胡小剛 李心雅 彭屹#*

1(北京交通大學電氣工程學院，北京 100044)2(中國醫(yī)學科學院基礎醫(yī)學研究所，北京協(xié)和醫(yī)學院基礎學院，北京 100005)

體表電位標測圖進行心室異位起搏點定位之分辨率及導聯(lián)密度影響的仿真研究

胡小剛1李心雅2彭屹2#*

1(北京交通大學電氣工程學院，北京 100044)2(中國醫(yī)學科學院基礎醫(yī)學研究所，北京協(xié)和醫(yī)學院基礎學院，北京 100005)

基于自行構(gòu)建的全心臟電生理模型，利用體表電位標測圖(BSPM)，進行心室異位起搏點定位之分辨率以及導聯(lián)密度影響的仿真研究。在蒲肯野纖維網(wǎng)中選擇24個心室異位起搏點，二維橫向范圍內(nèi)(12.5 mm×16 mm)選取18個異位起搏點，在長度為7.5 mm的縱向區(qū)域選取6個異位起搏點。計算每個異位起搏點存在時的QRS等積分標測圖(BSPMQRS)，并分別在橫向和縱向區(qū)域內(nèi)，就每一個異位起搏點與其它配對點之間BSPMQRS的相關系數(shù)進行計算。當相關系數(shù)小于0.95，則認為兩點可區(qū)分。在體表導聯(lián)密度對BSPM影響的探討中，均勻抽取導聯(lián)的同時保證剩余的導聯(lián)依然可以覆蓋整個胸廓。采用統(tǒng)計反演推算方法，根據(jù)較少導聯(lián)上的數(shù)值反推整體導聯(lián)的信息，并通過實際值和估算值的相關系數(shù)，以判斷較小的導聯(lián)密度是否有體現(xiàn)全局信息的能力。結(jié)果顯示，心室異位起搏點定位的橫向分辨率為(2.80±0.62) mm，縱向分辨率為(3.25±0.39) mm。導聯(lián)數(shù)目從252分別減少到132，72和36時，得到的相關系數(shù)分別為0.987±0.050，0.946±0.060 和0.852±0.080，心室異位起搏點定位分辨率也隨相關系數(shù)的減小而降低?？筛鶕?jù)應用目的在導聯(lián)密度和相關系數(shù)間作出平衡。

體表電位標測圖(BSPM)；心室異位起搏點；空間分辨率；電極密度

引言

心血管疾病嚴重危及人類健康，其中室性心律失常和心肌梗塞是致死致殘主要誘因[1]。臨床上常規(guī)的12導聯(lián)心電圖或者動態(tài)心電圖(Holter)，由于受導聯(lián)數(shù)目限制，空間分辨率有限。體表電位標測圖(body surface potential mapping, BSPM)是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而興起的一種無創(chuàng)診斷技術(shù)，在軀干表面放置數(shù)十甚至數(shù)百個導聯(lián)，同步記錄各部位的心電圖，由于導聯(lián)數(shù)眾多，分布范圍更廣，因此可以獲得較常規(guī)心電圖更多的信息，具有更高的空間分辨率[2]。

BSPM對心臟疾病的診斷和異位靶點定位方面的作用已經(jīng)得到了證實和應用，其中比較具有代表性的，一是探討B(tài)SPM用于心室異位起搏點的定位[3-4]；二是通過擴大胸廓表面電極記錄范圍，覆蓋常規(guī)心電圖的診斷盲區(qū)，以加強對于急性心肌梗塞的診斷[5-6]。后者相對比較成熟，已有臨床可用產(chǎn)品。。

目前由室性心律失常引起的心源性猝死(sudden cardiac death, SCD)依舊為死亡的主要原因。在過去的幾十年，植入性和便攜式除顫技術(shù)不斷發(fā)展用以終止室性心動過速和室顫等惡性心律失常事件。此外，抗心律失常藥物也在不斷研發(fā)。但這些治療手段的效果有時有限。導管射頻消融術(shù)(radiofrequency catheter ablation，RFCA)通常用于治療由異位起搏點引起的、而藥物治療無效的各種心律失常，是目前根治心律失常的唯一有效方法，對于異位起搏點的定位是實施此方法的關鍵。

