СПОСОБ ТОПИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ НЕИНФЕКЦИОННОЙ ПРИРОДЫ Российский патент 2002 года по МПК A61B5/452 

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для диагностики заболеваний внутренних органов на любом этапе их развития и определения наиболее вероятной локализации характерных патологических изменений в условиях поликлиники, медсанчасти, лечебно-диагностического центра при проведении диспансеризации населения, медицинского контроля здоровья работающих в условиях воздействия экстремальных факторов профессиональной деятельности или среды обитания, при профотборе, а также в отделениях (кабинетах) функциональной диагностики больниц и клиник.

Предлагаемый способ диагностики является продолжением развития нового направления в диагностике заболеваний внутренних органов неинфекционной природы, в основе которого лежит технология информационного анализа кардиосигналов, реализованная в патентах на изобретения: 2157093 "Способ диагностики болезней неинфекционной этиологии" (2000 г); 2163088 "Способ диагностики заболеваний внутренних органов неинфекционной природы на любой стадии их развития (2001 г); 215974 "Устройство экспресс-диагностики заболеваний внутренних органов и онкопаталогии" (2000 г).

Принципиальным отличием перечисленных способов диагностики от аналогичных других способов является то, что в основу их взят анализ амплитудной, частотной или фазовой модуляции кардиосигнала (зубцов R), кодирование динамики их пространственно-временных изменений, сравнение с эталонными кодограммами (стандартами) нормы и заболеваний и вынесение суждения о состоянии обследуемого по результатам сравнения. Эти способы диагностики базировались на анализе зубцов R сердечных комплексов, регистрируемых в одном из стандартных отведений, обычно во 2-м стандартном отведении, т.e. в отведении, в котором, как правило, амплитуда зубца R хорошо представлена.

Способ диагностики, описанный в патенте RU 2163088, был выбран нами в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Заявленный способ так же, как и известный, включает регистрацию 300-600 электрокардиосигналов, выделение серий, соответствующих дыхательным волнам, ранжирование их на периоды с учетом количества входящих в них кардиоимпульсов, определение амплитуд зубцов Rn(ф) и временных интервалов между ними Тn(ф) в каждой серии, вычисление средне-статической величины амплитуды каждого зубца Rn(cp) и временного интервала Тn(ср) путем математической обработки тех зубцов Rn(ф) и временных интервалов Tn(ф), порядковый номер которых в серии соответствует порядковому номеру в анализируемой серии, сравнение амплитуды каждого анализируемого зубца Rn(ф) и продолжительности каждого анализируемого временного интервала Тn(ф) с соответствующими среднестатическими величинами, кодирование получаемых выражений сравнения, при этом само кодирование производят с использованием одно-двух-трех и более членных кодовых комбинаций, построение кодограммы обследуемого в соответствии с вариантом кодирования и количеством членов кодовой комбинации, осуществляемое методом последовательного смещения на один кардиосигнал всей записи кардиоимпульсов от начала до конца с последующим структурированием кодограммы путем распределения кодовых комбинаций с учетом частоты их встречаемости, сравнение кодограммы обследуемого с ладонными кодограммами здоровых и больных лиц, полученными аналогичным образом и включающими только кодовые комбинации стопроцентной встречаемости и вынесение заключения о наличии нормы или заболевания в случае присутствия в кодограмме обследуемого полного набора комбинаций соответствующего эталона.

Всесторонняя апробация известного способа диагностики (более 15 тыс. исследований) показала, что одноканальный вариат использования технологии информационного анализа кардиосигналов не всегда обеспечивает полноту диагностики заболеваний. Нами обнаружено, что наиболее адекватным носителем информации о патологии того или иного органа является электрокардиосигнал такой конфигурации (комплекс QRS), которая регистрируется в зоне органа. Поэтому наиболее полная диагностика достигается при одновременном многополюсном многоканальном съеме и информационном анализе электрокардиосигналов. Клиническая апробация свидетельствует о том, что минимальным вариантом многополюсной топической диагностики может быть одновременный съем и информационный анализ электрокардиосигналов не менее чем в трех стандартных отведениях по Эйнтховену или в четырех униполярных усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру. Оптимальный результат достигается при одновременном использовании всех семи перечисленных отведений.

