СПОСОБ СУТОЧНОГО КАРДИОМОНИТОРИРОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ И АКТИВНОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА НЕИНФЕКЦИОННОЙ ПРИРОДЫ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/452 

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для диагностики и контроля активности неинфекционных заболеваний человек на любом этапе их развития путем суточного кардиомониторирования в любых условиях среды обитания и профессиональной деятельности, включая воздействие экстремальных факторов. Способ может быть использован в медицинских учреждениях, при выборе средств индивидуальной терапии, для контроля эффективности лечения, а также выявления причин возникновения, провоцирования и развития заболеваний, при проведении диспансеризации населения и при контроле здоровья работающих.

Предлагаемый способ суточного кардиомониторирования неинфекционных заболеваний у человека, используя известные принципы Холтеровского кардиомониторинга, является новым этапом развития технологии информационного анализа электрокардиосигналов, реализованной в патентах РФ на изобретения 215793 "Способ диагностики болезней неинфекционной этиологии", 2000 г., 215974 "Устройство экспресс-диагностики заболеваний внутренних органов и онкопатологии", 2000 г. и 2163088 "Способ диагностики заболевыаний внутренних органов на любой стадии их развития", 2001 г.

Отличием вышеперечисленных способов диагностики по патентам 215793, 215974 и 2163088 от аналогичных, например, патентов РФ 2092103, кл. А 61 В 5/04, опубл. 10.10.97, 2103911, кл. А 61 В 5/04, опубл. 10.02.98, является то, что в основу их взят анализ амплитудной, частотной и 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.

Данные способы диагностики основывались на анализе зубцов R - сердечных комплексов, регистрируемых в одном из стандартных отведений, чаще во втором отведении, в котором амплитуда зубца R, как правило, наиболее выражена. Апробация известного способа диагностики (более 17 тыс. исследований) убедила в том, что одноканальный вариант регистрации и информационного анализа кардиосигналов не во всех случаях обеспечивает полноту диагностики заболеваний. Оказалось, что наиболее адекватным носителем информации о заболевании того или иного органа служит электрокардиограмма такой конфигурации (QRS-комплекс), которая регистрируется в зоне пораженного органа. В этой связи нами предлагается одновременный многополюсный многоканальный в нескольких отведениях съем электрокардиосигналов с последующим информационным анализом.

Клинические исследования показали, что минимальным вариантом многополюсной 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, или во всех указанных отведениях одновременно.

Вышеуказанные известные способы-аналоги предполагают однократное снятие кардиосигналов без анализа их в течение суток, что не может дать максимально объективной картины состояния человека.

Имеются способы суточного кардиомониторирования, которые позволяют проводить иссследование в течение суток, но с их помощью можно диагностировать лишь нарушения функции сердца. Эти способы не могут быть использованы для диагностики и контроля заболеваний других внутренних органов. В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран способ Холтеровского мониторирования, описанный в патенте RU 2007954 С1, 28.02.94, НПО Астрофизика, А 61 В 5/04. Этот способ включает непрерывную регистрацию кардиосигналов в течение суток и последующую их обработку. Однако, как уже указывалось выше, с помощью этого способа нельзя диагностировать патологию других внутренних органов.

