Способ изучения нарушений движения клапановсердца

 

О l1 И С А Н И Е 338219

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.1Х.1969 (№ 1862052(81-16) М. Кл. А 611з 5/02 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.Ч.1972. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 16.Ч1.1972

Комитет по делам изобретений и аткрытий при Сосете Министров

СССР

ЧДК 612.171.3(088,8) Авторы изобретения

В. С. Постников и Р. А. Ефанова

Воронежский политехнический институт

Заявитель

СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ НАРУШЕНИЙ ДВИ)КЕНИЯ КЛАПАНОВ

СЕРДЦА

Изобретение относится к способам обработки информации, изучения данных о движении клапанов сердца при разработке методов диагностики клапанных пороков сердца.

Известны способы выявления признаков кла- 5 панных пороков сердца путем изучения последовательности движений клапанов, например, посредством ультразвуковой карднографии.

Предлагаемый способ изучения характеризуется тем, что известным методом статистичс- 10 ского анализа выявляют распределение фаз, например фаз ультразвуковых кардиографических сигналов. Изучив таким метэдом нарушение закономерной последовательности движений клапанов сердца можно выявить «невыра- 15 женный» порок сердца. ,На фиг, 1, изображена последовательность фаз цикла левого и правого сердца для здорового человека; на фиг. 2 — ультразвуковая кардиограмма митрального и аортального клана- 20 нов, соответствующая последовательности фаз на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, для трикуспидального и пульмонального клапанов на фнг. 4— статистические функции распределения сердечных циклов (интервалов R — R) и фаз (а, б — 25 для здорового человека, в — для больного митральным стенозом).

Как известно, длительность сердечного цикла складывается из определенных фаз. При этом во временной последовательности движе- 30 ний, например, клапанов сердца, наблюдается определенная закономерность. Прн патологических же изменениях эта закономерность нарушается. Путем выявления этик нарушешш возможно и выявление клапанных пороков сердца. Естественно, что исследование нарушений закономерной последовательности двнткенпй клапанов наиболее эффектнзно на больших интервалах времени и при наличии оольшого статистического материала.

Весьма результативным в оценке нерегулярны; процессов является статистический анализ, основанный на теории случайных процессов, который позволяет выявить ряд слабо выраженных закономерностей в процессах.

В пр|имененин к анализу сердечной деятельности полная фазо|вая структура,процесса выя вляется лучше всего при рассмотрении нескольких синхронно записанных взаимосвязанных проявлений сократнтельной деятельности се|рдца. Такими, проявлениями могут быть, например, электрическая активность сердца (по электрокарднограмме) и механическое движение клапанов сердца (по ультразвуковым кардиографическнм сигналам с использованием ультразвуковой локации клапанов и мынгцы сердца, основанной на эффекте Донлера). Раздельная локация движений различных клапанов и локацня движения либо механическое движение двух различных клапанов (напри338219 мер митрального и аортального) стенок сердца позволяет четко определять известные фазы сердечного цикла раздельно для каждого отдела сеид па, что я вляется необходимой;предпосылкой для применения статистического ана лиза распределения фаз.

Применение известного статистического анализа в данном случае заключается в выделении определенных фаз сердечного цикла, измерении пх длительности на протяже.шп, например, 100 — 120 сердечных циклов и построении их функции распределения по длительности, позволяющей тонко выявить нарушения закономерной последовательности движений клапанов.

Как известно, последовательность ф 13 цикла левого и прагого сердца для здорового человека такова (см. фиг. 1 вЂ, R, T — зубцы электрокардиограммы (ЭКГ) .

Фаза 1 — систола предсердий (1.А S, RAS), интервалы Мр,,— М, — дря левого сердца, а

Т„,,— P, — для правîrlo.

Фаза 11 — изометрическое сокращение желудочков, интервалы М,— A„T,— Р,.

Фазы 111 — I V — быстрая и медленная контр актация желудочков (L V C, R VC) интервалы

Л,— А„Р,— Р,. ,Фаза V — изометрическая релаксация желудочков, интервалы Л,— М,, Р,— Т,.

Фазы VI — VII — фазы быстрой и медленной релаксации желудочков (1.7К R VR) интервалы Мо Мрв, То Трф.

Для полной оценки фазовой структуры работы левого сердца достаточна синхронная регистрация ультразвуковой кардиограммы (УКГ) митрального клапана и аортального клапана (см. фиг. 2 — УКГМ и УКГА). Фазовая структура деятельности правого сердца описывается ультразвуковой кардиограммой трикуспидального и пульмонального клапанов (см. фиг.