當前臨床RFCA治療中所采用的標測系統(tǒng)雖然在異位起搏點定位分辨率方面有保證，但皆為有創(chuàng)方法，特別是心室異位起搏點的定位耗時較多，易引起嚴重的并發(fā)癥，且準確率也有待提高[7-8]。BSPM由于其無創(chuàng)性并且比傳統(tǒng)的心電圖具有更高的空間分辨率，用于異位起搏點定位的思路是利用其形態(tài)特征。異位起搏點的存在會導致BSPM較正常生理狀態(tài)時發(fā)生改變，且異位起搏點位置不同，BSPM改變的形式亦存在差異。研究者試圖利用這些差異確定異位起搏點的位置。

但BSPM用于異位起搏點的定位尚未在臨床上得到應用，還處在研究階段。出現(xiàn)這種情況的原因是多重的，除特異性和有效性需要進一步大量的實驗證明之外，標測系統(tǒng)導聯(lián)數(shù)目眾多，也給應用帶來困難。目前體表心電標測中使用導聯(lián)的數(shù)目尚無統(tǒng)一規(guī)定，大致的范圍在200個～400個之間。導聯(lián)數(shù)目多，雖有可能提高定位分辨率，也會產(chǎn)生導聯(lián)噪聲，且增加成本。

基于美國可視人計劃數(shù)據(jù)集，我們前期構(gòu)建了高精度全心臟電生理傳導模型[9]。所建立的依據(jù)人體真實幾何結(jié)構(gòu)的三維心臟電生理模型，可以仿真電興奮在心內(nèi)的傳播，生成BSPM。此模型仿真得到的由竇房結(jié)起搏的正常體表12導聯(lián)心電圖以及典型的異常心電圖，滿足正常心電的生理和典型病例的診斷標準，表明了模型的真實性和可靠性。本研究采用此模型仿真生成的BSPM，進行兩個方面的探討。首先進行心室異位起搏點定位空間分辨率的確定，進而在此基礎上探討體表導聯(lián)密度對BSPM質(zhì)量和異位起搏點空間分辨率的影響。

1 材料和方法

圖1為本研究的流程圖。利用我們自行構(gòu)建的全心臟電生理模型，生成心室異位起搏點存在時不同時刻的BSPM。在心室內(nèi)選取多個異位起搏點，并仿真得到每個異位起搏點所對應的一個心動周期內(nèi)的異常BSPM數(shù)據(jù)。在計算每一心動周期QRS等積分標測圖(BSPMQRS)的基礎上，計算每組配對BSPMQRS的相關系數(shù)，以確定心室異位起搏點定位的空間分辨率。在探討體表導聯(lián)密度的改變對BSPM的影響中，減少體表導聯(lián)密度，并利用較少的導聯(lián)信息，用統(tǒng)計反演算法估算高密度時的全導聯(lián)電壓值。通過估計值和其相對應的實際值的相關系數(shù)，評價不同導聯(lián)密度下獲得的BSPM對整體信息的恢復能力。同時探討體表導聯(lián)密度的降低對BSPM進行異位起搏點定位分辨率的影響。

圖1 本研究流程Fig. 1 The flow diagram of our work

1.1 仿真BSPM 和QRS等積分標測圖

圖2 BSMP標測點的空間位置示意Fig.2 The illustration of spatial arrangement for BSMP leads

所利用的全心臟電生理模型, 其構(gòu)建是基于美國可視人計劃數(shù)據(jù)集(http://www.nlm.nih.gov/ research/visible/ visible_human.html)之中男性解剖斷層圖像。通過圖像增強、組織分割和三維重建，建立了分辨率為0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm 的心臟結(jié)構(gòu)和胸前表面幾何模型；以單細胞動作電位仿真為基礎，使用改進的規(guī)則型算法，基于惠更斯原理的各向同性和各相異性波面型算法，分別完成了特殊傳導系統(tǒng)、心房和心室電活動的仿真，時間精度可達1 ms；結(jié)合雙域模型理論，使用偶極子等效心臟的電活動，同時結(jié)合軀體模型，完成了心臟電活動到體表心電的映射，可生成正常和異常情況下的BSPM。將BSPM的標測點選在胸廓前表面，對于胸廓上的一點(設為Ps(x,y,z))，其在冠狀面上的投影Ps(x,z)就是一個體表電位標測點。如圖2所示，沿x軸和z軸方向以橫向和縱向間隔各10 mm取點，總共取252個點(21×12)作為體表標測點。

