心肌缺血心电信息的三维彩色编码心脏模型显示

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61172036
项目类别：
面上项目
资助金额：
62.0万
负责人：
杨圣
依托单位：
中国科学技术大学
学科分类：
F0125.医学信息检测与处理
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
李晓峰；陈迪虎；王亚军；韩仲卿；丁家梅；罗婷婷；陈向成；
关键词：
十二导心电图三维彩色编码心脏模型心电逆问题缺血性心脏病心肌缺血成像

项目摘要

本项目致力于"心肌缺血心电信息的三维彩色编码心脏模型显示"研究，目的是建立一种介于心电图技术与心肌缺血成像技术之间的心肌缺血检测新技术，它既保留心电图低成本和使用方便的优点，又能给出接近SPECT/PET成像的检测结果。具体的方法创新有：用自建的平滑基时频分解方法提高原始心电信息利用率，提出"缺血心肌向量"新概念以破解心电场求解的非唯一解和病态结果难题，以标准心脏模型结构化划分的新方案平衡原始心电信息少与心肌缺血成像质量需求之间的矛盾。具体的技术指标如下：在与SPECT/PET对照实验中，要求心肌缺血心电信息的三维彩色编码心脏模型显示诊断的阳性和阴性结果的t检验无显著差异（P<0.05），阳性率和阴性率的卡方检验无显著差异（P<0.05）。考虑到中国缺血性心脏病发病率快速上升，每年耗费的医疗资源极为庞大和老年化社会快速到来的现实，本项目研究成果将对缺血性心脏病初级预防起到积极的推动作用。

结项摘要

十二导心电图是心律失常类疾病诊断的“金标准”，但对心肌缺血类疾病的诊断则高度依赖诊断医生的个人经验，其灵敏度和特异性都不是很理想，其中重要的原因之一就是ST段偏移诊断标准不易掌握，很多住院医生都经常发生误诊和漏诊，普通人就更不用说了。一些学者的研究工作证实，图像显示相对于标准的十二导心电图，医生诊断的灵敏度和特异性有显著提高，甚至普通家庭成员经过短暂的培训就能轻易地看出心肌缺血的部位和严重程度。本项目开展了“心肌缺血心电信息的三维彩色编码心脏模型显示”研究，成功实现了心肌缺血3D心脏模型上的定位、彩色显示和ST罗盘上的定位、彩色显示。心肌损伤向量可以准确求解，从而克服了心电场求解的非唯一解和病态结果难题，也比基于有限集经验模型的十二导成像方法具有更广泛的适用性。经PET靶心图标定后，心肌缺血3D心脏模型上的定位、彩色显示和ST罗盘上的定位、彩色显示在临床对比实验中取得了如下进展：心肌缺血定位准确度接近PET成像，易辨识程度优于PET成像；Kappa统计分析结果表明，无医学专业知识的普通人在3D模型上识别心肌缺血，心内科专科医生用标准十二导诊断心肌缺血，两者的结果具有极强的一致性（K>0.81）；冠状动脉造影验证试验结果表明，3D模型显示的心肌缺血位置、范围与狭窄的冠脉之间具有很好的对应关系；支架手术前后对比结果表明，3D模型显示的心肌缺血位置、范围确实是冠脉狭窄导致的。ST罗盘也做了类似实验，结果接近3D模型，但直观性不如3D模型。本项研究结果在学术上的贡献是将十二导成像方法建立在准确求出唯一解的基础上，因此，理论上对检测对象无任何限制；在应用方面的贡献，一方面可以减少医学专业人员的心肌缺血误诊率、漏诊率，另一方面也使无医学知识的普通人在需要时可以自我诊断心肌缺血。