Техническим результатом заявленного способа топической диагностики является более точная и полная диагностика, т.e. выявление такой патологии, которая известным способом не могла быть установлена, и определение наиболее вероятной локализации характерных для каждого заболевания патоморфологических изменений, т.e. топическая диагностика, что особенно важно при выявлении патологии в парных органах.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе топической диагностики заболеваний внутренних органов неинфекционной природы, включающем регистрацию 300-600 электрокардиосигналов, выделение серий, соответствующих дыхательным волнам, ранжирование их на периоды с учетом количества входящих в них кардиоимпульсов, определение амплитуд зубцов Rn(ф) и временных интервалов между ними Тn(ф) в каждой серии, вычисление среднестатической величины амплитуды каждого зубца Rn(cp) и временного интервала Тn(ср) путем математической обработки тех зубцов Rn(ф) и временных интервалов Тn(ф), порядковый номер которых в серии соответствует порядковому номеру в анализируемой серии, сравнение амплитуды каждого анализируемого зубца Rn(ф) и каждою анализируемого временного интервала Тn(ф) с соответствующими среднестатическими величинами, кодирование получаемых выражений сравнения, при этом само кодирование производят с использованием одно-двух-трех и более членных кодовых комбинаций, построение кодограммы обследуемого в соответствии с вариантом кодирования и количеством членов кодовой комбинации, осуществляемое методом последовательного смещения на один кардиосигнал всей записи кардиоимпульсов от начала до конца с последующим структурированием кодограммы путем распределения кодовых комбинаций с учетом частоты их встречаемости, сравнение кодограммы обследуемого с эталонными кодограммами здоровых и больных лиц, полученными аналогичным образом и включающими только кодовые комбинации стопроцентной встречаемости и вынесение заключения о наличии нормы или заболевания в случае присутствия в кодограмме обследуемого полного набора комбинаций соответствующего эталона, при этом регистрацию электрокардиосигналов как у обследуемого, так и при построении стандартов - эталонов проводят одновременно более чем в одном стандартном отведении, дополнительно проводят классификацию графических изображений QRS-комплексов электрокардиосигналов, проводят кодирование электрокардиосигналов в каждом отведении отдельно с учетом спецификации последних в соответствии с вариантом распределения символов используемого кодирования, сравнение кодограммы обследуемого со стандартами - эталонными кодограммами проводят для каждого отведения отдельно с учетом их классификации и спецификации, а вынесение суждения о наличии или отсутствии патологии, а также наиболее вероятной ее локализации, т. е. проведение топической диагностики осуществляют по анализу суммированных результатов, полученных для каждого отведения.

Регистрацию электрокардиосигналов как у обследуемого, так и при построении стандартов-эталонов можно проводить одновременно в трех биполярных стандартных отведениях по Эйнтховену и четырех униполярных усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру (всего в 7 отведениях).

Способ осуществляют следующим образом
Проводят одновременную регистрацию электрокардиосигналов в трех биполярных стандартных отведениях по Эйнтховену и в четырех униполярных усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру (всего семь отведений);
классифицируют каждое отведение согласно типу конфигурации QRS-комплекса, регистрируемого в нем электрокардиосигнала (основные типы QRS-комплексов представлены в табл 1).

Осуществляют измерение основных параметров QRS-комплекса:
амплитуд зубцов R¹, R², S, размаха OR¹, R¹S, SR², а также временных интервалов Тn между основными зубцами (R¹, S или R²), регистрируемых QRS-комплексов электрокардиосигналов (варианты измерений параметров QRS-комплексов приведены в таблице 1), кодируют динамику пространственно-временных изменений главного желудочкового вектора электрокардиосигнала по динамике основных параметров QRS-комплекса электрокардиограммы применительно к каждому отведению;
анализируют электрокардиосигналы по одному из способов, изложенных в патентах на изобретения (Успенский В.М. 2000г. 2157093; Успенский В.М. 2001 г. 2163088), и получают кодограммы отведений;
проводят спецификацию отведений в соответствии с вариантом распределения символов используемого кодирования с учетом частоты их встречаемости в масштабе всей кодограммы соответствующих отведений. Например, использовано кодирование, включающее символы А, В, С, Д и Е. После построения кодограммы отведения подсчитывают количество каждого символа в кодограмме и согласно частоте их встречаемости получают распределение символов (например, АСВЕД или СДЕВА), которые можно рассматривать в качестве специфической характеристики отведений с учетом варианта кодирования;
сравнивают кодограммы отведений обследуемого с эталонными кодограммами - стандартами нормы и заболеваний применительно к каждому отведению регистрации электрокардиограммы с учетом их классификации и спецификации;
дают суммарную оценку результатов диагностики на основании результатов диагностики отдельно в каждом отведении (топическая диагностика) и выносят заключение о здоровье обследуемого.

