利用导程的差动电压产生导程心电图信号的方法与系统技术方案

一种利用导程的差动电压产生导程心电图信号的方法与系统，该产生导程心电图信号的系统包含：贴附在一个人体胸部特定位置的三个信号感测装置，其每一者包含两个彼此分开且构成一个差动导程的电极，并经由该两个电极感测该人体胸部的肌电信号，且以无线方式输出一个对应于该两个电极所感测的肌电信号间的电位差的差动电压；及一个信号处理端，以无线方式接收所述差动电压，并根据所接收的差动电压，利用一个预先建立、相关于所述信号感测装置所贴附的特定位置且规范有十二个导程间在空间与时间上的相关性的动态系统模型，产生作为该十二个导程心电图信号的十二个导程信号。本发明专利技术增进了撷取肌电信号的便利性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及十二个导程心电图，特别是涉及利用三个导程的差动电压产生十二个导程心电图信号的方法与系统。
技术介绍
为了可以得知心脏病的早期征兆和心脏病发作的症状，心电图(electrocardiography，ECG)已成为一种广泛使用于心脏评估的非侵入式工具。参阅图1，一个传统的标准十二个导程心电图的测量装置包含十个电极、及一个电连接所述电极的信号处理器。在测量时，其中四个电极分别贴附在病人的四肢，剩下的六个电极分别贴附在该病人胸部，并以有线的方式将所述电极所测量到的肌电信号传送至该信号处理器，该信号处理器根据所述肌电信号，产生标准十二个导程心电图信号。然而，如此的测量装置恐不适合于需要长时间监控心电信号的患者长时间配戴。因此，上述心电图测量装置仍有极大的改善空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用三个导程的差动电压来产生十二个导程心电图信号的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种产生十二个导程心电图信号的系统，其利用三个导程的差动电压且以无线方式传送该等差动电压，并适于需要长时间心电信号监控的患者使用。本专利技术产生十二个导程心电图信号的方法，通过一个信号处理器来实施，该产生十二个导程心电图信号的方法包含以下步骤：a)接收多个分别来自多个贴附在一个人体胸部的电极且在一段时间内所感测的肌电信号、及在该段时间内测量自该人体的标准十二个导程心电图信号；b)根据该等肌电信号，获得多个分别对应多个差动导程的差动电压，其中每一个差动电压为一个来自对应两个相邻电极的肌电信号的电位差且该对应两个相邻电极共同构成该对应差动导程；c)根据该等差动电压，形成多个独特差动电压子集合，每一个差动电压子集合是由该等差动电压中的对应三者所组成；d)对于每一个差动电压子集合，根据该对应三个差动电压、及该标准十二个导程心电图信号，建立一个规范有十二个导程间在空间与时间上的相关性的动态系统模型，并利用该动态系统模型，以该对应三个差动电压合成一组对应的十二个导程信号；e)对于每一个差动电压子集合，比较该对应的十二个导程信号与该标准十二个导程心电图信号以获得一个比较结果；及f)根据分别对应于该等差动电压子集合的该等比较结果、及该等差动导程在该人体胸部的位置，自该等组的十二个导程信号选出一个目标组的十二个导程信号作为该十二个导程心电图信号。本专利技术的产生十二个导程心电图信号的系统，包含三个信号感测装置及一个信号处理端。该等信号产生装置分别贴附在一个待测者的人体胸部的特定位置。每一个信号感测装置包含两个彼此分开且共同构成一个差动导程的电极，并经由该两个电极分别感测该人体胸部的肌电信号，且以无线的方式输出一个对应于该两个电极所感测的两个肌电信号间的电位差的差动电压。该信号处理端以无线的方式接收来自该等信号感测装置的该等差动电压，并根据所接收的该等差动电压，利用一个预先建立、相关于该等信号感
测装置贴附在该人体胸部的该等特定位置且规范有十二个导程间在空间与时间上的相关性的动态系统模型，产生十二个导程信号，该十二个导程信号作为该十二个导程心电图信号。本专利技术的有益效果在于仅利用三个导程的差动电压来产生十二个导程心电图信号，并以无线的数据传送方式来传送该等差动电压，增进撷取肌电信号的便利性。附图说明图1是一个示意图，说明一个传统标准十二个导程心电图测量装置的安装方式；图2是一个方块图，说明本专利技术产生十二个导程心电图信号的系统的第一实施例；图3是一个流程图，说明如何决定本专利技术第一实施例的系统中的三个信号感测装置的特定贴附位置的位置决定程序；图4是一个示意图，说明一组对应于三个信号感测装置的贴附位置的三个差动导程；图5是一个示意图，说明另一组对应于该三个信号感测装置的贴附位置的三个差动导程；图6是一个方块图，说明本专利技术产生十二个导程心电图信号的系统的第二实施例；及图7是一个方块图，说明本专利技术产生十二个导程心电图信号的系统的第三实施例。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明，在本专利技术被详细描述
