专利名称：一种心脏表面透壁电位分布的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种心脏电功能成像检测方法，尤其是涉及一种心脏表面透壁电位分 布的检测方法。
背景技术：
心电逆问题是指由体表电位分布推断心脏内的电生理活动情况。临床上广为应用 的12导联心电图诊断其实就是一种心电逆问题的具体形式，只不过它是一种基于医生经 验知识的定性诊断，而这里所说的心电逆问题，则是指根据体表电位的分布，人体的几何解 剖信息以及躯干容积导体的电导率特性，通过数学物理方法定量反演心脏电活动的过程。 这个过程也可以称之为心脏电功能成像，它是一种无创、定量和新型的成像模式。它有望成 为检测心脏电功能异常的诊断工具，心脏电功能成像能够确定异位起搏点的位置，这在指 导射频消融治疗手术中具有非常重要的意义，而且心脏电功能成像能够重建关于心肌梗塞 的异常的电生理特性。心脏电功能成像方法的评价不仅限于各种心脏疾病患者，也可以应 用于正常心脏功能评估。由体表电位可无创地推断心脏状态，但由于躯干的时间和空间滤波作用，体表电 位只是心脏电兴奋事件在体表的粗略投影，所以无法准确地推断和解释相关心脏电生理状 态。相比较而言，心脏表面的透壁电位直接与心脏电生理过程有关，直接反映了心脏的生理 和病理信息，可以更好地给出心脏的诊断信息。所以根据体表电位计算心脏表面的透壁电 位，再根据计算得到的透壁电位推断心脏状态这种无创的研究方法对于研究心脏正常和病 理情况下的电活动具有重要意义，和极大的临床价值。同时相比于基于心外膜电位和偶极 子源的心电逆问题研究，基于透壁电位的研究方法具有如下一些优点(1)透壁电位直接 与心脏的电生理过程相关，能直接解释心脏的电生理状态；(2)透壁电位包含心脏内外表 面的信息，重建出的信息量更大；(3)透壁电位本身具有一些基本特征，可以更好地引入一 些时间和空间约束，从而降低逆问题求解的病态性，得到更好的结果；(4)通过透壁电位可 以得到心脏的兴奋时序图，可以直接用于诊断心脏疾病。因此，基于透壁电位的研究方法已 成为心电逆问题研究的主要手段之一。基于心脏表面源模型和心脏-肺-躯干三角形表面模型，通过边界元方法建立m 点体表电位η点心脏表面透壁电位ΦΜ之间的关系，如下所示ΦΒ = TbmOm(1)由ΦΒ计算ΦΜ就是相应的逆问题。由于方程(1)的病态性，即在体表微小的测 量误差和几何噪声将对求解的透壁电位造成很大的干扰，因此对(1)式直接求逆不能得到 有意义的结果，而需要结合问题的先验信息选择正确的约束已得到正确的透壁电位重建结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合透壁电位空间稀疏性和Ll范数正则化方法的心脏表面透壁电位分布的检测方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案，该心脏表面透壁电位分布的检测方法 包括以下步骤(1)通过医学影像设备获取的人体解剖几何信息以及躯干容积导体的电磁特性， 并建立人体的心脏-肺-躯干三角形表面模型；(2)根据所述人体的心脏-肺-躯干表面模型，利用心脏表面源方法，得到心脏表 面透壁电位与体表电位之间的传递矩阵；(3)根据所述传递矩阵和所获取的体表电位，利用Ll范数正则化方法得到心脏表 面透壁电位。进一步地，本发明用于所述Ll范数正则化方法的正则化矩阵V如下式所示
权利要求
一种心脏表面透壁电位分布的检测方法，其特征在于包括以下步骤(1)通过医学影像设备获取人体解剖几何信息以及躯干容积导体的电磁特性，并建立人体的心脏 肺 躯干三角形表面模型；(2)根据所述人体的心脏 肺 躯干表面模型，利用心脏表面源方法，得到心脏表面透壁电位与体表电位之间的传递矩阵；(3)根据所述传递矩阵和所获取的体表电位，利用L1范数正则化方法得到心脏表面透壁电位。
2.根据权利要求1所述的心脏表面透壁电位分布的检测方法，其特征在于用于所述 Ll范数正则化方法的正则化矩阵V如下式所示
3.根据权利要求1或2所述的心脏表面透壁电位分布的检测方法，其特征在于所述 体表电位为QRS波时期的数据。
全文摘要
本发明公开了一种结合透壁电位空间稀疏性和L1范数正则化方法的心脏表面透壁电位检测方法。根据医学影像设备获取的人体解剖几何信息以及躯干容积导体电导率特性，建立人体心脏-肺-躯干表面模型；通过边界元方法和心脏表面源方法建立心脏表面透壁电位与体表电位之间的传递矩阵；通过获取的体表电位和传递矩阵，采用结合空间差分算子V的L1范数正则化方法得到心脏表面透壁电位。本发明提出的L1范数正则化方法检测心脏表面透壁电位的优点是，利用了透壁电位的实际分布特征先验信息，能够有效地解决心电逆问题中的病态特性，获取更准确的心脏表面透壁电位分布，正确地检测出心脏电活动信息。
文档编号A61B5/0402GK101991412SQ20101053670
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者夏灵, 寿国法, 詹何庆 申请人:浙江大学