СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ИШЕМИИ МИОКАРДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКГ Российский патент 2020 года по МПК A61B5/452 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к интенсивной терапии, оказанию скорой медицинской помощи, диагностике кардиологических заболеваний, электрокардиографии (ЭКГ), выявлению острой ишемии и к соответствующим областям.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых иллюстративных вариантах реализации, раскрытых в настоящем документе устройство для выявления острой ишемии содержит электрокардиографическое (ЭКГ) устройство с 12 отведениями, устройство для обработки электронных данных и дисплейную часть. Устройство для обработки электронных данных запрограммировано на выполнение операций, включающих:

применение преобразований ЭКГ с 12 отведениями в ЭКГ с отведениями для конкретного сосуда (ОДКС) к данным ЭКГ с 12 отведениями, полученным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, для генерирования данных ОДКС;

определение значений ST для данных ОДКС и

принятие решения относительно того, указывают ли данные ЭКГ с 12 отведениями, полученные ЭКГ-устройством с 12 отведениями, на наличие острой ишемии путем сравнения значений ST для данных ОДКС с пороговыми значениями ST ОДКС.

Дисплейная часть выполнена с возможностью отображения сигнала тревоги или предупреждения об острой ишемии, если принято решение о том, что данные ЭКГ с 12 отведениями, полученные ЭКГ-устройством с 12 отведениями, указывают на острую ишемию.

В некоторых иллюстративных вариантах реализации, раскрытых в настоящем документе, способ выявления острой ишемии включает:

получение данных ЭКГ с 12 отведениями для субъекта;

применение преобразований ЭКГ с 12 отведениями в ЭКГ с отведениями для конкретного сосуда (ОДКС) к данным ЭКГ с 12 отведениями для генерирования данных ОДКС для субъекта;

определение значений ST для данных ОДКС;

принятие решения относительно того, присутствует ли у субъекта острая ишемия, путем сравнения значений ST для данных ОДКС с пороговыми значениями ST ОДКС и

выдачу сигнала тревоги или предупреждения об острой ишемии, если принято решение о том, что у субъекта присутствует острая ишемия.

В некоторых иллюстративных вариантах реализации, раскрытых в настоящем документе, электрокардиографическое устройство содержит электрокардиографическое (ЭКГ) устройство с 12 отведениями и устройство для обработки электронных данных, запрограммированное на выполнение операций, включающих применение преобразований ЭКГ с 12 отведениями в ЭКГ с отведениями для конкретного сосуда (ОДКС) к данным ЭКГ с 12 отведениями, полученным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, для генерирования данных ОДКС. ЭКГ устройство с 12 отведениями, например, может быть выполнено с возможностью получения данных ЭКГ с 12 отведениями, используя, по меньшей мере, одно из (i) стандартного места расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями или (ii) место расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями по типу Mason-Likar. Кроме того, электрокардиографическое устройство может содержать дисплейную часть, выполненную с возможностью отображения сгенерированных данных ОДКС в виде линий ОДКС.

Одно преимущество заключается в обеспечении повышенной точности интерпретации ЭКГ с 12 отведениями для идентификации острой ишемии.

Еще одно преимущество заключается в обеспечении выявления острой ишемии с использованием ЭКГ с 12 отведениями с меньшим количеством ложноотрицательных результатов.

Еще одно преимущество заключается в отображении получаемых записей отведений ЭКГ для конкретного сосуда (ОДКС) в формате вывода записей отведений, известном для врачей.

Еще одно преимущество заключается в обеспечении выявления острой ишемии с использованием ЭКГ с 12 отведениями специально по месту расположения конкретного отведения (например, стандартному месту расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями или месту расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями по типу Mason-Likar) и/или специально с учетом пола субъекта.

Дополнительные преимущества настоящего изобретения станут понятны специалисту в данной области техники после прочтения и понимания следующего подробного описания. Следует понимать, что представленный вариант реализации может обеспечивать одно, два или более из этих преимуществ, или не обеспечивать их вовсе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 схематически показана система для выявления острой ишемии с использованием электрокардиограммы (ЭКГ). На вставке A показана типовая ЭКГ с некоторыми отличительными промаркированными показателями. На вставке B показана стандартная схема расположения ЭКГ-электродов 12 отведений, соответственно используемая в системе для выявления, а на вставке С показана альтернативная схема расположения ЭКГ-электродов по типу Mason-Likar, используемая в системе для выявления в качестве альтернативы.

На фиг. 2 схематически отображена система обработки в режиме офлайн для обучения параметрам, обучаемым в режиме офлайн, используемым в системе для выявления острой ишемии, изображенной на фиг. 1.

На фиг. 3 схематически изображена обработка в режиме онлайн, подходящим образом выполняемая системой для выявления острой ишемии, изображенной на фиг. 1.

На фиг. 4 и 5 представлены результаты, как описано в настоящем документе, обработки в режиме офлайн, выполненной в соответствии с системой обработки в режиме офлайн, изображенной на фиг. 2.

На фиг. 6 отображено одно возможное представление ЭКГ отведения для конкретного сосуда (ОДКС) с применением системы, изображенной на фиг. 1-3, вместе с ЭКГ с 12 отведениями.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электрокардиограмма (ЭКГ) представляет собой графическую фиксацию электрических потенциалов, сгенерированных электрической активностью в сердце. ЭКГ может быть записана физически, например на бумаге, или в электронном виде в формате файла данных, например хранящего мгновенные значения напряжения с привязкой ко времени, полученные через ЭКГ-электроды. Формирование электрического импульса и проводимость, связанная с каждым сердечным сокращением, производят слабый электрический ток, который распространяется по всему телу. Путем применения электродов в различных положениях на теле и подключения этих электродов к электрокардиографическому (ЭКГ) прибору выполняют запись изменения амплитуды электрического потенциала. Как правило, амплитуду записанной ЭКГ выражают в милливольтах. Типовая ЭКГ, показанная на фиг 1: Вставка A, включает ряд зубцов, которые повторяются с каждым сердечным циклом. Эти зубцы условно обозначают как P, QRS и T. Зубец Р представляет деполяризацию и сокращение обоих предсердий, QRS-комплекс представляет деполяризацию и сокращение желудочков, а зубец Т представляет реполяризацию желудочков.

В стандартной ЭКГ с 12 отведениями, показанной на фиг. 1: Вставка B, использованы десять электродов: три размещены на правой руке (ПР), левой руке (ЛР) и левой ноге (ЛН), и шесть размещены на груди (V1-V6), а электрод заземления размещен на правой ноге (ПН), однако, в целом, он может быть размещен в любом месте. Для получения конкретного грудного отведения, грудной электрод должен быть размещен в строго предназначенном для этого месте.

12 отведений ЭКГ, состоящие из трех отведений от конечностей (I, II, и III), трех усиленных отведений от конечностей (aVR, aVL, и aVF) и шести грудных отведений (V1 - V6), получены девятью электродами, как показано в таблице 1. Каждое из трех отведений от конечностей представляет собой разницу электрического потенциала между двумя выбранными местами. Каждое из трех усиленных отведений от конечностей записывает электрический потенциал на одной конечности по отношению к двум другим конечностям. Эти шесть отведений от конечностей записывают электрические потенциалы во фронтальной плоскости. Шесть отведений фронтальной плоскости не являются независимыми. Фактически существует только два независимых сигнальных канала от трех электродов от конечностей.

