СПОСОБ ОБРАБОТКИ И ОТОБРАЖЕНИЯ КАРДИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/452 

Предложение относится к области клинической медицины "диагностическое обследование" и может быть использовано как в повседневной врачебной практике, так и при индивидуальном использовании для профилактических осмотров.

В настоящее время хорошо известно, что функциональное состояние организма может быть определено по данным кардиологических исследований, таких как ритмограмма, представляющая собой временную последовательность, элементами которой являются промежутки времени между двумя соседними сокращениями сердца. В частности, промежутки между соседними R зубцами каждого кардиоцикла, называемые R-R интервалами. (См., например, Баевский P.M. "Автоматический анализ сердечного ритма как метод оценки состояния организма при различных воздействиях". В книге "Теория и практика автоматизации электрокардиологических исследований", Пущино, 1976, с. 129-130, Баевский P.M. К проблеме прогнозирования состояния человека в условиях космического полета "Физиологический журнал СССР, 1972, 6, с.20-28, Казакова М., Бражникова М.И. R-R "Интервалографические исследования школьников, обучаемых работе с персональным компьютером", Физиология человека, 1991 г., т. 17, 5, с. 151 и др. ).

Известно множество способов и устройств, позволяющих определить функциональное состояние организма в целом и отдельных его систем и органов, как то: сердечно-сосудистая система, органы дыхания и т.п.(см., например, авторские свидетельства и патенты: Российская Федерация 2020864, МПК: А 61 В 5/02, 2036605, МПК: А 61 В 5/0205, 1258374, МПК: А 61 В 5/04, 1258384, МПК: А 61 В 10/10, США 4583553, МПК: А 61 В 5/04 (НКИ: 128-704), 5348020, МПК: А 61 В 5/04 (НКИ: 128-696), 5343869, МПК: А 61 В 5/04 (НКИ: 128-700), 5357969, МПК: А 61 В 5/04 (НКИ: 128-696), 5355889, МПК: А 61 В 5/0205 (НКИ: 128-671), 5339822, МПК: А 61 В 5/04 (НКИ: 128-700); Германии 4238641, МПК: А 61 В 5/0295; Франции 2701380, МПК: А 61 В 5/04; Японии 5-46216, МПК: А 61 В 5/11, 5/05, 5-45257, МПК: А 61 B 5/0452; РСТ 94/240929, МПК: А 61 В 5/00, 5/0444, 94/20012, МПК: А 61 В 5/00; ЕПВ 0181067, МПК: А 61 В 5/02, 5/04; Венгрии Т/38524, МПК: А 61 В 5/04, статью Жемайтите Д.И. "Вегетативная регуляция синусового сердца у здоровых и больных". В сборнике "Анализ сердечного ритма" под редакцией Жемайтите Д., Телькниса Л., Вильнюс: Мокслас, 1982, с.24 и др.).

Большинство известных способов и устройств используют в качестве исходных данных показатели электрокардиограммы (ЭКГ), таких как последовательность R-R интервалов, частота сердечных сокращений и т.п. При этом решение о функциональном состоянии организма принимается по результатам обработки, которые представляют в виде гистограмм, спектрограмм и т.п., отображаемых на экранах электронных индикаторов в цифровом или аналоговом виде, на бумажных лентах различных самописцев и т.д.

Несмотря на достаточную достоверность окончательного решения, к недостаткам известного способа обработки и отображения кардиологической информации следует отнести недостаточную наглядность отображаемой информации, что влечет за собой возможность серьезных ошибок в оценке функционального состояния организма, особенно в случае индивидуального использования, когда наблюдение за экраном индикатора ведет оператор, не обладающий достаточным опытом и знаниями. Исключение составляет лишь отображение информации в виде гистограммы распределения значений R-R интервалов, для принятия решения по которой требуется минимальная подготовка оператора. Но сама гистограмма малоэффективна, поскольку дает информацию только о вероятности появления той или иной величины R-R интервалов.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки и отображения кардиологической информации, известный из статьи Жемайтите Д.И. "Вегетативная регуляция ритма сердца у здоровых и больных" (см. Сборник "Анализ сердечного ритма". Под редакцией Жемайтите Д., Тельксниса Л.- Вильнюс: Мокслас, 1982, с. 28-31).

