Способ диагностики заболеваний внутренних органов

Изобретение относится к медицине, более точно к функциональной диагностике. Осуществляют одновременное снятие 300-600 электрокардиоциклов в 1, 2 и 3-м стандартных отведениях по Эйнтховену или униполярных, усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру. Измеряют амплитуды QRS-желудочковых комплексов (Аn+1) с точностью до 1 милливольта и интервалы времени между ними (In+1) с точностью до 1 миллисекунды. Структурируют массив кардиоциклов с помощью «окна», включающего последовательно 3 или более кардиоциклов путем перемещения на один кардиоцикл вдоль электрокардиограммы от начала до ее конца. Кодируют каждый фрагмент структурированной электрокардиограммы помощью символов. Подсчитывают одинаковые символы кодирования фрагментов и ранжируют их с учетом частоты встречаемости. Сравнивают с эталонными кодограммами нормы и различных заболеваний, которые получены аналогичным способом, включающим символы только 100% встречаемости. Заключение о наличии нормы или заболевания выносят, суммируя сведения о диагностике в трех отведениях, в каждом из которых наличие нормы или заболевания констатируют при наличии полного набора символов соответствующего эталона. Способ позволяет сократить продолжительность исследования и повысить точность диагностики. 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, более точно к функциональной диагностике и может быть использовано при диагностике различных заболеваний внутренних органов неинфекционной этиологии.

Известен способ определения функционального состояния нервной вегетативной системы человека по индексу напряжения (Баевский P.M. "Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии". - М.: 1979 г.), включающий регистрацию временных интервалов R-R электрокардиограммы, статистическую обработку с определением М0 - моды, АМ0 - амплитуды моды, Δ_X - вариационного размаха и последующего расчета индекса напряжения по формуле и построение гистограмм.

Известен способ интегральной оценки состояния организма человека по патенту RU 2083155, С1 от 10.07.97 (Савицкий В.В., Суетина Д.А.), который состоит в следующем. Регистрируют временные интервалы R-R ЭКГ и проводят энтропийный анализ сердечного ритма по предложенной формуле и при значении Е 50-70 усл. ед. оценивают состояние регуляторных механизмов организма как оптимально устойчивое, при Е выше 70 усл. ед. констатируют напряжение регуляторных механизмов или их рассогласование. Способ позволяет оценить состояние организма человека как целостной системы и может быть использован для профотбора, оценки лечебных и тренировочных процессов.

Недостатком всех вышеописанных способов является то, что они не позволяют провести диагностику заболеваний.

Известен способ экспресс-диагностики злокачественных новообразований (см. патент RU №2100958, С1). Способ заключается в регистрации электрокардиограммы во втором стандартном отведении, в положении пациента лежа на спине. Исследование проводят в отдельном помещении, после нескольких минут адаптации к условиям кабинетной записи и горизонтальному положению. В течение двух часов до начала съема ЭКГ обследуемым рекомендуют воздерживаться от приема пищи и курения. Регистрируют от нескольких сотен до нескольких тысяч R-R интервалов электрокардиограммы и проводят их математическую обработку с определением обычных статистических показателей ритмограммы: среднего значения длительности R-R интервалов (МЧ), дисперсии (ДЧ), асимметрии (АЧ) и эксцессы моды (ЕЧ), гладкости (SЧ) и вероятности (Р) динамики изменения длительности R-R интервалов в сторону увеличения или уменьшения, формируют так называемый "код" ритмограммы в виде последовательности вычисленных значений МЧ, ДЧ, АЧ, ЕЧ, SЧ и Р, определяют ближайший код больного и ближайший код здорового по величине евклидова расстояния между кодом обследуемого и имеющимися в выборке кодами ритмограмм групп здоровых и больных онкологическими заболеваниями, вычисляют распознающую функцию по формуле. Способ позволяет выявлять злокачественные новообразования, в том числе на ранних стадиях развития, независимо от локализации. Однако этот известный способ непригоден для диагностики других (кроме злокачественных) заболеваний.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного способа является способ по патенту RU №2163088, С1 для диагностики заболеваний внутренних органов неинфекционной природы на любой стадии их развития (Успенский В.М., 2001 г.). В этом известном способе регистрируют 300-600 электрокардиосигналов, выделяют серии, соответствующие дыхательным волнам, ранжированные на периоды с учетом количества входящих в них кардиоимпульсов, определяют амплитуду зубцов Rn(ф) и интервалы времени между ними Тn(ф) в каждой серии. Вычисляют среднестатическую величину амплитуды каждого зубца Rn(cp) и временного интервала Тn(ср) путем математической обработки тех зубцов Rn(ф) и временных интервалов Тn(ф), порядковый номер которых в серии соответствует порядковому номеру в анализируемой серии. Сравнивают амплитуду каждого анализируемого зубца Rn(ф) и величину каждого анализируемого временного интервала Тn(ф) с соответствующими среднестатическими величинами, а кодированию подвергают получаемые выражения сравнения. Кодирование производят с использованием одно-двух-трех и более членных кодовых комбинаций, построение кодограммы обследуемого осуществляют в соответствии с вариантом кодирования и количеством членов кодовой комбинации методом последовательного смещения на один кардиосигнал всей записи кардиоимпульсов от начала до конца с последующим структурированием кодограммы путем распределения кодовых комбинаций с учетом частоты их встречаемости. Далее сравнивают кодограммы обследуемого с эталонными кодограммами здоровых и больных лиц, полученными аналогичным образом и включающими только кодовые комбинации стопроцентной встречаемости, заключение о наличии нормы или заболевания выносят в случае наличия в кодограмме обследуемого полного набора комбинаций символов соответствующего эталона

