電活動的特徵。
為此，許多學者從五十年代起採用如增加電極或插入電阻建成電阻網絡等方法，對此進行校正，產生了多種多樣的校正導聯(corrected orthogonal lead)，並且取得了較好的效果。根據這個標準，前述的等邊四面體體系及立方體體系屬於未校正的正交導聯體系，而14電極、Farnk七電極體系及九電極軸體系屬於校正正交導聯體系。
對於導聯體系的選擇，我們認為應以選用校正的Frank正交導聯體系為好，主要原因在於所記錄的圖形可以較真實的反映心電活動狀態，並與傳統的常規心電圖有較好的可比性。在上述三個校正正交導聯體系中，14電極方式因電極數目過多，操作不便，9電極軸體系電極安放位置對婦女和兒童不宜。目前國內外廣泛採用的校正正交導聯體系多為Frank氏體系，經校正的Frank氏體系在電生理上基本直角相交，並符合人體生理解剖特點，記錄出的心電向量推算出的心電圖和常規心電圖比較相對符合率較高，且電極數目相對少，操作方便，對婦女、兒童亦可取得較適宜電極位置。得以廣泛應用。
二、心電向量圖和心電圖的關係正如大家所都了解的從向量圖角度來講，心電圖期中每人瞬間綜合向量的運行軌跡按時間順序紀錄可形成向量環，但由於這個環體是三維空間存在，用一個平面無法正確反映向量環如實的運行軌跡。傳統的心向量圖機隨時將這個空間的向量環(見圖)按左右，前後，上下不同組合投影導不同面(象限)上去，額面由左右(X軸)上下(Y軸)組成側面由上下(Y軸)前後(Z軸)組成，橫面由左右(X軸)前後(Z軸)組成而得到第一次投影平面圖。三個平面圖相互對應參照得出三維立體心電向量圖。
圖略按心電向量概念，將心電向量的平面向量環(如額面，橫面)各自在相應導聯軸上投影，可得到不同性質的線形曲線，用以表達心電活動-心電圖，即心電活動的二次投影過程。反之，將各導聯體系心電形，也可將心電各波群反投影到額，橫側各面的向量及坐標上，繪出相應的心電向量圖。用向量轉換的心電圖可以根據所用導聯軸性質可分為二大類(1)正交心電圖為在左右，上下，前後三個互相直角相交導聯軸上投影，得X、Y、Z導聯心電圖。與心電向量圖直接相關。(2)普通臨床心電圖為在規定的額面、橫面導聯軸上投影，得到肢體和心前各導聯心電圖亦稱為標準心電圖，但反映的向量特徵不如正交心電圖完全，雖說仍能表示振幅大小、但卻不能區分左右、上下、前後方向特徵。值得指同的是目前臨床廣泛採用的心電圖機並非按照向量環投影設計，而為直接採用wilson體表電位差法用體表電極接收心電信號放大產生，因此臨床所用心電圖與向量的相關性和正交心電圖相比相對較少。
下面從二次投影角度加以說明以H面向量環為例說明向量環與二種心電圖產生的關係橫面向量環-正交心電圖。
額面向量環-正交心電圖。
圖略三、正交心電圖和臨床心電圖的關係正如前面所述，實際上正交心電圖既為向量心電圖，二者之間的不同只在於平面向量圖以心電向量在各個象限上的運行軌跡順序記錄，按空間順序投影於平面環體形成XYZ三軸平面投影的向量環，而正交心電圖則是將此心電向量的運行軌跡以XYZ三條導聯軸直接換算為輻度/方向/時間的曲線，較平面向量環比較環體形態直觀性差，但較接近於我們平常非常熟悉的常規心電圖並可取得量化概念和測量值。
若按標準的Frank氏的向量圖同時紀錄X、Y、Z三軸經數學方法推導出來的同步十二導以上心電圖，不經過校正則和傳統的常規心電圖有較大差異。目前，一般採用經角度和幅度校正方法記錄這三個導聯(即X，Y，Z)心電圖稱為正交心電圖，利用較好的計算方法進行校正，可以比較真實地反映心臟電生理活動實際情況，並將和傳統常規心電形的差異減到較少，有利於比較和臨床使用。
若臨床心電圖的導聯軸中肢體導聯採用90度三分法，心前導聯採用90度四分法，則正交心電圖X軸導聯波形與代表左右軸的臨床心電圖標準導聯波形相似，Y軸導聯波形與代表上下軸的加壓單極肢體導聯中avF導聯波形相似，Z軸導聯波形最初設計上和習用心電圖無一致導聯，這是因為經典的Frank氏體系設計Z軸為前負後正，方向與傳統心電圖90度處V2導聯軸方向正好相反，此後許多學者在設計心電向量圖類型儀器為了便於和常規心電圖比較，將Z軸設計為前正後負，則和傳統心電圖相一致。