Таблица 1 - Стандартная ЭКГ с 12 отведениями

Отведение Тип Расчет отведения I От конечности ЛР - ПР II От конечности ЛН - ПР III От конечности ЛН - ЛР aVR Усиленное ПР - (ЛР+ЛН)/2 aVL Усиленное ЛР - (ПР+ЛН)/2 aVF Усиленное ЛН - (ПР+ЛР)/2 V1 Грудное V1 - (ПР+ЛР+ЛН)/3 V2 Грудное V2 - (ПР+ЛР+ЛН)/3 V3 Грудное V3 - (ПР+ЛР+ЛН)/3 V4 Грудное V4 - (ПР+ЛР+ЛН)/3 V5 Грудное V5 - (ПР+ЛР+ЛН)/3 V6 Грудное V6 - (ПР+ЛР+ЛН)/3

Грудные V-отведения записывают электрический потенциал в конкретных местах расположения на груди с учетом трех конечностей. Каждое грудное отведение записывает электрический потенциал в горизонтальной плоскости, если смотреть со стороны места расположения выбранного электрода. В дополнение к шести стандартным грудным отведениям часто используют дополнительные грудные отведения для выявления ишемии. Они включают 4 правых грудных отведения (V3R, V4R, V5R и V6R) и 3 задних отведения (V7, V8 и V9).

Несмотря на то что место расположения электродов от конечностей (фиг. 1: Вставка B) не является проблемой для получения ЭКГ с 12 отведениями, это может быть непрактичным для использования в амбулаторных условиях, например, для постоянного мониторинга или нагрузочной пробы. Это не только неудобно и вызывает дискомфорт у пациента, но электроды от конечностей к тому же подвержены артефактам движения. Таким образом, в амбулаторных условиях часто используют модифицированную схему расположения электродов (Mason-Likar). Эта схема расположения Mason-Likar показана на фиг. 1: Вставка C. В схеме расположения для ЭКГ с 12 отведениями по типу Mason-Likar три стандартных электрода и электрод заземления расположены на туловище, как показано на фиг. 1: Вставка C.

Термин "ишемия миокарда" обозначает уменьшение доставки крови к мышечным клеткам сердца. Это происходит в результате снижения способности артериального кондуита питать клетки кислородом в достаточном количестве для удовлетворения их метаболических потребностей. Основной причиной ишемии миокарда является заболевание коронарных артерий. Последствия ишемии обратимы, если эпизод ограничен по времени.

При длительном эпизоде ишемии миокарда клетки ткани начинают погибать, результатом чего является инфаркт миокарда.

После желудочковой деполяризации нормальные миокардиальные клетки имеют приблизительно одинаковый потенциал. Таким образом, при отсутствии какой-либо сердечной патологии окончание деполяризации и начало реполяризации обычно изоэлектрические. На ЭКГ данная область называется сегментом ST. Она определена, как область между концом зубца S, также называемой точкой J, и началом зубца T (см. фиг. 1: Вставка A). В ишемизированной и поврежденной ткани клетки миокарда становятся более или менее возбудимыми. Это патологическое специфическое электрическое изменение наиболее выражено в фазе реполяризации. Поскольку сегмент ST на ЭКГ изначально отражает желудочковую реполяризацию, ишемия или повреждение клетки отображается в виде изменений (депрессии или подъема) уровня сегмента ST.

Место расположения ЭКГ-электродов, а также направление и амплитуда изменения сегмента ST указывают на зону сердца, подвергаемую риску, и возможную степень повреждения. Вероятность выявления эпизодов ишемии и участков их расположения увеличивается с количеством используемых отведений ЭКГ, соответствующим выбором отведений ЭКГ, и правильным размещением электродов соответствующего отведения.

Стандартный подход для определения измеренного значения сегмента ST заключается в измерении разности напряжения между значением в точке J или точке, расположенной через 60 или 80 миллисекунд (мс) после точки, J и изоэлектрической линей (см. фиг. 1: Вставка A). Изоэлектрическая линия находится либо между зубцами P и Q (интервал P-R) либо перед зубцом P (интервал T-P). Значения измерения сегмента ST могут быть выражены в милливольтах (мВ), микровольтах (мкВ) или миллиметрах (мм). Поскольку стандартные записи ЭКГ (вывод на бумагу) обычно наносятся в масштабе 10 мм на 1 мВ, то 1-миллимитровое изменение сегмента ST представляет изменение напряжения на 0,1 мВ. Положительное значение представляет подъем сегмента ST, а отрицательное значение представляет депрессию сегмента ST. Изменения сегмента ST более чем на 1 мм (или 0,1 мВ) в целом считают значительными.

Далее приведена типичная терминология, используемая в литературе при описании острого инфаркта миокарда (ОИМ) и острого коронарного синдрома (ОКС). ОКС включает три типа заболевания коронарных артерий, развивающихся в результате внезапного разрыва атеросклеротической бляшки внутри коронарной артерии. Типы ОКС включают: нестабильную стенокардию (НС); инфаркт миокарда без подъема сегмента ST (NSTEMI) и инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST (STEMI). Место окклюзии, длительность нарушения кровообращения и объем повреждения определяют тип острого коронарного синдрома. Инфаркт миокарда (ИМ) является основной причиной смерти и инвалидности в мире. Только в Соединенных Штатах более одного миллиона случаев госпитализаций происходят в связи с ОКС, из которых более половины происходят в связи с острым инфарктом миокарда (ОИМ), включая приблизительно две трети случаев по причине NSTEMI и остальные случаи по причине STEMI.

Согласно текущему консенсусному документу (Тюгесен и др., совместная рабочая группа ЕОК/ФАКК/ААС/ВФС для переобозначения инфаркта миокарда. Универсальное определение инфаркта миокарда. Ж Ам Колл Кардиол 2007;50:2173-95, (Thygesen et al., Joint ESC/ACCF/AHA/WHF Task Force for the Redefinition of Myocardial Infarction. Universal definition of myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 2007;50:2173-95)) Европейского общества кардиологов (ЕОК)/Фонда Американской кардиологической коллегии (ФАКК)/Американской ассоциация сердца (ААС)/Всемирной федерации сердца (ВФС), критериями STEMI для стандартной ЭКГ с 12 отведениями являются следующие: подъем сегмента ST, измеренного в точке J в двух смежных отведениях со значением 0,2 мВ (или 2 мм) для мужчин или 0,15 мВ (или 1,5 мм) для женщин в отведениях V2, V3 и/или 0,1 мВ (или 1 мм) в других 10 отведениях. 10 смежных пар отведений: (aVL, I), (I, -aVR), (-aVR, II), (II, aVF), (aVF, III), (V1, V2), (V2, V3), (V3, V4), (V4, V5), (V5, V6). Критерии для правосторонних и задних отведений представлены в научном информационном документе ААС/ФАКК/ОРС (Общество Ритма Сердца) (Вагнер и др., ААС/ФАКК/ОРС Рекомендации для стандартизации и интерпретации электрокардиограммы Часть VI: Острая ишемия/Инфаркт. Выпуск 2009;119:e262-e270, (Wagner et al., AHA/ACCF/HRS Recommendations for the Standardization and Interpretation of the Electrocardiogram Part VI: Acute Ischemia/Infraction. Circulation 2009;119:e262-e270)).

Текущие практические рекомендации по ведению пациентов с ОИМ направлены на оптимизацию лечения и последствий для таких пациентов. Для пациентов с STEMI, поскольку инфаркт-связанная артерия, как правило, полностью оклюзирована, цель лечения заключается в достижении нормального коронарного кровотока и в скорейшем прекращении развития инфаркта. Эффективные варианты реперфузионной терапии включают внутривенную тромболитическую терапию и чрескожное коронарное вмешательство (ЧКВ). В частности, текущие практические рекомендации для пациентов с STEMI следующие: (1) для больницы с возможностью осуществления ЧКВ с первоначальным ЧКВ в течение 90 минут или при первичном медицинском контакте, и (2) для больницы без возможности осуществления ЧКВ с фибринолитической терапией в течение 30 минут после обращения в больницу, при отсутствии противопоказаний для ее проведения. Независимо от способа реперфузии, основная схема заключается в минимизации общего времени нахождения ткани в ишемизированном состоянии, которое определено, как время с момента появления симптомов STEMI и до начала реперфузии.

