Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца



Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца
Система, стетоскоп и способ для индикации риска ишемической болезни сердца

 


Владельцы патента RU 2571333:

АКАРИКС А/С (DK)

Группа изобретений относится к медицине. Способ обнаружения мощности сигнала тона сердца для диагностирования ишемической болезни сердца ИБС осуществляют с помощью системы для обнаружения мощности на низких частотах. При этом записывают акустические данные с помощью акустического датчика, размещенного на груди пациента, и генерируют акустические сигналы SA. Идентифицируют диастолические или систолические периоды в заданном периоде времени сохраненных акустических данных и формируют сигнал SP периода. Применяют фильтр к сигналу SP, формируют сигнал SLFB диапазона низких частот и сигнал SHFB диапазона высоких частот. Оценивают мощность в диапазонах низких частот и приводят оцененную мощность к другому более высокочастотному диапазону. Вычисляют показатель мощности на низких частотах на основе оцененной и приведенной мощности и формируют сигнал SLFP показателя мощности на низких частотах. Оценивают характеристику в диапазонах высоких частот, вычисляют показатель характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики и формируют сигнал SHFF показателя характеристики на высоких частотах, причем упомянутой характеристикой является мощность. Объединяют показатели мощности на низких частотах и на высоких частотах и сравнивают результирующее значение совокупного отношения мощностей со значением эталонной характеристики для ИБС для формирования совокупного сигнала S′CAD риска ИБС. Применение изобретений позволит повысить точность диагностики ИБС. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу для индикации риска ишемической болезни сердца (ИБС) и, в частности, к электронному стетоскопу, выполненному с возможностью индикации риска ИБС по измеренным акустическим сигналам.

Уровень техники изобретения

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) - это состояние, в котором внутри коронарных артерий образуется бляшка. Эти артерии снабжают сердце обогащенной кислородом кровью. Бляшка сужает артерии и снижает поток крови к сердцу, что может вызывать стенокардию или инфаркт миокарда. С течением времени ишемическая болезнь сердца может ослаблять сердечную мышцу и приводить к сердечной недостаточности и аритмиям. Ишемическая болезнь сердца - наиболее распространенный тип болезней сердца. Изменения образа жизни, лекарственные средства и/или медицинские процедуры могут эффективно предотвращать или лечить данное заболевание у большинства людей.

Традиционно обнаружение ишемической болезни сердца предполагает историю болезни, исследование состояния здоровья, снятие электрокардиограммы во время физических упражнений с нагрузкой и, возможно, коронарограмму. Во время исследования состояния здоровья для изучения тона сердца часто используется стетоскоп. Хотя роль стетоскопа в современной клинике, по-видимому, снижается, новые электронные стетоскопы с интегрированными диагностическими алгоритмами могут изменить эту тенденцию и вновь расширить клинический потенциал стетоскопа. Примером такого типа алгоритмов является детектор ишемической болезни сердца.

Во время каждого сердечного сокращения могут генерироваться четыре тона. Тоны образуются за счет турбулентного движения крови и вибрации структур сердца, главным образом, из-за закрытия клапанов сердца. Эти четыре тона обозначаются S1, S2, S3 и S4. S1 обычно является наиболее громким тоном сердца и самым первым тоном сердца во время сокращения желудочков. S1 часто описывается как тон “lubb”. S1 возникает в начале систолы желудочков и относится к закрытию предсердно-желудочковых клапанов между предсердием и желудочками. S2 часто описывается как тон “dubb”. S2 возникает в начале диастолы и относится к закрытию полулунных клапанов, отделяющих аорту и легочную артерию от левого и правого желудочков соответственно. S1 и S2 легко можно услышать с помощью стетоскопа («нормальные тоны сердца»). Однако S3 и S4 обычно невозможно услышать в нормальном сердце («аномальные тоны сердца») у людей старше 40 лет. S3, называемый также «желудочковым ритмом галопа», возникает в начале периода диастолы и является результатом растягивания желудочковой стенки до того момента, когда она достигает своего предела упругости. S4, называемый также «предсердным ритмом галопа», возникает вблизи окончания сокращения предсердия и также является результатом растягивания желудочковой стенки до достижения ей своего предела упругости.

Тоны сердца могут использоваться для дополнения диагноза и для помощи в оценке тяжести важных типов болезни сердца. Например, в возрасте после 40 лет S3 может указывать на застойную сердечную недостаточность, а S4 может указывать на гипертензию, острый инфаркт миокарда или ишемическую болезнь сердца. Исследования показали, что, к сожалению, даже высококвалифицированные врачи не всегда обнаруживают важные тоны сердца. Поэтому были разработаны различные системы для помощи врачам в обнаружении возможных болезней сердца.

US-7096060 относится к способу и системе для автоматического обнаружения тонов сердца. В системе для обнаружения тонов могут использоваться данные электрокардиограммы (ЭКГ) для идентификации различных участков, например, R-максимума в сокращении и использования этих участков для содействия в обнаружении тонов сердца.

US-5159932 относится к системе обнаружения ишемии миокарда для неинвазивного мониторинга движения сердца пациента с целью обнаружения и отображения вызываемых ишемией изменений в движении сердца, которые указывают на ишемическую болезнь сердца.

В данной системе в качестве преобразователя волны сжатия используется акселерометр, который должен иметь широкую полосу частот и должен иметь плоскую амплитудно-частотную характеристику от 0,025 Гц до 800 Гц. Назначение преобразователя волны сжатия состоит в преобразовании имеющего очень низкую амплитуду механического движения на поверхности пациента в электрический сигнал с высокой точностью для последующей обработки. В результате этого временные диаграммы, включающие в себя идентифицированные морфологические образования, обрабатываются, отображаются и используются для диагноза вместе с исходной ЭКГ.

US-2009/0177107 относится к системе электронного стетоскопа, которая автоматически обнаруживает ишемическую болезнь сердца у пациентов. В системе используется электронный стетоскоп для записи акустических данных из четвертого левого межреберного пространства пациента. Затем применяется некоторый метод обработки с целью фильтрации данных и формирования данных быстрого преобразования Фурье (БПФ) по амплитуде в зависимости от частоты. Если выявляется колоколообразная кривая в данных в заданном диапазоне частот (например, от 50 до 80 Гц) с максимальной амплитудой свыше заданного порога, например 2,5 единиц, система автоматически выдает выходной сигнал, указывающий, что пациент, по-видимому, на 50-99 процентов имеет коронарный стеноз.

Исследования показали, что диастолические тоны пациентов с ИБС отличаются от пациентов без ИБС. Это описывается в US-5036857. Различие, вероятно, вызвано слабыми шумами, возникающими в результате пост-стенотического турбулентного движения в коронарных артериях. Один способ количественной оценки различия в диастолических тонах сердца основан на авторегрессионных (AR) моделях диастолических тонов, основанных на том, что величины полюсов в AR-моделях диастолического тона сердца у пациентов с ИБС отличаются от величин у пациентов без ИБС.