目前我們所用的正交心電圖採用X、Y、Z軸三軸相交，三者相交點為E點，相互垂直為形成X-Y軸構成額面(F)，X-Z軸構成橫面(H)和Y-Z軸構面側面(S)又分為左側面和右側面，正負極性方向如前所述規定為Y軸上負下正，Z軸前正後負、X軸左正右負。
值得強調的是，由於臨床心電圖的三分法及四分法是為了便於繪圖投影和易於理解心電向量圖與心電圖的關係設置的心電理論模型，並不是按人體心臟在體內實際位置經過校正處理過的導聯軸體系，如前面有關章節所述，從臨床實際應用角度講，只有經過校正的X、Y、Z三軸心電圖換過來的心電圖(及經過校正的導聯軸體系)才能轉換為較為真實的和傳統心電圖較為一致的心電圖波形。
圖略從理論上講，正交心電圖轉換的心電波形由於來源於心電向量，因此在基本算法上必須考慮向量產生心電圖和直接由心電信號放大器產生的心電圖之間有一定的差異。只這是因為心電向量和導聯軸的平方呈反比，同一次心跳，同一個向量環在不同導聯軸上的投影大小常有區別。除了導聯軸的正負、導聯軸之間的角度及心電向量本身大小外，心電圖波形的大小與心電向量和導聯軸之間的距離也有很大關係。一般說來，心電向量離導聯軸的距離和心電振幅大小呈正比關係。從理論上說心電向量在導聯軸上投影大小與該導聯軸與心電向量之間距離的平方呈反比。
一般情況下，胸導聯離心臟比肢體導聯近，我們常可以看以心電圖波形上胸導聯心電圖電壓高於肢體導聯avR導聯距心臟遠一些，並且主波背離心電向量主方向，因此振幅較低。又如額面QRS波最大向量較為60度左右的心電向量為主方向，對於avR和avF導聯來講形成的角度均為30度，若單純以投影角度講二者大致相等，但實際測出的avF導聯心電圖的R波卻常明顯高於avR導聯的負波深度，又如我們常可看到導聯心電圖波形的易變性……。因此在考慮由心電向量產生的正交心電圖和傳統心電圖的關係(指圖形特徵和振幅)。以上都是影響因素，也是必須加以校正的因素之一。
由於正交心電圖又可以用數學方法直接推衍出多導聯心電圖波形，此項技術近年來國際上一些醫療器械廠商已在這方面作了積極的有益的嘗試，並已取得了一定成效。由於用此種方法一方面由於向量產生的心電圖受到一些客觀因素影響和計算方法採用是否得當等因素，產生心電圖有時與傳統心電圖存在一定差異，因而在臨床使用上引起一些學者的爭議，但顯而易見的是若採用較好算法進行校正亦可將二者差異減到較少。並且由於此種方法採用電極少，幹擾偽差等可得到有效控制，並且有使用快捷、方便、儀器相對價廉等優點。在一定程度上講，可對其心電圖波進行一定的定性定量分析，可滿足臨床使用，因此不失為一種是宜於作為動態心電圖使用的方法。
心電圖檢查技術是一種利用電子技術將人體微弱的心腦生物電mv級信號放大並記錄出來並加以分析的技術，心電圖從發明應用到臨床已有一百年歷史，動態心電圖的應用也有四十餘年歷史。
由於心電圖檢測技術實際上是一種心電電位差檢測技術，心臟是一個結構極其複雜的三維實體器官，依照心電向量學的觀點人體每個瞬間心電浮動都在不斷以瞬間向量的形式產生，其方向和力量最終在每個瞬間小的塞孔的向量被低銷，而代表每個瞬時的最大向量代表了心臟綜合心電向量的走向。反映在心電圖即產生了相應的電位差改變。由於在心臟這個三維器官中，各種和理和病理因素對心臟的影響，心電向量的變化極大(如各不同瞬時心電綜合向量方向幅度有極大差異表現為心電圖各導聯上波形極為不同)。為了全面了解和記錄心電變化情況，儀器必須從各角度、各方位檢測心電綜合情況，這就是指臨床心電圖儀上所設的導聯繫統。
心電圖導聯繫統的發展史實際上貫穿了整個心電檢測技術發展史整個過程，從Entovtn發明心電圖只有一個單機導聯到一個雙機導聯，到發展到加上avR、avL、avF、V1-V6在內的十二導聯心電圖，經歷了幾十年漫長的過程，動態心電圖亦如此從單導-雙導-三導直至目前的十二導聯同步心電圖，十二導聯同步心電圖似乎代表了目前心電圖的標準檢測水平。
