СПОСОБ ВИРТУАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОГРАФИИ Российский патент 1998 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к медицинской диагностике для проведения электрографических обследований пациентов.

В медицине широко используются электрографические обследования - электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография и т.д.

Известен способ диагностики заболеваний сердца, при котором регистрируется разность потенциала между активным электродом, установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки (6 грудных отведений) и объединенным электродом (Вильсона), образованным при соединении через дополнительное сопротивление 3-х конечностей - правой руки, левой руки и левой ноги (В. В. Мурашко, А.В. Струтынский. Электрокардиография. М.: Медицина, 1987, с. 44-47).

Указанный способ при использовании дополнительных V7, V8 и V9 отведений позволяет проводить диагностику заболеваний миокарда, но только в используемых в качестве отведений точках и только с поверхности грудной клетки.

Известны способы, использующие 2-полюсные грудные отведения, которые фиксируют разность потенциалов между точками, расположенными на поверхности грудной клетки. Для записи 3-х отведений (по Нэбу) три электрода располагают - один по 2-му межреберью по правому краю грудины, другой - у верхушки сердца, а третий - по задней подмышечной линии.

Указанные выше отведения используют для диагностики очаговых изменений в миокарде: задней стенки (отведение D), переднебоковой стенки (отведение А) и верхних отделов передней стенки (отведение G). Этот способ также является в диагностике очаговых изменений миокарда малоинформативным. (В.В. Мурашко, А. В. Струтынский. Электрокардиография. М.: Медицина, 1987, с. 47).

Более информативной, чем предыдущие способы, является методика регистрации прекордиальной картограммы (Maroko с соавт. З.З. Дорофеева, Г.В. Рябыкина) в 35 точках на передней и боковой поверхности грудной клетки.

Электроды устанавливают 5-ю горизонтальными рядами по 7 электродов в каждом ряду (В.В. Мурашко, А.В. Струтынский. Электрокардиография. М.: Медицина, 1987 г.). Образующееся сплетение проводов и сложная коммутационная система затрудняют практическое использование этого способа.

Все перечисленные выше способы снятия многоточечной электрокардиограммы реализуются с помощью серийно выпускаемых электрокардиографов и представляют из себя различной степени сложности усилительно-коммутационные устройства с визуализацией кривой ЭКГ (электрокардиограммы) на бумаге или на экране видиомонитора, и все реализуют проекцию вектора биопотенциала сердца на одну из сторон треугольника Эйнтховена (Н.М. Ливенцев. Курс физики, часть IV, М.: Высшая школа, 1978, с. 121-140), т.е. являются плоскими.

Ни один из существующих способов не позволяет производить снятие биопотенциала в реальном времени из внутренних структур живого органа без нарушения целостности тканей организма способом неразрушающего контроля.

Технический результат изобретения состоит в снятии электрического потенциала, который образуется при функционировании биологической структуры (органа) с высокой степенью достоверности снятых биопотенциалов, причем не с одной плоскости, а из конкретной точки (точек) в объеме биологической структуры без нарушения целостности живого организма.

Это достигается тем, что на кожу пациента накладывают электроды в виде объемной геометрической фигуры, заключающей внутри себя обследуемый орган.

Способ осуществляется следующим образом. Рассмотрим на примере снятия электрокардиограммы самый простой способ, требующий для выполнения поставленной задачи использования всего лишь 4-х электродов. Три электрода размещают на передней и один электрод - на задней поверхности грудной клетки пациента. Образованная наложенными на кожу пациента геометрическая фигура - равносторонняя пирамида (тетраэдр), вершинами которой являются наложенные на кожу пациента электроды, содержит внутри себя обследуемый орган, например сердце.

Равносторонняя пирамида отображается на видеотерминале ЭВМ в виде геометрической фигуры (тетраэдра), которую можно увидеть объемной как в стереокино.

В данном случае используется метод формирования двух монохромных изображений (стереопары), которые при наблюдении через очки со специальными светофильтрами (например, красный для левого глаза, а синий - для правого) создают ощущение объема).

С помощью электронного маркера - виртуального электрода - внутри или снаружи виртуального тетраэдра выбирается под контролем зрения исследователя необходимое количество виртуальных точек, с которых необходимо снять ЭКГ-отведения, например 120 точек с шагом 1 миллиметр, и затем запускается процесс расчета виртуальной электрокардиограммы.

ЭВМ в реальном времени расчитывает кривые ЭКГ в выбранных виртуальных точках, например, на поверхности сферы, которая располагается вокруг виртуального тетраэдра и содержит в себе обследуемый органа - сердце, накапливает информацию в своей памяти, и по желанию пользователя выводит эту информацию на экран видеотерминала (или распечатывает на бумаге) в виде кривой ЭКГ (см. фиг. 1), в том числе объемной (см. фиг. 2), графиков, диаграмм или любых иных математических выкладок, заданных исследователем.

Для повышения точности диагностики виртуальная электрокардиограмма может быть снята синхронно с ультразвуковым сечением исследуемого органа - сердца.

Использование способа позволяет снимать, в данном случае электрокардиограмму, с помощью всего лишь 4-х электродов по любым известным в настоящее время методикам, в том числе и из глубинных структур органа. Для повышения точности измерений количество электродов может быть увеличено по желанию исследователя и образовать любую объемную фигуру.

Приводим пример рассчитанной в реальном времени кривой ЭКГ в стандартных электрокардиографических отведениях - I, II, III, AVR, AVL, AVF и в одном из грудных отведений V (см. фиг. 3).

Преимуществом данного способа является возможность синхронного снятия в реальном времени большого количества отведений ЭКГ из любой глубинной структуры обследуемого органа и гибкость перехода от одной ЭКГ-методики к другой.

От пользователя не требуется дополнительных специальных знаний, поскольку весь процесс математических расчетов производится ЭВМ без участия человека.

Изобретение предназначено для медицинской диагностики при проведении электрографических исследований пациентов, в том числе и электрокардиографии. Способ виртуальной электрографии состоит в наложении на кожу пациента малого количества электродов в виде объемной геометрической фигуры, заключающей внутри себя обследуемый орган. На экране ЭВМ с помощью специальных очков наблюдают стереоизображение виртуальной геометрической фигуры, заключающей внутри себя виртуальную поверхность обследуемого органа. С помощью виртуального маркера на виртуальной поверхности обследуемого органа выбирают необходимое количество виртуальных точек, с которых ЭВМ рассчитывает виртуальные электрограммы. Проведенные анализы записанных в реальном времени кривых виртуальных электрограмм показали высокую их точность, достоверность и информативность, а колоссальный объем обрабатываемой ЭВМ информации существенно облегчает и ускоряет работу врача при постановке диагноза пациенту. 3 ил.

Способ виртуальной электрографии, заключающийся в наложении электродов на поверхность тела пациента и снятии биопотенциалов с них, отличающийся тем, что наложение электродов осуществляется вокруг обследуемого органа с образованием ими вокруг обследуемого органа объемной геометрической фигуры, на поверхности сферы вокруг которой и внутри нее с помощью электронного маркера выбирают необходимое количество виртуальных точек, с которых в реальном времени снимают биопотенциалы в виде виртуальных плоских и объемных кривых.