US-6048319 относится к устройству неинвазивного акустического скрининга для обнаружения коронарного стеноза путем распознавания тонов сердца S1 и S2, частоты сердечных сокращений и определения диастолического периода пациента с последующей оценкой уровней акустической энергии в пределах диапазона 2 октав приблизительно вблизи 20 Гц во время диастолы. На основе такой оценки может быть поставлен диагноз в отношении наличия и степени коронарного стеноза.

Первоначально слабые тоны собирались с помощью очень высокочувствительных изготовленных по специальному заказу датчиков, но появление электронных стетоскопов открывает новые возможности. Преимуществами электронных стетоскопов являются портативность, низкая стоимость и удобство эксплуатации. Возможность реализации алгоритма обнаружения ИБС в электронных стетоскопах дало бы легко применимое определение ИБС. Однако относящиеся к ИБС шумы являются очень слабыми, а различие между тонами у пациентов с ИБС и без ИБС незначительно. Поэтому алгоритмы обнаружения, по-видимому, чувствительны к другим типам шума, таким как окружающий шум и физиологический шум, которые будут ограничивать применимость данного способа.

На основе исследований чувствительности к шуму AR-моделей в тех случаях, когда модели применялись для идентификации пациентов с ИБС путем анализа записей тонов сердца с электронного стетоскопа, авторы данного изобретения выявили потребность в улучшении используемых в настоящее время способов анализа.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной системы и способа анализа для улучшения диагностирования ИБС.

Сущность изобретения

Указанная выше цель достигается с помощью системы для обнаружения мощности на частотах, содержащей акустический датчик, выполненный с возможностью размещения на груди пациента. Система также содержит: по меньшей мере, одно запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения акустических сигналов SA с акустического датчика; и блок управления, выполненный с возможностью приема упомянутых акустических сигналов SA по первому независимому пункту формулы изобретения. Части системы могут размещаться по отдельности, например датчик и запоминающее устройство могут входить в состав электронного стетоскопа, способного отправлять записанные данные во внешний блок, включающий в себя упомянутый блок управления, для последующей обработки данных.

В соответствии с другим аспектом данная цель достигается с помощью электронного стетоскопа, содержащего акустический датчик, выполненный с возможностью размещения на груди пациента, запоминающее устройство и блок управления в соответствии с изобретением. Посредством этого достигается компактный стетоскоп с возможностью индикации риска ИБС. Преимуществами электронных стетоскопов являются портативность, низкая стоимость и удобство эксплуатации. Реализация алгоритма обнаружения ИБС в электронных стетоскопах позволяет обеспечить легко применимое определение ИБС.

В соответствии с еще одним аспектом данная цель достигается с помощью способа обнаружения мощности на частотах с использованием системы для обнаружения мощности на частотах. В частности, способ в соответствии с изобретением может использоваться для совершенствования других способов диагностирования ИБС.

Обнаружение мощности на низких частотах в отношении ишемической болезни сердца (ИБС) включает в себя следующие этапы:

- запись акустических данных с помощью электронного стетоскопа, содержащего акустический датчик, размещаемый на груди пациента, и генерирование акустических сигналов SA, указывающих на упомянутые данные;

- идентификация диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических данных и формирование сигнала SP периода, указывающего на упомянутые идентифицированные периоды;

- применение, по меньшей мере, одного фильтра к сигналу SP периода и формирование сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов;

- оценивание мощности в упомянутом диапазоне низких частот упомянутых идентифицированных периодов;

- вычисление показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной мощности и формирование сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах.

Низкочастотные компоненты тонов сердца, скорее всего, относятся к движениям желудочка.

Предпочтительные варианты осуществления изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Оценка мощности в диапазоне низких частот в диастолическом или систолическом периоде может осуществляться с помощью одного из следующих способов:

- Полосовая фильтрация сигнала с частотой полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-50 Гц и вычисление дисперсии в периодах.

- Получение спектральной мощности (прямо или косвенно с помощью AR-моделей) периодов и вычисление относящегося к мощности диапазона низких частот.

Средняя мощность в диапазоне низких частот предпочтительно вычисляется для нескольких сокращений сердца. Показатель мощности на низких частотах может также корректироваться в зависимости от различий, вызываемых индексом массы тела (ИМТ), полом, возрастом, заболеванием, или аналогичных оценок фактора поглощения ткани. При этом риск ИБС может определяться путем сравнения показателя мощности на низких частотах с эталонным значением. Повышенный показатель мощности на низких частотах по сравнению с эталонным значением согласно исследованиям является указанием на то, что у пациента имеется ИБС.

Недавние исследования в соответствии с приведенными в описании примерами продемонстрировали, что диастолические тоны сердца, записанные с помощью электронного стетоскопа, содержат маркеры ИБС, но относящийся к ИБС тон является очень слабым, и записи часто зашумлены. В текущем исследовании в соответствии с примерами анализируется зашумление 633 записей стетоскопа из окружающей среды клиники. Шум дыхания, окружающий шум, шум записи и абдоминальный шум были выявлены в записи и классифицированы по длительности и интенсивности. Для контроля влияния шума на эффективность классификации традиционного алгоритма классификации значения AR-полюса извлекались как из диапазона частот 25-250 Гц, так и из диапазона частот 250-1000 Гц. Эффективность классификации количественно оценивалось по Площади Под рабочей Характеристикой приемника (AUC). Окружающий шум присутствовал в 39,9% записей и являлся наиболее распространенным источником шума. Абдоминальный шум являлся наименее распространенным источником шума и присутствовал в 10,8% записей. Наилучший полюс в отношении обнаружения ИБС, извлеченный из диапазона частот 250-1000 Гц, оказался наиболее чувствительным к шуму, поскольку AUC снижалась с 0,70 в записях без шума до 0,57 в тех случаях, когда были введены зашумленные записи, а наилучший полюс из диапазона частот 25-250 Гц оказался относительно устойчивым к шуму, поскольку AUC снижалась с 0,73 до всего лишь 0,70 в тех случаях, когда были введены зашумленные записи. Исследование в соответствии с приведенными в описании примерами продемонстрировало, что зашумленность является распространенной проблемой и что характеристики из более низкочастотных диапазонов наиболее устойчивы к шуму, чем характеристики из более высокочастотных диапазонов.

Как низкочастотные, так и высокочастотные тоны образуются во время нормального цикла сердечной деятельности. Были обнаружены повышенные высокочастотные тоны сердца, связанные с ишемической болезнью сердца и происходящие из вибрирующих стенозированных коронарных артерий. Обнаружено, что повышенные низкочастотные тоны сердца происходят из стенозированных коронарных артерий и в этой связи являются независимыми по своему характеру.

Как ни удивительно, комбинация спектральной мощности на низких частотах и спектральной мощности на высоких частотах может дать еще более точный диагноз ишемической болезни сердца, чем либо спектральная мощность на низких частотах, либо спектральная мощность на высоких частотах в отдельности. Низкочастотные сигналы менее чувствительны к помехам, чем высокочастотные сигналы, следовательно, из низкочастотных сигналов может быть извлечена информация, которая не может быть извлечена из высокочастотных сигналов, что способствует более надежной и точной диагностике ИБС.

Краткое описание прилагаемых чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует систему в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует систему в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 3 показаны две прошедшие полосовую фильтрацию записи тонов сердца у пациента без ИБС (вверху) и пациента с ИБС (внизу).

