Способ диагностики функционального состояния органа
Изобретение относится к медицине и медицинской технике. Целью изобретения является повышение точности и достоверности . Поставленная цель достигается тем, что производят регистрацию и измерение интервальных и амплитудных параметров электромагнитной волны возбуждения, определяют минимальное значение импульса в последовательности импульсов и устанавливают пороговое значение, определяют превышение остальных импульсов над пороговым значением, измеряют энергию этой части каждого импульса, формируют совокупности фазовых и энергетических характеристик и при сравнении этих совокупностей с эталонными судят о характере функционального состояния органа. 8 ил.
СОЮЭ СОВЕТСКИХ социАлистических
РЕСПУБЛИК (я)ю А 61 В 5/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР . (госпАтент cccp) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ лъг"
Ли ии ъи (21) 4892764/14 (22) 19,12,90 (46) 07.02,93. Бюл, Q 5 (75) К.А.Гаврилушкин, .С,П.Перетягин, А.П.Гаврилушкин и Е.К,Павлова (73) Научно-производственная фирма иВАГАНТ" (56) В.А;Алексеев и др. "Автоматизированная система обработки кардиологических .
- данных" в сборнике "Комплексное исследование при ишемической болезни сердца", Горький, 1978; с, 54 — 69 (прототип). (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНА . (57) Изобретение относится к медицине и медицинской технике. Целью изобретения
Изобретение. относится к медицине и может быть использовано для определения патологических состояний органа, например сердца, контроля за его функциональнйми резервами как при массовых профилактических осмотрах населения (при выделении групп риска), так и в процессе самоконтроля своего здоровья.
Автоматизация кардиологических исследований нв основе использования математических методов и компьютеризации прочно входит в клиническую практику.
Эффективность компьютеризации населения определяется комплексом факторов, к важнейшим из которых относится проведение первичного скринирующего обследования в максимально короткие сроки и объективная оценка результата. Этот первый доврачебный этап — максимальная авто(„)5U„„1793899 АЗ является повышение точности и достоверности, Поставленная цель достигается тем, что производят регистрацйю и измерение интервальных и амплитудных параметров электромагнитной волны возбуждения, определяют минимальное значение импульса в последовательности импульсов и устанавливают пороговое значение, определяют превышение остальных импульсов над пороговым значением, измеряют энергию этой части каждого импульса, формируют совокупности фазовых и энергетических характеристик и при сравнении этих совокупностей с эталонными судят о характере функционального состояния органа. 8 ил. матизация сбора, обработка информации, обьективная оценка результата, представляет в настоящее время одну из главных о трудностей. Ручная обработка больших мас- 6д сивов информации ведет к потере значи- ©ф . тельного его объема, содержащейся в кривых ЭКГ. Применение вычислительной рО техники предъявляет повышенные требования к критериям отбора.
3а прототип предлагаемого изобретения выбран известный ранее способ диагностики функционального состояния органа, включающий регистрацию электромагнитной волны возбуждения органа и последующую выборку интервальных и амплитудных параметров (смотри В.И.Алексеев с соавт.
"Автоматизированная система обработки кардиологических данных" в сборнике научных трудов "Комплексное исследование при
1793899 ишемической болезни сердца", Горький, 1978, с.54-69).
Способ заключается в снятии ЭКГ у больного и последующем ее автоматическом анализе, включающем: определение . 5 статических характеристик ритма, структурных характеристик ритмограмм, выделение классов R — R интервалов, позволяющих учесть нестабильность задержки срабатывания схемы выделения R — зубца относи. тельно его вершины (по данным авторов она составляет 2 — 5 мсек). Разработанная методика позволила выделить определенную структуру ритма сердца, Предлагаемый способ на основе известных критериев ЭКГ-диагноза, с учетом диапазона колебаний параметров нормальной
ЭКГ выявляет электрокардиографические синдромы гипертрофии и перегрузки желудочков сердца, хроническую ИБС, инфаркт 20 миокарда, блокаду ножек пучка Гисса, неспецифические реполяризационные нарушения, Однако недостатком этого способа является сам подход к достижению поставленной цели, основу которого составляет
-анализ зубцов Q,R,S,Т,которые разнесены во времени, а в случае грудных отведений разнесены в пространстве, что не позволяет учитывать фазовые соотношения между сердечными сокращениями.