十二導聯同步心電圖(含動態心電圖)指的是包含I、II、III三個雙極時體系統(愛因氏最早運用的導聯體系)，avR、avL、avF三個單極加壓肢體導聯和V1-V6六個胸導聯，基本上可以反映出心臟大部份電浮動情況，對心肌缺血、損傷壞死等情況來講需在心電圖上觀察了3T段、T波等變化。I.avL.V6導聯可以反映出右心室側壁情況，II.III.avF導聯可以反映出左心室下壁情況；V4、V5、V6導聯可以反映出左心室前壁情況，而V1、V2、V3導聯可以反映出左右室室間隔情況。此四個部位心電圖情況，目前十二導聯技術可以以同步形式記錄出來。但還存在以下問題1)心臟還有左室正後壁和右心室，分別以V7、V8、V9導聯和V3R-V4R、V5R導聯反映，在以上十二導聯檢測時無法做到；標準做法是將左心室正後壁情況是將胸前V6導聯電極向左右方依次做出V7-V9導聯或將V4、V5、V6三個電極球在做完十二導聯心電圖後依次重新貼好再次描記，欲描記右心室情況，是將V1電極向右後方依次描記出V3R-V5R或將V1、V2、V3三個電極在做完十二導聯心電圖後依次重新向右後方粘貼好重新描記，這樣的操作方法存在的問題是①操作極煩瑣費事；②根本無法做到和十二導聯心電圖同步；③由於有幾個電極在背後，尤其心梗時不能搬動病人，每次做心電圖操作人員位置不統一，操作不規範時造成每次圖形不一致，出現明顯失真。
2)在一些臨床有時碰到的不典型情況時，尤其在不典型心絞痛或小灶性心肌梗死時，在心電圖所用常規4-5肋間水平位置心電電極無法記錄到病理性心電圖波形，此時，操作人員需將胸前所用電極(V1-V6或V1-V9加V3R-V5R)向上或向下同時移動一個至一個半肋間重新做心電圖，其麻煩程度可想而知，並且亦極容易因操作不規範(位置不準)帶來心電圖波失真。
3)現有研究資料表明在有些右心室心肌梗死時，在傳統的V3R-V5R導聯並不能完全表現出典型心電圖改變，需要做V6R甚至V7R-V8R心電圖方可；此時操作人員需要用V1電極或V1-V3電要重複1)中所述方法，繼續向右後方移動電極，並重新描記，其缺點顯而易見。

發明內容
本發明的目的是針對上述十二導聯同步心電圖的不足，提供一種以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法，僅用七個電極簡單的操作便可獲得多種同步的心電圖。
為實現上述目的，本發明所採用的解決方案是一種以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，是弗蘭克(Frank)氏七電極導聯體系，其同步十二導聯心電圖包含X-Y軸構成的額面I、II、III三個雙極肢體導聯，avR、avL、avF三個單極加壓肢體導聯，及X-Z軸構成的橫面V1-V6六個胸導聯，其特徵是依據心電二次投影理論，利用動態心電圖檢測儀實現下列多種同步心電圖導聯方法以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法；以校正的正交心電圖方式轉換的在同步十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法；以包括左、右兩側面的側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度多層面心電圖導聯方法。
所述以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法是以V6導聯為基點，向左後方向推衍出V7、V8、V9三個反映左心室正後壁的導聯軸，及以V1導聯為基點繼續向右推衍出V3R、V4R、V5R三個反映右心室的導聯軸，並使上述六個導聯軸與常規的十二導聯軸同步顯示而共同構成同步十八導聯心電圖。
所述以校正的正交心電圖方式轉換的在同步十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法，是在V5導聯軸的基礎上，向右後方推衍出V6R、V7R、V8R三條導聯軸而與同步十八導聯共同構成同步二十一導聯，其三條導聯軸所取角度是在橫面180°-270°間的任意角度。