На фиг. 4 показана гистограмма мощности на низких частотах у пациентов с ИБС и без ИБС соответственно по результатам исследования с помощью стетоскопа в соответствии с приведенными в описании примерами.

На фиг. 5 показана средняя мощность, рассчитанная с помощью текущей дисперсии. На нижней диаграмме изображены р-значения, используемые для определения значимости различия в мощности.

На фиг. 6 показаны одновременно записанные сейсмокардиограмма (СКГ) и электрокардиограмма (ЭКГ) с временной привязкой сейсмокардиографических волн во время сердечных циклов.

На фиг. 7 показана средняя диастолическая мощность у пациентов с ИБС и контрольных пациентов.

На фиг. 8 показано совокупное расчетное отношение мощностей в примере 8.

Фиг. 9 иллюстрирует конкретный период сигнала тона сердца.

Фиг. 10 иллюстрирует электронный стетоскоп в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 11 показана структурная схема способа в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 12 показана структурная схема способа в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 показана система для обнаружения мощности на частотах в соответствии с изобретением. Система может использоваться для диагностирования ишемической болезни сердца (ИБС) и, в частности, для классификации ИБС совместно с прочими индикаторами. Для восприятия акустических звуковых волн система содержит акустический датчик, выполненный с возможностью размещения на груди пациента и генерирования акустических сигналов SA. Акустический датчик содержит, например, микрофон, акселерометр или устройство формирования оптического луча. В соответствии с одним вариантом осуществления, датчик может быть выполнен с возможностью восприятия акустических звуков вплоть до 5 Гц. В соответствии с другим вариантом осуществления, датчик может быть выполнен с возможностью восприятия акустических звуков вплоть до 20 Гц. Система также содержит, по меньшей мере, одно запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения акустических сигналов SA с акустического датчика; и блок управления, выполненный с возможностью приема упомянутых акустических сигналов SA. В соответствии с одним вариантом осуществления, акустический датчик и запоминающее устройство входят в состав отдельного устройства, например электронного стетоскопа, выполненного с возможностью передачи воспринимаемых акустических сигналов по проводам или без проводов во внешний блок, включающий в себя упомянутый блок управления. Таким образом, по меньшей мере, части системы в соответствии с данным вариантом осуществления реализованы с помощью электронного стетоскопа. Отдельное устройство, т.е. стетоскоп при этом содержит передающий блок, выполненный с возможностью передачи сигналов (на чертеже не показан). Сигналы могут обрабатываться во внешнем блоке вместо стетоскопа. В соответствии с данным вариантом осуществления, запоминающее устройство представляет собой съемное запоминающее устройство, такое как USB-устройство, которое может подключаться к внешнему блоку.

Блок управления содержит блок идентификации, выполненный с возможностью идентификации диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических сигналов SA и формирования сигнала SP периода, указывающего на идентифицированные периоды. Заданный период времени может включать в себя заданное число диастолических или систолических периодов. Упоминаемый ранее звук S2 возникает в начале периода диастолы и относится к закрытию полулунных клапанов, отделяющих аорту и легочную артерию от левого и правого желудочков соответственно. Звук S1 возникает в начале систолы желудочков и относится к закрытию предсердно-желудочковых клапанов между предсердием и желудочками.

Блок управления дополнительно содержит блок фильтрации, выполненный с возможностью применения, по меньшей мере, одного фильтра к идентифицированным периодам и формирования сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот идентифицированных периодов. Блок фильтрации может также применяться в тех случаях, когда фильтрация выполняется посредством использования способа спектральной плотности мощности (PSD) (как описывается в примере 8), если энергия в низкочастотном диапазоне оценивается посредством PSD в случае, если, по меньшей мере, один фильтр применяется к упомянутым идентифицированным периодам и для выделения частот, необходимых для оценивания мощности на низких частотах.

Исследования показали, что тоны сердца в диапазоне низких частот периодов менее чувствительны к помехам, чем тоны сердца в других диапазонах частот. В соответствии с одним вариантом осуществления, диапазон низких частот находится в интервале 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц.

По диапазону низких частот может быть получен показатель мощности на низких частотах. Результаты исследований показали, что амплитуда низкочастотной части сигнала SP периода была повышена у пациентов с ИБС, тем самым указывая на изменение в растяжимости желудочков. Данная информация полезна как характеристика многопараметрической классификации ИБС и может быть объединена с более частыми характеристиками, которые относятся к шумам ИБС. См., например, заявку на патент US 2010160807 A1.

Для оценивания мощности блок управления содержит блок вычислений, выполненный с возможностью оценивания мощности в низкочастотном диапазоне идентифицированных периодов. В соответствии с одним вариантом осуществления, блок управления выполнен с возможностью оценивания мощности путем полосовой фильтрации упомянутых идентифицированных периодов с частотой полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц и вычисления дисперсии во время упомянутых периодов. Таким образом, блок фильтрации осуществляет полосовую фильтрацию идентифицированных периодов с частотой полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц, а блок вычислений вычисляет дисперсию во время прошедшего полосовую фильтрацию периода. Вычисленная дисперсия называется мощностью на низких частотах.

Примеры 1-7 относятся к результатам двух различных исследований: одно исследование основано на записях, полученных с помощью стандартного электронного стетоскопа (3M Littmann E4000), а другое - с помощью изготовленного по специальному заказу датчика, выполненного с возможностью восприятия низких частот.

Пример 1

На фиг. 3 показаны записи тонов сердца двух различных пациентов с помощью электронного стетоскопа, фильтрованные с помощью фильтра с полосой пропускания от 20 до 50 Гц. На верхнем графике показаны записи для пациента без ИБС, а на нижнем графике показаны записи для пациента с ИБС. Записи взяты для двух мужчин с приблизительно одинаковым индексом массы тела (ИМТ). Как видно на графиках, у пациентов с ИБС увеличена амплитуда как в систоле (S1), так и в диастоле (S2).

В соответствии с еще одним вариантом осуществления, блок вычислений выполнен с возможностью оценивания мощности путем формирования спектральной мощности прямо или косвенно с помощью, по меньшей мере, одной авторегрессионной (AR) модели диапазона низких частот и вычисления мощности в диапазоне низких частот. Спектральная мощность может быть вычислена прямо путем вычисления с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) и косвенно путем вычисления путем вычисления спектральной мощности по модели сигнала. Авторегрессионную модель можно рассматривать как выходной сигнал фильтра с бесконечной характеристикой с одними полюсами, входным сигналом которого является белый шум. Обнаружено, что значения полюсов в AR-моделях диастолических тонов сердца у пациентов с ИБС отличаются от пациентов без ИБС. Например, для извлечения значения полюса AR-модели (моделей) может использоваться способ субсегментации.