Кроме того, имеющийся автоматический анализ ритма сердца выделяет ритмограмму относительно вершины зубца R.
Однако сам зубец R для разных заболеваний сердца может иметь несколько максимумов и в общем случае достаточно сложную форму, что затрудняет выделение
его вершины, Расчет вершины зубца по среднему значению, с одной стороны, принципиально не дает возможности получить всю полноту информации, -заложенной в этот зубец, с другой стороны, информация получается стабильно усредненной, что снижает ее объективность, точность и достовер. ность, Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности диагностики функционального состояния органа.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе диагностики функцио- нального состояния органа, включающем регистрацию электромагнитной волны возбуждения органа и последующую выборку интервальных и амплитудных параметров, измеряют энергию для каждого из указанной посл едовател ьн ости ха ра ктеристиче..ского импульса, превышающую по амплитуде выбранное пороговое значение, устанавливаемое относительно минималь25
55 ного значения в данной последовательности, воспроизводят фазовый портрет интервальных значений между импульсами, превысивших по амплитуде пороговое значение, а контроль осуществляют по совместному сопоставлению энергетических интервальных характеристик.
Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показал, что заявленный способ отличается от известного тем, что дополнительно измеряют энергию части каждого из последовательности одного из характеристических импульсов, превышающей по амплитуде выбранное пороговое значение, устанавливаемое относительно минимального значения в последовательности, воспроизводят фазовый портрет интервальных значений между импульсами, превысивших по амплитуде пороговое значение, контроль осуществляют по совместному сопоставлению энергетических и интервальных характеристик.
Таким образом, заявленный способ диагностики физиологического состояния органа соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявленного решения способа с другими техническими решениями в данной области показали, что имеются данные о том, что для человеческого организма характерно хаотическое состояние его биологических систем (см, Эрн Л, Голдбери и др, "Хаос и фракталы в физиологии человека", ж. Scientific American "В мире науки" М
4, 1990 г, с,25 — 32), Авторы статьи провели анализ ритмограмм и изучили движение траектории на фазовой плоскости, которые выявили простейший аттрактор в виде точки, Авторами предлагаемого способа, кроме изучения движения траектории на фаэовой плоскости, позволяющей получить специфический портрет хаотических колебаний ритма сердечной деятельности, в качестве критерия контроля функционального состояния органа впервые использовали энергетический параметр ЭКГ, который позволяет развернуть фазовую плоскость и получить объемную геометрическую фигуру.
Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на фиг.1.
