心電向量環(huán)微分幾何心電圖數(shù)學模型的臨床應用.pdf

1、目的: 現(xiàn)時臨床心電學對心電環(huán)和心電波的觀測均體現(xiàn)在整體表象性狀上，如心電環(huán)的橫寬和周期等，心電波的幅度和間期等，還沒有對其微分幾何性狀進行刻畫。實際上，在心電環(huán)空間曲線上的瞬時心電向量隨時間運行每一動點都存在快慢、彎曲和扭曲這三項微分幾何基本性狀，分別可用速率、曲率和撓率來量度。以Frank正交導聯(lián)x(t)、y(t)、z(t)為基礎，以微分幾何數(shù)學模型為原理，計測與描述心電環(huán)的微分幾何性狀，描記心電環(huán)空間曲線的速率v(t)、曲

2、率c(t)和撓率d(t)模量曲線，由v(t)、c(t)和d(t)三條圖線所組成的標量圖叫做微分幾何心電圖(differentiate geometry ECG，DG—ECG)。 本文以微分幾何數(shù)學模型作為基本原理，以小灶心肌梗死為應用例，并引用自然方程組作為依據(jù)，比較微分幾何數(shù)學模型與臨床診斷小灶心肌梗死的符合情況，指出微分幾何心電圖科學發(fā)展的必然前景，旨在為醫(yī)學科學研究人員提供此數(shù)學模型作為一種診斷手段，發(fā)揮計算機功效，應用于

3、臨床實踐，促進臨床心電學科學的發(fā)展。 方法: 采用VC++語言，建立心電環(huán)空間曲線的切速率、曲率和撓率數(shù)學模型，用ECG和VCG兩個導聯(lián)體系同步采集心電信號。Frank導聯(lián)體系采集的心電信號輸出三道正交心電圖，±x輸出體表左右電位差波形Vx(t)，±y輸出體表上下電位差波形Vy(t)，±z輸出體表前后電位差波形Vz(t)。將毫伏級正交心電信號輸入給心電放大器，放大到V級后輸入給A/D轉換器，A/D轉換器將模擬信號轉換為數(shù)

4、字信號，再輸入給計算機進行數(shù)據(jù)處理。通過計算機對臨床已確診的小灶心肌梗死組QRS環(huán)的曲率和撓率進行分析與描記，摸索正常組QRS環(huán)和小灶心肌梗死組QRS環(huán)的曲率和撓率模量心電圖的的變化規(guī)律；分析小灶心肌梗死組QRS環(huán)反向曲率模量的最大值以及撓率模量的最大值情況。 結果: 1、經(jīng)過對正常組和小灶心肌梗死組76例QRS環(huán)的分析，得出23例小灶心肌梗死組QRS環(huán)均出現(xiàn)反向曲率，符合率達100％；53例正常組中只有1例QRS環(huán)出現(xiàn)

5、反向曲率，符合率達2％。 2、小灶心肌梗死組QRS環(huán)反向曲率模量的最大值在368～442(1/mv)之間變化，大多數(shù)集中在410(1/mv)左右，數(shù)值比較集中，心梗位置多數(shù)為前間壁。實驗數(shù)據(jù)用SPSS13.0軟件進行統(tǒng)計學處理，用均值±2標準誤表示，其結果為(405.57±6.94)1/mv(P<0.05)；QRS環(huán)撓率最大值在138～550(1/mv)之間變化，多數(shù)集中在400(1/mv)附近。實驗數(shù)據(jù)用SPSS13.0軟件進

6、行統(tǒng)計學處理，其結果為(351.39±44.39)1/mv(P<0.05)。 3、在23例小灶心肌梗死組中，對QRS環(huán)反向曲率最大值對應時間和QRS環(huán)撓率最大值對應時間做相關性分析，其相關系數(shù)R=0.902(P<0.001)。 結論: 1、通過小灶心肌梗死臨床應用例的分析證明微分幾何心電圖較傳統(tǒng)的心電圖、心電向量圖具有不丟失信息的優(yōu)越性； 2、QRS環(huán)的正負曲率可以作為區(qū)分健康人和心肌梗死患者的依據(jù)，并具