Пример 2

В исследовании в соответствии с примерами использовался способ субсегментации. Значения полюсов AR-моделей извлекались из диастолических участков. Способ субсегментации делит диастолические периоды на субсегменты небольшой длительности и исключает субсегменты с высокой дисперсией до вычисления значений AR-полюсов по оставшимся субсегментам. Способ субсегментации улучшает устойчивость к шуму небольшой длительности, например, к вызываемым трением выбросам. AR-модели с порядком 2, 4, 6, 8 и 10 создавались с помощью реверсивного способа. Значение полюса, давшее наилучшую эффективность классификации в записях без незначительного шума, было выбрано для оценивания эффективности классификации для всех сигналов. В недавних исследованиях тонов сердца пациентов с ИБС особое внимание уделено, главным образом, частотам свыше 200 Гц, поскольку ИБС ассоциировалась с увеличением спектральной энергии на частотах свыше 250 Гц, тогда как недавние исследования включали в себя более низкие частоты. Следовательно, значения AR-полюсов извлекались из диапазона частот 25-250 Гц, а также диапазона частот 250-1000 Гц. Диапазоны частот формировались с помощью полосовых фильтров Чебышева 8-го порядка.

Эффективность AR-полюсов оценивалась путем вычисления Площади Под рабочей Характеристикой приемника (AUC). AUC оценивалась при различных максимально допустимых уровнях интенсивности шума и длительностях.

Из диапазона частот 25-250 Гц характеристикой с наилучшей эффективностью оказалось значение первого полюса в AR-модели 6 порядка. AUC для «чистых записей» составляла 0,725 и падала до 0,7 при введении всех зашумленных записей. Результаты показывают, что шум не оказывает существенного влияния на AUC в тех случаях, когда использовался диапазон 25-250 Гц. Лишь в тех случаях, когда шум превышает 4 секунды, наблюдается небольшой спад в AUC для шума дыхания и окружающего шума. Следовательно, рекомендуемый порог шума составляет максимум 4 секунды для шума дыхания и окружающего шума. Этим критериям удовлетворяют 458 записей, и при применении этих критериев AUC составляла 0,725. Устойчивость к шуму и эффективность AUC полюса, извлеченного из диапазона частот 25-250 Гц, показывают, что характеристики, извлеченные из более низких частот тонов сердца, наиболее пригодны для обнаружения маркеров ИБС, если тоны сердца записаны с использованием портативного электронного стетоскопа в клинических условиях.

Исследование в соответствии с приведенными примерами демонстрирует, что зашумленность записей тона сердца является широко распространенной проблемой при получении записей с использованием электронного стетоскопа в клинических условиях. Значения полюса из AR-моделей как диапазона частот 25-250 Гц, так и диапазона частот 250-1000 Гц позволили обоснованно различить пациентов с ИБС и без ИБС, но лишь полюс, извлеченный из диапазона частот 250-1000 Гц, оказался весьма чувствительным к шуму.

Блок вычислений также выполнен с возможностью вычисления показателя мощности на низких частотах на основе оцененной мощности и формирования сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах. В соответствии с одним вариантом осуществления, показатель мощности на низких частотах определяется путем вычисления средней мощности на низких частотах нескольких сокращений сердца, т.е. нескольких идентифицированных диастолических или систолических периодов. Посредством этого находится показатель мощности на низких частотах, величина которого указывает, страдает ли пациент ИБС.

Пример 3

Гистограмма на фиг. 4 показывает диастолическую мощность в диапазоне частот от 20 до 40 Гц в 264 записях у 70 пациентов без ИБС и 246 записях у 63 пациентов с ИБС по результатам исследования с помощью электронного стетоскопа в соответствии с приведенными примерами. Мощность вычислялась путем фильтрации записей с помощью полосового фильтра в диапазоне от 20 до 40 Гц и вычисления дисперсии в диастолах. Эта характеристика называется мощностью на низких частотах. Эффективность классификации энергии на низких частотах измеряется с использованием площади под рабочей характеристикой приемника (AUC). AUC диастолической мощности в диапазоне 20-40 Гц составила 69,44%. Средняя мощность в диапазоне 20-40 Гц составила 16,8 дБ (среднеквадратическое отклонение (с.к.о.)=7,3) для пациентов без ИБС и 21,7 дБ (с.к.о.=6,2) для пациентов с ИБС.

Пример 4

На фиг. 5 показана средняя мощность, рассчитанная с помощью текущей дисперсии в конце систолы и начале диастолы, полученной с использованием изготовленного по специальному заказу датчика. В нижнем окне изображены Р-значения, используемые для определения значимости различия в мощности между двумя группами пациентов с ИБС и пациентов без ИБС соответственно. Р-значения вычислены с помощью критерия Стьюдента. Как видно на чертеже, различие в мощности значительно (5%) как в диастоле, так и в систоле, но не в тот период времени, когда присутствует S2.

В соответствии с одним вариантом осуществления, система содержит блок отображения, выполненный с возможностью индикации показателя мощности на низких частотах.

Пример 5

На фиг. 6 показаны одновременно записанные сейсмокардиограмма (СКГ) и электрокардиограмма (ЭКГ) с временной привязкой сейсмокардиографических волн во время сердечного цикла. На основе эхокардиографических исследований в допплерографическом режиме и в M-режиме систолические события идентифицировались как закрытие митрального клапана (МС), изоволюметрическое движение (IM), открытие аортального клапана (AO), быстрое систолическое изгнание (RE) и закрытие аортального клапана (АС). Диастолические события включают в себя открытие митрального клапана (МО), раннее быстрое наполнение (RF) и систолу предсердий (AS).

Чтобы можно было показать практикующему врачу, что пациент, возможно, страдает ИБС, система в соответствии с одним вариантом осуществления включает в себя блок определения риска, выполненный с возможностью определения риска ИБС путем сравнения показателя мощности на низких частотах, по меньшей мере, с одним эталонным значением для ИБС и формирования сигнала SCAD риска ИБС, указывающего на результат такого сравнения. Результат может быть показан на блоке отображения, следовательно, блок отображения в соответствии с одним вариантом осуществления выполнен с возможностью индикации упомянутого риска ИБС.

Авторы изобретения обнаружили, что комбинация спектральной мощности на низких частотах и спектральной мощности на высоких частотах может дать еще более точный диагноз ишемической болезни сердца, чем либо спектральная мощность на низких частотах, либо спектральная мощность на высоких частотах в отдельности. Данный вариант осуществления иллюстрируется структурной схемой, изображенной на фиг.2.

В соответствии с данным вариантом осуществления, блок фильтрации выполнен с возможностью применения фильтра к упомянутым идентифицированным периодам и формирования сигнала SHFB диапазона высоких частот, указывающего на диапазоны высоких частот упомянутых идентифицированных периодов. В соответствии с одним вариантом осуществления, диапазон высоких частот находится между 250 и 1000 Гц. Помимо вычисления показателя мощности на низких частотах блок вычислений в соответствии с данным вариантом осуществления выполнен с возможностью вычисления показателя характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики в высокочастотных диапазонах упомянутых периодов и формирования сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах. Кроме того, блок определения риска при этом выполнен с возможностью сравнения упомянутого показателя характеристики на высоких частотах с еще одним значением эталонной характеристики для ИБС и формирования совокупного сигнала S'CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения. Характеристики из диапазонов высоких частот могут быть различного типа, например, мощность, отношение мощностей или сложность. Для различных характеристик используются различные эталонные значения характеристик для ИБС. Следовательно, при этом обеспечивается еще более точный диагноз ишемической болезни сердца.

