基于虚拟心脏的心电逆问题求解论文

《基于虚拟心脏的心电逆问题求解论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于虚拟心脏的心电逆问题求解Mission摘要心电逆问题研究的0标是要从无损测得的体表电位来找出心脏的对应状态。本文提出了一种新的心电逆问题求解方法，即从体表电位求出虚拟心脏的模型参数，由所求得的虚拟心脏的模型参数即可确定心脏所处的状态。该法把欠定的逆问题求解问题转化为正问题的参数优化问题，避免了以往心电逆问题求解方法中的病态问题。关键字：虚拟现实；心电逆问题;wPW预激综合征SOLUTIONFORELECTROCARDIOGRAPHICINVERSEPROBLEMBASEDONVIRTUALHE

2、ARTYangwenhua200710407112ABSTRACTWeintroducedanewapproachtoelectrocardiographicinverseproblemstudies，i.e.，solutionsintermsofvirtualheartmodelparameters.Theheartstatecanbedeterminedfromexaminationoftherecoveredvirtualheartmodelparameters.Thustheill-con

3、ditionedinverseproblemwasturnedtobeaforwardproblemwithparameteroptimization,andtheill-posednaturewasavoided.Keywords:VirtualReality;ElectrocardiographicInverseProblem;WPWpreexcitationsyndrome基于虚拟心脏的心电逆问题求解方法具备了虚拟心脏后，通过设罝其模型参数我们就可以仿真不同心脏状态下的体表电位。例如，通过去

4、除虚拟心脏模型中某一区域的心肌单元可以仿真心肌梗塞；通过减慢束支的兴奋传导速度可以仿真束支传导阻滞；通过设置预激点可以仿真预激综合征；通过增加心室的心肌单元可以仿真心室肥大等等。反过来,对于给定的体表电位分布数据，如果能找出对应的虚拟心脏模型参数，那么我们就可以定量地确定心脏的对应状态。这就是我们基于虚拟心脏的心电逆问题研究新方法的基木原理。其原理框图如图1所示。从病人身上测量得到的体表电位数据经一个基于知识的预诊断程度大致定性地确定出属于哪一类心脏病；然后模型编辑器自动设置虚拟心脏的模型参数并启

5、动仿真运算，仿真得出的体表电位与测量的体表电位经匹配准则进行比较，如果符合匹配耍求，则由所设置的虚拟心脏模型参数即可确定对应的心脏状态；否则，执行调整模型参数一仿真4比较判断的参数优化循环过程直至符合匹配准则为止。图1基于虚拟心脏心电逆问题求解方法的原理框图一.匹配准则仿真得出的体表电位与实测的体表电位是不可能完全一致的，那么仿真得出的体表电位与实测的体表电位到底符合到何种程度，我们就要用一定的准则来判断它。本研宄采用了三条匹配准则，它们基于下述三种误差：(1)总平方误差，squerr,由下式给出

6、Squerr=S仏“，⑴2⑴/=0/=!式中(t，i)代表体表第i点在时刻t的电位测量值，&(t,i)为和应Urn的电位仿真值，n为测量点个数，T为心动周期。squerr的量纲为mV2。(2)总最大值位置误差，meixperr,定义为Tmaxperr=VCIIPmmax(t)-Psmax(t)II(2)r=0式中Pmmax(t)代表t时刻电位测量值的最大值位置，Psmax(t)为t时刻电位仿真值的最大值位置，C为常数，IIHI为“网格距离”，定义为IIa-bII:Vm2+"2⑶式中=(int)—-

7、(int)—2020、n=

8、a-b

9、%20,ifn>10,thenn=20-n(4)上式中，a、b代表图2中200个电极位罝分布的序列编号(0〜199)。

10、….

11、是绝对值操作，％是余数操作，也就是说，n是指a与b之差的绝对值除以20所得的余数，如果该余数大于10，则n由20减去该余数所得。例如，图2屮A与B之间的“网格距离”为IIA-BII=II67-109II=(3-5)2+22=22图2中C与D之间的“网格距离”为IIC-D

12、

13、=

14、

15、120一139

16、

17、=(6-6)2+12=1posterior

18、anterior020406080100120140'160180'anteriorchestposteriorchest1939597999119139159179199图2体表面前胸与后背200个电极位置分布示意图(1)总最小值位置误差,mi叩err,定义为minperrCIIPmmin(t)—Psmin(t)II(5)f=0式屮Pmmin(t)代表t时刻电位测量值的最小值位置，Psmin(t)为t时刻电位仿真值的最小值位置，C和I卜•II同(2)式。maxperr和minpe