BSPM隨時間變化的過程是一種四維空間信號，其中有2個表示BSPM定位的坐標、一個表示電勢幅度的坐標和一個時間坐標。體表等電勢標測圖電勢分布的基本表達方法，是以二維平面代表人體表面，用等勢線表達瞬時電勢分布。但是表達一個完整的心動周期的變化過程需要很多張等勢圖，比如此仿真過程中一個QRS波持續(xù)200 ms，取仿真的時間步長為5 ms，那么QRS過程中將得到41張BSPM圖，導致計算量過大，不便于觀察和綜合分析。臨床研究表明，個體積分圖與正常人群積分圖均值之間的相對偏差大小能有效反映心肌電活動過程的異常程度[10-11]。根據(jù)臨床分析和實用需要，采用QRS等積分標測圖構(gòu)造體表電勢分布圖，在有效壓縮數(shù)據(jù)量的同時，還保有心室興奮期間BSPM的整體代表性。

BSPM標測圖中，對于第i個標測點的心電信號fi(t)，在QRS波所對應的時段內(nèi)進行積分

(1)

對于每次心室的興奮過程，將每個標測點的積分結(jié)果Fi繪制積分的等值線，可得到一幅具有252個標測點的BSPMQRS，以反映體表電勢的分布。

1.2 心室異位起搏點的選擇

蒲肯野纖維網(wǎng)由左右束支的遠端分支在心內(nèi)膜下交叉形成，人類的蒲肯野纖維網(wǎng)值分布在心內(nèi)膜淺層，穿透心肌深度不超過2 mm。所采用心臟模型大小為330×264×235，分辨率為0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm，代表同一水平線和縱向線相鄰點之間的距離是0.5 mm。由于蒲肯野纖維網(wǎng)是具有縱深的立體結(jié)構(gòu)，因此對于其上異位起搏點定位的精度，也需要在三維方向上求算。

當異位起搏點在立體的蒲肯野纖維網(wǎng)上時，首先在二維平面12.5 mm×16 mm的范圍內(nèi)以1.5 mm等間隔共選取了18個橫向異位起搏點，分別計算得到它們各自的BSPM；同樣以1.5 mm的間隔，在長度為7.5 mm的縱向線上選取6個縱向異位起搏點，分別計算得到它們各自的BSPM。

1.3 空間定位分辨率計算

分別在橫向和縱向區(qū)域內(nèi)計算定位分辨率。在這兩個區(qū)域中，每次選取一個異位起搏點作為中心點，成對計算它及其周圍各點的BSPM的相關系數(shù)。相關系數(shù)越接近1，表明BSPM的形態(tài)越相似，那么兩個異位起搏點的位置越接近，可以將此看成同一個點。相關系數(shù)越小，則認為這兩個異位起搏點是有區(qū)別的。具體包括4個主要步驟。

步驟1：獲得每一個異位起搏點的BSPMQRS。取心動周期為1 000 ms。對每一個異位起搏點，以5 ms的仿真步長，在一個200 ms的QRS時段內(nèi)，分別計算得到18個橫向異位起搏點和6個縱向異位起搏點的BSPMQRS。

步驟2：計算圖與圖之間的相關系數(shù)。對于在同一區(qū)域(橫向或者縱向)內(nèi)已經(jīng)選定的心室異位起搏點，分別將其中每一個點作為中心起搏點，同時與本區(qū)域內(nèi)其他的異位起搏點配對。所以，對橫向區(qū)域內(nèi)的每一個異位起搏點，會形成17種配對；而對于縱向區(qū)域內(nèi)的每一個異位起搏點，會形成5種配對。

對于每對異位起搏點，這兩點BSPMQRS的相關系數(shù)(CC)以下式計算：

(2)

式中，n=252，表示導聯(lián)的個數(shù)，Xi表示的當前異位起搏點BSPMQRS的第i個導聯(lián)上的值，Yi則表示除了當前點之外其他點的BSPMQRS序列。

遍歷所有的異位起搏點，對于橫向區(qū)域，得到大小為18×18的相關系數(shù)矩陣；而對于縱向區(qū)域，則形成6×6的相關系數(shù)矩陣。

步驟3：設定相關系數(shù)的閾值。選取0.95作為相關系數(shù)的閾值[12]。當對應于兩個不同異位起搏點的BSPMQRS的相關系數(shù)大于0.95，則認為此兩點之間是無差別的，反之則認為此兩點可以區(qū)分。

步驟4：計算異位起搏點的定位分辨率。對于一個中心點P，逐一求出它與相鄰各起搏點得到的BSPMQRS的相關系數(shù)后，以點的順序作為橫軸，相關系數(shù)作為縱軸，可得到如圖3所示的曲線。S1和S2是中心點P和左右兩相鄰點的歐式距離，當這兩點和P點的BSPMQRS相關系數(shù)(CC)正好為0.95時，將(S1+S2)/2作為點P的空間分辨率。按照此步驟求出每點的空間分辨率后，再求此區(qū)域內(nèi)所有的異位起搏點的空間分辨率的平均值，作為此區(qū)域的異位起搏點的空間分辨率[13]。