Для эффективного ведения пациентов с STEMI для достижения заявленных целей лечения существенной является быстрая и точная постановка диагноза (выявление ОИМ). Поскольку биохимические маркеры ОИМ могут появиться не сразу после появления симптомов, первоначальный диагноз и решение о реперфузионном лечении часто принимают на основе клинических симптомов и результатов стандартной ЭКГ с 12 отведениями. Однако у пациентов с симптомами, указывающими на ОКС, используемые в настоящий момент критерии диагностики с использованием ЭКГ с 12 отведениями определяют STEMI с высокой точностью, но низкой чувствительностью. В одной научной работе (2005 Международная консенсусная конференция Часть 5: Острые коронарные синдромы. Выпуск 2005;112:III55-III72, (2005 International Consensus Conference Part 5: Acute Coronary Syndromes. Circulation 2005;112:III55-III72)), с учетом принятия результатов госпитализации врачами неотложной помощи с применением ЭКГ с 12 отведениями, без учета влияния на результаты исследования уровня биомаркеров, был установлен диагноз STEMI с низкой чувствительностью 42% (95% CI, 32% - 52%), но с высокой точностью 99,7% (95% CI, 98% - 99,9%). Следовательно, множество пациентов с ложноотрицательными результатами могут не получить оптимальную терапию и ее потенциальную пользу.

Одна из причин низкой чувствительности заключается в том, что от обширных зон поверхности грудной клетки не проводятся измерения шестью грудными отведениями (V1-V6), расположенными в предварительно выбранных местах в стандартной ЭКГ с 12 отведениями. Ввиду этого, диагностика с помощью ЭКГ ОИМ потенциально может быть оптимизирована путем добавления задних торакальных и/или правосторонних грудных отведений; или путем записи электрических потенциалов с использованием матриц отведений вокруг туловища, что называется маппингом потенциалов поверхности тела (МППТ). В одной научной работе (Орнато и др., маппинг поверхности тела в сравнении с электрокардиографией с 12 отведениями для выявления инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST. Ам Ж Эмерг Мед 2009;27(7):779-784, (Ornato et al., Body surface mapping vs 12-lead electrocardiography to detect ST-elevation myocardial infarction. Am J Emerg Med 2009;27(7):779-784)), система маппинга с 80 отведениями использовалась для более эффективного выявления STEMI у пациентов. В другой научной работе (Корнрич и др., Маппинг потенциалов поверхности тела в отношении изменений сегмента ST при остром инфаркте миокарда. Выпуск 1993;87:773-782, (Kornreich et al., Body surface potential mapping of ST segment changes in acute myocardial infarction. Circulation 1993;87:773-782)), на основе отличительных карт с 120 отведениями, полученных путем вычитания усредненной карты нормальных субъектов из усредненных карт с ИМ, были определены два места на туловище с наиболее значительными изменениями при подъеме и депрессии сегмента ST для каждой из трех групп с ИМ согласно области инфаркта (передняя, нижняя и задняя). Из этих шести мест расположения пять не были охвачены стандартными местами расположения грудных отведений. Улучшенная эффективность была показана с использованием последовательного дискриминантного анализа.

Эти научные работы демонстрируют, что добавление дополнительных электродов обладает потенциалом для улучшения эффективности выявления. Однако клиническое использование большого количества электродов является затруднительным по причине дополнительных расходов, комфорта для пациента и времени, связанного с получением результатов этих дополнительных отведений. Способы, которые требуют точного размещения дополнительных электродов на нестандартных местах расположения на туловище, также могут быть затруднительными для врачей. Более того, кардиологи, как правило, обучены интерпретировать широко распространенную ЭКГ с 12 отведениями, и им может быть неудобно ставить диагноз на основе альтернативных конфигураций ЭКГ-электродов.

Вместо получения данных непосредственно от дополнительных отведений, в другой научной работе (Хорачек и др., “Оптимальные электрокардиографические отведения для выявления острой ишемии миокарда”, Ж Электрокардиол 2001;34(Доп.):97-111, (Horáček et al., “Optimal electrocardiographic leads for detecting acute myocardial ischemia”, J Electrocardiol 2001;34(Suppl):97-111)), три отведения для конкретного сосуда (ОДКС) с наиболее чувствительными изменениями сегмента ST при острой ишемии были определены с использованием карт с 120 отведениями, записанных во время баллонной ангиопластики левой передней нисходящей артерии (ЛПНА), правой коронарной артерии (ПКА), и левой огибающей коронарной артерии (ЛОА). Для каждой окклюзии артерии, точки сегмента ST с наибольшими подъемом и депрессией были определены с использованием усредненных карт ΔST. Каждая отдельная карта ΔST была получена путем вычитания карты изолинии (до введения баллонного катетера) из карты на пике раздува баллона. Из того же набора данных маппинга с 120 отведениями были использованы три линейных уравнения для получения биполярных ОКС: ПКА, ЛОА, и ПКА, из ЭКГ с 12 отведениями с применением стандартного метода наименьших квадратов. Линейная дискриминантная функция была использована как классификатор для выявления STEMI.

Сложность применения данного подхода в экстренных клинических случаях заключается в том, что для анализа ΔST (сегмента ST) необходимо наличие изолинии на ЭКГ, но при ОКС пациентов с острой сердечной патологией снятие ЭКГ и получение изолинии обычно недоступно. Напротив, решения, выносимые на клиническом уровне при оказании неотложной медицинской помощи, как правило, основаны только на изучении ЭКГ, снятой при поступлении пациента. Кроме того, поскольку дискриминантный классификатор не виден для врача, ему будет трудно независимо проверить результат выявления, выполненного системой. Врачи предпочитают знать пороговые значения выявления для ОДКС и могут делать независимое заключение, подобное используемым в настоящее время критериям STEMI.

В последующем исследовании (Хорачек и др., “Выявление ишемии миокарда с помощью отведений для конкретного сосуда, полученных из электрокардиограммы с 12 отведениями и ее разновидностей”, Ж Электрокардиол 2008;41:508-517, (Horáček et al., “Detection of myocardial ischemia by vessel-specific leads derived from the 12-lead electrocardiogram and its subsets”, J Electrocardiol 2008;41:508-517)), независимый расширенный набор МППТ Далхаузи с 120 отведениями был использован для получения трех линейных уравнений ОКС. Оптимальное единое, независимое от пола, пороговое значение выявления для всех ОКС было также определено для выявления острой ишемии. В случае применения критериев STEMI на условном ЭКГ с 12 отведениями, изменения ST были выявлены как зависящие как от пола, так и от отведения.

Подходы, раскрытые в настоящем документе, улучшают точность интерпретации ЭКГ с 12 отведениями для идентификации острой ишемии. Результаты теста, представленные в настоящем документе, свидетельствуют о том, что раскрытые подходы делают более эффективным выявление STEMI у пациентов (например, достижение большей чувствительности не в ущерб точности), так что эти пациенты с ложноотрицательными результатами могут также получить оптимальную терапию. Раскрытые подходы включают различные аспекты, описанные далее в настоящем документе.