Для реализации изложенного алгоритма диагностики осуществлена стандартизация электрокардиосигналов по типу конфигурации QRS-комплекса во всех используемых отведениях. Конфигурация QRS-комплекса в стандартных биполярных отведениях по Эйнтховену и в униполярных усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру зависит от ориентации в пространстве главного вектора и плоскости петли QRS относительно точек съема электрокардиосигнала. Полому в каждом отведении для съема электрокардиосигнала имеет место свой вариант конфигурации комплекса.

На конфигурацию QRS-комплекса могут оказывать влияние различные адаптационные и патологические изменения отделов сердца и в первую очередь его желудочков: гипертрофия, диллятация, рубцовые изменения и кардиосклероз, миокардиты, перикардиты, блокады ножек пучка Гисса, пороки сердца и другие виды поражения сердца. Могут влиять также особенности грудной клетки, состояние диафрагмы и ряд других анатомо-физиологических факторов.

Учитывая, что информация закладывается модулирующим механизмом в электрокардиосигнал (QRS) любой конфигурации, вполне очевидна важная роль классификации наиболее часто встречающихся конфигураций QRS комплекса. Основные наиболее часто встречающихся варианты QRS-комплексов электрокардиограммы представлены в таблице 1.

Для спецификации отведений можно также использовать варианты распределения символов любого способа кодирования изменений основных пространственно-временных параметров регистрируемых QRS-комплексов с учетом частоты их встречаемости в масштабе всей кодограммы соответствующих отведений. На основе классификации отведений согласно конфигурации QRS-комплексов, регистрируемых в них, и спецификации отведений по характеру распределения символов соответствующих вариантов кодирования с учетом частоты их встречаемости в кодограмме отведений отрабатывается банк эталонов (кодограмм) нормы и различных заболеваний.

Для осуществления диагностического алгоритма у обследуемого предварительно осуществляется аналогичная классификация отведений по конфигурации ORS-комплексов и спецификация каждого соответствующего отведения по вариантам распределения символов кодирования. Диагностический алгоритм включается только по результатам указанной классификации и спецификации отведений, составляющих исходную базу данных обследуемого.

Апробация предлагаемой технологии одновременного многоканального информационного анализа электрокардиосигналов выявила дополнительные новые диагностические возможности. В частности, установленный факт о том, что максимальная информация о патологии того или иного органа заложена в тех электрокардиосигналах, конфигурация которых соответствует конфигурации электрокардиосигналов, регистрируемых в зоне соответствующего органа, позволяет определять локализацию и выраженность патоморфологических изменений, специфических для заболевания, что имеет особенно важное значение при определении патологии в парных органах.

Следует отметить, что конфигурация QRS-комплекса электрокардиосигналов, регистрируемых в зоне того или иного органа, у разных людей разная и в каждом конкретном случае зависит от соотношения этого органа с главным вектором и плоскостью петли QRS комплекса электрокардиосигнала в пространстве. Последнее является относительно устойчивым признаком для одного и того же человека и может изменяться в течение жизни человека в процессе его роста, в зависимости от вида физического труда, спорта, профессиональной деятельности или заболеваний, влияющих на ориентацию в пространстве электрической оси сердца. Что касается соотношения патологии различных внутренних органов и отведений регистрации электрокардиосигналов, с последующим информационным анализом их, позволяющим выявить патологию, то она характеризуется большим постоянством для одного и того же человека. На основе анализа обширного материала нами представлены в таблице 2 возможности в топической диагностике каждого биполярного стандартного и униполярного усиленного от конечностей отведения для регистрации электрокардиограммы.

