張 帆，于小林，谷 方

心電圖(ECG)和心電向量圖(VCG)是以線條或淚點為主要組成的醫(yī)學圖像。多屬于位圖，但具備矢量圖的外觀特性，是醫(yī)學圖像處理中的難點。臨床心電學界的技術(shù)和學術(shù)交流的主要形式是臨床圖片，對其清晰度、對比度和保真度均有很高的要求。但是在實際工作中，限于各種因素，在資源的收集和圖的拍攝所獲得的數(shù)字圖片，存在著線(點)模糊難辨等問題，嚴重地影響了學術(shù)交流和醫(yī)學教學。用計算機分層圖片處理技術(shù)將這類圖片美化，將大大提高閱者對圖的理解和認識。

分層圖形處理技術(shù)是將ECG或VCG作為圖片被處理對象，載入具備圖層功能的計算機圖片處理軟件中進行美化的過程。常用的計算機軟件有:adobe photoshop PS、adobe illustrator AI和SAI等。PS應(yīng)用最為普遍，圖形處理效果良好;AI擅長處理線圖和點圖，容易獲得優(yōu)質(zhì)的圖形處理效果;SAI是著名的手繪軟件，也以線圖描繪為特長，并且占用資源低，但醫(yī)學應(yīng)用不及前者普遍。諸多分層圖形處理軟件中掌握其中一種即可。若在圖片處理中結(jié)合其它簡單的平面圖軟件(畫圖板，美圖秀秀)等，可使圖形處理快捷簡便。

例1 心電圖網(wǎng)格背襯清晰，但心電圖主體線條不清晰甚至斷線，見圖1A。

這類圖片在臨床中最常見。主要因為有些熱敏心電圖紙描記的心電圖保存一定時間后會出現(xiàn)不同程度的線條褪色，在褪色前未及時進行拍攝保存所致。圖形處理目的主要是突出心電圖的主體線條。由于原圖中已經(jīng)出現(xiàn)明顯的斷線部分，因此不能僅僅做圖形的線條加粗處理，而需要重新描線。這類圖片雖然可采用單圖層線條加粗方法，但在線條的繪制過程中，如果出現(xiàn)重影等情況需要修改圖片時，往往容易對背襯的網(wǎng)格坐標形成損傷，處理起來不及分層上手。用分層處理時，將原片放在底層，在新增一層上以原圖心電圖線為基準，通過描線的方式覆蓋纖細斷線的原圖，繪制過程可方便地進行修改，不會影響到原圖。繪制完成后還可調(diào)整原圖的亮度/對比度與前景心電圖線條主體達成最佳配合，然后合并圖形保存，以便日后調(diào)用。處理后的效果見圖1B。

圖1 心電圖主體線條不清晰甚至斷線

例2 心電圖網(wǎng)格背襯過度粗重，使心電圖主體線條不突出(圖2A)。

這類圖片多見于以往文獻中膠片翻拍制版技術(shù)的附圖，其中外文文獻占較大的成分。雖然圖片陳舊古老，但學術(shù)價值高，交流意義大。處理該類圖片的思路是，將原片設(shè)為底層，調(diào)大圖片的亮度使網(wǎng)格坐標背襯達到合適的亮度，在新增一層上以原圖的心電圖線條為基準進行描線，然后調(diào)整線條位置和修改底層原圖消除重影，調(diào)節(jié)底層亮度/對比度使之與前景心電圖線條主體達成最佳配合，合并圖層并保存。處理后的效果見圖2B。

圖2 心電圖背襯過粗重，主體線條不突出處理前后

例3 心電圖背景網(wǎng)格不清，或無網(wǎng)格，但主體線條清晰，見圖3A。

與心電圖線條主體相比，網(wǎng)格坐標的繪制費時費工。鑒于該部分屬于具有共性的參考計量圖形，完全可用清晰的坐標網(wǎng)格圖取而代之而無需重新繪制，但需要將一備好的網(wǎng)格坐標圖置于底層。由于心電圖主線清晰可用，因此圖片的分層處理非常簡單:將原圖調(diào)入網(wǎng)格坐標底層圖的上層，調(diào)整透明度使底圖的網(wǎng)格線與上層圖的背景網(wǎng)格線都清晰可見，調(diào)整底圖或上層圖使得兩圖的網(wǎng)格大小一致。這點非常重要，保證新?lián)Q的清晰網(wǎng)格坐標與原圖大小一致?；氐缴蠈釉瓐D，將透明度調(diào)回，然后用亮度/對比度調(diào)節(jié)去除不清晰的網(wǎng)格背景，同時增粗增黑心電圖主線條。通過魔術(shù)橡皮擦除白色背景，剪裁、合并圖層得到圖3B的效果。

