心電圖機(jī)檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)*

武曉東 徐 森 /

1. 天津市計(jì)量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院；2. 天津陸海石油設(shè)備系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司

0 引言

心電圖機(jī)正向著多通道、數(shù)字化、智能型、網(wǎng)絡(luò)共享型和自動(dòng)分析型等方向發(fā)展，因此對心電圖機(jī)進(jìn)行計(jì)量檢定也需要不斷創(chuàng)新。目前對心電圖機(jī)檢定結(jié)果的測量，是使用鋼直尺和放大鏡人工量取打印在記錄紙上的波形長度尺寸[1]，準(zhǔn)確度低且放大鏡無法溯源，不能形成完整的溯源鏈，所以不夠科學(xué)。尤其是數(shù)字心電圖機(jī)檢定時(shí)，需要量取打印在記錄紙上的方波、正弦波、ECG組合測試波形等波形信號的幅值和時(shí)間間隔等長度尺寸，而使用鋼直尺幾乎無法完整、準(zhǔn)確地量取ECG組合測試波形P波的波峰、波谷值（其標(biāo)準(zhǔn)值為1 mm）和ST水平波段的幅值（其標(biāo)準(zhǔn)值為0.6 mm）。另外量取的波形幅值和時(shí)間間隔長度尺寸有幾十甚至上百個(gè)，這需要檢定人員相當(dāng)長的時(shí)間才能完成，對量取的尺寸還需進(jìn)行分析和計(jì)算，因此對一臺(tái)數(shù)字心電圖機(jī)進(jìn)行計(jì)量檢定需要幾十分鐘甚至幾個(gè)小時(shí)的處理，很容易產(chǎn)生誤差[2]，且人為因素顯著，從而影響檢定的效率。

為了能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地計(jì)量心電圖機(jī)，降低檢定過程中尺寸量取和數(shù)據(jù)計(jì)算的勞動(dòng)強(qiáng)度，本文提出對心電圖機(jī)計(jì)量檢定結(jié)果的圖像測量方法。

1 檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以現(xiàn)有心電圖機(jī)檢定儀作為被測心電圖機(jī)的信號源，由心電圖機(jī)檢定儀輸出方波、正弦波、ECG組合測試波形等波形信號給心電圖機(jī)，將心電圖機(jī)打印在記錄紙上的波形信號圖像采集到計(jì)算機(jī)[3]，使用visual basic語言編制專業(yè)的心電圖機(jī)檢定圖像處理、分析軟件[4]，實(shí)現(xiàn)心電圖機(jī)檢定結(jié)果圖像的讀取、顯示、分析、儲(chǔ)存和輸出，并依據(jù)檢定規(guī)程要求生成并打印檢定記錄和檢定證書。

圖像采集使用掃描儀或數(shù)碼相機(jī)，掃描或拍攝時(shí)把鋼直尺一起掃描或拍攝，然后把圖像采集到計(jì)算機(jī)（如圖1所示）。

開始測量前，必須先對圖像測量標(biāo)尺進(jìn)行標(biāo)定，把圖像測量標(biāo)尺與采集到計(jì)算機(jī)中的鋼直尺圖像進(jìn)行比對，得到標(biāo)尺標(biāo)定系數(shù)，這樣不僅使圖像測量標(biāo)尺進(jìn)入了溯源鏈，而且通過軟件編程可以直接對采集的圖像進(jìn)行測量，得到實(shí)際測量值。在對采集的圖像進(jìn)行測量時(shí)，鼠標(biāo)按下第一點(diǎn)時(shí)定位，按下第二點(diǎn)時(shí)測量一、二兩點(diǎn)間的距離，由標(biāo)志位識(shí)別鼠標(biāo)點(diǎn)中那個(gè)點(diǎn)。為了測量準(zhǔn)確，按下鼠標(biāo)的同時(shí)判斷計(jì)算機(jī)鍵盤按鍵“Shift”或“Alt”是否按下，若按下則只測量水平或垂直距離（水平、垂直線由設(shè)定的直線斜率決定）。測量完成后直接把測量的兩點(diǎn)間距離數(shù)據(jù)導(dǎo)入檢定記錄，然后可對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和保存，最后生成并打印檢定記錄和檢定證書。