В некоторых аспектах, раскрытые подходы используют пиковые данные напрямую для идентификации мест на туловище с максимальными изменениями ST при ОИМ, вместо использования изменений ST, относительно изолинии на ЭКГ. При оказании неотложной медицинской помощи запись ЭКГ с анализом изолинии, как правило, не доступна . Определение мест на туловище с использованием пиковых данных, как раскрыто в настоящем документе, сопоставимо с данными ЭКГ, фактически доступно в обычном учреждении неотложной помощи.

Наиболее чувствительные отведения могут быть записаны напрямую, как биполярные отведения с электродами, расположенными в оптимальных местах. Однако в подходах, раскрытых в настоящем документе, эти отведения получены из обычной ЭКГ с 12 отведениями. Предпочтительно, дополнительные физические электроды не используются помимо обычной стандартной ЭКГ с 12 отведениями (или Mason-Likar).

В вариантах реализации, раскрытых в настоящем документе, наборы коэффициентов преобразования для ОДКС генерируют для стандартных мест расположения электрода и мест расположения электрода по типу Mason-Likar. В целом, полученные ЭКГ, ввиду разных мест расположения 12 отведений (стандартное в сравнении с Mason-Likar), не являются одинаковыми.

При необходимости, в дополнение к обеспечению улучшенного выявления STEMI, полученные формы волн ОДКС также предоставляют для отображения и отслеживания изменений ST. Это обеспечивает врачу знакомый формат вывода записи отведения.

В некоторых вариантах реализации, вместо использования классификации на основе дискриминантной функции, пороговые значения выявления основаны на уровнях ST непосредственно ОДКС. Вместе с предоставленными колебаниями ОДКС, врачи могут независимо проверить результат выявления STEMI, используя рекомендуемые пороговые значения выявления.

Некоторые варианты реализации, раскрытые в настоящем документе, используют пределы для конкретного отведения вместо одного и того же порогового значения для всех ОДКС для более эффективного выявления в дальнейшем. Этот подход учитывает возможность того, что различные отведения ЭКГ имеют амплитуду отличий, например, в зависимости от их расстояния от сердца. Для оптимальной эффективности выявления пороговые значения, при необходимости, регулируют на основе силы сигнала.

Дополнительно или в качестве альтернативы, полученные ОДКС могут быть масштабированы так, что одни и те же пороговые значения STEMI могут быть использованы для выявления ОИМ на основе ОДКС. Например, если пороговое значение 110 мкВ (вместо 100 мкВ) способствует улучшенному выявлению для заданного отведения, тогда отведение может быть пропорционально уменьшено путем деления сигнала (или измеренного значения ST) на 1,1, так что 100 мкВ могут быть использованы в качестве порогового значения, подобного некоторым из значений, используемых в критериях STEMI. В дополнение, врачу также намного легче визуально проверить записанную ЭКГ для порогового значения 100 мкВ, чем для предела 110 мкВ.

Кроме того, некоторые варианты реализации, раскрытые в настоящем документе, применяют специфические для конкретного пола пороговые значения для отображения того, что изменения ST для женщин обычно меньше, чем для мужчин. В настоящем документе установлено, что улучшенная эффективность может быть получена, если пороговые значения выявления являются специфическими для конкретного пола.

Вновь ссылаясь на фиг. 1, в иллюстративных вариантах реализации, раскрытых в настоящем документе, субъект 10, который, как правило, является пациентом, обследованным в рамках оказания неотложной медицинской помощи, например, в карете скорой помощи, в палате интенсивной терапии приемного отделения, в отделении интенсивной терапии (ОИТ), в отделении кардиореанимации (ОК) или т. п., и мониторинг состояния которого выполняют посредством монитора 12 пациента, выполненного с возможностью получения данных ЭКГ (или, в качестве альтернативы, с помощью системы ЭКГ специального назначения; в более общем смысле, устройство 12 может представлять собой любое ЭКГ-устройство, которое осуществляет анализ сегмента ST на основе ЭКГ с 12 отведениями для выявления ишемии, таким как прикроватный монитор, кардиодефибриллятор, кардиограф, система для стрессового исследования, монитор телеметрических данных, или холтеровский монитор). С этой целью, набор 14 ЭКГ-электродов с 12 отведениями функционально подключен к субъекту 10. Набор 14 электродов с 12 отведениями может иметь стандартную схему с 12 отведениями (Вставка B) или схему по типу Mason-Likar (Вставка C). Также предполагается использование раскрытого подхода с другими схемами типовых отведений такими, как схема EASI, с подходящим обучением на таком отведении, как описано в настоящем документе, например, со ссылкой на фиг. 2. Монитор 12 пациента (или система ЭКГ специального назначения) содержит устройство для обработки электронных данных, содержащее микропроцессор, микроконтроллер или подобное устройство, которое исполняет программное или программно-аппаратное обеспечение, реализующее устройство 20 для выявления острой ишемии, выполняющее операции, раскрытые в настоящем документе, в режиме онлайн (например, со ссылкой на фиг. 3) с применением некоторых параметров, обученных в режиме офлайн (например, преобразования 12 отведений в ОДКС, параметры для конкретного ОДКС и необязательные коэффициенты масштабирования ОДКС), обученные так, как указано в настоящем документе (например, со ссылкой на фиг. 2), некоторые из которых, при необходимости, являются специфическими относительно места расположения отведения (например, стандартная в сравнении с Mason-Likar) и/или специфическими для конкретного пола (так что пол субъекта 10 представляет собой другие входные данные устройства 20 для выявления острой ишемии). Монитор 12 пациента (или система ЭКГ специального назначения) содержит дисплейную часть 22, с помощью которой отображается результат устройства 20 для выявления острой ишемии. В дополнение к иллюстративной дисплейной части 22, или возможно вместо нее, результат может быть напечатан с помощью принтера (не показан). Этот результат может, например, содержать сигнал тревоги или предупреждение, выдаваемое при выявлении острой ишемии (дополнительно или в качестве альтернативы может быть выдан звуковой сигнал тревоги или предупреждение). При необходимости, результат также может включать графические записи от отведений для конкретного сосуда (ОДКС), сгенерированные устройством для выявления острой ишемии из ЭКГ с 12 отведениями. Кроме того, монитор 12 пациента (или система ЭКГ специального назначения) может, при необходимости, отображать записи отведений ЭКГ с 12 отведениями (или выбранные записи этих 12 отведений) и, если устройство является многофункциональным монитором пациента, монитор 12 пациента может дополнительно или в качестве альтернативы отображать другие данные о пациенте (например, данные другого датчика физиологического параметра, например артериального давления, SpO₂ и т. д.) или т. п.

Вкратце ссылаясь на фиг. 2, обработка 30 в режиме офлайн влечет за собой существенную вычислительную нагрузку, например, обработка данных, выполняемая с помощью массивов 32 данных маппинга потенциалов поверхности тела (МППТ), где каждый МППТ включает (например) данные для 120 отведений, полученные от субъекта с окклюзией различных коронарных артерий, и с дальнейшей оптимизацией параметров для конкретного ОДКС для обучающего массива из массива 34 данных ЭКГ с 12 отведениями. Ввиду этой существенной вычислительной нагрузки, обработка 30 в режиме офлайн подходящим образом осуществляется достаточно мощным устройством 40 для обработки электронных данных (схематически изображенном на фиг. 2), таким, как стационарный компьютер, сетевой серверный компьютер, компьютерный кластер, ресурс облачного вычисления или т. п.