所述以包括左、右兩側面的側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度多層面心電圖導聯方法，是側面心電圖與橫面、額面組合而成的同步十八導聯及同步二十一導聯心電圖的結合，是由體表七個電極推算出的若干個平面多種導聯聯接方法，該側面正交心電圖轉換的各傾斜角度是含有上移和下移的全角度及其範圍之內的任意角度，其移動角度的大小與人體不同的體型、胖瘦、胸廓大小、肋間隙大小相適應。
採用上述方案後，本發明與現有技術相比具有以下有益效果本發明由於以心電二次投影理論為依據，利用了系列動態心電圖檢測儀實現多種同步心電圖導聯方法，克服了現有技術的不足，只用七個電極的簡單操作便可完全滿足臨床上對全面觀測心臟心電圖改變的需要。其以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法的特點是該同步描記的同步十八導聯心電圖包含常規十二導聯和新增加的V3R-V5R及V7-V9六個導聯，涵蓋了包含左右房室心肌全面心電活動檢測。
該同步十八導聯心電圖經大批量臨床測試與傳統方法常規心電圖比較基本相同，失真度較小，符合臨床使用標準。
通過運用同步十八導聯心電圖分析，可以了解心臟各部位的心電活動，尤其是全面了解不同部位室壁的缺血性心電圖改變。新增V3R-V5R，V7-V9六個導聯可以有效檢測到常規十二導聯難以檢查的左室正後壁和右心室情況，對這些部位心肌出現的缺血、損傷甚至壞死樣心電圖改變的檢測有著特別意義；II，III，aVF導聯對逆性P波的檢測，有助於對交界區心律的確認。
同步十八導聯心電圖在該儀器上僅用7個數目不多的電極描記出數目多達18個導聯，能覆蓋心肌各面，電極數量少、操作簡單且觀察範圍大、診斷全面。
該以校正的正交心電圖方式轉換的在同步十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法，其所推衍出的V6R、V7R、V8R三條導聯軸，不需要操作人員煩瑣地操作而更方便地解決了右心室的檢測問題。
該以側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度多層面心電圖導聯方法，由於其與橫面、額面的同步十八及二十一導聯結合應用，方便而有效的解決了一些小灶性心肌損傷、壞死或不典型的心肌壞死、損傷的檢測問題，不需要通過極複雜的操作，將所有胸前電極抬高或降低1-2個肋間來解決。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。


圖1是現有技術額面心電圖導聯軸；圖2是現有技術橫面心電圖導聯軸；圖3是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法擴展為十八導聯的橫面心電圖導聯軸；圖4是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法橫面心電圖導聯軸推衍出V6R-V8R；圖5是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法左側面心電圖導聯軸；圖6是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法抬高/降低一肋間的V2導聯軸；圖7是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法左側面心電圖導聯軸；圖8是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法橫面心電圖導聯軸分布示意；圖9是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法橫面降低30°心電導聯軸分布示意；圖10是本發明以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法，從正交心電圖投影臨床心電圖的具體步驟圖；其中圖10.1為原圖；圖10.2為放大圖；圖10.3為第一次列表，X、Y、Z幅度為mm；圖10.4A為設定臨床心電圖各導聯軸的肢體導聯，用90°角三均分法；圖10.4B為設定臨床心電圖各導聯軸的心前導聯，用90°角四均分法；圖10.5A為用X、Y、Z幅度值投影至臨床心電圖的各導聯軸，向II導聯軸投影圖；圖10.5B為用X、Y、Z幅度值投影至臨床心電圖的各導聯軸，向III導聯軸投影圖；圖10.5C為用X、Y、Z幅度值投影至臨床心電圖的各導聯軸，向V1導聯軸投影圖；圖10.5D為用X、Y、Z幅度值投影至臨床心電圖的各導聯軸，向V5導聯軸投影圖；圖10.6為第二次列表點序8幅度為圖例的測定值，其他點序幅度是測量後填入的；圖10.7為成圖；圖10.8為縮小圖。