圖3 不同異位起搏點間BSPMQRS相關系數(shù)計算Fig.3 Calculation diagram for the correlation coefficients for different ectopic pacemakers

1.4 電極密度的改變

如圖2所示，我們所構(gòu)造的體表導聯(lián)系統(tǒng)的導聯(lián)個數(shù)為252個，按照12行和21列分布。導聯(lián)抽取的原則在不減少導聯(lián)覆蓋面積的條件下，減少導聯(lián)密度。分別從行和列兩個方向均勻抽取，通過加大行或者列之間的間隔，使導聯(lián)密度減小。這樣，導聯(lián)的總數(shù)從252分別將至132、72和36。

1.5 統(tǒng)計反演算法

采用統(tǒng)計反演算法(statistical inverse deduction)[14]，通過較低密度導聯(lián)上的電壓估算全導聯(lián)上的電壓，判斷由此較少個數(shù)的導聯(lián)恢復全局信息的能力。包括4個主要步驟。

步驟1：首先構(gòu)建協(xié)方差矩陣K有

(3)

可把矩陣A看成是一個N維的列向量，每列的維數(shù)是M×1(在我們的研究中，M=252)，同時設心室去極化和復極化的持續(xù)時間為200 ms，仿真步長為5 ms，可得到41個不同時刻的BSPM，即N=41。

步驟2：對協(xié)方差矩陣K和矩陣A進行分塊。設低密度導聯(lián)為已知導聯(lián)，以下標k表示；其他的電壓值待估的導聯(lián)為未知導聯(lián)，以下標u表示。

矩陣A可表示為

(4)

式中，Akk和Auu為自協(xié)方差矩陣，Auk和Aku為交叉協(xié)方差矩陣。

根據(jù)協(xié)方差矩陣計算轉(zhuǎn)換矩陣T，則

(5)

步驟3：計算未知的導聯(lián)上的電壓。設當前時間點為i，Aki和Aui分別是已知導聯(lián)的標測值和估計值，則

(6)

式中，Aui的大小為(252- Mk)×41，其中Mk為已知導聯(lián)的數(shù)量。

步驟4：利用得到的Aui和已知的Aki計算得到的估算值矩陣與標測值之間的相關系數(shù)CC1，即

(7)

步驟5：不同導聯(lián)密度下異位起搏點定位分辨率。按1.3中的方法計算各個密度下異位起搏點定位分辨率。

1.6 統(tǒng)計分析

采用SPSS 19.0(SPSS Inc., Chicago, USA)對實驗數(shù)據(jù)進行t檢驗。分析結(jié)果中如P<0.05，認為被檢驗指標間存在顯著性差異。

2 結(jié)果

圖4為仿真得到的正常竇房結(jié)起博和存在心室異位起搏點時的BSPMQRS。圖4(a)為竇房結(jié)起搏的無異位起搏點的情形，而圖4(b)～(f)為竇房結(jié)起搏的同時還伴有心室異位起搏點的情形，而且各異位起搏點的位置不同?？梢?，不僅有無心室異位起搏點的BSPMQRS存在明顯的差異，而且異位起搏點在不同位置時的5張BSPMQRS的形態(tài)也顯現(xiàn)出差異。當起搏點位于不同位置，興奮在體內(nèi)的傳導通路也不一樣，反映在體表的正是BSPMQRS形態(tài)上的差別，這是利用BSPMQRS形態(tài)上的差異區(qū)分異位起搏點位置的基礎。

圖4 不同情形的QRS等積分圖 (圖中的數(shù)字為等勢電壓值)。(a) 正常興奮傳導; (b) 心室異位起搏點位于左束支蒲肯野纖維網(wǎng)區(qū)域Fig.4 BSPMQRS without and with ectopic pace makers (The numbers put on each sub-figure are equivalent voltage values). (a) Normal BSPMQRS without ventricular ectopic pacemaker; (b)～(f) The BSPMQRS with different ventricular ectopic pacemakers located in the Purkinje fibers

表1顯示了所選的18個橫向異位起搏點和6個縱向異位起搏點各自的定位分辨率，基于此，橫向和縱向方向上的分辨率分別為 (2.80±0.62)mm和 (3.25±0.39) mm，幾乎在相同的數(shù)值水平上。

