Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии и предназначенного для исследования сердечно-сосудистой системы и последующей оценки состояния сердца, основанной на расшифровке электрокардиограммы (ЭКГ).
Наиболее близким по технической сущности являются способ и устройство, известные из "Автоматизированной системы для ввода и обработки электрофизиологических данных "Ритм", Техническое описание и инструкция по эксплуатации, " 1990 г.
Известный способ включает в себя цикл измерений параметров кардиосигналов для определения функционального состояния сердца, его обработку на ЭВМ и конечную графическую регистрацию ЭКГ.
Известное из указанной системы устройство для получения ЭКГ содержит электроды, соединенные со входом кардиоблока, выполненного в виде усилителя и коммутатора кардиосигналов и соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, который подключен к ЭВМ.
Хотя использование ЭВМ и повышает скорость анализа ЭКГ, однако поступающая на ЭВМ информация содержит большое количество помех, вызванных, например, аппаратными шумами, смещением электродов и т.д. Поэтому распознавание элементов ЭКГ, например, слабых пиков, затруднено, что приводит к низкой точности измерения параметров ЭКГ.
Предложенный способ получения электрокардиограммы включает два цикла измерений электрокардиосигналов: предварительный и основной. Под основным циклом измерений понимают измерение параметров кардиосигналов, проведенных по общепринятым методикам за установленный в медицинской практике период времени, которые необходимы для определения функционального состояния сердца. Стадия предварительных измерений это вспомогательные измерения кардиосигналов, проведенные в течение нескольких секунд для регистрации хотя бы одного кардиоцикла. Эти изменения необходимы для получения реперных нормативных значений сигналов, в частности, для определения максимального значения энергетической функции. Согласно предложенному способу после проведения стадии предварительных измерений в течение нескольких секунд осуществляют калибровочную обработку полученных электрокардиосигналов путем определения и фиксации значений энергетической функции E(T) кардиосигнала из выражения
где T текущая координата точки с определенными значением кардиосигнала,
Δ эмпирически определенный интервал времени, равный 10 15 мсек при интервале оцифровки 2 мсек,
Y(i) амплитуда в точке интервала (T, T+D), и находят максимальное значение Emax энергетической функции.
Затем проводят основной цикл измерений, во время которого фиксируют результаты измерений кардиосигналов, определяют по ним энергетическую функцию E(T), сравнивают полученные значения E(T) с максимальным значением Emax и осуществляют фильтрацию кардиосигнала фильтром с полосой пропускания до 100 гц в точках, в которых значение энергетической функции кардиосигнала E(T) превышает пороговое значение, равное K•Emax, где эмпирически определенный коэффициент K равен 0,15, и фильтром с полосой пропускания до 40 гц для точек со значением энергетической функции E(T)≅K•Emax, при этом значение E используется также для идентификации зубцов комплекса QRS. После обработки осуществляют конечную графическую регистрацию ЭКГ.
Способ реализуется с помощью предложенного устройства для получения ЭКГ.
На фиг. 1 исходная ЭКГ(А) и ЭКГ после фильтрации (Б),
на фиг. 2 электрическая схема устройства структурная.
Устройство содержит электроды 1, соединенные со входом кардиоблока 2, который содержит усилители и коммутатор биопотенциалов. Кардиоблок 2 соединен с первыми входом аналого-цифрового преобразователя 3, соединенного с ЭВМ 4 через блок предварительной обработки 5.
Блок предварительной обработки 5 состоит из первого сумматора 6 первого блока памяти 7, инвертора 8, таймера 9 второго блока памяти 10, арифметического блока 11, содержащего умножитель и второй сумматор, третьего блока памяти 12, блока управления 13, блока определения максимума 14, компаратора 15, управляемого фильтра 16.
При регистрации ЭКГ в соответствующих точках на теле пациента по общепринятым методикам размещают электроды 1, соединенные со входом кардиоблока 2.
После начала регистрации ЭКГ проводят стадию предварительного измерения в течение 2 сек времени, достаточного для измерения по крайней мере одного кардиоцикла. Во время регистрации ЭКГ кардиограмм различных отведений через входящий в состав кардиоблока 2 коммутатора поступают на вход АЦП 3. Временный интервал между двумя последовательными точками оцифровки задается таймером 9. Текущее значение кардиосигнала запоминается в первом блоке памяти 7 и по сигналу от таймера на первый сумматор 6 одновременно поступает текущее значение кардиосигнала от АЦП 3 и через инвертор 8 хранящееся в первом блоке памяти 7 предыдущее значение кардиосигнала с обратным знаком. Разница амплитуд Y(i)-Y(i-1), полученная на выходе первого сумматора 6 запоминается во втором блоке памяти 10. Арифметическое устройство 11 по сигналу от управляющего блока 13 осуществляет выборку из второго блока памяти 10 N-1 предыдущих значений разности кардиосигналов и вычисляет энергетическую функцию E(T), значение которой запоминается в третьем блоке памяти 12. После окончания стадии предварительного измерения длительностью 2 сек. блок управления 13 посылает сигнал блоку определения максимума 14, который осуществляет последовательную выборку из третьего блока памяти 12 значений функции E(T) и определяет максимальное значение этой функции, которое передает в блок сравнения 15 и затем выдает сигнал блоку управления 13, который после этого запускает основную стадию измерения. После окончания основной стадии измерения блок сравнения 15 осуществляет последовательную выборку значений E(T) из третьего блока памяти 12, сравнивают текущее значение E(T) с максимальным значением, определенным на стадии предварительных измерений и при E(T)>0,15•Emax посылает сигнал на блок цифровой фильтрации 16, изменяющий параметры сглаживающего фильтра таким образом, что при E(T)>0,15•Emax полоса пропускания фильтра составляет 100 гц, а при E(T)≅0,15•Emax уменьшается до 40 гц. Кроме того при E(T)>0,8•Emax блок сравнения посылает значение Т в ЭВМ 4, где оно запоминается и используется при дальнейшей обработке для вычисления интервалов PР и идентификации зубцов комплекса QRS. Коэффициенты 0,8 и 0,15 определены эмпирически. Сглаженный кардиосигнал от управляемого фильтра поступает на ЭВМ 4, которая осуществляет обработку кардиосигналов, отображает на экране дисплея сглаженную ЭКГ и определяет ее параметры.
