基于多时窗波束形成器方法的心脏磁场信号分析

提出了一种多时窗的波束形成器,可以从多通道心脏磁场测量数据中估计强、弱和持续时间长短不同的等效电流源.这种心脏电活动可视化技术将有助于相关心脏疾病的诊断.通过两个已知电流源的仿真实验说明了这种方法的可行性.并通过一个完全左束支传导阻滞和一个完全右束支传导阻滞病人的心脏QRS段磁场测量数据的源估计结果及其二维电兴奋传播图的比较,分析了用这种成像方法揭示的心脏电生理现象.     

Cardiac electrical activity imaging of patients with CRBBB or CLBBB in magnetocardiography

A new method for the imaging of cardiac electrical activity in patients with complete right bundle branch block （CRBBB） or complete left bundle branch block （CLBBB） is investigated using magnetocardiographic recordings of the surface of the body. This is based on the assumption that an equivalent single-current dipole moves along the unblocked bundle branch, whose position in the measurement plane is expressed in terms of the maximum and minimum, as well as the maximum gradient value of the measured magnetic field. The trajectory of the moving dipole on the measurement plane is indicative of theexcitation conduction of the CRBBB or CLBBB subject during ventricular depolarization and repolarization, which is deduced by comparing each change between the dipole moment and the maximum current density in a corresponding pseudo-current density map. In summary, this method can distinguish CRBBB from CLBBB subjects by means of the dipole depth and two dipole moment components. The possibility of visualizing the excitation conduction in a CRBBB or CLBBB subject during ventricular depolarization and repolarization is then discussed.     

基于贪婪稀疏方法的心脏磁场源重构

心脏磁场源重构, 即通过人体胸腔表面的磁场阵列测量信号反演产生该磁场的电流源分布, 是一种无创地研究心脏电活动的方法. 本文用线性化方程描述测量磁场与心脏内部电流源的关系, 并通过一种贪婪优化的方法得到了源重构的稀疏解. 通过近似正交化过程和改变迭代算法中原子的选择方式, 降低了优化算法的复杂度, 可在保证源重构精度的情况下, 快速搜索源空间中强度比较大的位置. 文中通过一组正常人的心磁测量数据, 说明了源重构方法的有效性. 这组数据的研究结果表明, 强度大于65%的重构电流源的空间移动轨迹与心脏除极和复极电活动的传导过程基本符合. 其QRS 和ST-T 段的实测心磁图与重构电流源产生的磁场图的平均拟合优度分别为99.36%和99.78%. 关键词： 心磁图 逆问题 稀疏解 正交匹配追踪     

心脏磁场分布电流源重构及其精度分析

用测量到的心脏磁场信号重构其电流源是一种无创揭示心脏电活动的方法. 心脏电活动的时空信息可视化, 将有助于心脏功能的研究和心脏疾病诊断. 本文通过仿真实验研究了一种减时窗波束形成器对分布时变电流源的重构能力, 以及源重构结果与心室兴奋传播的关系. 采用元胞自动机模拟心室的兴奋传播, 产生分布随时间变化的电流源, 并用边界元法构建了一个心脏-躯干模型, 模拟体电导的作用. 仿真结果表明, 这种减时窗波束形成器能够重构分布时变电流源, 并达到较好的精度. 将该方法和无穷大均匀介质导联矩阵用于一例正常人的心脏磁场信号分析, 其结果可以反映心室兴奋传播的基本特征. 关键词： 心磁图 源重构 边界元 波束形成器     

多腔体心脏磁场模型的研究与应用

利用核磁共振图像(MRI)中提取的人体和心脏边界,根据边界元方法(BEM)建立了一个考虑左、右心房和心室的多腔体心脏磁场模型.分析了用该模型得到的36通道心脏磁场数据和特定时刻的磁场图.并在此基础上,研究了完全性右束支传导阻滞(CRBBB)和完全性左束支传导阻滞(CLBBB)病人ST-T段的心脏电活动.结果显示,用移动单电流偶极子模拟的单束支电兴奋传导所产生的磁场图与用超导量子干涉器(SQUID)测量的CRBBB/CLBBB病人数据绘制的心脏复极时的心磁图(MCG)十分相似.结果表明,该多腔体心脏BEM模型可用于CLBBB/CRBBB病人心脏磁场逆问题的研究.此外,文中给出了两个评价指标:测量平面上多腔体与单腔体的心脏磁场强度极大值之比,以及两种模型的36个测量点上磁场强度均方根之比.分析表明,多腔体心脏模型更贴近人体心脏的实际情况.该模型中心脏组织电导率参数的取值,以及等效电流偶极子的位置和个数决定了磁场的强度和分布.