Следует также отметить, что устройство 20 для выявления острой ишемии, изображенное на фиг. 1 и 3, может быть реализовано в виде некратковременного носителя для хранения данных, хранящего программное или программно-аппаратное обеспечение, исполняемое монитором 12 пациента, ЭКГ специального назначения или другим устройством для обработки электронных данных, для выполнения раскрытой обработки устройством для выявления острой ишемии в режиме онлайн. Подобным образом, обработка 30 в режиме офлайн, изображенная на фиг. 2, может быть реализована в виде некратковременного носителя для хранения данных, хранящего программное или программно-аппаратное обеспечение, исполняемое компьютером 40 или другим устройством для обработки электронных данных для выполнения раскрытой обработки 30 в режиме офлайн. Некратковременный носитель для хранения данных может, например, включать жесткий диск, матрицу RAID-дисков или другое магнитное запоминающее устройство, и/или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), флэш-накопитель или другой электронный носитель данных и/или оптический диск или другой оптический носитель данных и т. д.

Подходы, раскрытые в настоящем документе, улучшают эффективность выявления острой ишемии по сравнению с используемыми в настоящее время критериями STEMI путем использования критериев на основе 3 отведений для конкретного сосуда (ОДКС), получаемых из ЭКГ с 12 отведениями. В иллюстративных вариантах реализации, обработку 30 в режиме офлайн применяют для генерирования преобразований 50 ЭКГ с 12 отведениями в ОДКС, пороговых значений 60 ST и необязательных коэффициентов 64 масштабирования отведения (см. фиг. 2), которые затем используют во время обработки в режиме онлайн конкретного пациента, выполняемого устройством 20 с целью диагностики острой ишемии (см. фиг. 3).

В одном варианте реализации обработка 30 в режиме офлайн включает следующее. Места расположения на поверхности тела определены с наибольшим подъемом и депрессией сегмента ST при окклюзии каждой из трех основных коронарных артерий ЛПНА, ЛОА и ПКА. Данные 32 о маппинге потенциалов поверхности тела (МППТ), полученные во время процедуры чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) с раздувом баллона и/или при остром инфаркте миокарда (ОИМ) надлежащим образом используют при выполнении этой задачи. С этой целью, один или более массивов данных МППТ с окклюзированной ЛПНА предоставляются для определения оптимального конкретного места расположения ЛПНА; один или более массивов данных МППТ с окклюзированной ЛОА предоставляются для определения оптимального конкретного места расположения ЛОА; и один или более массивов данных МППТ с окклюдированной ПКА предоставляются для определения оптимального конкретного места расположения ПКА. Коэффициенты преобразования генерируют для трех линейных уравнений (или, в более широком смысле, преобразований) 50, используемых для получения ОДКС из ЭКГ с 12 отведениями с использованием метода наименьших квадратов. Массив 36 данных МППТ используют для получения массива устойчивых коэффициентов. Дополнительные массивы 34 данных острой ишемии с 12 отведениями используют для определения оптимальных пороговых значений 60 выявления острой ишемии для ОКС. Подходящие измерения эффективности для такой оптимизации включают определение чувствительности и точности. В одном подходе, улучшенную эффективность измеряют в качестве высокой чувствительности диагностирования без потерь высокой точности выявления, достигнутой критериями STEMI, в настоящий момент используемыми в клинической практике.

Вышеуказанную обработку 30 выполняют в режиме офлайн (т.е. до применения устройства 20 для выявления острой ишемии, например, с использованием иллюстративного компьютера 40). Для анализа в режиме онлайн, выполняемого устройством 20 для выявления острой ишемии, требуемую информацию из анализа 30 в режиме офлайн надлежащим образом предварительно сохраняют в мониторе 12 пациента. Эта информация включает следующее: преобразования 50, пороговые значения 60 и необязательные коэффициенты 64 масштабирования. Преобразования 50 надлежащим образом представлены в одном варианте реализации в виде двух массивов коэффициентов преобразования для получения трех отведений для конкретного сосуда: ЛПНА, ЛОА и ПКА. Один массив коэффициентов преобразования предназначен для стандартного места расположения ЭКГ-электродов с 12 отведениями, и другой массив коэффициентов преобразования предназначен для мест расположения ЭКГ-электродов с 12 отведениями по типу Mason-Likar. Каждый массив коэффициентов содержит 24 коэффициента (8 коэффициентов на одно отведение для 3 отведений). В иллюстративном варианте реализации, пороговые значения 60 включают шесть пороговых значений диагностирования, а именно два предела, специфических для конкретного пола, на ОДКС, с тремя ОДКС (ЛПНА, ЛОА и ПКА).

Фиг. 3 иллюстрирует проведение анализа в режиме онлайн, выполняемого прибором 20 для выявления острой ишемии, с использованием данных 70, полученных при измерении ЭКГ с 12 отведениями у диагностируемого субъекта 10. Анализ в режиме онлайн включает следующее. Три ОКС получены из трех линейных уравнений (или преобразований) 50 с использованием массива из 24 коэффициентов (полученных в процессе обработки 30 в режиме офлайн) и восьми отведений ЭКГ для ввода (II, III, V1,…,V6) данных 70 ЭКГ, полученных для субъекта 10. (Соответствующие коэффициенты используют в зависимости от того, каким образом была получена данные 70 ЭКГ субъекта, с помощью стандартной схемы или схемы с 12 отведениями по типу Mason-Likar). В некоторых вариантах реализации получаемые сигналы ОДКС могут быть, при необходимости, пересчитаны с применением коэффициентов 64 масштабирования. Измерения ST для трех ОДКС затем выполняют, например, с применением доступного алгоритма измерения параметров ST монитора 12 пациента (или системы ЭКГ специального назначения), который уже предоставлен для выполнения измерений ST на данных ЭКГ с 12 отведениями. Такие же уравнения могут быть также использованы для непосредственного получения измерений ST для ОДКС, если предоставлены измерения ST для 8 отведений ЭКГ для ввода. Измерения ST для трех ОДКС (ST_ЛПНА, ST_ЛОА, и ST_ПКА для отведений ЛПНА, ЛОА и ПКА соответственно) затем сверяют с предварительно сохраненными пороговыми значениями 60. Острую ишемию диагностируют, если любое ОДКС превышает пороговое значения для конкретного пола и отведения.

После обзора раскрытых технологий выявления острой ишемии со ссылкой на фиг. 1-3, далее описаны некоторые более конкретные иллюстративные примеры, начиная с иллюстративных примеров обработки 30 в режиме офлайн, изображенной на фиг. 2.

Шесть мест расположения на туловище для трех биполярных ОДКС определяют следующим образом. Сперва определяют места на поверхности тела с наиболее высоким подъемом и депрессией сегмента ST при окклюзии каждой из трех основных коронарных артерий ЛПНА, ЛОА и ПКА. Места расположения на туловище с наибольшим подъемом и депрессией для ЛПНА, ЛОА и ПКА являются следующими и, и , и и , соответственно. С этой целью применяются массивы 32 данных МППТ, полученные во время процедуры чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) с раздувом баллона и/или при остром инфаркте миокарда (ОИМ). В данном выполняемом примере, массив данных маппинга ЭКГ с 12 отведениями, записанный в Университете Далхаузи при эпизодах острой ишемии, в процессе процедуры чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) с раздувом баллона на передней нисходящей артерии (ЛПНА; n = 32), правой коронарной артерии (ПКА n = 36), и левой огибающей артерии (ЛОА; n = 23) (см. Хорачек и др. “Оптимальные электрокардиографические отведения для выявления острой ишемии миокарда”, Ж Электрокардиол 2001;34(Доп.):97-111 (Horáček et al., “Optimal electrocardiographic leads for detecting acute myocardial ischemia”, J Electrocardiol 2001;34(Suppl):97-111)), использовался для идентификации 6 оптимальных мест на туловище. Карта раздува со средним пиком для окклюзии каждой артерии была получена путем усреднения данных 15 пациентов в каждой группе с наибольшими изменениями ST. Из этих трех карт ST были определены места расположения на туловище для шести ОКС.