具體實施例方式
本發明以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，是弗蘭克(Frank)氏電極導聯體系，是在目前已有的十二導聯的基礎上，利用心電向量原理，運用正交心電圖投影推衍多種同步心電圖導聯方法。如圖1和圖2所示，X-Y軸構成的額面、X-Z軸構成的橫面心電圖導聯軸，是目前十二導聯同步心電圖的導聯情況，其包括I、II、III三個雙極肢體導聯，avR、avL、avF三個單極加壓肢體導聯，及V1-V6六個胸導聯。如圖3、4、5、6、7、8、9所示，在十二導聯的基礎上，依據心電二次投影理論，利用動態心電圖檢測儀，本實施例是利用BETHUNE-21系列動態心電圖檢測儀實現本發明多種同步心電圖導聯方法，該方法是第一，以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法，是以現有的V6導聯為基點，向左後方向推衍出V7、V8、V9三個反映左心室後壁的導聯軸，及以V1導聯為基點繼續向右推衍出V3R、V4R、V5R三個反映右心室的導聯軸，並使上述六個導聯軸與常規的十二導聯軸同步顯示而共同構成同步十八導聯心電圖。
第二、以校正的正交心電圖方式轉換的在十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法，是在V5導聯軸的基礎上，向右後方推衍出V6R、V7R、V8R三條導聯軸而與同步十八導聯共同構成同步二十一導聯，其三條導聯軸所取的角度是在橫面180°-270°之間的任意角度，該V6R、V7R、V8R三條導聯軸對右心室的檢測具有較大的意義。
第三、以包括左、右兩側面的側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度多層面心電圖導聯方法。以上所述由校正的正交心電圖轉換而來的導聯體系是由X-Y軸組成的額面即F面和X-Z軸組成的橫面即H面組合而成十八以及廿一導聯心電圖，基本水平標準按國際統一標準於第四—五肋間水平，此種方法可以解決臨床上大多數心電圖改變的心電圖檢測。但如前有關部份所述，在小灶性心肌損傷壞死或不典型心肌壞死損傷時，臨床常需將所有電極抬高或降低一定水平記錄時，就比較困難，必須通過極複雜的操作，將所有胸前電極抬高或降低1-2個肋間方可解決。
根據這點，本方法提出利用尚未被開發利用的側面心電圖即S面(正交心電圖)含左即LS、右即RS二個側面解決這個問題，該方法是側面心電圖與橫面、額面組合而成的同步十八導聯及同步二十一導聯心電圖的結合應用，是由體表七個電極推算出的若干個平面多種導聯聯接方法，該側面正交心電圖轉換的各傾斜角度是含有上移和下移的全角度及其範圍之內的任意角度，其移動角度的大小與人體不同的體型、胖瘦、胸廓大小、肋間隙大小相適應。
以左側面來說明，在由Y-Z構成的左側面上根據象限分布左側代表前胸側，右側代表後背側，上方代表上頂側，下方代表下足側。在Z軸上0°-180°代表心電圖胸前導聯4-5肋水平，其中0°代表-V2，180°代表+V2，90°代表+avF，270°代表-avF。
當需要做上一肋或下一肋心電圖時，以V2為例可以在左側面上將V2軸0°-180°抬高或下降一定角度，以30°為例，則得到抬高30°的V2或下降30°的V2(見圖5、6、7、8、9)，即相當於上一肋下一肋心電圖導聯。
將此方法運用於胸前各導聯軸0°-180°水平時(可用內側面-額面各導聯軸為平面)不同角度值和此軸上移或下降30°或其他角度，則可求得胸前各導聯上一肋/下一肋心電圖導聯軸。