На фиг. 1 изображено:
1 — датчик ЭКГ;
2 — пороговое устройство;
3 -- измеритель энергии импульсов;
4 — усилитель-ограничитель низкой частоты;
5 — дифференцирующая R1C1-цепочка;
6 -- генератор прямоугольных импульсов;
1793899
7 — интегрирующая R2C2-цепочка; Верхний портрет — энергетический, 8 — генератор напряжения прямоуголь- нижний — фазовый, ных импульсов; На фиг,2 представлен портрет хаотиче9 — согласованный фильтр; ских колебаний сердечного ритма здорово10 — усилитель высокой частоты; 5 го человека. Обращает на себя внимание
11 — детектор огибающей; верхний график (энергетической) колеба12 — линия задержки с отводами; ний, амплитуды которого расположены в ос13 — сумматор; новном горизонтально, У пациентов с
14.— конечное регистрирующее устрой- патологией сердца амплитуды колебаний ство; 10 аналогичного графика расположены вертиСпособ осуществляется следующим об- кально. Даже по этому признаку сразу можразом. но выделить из обследуемых две группы;
У обследуемого регистрируют электро- группу больных и здоровых, т,е. способ помагнитную волну возбуждения органа, на- зволяет произвести экспресс-контроль по пример, сердца. Измеряют энергию части 15 выделению группы кардиологического рискаждого из последовательности одного из ка, характеристических импульсов, превышаю- . Картина хаотических колебаний при рещей по амплитуде выбранное пороговое вматизме миокарда представлена на фиг,3, значение, устанавливаемое относительно В двумерном пространстве {верхний граминимального значения в данной последо- 20 фик) амплитуды имеют вид "изломанных вательности, т,е. сигнал с датчика ЭКГ 1 треугольников", рассеянных по плоскости проходит последовательно через пороговое рисунка. Кардиосклероз миокардитическоус ройство 2 и измеритель энергии импуль- го происхождения существенно отличается сов 3. Одновременно с этого же датчика ЭКГ от ишемического(фиг 4 и 5). Портрет ишеми1 сигнал, также последовательно, проходит 25 ческой болезни сердца (фиг,6) имеет мозаичерез усилитель ограничитель низкой часто- ческую структуру. Аритмия (фиг,7) ты 4, дифференцирующую R1C1-цепочку 5, представлена в виде вложенных друг в другенератор прямоугольных импульсов 6, ин- га циклов. Инфаркт(фиг.8) также имеет свое тегрирующую R2C2-цепочку 7, генератор лицо. напряжения прямоугольных импульсов 8, 30 Этот хаос на первый взгляд имеет в согласованный фильтр 9, усилитель высокой своей основе случайный характер, однако, частоты 10, детектор огибающей 11, линию углубленное изучение динамики хаотичезадержки с отводами 12, и сумматор 13, ских колебаний показывает их тонкую получая таким образом интервальные ха- структуру, которая проявляется во внутренрактеристики, По полученным интерваль- 35 них закономерностях. Каждое нозологиченым и энергетическим значениям ское заболевание имеет только присущее характеристического импульса строят две этому заболеванию картину хаоса. Примепроекцийполучаемой геометрической фигу- нение принципиально нового подхода, т.е, ры в виде фазовой плоскости интервальных использование энергетической характеризначений и траектории изменения энергии 40 стики в качестве оценочного критерия похарактеристическото импульса от ритма де- зволяет повысить достоверность и точность ятельности сердца, по которым и произво- диагностики, выявить скрытые закономердят диагностику, ности, которые заложены в хаотической ра-, В качестве иллюстрации представлены боте органа, отбрасываемые известными конкретные примеры фазовых и энергетиче- 45 классическими способами диагностики, что ских портретовдеятельности(фиг.2 — 8).Дан- дает возможность на ранних этапах опреденые являются верифицированными и лить направление развития патологии, подтверждаются историями болезней с Способ неинвазивен и может примепроведенным общепринятым обследовани- няться как метод экспресс-диагностики. ем. 50
1793899
Формула изобретения
Способ диагностики функционального состояния органа, включающий регистрацию и измерение интервальных и амплитудных параметров электромагнитной волны возбуждения, о т л. и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, определяют минимальное амплитудное значение импульса в последовательности импульсов и устанавливают соответствую- щее пороговое значение для выбранного характеристического импульса, измеряют энергию для каждого импульса указанной последовательности импульсов, превышающего по амплитуде установленное пороговое значение, в части, большей этого поро- гового значения, фиксируют совокупность интервальных параметров между импульсами, превышающими:установленное пороговое значение, формируют совокупности фазовых и энергетических. характеристик и диагностируют состояние органа при cO- . вместном сравнении полученных совокупностей фазовых и энергетических характерйстик с-эгалонными совокупностями фазовых. и энергетических характеристик характеристического сигнала того же . типа.
3793899
1793899
1793899
1793899
3793899
1793899
1Т93899
Составитель С,Перетягин
Редактор Т.Никольская Техред М,Моргентал Корректор Е,Папп
Заказ 515 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