表2為不同導聯(lián)密度下，橫向和縱向方向定位分辨率的平均值和標準差?？梢?，隨著導聯(lián)密度的降低，反推法估算的相關系數(shù)持續(xù)降低，相比于總導聯(lián)為252(導聯(lián)間隔為1 cm)的情況，隨著導聯(lián)密度的減小，總導聯(lián)數(shù)降為132(橫向?qū)?lián)間隔為2 cm)時，相關系數(shù)在相當高的水平，降至72個(橫向?qū)?lián)間隔為4 cm)時，相關系數(shù)在可以接受的水平，而降至36(橫向和縱向?qū)?lián)間隔分別為8 和4 cm)時，相關系數(shù)則顯得過低。同樣，異位起搏點定位分辨率也隨著導聯(lián)密度的降低而降低。

表1 對于所選心室異位起搏點的橫向和縱向定位分辨率

Tab.1 Horizontal and vertical resolutions of selected ventricular ectopic pacemakers

橫向異位起搏點橫向分辨率/mm縱向異位起搏點縱向分辨率/mm12.5013.7522.1523.0033.4133.0042.5243.7553.7553.0062.5063.0072.12--82.12--92.12--101.96--111.80--123.91--134.07--142.92--152.52--162.58--173.58--183.20--

表2 導聯(lián)密度對BSPM及其空間分辨率的影響

Tab.2 The influence of lead density on BSPM and spatial resolution

導聯(lián)數(shù)CC1橫向分辨率/mm縱向分辨率/mm2521.000±0.0002.80±0.623.25±0.391320.987±0.0502.92±0.513.83±1.81*720.946±0.0603.01±0.364.00±1.82*360.852±0.080*3.01±0.414.25±1.75*

注：*與導聯(lián)數(shù)目為252時相比，P<0.05。

Note:*Compared with that with 252 leads,P<0.05.

3 討論和結(jié)論

室性心律失常引起的SCD在世界范圍內(nèi)都是致死的主要原因，但目前的診斷工具難以準確判別SCD的風險因素，心律失常發(fā)生過程中心臟電興奮的體內(nèi)標測也存在局限性，以及對于特定患者在特定時刻室性心動過速和室顫的發(fā)生機制也缺乏全面的了解。目前，有研究提出利用高頻超聲、伽馬刀等不必進行體內(nèi)操作、無創(chuàng)的心臟組織消融治療方法[15-17]，以期使得室性心律失常的診斷和治療完全無創(chuàng)化，還有可能借此就心臟的電生理活動隨時間的變化進行檢測。這些技術(shù)發(fā)展依賴的基礎，是對心室異位起搏點的無創(chuàng)精確定位，而在這方面BSPM幾乎是目前唯一的無創(chuàng)方法。

BSPM用于定位心室異位起搏點主要包括兩個方面，一是正常和異常BSPM的比較，二是異常BSPM間的比較，本研究偏于后者。我們所建模型定位的空間分辨率與文獻[18]相當，再一次驗證了所建模型的有效性。但目前只選擇了一個心室區(qū)域的異位起搏點，對定位分辨率的探討還需要結(jié)合更多的部位，特別是結(jié)合臨床上關鍵的位置進行更加深入的研究。

在利用BSPM的基礎上，Wang等提出了ECGI (electrocardiographic imaging)方法，其應用范圍不僅涉及心臟電活動在體表的呈現(xiàn)，也可對心臟內(nèi)部電活動實時無創(chuàng)成像[19-20]。ECGI是利用BSPM重建心臟電生理細節(jié)的一種無創(chuàng)方法，利用CT獲取受試者心臟和胸廓的真實幾何結(jié)構(gòu)，再根據(jù)個體化導聯(lián)分布獲取BSPM數(shù)據(jù)。通過BSPM和時間序列，對心外膜和心內(nèi)膜進行實時成像。利用它可以無創(chuàng)地得到每一時刻心內(nèi)膜和心外膜的電壓分布情況，在一個心動周期內(nèi)完成對心室異位起搏點的定位。雖然該系統(tǒng)的定位分辨率只有4～6 mm，距離臨床應用有一定差距，但體現(xiàn)了一種方向。CT的應用在體現(xiàn)個性化的同時，有助于在建模方面體現(xiàn)個性化，從而有可能幫助減少標測誤差。事實上，正是成像技術(shù)的發(fā)展使個體化活體建模成為可能，加之無創(chuàng)消融技術(shù)對無創(chuàng)異位起搏點定位技術(shù)的需求，給BSPM的研究提供了新的機會和挑戰(zhàn)。我們在仿真中的導聯(lián)數(shù)目與ECGI相當，定位分辨率相對好一些，其可能的原因是ECGI算法需要映射心內(nèi)膜和心外膜的電位分布，算法的復雜性導致誤差源增多。