上/下移動範圍可設定於，上移180°-270°，下移180°-90°之間。
此種方法仍以數學推導方法進行，和單純18導聯心電圖不同在於要計算橫面和側面-額面二個軸的夾角交匯點。
以此方法可由體表七個電極推算出若干個平面多種導聯聯接方式，可稱為全息式或真正三維心電圖。
依照前述原理及以校正的正交心電圖方式轉換的多種同步的心電圖導聯方法，對各導聯在F、H、S三面上對導聯軸進行一定角度/調節係數調整校正後，進行導聯軸心電圖值計算，其計算方法如下從正交心電圖投影臨床心電圖。
臨床心電圖除用心電圖機直接描記外，還可從心向量圖投影得到如前述，並可用正交心電圖投影而來。反之，臨床心電圖亦可投影為正交心電圖。兩種不同的心電圖互相間投影更屬於互投影(reciprocal projection)。其中將正交心電圖投影為臨床心電圖的實用價值猶多，例如上述所研製的18導聯動態心電圖(Holter)即用此法，以少數體表電極描記出多數而且同步的心電圖。
從正交心電圖投影繪製臨床心電圖使用瞬間電位(instantaneous potential)，其具體步驟如下，並參見圖10，該圖註解(1)正交心電圖各圖上方數字為點序(時間)，左側數字為幅度。幅度所示為比例值，實測可換算為mm或ml。(2)心電圖導聯軸等分法手繪簡便，可用於講述和了解。對於較準確的投影應選用校正或給適當調整的導聯軸。
1、參見圖10.1，10.2，10.3，放大和列表先將正交心電圖X、Y、Z導聯的時間和幅度，作適當放大以便觀測，然後將各瞬間的X、Y、Z電位(幅度)列表記錄以備投影。在此皆以QRS波群為例。
2、設定臨床心電圖的導聯軸為了繪製、講述和了解方便，使用導聯軸等分法即可，肢體導聯每90°三均分，導聯間距30°；心前導聯每90°四均分，導聯間距22.5°。但若要求投影結果更加準確，則應選用校正或經適當調整的導聯軸(參閱圖10.4A和10.4B)。
3、投影將觀測記錄到的X、Y、Z各瞬間的電位幅度垂直投影到臨床心電圖的各導聯軸上，如圖10.5A，10.5B，10.5C和10.5D所示。
圖中註解向量環上數字為點序，各圖皆以點序8(時間0.04秒)為例，其他可仿此。
a＝X幅度值(F、H面皆為+X、-X)，即在橫軸上的數值。
(a)＝a值於橫軸的垂直投影線。
b＝Y或Z幅度值(F面為+Y、-Y，H面為+Z、-Z)，即在縱軸上的數值。
(b)＝b值於縱軸的垂直投影線。
c＝由a、b構成四方形的對角線，其末端為(a)、(b)的交會點。
d＝由對角線c末端(實即點序處)向所設導聯軸的垂直投影線。
4、計算計算投影所得在各導聯軸上各瞬間的幅度值；可選用直接測量法或三角函數計算法。前者簡便實用，後者較繁複，但較準確，二者可以相互核對。
I、直接測量法(1)將X、Y、Z各點序(時間)的幅度值分別在直角相交的橫、縱軸上作垂直投影，即圖內虛線(a)、(b)，肢體導聯用X、Y軸，心前導聯用X、Z軸，圖10.5A、B、C、D各例圖皆以點序8(時間0.04秒)為例；(2)從三個投影線(a)、(b)的交會點(實際點序)向所設導聯軸(角度已知，例如等分法II導聯在+60°，V5導聯在+22.5°)作垂直投影(即圖內虛線d)。
(3)測量投影后所得的幅度值(E)。此可直接觀測導聯軸上標明的幅度，或用量尺和兩肢分規測量，最後得出所求的幅度值。若欲測角度，可用量角器(半圓規)。
II、三角函數計算法仍以圖10.5A、B、C、D點序8為例，其他點序仿此。
(1)、(2)步驟與直接測量法(1)、(2)相同。
(3)繪C線及θ、β、α角①C線(a)、(b)形成四方形的對角線；②θ角對角線C與橫軸之間的角度，啟用縱軸可記以θ』。③β角，所設導聯軸與橫軸之間的角度，啟用縱軸可記以β』。④α角所設導聯軸與對角線C之間的角度。
(4)求C值及θ、β、α角度值①C＝(a2+b2)1/2。②θ角tanθ＝對邊b/對邊a，以除積查三角函數表(或用電子計算器)得θ角度值。③β角所設導聯軸的角度為已知，計算測量其與橫軸之間的角度。④α角α＝β±θ，式內±視所繪β與θ角的位置而定。
(5)求cosα值以α角度值查三角函數表(或用電子計算器)，得cosα函數值。