Известный способ заключается в том, что с обследуемого снимается электрокардиограмма (ЭКГ), измеряют интервалы между R зубцами соседних кардиоциклов, а по ним строят ритмограмму (РГ).

Последнюю или набор некоторых ее параметров отображают на экране индикатора (см. упомянутую выше статью, с.28, рис.4). Кроме того, выполняется спектральный анализ ЭКГ, результаты которого также отображаются на экране.

Таким образом, для принятия решения оператору предъявляют соответственно РГ, гистограмму распределения значений R-R интервалов, спектрограмму и т.п.

Недостатком известного способа является обилие информации, которое получает оператор, что приводит к увеличению времени принятия решения, т.к. прежде чем принять решение о функциональном состоянии организма обследуемого оператору необходимо посмотреть и оценить в отдельности каждый из видов представляемой информации и скоррелировать их визуально, выделив в них общие признаки, характерные для того или иного функционального состояния, и только после этого принять соответствующее решение.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение определения требуемого параметра, отображение которого на экране индикатора позволяет принять достоверное решение о функциональном состоянии организма обследуемого по однократному наблюдению за экраном.

Для решения поставленной задачи предложен способ обработки и отображения кардиологической информации, в котором, как и в прототипе, с обследуемого снимают электрокардиограмму, по которой строят ритмограмму, и по ней определяют последовательность дыхательных волн.

В отличие от прототипа в предлагаемом способе восходящую и нисходящую ветви в каждой дыхательной волне аппроксимируют прямыми линиями, соединяющими максимальное значение R-R интервалов в данной дыхательной волне с правым и левым минимальными значениями, измеряют углы наклона восходящей и нисходящей дыхательной волны, транспонируют величину углов в требуемый сектор и отображают набор углов на экране индикатора, принимая за вершину каждого отображаемого угла центр экрана индикатора и по образованному на экране индикатора изображению принимают решение о функциональном состоянии организма.

Сущность предлагаемого способа обработки и отображения кардиологической информации заключается в том, что, благодаря определению углов наклона восходящей и нисходящей ветвей каждой дыхательной волны, отображению набора углов на экране индикатора и принятию рещения по изображению на экране индикатора, появилась возможность принимать достоверное решение о функциональном состоянии организма обследуемого по однократному наблюдению на экране.

На фиг. 1 и 2 представлены диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа; на фиг.3 - виды экрана индикатора для случая нормального функционирования состояния организма и функционирования состояния организма, имеющего патологические отклонения.

Заявленный способ заключается в следующем.

С обследуемого снимают ЭКГ, по которой определяют последовательность R-R интервалов. По этой последовательности строят РГ, а по ней находят последовательность ДВ, параметры которых (длительность, число R-R интервалов, образующих ДВ и т.п.) характеризуют функциональное состояние организма (см. например Жемайтите Д.И. "Вегетативная регуляция синусового сердца у здоровых и больных". В статье "Анализ сердечного ритма" под редакцией Жемайтите Д., Телькниса Л. , Вильнюс: Мокслас, 1982, с.22; Казакова М., Бражникова М.И. "R-R интервалографические исследования школьников, обучаемых работе с персональным компьютером", Физиология человека, 1991 г., т. 17, 5, с. 151 и др.). Каждую ДВ определяют как число R-R интервалов между двумя соседними минимальными значениями R-R интервалов, причем оба минимальные значения, как справа от точки перегиба ДВ, так и слева от нее, входят в очередную ДВ.

После того, как РГ определяют последовательность ДВ, ветви каждой ДВ аппроксимируют прямыми линиями: восходящую - линией, соединяющей максимальное значение R-R интервалов с минимальным значением, лежащим слева от точки перегиба, а нисходящую - линией, соединяющей максимальное значение R-R интервала с его минимальным значением, лежащим справа от точки перегиба ДВ. Аппроксимировав восходящую и нисходящую ветви каждой ДВ прямыми, определяют углы между аппроксимирующими прямыми и осью абсцисс (фиг.1). Затем отображают набор углов на экране индикатора.