Затем коэффициенты преобразования определяют для получения ОДКС с использованием следующего уравнения линейного преобразования (1):

(1)

В уравнении (1), шесть мест расположения на туловище для ОДКС формируют крайний левый столбец вектора 6x1. 8 независимых отведений ЭКГ (II, III, V1,…, V6) из ЭКГ с 12 отведениями формируют крайний правый вектор 8x1 уравнения (1). 48 коэффициентов преобразования , i = 1, …, 6 и j = 1, …, 8 формируют матрицу C преобразования 6x8 уравнения (1). Для определения коэффициентов преобразования, перечисленных в уравнении (1), применяют расширенный массив данных МППТ. В качестве примера, в одном текущем выполняемом определении расширенный массив МППТ Далхаузи с 120 отведениями (n=892) (см. Хорачек и др., “О разработке и тестировании преобразований для получения электрокардиограмм и векторкардиограмм с 12 отведениями/18 отведениями из уменьшенного набора отведений предиктора”, Ж Электрокардиол 2008;41:220-229, (Horáček et al., “On designing and testing transformations for derivation of standard 12-lead/18-lead electrocardiograms and vectorcardiograms from reduced sets of predictor leads”, J Electrocardiol 2008;41:220-229)) применяли для получения коэффициентов преобразования с применением стандартного метода регрессии наименьших квадратов. Оценочные показатели , i = 1, …, 6 и j = 1, …, 8 были выбраны для сведения к минимуму остаточной суммы квадратов на основе всех образцов доступных данных интервала QT для всех субъектов расширенного набора с применением стандартной процедуры для регрессии, как описано у Хорачека и др. выше.

В некоторых вариантах реализации получены два отдельных набора коэффициентов преобразования: один для стандартных мест расположения с 12 отведениями и один для мест расположения по типу Mason-Likar с 12 отведениями. В более широком смысле, преобразования для мест расположения других отведений могут быть определены аналогичным образом. Более того, когда в уравнении (1) используют линейное преобразование, также предполагаются другие топологии преобразования от 12 отведений при ОКС.

Далее получают три ОДКС. Три биполярных отведения для конкретного сосуда для ЛПНА, ЛОА и ПКА могут быть рассчитаны, как разница между положительными и отрицательными полюсами, как указано в уравнении (2):

(2)

В качестве альтернативы, если отведения на положительных и отрицательных полюсах не нужны, три отведения для конкретного сосуда могут быть непосредственно рассчитаны с использованием следующего уравнения (3):

(3)

Матрица T преобразования в уравнении (3) является матрицей 3x8 со всеми 24 элементами , i = 1, 2, 3 и j = 1, …, 8. В другом подходе, коэффициенты преобразования могут быть получены из уравнения (1) с применением следующего уравнения (4):

(4)

В качестве альтернативы, коэффициенты могут быть напрямую рассчитаны так же, как и коэффициенты в уравнении (1), как указано со ссылкой на уравнение (1).

Следует также отметить, что уравнения (2) и (3) могут быть использованы для расчета как форм зубцов ЭКГ для каждого образца ЭКГ для вывода, так и для значений ST для ОДКС.

Пороговые значения 60 для выявления острой ишемии оптимизируют в данном примере следующим образом. Максимальное значение трех отведений для конкретного сосуда определено, как:

= Макс (5)

где , , и являются значениями ST для отведений для конкретного сосуда ЛПНА, ЛОА, ПКА соответственно.

Выявление острой ишемии определяют путем сравнения максимального значения ST отведения для конкретного сосуда с применением 6 пределов, специфических для конкретного пола и конкретного сосуда , i = ЛПНА, ЛОА и ПКА, и j = женский пол, или мужской пол с использованием следующих выражений (6)-(8):

Если =
Положительное диагностирование, если (6) Если =
Положительное диагностирование, если (7) Если =
Положительное диагностирование, если (8)

Для определения оптимальных пороговых значений диагностирования применяют массивы 34 данных острой ишемии с 12 отведениями. Эти массивы 34 данных надлежащим образом маркируют в зависимости от того, относится ли каждый массив данных субъекта к острой ишемии, или же без острой ишемии. Чувствительность и точность являются подходящими критериями эффективности. Улучшенная эффективность может быть измерена как более высокая чувствительность диагностирования без потери высокой точности диагностирования, достигнутой критериями STEMI, в настоящее время используемыми в клинической практике.

Выполняемая в настоящее время оптимизация пороговых значений, используемая в массиве данных STAFF III (см. Хорачек и др. “Выявление ишемии миокарда с помощью отведений для конкретного сосуда, полученных из электрокардиограммы с 12 отведениями и ее разновидностей”, Ж Электрокардиол 2008;41:508-517, (Horáček et al., “Detection of myocardial ischemia by vessel-specific leads derived from the 12-lead electrocardiogram and its subsets”, J Electrocardiol 2008;41:508-517)), которая включает 99 пациентов, прошедших избирательную баллонную коронарную ангиопластику однососудистого поражения, включая ЛПНА (n=35), ПКА (n=47), и ЛОА (n=17). Стандартная ЭКГ с 12 отведениями была записана непрерывно во время длительного раздува баллона (среднее число = 5’27”, диапазон: 1’30” - 7’17”) и сегмент ST был измерен в точке J. При измерении эффективности выявления в части чувствительности и точности состоянием с изолинией (до введения катетера) считают (т.е. маркируют) «неишемическое» состояние и конец раздувания считают (т.е. маркируют) «ишемическим» состоянием.

Другая выполняемая в настоящее время оптимизация пороговых значений использует массив данных ОИМ Глазго (см. Мартин и др., “Анализ отклонения сегмента ST при получении электрокардиограммы с 12 отведениями в качестве помощи при постановке раннего диагноза ИМ”, Журнал американской коллегии кардиологов 2007;50:1021-1028, (Martin et al., “ST-segment deviation analysis of the admission 12-lead electrocardiogram as an aid to early diagnosis of MI”, JACC 2007;50:1021-1028)), которая состоит из 116 пациентов с ОКС с принятием ЭКГ с 12 отведениями. ОКС был подтвержден после проведения МРТ с улучшенным контрастированием у 58 пациентов. Измеренные значения сегмента STв точке J доступны для анализа.

При необходимости, рассчитывают ОДКС. В одном подходе, нормализованные ОДКС вычисляют, как указано в уравнении (9) для отведения ЛПНА:

(9)

и как показано в уравнении (10) для отведения ЛОА:

(10)

и как показано в уравнении (11) для отведения ПКА:

(11)

В уравнениях (9)-(11), коэффициенты масштабирования, i = ЛПНА, ЛОА или ПКА, и j = женский пол или мужской пол, используют для масштабирования ОДКС так, что одни и те же пороговые значения (200, 150, и 100 мкВ), используемые для критериев STEMI, также могут быть использованы для масштабированных ОКС. = 1,0, если масштабирование не требуется. Например, если 210 мкВ определены в качестве оптимального порогового значения для одного из ОДКС, то отведение может быть уменьшено масштабированием на коэффициент 1,05. После масштабирования отведения, оптимальным пороговым значением будет 200 мкВ для удовлетворения одному из пределов STEMI. Коэффициенты масштабирования определяют только после определения оптимальных пороговых значений.