Техническим результатом заявленного способа диагностики является диагностика большего количества (практически всех) неинфекционных заболеваний внутренних органов человека, а также определение их активности, выявление влияния на течение диагностируемых заболеваний различных методов лечения и профилактики заболеваний, а также реабилитации больных. Этот результат обеспечивается тем, что заявляемый способ позволяет наиболее точно определить конфигурацию QRS-комплекса конкретного пациента в зоне пораженного органа, которая 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 и может изменяться в течение жизни человека в процессе его деятельности или заболеваний, влияющих на ориентацию в пространстве электрической оси сердца. Проводимые измерения в течение суток позволяют нивелировать влияние этих факторов на электрокардиосигнал, что в свою очередь обеспечивает более эффективный контроль со стороны исследователя активности информационной сущности заболеваний в течение суток и более, выявление при этом влияния факторов жизни, профессиональной деятельности и среды обитания, провоцирующих или блокирующих развитие болезни.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе суточного кардиомониторирования для определения наличия и их активности заболеваний неинфекционной природы у человека, включающем непрерывную регистрацию электрокардиосигналов в течение суток, последующий их анализ путем математической обработки показателей, сравнение получаемых данных с данными стандартов-эталонов и вынесение суждения о наличии патологии и ее активности по результатам сравнения, регистрируют электрокардиосигналы одновременно более чем в одном стандартном отведении, для анализа используют не менее 300-600 электрокардиокомплексов, в каждом отведении выделяют серии QRSn(ф) и временных интервалов Тn(ф) между ними, соответствующие дыхательным волнам, и содержащим одинаковое количество входящих в них кардиокомплексов QRSn(ф) и временных интервалов Тn(ф) между ними, определяют параметры ОRSn(ф) - комплексов и временных интервалов Тn(ф) между ними, в каждой серии вычисляют среднестатическую величину каждого измеренного параметра QRSn(ф) - комплекса и временного интервала Тn(ср) путем математической обработки параметров тех QRSn(ф) - комплексов и временных интервалов Тn(ф), которые имеют идентичные порядковые номера, сравнивают параметры QRSn(ф) - комплексов и каждого анализируемого временного интервала Тn(ф) с соответствующими среднестатическими величинами, полученными для аналогичных параметров тех QRSn(ф) - комплексов и временных интервалов Тn(ф), которые соответствуют идентичным сериям и имеют идентичный порядковый номер, кодируют получаемые результаты сравнения, используя одно-двух-трех и более многомерные символы, структурируют кодограмму с помощью одно-двух-трех и более многочленных кодовых комбинаций методом последовательного смещения каждой из них на один символ вдоль всей кодограммы от начала до конца с последующим распределением кодовых комбинаций с учетом их встречаемости, применительно к каждому отведению для съема электрокардиосигналов, сравнивают структурированные кодограммы обследуемого со стандартами-эталонами структурированных кодограмм нормы и различных заболеваний для каждого отведения отдельно с учетом идентичности типа QRS - комплексов и варианта распределения символов используемого кодирования с учетом частоты их встречаемости, определяют процент тех эталонных кодовых комбинаций, которые согласно распределения по частоте их встречаемости в структурированной кодограмме обследованного входят в число первых мест, соответствующих числу кодовых комбинаций эталона в масштабе всей кодограммы, а вынесение заключения о наличии или отсутствии патологии осуществляют по анализу суммированных результатов, полученных для каждого отведения, при этом в случае наличия 0% встречаемости эталонных кодовых комбинаций диагностируют риск возникновения болезни или стойкую ремиссию сформировавшегося заболевания, при встречаемости до 30% - преморбидную стадию формирующегося заболевания или неустойчивую ремиссию уже сложившегося хронического заболевания, при величине 30-50% - начальную стадию формирования заболевания или начинающееся обострение хронического заболевания, при величине более 50% - острую фазу заболевания или обострение хронического заболевания.

Регистрацию электрокардиосигналов как у обследуемого, так и при построении стандартов эталонов можно проводить в 3-х биполярных стандартных отведениях по Эйнтховену или в 4-х униполярных усиленных отведениях от конечностей по Гольдбергеру, или во всех указанных отведениях одновременно (схема 1). При суточном кардиомониторировании следует использовать точки съема электрокардиосигналов, которые являются аналогичными таковым на конечностях (схема 2).

Способ осуществляют следующим образом
Проводят одновременную постоянную в течение 24, 48 ч и более регистрацию электрокардиосигналов одновременно более чем в одном стандартном отведении. Точки съема электрокардиосигналов на грудной клетке аналогичны таковым на конечностях, при регистрации электрокардиосигналов в трех биполярных отведениях и четырех униполярных усиленных отведениях от конечностей представлены на схеме 2. Правой руке соответствует середина правой подключичной зоны, левой руке - середина левой подключичной зоны, правой ноге - место пересечения правой срединно-ключичной линии с правой реберной дугой и левой ноге - место пересечения левой срединно-ключичной линии с левой реберной дугой. Соответственно 1-е стандартное отведение правая рука - левая рука - то же, что А-В, 2-е стандартное отведение правая рука - левая нога - то же, что А-С, а 3-е стандартное отведение левая рука - левая нога соответствует В-С. Следовательно, регистрация электрокардиосигналов в указанных точках съема на грудной клетке соответствует трем биполярным стандартным отведениям по Эйнтховену или четырем униполярным усиленным отведениям от конечностей по Гольдбергеру или одновременно семи указанным отведениям.

