Способ и система неинвазивной скрининговой оценки физиологических параметров и патологий - заявка 2016146176 на патент на изобретение в РФ

1. Способ скринингового определения патологий или физиологических параметров, включающий следующие шаги
- формируют обучающую и тестовую выборку записей пациентов, имеющих заданную патологию или физиологические параметры, зависящие от сердечной деятельности пациентов, включающие записи о пациентах разного пола и возраста, причем каждая запись содержит, по крайней мере, одно кардиологическое отведение ЭКГ-сигнала и информацию о пациенте;
- получают записи из обучающей выборки, причем для каждой записи производят обработку, по крайней мере, одного кардиологического отведения ЭКГ-сигнала, рассчитывают параметры вариабельности сердечного ритма и усредненного кардиоцикла;
- обучают искусственную нейронную сеть выявлению заданной патологии или физиологических параметров, используя записи обучающей и тестовой выборки, сопоставляя параметры обработанного ЭКГ-сигнала, рассчитанные параметры вариабельности сердечного ритма и усредненного кардиоцикла, информацию о пациентах;
- сохраняют связи и веса обученной искусственной нейронной сети;
- получают по крайней мере, одно кардиологическое отведение ЭКГ-сигнала и информацию о пациенте;
- производят обработку полученного, по крайней мере, одного кардиологического отведения ЭКГ-сигнала, рассчитывают параметры вариабельности сердечного ритма и усредненного кардиоцикла;
- определяют физиологические параметры или наличие заданной патологии, при помощи обученной нейронной сети, используя параметры обработанного ЭКГ-сигнала, рассчитанные параметры вариабельности сердечного ритма и усредненного кардиоцикла, информацию о пациенте.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при формировании обучающей и тестовой выборки в случае патологии или болезни, выборка содержит записи пациентов априори имеющих данную патологию или не имеющих данную патологию.
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что информация о пациенте включает, по крайней мере, антропометрические показатели человека.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что информация о пациенте содержит сведения о заранее известных диагнозах у пациента на основании международной классификации болезней.
5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что информация о пациенте содержит сведения о физиологических параметрах пациента.
6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что информация о пациенте включает сведения о наличии или отсутствии вредных привычек.
7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что ЭКГ-сигнал хранится в формате хранения электрокардиограмм SCP-ECG или DICOM-ECG, или HL7 aECG.
8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при обработке, по крайней мере, одного кардиологического отведения ЭКГ-сигнала используют аппаратные и программные средства подавления синфазных помех или фильтры высоких частот для устранения дрейфа нуля или фильтры низких частот для удаления высокочастотных помех или режекторные фильтры для удаления гармонических помех.
9. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при обработке, по крайней мере, одного кардиологического отведения ЭКГ-сигнала используют полосовые фильтры с нижним значением полосы пропускания 0,5 Гц.
10. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что обучающая и тестовая выборка имеют равное количество записей.
11. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что обучающая и тестовая выборка имеют различное количество записей.
12. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что параметром ВСР является частота пульса (PR) и/или количество экстрасистол (ЕС) и/или стандартное отклонение NN интервалов (SDNN) и/или коэффициент вариации (CV) и/или процент отклонений между интервалами (pNN50) и/или суммарная мощность спектра (TP) и/или мощность спектра очень низких частот (VLF) и/или мощность спектра низких частот (LF) и/или мощность спектра высоких частот (HF) и/или соотношение мощности спектра низких и высоких частот (LF/HF) и/или RR-интервалы и/или усредненный кардиоцикл и его параметры.
13. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что параметром усредненного кардиоцикла является площадь под каждым сегментом и/или общая длина и/или длины по отдельности для каждого сегмента и/или амплитуды сегментов.
14. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при расчете параметров вариабельности сердечного ритма используют методы временной области или методы частотной области.
15. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что искусственной нейронной сетью является многослойный персептрон с 2 слоями сигмоидальных нейронов (SS).
16. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что искусственной нейронной сетью является многослойный персептрон с 2 сужающимися слоями нейронов и линейным выходом (SSPD).
17. Система скринингового определения патологий или физиологических параметров, включающая
- модуль диагностики, выполненный с возможностью построения и обучения нейронной сети для определения наличия заданной патологии и значений физиологических параметров, при помощи обученной нейронной сети;
- модуль хранения данных, выполненный с возможностью хранения обучающей и тестовой выборки искусственной нейронной сети, связей и весов обученной искусственной нейронной сети, записей о пациентах, ЭКГ сигналов;
- модуль обработки ЭКГ-сигнала, выполненный с возможностью обработки, по крайней мере, одного кардиологического отведения ЭКГ-сигнала, полученного из базы данных;
- модуль вычисления параметров ВСР, выполненный с возможностью расчета параметров вариабельности сердечного ритма;
- модуль вычисления параметров усредненного цикла, выполненный с возможностью расчета параметров усредненного кардиоцикла;
- модуль ввода/вывода данных, выполненный с возможностью получения ЭКГ-сигналов и информации о пациентах и вывода данных о наличии заданной патологии и значений физиологически параметров.
Наверх