Ниже по тексту представлены результаты эффективности для выполняемой в настоящее время обработки в режиме офлайн, которые основаны на коэффициентах преобразования, полученных из приведенных в качестве примера массивов данных, как описано выше. Результаты эффективности на выбранных приведенных в качестве примера массивах данных показаны на фиг. 4 и 5 для массива данных STAFF III и массива данных Глазго соответственно. На фиг. 4, пиковые результаты раздува нанесены с левой стороны, а результаты с изолинией нанесены с правой стороны. Подобным образом, на фиг. 5 результаты ОИМ представлены с левой стороны, а результаты без ОИМ показаны с правой стороны.

Для каждой записи ЭКГ максимальное значение ST из трех ОДКС нанесено в качестве точки данных согласно амплитуде ST в мкВ, как указано на оси y. Точки данных сгруппированы в соответствии с ОДКС вместе с максимальным значением ST. Первая группа ЛПНА, а следующие - ЛОА и ПКА. В каждой группе отведений есть четыре подгруппы: 1) положительное STEMI и мужской пол, 2) отрицательное STEMI и мужской пол, 3) положительное STEMI и женский пол, и 4) отрицательное STEMI и женский пол. Для данных, которые удовлетворяют текущим критериям STEMI, для лучшей визуализации к точке данных добавляют прямоугольник. Для данных со значениями, превышающими 500 мкВ, точка данных соответствует 500 мкВ, и предоставлено количество для указания текущего счета точек данных, превышающих значение 500 мкВ. Короткие нанесенные горизонтальные линии представляют эквивалент критериев STEMI: 200 мкВ для ЛПНА (мужской пол), 150 мкВ для ЛПНА (женский пол) и 100 мкВ для ЛОА и ПКА для обоих полов.

Точки данных выше пороговых значений на левой панели вычисляют, как истинно положительные (ИП), а точки выше пределов на правой панели вычисляют, как ложноположительные (ЛП). Результаты эффективности в отношении чувствительности и точности для различных пределов резюмированы в таблице 2. Соответствующие пороговые значения перечислены в таблице 3.

Таблица 2 - Краткий анализ STEMI в сравнении с ОДКС

Способ диагностирования Массив данных STAFF3 PTCA ОИМ Глазго Пиковый раздув
(n=99) ЭКГ с изолинией
(n=99) ОИМ
(n=58) Без ОИМ
(n=58) Чувствительность Точность Чувствительность Точность STEMI 60% (59/99) 97% (96/99) 43% (25/58) 98% (57/58) ОДКС 74% (73/99) 97% (96/99) 62% (36/58) 97% (56/58) ОДКС+ 74% (73/99) 97% (96/99) 62% (36/58) 98% (57/58) ОДКС++ 72% (71/99) 98% (97/99) 60% (35/58) 98% (57/58)

Таблица 3 - Пределы диагностирования для STEMI и ОДКС

Критерии диагностирования Пороговое значение (мкВ) ЛПНА (М/Ж) ЛОА (М/Ж) ПКА (М/Ж) STEMI 200/150 100/100 100/100 ОДКС 200/150 100/100 100/100 ОДКС+ 200/160 100/100 100/100 ОДКС++ 210/160 105/100 105/100

Из таблицы 2 видно, что при использовании эквивалентных пределов STEMI для определения острой ишемии на основе ОДКС, ОДКС имеют более высокую чувствительность, чем STEMI для обоих массивов данных с поддержанием одинаковой точности для массива данных STAFF III. Тем не менее, ОДКС имели еще один ложноположительный результат в отличие от STEMI (2 для ОДКС и 1 для STEMI). Это дополнительное ложноположительное диагностирование может быть устранено путем увеличения порогового значения ЛПНА для женщин с 150 до 160 мкВ. Эта настройка промаркирована, как ОДКС+. Следует отметить, что эта настройка не влияет на чувствительность диагностирования. Для дополнительной демонстрации того, что чувствительность диагностирования останется высокой даже с более высокими пороговыми значениями, пороговые значения, специфические для мужского пола, для всех отведений были увеличены на 5%. Эта настройка промаркирована, как ОДКС++ и представлена в таблице 3. Чувствительность и точность для этой настройки показаны в таблице 2. Следует отметить, что в массиве данных STAFF III было на два ложноотрицательных результата больше, а количество ложноположительных не изменилось. В массиве данных Глазго было на один лишний ложноотрицательный результат больше, а количество ложноположительных результатов не изменилось. Тем не менее, для обоих массивов данных даже с более высокими пороговыми значениями показатели чувствительности были все еще значительно лучше, чем показатели STEMI.

Предполагая, что были использованы ОДКС++, могут быть вычислены коэффициенты масштабирования, описанные в уравнениях (9)-(11). Значения ST уменьшают масштабированием так, что одни и те же пороговые значения, используемые в критериях STEMI, могут быть использованы для ОДКС для диагностирования острой ишемии.

Результаты теста, резюмированные в таблице 2, показывают, что раскрытый подход на основе ОДКС, полученных из ЭКГ с 12 отведениями, может идентифицировать острую ишемию миокарда в любом сосуде с лучшей диагностической эффективностью, чем существующие критерии ACC/ESC STEMI, применимые к одним и тем же 12 стандартным отведениям. На предельных значениях, подобных значениям, используемым для критериев STEMI, точность ОДКС остается высокой, тогда как чувствительность значительно увеличивается по сравнению с количеством, достигнутым используемыми в настоящее время критериями STEMI для обоих массивов данных. В реальной медицинской практике данная увеличенная чувствительность с отсутствием снижения точности позволит поставить точный диагноз пациентам с ИМ и подобрать соответствующее лечение, которое в настоящий момент предусмотрено только для пациентов с STEMI.

Далее описаны операции, используемые для анализа в режиме онлайн.

Входная информация для диагностирования острой ишемии в режиме онлайн содержит:

(1) место расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями - стандартное место расположения или место по типу Mason-Likar (если тип с 12 отведениями не предоставлен, то могут быть использованы стандартные настройки предварительно настроенной установки);

(2) пол пациента - мужской или женский (если не предусмотрено, то могут быть использованы стандартные настройки предварительно для пола, где можно выбрать «мужской пол» с получением более высокой точности или «женский пол» для получения более высокой чувствительности); и

(3) формы волн ЭКГ с 12 отведениями и/или измеренные значения ST с 12 отведениями.

Этап 1:

(a) из введенной ЭКГ с 12 отведениями вычисляют ЛПНА, ЛОА и ПКА ,, , , , и , используя уравнение (1) с предварительно сохраненным массивом C коэффициентов на основе указанного места расположения электрода с 12 отведениями; и

(b) из входных измеренных значений ST с 12 отведениями ввода вычисляют значения ST для этих отведений с применением того же массива коэффициентов и уравнения (1).

Этап 2:

(a) три ОДКС: , , и вычисляют с использованием или уравнения (2) с результатами с этапа 1.a или уравнения (3) из ЭКГ с 12 отведениями ввода с предварительно сохраненным массивом T коэффициентов для указанного места расположения электрода с 12 отведениями.

(b) Вычисляют три значения ST для ОДКС: , , и с применением или уравнения (2) с результатами ST с этапа 1.b или уравнения (3) из измерений ST с 12 отведениями ввода с предварительно сохраненным массивом T коэффициентов для указанного места расположения электрода с 12 отведениями.

Этап 3: если измеренные значения ST с 12 отведениями не предоставлены как часть ввода, получают измеренные значения ST как для ввода с 12 отведениями, так и для трех ОДКС с использованием существующей программы измерения ST в главном ЭКГ-устройстве.

Этап 4: вычисляют как ОДКС, так и соответствующие измеренные значения ST с применением уравнений (9)-(11) с предварительно сохраненными коэффициентами масштабирования , i = ЛПНА, ЛОА или ПКА, и j = женский или мужской пол в соответствии с введенным полом.