На этапе суммарного анализа результатов диагностики в биполярных стандартных отведениях и униполярных усиленных отведениях от конечностей открывается возможность топической диагностики основных патоморфологических изменений при заболевании. Наиболее ярко это находит свое выражение применительно к парным органам: щитовидная железа, легкие, почки, молочные железы, придатки матки. Например, сопоставляя степень активности мочекаменной болезни в отведениях по Гольдбергеру от правой и левой нижних конечностей, можно определить наиболее вероятную локализацию конкремента. Сопоставляя результаты диагностики в 1-м биполярном стандартном отведении по Эйнтховену и в униполярных усиленных отведениях от правой и левой рук по Гольдбергеру, можно определить диффузный или очаговый процесс в щитовидной железе, а если очаговый, то в какой доле железы преимущественно.

Изобретение относится к медицине, кардиологии. Проводят регистрацию 300-600 сигналов ЭКГ. Выделяют серии, соответствующие дыхательным волнам. Ранжируют их на периоды с учетом количества входящих в них кардиоимпульсов. Регистрацию ЭКГ проводят в нескольких отведениях. В каждом отведении выделяют основные типы конфигурации ЭКГ. Измеряют амплитудные и временные параметры комплекса QRS в каждом отведении ЭКГ в диапазоне в зависимости от его конфигурации. Проводят их математическую обработку для каждого отведения ЭКГ отдельно. Строят кодограмму обследуемого. Сравнивают ее с эталонными кодограммами здоровых и больных. Способ позволяет вынести суждение о наличии или отсутствии патологии и о ее локализации. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ топической диагностики заболеваний внутренних органов неинфекционной природы, включающий регистрацию 300-600 электрокардиосигналов, выделение серий, соответствующих дыхательным волнам, ранжирование их на периоды с учетом количества входящих в них кардиоимпульсов, определение амплитуд зубцов Rn(ф) и временных интервалов между ними Tn(ф) в каждой серии, вычисление среднестатистической величины амплитуды каждого зубца Rn(ср) и временного интервала Tn(ср) путем математической обработки тех зубцов Rn(ф) и временных интервалов Tn(ф), порядковый номер которых в серии соответствует порядковому номеру в анализируемой серии, сравнение амплитуды каждого анализируемого зубца Rn(ф) и каждого анализируемого временного интервала Tn(ф) с соответствующими среднестатистическими величинами, кодирование получаемых выражений сравнения, при этом само кодирование производят с использованием одно-, двух-, трех- и более членных кодовых комбинаций, построение кодограммы обследуемого в соответствии с вариантом кодирования и количеством членов кодовой комбинации, осуществляемое методом последовательного смещения на один кардиосигнал всей записи кардиоимпульсов от начала до конца с последующим структурированием кодограммы путем распределения кодовых комбинаций с учетом частоты их встречаемости, сравнение кодограммы обследуемого с эталонными кодограммами здоровых и больных лиц, полученными аналогичным образом и включающими только кодовые комбинации стопроцентной встречаемости, и вынесение заключения о наличии нормы или заболевания в случае наличия в кодограмме обследуемого полного набора комбинаций соответствующего эталона, отличающийся тем, что регистрацию электрокардиосигналов как у обследуемого, так и при построении стандартов-эталонов проводят одновременно более чем в одном стандартном отведении, в каждом отведении выделяют основные типы конфигурации QRS-комплекса, осуществляют измерение параметров каждого комплекса QRS в каждом отведении в зависимости от его конфигурации - амплитуды зубцов R и S, размаха QR, R¹S, SR², а также временных интервалов между основными R или S зубцами QRS-комплексов, кодируют динамику показателей QRS-комплексов и интервалов между ними с построением распределения символов кодирования согласно частоте их встречаемости в кодограмме каждого отведения, сравнение кодограммы обследуемого со стандартами - эталонными кодограммами проводят для каждого отведения отдельно с учетом типа конфигурации QRS-комплекса и варианта распределения символов кодирования, а вынесение суждения о наличии или отсутствии патологии, а также наиболее вероятной ее локализации, т. е. проведение топической диагностики осуществляют по анализу суммированных результатов, полученных для каждого отведения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию электрокардиосигналов проводят в 3-х биполярных стандартных отведениях по Эйнтховену или в 4-х униполярных усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру или одновременно во всех указанных отведениях.