前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图2，本专利技术产生十二个导程心电图信号的系统100的第一实施例包含三个信号感测装置1及一个信号处理端2。该等信号感测装置1是用于分别贴附在一个待测者的人体胸部的特定位置，特别是在该人体心脏附近的位置。在此实施例中，每一个信号感测装置1包含两个彼此分开且共同构成一个差动导程的电极11、一个电连接该两个电极11的差动电压产生模块12、及一个电连接该差动电压产生模块12的短距无线通信模块13。以下详细说明每一个信号感测装置1的细节与运作。该两个电极11间的距离是在10cm至15cm的一个范围内，并且该两个电极11分别感测该人体胸部的肌电信号，例如，心电信号。该差动电压产生模块12接收该两个电极11所感测的该等肌电信号，以产生一个对应于该等肌电信号间的电位差的差动电压，并将该差动电压输出至该短距无线通信模块13。于是，该差动电压经由该短距无线通信模块13被传送至外部。在此实施例中，该短距无线通信模块13，例如，是一个Zigbee模块，但不限于此。在本此实施例中，该信号处理端2包含一个短距无线通信模块21、一个电连接该短距无线通信模块21的信号处理器22、及一个电连接该信号处理器22的储存单元23。值得注意的是，该信号处理端2可被实施为一个配带在该待测者的移动装置，例如，一个智能手机、一个平板电脑等。值得注意的是，在使用该系统100前，可通过该信号处理器22执行一个位置决定程序，以便建立该使用者在使用该系统100时所需的一个规范有十二个导程间在空间与时间上的相关性的动态系统模型，并进一步决定该等信号感测装置1所要贴附的特定位置。以下将配合所附图式来说明该信号处理器22所实施的位置决定程序。参阅图3、图4及图5，通过该信号处理器22所实施的位置决定程序说明
了如何建立该动态系统模型及如何决定出该等信号感测装置1所要贴附的特定位置，并包含以下步骤。在步骤S31中，该信号处理器22接收多个分别来自多个贴附在一个人体胸部的电极(如图4及图5所示的24个电极E)且在例如10秒的一段时间内所感测的肌电信号、以及在该段时间内通过一个传统标准十二个导程心电图测量装置(图未示)测量该人体的标准十二个导程心电图信号。值得注意的是，该人体胸部，例如，可为该待测者的人体胸部，但不再在此限，并且该等电极E是以一个二维方式来配置(如图4及图5所示)，且其中任两个相邻者间的距离是在10cm至15cm的一个范围内。此外，该等电极E所感测的肌电信号与来自该标准十二个导程心电图测量装置的标准十二个导程心电图信号是以有线方式传送至该信号处理器22。在步骤S32中，该信号处器22根据该等肌电信号，获得多个分别对应多个差动导程的差动电压。值得注意的是，每一个差动电压为一个来自对应两个相邻电极E的肌电信号的电位差，且该对应两个相邻电极E共同构成该对应差动导程。在步骤33中，该信号处理器22根据该等差动电压，形成多个独特差动电压子集合，每一个差动电压子集合是由该等差动电压中的对应三者所组成。在步骤S34中，对于每一个差动电压子集合，该信号处理器22根据取自该对应的三个差动电压及该等标准十二个导程心电图信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生十二个导程心电图信号的方法，通过一个信号处理器来实施，其特征在于，该方法包含：a)接收多个分别来自多个贴附在一个人体胸部的电极且在一段时间内所感测的肌电信号、及在该段时间内测量自该人体的标准十二个导程心电图信号；b)根据所述肌电信号，获得多个分别对应多个差动导程的差动电压，每一个差动电压为一个来自对应两个相邻电极的肌电信号的电位差且该对应两个相邻电极共同构成对应差动导程；c)根据所述差动电压，形成多个独特差动电压子集合，每一个差动电压子集合由所述差动电压中的对应三者所组成；d)对于每一个差动电压子集合，根据该对应三个差动电压、及该标准十二个导程心电图信号，建立一个规范有十二个导程间在空间与时间上的相关性的动态系统模型，并利用该动态系统模型，以该对应三个差动电压合成一组对应的十二个导程信号；e)对于每一个差动电压子集合，比较该对应的十二个导程信号与该标准十二个导程心电图信号以获得一个比较结果；及f)根据分别对应所述差动电压子集合的所述比较结果、及所述差动导程在该人体胸部的位置，自所述组的十二个导程信号选出一个目标组的十二个导程信号作为该十二个导程心电图信号。