Недостатками известного способа являются: продолжительность исследования от 20 до 40 и более минут в зависимости от частоты пульса, необходимость последовательной регистрации кардиокомплексов в стандартных отведениях съема электрокардиограммы, а также неполное кодирование пространственно-временной динамики кардиоциклов во фрагментах структурированной кодограммы, включающих три и более кардиоциклов, что чревато частичной потерей информации, заложенной в динамике их основных параметров.

Техническим результатом заявляемого способа является сокращение продолжительности исследования в три раза (до 8-15 минут) и повышение точности диагностики заболеваний.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе диагностики заболеваний внутренних органов, включающем непрерывное снятие 300-600 электрокардиоциклов, измерение амплитуды желудочковых комплексов и интервалов времени между ними, кодирование образов их вероятностной вариабельности в пределах последовательных фрагментов электрокардиограммы, включающих три или более следующих друг за другом кардиоциклов, получение структурированной кодограммы и сравнение ее с аналогично полученными эталонными кодограммами нормы и различных заболеваний и вынесение заключения по результатам сравнения, регистрацию электрокардиосигналов осуществляют одновременно в 1, 2 и 3-м стандартных отведениях по Эйнтховену или униполярных, усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру, измеряют величину размаха (амплитуду) QRS-желудочковых комплексов (An+1) с точность до 1 милливольта и интервалов времени между ними (In+1) с точность до 1 миллисекунды, структурируют массив зарегистрированных электрокардиосигналов с помощью «окна», включающего последовательно 3 или более QRS-комплексов с предшествующими им интервалами времени путем перемещения на один кардиоцикл вдоль электрокардиограммы от начала до ее конца с учетом отведений, кодируют каждый фрагмент структурированной электрокардиограммы, представляющий образ соотношения амплитуд и интервалов времени относительно друг друга с помощью символов, каждый из которых учитывает один из всех возможных дискретных образов, подсчитывают одинаковые символы кодирования фрагментов электрокардиограммы и ранжируют их с учетом частоты встречаемости, сравнивают с эталонными структурированными кодограммами нормы и различных заболеваний, которые получены аналогичным способом в аналогичном отведении и включающим комбинации символов только 100% встречаемости среди соответственно здоровых людей или больных с отдельными заболеваниями, заключение о наличии нормы или заболеваний выносят, суммируя сведения о диагностике в трех отведениях, в каждом из которых наличие нормы или заболевания констатируют при наличии полного набора символов соответствующего эталона.

Способ осуществляют следующим образом.

1. Снимают 300-600 электрокардиосигналов.

2. Регистрацию электрокардиосигналов осуществляют одновременно в 1, 2 и 3-м стандартных отведениях по Эйнтховену или униполярных, усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру.

3. Измеряют величину размаха (амплитуды) QRS-желудочкового комплекса (An+1) с точностью до 1 милливольта и интервалов времени между ними (In+1) с точностью до 1 миллисекунды.

4. Структурируют массив зарегистрированных кардиоциклов с помощью «окна», включающего последовательно 3 или более QRS-комплексов с предшествующими им интервалами времени путем перемещения на один кардиоцикл вдоль электрокардиограммы от начала до ее конца с учетом отведений.