Таким образом, конечно, можно в пределах объема, определяемого настоящей формулой изобретения, формировать только S'CAD, либо только SCAD (показанный на фиг. 1), либо оба сигнала одновременно, что иллюстрируется на фиг. 2.

На амплитуду записей могут влиять факторы поглощения ткани. Для обеспечения точных показаний датчика блок вычислений в соответствии с одним вариантом осуществления выполнен с возможностью корректировки показателя мощности на низких частотах в зависимости, по меньшей мере, от одного фактора поглощения ткани, например, индекса массы тела (ИМТ), пола, возраста и болезни.

Пример 6

Амплитуда низкочастотных записей, вероятнее всего, относится к ИМТ, поскольку на амплитуду будет влиять расстояние от желудочка до точки записи. В исследовании в соответствии с примерами с использованием электронного стетоскопа ИМТ был известен у 66 пациентов. Была продемонстрирована отрицательная корреляция между ИМТ и мощностью в диапазоне 20-40 Гц. Корреляция между ИМТ и мощностью на низких частотах у здоровых пациентов в данном исследовании составила r=-0,27.

Влияние ИМТ может корректироваться с помощью линейной коррекции:

скорректированная мощность на низких частотах=мощность на низких частотах+0,43·ИМТ+11,6 (1)

У 66 пациентов, у которых имелась ИБС, эффективность классификации AUC составляла 72,6% до коррекции и 73,1% после коррекции. Таким образом, точность мощности на низких частотах была улучшена.

Пример 7

Показатель мощности на низких частотах, по-видимому, зависит от пола, поскольку сердце женщины меньше, а грудь увеличивает расстояние от желудочка до точки записи. В исследованиях с помощью электронного стетоскопа в соответствии с примерами средняя мощность на низких частотах для женщин составила 13,9 дБ у здоровых пациентов и 15,8 дБ у больных женщин, а средняя мощность для мужчин составила, соответственно, 20,3 дБ и 23,4 дБ. Это наглядно демонстрирует, что уровни мощности ниже в женской группе по сравнению с мужской группой. Эффективность классификации составила AUC=68,4% в мужской группе и 58% в женской группе.

В соответствии с одним вариантом осуществления, влияние пола корректируется для устранения различия между результатами для мужчин и женщин. Если влияние не корректируется, для мужчин и женщин должны соответствующим образом использоваться различные эталонные значения для показателя мощности на низких частотах.

Кроме того, согласно наблюдениям, диастолическая мощность на низких частотах сильно коррелирует с систолической мощностью на низких частотах в записях ИБС. В соответствии с одним вариантом осуществления, блок вычислений выполнен с возможностью вычисления показателей мощности на низких частотах как для диастолических, так и для систолических периодов для сравнения показателей и формирования на основе сравнения значения корреляции, указывающего на корреляцию между показателями мощности на низких частотах. Таким образом, если значения коррелируют, это отражается в значении корреляции и поддерживает предположение о том, что у пациента имеется ИБС.

Пример 8

Генерируемая с помощью низкочастотных компонентов мощность - в данном случае в диапазоне частот 10-90 Гц - сигнала сердца более точно может оцениваться путем приведения генерируемой мощности к другому, более высокочастотному диапазону. В текущем примере этот более высокочастотный диапазон составляет 90-300 Гц. Такое отношение PR мощностей может быть записано следующим образом:

P R = 10 90 P S D ( f ) 90 300 P S D ( f ) ,

где PSD представляет собой спектральную плотность мощности.

В связи с этим мощность, генерируемая в диапазоне низких частот, приводится к мощности в диапазоне более высоких частот, т.е. вычисляется отношение двух значений мощности. Следовательно, шум и/или разбросы между отдельными пациентами могут быть устранены. На фиг. 6 показано, как и ожидалось, что усредненное значение диастолической мощности для пациентов с ИБС в низкочастотном диапазоне больше, чем соответствующее значение контрольной группы.

Одна из проблем при применении PSD состоит в том, что динамический диапазон PSD является большим - приблизительно 70 дБ, что означает, что низкочастотная часть сигнала в 70 раз выше, чем высокочастотная часть сигнала. Следовательно, высокочастотная (ВЧ) часть сигнала перекрывается низкочастотной (НЧ) частью. Это происходит в результате явления, называемого просачиванием спектральных составляющих. Благодаря настройке так называемого отбеливающего фильтра для отбеливания PSD среднего здорового пациента все частоты будут иметь одинаковую мощность. Посредством этого сокращается динамический диапазон частотного спектра, что уменьшит просачивание спектральных составляющих, и посредством этого можно будет оценивать мощность на низких частотах и мощность на высоких частотах по одному и тому же спектру.

В выборке на фиг. 7, включающей в себя 112 пациентов, площадь под кривой составляет 78,21%. Кроме того, если задан порог, достигается чувствительность 73,42% и специфичность 75,76%.

Пример 9

Данный пример демонстрирует, что благодаря объединению расчетного отношения мощностей, полученного в предыдущем примере 8 (т.е. благодаря приведению мощности, полученной в диапазоне частот 10-90 Гц, к мощности, полученной в диапазоне частот 90-300 Гц) с аналогичным образом полученным расчетным отношением мощностей в диапазоне частот, соответственно, 700-900 Гц и 900-1300 Гц может быть достигнута усовершенствованная модель классификации.

В частности, в выборке, включающей в себя 112 пациентов и отображаемой с помощью рабочей характеристической кривой (ROC-кривой), изображенной на фиг. 8, Площадь Под Кривой (AUC) составляет 67,6% только для последнего расчетного отношения мощностей, а для совокупного показателя обоих расчетных отношений мощностей AUC с использованием квадратичной дискриминантной функции составляет 81,1%.

Еще одно усовершенствование настоящего изобретения основано на полученных экспериментальных данных о том, что мощность в диапазоне низких частот может измеряться различными способами. Например, она может измеряться в заданном временном интервале диастолы, начинающемся через 200-300 мс после тона S2. При этом один способ выполнения измерения состоит в идентификации в каждой отдельной записи временного интервала, называемого «диастазом», который является последней стадией диастолы, т.е. периода времени между тонами S3 и S4. Поскольку диастаз, как видно также на фиг. 9, является периодом относительного покоя, один способ осуществления этого состоит в идентификации временного окна в диастоле с наименьшей мощностью. Это временное окно может составлять 100 мс или более и находится в интервале приблизительно с 200 мс после S2 и 100 мс до S1, но не позже 450 мс после S2.

