基于Image-Pro Plus环境的数字心电图波形测量处理

王豫桐

（福建省宁德市计量所，福建 宁德 352100）

基于Image-Pro Plus环境的数字心电图波形测量处理

王豫桐

（福建省宁德市计量所，福建 宁德 352100）

介绍了在Image-Pro Plus环境中测量数字心电图机波形数据的方法。将波形图纸数字化，再测量其波形的幅度、频率等参数。应用实践表明，该方法简便有效。

Image-Pro Plus；数字心电图机；波形

数字心电图机是用来记录和显示心脏活动时所产生的生理电信号的仪器。数字心电图机的检定是通过现场检测，并将所打印的波形记录纸带回实验室进行数据处理，通过数据分析确定被检数字心电图机是否符合检定规程要求[1]。一般波形数据是通过直尺、玻璃分划板放大镜进行测量获得，测量量较大情况下，过程较为繁琐且易使测量人员疲劳。为此，文章中利用Image-Pro Plus软件对波形图纸进行电子化分析，易于操作，方便有效。

1 测量

1.1 检测依据

JJG 1041-2008《数字心电图机》。

1.2 检测过程

根据检定规程要求的工作温度、湿度环境下对被检心电图机进行检测，并将结果打印至热敏记录纸上。

2 记录纸扫描

波形数据是通过直接测量记录纸获得，需要记录纸清晰平整，能反映各波形细节，所扫描获得的图形不能失真，避免获得的数据产生误差。同时，一般热敏记录纸上有刻度格，利用Image-Pro Plus测量波形前需要利用刻度格作为标尺参考[2]，也要求清晰平整地扫描刻度格。为此，建议利用扫描仪扫描热敏记录纸时，设置分辨率300dpi以上，彩色模式为彩色。

3 波形测量

3.1 测量软件

文章选用HP LaserJet M1522一体机扫描仪、Image-Pro Plus V6.0、Microsoft Office 2003。

3.2 确定图形标尺刻度

测量波形前，需确定Image-Pro Plus软件的标尺刻度，通过菜单栏的Measure内的Calibration选项进入Spatial Calibration设置该参数，选择Unit为mm，并通过Pixels/unit框内的Image选定记录纸上的参考长度。设置如图1所示（两个大刻度格=10mm），可将该设置存为模板，后续使用。

图1 确定标尺刻度

3.3 获取波形数据

文章以检定规程“6.3.8波形识别能力与幅度-时间参数测量”进行测量为例。通过Image-Pro Plus软件工具栏中Manual measurements内的线条拖曳测试工具进行波形幅度“A1 ECG信号峰-谷值”至“A10 T波幅值”共10项数据的测量，测量结果直接显示出来，测量过程需注意拖曳测量线条要竖直，在扫描波形为平整状态时，各拖曳测量线条的Aagle参数应为180或0，此时与波形基线垂直。测量过程如图2所示。

图2 确定标尺刻度

获得的数据可直接通过Input/Output输出至Excel中，需根据Excel数据处理表的行列设置数据行列值，如图3所示。

图3 输出数据至Excel

3.4数据处理

在导出数据前，需在Excel中编排好数据处理表格，预留足够的空间给导出数据。由于只需要Length项数据，因此除该项以外的其他导出数据可在表格中隐藏。如图4所示，可见波形数据均符合规程要求。

图4 数据处理

规程要求测量的“6.3.4输入电压范围”、“6.3.6加权系数误差”等项目均可通过该方式测量，实现便捷有效的数据处理。

4 误差分析

相对于直接测量记录纸波形图，通过扫描后再软件测量，多引入一个步骤可能会对测量结果产生影响，需要进行分析。

4.1 误差项目分析

从表1可见，相对于直接测量过程中环境温度影响、人眼观测误差、测量工具尺自身误差等误差的影响，虽然软件测量引入记录纸扫描误差，但通过电子化后矢量缩放测量，且无环境、人为等影响，对测量结果影响不大。

表1 误差项目对比

通过对同一波形进行手动直接测量和Image-Pro Plus软件测量，测量结果如表2所示，可见二者测量结果相差不大。

表2 测量对比

4.2 测量结果不确定度评定

常规心电图机测量结果不确定评定[3]过程主要考虑以下四项：由测量重复性引入的标准不确定度、标准器电压误差引入的标准不确定度、钢直尺的示值误差产生的不确定度、取样不准估算的标准不确定度。采用Image-Pro Plus软件测量后，钢直尺的示值误差产生的不确定度可更改为确定图形标尺刻度引入的不确定度，设置10mm=10units条件下，最大示值误差为±0.1mm，均匀分布 k=，则：

其中Sm为心电图机灵敏度，在试验中选择10mm/mV档。可见该项与直接测量时采用最大示值误差为±0.1mm钢直尺的评定结果相同。同时，由于其余三项不确定度分量没有差异，因此最终获得的合成标准不确定度没有差别。

5 结束语

采用上述方法测量数字心电图机波形，符合检定规程要求，操作过程便捷有效，获得的测量数据合理可靠。

[1]国家质量监督检验检疫总局. 数字心电图机检定规程（JJG1041-2008）[M]. 北京: 中国计量出版社, 2008.

[2] Media Cybernetics. Image-Pro Plus V6.0(For Windows)快速入门指南[DB/CD]. Media Cybernetics, 2006.

[3]国家质量技术监督局. 测量不确定度评定与表示（JJF1059-1999）[M]. 北京: 中国计量出版社, 1999.

Measurement and Processing of Digital ECG Waveform Based on Image-Pro Plus

WANG Yu-Tong

(Ningde Institute of Metrology, Ningde 352100, Fujian, China)

This paper introduces the method of measuring the digital ECG waveform data in Image-Pro in Plus environment. After the digital processing of the waveform drawing, we can measure amplitude and frequency of waveform. Application practice shows that the method is simple and efficient.

Image-Pro Plus; Digital ECG machine; Waveform

2013-10-22

王豫桐，男，福建省宁德市计量所，检验员