Для анализа используют не менее 300 - 600 электрокардиокомплексов, в каждом отведении выделяют серии QRSn(ф) и временных интервалов Тn(ф) между ними, соответствующие дыхательным волнам, и содержащим одинаковое количество входящих в них кардиоиокомплексов QRSn(ф) и временных интервалов Тn(ф) между ними.

Определяют параметры QRSn - комплексов и временных интервалов Тn(ф) между ними, для этого проводят измерение основных параметров QRS - комплекса: амплитуд зубцов R¹, R², S, размаха QR¹, R¹S, SR², а также временных интервалов Тn между основными зубцами (R¹, S или R²), регистрируемых QRS - комплексов электрокардиосигналов.

В каждой серии вычисляют среднестатическую величину каждого измеренного параметра QRSn(ср) - комплекса и временного интервала Тn(ср) путем математической обработки параметров тех QRSn(ф) - комплексов и временных интервалов Тn(ф), которые имеют идентичные порядковые номера (см. патент РФ 2163088, 2001 г.).

Сравнивают параметры QRSn(ф) - комплексов и каждого анализируемого временного интервала Тn(ф) с соответствующими среднестатическими величинами, полученными для аналогичных параметров тех QRSn(ф) - комплексов и временных интервалов Тn(ф), которые соответствуют идентичным сериям и имеют идентичный порядковый номер.

Кодируют получаемые результаты сравнения, используя одно-двух-трех и более многомерные символы.

Структурируют кодограмму с помощью одно-двух-трех и более многочленных кодовых комбинаций методом последовательного смещения каждой из них на один символ вдоль всей кодограммы от начала до конца с последующим распределением кодовых комбинаций с учетом их встречаемости, применительно к каждому отведению для съема электрокардиосигналов, т.е. проводят анализ электрокардиосигналов по одному из способов изложенных в патентах на изобретения (см. Успенский В. М. , патент РФ 2157093, 2000 г.; Успенский В.М., патент РФ 2163088, 2001 г.).

Определяют тип QRS - комплексов для каждого отведения, т.е. классифицируют каждое отведение согласно типу конфигурации QRS - комплекса, регистрируемого в нем электрокардиосигнала (основные типы QRS - комплексов представлены в таблице).

Определяют варианты 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 частоты их встречаемости получают распределение символов (например, АСВЕД или СДЕВА), которое можно рассматривать в качестве специфической характеристики отведений с учетом варианта кодирования.

Сравнивают структурированные кодограммы обследуемого со стандартами-эталонами структурированных кодограмм нормы и различных заболеваний для каждого отведения отдельно с учетом идентичности типа QRS - комплексов и варианта распределения символов используемого кодирования с учетом частоты их встречаемости.

Определяют процент тех эталонных кодовых комбинаций, которые согласно распределения по частоте их встречаемости в структурированной кодограмме обследованного входят в число первых мест, соответствующих числу кодовых комбинаций эталона в масштабе всей кодограммы.

Вынесение заключения о наличии или отсутствии патологии осуществляют по анализу суммированных результатов, полученных для каждого отведения.

Для получения представления о динамике активности реализации информационной сущности заболеваний нами предлагается метод оценки активности кодовых комбинаций эталона заболеваний у обследуемого. Отмечено, что при высокой активности заболевания кодовые комбинации эталона данного заболевания в кодограмме обследуемого, в которой все кодовые комбинации, ее составляющие, ранжированы по частоте встречаемости, оказываются среди наиболее часто встречаемых. В этой связи на этапе, когда устанавливается наличие в кодограмме обследуемого полного (100%) набора кодовых комбинаций, составляющих кодовый эталон того или иного заболевания, определяется так же процент тех эталонных кодовых комбинаций у обследуемого, которые согласно распределения по частоте встречаемости входят в число первых мест, соответствующих числу кодовых комбинаций, составляющих эталон в масштабе всей кодограммы обследуемого. Например, если эталон заболевания составляют 10 кодовых комбинаций, то процент активности информационной сущности диагностируемого заболевания у обследованного будет равен проценту, который составят кодовые комбинации эталона в кодограмме обследуемого, включающего первые 10 мест. Если их окажется шесть, то процент активности соответственно будет равен 60%.

В случае наличия 0% встречаемости эталонных кодовых комбинаций диагностируют риск возникновения болезни или стойкую ремиссию сформировавшегося заболевания.