В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретение относится к электронному стетоскопу, как показано на фиг. 10. Электронный стетоскоп выполнен с возможностью преобразования акустических звуковых сигналов в электрические сигналы, которые могут в дальнейшем обрабатываться. Для восприятия акустических звуковых волн стетоскоп содержит акустический датчик, выполненный с возможностью размещения на груди пациента и генерирования акустических сигналов SA. Стетоскоп также содержит, по меньшей мере, одно запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения акустических сигналов SA с акустического датчика; и блок управления, выполненный с возможностью приема упомянутых акустических сигналов SA. Поскольку звуки передаются в электронном виде, электронный стетоскоп может представлять собой беспроводное устройство, регистрирующее устройство и может обеспечивать снижение шума, выделение сигнала из шума и как визуальный, так и звуковой вывод. В соответствии с одним вариантом осуществления, электронный стетоскоп содержит передающий блок, выполненный с возможностью передачи сигнала (сигналов) во внешний блок. Сигналы могут обрабатываться во внешнем блоке вместо стетоскопа. В соответствии с данным вариантом осуществления, запоминающее устройство представляет собой съемное запоминающее устройство, такое как USB-устройство, которое может подключаться к внешнему блоку. Таким образом, сигналы могут в последующем использоваться и обрабатываться в другом блоке. Блок управления содержит блок идентификации, выполненный с возможностью идентификации диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических сигналов SA и формирования сигнала SP периода, указывающего на идентифицированные периоды; блок фильтрации, выполненный с возможностью применения, по меньшей мере, одного фильтра к идентифицированным периодам и формирования сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот идентифицированных периодов; и блок вычислений, выполненный с возможностью оценивания мощности в упомянутом низкочастотном диапазоне упомянутых идентифицированных периодов, для вычисления показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной мощности и формирования сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах.

Функции блоков в стетоскопе являются такими же, как и в системе в соответствии с изобретением. Например, стетоскоп может включать в себя блок определения риска, выполненный с возможностью определения риска ИБС путем сравнения показателя мощности на низких частотах, по меньшей мере, с одним эталонным значением для ИБС и формирования сигнала SCAD риска ИБС, указывающего на результат такого сравнения. В соответствии с одним вариантом осуществления стетоскоп содержит блок отображения, выполненный с возможностью индикации упомянутого показателя мощности на низких частотах и/или результата упомянутого сравнения, например, риска ИБС у пациента. Необходимо также отметить, что стетоскоп может также быть снабжен необходимыми средствами, требуемыми для формирования сигнала S'CAD совокупного риска ИБС, т.е. средствами, описываемыми, например, применительно к варианту осуществления, показанному на фиг. 2.

Изобретение также относится к способу обнаружения мощности на частотах для диагностирования ишемической болезни сердца (ИБС) с помощью системы в соответствии с изобретением. Ниже со ссылкой на структурную схему, изображенную на фиг. 11, объясняются различные этапы данного способа.

Данный способ включает в себя первый этап А1 записи акустических данных с использованием системы для обнаружения мощности на частотах, содержащей акустический датчик, размещаемый на груди пациента, и генерирования акустических сигналов SA, указывающих на упомянутые данные. Датчик предпочтительно размещается вблизи сердца пациента, чтобы он мог воспринимать и записывать тон сердечных сокращений. Наиболее важные тоны сердца называются S1, S2, S3 и S4, как объяснялось в предыдущем тексте.

На втором этапе А2 выявляются диастолические или систолические периоды в заданном периоде времени сохраненных акустических данных и формируется сигнал SP периода, указывающий на упомянутые идентифицированные периоды. Посредством этого устанавливается длительность диастолических или систолических периодов. В соответствии с одним вариантом осуществления, в сигнале SP периода присутствуют только диастолические или систолические периоды.

На третьем этапе А3 применяется, по меньшей мере, один фильтр к сигналу SP периода и формируется сигнал SLFB диапазона низких частот, указывающий на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов. Предпочтительно отфильтровываются частоты свыше 100 Гц. В соответствии с одним вариантом осуществления, сигнал SP периода проходит полосовую фильтрацию с использованием частоты полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц.

На четвертом этапе А4 оценивается мощность в диапазоне низких частот упомянутых идентифицированных периодов. В соответствии с одним вариантом осуществления, данная оценка может выполняться с помощью одного из двух следующих способов:

1. Оценивание мощности путем полосовой фильтрации упомянутых идентифицированных периодов с частотой полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц и вычисление дисперсии во время упомянутых периодов.

2. Оценивание мощности путем прямого или косвенного формирования спектральной мощности с помощью, по меньшей мере, одной AR-модели упомянутого диапазона низких частот и вычисления мощности в упомянутом диапазоне низких частот.

На пятом этапе А5 вычисляется показатель мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной мощности и формируется сигнал SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающий на упомянутый показатель мощности на низких частотах.

Для определения риска ИБС способ в соответствии с одним вариантом осуществления включает в себя этап (А6) сравнения упомянутого показателя мощности на низких частотах, по меньшей мере, с одним эталонным значением для ИБС и формирования сигнала SCAD риска ИБС, указывающего на результат такого сравнения. Риск ИБС может быть показан на дисплее или произнесен вслух практикующему врачу.

Данный способ в соответствии с одним вариантом осуществления включает в себя этапы:

- применения фильтра к сигналу SP периода и формирования сигнала SHFB диапазона высоких частот, указывающего на диапазоны высоких частот упомянутых идентифицированных периодов;

- оценивания характеристики в упомянутых диапазонах высоких частот упомянутых идентифицированных периодов;

- вычисления показателя мощности на высоких частотах на основе оцененной характеристики в высокочастотных диапазонах упомянутых периодов и формирования сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах, и сравнения упомянутого показателя характеристики на высоких частотах с еще одним значением эталонной характеристики для ИБС и формирования сигнала S'CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения. Характеристики из диапазонов высоких частот могут быть различного типа, например, мощность, отношение мощностей или сложность. Следовательно, может обеспечиваться еще более точный диагноз ишемической болезни сердца.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления, настоящее изобретение относится к способу обнаружения мощности на частотах для диагностирования ишемической болезни сердца (ИБС) с использованием системы для обнаружения мощности на частотах.

Данный вариант осуществления описывается ниже со ссылками на структурную схему, приведенную на фиг. 12.

При этом данный способ включает в себя:

- запись акустических данных с помощью упомянутой системы, содержащей акустический датчик, размещаемый на груди пациента, и генерирование акустических сигналов SA, указывающих на упомянутые данные;

- идентификация диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических данных и формирование сигнала SP периода, указывающего на упомянутые идентифицированные периоды;

- применение, по меньшей мере, одного фильтра к сигналу SP периода и формирование сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов, и формирование сигнала SHFB диапазона высоких частот, указывающего на диапазоны высоких частот упомянутых идентифицированных периодов;

- оценивание мощности в упомянутых диапазонах низких частот упомянутых идентифицированных периодов;

- вычисление показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной мощности и формирование сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах;

- вычисление показателя характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики в диапазонах высоких частот и формирование сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах, и

- объединение упомянутого показателя мощности на низких частотах и упомянутого показателя мощности на высоких частотах и сравнение результирующего значения совокупного отношения мощностей с еще одним значением эталонной характеристики для ИБС для формирования совокупного сигнала S′CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения.

На записанные значения могут влиять факторы поглощения ткани, например, ИМТ, пол, возраст или заболевание. Данный способ в соответствии с одним вариантом осуществления включает в себя этап коррекции указанного показателя мощности на низких частотах в зависимости, по меньшей мере, от одного фактора поглощения ткани. Ранее объяснялось, как это может быть осуществлено.

В соответствии с одним вариантом осуществления, данный способ включает в себя этап передачи любого из вышеупомянутых сигналов во внешний блок для последующей обработки или сохранения.

Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему команды компьютерной программы для выдачи в вычислительную систему в некоторой системе или стетоскопе команды на выполнение этапов в соответствии с предшествующими этапами способа в тех случаях, когда команды программы обработки данных исполняются на упомянутой вычислительной системе. Изобретение также включает в себя компьютерный программный продукт, причем команды компьютерной программы хранятся на компьютерно-читаемом носителе.

Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными предпочтительными вариантами осуществления. Могут использоваться различные варианты, модификации и изменения. В связи с этим, вышеприведенные варианты осуществления не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения.

1. Система обнаружения мощности сигнала тона сердца для диагностирования ишемической болезни сердца ИБС, содержащая:
- акустический датчик, выполненный с возможностью размещения на груди пациента и генерирования акустических сигналов SA;
- по меньшей мере, одно запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения акустических сигналов SA с акустического датчика;
- блок управления, выполненный с возможностью приема упомянутых акустических сигналов SA;
отличающаяся тем, что упомянутый блок управления дополнительно содержит:
- блок идентификации, выполненный с возможностью идентификации диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических сигналов SA и формирования сигнала SP периода, указывающего на упомянутые идентифицированные периоды;
- блок фильтрации, выполненный с возможностью применения, по меньшей мере, одного фильтра к упомянутым идентифицированным периодам и формирования сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов;
- блок вычислений, выполненный с возможностью оценки мощности в упомянутом низкочастотном диапазоне упомянутых идентифицированных периодов, и при этом упомянутый блок вычислений выполнен с возможностью приведения упомянутой оцененной мощности к другому, более высокочастотному диапазону, причем упомянутый блок вычислений дополнительно выполнен с возможностью вычисления показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной и приведенной мощности и формирования сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах, причем упомянутая система дополнительно содержит блок определения риска, выполненный с возможностью определения риска ишемической болезни сердца ИБС путем сравнения упомянутого показателя мощности на низких частотах, по меньшей мере, с одним эталонным значением для ИБС и формирования сигнала SCAD риска ИБС, указывающего на результат упомянутого сравнения.

2. Система обнаружения мощности сигнала тона сердца для диагностирования ишемической болезни сердца ИБС, содержащая:
- акустический датчик, выполненный с возможностью размещения на груди пациента и генерирования акустических сигналов SA;
- по меньшей мере, одно запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения акустических сигналов SA с акустического датчика;
- блок управления, выполненный с возможностью приема упомянутых акустических сигналов SA;
отличающаяся тем, что упомянутый блок управления дополнительно содержит:
- блок идентификации, выполненный с возможностью идентификации диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических сигналов SA и формирования сигнала SP периода, указывающего на упомянутые идентифицированные периоды;
- блок фильтрации, выполненный с возможностью применения, по меньшей мере, одного фильтра к упомянутым идентифицированным периодам и формирования сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов и формирования сигнала SHFB диапазона высоких частот, указывающего на диапазоны высоких частот упомянутых идентифицированных периодов;
- блок вычислений, выполненный с возможностью оценки мощности в упомянутом низкочастотном диапазоне упомянутых идентифицированных периодов, и при этом упомянутый блок вычислений выполнен с возможностью приведения упомянутой оцененной мощности к другому, более высокочастотному диапазону, при этом упомянутый блок вычислений дополнительно выполнен с возможностью вычисления показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной и приведенной мощности и формирования сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах, и причем упомянутый блок вычислений дополнительно выполнен с возможностью оценки характеристики в диапазонах высоких частот упомянутых периодов и вычисления показателя характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики в высокочастотных диапазонах упомянутых периодов и формирования сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах, причем упомянутая характеристика является мощностью, и причем упомянутая система дополнительно содержит блок определения риска, выполненный с возможностью определения риска ишемической болезни сердца ИБС путем объединения упомянутого показателя мощности на низких частотах и упомянутого показателя мощности на высоких частотах и сравнения результирующего значения совокупного отношения мощностей со значением эталонной характеристики для ИБС для формирования совокупного сигнала S'CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения.

3. Система по п. 1 или 2, в которой упомянутый диапазон низких частот находится в интервале 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц.

4. Система по п. 1, в которой упомянутый блок вычислений дополнительно выполнен с возможностью оценки характеристики в диапазонах высоких частот упомянутых периодов и вычисления показателя характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики в высокочастотных диапазонах упомянутых периодов и формирования сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах, и причем упомянутый блок определения риска дополнительно выполнен с возможностью сравнения упомянутого показателя характеристики на высоких частотах с дополнительным значением эталонной характеристики для ИБС и формирования совокупного сигнала S′CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения.

5. Система по п. 1 или 2, в которой упомянутый блок вычислений выполнен с возможностью корректировки упомянутого показателя мощности на низких частотах в зависимости, по меньшей мере, от одного фактора поглощения ткани и причем упомянутый фактор или факторы поглощения ткани представляет собой одно или несколько из следующего: индекс массы тела ИМТ, пол, возраст и заболевание.

6. Система по п. 1 или 2, в которой упомянутый акустический датчик может быть выполнен с возможностью восприятия акустических звуков вплоть до 20 Гц.

7. Система по п. 1 или 2, в которой упомянутый блок управления выполнен с возможностью оценки мощности путем полосовой фильтрации упомянутых идентифицированных периодов с частотой полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц и вычисления дисперсии во время упомянутых периодов.

8. Система по п. 1 или 2, в которой упомянутый блок вычислений выполнен с возможностью оценки мощности путем прямого или косвенного формирования спектральной мощности с помощью, по меньшей мере, одной авторегрессионной модели упомянутого диапазона низких частот и вычисления мощности в упомянутом диапазоне низких частот.

9. Система по п.п. 1 или 2, в которой, по меньшей мере, части упомянутой системы реализованы с помощью электронного стетоскопа.

10. Способ обнаружения мощности сигнала тона сердца для диагностирования ишемической болезни сердца ИБС с использованием системы для обнаружения мощности на низких частотах, причем данный способ содержит этапы, на которых осуществляется:
- запись акустических данных с помощью упомянутой системы, содержащей акустический датчик, размещаемый на груди пациента, и генерирование акустических сигналов SA, указывающих на упомянутые данные;
- идентификация диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических данных и формирование сигнала SP периода, указывающего на упомянутые идентифицированные периоды;
- применение, по меньшей мере, одного фильтра к сигналу SP периода и формирование сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов;
- оценка мощности в упомянутых диапазонах низких частот упомянутых идентифицированных периодов;
- приведение упомянутой оцененной мощности к другому, более высокочастотному диапазону;
- вычисление показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной и приведенной мощности и формирование сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах, и
- сравнение упомянутого показателя мощности на низких частотах, по меньшей мере, с одним эталонным значением для ИБС и формирование сигнала SCAD риска ИБС, указывающего на результат упомянутого сравнения.

