心电图机检定结果图像测量系统的设计*

武晓东 徐 森 /

1. 天津市计量监督检测科学研究院；2. 天津陆海石油设备系统工程有限责任公司

0 引言

心电图机正向着多通道、数字化、智能型、网络共享型和自动分析型等方向发展，因此对心电图机进行计量检定也需要不断创新。目前对心电图机检定结果的测量，是使用钢直尺和放大镜人工量取打印在记录纸上的波形长度尺寸[1]，准确度低且放大镜无法溯源，不能形成完整的溯源链，所以不够科学。尤其是数字心电图机检定时，需要量取打印在记录纸上的方波、正弦波、ECG组合测试波形等波形信号的幅值和时间间隔等长度尺寸，而使用钢直尺几乎无法完整、准确地量取ECG组合测试波形P波的波峰、波谷值（其标准值为1 mm）和ST水平波段的幅值（其标准值为0.6 mm）。另外量取的波形幅值和时间间隔长度尺寸有几十甚至上百个，这需要检定人员相当长的时间才能完成，对量取的尺寸还需进行分析和计算，因此对一台数字心电图机进行计量检定需要几十分钟甚至几个小时的处理，很容易产生误差[2]，且人为因素显著，从而影响检定的效率。

为了能够科学、准确地计量心电图机，降低检定过程中尺寸量取和数据计算的劳动强度，本文提出对心电图机计量检定结果的图像测量方法。

1 检定结果图像测量系统设计

以现有心电图机检定仪作为被测心电图机的信号源，由心电图机检定仪输出方波、正弦波、ECG组合测试波形等波形信号给心电图机，将心电图机打印在记录纸上的波形信号图像采集到计算机[3]，使用visual basic语言编制专业的心电图机检定图像处理、分析软件[4]，实现心电图机检定结果图像的读取、显示、分析、储存和输出，并依据检定规程要求生成并打印检定记录和检定证书。

图像采集使用扫描仪或数码相机，扫描或拍摄时把钢直尺一起扫描或拍摄，然后把图像采集到计算机（如图1所示）。

开始测量前，必须先对图像测量标尺进行标定，把图像测量标尺与采集到计算机中的钢直尺图像进行比对，得到标尺标定系数，这样不仅使图像测量标尺进入了溯源链，而且通过软件编程可以直接对采集的图像进行测量，得到实际测量值。在对采集的图像进行测量时，鼠标按下第一点时定位，按下第二点时测量一、二两点间的距离，由标志位识别鼠标点中那个点。为了测量准确，按下鼠标的同时判断计算机键盘按键“Shift”或“Alt”是否按下，若按下则只测量水平或垂直距离（水平、垂直线由设定的直线斜率决定）。测量完成后直接把测量的两点间距离数据导入检定记录，然后可对测量的数据进行计算和保存，最后生成并打印检定记录和检定证书。

2 检定结果图像测量系统结构

心电图机检定图像测量系统有测量显示和尺寸测量两部分（如图2所示），测量显示由界面显示、数据计算和数据存储三个子系统组成，尺寸测量由图像调入、标尺标定和尺寸测量三个子系统组成，分别执行各自对应的任务和功能，都由图像测量系统主程序所控制，通过上层的动态调用来执行，避免子系统之间的相互阻塞和干扰。

图2 图像测量系统结构

3 检定结果图像测量系统软件功能

如图3所示，系统由基本信息录入和检定一、检定二……检定六组成，基本信息录入可以手动填写或从列表中选择，录入完成后保存数据；检定一、检定二、…检定六可以手动填写数据或通过图像测量导入图像测量数据，完成后对数据进行计算和保存，所有检定项目数据处理后生成检定记录和检定证书。任何项目有空项时，系统会提醒检定没有完成，这样可以保证只有在所有检定项目都检定完成后才可以生成检定记录或检定证书，避免漏项。

图3 图像测量系统软件功能

4 检定结果图像测量系统界面

检定结果图像测量系统界面由系统操作界面和尺寸测量界面两部分组成。系统操作界面如图4所示，主要由菜单栏、标签栏、测量数据栏三部分组成。其中，菜单栏内有文件存储、调用、数据计算、帮助信息、版本信息等主要功能。标签栏用于选择不同的测量项目，按照数字心电图机检定规程的检定顺序，依次将检定项目存放在“基本信息”、“检定一”至“检定六”内。测量数据栏显示不同标签栏对应的测量数据表格。

图4 检定结果图像处理系统操作界面

系统尺寸测量界面如图1所示，对于检定一至检定六等需要测量的项目数据，双击测量项目数据框，弹出尺寸测量窗口界面，打开图像按钮就可以把图像调入图像框中进行测量。

5 测试结果

在实验室条件下，采用心电图机检定结果图像处理系统进行测试，使用EGC-1C型智能心脑电图机检定仪对心电图机进行检定，检定结果图像测量系统对数据进行测量，与采用人工量取的方法进行了对比验证，利用层次分析法进行效能评定[5]，心电图机检定结果测量系统进行测量的总权重为W1= 1.319 7，人工测量的方法的总权重为W2= 0.694 0，由总权重可以看出检定结果图像测量系统的总权重W1几乎是人工测量总权重W2的两倍，说明心电图机检定结果图像测量系统优于人工测量的方法。

6 结语

本文介绍的心电图机检定结果图像测量系统是严格依照数字心电图机的计量检定规程设计开发的，程序编制使用visual basic语言，可以实现图像测量、数据计算和存储、输出等功能，可以自动生成并打印检定记录和检定证书。通过实验验证了该系统优于人工测量。

[1] 全国无线电技术委员会. JJG1041-2008 [S]. 北京:中国计量出版社, 2008.

[2] 费业泰. 误差理论与数据处理，5版[M]. 北京: 机械工业出版社,2007.

[3] Milan Sonka，Vaclav Hlavac，Roger Boyle..图像处理、分析与机器视觉，3版[M]. 艾海舟,苏延超，译. 北京. 清华大学出版社,2011.

[4] 王慧. 工业测控系统VB编程[M]. 北京：化学工业出版社，2009.

[5] 杜春成. 基于层次分析的综合评价方法 [J]. 长春工业大学学报（自然科学版），2009，30(5):596-600.