3 УКГТ и УКГР) .

Для статистического анализа фазы I (систолы левого предсердия) на один вход измерительного устройства подается УКГ митрального клапана, па другой вход — ЭКГ, снимаемая синхронно с УКГ. В принципе регистрация ЭКГ не обязательна, она необходима только лишь на случай пропадания импульса М„, С помощью логической схемы устройства можно выделить пз последовательности импульсы

Мр. и М„, ограничивающие измеряемые интервалы. После многократного измерения этой фазы, автоматически выдается ее функция распределения.

Для анализа II фазы (фазы изометрического сокращения желудочка) на первый вход устройства УКГ митрального клапана, па второй вход — УКГ аортального клапана. Измеряется временной интервал между импульсами

М„. и А,. Аналопгчно определяются друп.е фазы. Для раздельного aìëèçà 111 u IV фаз, соответствующих быстрому и медленному опорожнению желудочков, а также фаз Vl и И1 необходима регистрация движения мышцы соответствующего отдела сердца, 5

Исследование проводится в состоянии полного покоя исследуемого лежа. В предположении стационарности ритма в процессе исследования, последовательно регистрируются функции распределения полных сердечных циклов и отдельных фа". Оценка взаимосвязи той или иной фазы с сердечным циклом в целом проводится в качественном и количественном сравнении их функций распределения. Для каждой функции определяются показатели степени нормальности закона распределения, т. е. вычисляются коэффициенты асимметрии и эксцесс, В случае малости этих коэффициентов можно утверждать, что исследуемые процессы подчиняются нормальному (гауссову) закону распределения. Практические исследования показали, что в большинстве случаев это утверждение справедливо.

Если законы распределения нормальны, ввести коэффициенты взаимосвязи, которые находятся отношением относительных разбросов длительностей фаз к относительному разбросу сердечного ритма, Так, для показанных в качестве примера функций распределения сердечных циклов (интервалов RR) коэффициенты взаимосвязи для фаз М„,— М„М,— М„, соответс венноравны (см, фиг. 4, а,б).

Л (Mps — Мс) . Л (И ) 0 05

=0,2 (Мр, — М,,) УЯ 0,25 (Мо — Мр ) Л (RR)

1(ег — л,л! = = 1,34.

Мл)

Из сопоставления коэффициентов К в т и

1(вл — viуп видно, что фаза 1 слабо связана с изменением продолжительности сердечного цикла, в то время как фаза III — IV (релаксация левого желудочка) сильно взаимосвязана с ритмом сердца.

Еще в меньшей степени связаны фазы изометрического сокращения желудочков М,— А, (I(RR п=0,048) и фаза изометрической релаксации желудочков А,— А (Кп — в — ч=0,05)

При митр альном стенозе наблюдаются характерные соотношения между вариационной кривой сердечных циклов и отдельных фаз.

Кривая распределения ритма смещается в сторону меньших интервалов R — R (модальное значение 0,7 — 0,75), одновременно наблюдается уменьшение разброса (Л(RR) =0,025—

0,05) .

Наблюдается увеличение коэффициентов взаимосвязи таких интервалов Тр,— Т„Р,— Т, и уменьшение А,— М, ритмом сердца (см. фиг.

4,в).

Таким образом, представляегся возможной разработка способов ранней дифференцированной диагностики клапанных протоков сердца (в случае накопления количественных параметров специфических статистических распределений как сердечных циклов в целом, так и внутренних фазовых структур в норме и патологии и их интерпретации), 338219 пр.

/И

<Р иг.!

ЭКГ

УКГБ

УКГА

9КГТ

УКГР

Предмет изобретения

Применение статистического анализа, выявляющего распределение фаз, например фаз ультразвуковых кардиографических сигналов, в качестве способа изучения нарушений закономерной последовательности движений клапанов при их поражениях. а и

70 б и

Z0 (h -R)

iiB5 ii!l9 ii095 ii1 ОЮ П(Ир .м g5Z5 ii35 Il375lT и iiu25 lt(e;z, > д и

70 б0

М з0

2V

Составитель Е. Л анцбург

Редактор Т. Каранова 1 екред E. Борисова Корректор О. %орина

Заказ 1636(2 Изд. № 698 Тираж 448 Подписное

HHIIlilIII Комитета по делам изобрстсни11 и открытий ири Совете Министров СССР .Чосква, Ж-35> Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр, Сапунова, 2