[发明专利]多导联心脏标测信号分析处理装置及其方法

说明书

本发明提出一种多导联心脏标测信号分析处理装置与方法，特别是一种用于分析心脏标测信号的节律同步性的装置及其方法。本发明所述处理装置由标测电极、信号放大模块、数据采集卡、数据存储模块、信号分析单元和输出显示装置组成。本发明利用自相关函数即时计算主导节律，将单导联的节律序列的自相关递归率作为时间上的同步特征，将导联间的节律序列扰动构建图信号进行空间域分析，定量分析多导联心脏标测信号的时空同步性，用以区分生理状态。本发明方法可用于心脏电活动的即时分析，也可用于对多次结果进行回顾性分析。本发明采用采集与分析一体化结构，并可兼顾现场实时分析和离线回顾分析的需求。

技术领域

本发明涉及生物医学信号分析处理装置与方法，尤其涉及一种多导联心脏标测信号分析处理装置及其方法。

背景技术

心脏标测是指从心脏电活动着手，对心律失常进行识别、判断和定位的过程。心脏标测的通常做法是：首先，将心脏上的感兴趣区域选取多个位点，在每个位点内安放标测电极或者注入电压敏感的荧光染料，并确认各位点的物理位置；接着，记录各位点下心肌细胞群兴奋引起的电位变化；最后，通过信号分析方法研究感兴趣区域内各位点标测信号之间的同步性。

节律分析是目前新兴的一种心脏标测信号分析方法，旨在研究标测信号所对应心肌细胞群参与心脏电活动的节律性(也即周期性)。节律分析的结果中，最关键的是主导节律的兴奋间期(或频率)对应的时间与空间信息。前者反映的是，标测位点的心肌细胞群在最大概率地以哪一个节律参与心脏电活动；后者反映了心肌细胞群是否受到多个兴奋源的影响。当某些心律失常发生时，心脏内可能出现多个的异位兴奋源。异位兴奋源发放电兴奋产生异位节律。此时，窦性节律与异位节律共同作用在心脏上，造成心肌细胞群兴奋呈现紊乱状态，时空同步性发生变化。通过分析时空同步性的变化程度可以区分不同的生理状态。

目前心脏标测技术的发展呈现标测位点“大数量、高精度”的趋势。在最近的研究中，标测位点的数量级普遍在100以上。这带来海量的心脏标测数据，因此，设计相关的数据分析处理装置、研究有效的数据分析方法，以期从海量数据中提取关键信息，就成为心脏标测技术的一个重要课题。不同于单导联或12导联信号，多导联心脏标测信号的导联同步性定性观察困难，技术人员难以直接比对观察上百个通道中形态相似的生物电信号。因此需要通过一定的分析处理方法提取多个导联电信号的差异，并利用统计分析归纳出各导联时间上空间上的电活动特性的变化。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，特别是在分析处理多导联心脏标测信号节律状态时的缺陷，本发明依循原有的专利技术(ZL201010257637.0)设计了一种多导联心脏标测信号分析处理装置，具有结构简单、实时采集与分析一体化等特性。

本发明的特点是：数据采集、即时分析和回顾分析一体化，实时性强。本发明可以用于对标测心脏电活动的现场分析；也可以用于协助临床诊断，并可通过与过往数据的统计学对比分析，判断实时信号对应的生理状态。

本发明提出的一种多导联心脏标测信号分析处理装置，由标测电极1、信号放大模块2、数据采集卡3、数据存储模块4、信号分析单元5和输出显示装置11组成，标测电极1、信号放大模块2、数据采集卡3、数据存储模块4、信号分析单元5和输出显示装置11依次连接；

当启用信号分析单元5时，若数据采集卡3有实时输入，则对采集到的数据在数据存储模块4存储后，进行实时分析，同时调用数据存储模块4中的过往非实时信号进行回顾性分析对比；若无实时输入，可单独对数据存储模块4内的非实时信号进行回顾性分析；

其中：

标测电极1，用于安放在心脏上的感兴趣区域；

信号放大模块2和数据采集卡3，信号放大模块2对来自标测电极1微弱的心脏标测信号放大，并滤除信号中不需要的频率成分，对放大后的心脏标测信号进行采样，转化为数字信号，所述转化为数字信号后的心脏标测信号存入数据采集卡3的数据缓存区中；