5. Кодируют каждый фрагмент структурированной электрокардиограммы, представляющий образ соотношения амплитуд и интервалов времени относительно друг друга с помощью символов, каждый из которых учитывает один из возможных образов. Ранее (прототип) кодировали динамику амплитуды желудочкового комплекса и интервала времени каждого последующего кардиоцикла относительно аналогичных показателей предшествующего ему кардиоцикла в последовательном режиме (Фиг.1), а теперь предлагается кодировать весь фрагмент, состоящий из трех, четырех и более кардиоциклов, в котором учитываются взаимоотношения основных параметров не только соседствующих, но и крайних кардиоциклов (Фиг.2). При кодировании фрагментов электрокардиограммы, состоящих из трех кардиоциклов, возможны четыре варианта соотношения в них амплитуд желудочкового QRS-комплекса: А^o<А¹<А², А^o>А¹>А², А^o>А¹<А², А^o<А¹>А², каждый из которых может иметь три возможных дискретных варианта соотношения амплитуд. В частности, при А^o<А¹<А² могут быть следующие дискретные варианты - (A¹-A^o)>(A²-A¹), (A¹-A^o)<(A²-A¹) и (А¹-А^o)=(A²-A¹), при А^o>А¹>А² - (A^o-A¹)>(A¹-A²), (A^o-A¹)<(A¹-A²) и (А^o-А¹)=(A¹-А²), при А^o>А¹<А² - (А^o-А¹)>(A²-А¹), (А^o-А¹)=(А²-A¹), (А^o-А¹)=(А²-А¹), при А^o<А¹>А² - (А¹-A^o)>(А¹-А²), (A¹-A^o)<(A¹-A²), (А¹-А^o)=(А¹-А²). Если учесть возможное равенство амплитуд ближайших сигналов, обусловленное блоком амплитудной модуляции, то могут быть следующие дискретные варианты: А^o<А¹=А², A^o>A¹=A², А^o=А¹<А², А^o=А¹>А², A^o=A¹=A². Таким образом, общее число дискретных вариантов соотношения амплитуд в масштабе фрагмента электрокардиограммы, включающей три кардиоцикла, составляет 17. Аналогичные дискретные варианты соотношения также свойственны интервалам времени. Следовательно, общее количество возможных дискретных вариантов соотношения амплитуд QRS-комплексов и интервалов времени, предшествующих им в масштабе каждого фрагмента электрокардиограммы, включающего три кардиоцикла, составляет 289 и определяет количество символов в алфавите кодирования. При использовании одних и тех же букв латинского алфавита для раздельного обозначения вариантов соотношения амплитуд и интервалов времени символы алфавита кодирования 289 вариантов соотношения амплитуд QRS-комплексов и интервалов времени, предшествующих им в масштабе каждого фрагмента электрокардиограммы, включающего три кардиоцикла, будут представлены двумя буквами.

6. Подсчитывают одинаковые символы кодирования фрагментов и ранжируют их с учетом частоты встречаемости.

7. Сравнивают с эталонными структурированными кодограммами нормы и различных заболеваний, которые получены аналогичным способом в аналогичном отведении и включающим символы только 100% встречаемости среди соответственно здоровых людей или больных с отдельными заболеваниями, заключение о наличии нормы или заболеваний выносят, суммируя сведения о диагностике в трех отведениях, в каждом из которых наличие нормы или заболевания констатируют при наличии полного набора символов соответствующего эталона.

Способ поясняется Фиг.1 и Фиг.2.

На Фиг.1 представлены для кодирования в последовательном режиме два варианта вариабельности соотношения амплитуд (А^o→Aⁿ⁺¹) QRS-комплексов и интервалов времени (I^o→Iⁿ⁺¹), предшествующим им.

При А¹>А⁰ и I¹>I⁰

При A²<A¹ и I²<I¹

На Фиг.2 представлены для кодирования шесть вариантов вариабельности тех же амплитуд (А^o→Aⁿ⁺¹) QRS-комплексов и интервалов времени (I^o→Iⁿ⁺¹), предшествующим им (Фиг.1), при одновременном анализе их соотношения в масштабе фрагмента ЭКГ, включающего три электрокардиоцикла.

A⁰<A¹>A² при А⁰<А²

A⁰<A¹>A² при А⁰>А²

A⁰<A¹>A² при А⁰=А²

I⁰<I¹>I² при I^o<I²

I⁰<I¹>I² при I^o>I²

I⁰<I¹>I² при I^o=I²

Где А - амплитуда QRS-комплекса первого кардиоцикла,

A1 - амплитуда QRS-комплекса второго кардиоцикла,

А² - амплитуда QRS-комплекса третьего кардиоцикла,

I⁰ - интервал времени, предшествующий амплитуде QRS-комплекса первого кардиоцикла,

I¹ - интервал времени, предшествующий амплитуде QRS-комплекса второго кардиоцикла,

I² - интервал времени, предшествующий амплитуде QRS-комплекса третьего кардиоцикла.

Пример

Больной М-в, 67 лет. Диагноз: Ишемическая болезнь сердца с редкими приступами стенокардии напряжения. Гипертоническая болезнь 2а стадия. Хронический холецистит в фазе ремиссии. Дискинезия желчевыводящих путей с холестазом. Мочекаменная болезнь с отхождением конкрементов. Хронический гастродуоденит в фазе ремиссии. Хронический простатит в фазе ремиссии. Диагноз установлен на основе анализа жалоб, клинических симптомов, результатов лабораторных и инструментальных исследований.

