[發明專利]一種非線性洛倫茲散點圖形態學計算方法

在審

• 申請號: 201711115850.6
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107898454A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 文峰
• 申請（專利權）人: 湖北科技學院
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于心電圖技術領域，涉及一種非線性洛倫茲散點圖形態學計算方法。

背景技術

洛倫茲散點圖是心電信號分析的一種非線性方法。將數分鐘或者數小時的心臟搏動的間期，依次變為坐標繪制在XOY平面上。每一個心搏間期先作為前一個點的縱坐標，再作為后一個點的橫坐標，如此繪制為一個許多點組成的散點圖。由于心臟每搏跳動的時間有微小差距，于是散點圖并不總是聚在一個小范圍的區域內，而是分布為較大的區域，呈現彗星狀、扇形、魚雷形、其他形狀乃至數個區域組成的圖像。散點圖可以直觀看出人體心臟搏動的規律，是心臟動力學描述的一種非線性方法；也可以對心律失常現在做出很好的直觀判斷，了解心臟本身活動機能以及疾病的信息。

國內外提出一些方法計算散點圖的面積、曲面組成的長軸和短軸長度等等。然而，散點圖有許多零散散點組成，界定其邊界并不容易。因此，面積計算較難。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種非線性洛倫茲散點圖形態學計算方法，本發明所要解決的技術問題是如何提高散點圖面積的計算精度。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種非線性洛倫茲散點圖形態學計算方法，其特征在于，本方法包括如下步驟：

A、運用計算幾何距算法找到待計算的散點圖的質心；

B、將散點圖的質心點移動至坐標原點，然后以原點發出16～64條射線，將散點圖切割為如此多的小扇形區域；

C、利用散點的數目以及分布規律，將每個扇形的邊界得以界定。

D、匯集各扇形面積之和，即為散點圖的整體面積。

原有技術或者粗略將散點圖定出邊界，然后分成許多小正方形格子進行計算，然而用手匯出邊界，或者只根據點數多寡來定出邊界，均存在誤差。

本方法則是分出多個小扇形，根據點數確定每個小扇形的半徑，從而將這些小扇形連接起來。借鑒了牛頓數學中的幾何圖形面積計算的微分方法。對于大多數心動情況比較正常(無大量房早室早、起搏器、房顫室顫情況下)，可以盡量的消除邊界誤差誤差。如此形成了一個確定邊界的散點圖區域，然后計算散點圖面積、長軸、短軸、夾角，均可以設計程序而計算出來。

本發明相對現有技術而言，具有如下優點：

1、計算洛倫茲散點圖面積更加準確、快速。

2、可以更好的判斷心臟搏動的功能和技能，預測人體疲勞、心臟是否健康的信息。

3、可對正常人群、中老年人、手術后患者以及冠心病、高血壓、腦梗塞等患者的心搏狀態做出一定的評估。

附圖說明

圖1是本實施例中散點圖形態學計算方法的建標示意圖。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

將散點圖的質心點移動至原點(也即是散點圖從XOY坐標系的第一象限移動到居中位置)，然后以原點發出16-32條或以上的射線，將散點圖切割為如此多的小扇形區域。利用散點的數目以及分布規律，將每個扇形的邊界得以界定。如此將每個扇形面積都計算出來，綜合相加就是散點圖的整體面積。

原有技術或者粗略將散點圖定出邊界，然后分成許多小正方形格子進行計算。然而用手匯出邊界，或者只根據點數多寡來定出邊界，均存在誤差。本專利的方法則是分出16-32個小扇形，根據點數確定每個小扇形的半徑，從而將這些小扇形連接起來。借鑒了牛頓數學中的幾何圖形面積計算的微分方法。對于大多數心動情況比較正常(無大量房早室早、起搏器、房顫室顫情況下)，可以盡量的消除邊界誤差誤差。如此形成了一個確定邊界的散點圖區域，然后計算散點圖面積、長軸、短軸、夾角，均可以設計程序而計算出來。

1、計算散點圖的質心，并將質心移動到坐標系的圓心位置。由于知道散點圖的每個點的橫縱坐標，計算質心比較簡便。另外由于計算的是散點圖的面積、長短軸長度、長軸方向夾角，而將該圖像在平面上任意移動，并不影響其數學計算。

2、運用數學微分方式將圖片分為許多小扇形。以每個扇形所包絡的大部分點數的區域為圖像邊界。這樣盡可能減少了定于邊界時候的誤差。邊界閾值可以設定為包含該小區域內95％總散點的小扇形區域。

3、若散點圖區域分為平面上數個區域，這說明發生了嚴重的心律失常現象。此時計算的是數個區域的面積，并提供心律失常信息。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。