在所進行的導聯(lián)密度對BSPM的影響實驗中，導聯(lián)數(shù)目從最初的252降到72時，兩者BSPM的相關系數(shù)還保持在將近0.95，提示對于我們所建模型，降低導聯(lián)密度在一定程度上是可行的。導聯(lián)密度的降低可使導聯(lián)安裝更加便利，特別是適合急診時使用。但從表2的結(jié)果我們還注意到，雖然橫向定位分辨率隨導聯(lián)密度減少變化不大，但縱向定位分辨率對導聯(lián)密度比較敏感，不僅分辨率降低，而且離散度增大。雖然我們生成BSPM的算法考慮了電興奮傳導的各向異性，但這種現(xiàn)象的產(chǎn)生提示我們對于算法的進一步探討和改進，并在實際應用中，繼續(xù)探討導聯(lián)密度敏感區(qū)域，通過區(qū)別對待的方式，比如對于靶向區(qū)域使用高密度導聯(lián)而在其他部位使用較低密度導聯(lián)，在導聯(lián)密度和保證分辨率水平兩方面做出平衡。

本研究基于自行構(gòu)建的全心臟電生理模型，就BSPM區(qū)分心室異位起搏點的定位分辨率以及導聯(lián)密度對于BSPM的影響進行了探討，為BSPM的實際應用提供了一些依據(jù)。如何提高定位分辨率，以及進一步確立根據(jù)應用目的在導聯(lián)密度和相關系數(shù)間作出平衡的原則，需要進行更加深入和廣泛的工作。

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A Simulation Study Applied to Evaluation of Body Surface Potential Mapping in Ventricular Ectopic Pacemaker Separation and Influence of Lead Density

Hu Xiaogang1Li Xinya2Peng Yi2#*

1(SchoolofElectricalEngineering,BeijingJitotongUniversity,Beijing100044,China)2(InstituteofBasicMedicalSciencesChineseAcademyofMedicalSciences,SchoolofBasicMedicinePekingUnionMedicalCollege,Beijing100005,China)

Based on our constructed whole heart electrophysiological model, a simulation study was performed to evaluate body surface potential mapping (BSPM) in the ventricular ectopic pacemaker separation and the influence of lead density. 24 ventricular ectopic pacemakers were selected located in the area of the Purkinje fibers, among them 18 in a horizontal ventricular section within the region of 12.5 mm×16 mm and 6 in a vertical line with the length of 7.5 mm. For each ectopic pacemaker in the same region, correlation coefficients of QRS integral map of BSPM (BSPMQRS) between itself and every other ones were calculated. The two selected ventricular ectopic pacemakers were considered to be separable if the correlation coefficient was less than a threshold of 0.95. Lead density was reduced by evenly deleting the columns or rows in the lead array under the condition that the remaining leads covering the same area as the original ones. Using the method of statistical inverse deduction, the values of the whole leads were estimated based on the potentials on the leads with lower density. And the correlation coefficients between the estimated potentials and the simulated ones were calculated. The resolutions for ventricular ectopic pacemaker separation with lower lead density were evaluated as well. Results showed that the resolution for horizontal ventricular section was (2.80±0.62) mm. And the resolution for the vertical line was (3.25±0.39) mm. When the lead numbers were changed from the original 252 to 132, 72 and 36, the correlation coefficients of the estimated potentials and the simulated ones were 0.987±0.050，0.946±0.060 and 0.852±0.080, respectively. At the same time, resolution of separating ventricular ectopic pacemakers decreased with the reduction of lead density. In addition to proving the validation of our constructed model, the usability tests provide delighting information about the influence of lead density on the performance of BSPM.

body surface potential mapping (BSPM); ventricular ectopic pacemaker; spatial resolution; lead density

10.3969/j.issn.0258-8021. 2016. 03.008

2016-02-01， 錄用日期:2016-05-08

國家自然科學基金(81071225, 81471746)

R318

A

0258-8021(2016) 03-0310-07

# 中國生物醫(yī)學工程學會會員(Member, Chinese Society of Biomedical Engineering)

*通信作者(Corresponding author)， E-mail: pengyi@pumc.edu.cn