Пациенту осуществлена сравнительная диагностика с использованием алгоритма анализа электрокардиосигналов по способу прототипа (патент RU №2163088) и предлагаемому способу.

Согласно предлагаемому способу диагностики у того же больного было зарегистрировано в непрерывном режиме 600 электрокардиосигналов. Регистрация электрокардиосигналов осуществлена одновременно в 1, 2 и 3-м стандартных отведениях по Эйнтховену одновременно согласно предлагаемому способу и в последовательном режиме в тех же стандартных отведениях в соответствии с методикой, предложенной в прототипе. Были измерены амплитуда QRS-желудочковых комплексов (An+1) с точностью до 1 милливольта и интервал времени между ними (In+1) с точностью до 1 миллисекунды.

Массив зарегистрированных электрокардиоциклов был структурирован с помощью «окна», включающего последовательно три QRS-комплекса с предшествующими им интервалами времени путем перемещения на один кардиоцикл вдоль электрокардиограммы от начала до ее конца с учетом отведений. Каждый фрагмент структурированной электрокардиограммы был закодирован символами из двух букв. Подсчитаны одинаковые в соответствии с символами кодирования фрагменты и ранжированы с учетом частоты встречаемости.

Полученная кодограмма была сравнена с эталонной структурированной кодограммой нормы и различных заболеваний, которые получены аналогичным способом в аналогичных отведениях и включали символы только 100% встречаемости среди соответственно здоровых людей или больных с отдельными заболеваниями.

На основании полученных данных было вынесено заключение о наличии у больного ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, хронического холецистита, дискинезии желчевыводящих путей, желчекаменной болезни, мочекаменной болезни, хронического гастродуоденита, хронического колита, хронического простатита с риском формирования аденомы. Исследование длилось 12 минут при пульсе 60 ударов в 1 минуту.

При использовании диагностического алгоритма прототипа у больного диагностированы ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, хронический холецистит, хронический гастродуоденит, мочекаменная болезнь, хронический простатит. Исследование длилось 38 минут.

Таким образом, сравнительная диагностика свидетельствует, с одной стороны, о достаточно высокой эффективности в диагностике заболеваний внутренних органов как прототипа, так и предлагаемого способа, с другой, - констатирует явное преимущество предлагаемого способа в сравнении с прототипом по продолжительности исследования (короче более чем в 3 раза). Привлекает внимание более полная диагностика заболеваний при использовании предлагаемого способа в сравнении с диагностикой на основе прототипа. Это касается диагностики хронического колита, дискинезии желчевыводящих путей с холестазом и риском желчекаменной болезни, а также хронического простатита с риском возникновения аденомы простаты.

Способ диагностики заболеваний внутренних органов, включающий непрерывное снятие 300-600 электрокардиоциклов, измерение амплитуды желудочковых комплексов и интервалов между ними, кодирование образов их вероятностной вариабельности в пределах последовательных фрагментов электрокардиограммы, включающих три или более следующих друг за другом кардиоциклов, получение структурированной кодограммы и сравнение ее с аналогично полученными эталонными кодограммами нормы и различных заболеваний и вынесение заключения по результатам сравнения, отличающийся тем, что регистрацию электрокардиосигналов осуществляют одновременно в 1, 2 и 3-м стандартных отведениях по Эйнтховену или униполярных, усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру, измеряют амплитуду размаха QRS-желудочкового комплекса (Аn+1) с точностью до 1 мВ и интервал времени между ними (In+1) с точностью до 1 мс, структурируют массив зарегистрированных электрокардиосигналов с помощью «окна», включающего последовательно 3 или более QRS-комплексов с предшествующими им интервалами времени путем перемещения на один кардиоцикл вдоль электрокардиограммы от начала до ее конца с учетом отведений, кодируют каждый фрагмент структурированной электрокардиограммы, представляющий образ соотношения амплитуд и интервалов времени относительно друг друга, с помощью символов, каждый из которых учитывает один из всех возможных образов, подсчитывают одинаковые символы кодирования фрагментов и ранжируют их с учетом частоты встречаемости, сравнивают с эталонными структурированными кодограммами нормы и различных заболеваний, которые получены аналогичным способом в аналогичном отведении и включающим символы только 100% встречаемости среди соответственно здоровых людей или больных с отдельными заболеваниями, заключение о наличии нормы или заболеваний выносят, суммируя сведения о диагностике в трех отведениях, в каждом из которых наличие нормы или заболевания констатируют при наличии полного набора комбинаций соответствующего эталона.