При встречаемости до 30% - преморбидную стадию формирующегося заболевания или неустойчивую ремиссию уже сложившегося хронического заболевания.

При величине 30-50% - начальную стадию формирования заболевания или начинающееся обострение хронического заболевания.

При величине более 50% - острую фазу заболевания или обострение хронического заболевания.

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 так же, как и с аналогичных им точек съема на грудной клетке зависит от ориентации в пространстве главного вектора и плоскости петли QRS относительно точек съема электрокардиосигнала. Поэтому 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, высоты стояния 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 встречающиеся варианты QRS - комплексов электрокардиограммы представлены в таблице.

На основе классификации отведений, согласно конфигурации QRS - комплексов, регистрируемых в них, и вариантов распределения символов в отведениях в соответствии с частотой их встречаемости в кодограмме каждого отведения, отрабатывается банк эталонов (кодограмм) нормы и различных заболеваний.

Для осуществления диагностического алгоритма у обследуемого предварительно осуществляется аналогичная классификация отведений по конфигурации QRS - комплексов и вариантов распределения символов каждого соответствующего отведения. Диагностический алгоритм включается только при достижении идентичности отведения, типа QRS - комплекса, регистрируемого в нем, варианта распределения символов кодирования у обследуемого и эталонов-кодограмм нормы и заболеваний
Суточный кардиомониторинг заболеваний обследуемого может осуществляться в двух режимах: непрерывном режиме и режиме последовательного информационного квантования. Непрерывный режим предусматривает диагностику на базе данных, включающих не менее 300-600 QRS - комплексов, когда каждый последующий электрокардиосигнал рассматривается завершающим эту базу данных. Информационный анализ кардиосигналов при этом режиме стартует по достижению набора, включающего 300-600 QRS - комплексов, и осуществляется непрерывно, т.е. с каждым последующим QRS - комплексом, который отражает соответственно последовательный сдвиг базы данных на один кардиоимпульс. Данный режим позволяет осуществлять информационный кардиомониторинг заболеваний по времени, приближенному к реальному масштабу времени.

Режим последовательного информационного квантования основан на последовательной диагностике после каждого набора базы данных, включающей не менее 300-600 QRS - комплексов. При этом "информационный квант", включающий стандартное число QRS - комплексов, и определяет отставание диагностики от реального времени на 6-10 мин, т.е. на время, которое необходимо для набора базы данных очередного "информационного кванта", которое зависит от количества QRS - комплексов, входящих в него, и частоты сокращений.

Суточный (многосуточный) информационный кардиомониторинг состояния нормы и заболеваний обследуемого может осуществляться по заданному алгоритму или произвольно. Заданный алгоритм предполагает информационный кардиомониторинг в определенные периоды суток: во время профессиональной деятельности, в период отдыха, физического или психо-эмоционального стресса, при применении различных видов лечения и т.д. Данный вариант информационного мониторинга предполагает на предшествующем этапе разработку целевой программы мониторинга под руководством медиков с участием других специалистов и самого обследуемого.

При произвольном варианте информационный кардиомониторинг здоровья осуществляется по личной инициативе обследуемого. Однако даже в этом случае мониторингу предшествует период постановки задачи и определения программы исследования.

Информационный кардиомониторинг заболеваний человека в обязательном порядке сопровождается ведением дневника, в котором регистрируются во времени все события и наблюдения, могущие иметь отношение к решению стоящих задач: жалобы, симптомы, ощущения, переживания, виды деятельности, факторы внешней среды, труда и отдыха. Требования к ведению дневника так же как и целевая установка с программой информационного кардиомониторинга, определяются на подготовительном этапе и должны соответствовать целям и решаемым задачам.

Результаты собственных исследований
Апробация предлагаемого способа суточного одновременного многоканального кардиомониторинга состояния нормы и заболеваний внутренних органов человека в динамике активности их информационной сущности подтвердила принципиально новые возможности эффективности методов лечения и профилатики заболеваний, профессиональной и социальной реабилитации обследуемого. Предлагаемый способ объективизирует патогенетическую связь факторов среды обитания, профессиональной деятельности и привычек обследуемого с имеющимися заболеваниями, позволяет выявить факторы риска их возникновения и развития. Опыт использования кардиомониторинга заболеваний позволяет наполнить их первичную и вторичную профилактику конкретными мероприятиями, строго индивидуально ориентированными в любую сферу жизни и деятельности человека.