Углы отображают следующим образом. За вершину всех углов принимают центр экрана индикатора, а за нулевую линию (одну сторону из отображаемых углов) принимают половину одной из линий, делящих экран на четыре части, одну, расположенную горизонтально, другую - вертикально. Вторую сторону строят под требуемым углом к нулевой линии, откладывая требуемый угол против часовой стрелки (фиг.2).

Поскольку величина угла наклона любой ветви всех ДВ всегда меньше 90^o, то для использования всей поверхности экрана и большей наглядности образуемого отображаемыми на экране углами рисунка, величину каждого угла умножают на коэффициент транспонирования (фиг.2), значения которого в зависимости от условий отображения выбираются равными двум либо четырем: двум для случая раздельного отображения углов наклона нисходящих и восходящих ветвей, т.е. случая, когда углы наклона восходящих ветвей ДВ отображаются на одной половине экрана индикатора, а углы наклона нисходящих ветвей - на другой, четырем для случая совместного отображения угла наклона восходящих и нисходящих ветвей ДВ, т.е. для случая, показанного на фиг.2.

Как показали результаты исследований, проведенных авторами, практически у здоровых людей, т.е. у людей, функциональное состояние которых можно считать нормальным, значение углов наклона ДВ изменяется в широких пределах (от значений, близких к нулю, до значений ( с учетом коэффициента транспонирования), близких к 360^o). Напротив, у людей, в организме которых наблюдаются серьезные патологические отклонения, значение углов наклона ветвей ДВ (также с учетом коэффициента транспонирования) сосредоточены в секторе 270^o-360^o.

Сказанное выше иллюстрируется фиг.3А, В, на которых представлены виды экрана индикатора с отображенными углами наклона ветвей ДВ при обработке и отображении кардиологической информации в соответствии с предлагаемым способом. На фиг.3А представлен вид экрана индикатора с отображением результатов обработки ЭКГ практически здорового человека (пациент Д). Как на фиг.3A углы наклона ветвей ДВ в этом случае более или менее распределены по всей поверхности экрана, что характеризует хорошее функциональное состояние организма. На фиг. 3В представлен вид экрана индикатора отображением результатов обработки ЭКГ, страдающего онкологическим заболеванием (пациент К). Как видно на фиг. 3В, углы наклона ветвей ДВ сосредоточены в секторе 270^o-360^o, что свидетельствует о неудовлетворительном состоянии организма обследуемого.

Таким образом, как следует из описания заявляемого способа, он обеспечивает простое и достаточно надежное определение функционального состояния организма. Предлагаемый способ требует минимальной подготовки оператора, по виду экрана индикатора принимающего решение о функциональном состоянии организма, что особенно важно при индивидуальном использовании способа.

Предлагаемый способ может быть легко реализован с помощью устройства на основе элементов микросхемотехники, хорошо известных и широко применяемых в современных радиоэлектронных устройствах.

Изобретение относится к медицине, кардиологии. Регистрируют ЭКГ. Строят ритмокардиограмму (РКГ). Определяют на РКГ последовательность дыхательных волн. Восходящую и нисходящую ветви каждой дыхательной волны аппроксимируют прямыми, соединяющими максимальное значение R-R интервалов в данной дыхательной волне с правым и левым минимальным значениями. Измеряют углы наклона восходящей и нисходящей части дыхательной волны. Отображают набор углов на экране индикатора. За вершину каждого отображаемого угла принимают центр экрана индикатора. О функциональном состоянии организма судят по рисунку на экране индикатора. Способ позволяет получить наглядное представление о состоянии испытуемого. 3 ил.

Способ обработки и отображения кардиологической информации для функционального состояния организма, заключающийся в том, что с обследуемого снимают электрокардиограмму, по которой строят ритмокардиограмму, и по ней определяют последовательность дыхательных волн, отличающийся тем, что восходящую и нисходящую ветви каждой дыхательной волны аппроксимируют прямыми линиями, соединяющими максимальное значение R-R интервалов в данной дыхательной волне с правым и левым минимальными значениями, измеряют углы наклона восходящей и нисходящей ветвей дыхательной волны и отображают набор углов на экране индикатора, принимая за вершину каждого отображаемого угла центр экрана индикатора, и по образованному на экране индикатора рисунку принимают решение о функциональном состоянии организма.