2 檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

心電圖機(jī)檢定圖像測量系統(tǒng)有測量顯示和尺寸測量兩部分（如圖2所示），測量顯示由界面顯示、數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)三個(gè)子系統(tǒng)組成，尺寸測量由圖像調(diào)入、標(biāo)尺標(biāo)定和尺寸測量三個(gè)子系統(tǒng)組成，分別執(zhí)行各自對應(yīng)的任務(wù)和功能，都由圖像測量系統(tǒng)主程序所控制，通過上層的動(dòng)態(tài)調(diào)用來執(zhí)行，避免子系統(tǒng)之間的相互阻塞和干擾。

圖2 圖像測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)軟件功能

如圖3所示，系統(tǒng)由基本信息錄入和檢定一、檢定二……檢定六組成，基本信息錄入可以手動(dòng)填寫或從列表中選擇，錄入完成后保存數(shù)據(jù)；檢定一、檢定二、…檢定六可以手動(dòng)填寫數(shù)據(jù)或通過圖像測量導(dǎo)入圖像測量數(shù)據(jù)，完成后對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和保存，所有檢定項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理后生成檢定記錄和檢定證書。任何項(xiàng)目有空項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提醒檢定沒有完成，這樣可以保證只有在所有檢定項(xiàng)目都檢定完成后才可以生成檢定記錄或檢定證書，避免漏項(xiàng)。

圖3 圖像測量系統(tǒng)軟件功能

4 檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)界面

檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)界面由系統(tǒng)操作界面和尺寸測量界面兩部分組成。系統(tǒng)操作界面如圖4所示，主要由菜單欄、標(biāo)簽欄、測量數(shù)據(jù)欄三部分組成。其中，菜單欄內(nèi)有文件存儲(chǔ)、調(diào)用、數(shù)據(jù)計(jì)算、幫助信息、版本信息等主要功能。標(biāo)簽欄用于選擇不同的測量項(xiàng)目，按照數(shù)字心電圖機(jī)檢定規(guī)程的檢定順序，依次將檢定項(xiàng)目存放在“基本信息”、“檢定一”至“檢定六”內(nèi)。測量數(shù)據(jù)欄顯示不同標(biāo)簽欄對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)表格。

圖4 檢定結(jié)果圖像處理系統(tǒng)操作界面

系統(tǒng)尺寸測量界面如圖1所示，對于檢定一至檢定六等需要測量的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，雙擊測量項(xiàng)目數(shù)據(jù)框，彈出尺寸測量窗口界面，打開圖像按鈕就可以把圖像調(diào)入圖像框中進(jìn)行測量。

5 測試結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用心電圖機(jī)檢定結(jié)果圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行測試，使用EGC-1C型智能心腦電圖機(jī)檢定儀對心電圖機(jī)進(jìn)行檢定，檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，與采用人工量取的方法進(jìn)行了對比驗(yàn)證，利用層次分析法進(jìn)行效能評定[5]，心電圖機(jī)檢定結(jié)果測量系統(tǒng)進(jìn)行測量的總權(quán)重為W1= 1.319 7，人工測量的方法的總權(quán)重為W2= 0.694 0，由總權(quán)重可以看出檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)的總權(quán)重W1幾乎是人工測量總權(quán)重W2的兩倍，說明心電圖機(jī)檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)優(yōu)于人工測量的方法。

6 結(jié)語

本文介紹的心電圖機(jī)檢定結(jié)果圖像測量系統(tǒng)是嚴(yán)格依照數(shù)字心電圖機(jī)的計(jì)量檢定規(guī)程設(shè)計(jì)開發(fā)的，程序編制使用visual basic語言，可以實(shí)現(xiàn)圖像測量、數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)、輸出等功能，可以自動(dòng)生成并打印檢定記錄和檢定證書。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)優(yōu)于人工測量。

[1] 全國無線電技術(shù)委員會(huì). JJG1041-2008 [S]. 北京:中國計(jì)量出版社, 2008.

[2] 費(fèi)業(yè)泰. 誤差理論與數(shù)據(jù)處理，5版[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[3] Milan Sonka，Vaclav Hlavac，Roger Boyle..圖像處理、分析與機(jī)器視覺，3版[M]. 艾海舟,蘇延超，譯. 北京. 清華大學(xué)出版社,2011.

[4] 王慧. 工業(yè)測控系統(tǒng)VB編程[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[5] 杜春成. 基于層次分析的綜合評價(jià)方法 [J]. 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，30(5):596-600.