(6)求E值E為虛線d(即對角線C嚮導聯軸的垂直投影線)在所設導聯軸投影后所得的幅度值。
∵cosα＝鄰邊E/斜邊C∴E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cosα函數值E值在所設導聯軸的正側(+)為正值，在負側(-)則為負值。
5、再列表將各點序(瞬間)在所設導聯軸所計算測量的幅度值E列表記錄，參閱圖10.6。
6、繪圖繪製臨床心電圖各導聯的圖形，可先將根據測量、計算和記錄的各導聯幅度值(E)繪入至幅度和時間皆放大的心電圖紙內，參見圖10.7。然後將之適當縮小，即得投影后的各導聯臨床心電圖，參閱圖10.8。
上述的各種投影都是以QRS波(環)為例，對於P、ST、T、U等波段的投影，皆可仿照進行，構成完整的心電活動不同表達形式的轉變，此外，上述的各種投影都是為了說明投影過程而用手工進行的，計算時輔以電子計算器。若使用微機(電腦、電子計算機)測量和計算，包括A/D(模/數)及D/A(數/模)轉換等軟體處理程序，則可增加測量密度(縮短時間間距，增加若干點序)，加快運算速度(對各角、各幅度以及三角函數計算和圖形等)，從而快速又更準確得到投影結果。
註解△角此圖示標明，為所設導聯軸的已知角度，用等分法，肢體導聯每間隔30°，心前導聯每間隔22.5°。
θ角對角線C與橫軸之間的角度，若用縱軸可設為θ』α角所設導聯軸與對角線C之間的角度
β角所設導聯軸與橫軸之間的角度，若用縱軸可記為β』E值對角線C末端在所設導聯軸上投影后所得的幅度值。
(6)計算舉例用三角函數法計算，以QRS/Q點序8為例，參閱上述從正交心電圖投影臨床心電圖的文字敘述。
圖10.5A，從正交心電圖求II導聯的幅度值。
①X導聯值a＝8.0，Y導聯值b＝8.2(以mm計，以下同此)。
②C＝(a2+b2)1/2＝(82+8.22)1/2＝(131.24)1/2＝11.46③tanθ＝對邊b/鄰邊a＝8.2/8＝1.23，查表(或用計算器)θ＝45.8°④β角＝90°-II導聯軸與Y軸的夾角＝90°-30°＝60°⑤α角＝β-θ＝60°-45.8°＝14.2°⑥cosα＝cos14.2°，查表(或用計算器)cos14.2°＝0.97⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos14.2°＝11.46×0.97＝11.11E在II導聯軸的正側為正值，此即點序8在II導聯軸投影的幅度值。
圖10.5B，從正交心電圖求III導聯的幅度值。
①、②、③同例圖A的①、②、③④β角＝90°+III導聯軸與Y軸的夾角＝90°+30°＝120°⑤α角＝β-θ＝120°-45.8°＝74.2°⑥cosα＝cos74.2°，查表(或用計算器)cos74.2°＝0.27⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos74.2°＝11.46×0.27＝3.09E在III導聯軸的正側為正值，此即點序8在III導聯軸投影的幅度值。
圖10.5C，從正交心電圖求V1導聯的幅度值。
①X導聯值a＝8.0，Z導聯值b＝1.8②C＝(a2+b2)1/2＝(82+1.82)1/2＝(69.24)1/2＝8.2③tanθ＝對邊b/鄰邊a＝1.8/8＝0.225，查表(或用計算器)θ＝12.68°④β角＝90°-V1導聯軸與Z軸的夾角＝90°-22.5°＝67.5°⑤α角＝β-θ＝67.5°-12.68°＝54.82°⑥cosα＝cos54.82°，查表(或用計算器)cos54.82°＝0.576⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos54.82°＝8.2×0.576＝4.72E在V1導聯軸的負側為正值，此即點序8在V1導聯軸投影的幅度值。
圖10.5D，從正交心電圖求V5導聯的幅度值。