【技术特征摘要】
2014.12.09 TW 1031428781.一种产生十二个导程心电图信号的方法，通过一个信号处理器来实施，其特征在于，该方法包含：a)接收多个分别来自多个贴附在一个人体胸部的电极且在一段时间内所感测的肌电信号、及在该段时间内测量自该人体的标准十二个导程心电图信号；b)根据所述肌电信号，获得多个分别对应多个差动导程的差动电压，每一个差动电压为一个来自对应两个相邻电极的肌电信号的电位差且该对应两个相邻电极共同构成对应差动导程；c)根据所述差动电压，形成多个独特差动电压子集合，每一个差动电压子集合由所述差动电压中的对应三者所组成；d)对于每一个差动电压子集合，根据该对应三个差动电压、及该标准十二个导程心电图信号，建立一个规范有十二个导程间在空间与时间上的相关性的动态系统模型，并利用该动态系统模型，以该对应三个差动电压合成一组对应的十二个导程信号；e)对于每一个差动电压子集合，比较该对应的十二个导程信号与该标准十二个导程心电图信号以获得一个比较结果；及f)根据分别对应所述差动电压子集合的所述比较结果、及所述差动导程在该人体胸部的位置，自所述组的十二个导程信号选出一个目标组的十二个导程信号作为该十二个导程心电图信号。2.根据权利要求1所述的产生十二个导程心电图信号的方法，其特征在于：步骤a)中的所述电极的数量为24，所述电极是以一个二维方式来配置且任两个相邻者间的距离是在10厘米至15厘米的一个范围内。3.根据权利要求1所述的产生十二个导程心电图信号的方法，其特征在于：步骤d)中的该动态系统模型式是以下式来表示 x [ n ] = H ~ s ~ [ n ] + w [ n ] , ]]>x[n]为一个在时间n代表该对应三个差动电压的3×1向量， s ~ [ n ] = [ s [ n ] T , s [ n - 1 ] T , ... , s [ n - L + 1 ] T ] T , ]]>其代表在时间n对应所述十二个导程中的八个独立导程的信号、且是一个具有所述八个独立导程间的空时相关性并符合一个L阶自回归模型的8L×1向量，L为一个预定的动态系统阶数，为一个相关于一个转换矩阵H3×8的3×8L矩阵而且被定义为 H ~ ≡ H 3 × 8 0 3 × 8 ( L - 1 ) , ]]>w[n]是一个在时间n代表噪声的3×1向量，H3×8与w[n]是获得自该对应三个差动电压与该标准十二个导程心电图信号。4.根据权利要求3所述的产生十二个导程心电图信号的方法，其特征在于：在步骤d)，通过该L阶自回归模型，被表示成以下的动态方程式 s ~ [ n ] = F s ~ [ n - 1 ] + B v [ n ] ]]>F为一个代表空时相关性的8L×8L矩阵，B为一个代表噪声功率的8L×8矩阵，v[n]为一个在时间n代表噪声的8×1向量。5.根据权利要求4所述的产生十二个导程心电图信号的方法，其特征在于：在步骤d)，所合成的该组对应十二个导程信号中对应该八个独立导程的八个导程信号是根据x[n]、及且经由滤波处理而获得，并且是以下式来表示 s ^ [ n ] = F s ^ [ n - 1 ] + K [ n ] ( x [ n ] - H ~ F s ^ [ n - 1 ] ) , ]]>K[n]代表在时间n的滤波增益矩阵，而所合成的该组对应十二个导程信号中的其他四个导程信号是根据而获得。6.根据权利要求1所述的产生十二个导程心电图信号的方法，其特征在于：在步骤f)，该目标组的十二个导程信号与该标准十二个导程心电图信号的相关系数是相对较大的，并且对应该目标组的十二个导程信号的三个差动导程分别是位于该人体心脏附近的位置。7.根据权利要求1所述的产生十二个导程心电图信号的方法，其特征在于：对应该目标组的十二个导程信号的三个差动导程分别是位于该人体心脏
\t右上缘与该人体锁骨下方间的位置、该人体心脏左下缘的位置、及该人体心脏右侧位置。8.一种产生十二个导程心电图信号的系统，其特征在于，包含：三个信号感测装置，用于分别贴附在一个待测者的人体胸部的特定位置，每一个信号感测装置包含两个彼此分开且共同构成一个差动导程的电极，并经由该两个电极分别感测该人体胸部的肌电信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍绍勋，许智皓，
申请(专利权)人：财团法人交大思源基金会，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71