Этап 5: выполняют выявление острой ишемии согласно уравнениям (5)-(8), используя предварительно сохраненные пороговые значения согласно введенному полу.

В качестве примера показано одно возможное представление ОДКС с ЭКГ с 12 отведениями на фиг. 6. ЭКГ с 12 отведениями в его стандартном формате 3x4 показан сверху, а три ОДКС показаны в нижней части, обычно предназначенной для полос записи ритма. Измеренные значения ST также отображены рядом с маркировками отведений для облегченной проверки.

Настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты реализации. Модификации и изменения могут осуществляться после прочтения и понимания предшествующего подробного описания. Предполагается, что настоящее изобретение будет толковаться, как включающее в себя все такие модификации и изменения, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Группа изобретений относится к медицине. Способ выявления острой ишемии осуществляют с помощью устройства для выявления острой ишемии. При этом получают данные электрокардиографа (ЭКГ) с 12 отведениями для субъекта. С помощью устройства для обработки электронных данных применяют преобразования ЭКГ с 12 отведениями в отведения для конкретного сосуда (ОДКС) к данным ЭКГ с 12 отведениями для генерирования данных ОДКС для субъекта. Определяют значения ST для данных ОДКС. Принимают решение в отношении того, есть ли у субъекта острая ишемия, путем сравнения значений ST для ОДКС для отведений левой передней нисходящей артерии (ЛПНА), левой огибающей артерии (ЛОА) и правой коронарной артерии (ПКА) с соответствующими предварительно сохраненными пороговыми значениями ST для ОДКС. Выдают сигнал тревоги или предупреждения о наличии острой ишемии, если принято решение о том, что у субъекта есть острая ишемия. Принятие решения не основано на данных ЭКГ с 12 отведениями, относящихся к изолинии, для которых известно, что они не указывают на острую ишемию. Принятие решения включает выбор пороговых значений ST для ОДКС на основе пола субъекта, для которого получены данные ЭКГ с 12 отведениями. Достигается повышенная точность интерпретации ЭКГ с 12 отведениями для идентификации острой ишемии, а также выявление острой ишемии с использованием ЭКГ с 12 отведениями с меньшим количеством ложноотрицательных результатов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

1. Устройство для выявления острой ишемии, содержащее:

электрокардиографическое (ЭКГ) устройство (12) с 12 отведениями и

устройство (12) для обработки электронных данных, запрограммированное на выполнение операций, включающих:

применение преобразований (50) ЭКГ с 12 отведениями в ЭКГ с отведениями для конкретного сосуда (ОДКС) к данным ЭКГ с 12 отведениями, полученным указанным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, для генерирования данных ОДКС,

определение значений ST для данных ОДКС и

принятие решения относительно того, указывают ли данные ЭКГ с 12 отведениями, полученные указанным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, на наличие острой ишемии, путем сравнения значений ST для ОДКС для отведений левой передней нисходящей артерии (ЛПНА), левой огибающей артерии (ЛОА) и правой коронарной артерии (ПКА) с соответствующими предварительно сохраненными пороговыми значениями (60) ST для ОДКС;

дисплейную часть (22), выполненную с возможностью отображения сигнала тревоги или предупреждения об острой ишемии, если принято решение о том, что данные ЭКГ с 12 отведениями, полученные указанным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, указывают на острую ишемию,

причем принятие решения не основано на данных ЭКГ с 12 отведениями, относящихся к изолинии, для которых известно, что они не указывают на острую ишемию,

причем принятие решения включает выбор пороговых значений (60) ST для ОДКС на основе пола субъекта, для которого получены данные ЭКГ с 12 отведениями.

2. Устройство для выявления острой ишемии по п. 1, в котором указанное применение включает выбор преобразований (50) ЭКГ с 12 отведениями в ОДКС для стандартного места расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями или места расположения электрода с 12 отведениями по типу Mason-Likar на основе места расположения ЭКГ-электрода с 12 отведениями, используемого для получения данных ЭКГ с 12 отведениями.

3. Устройство для выявления острой ишемии по любому из пп. 1, 2, в котором указанное применение включает:

применение ЭКГ с 12 отведениями к преобразованию (50) левой передней нисходящей артерии (ЛПНА) к данным ЭКГ с 12 отведениями, полученным указанным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, для генерирования данных отведения ЛПНА;

применение ЭКГ с 12 отведениями к преобразованию (50) левой огибающей артерии (ЛОА) к данным ЭКГ с 12 отведениями, полученным указанным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, для генерирования данных отведения ЛОА; и

применение ЭКГ с 12 отведениями к преобразованию (50) правой коронарной артерии (ПКА) к данным ЭКГ с 12 отведениями, полученным указанным ЭКГ-устройством с 12 отведениями, для генерирования данных отведения ПКА.

4. Устройство для выявления острой ишемии по любому из пп. 1-3, в котором дисплейная часть (22) также выполнена с возможностью отображения генерируемых данных ОДКС в виде полос ОДКС.

5. Устройство для выявления острой ишемии по любому из пп. 1-4, которое также содержит:

устройство (40) для обработки электронных данных, запрограммированное на выполнение операций в режиме офлайн, заключающихся в:

генерировании карты ST для каждого ОДКС на основе по меньшей мере одного массива данных маппинга потенциалов поверхности тела (МППТ), полученного с окклюзией коронарной артерии, соответствующей ОДКС;

идентификации мест расположения для каждого ОДКС, в которых карта ST показывает максимальные значения подъема и максимальные значения депрессии сегмента ST; и

определении преобразований (50) ЭКГ с 12 отведениями в ОДКС с применением по меньшей мере одного массива данных МППТ и идентифицированных мест расположения для каждого ОДКС.

6. Устройство для выявления острой ишемии по п. 5, в котором устройство (40) для обработки электронных данных запрограммировано на выполнение следующих операций в режиме офлайн:

оптимизация пороговых значений (60) ST для отведений ОДКС для принятия оптимального решения в отношении острой ишемии для обучающих данных ЭКГ с 12 отведениями, промаркированных в отношении того, представлены ли обучающие данные для субъекта с острой ишемией или без острой ишемии.

7. Способ выявления острой ишемии, включающий:

получение данных электрокардиографа (ЭКГ) с 12 отведениями для субъекта (10);

применение (50) преобразований ЭКГ с 12 отведениями в отведения для конкретного сосуда (ОДКС) к данным ЭКГ с 12 отведениями для генерирования данных ОДКС для субъекта (10);

определение значений ST для данных ОДКС;

принятие решения в отношении того, есть ли у субъекта (10) острая ишемия, путем сравнения значений ST для ОДКС для отведений левой передней нисходящей артерии (ЛПНА), левой огибающей артерии (ЛОА) и правой коронарной артерии (ПКА) с соответствующими предварительно сохраненными пороговыми значениями (60) ST для ОДКС;

выдачу сигнала тревоги или предупреждения о наличии острой ишемии, если принято решение о том, что у субъекта (10) есть острая ишемия,

причем принятие решения не основано на данных ЭКГ с 12 отведениями, относящихся к изолинии, для которых известно, что они не указывают на острую ишемию,

причем принятие решения включает выбор пороговых значений (60) ST для ОДКС на основе пола субъекта, для которого получены данные ЭКГ с 12 отведениями.

8. Способ выявления острой ишемии по п. 7, в котором указанные операции применения и определения выполняют для генерирования и определения значений ST для данных ОДКС, включая данные отведения для левой передней нисходящей артерии (ЛПНА), левой огибающей артерии (ЛОА) и правой коронарной артерии (ПКА).