①、②、③同例圖C的①、②、③④β角＝90°-V5導聯軸與Z軸的夾角＝90°-67.5°＝22.5°⑤α角＝β+θ＝22.5°+12.68＝35.18°⑥cosα＝cos35.18°，查表(或用計算器)cos35.18°＝0.817⑦E＝C×cosα＝(a2+b2)1/2×cos35.18°＝8.2×0.817＝6.7E在V5導聯軸的正側為正值，此即點序8在V5導聯軸投影的幅度值。
權利要求
1.一種以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，是弗蘭克(Frank)氏七電極導聯體系，其同步十二導聯心電圖包含X-Y軸構成的額面I、II、III三個雙極肢體導聯，avR、avL、avF三個單極加壓肢體導聯，及X-Z軸構成的橫面V1-V6六個胸導聯，其特徵是依據心電二次投影理論，利用動態心電圖檢測儀實現下列多種同步心電圖導聯方法以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法；以校正的正交心電圖方式轉換的在同步十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法；以包括左、右兩側面的側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度多層面心電圖導聯方法。
2.根據權利要求1所述的一種以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，其特徵在於所述以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法是以V6導聯為基點，向左後方向推衍出V7、V8、V9三個反映左心室正後壁的導聯軸，及以V1導聯為基點繼續向右推衍出V3R、V4R、V5R三個反映右心室的導聯軸，並使上述六個導聯軸與常規的十二導聯軸同步顯示而共同構成同步十八導聯心電圖。
3.根據權利要求1所述的一種以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，其特徵在於所述以校正的正交心電圖方式轉換的在同步十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法，是在V5R導聯軸的基礎上，向右後方推衍出V6R、V7R、V8R三條導聯軸而與同步十八導聯共同構成同步二十一導聯，其三條導聯軸所取角度是在橫面180°-270°間的任意角度。
4.根據權利要求1所述的一種以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，其特徵在於所述以包括左、右兩側面的側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度多層面心電圖導聯方法，是側面心電圖與橫面、額面組合而成的同步十八導聯及同步二十一導聯心電圖的結合，是由體表七個電極推算出的若干個平面多種導聯聯接方法，該側面正交心電圖轉換的各傾斜角度是含有上移和下移的全角度及其範圍之內的任意角度，其移動角度的大小與人體不同的體型、胖瘦、胸廓大小、肋間隙大小相適應。
全文摘要
本發明公開了一種以校正的正交心電圖方式轉換多種同步心電圖導聯方法，其特徵是以校正的正交心電圖方式轉換的同步十八導聯心電圖的導聯方法，是以V6導聯為基點，向左後方向推衍出V7、V8、V9三個反映左心室正後壁的導聯軸，及以V1導聯為基點繼續向右推衍出V3R、V4R、V5R三個反映右心室的導聯軸，並使上述六個導聯軸與常規的十二導聯軸同步顯示；以校正的正交心電圖方式轉換的在同步十八導聯基礎上擴展的同步二十一導聯的導聯方法，是在V5導聯軸的基礎上，向右後方推衍出V6R、V7R、V8R三條導聯軸；以包括左、右兩側面的側面校正的正交心電圖方式轉換的各傾斜角度，含上移和下移全角度的多層面心電圖導聯方法，是側面心電圖與橫面/額面心電圖的結合應用。
文檔編號A61B5/0408GK1531902SQ0312082
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月21日 優先權日2003年3月21日
發明者段揚, 段春和, 段 揚 申請人:比頓(北京)醫用設備有限公司