11. Способ обнаружения мощности сигнала тона сердца для диагностирования ишемической болезни сердца ИБС с использованием системы для обнаружения мощности на низких частотах, причем данный способ содержит этапы, на которых осуществляется:
- запись акустических данных с помощью упомянутой системы, содержащей акустический датчик, размещаемый на груди пациента, и генерирование акустических сигналов SA, указывающих на упомянутые данные;
- идентификация диастолических или систолических периодов в заданном периоде времени сохраненных акустических данных и формирование сигнала SP периода, указывающего на упомянутые идентифицированные периоды;
- применение, по меньшей мере, одного фильтра к сигналу SP периода и формирование сигнала SLFB диапазона низких частот, указывающего на диапазоны низких частот упомянутых идентифицированных периодов, и формирование сигнала SHFB диапазона высоких частот, указывающего на диапазоны высоких частот упомянутых идентифицированных периодов;
- оценка мощности в упомянутых диапазонах низких частот упомянутых идентифицированных периодов;
- приведение упомянутой оцененной мощности к другому, более высокочастотному диапазону;
- вычисление показателя мощности на низких частотах на основе упомянутой оцененной и приведенной мощности и формирование сигнала SLFP показателя мощности на низких частотах, указывающего на упомянутый показатель мощности на низких частотах;
- оценка характеристики в диапазонах высоких частот упомянутых периодов;
- вычисление показателя характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики в диапазонах высоких частот упомянутых периодов и формирование сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах, причем упомянутой характеристикой является мощность, и
- объединение упомянутого показателя мощности на низких частотах и упомянутого показателя мощности на высоких частотах и сравнение результирующего значения совокупного отношения мощностей со значением эталонной характеристики для ИБС для формирования совокупного сигнала S′CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения.

12. Способ по п. 10 или 11, содержащий оценку мощности путем полосовой фильтрации упомянутых идентифицированных периодов с частотой полосового фильтра 5-70 Гц, предпочтительно 10-60 Гц, более предпочтительно 15-50 Гц, а наиболее предпочтительно 20-40 Гц и вычисления дисперсии во время упомянутых периодов.

13. Способ по любому из пп. 10 и 11, содержащий оценку мощности путем прямого или косвенного формирования спектральной мощности с помощью, по меньшей мере, одной авторегрессионной модели упомянутого диапазона низких частот и вычисления мощности в упомянутом диапазоне низких частот.

14. Способ по п. 10, дополнительно содержащий этапы, на которых осуществляется:
- оценка характеристики в диапазонах высоких частот упомянутых периодов;
- вычисление показателя характеристики на высоких частотах на основе оцененной характеристики в диапазонах высоких частот упомянутых периодов и формирование сигнала SHFF показателя характеристики на высоких частотах, указывающего на упомянутый показатель характеристики на высоких частотах;
- сравнение упомянутого показателя характеристики на высоких частотах с дополнительным значением эталонной характеристики для ИБС и формирование совокупного сигнала S'CAD риска ИБС, указывающего на упомянутый риск в зависимости от упомянутого сравнения.

15. Способ по любому из пп. 10 и 11, содержащий корректировку упомянутого показателя мощности на низких частотах в зависимости, по меньшей мере, от одного фактора поглощения ткани, причем упомянутый фактор или факторы поглощения ткани представляет собой одно или несколько из следующего: индекс массы тела ИМТ, пол, возраст и заболевание.

16. Компьютерно-читаемый носитель, содержащий инструкции компьютерной программы для инструктирования компьютерной системы в системе для выполнения этапов в соответствии со способом по любому из пп. 10-15, причем инструкции программы обработки данных исполняются на упомянутой компьютерной системе или инструкции компьютерной программы хранятся на компьютерно-читаемом носителе.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области электротехники. Технический результат заключается в увеличении производительности и надежности грузовых платформ за счет локализации объектов в режиме реального времени внутри складских сооружений и за счет увеличения количества одновременно отслеживаемых на складе грузовых платформ.

Изобретение относится к области автоматизированного управления технологическими процессами и может применяться для экстренных вычислений при контроле чрезвычайных ситуаций на основе динамической модели для широкого класса предметно-ориентированных приложений в сложной программно-аппаратной среде.

Изобретение относится к информационным системам, позволяющим анализировать публикационную и издательскую активность сотрудников научно-образовательных организаций.

Способ относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, использующих фазоманипулированные сигналы, без введения избыточности, для поддержания тактовой синхронизации для сигналов с фазовой манипуляцией или квадратурно-амплитудной модуляцией, в кодовых конструкциях которых используются блоковые помехоустойчивые коды и CRC.

Изобретение относится к обработке цифровых данных с помощью компьютерных систем, а именно к методам обработки данных, специально предназначенных для специфических функций, мобильных приложений.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к идентификации текстовой информации в случаях определения ее автора. Технический результат - повышение уровня достоверности определения авторства текстовой информации.

Изобретение относится к способу, устройству и машиночитаемому носителю для обеспечения соревнования между пользователями в реальном времени. Технический результат заключается в повышении быстродействия проведения соревнований реального времени.

Изобретение относится к системам автоматизации. Технический результат заключается в повышении скорости получения и обработки данных.

Изобретение относится к способу заполнения электронной таблицы. Технический результат заключается в автоматизации и повышении эффективности ввода и расчета данных.

Изобретение относится к боевым информационно-управляющим системам и может быть использовано для управления подготовкой и пуском ракет (противоракет, торпед, управляемых снарядов и т.п.), в которые ввод данных полетного задания осуществляется от обеспечивающих систем.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для неинвазивного и неионизирующего контроля состояния легочных тканей. Способ включает излучение широкополосного кодированного акустического сигнала, прием сигнала не менее чем одним расположенным на поверхности грудной клетки измерительным акустическим датчиком, построение графика модуля взаимно-корреляционной функции сигналов, выделение и определение по графику величин задержек максимумов взаимно-корреляционной функции с последующим картированием легких.

Изобретение относится к средствам для определения положения источника звука. Система содержит принимающий блок для приема направляющих звуковых сигналов по меньшей мере от двух направляющих акустических датчиков и для приема команды выбора, содержащей тип сегмента сигнала, соответствующего источнику звука, причем по меньшей мере два направляющих акустических датчика расположены в головке стетоскопа, блок выбора для выбора сегмента из каждого направляющего звукового сигнала, вычислительный блок для вычисления разности между сегментами, выбранными из направляющего звукового сигнала, и генерирующий блок для генерации сигнала индикации перемещения, чтобы направлять перемещение головки стетоскопа к источнику звука в соответствии с разностью.

Группа изобретений относится к медицине. При осуществлении способа определения диапазона частот и способа выявления заболеваний сердца осуществляют регистрацию фонокардиограмм первой группы от первой группы здоровых пациентов и второй группы от второй группы пациентов, страдающих указанным заболеванием сердца.

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа проводят синхронную запись колебаний поверхности грудной клетки двумя датчиками, один из которых записывает колебательное смещение, а другой динамическую силу на поверхности грудной клетки.

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к области медицинской техники. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения поликардиосигналов. .

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть применен для профессиональной аускультации в медицине в основном для диагностического мониторинга легких при наличии внешних звуковых помех в условиях стационара и реанимации, а также в чрезвычайных ситуациях.

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и трансплантологии, и может быть использовано для определения необходимости использования экстракорпоральных методов оксигенации при трансплантации легких.
Наверх