圖3 心電圖背景網(wǎng)絡(luò)不清或無處理前后

這種圖形處理方法同樣適用于沒有網(wǎng)格背景的心電圖片。在與原圖進行坐標校對時，可考慮采用圖片提供的定標電壓的方法，如:增益定標為10mm/mV時，原圖定標電壓的大小即網(wǎng)格坐標的10 mm。振幅校對后紙速也隨之校正完畢。

例4 抓屏心電圖。抓屏心電圖是臨床上最多獲取圖片資料的方法之一。其優(yōu)點是方便快捷，圖形固定，但缺點也顯而易見，一是部分軟件作圖界面采用暗背景，二是圖形有馬賽克失真(圖4A)。圖形雖然勉強能進行學術(shù)交流，但距離高質(zhì)量圖形的印刷出版要求尚有較大的差距。圖1A要通過線條的重繪提取心電圖主體，然后在其底層附加清晰的網(wǎng)格坐標圖，其大小要嚴格與屏幕截圖進行校對;如果是紙質(zhì)效果的抓屏圖，處理方法可參見本文例1的方式，在原圖上方建立新圖層并重新描繪心電圖主體線條即可，注意嚴格避免上下層重影的問題。圖4B是處理后的效果。

圖4 抓屏黑背景心電圖處理前后

在所有介紹過的分層圖形處理方法中，圖4A最復雜。既有心電圖主體線條的重繪，也有網(wǎng)格坐標背景圖的更換。但是這種方法應(yīng)用最廣泛，圖形效果也最好，幾乎所有有問題的心電圖片都可應(yīng)用此方法進行處理。

例5 抓屏心電向量圖(圖5A)。與心電圖不同的是，心電向量圖是以淚點的房室顯示圖形的主體，輔以圓形網(wǎng)格坐標背景圖。由于心電向量圖必須采用XY平面繪圖技術(shù)，因此軟件幾乎都在通用計算機上運行，抓屏圖成為獲取圖像的簡便常用的方法。

抓屏心電向量圖可在簡單的單層圖形處理軟件環(huán)境下進行［1］，但這種圖形的效果擺脫不了暗色背景的限制。若要獲得干凈漂亮的紙質(zhì)圖形效果，必須使用分層圖片處理方式。圖5A的圖形處理方式雷同于圖4A，也是采用VCG主體淚點圖的提取加網(wǎng)格坐標背景圖的更換。新加的網(wǎng)格背景圖在坐標上應(yīng)與原圖進行校對，以保證測量尺度在圖形處理后與處理前相一致。心電向量圖的淚點繪制不同于心電圖的線規(guī)描繪，而是在畫點的基礎(chǔ)上，再畫尾線。描繪的相關(guān)原則是，原圖的淚點越密集，繪點直徑越小，相反，淚點越疏松，繪點直徑越大。尾線的原則也是隨著淚點的疏密程度而定，疏松時尾線長，密集時尾線短或無尾線。抓屏心電向量圖的分層處理效果見圖5B。

圖5 抓屏心電向量圖處理前后

例6 竇性早搏的教學示意圖制作。教學示意圖不同于學術(shù)交流的醫(yī)學圖片，是用直觀易懂的圖形闡述所要表達的知識內(nèi)容，因此可以使用虛擬圖形來表達所要講述的內(nèi)容。竇性早搏是臨床上罕見的心律失常，其描記需要嚴格的屏氣后排除呼吸性竇不齊的基礎(chǔ)上獲得，取得真圖臨床機會不多?？墒褂谜Ｐ碾妶D段(圖6A)作為素材，根據(jù)竇性早搏的形成原理和心電圖表現(xiàn)特點，經(jīng)過分層圖形處理后獲得(圖6B)。由于要對基本心電圖圖形進行加工處理，所選素材最好是沒有網(wǎng)格背景的裸圖，所需示意的心電圖主體線條圖加工完畢后，配上網(wǎng)格坐標背景圖即成。這里，示意圖的網(wǎng)格背景僅僅用作襯托效果，不做嚴格認真的定量測算分析，所以無需校對，但大體范圍應(yīng)該符合心電圖的描記常規(guī)，以適合學者的觀察與瀏覽。竇性早搏的圖形制作較容易。將第3個心搏后的整段心電圖選區(qū)后，向前平移整個選區(qū)圖段，掩蓋部分基線后與前一搏心電圖的T波結(jié)束點后進行對接，略作圖處理去除交界痕跡后即成。

圖6 竇性早搏的教學示意圖制作

［1］于小林，谷 方．用winXP自帶畫圖板美化截屏心電向量圖［J］．江蘇實用心電學雜志，2013，22(2):604－606．