Источники информации
1. Баевский P.M. Прогнозирование на грани нормы и патологии, М., 1979, с.295.

2. Вогралик В.Г. "Нейрогуморальные дисрегуляторные висцеропатии как предстадия многих органических поражений внутренних органов" в кн. XVIII Всесоюзн. Съезд терапевтов. Тез. Докл., М., 1981 г., ч.1, с. 24-25.

3. Успенский В.М. Функциональная морфология желудка. Л., Наука, 1986 г., с. 291.

4. Успенский В.М. "Информационная система моделирования возникновения и развития болезней неинфекционной природы". Свидетельство на полезную модель 14305, 2000 г.

Изобретение относится к медицине, кардиологии. Непрерывно регистрируют ЭКГ в течение суток более чем в одном стандартном отведении. Анализируют 300-600 комплексов ЭКГ. В каждом отведении выделяют серии QRS и временных интервалов между ними. Вычисляют среднестатистические величины измеряемых параметров. Строят структурированную кодограмму отдельно для каждого отведения ЭКГ. Сравнивают структурированные кодограммы обследуемого со стандартными эталонными кодограммами здоровых и больных. Заключение о наличии заболевания и его выраженности делают на основе % встречаемости эталонных кодограмм. Способ позволяет судить о наличии или отсутствии различных заболеваний, о степени их выраженности, а также осуществлять эффективный контроль за состоянием обследуемого. 1 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ суточного кардиомониторирования для определения наличия и активности заболеваний человека неинфекционной природы, включающий непрерывную регистрацию электрокардиосигналов в течение суток, последующий их анализ путем математической обработки показателей, сравнение получаемых данных с данными стандартов-эталонов и вынесение суждения о наличии патологии и ее активности по результатам сравнения, отличающийся тем, что регистрируют электрокардиосигналы одновременно более чем в одном стандартном отведении, для анализа используют не менее 300-600 электрокардиокомплексов, в каждом отведении выделяют серии измереннных параметров QRSn(ф) и временных интервалов Тn(ф) между ними, определяют среднестатистические величины QRSn(cp) и временные интервалы между ними Тn(ср) путем математической обработки параметров тех QRSn(ф)-комплексов и временных интервалов Тn(ф), которые имеют идентичные порядковые номера, сравнивают параметры QRSn(ф)-комплексов и каждого анализируемого временного интервала Тn(ф) с соответствующими среднестатистическими величинами, полученными для аналогичных параметров тех QRSn(ф)-комплексов и временных интервалов Тn(ф), которые соответствуют идентичным сериям и имеют идентичный порядковый номер, кодируют получаемые результаты сравнения, используя одно-, двух-, трех- и более многомерные символы, структурируют кодограмму с помощью одно-, двух-, трех- и более многочленных кодовых комбинаций методом последовательного смещения каждой из них на один символ вдоль всей кодограммы от начала до конца с последующим распределением кодовых комбинаций с учетом их встречаемости, применительно к каждому отведению для съема электрокардиосигналов, сравнивают структурированные кодограммы обследуемого со стандартами-эталонами структурированных кодограмм нормы и различных заболеваний для каждого отведения отдельно с учетом идентичности типа конфигурации QRS-комплексов и варианта распределения символов используемого кодирования с учетом частоты их встречаемости, определяют процент эталонных комбинаций, которые входят в число наиболее часто встречающихся кодовых комбинаций обследуемого, соответствующих числу кодовых комбинаций в эталоне, а вынесение заключения о наличии или отсутствии патологии осуществляют по анализу суммированных результатов, полученных для каждого отведения, при этом в случае наличия 0% встречаемости эталонных кодовых комбинаций диагностируют риск возникновения болезни или стойкую ремиссию сформировавшегося заболевания, при встречаемости до 30% - преморбидную стадию формирующегося заболевания или неустойчивую ремиссию уже сложившегося хронического заболевания, при величине 30-50% - начальную стадию формирования заболевания или начинающееся обострение хронического заболевания, при величине более 50% - острую фазу заболевания или обострение хронического заболевания. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию электрокардиосигналов проводят в 3 биполярных стандартных отведениях по Эйнтховену или в 4 униполярных отведениях от конечностей по Гольдбергу или одновременно во всех 7 отведениях.