ЭВМ 4 вычитает из ЭКГ изоэлектрическую линию, определенную методом наименьших квадратов по точкам, расположенным на участках, прилегающих к границам выбранного кардиоцикла и затем на этих же участках определяет S-среднеквадратичное отклонение от среднего разности Y(i)-Y(i-1). Граница зубцов ЭКГ определяются как границы участков, на которых производная, полученная при помощи кубических сплайнов, больше порогового значения, равного 2S. На участках, где производная больше порогового значения определяются положения экстремумов, как точки, в которых производная меняет знак. Экстремумы, расположенные между двумя экстремумами одного знака, идентифицируются как провал между двумя пиками и отбрасываются. На сегменте ST определяется среднее значение кардиосигнала и определяется угол наклона прямой линии, проведенной методом наименьших квадратов по точкам, лежащим на этом участке ЭКГ.
Техническим результатом предложенного способа и устройства является ускорение и повышение точности распознавания характерных элементов ЭКГ, используемых для целей медицинской диагностики.
В предлагаемом способе предварительная обработка полученного кардиосигнала дает значительное улучшение соотношения сигнал/шум без искажения исходной информации, что ускоряет процесс анализа ЭКГ и увеличивает точность измерения ее параметров.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ | 2004 |
|
RU2258456C1 |
Способ неинвазивного определения биофизических сигналов | 2020 |
|
RU2761741C1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ R-ЗУБЦА КАРДИОСИГНАЛА | 1991 |
|
RU2076629C1 |
СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ R-ЗУБЦА ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА | 1999 |
|
RU2165732C2 |
Аппаратно-программный комплекс электрокардиографических измерений | 2020 |
|
RU2759404C1 |
Анализатор спектра кардиосигналов | 1975 |
|
SU596888A1 |
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ БОЛЕЗНЕЙ НЕИНФЕКЦИОННОЙ ЭТИОЛОГИИ | 1999 |
|
RU2157093C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ РИТМОГРАММЫ СЕРДЦА | 2000 |
|
RU2199945C2 |
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ НЕИНФЕКЦИОННОЙ ПРИРОДЫ НА ЛЮБОЙ СТАДИИ ИХ РАЗВИТИЯ | 2000 |
|
RU2163088C1 |
Способ диагностики заболеваний внутренних органов с помощью матричного информационного анализа электрокардиосигналов | 2020 |
|
RU2736696C1 |
Способ получения электрокардиограммы и устройство для его осуществления относится к области медицины, а именно в кардиологии. Сущность: способ включает стадию предварительных измерений электрокардиосигналов в течение нескольких секунд и калибровочную обработку полученных электрокардиосигналов путем определения и фиксации энергетической функции E/T/ и нахождения ее максимального значения Emax. Затем осуществляют основной цикл измерений, во время которого также определяют E/T/, сравнивают ее значение с Emax и фильтруют кардиосигнал фильтром с полосой пропускания до 100 гц, если значение E/T/>0,15 Emax, и фильтром с полосой пропускания до 40 гц при E/T/≅0,15 Emax. Способ осуществляют с помощью устройства, которое содержит электроды 1, кардиоблок 2, АЦП 3, ЭВМ 4 и блок предварительной обработки 5, состоящий из первого сумматора 6, первого блока памяти 7, инвертора 8, таймера 9, второго блока памяти 10, арифметического блока 11, третьего блока памяти 12, блока управления 13, блока определения максимума 14, компаратора 15, управляемого фильтра 16. Положительный эффект: ускоряется и повышается точность распознавания характерных элементов ЭКГ. 2 ил.
где Т текущая координата точки с определенным значением кардиосигнала;
Δ эмпирически определенный интервал времени, равный 10-15 мс при интервале оцифровки 2 мс;
Y(i) амплитуда кардиосигнала в точке интервала [T,T+Δ] и нахождения максимального значения Emax,
а в процессе осуществления основного цикла измерений фиксируют результаты измерений кардиосигналов, определяют по ним энергетическую функцию Е(Т), сравнивают полученные значения Е(Т) с максимальным значением Еmax и осуществляют фильтрацию кардиосигналов фильтром с полосой пропускания до 100 Гц для значений кардиосигналов, энергетическая функция Е(Т) которых превышает пороговое значение, равное К•Еmax, где К эмпирически определенный коэффициент, равный 0,15, и фильтром с полосой пропускания до 40 Гц для со значением энергетической функции Е(Т)<K•Emax, а значение Еmax используют для идентификации зубцов комплекса QRS.
Автоматизированная система для ввода и обработки электрофизиологических данных "Ритм" | |||
Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1990. |
Авторы
Даты
1996-07-10—Публикация
1992-05-18—Подача