Изобретение относится к медицинским Диагностическим приборам и может быть использовано в технической диагностике.
Известны устройства для диагностики заболеваний, содержащие блок выделения информативных признаков, блок выборки экстремальных значений, блок эталонов, решающий блок, блок вычисления вероятностей, множительный блок, запоминающие блоки, преобразователь, переключатели, синхронизатор, щифратор, селекторы, коммутаторы, счетчик, усилители И логические элементы.
Предложенное устройство отличается от известных тем, что с целью расщирения его функциональных возможностей в нем входы устройства через усилители, суммиру ощий элемент, блок выделения информативных признаков и преобразователь связаны с синхронизатором и блоком выборки экстремальных значений, выходы которого через блоки эталонов соединены со входами коммутатора, выходы его соединены со входами блока синхронизации, выходы которого через селекторы и переключатели связаны со -входами решающего блока, соединенного со входом счетчика,. и с запоминающим блоком, выходы запоминающего блока и счетчика соединены со входами блока вычисления вероятностей и сравнивающего элемента, выходы которого связаны со входами вентиля и щифратора, его выходы
соединены со входом коммутатора и с другим входом вентиля, выход которого через переключатель связан со входом печатающего устройства, другой вход переключателя соединен
с выходом множительного блока, связанного одним входом через запоминающий блок с блоком вычисления вероятностей и с запоминающим блоком весовых коэффициентов. Устройство предназначено для автоматической диагностики и прогнозирования течения заболеваний сердечно-сосудистой системы по комплексу PQRST электрокардиограммы, сфигмограмме, баллистокардиограмме и другим кардиограммам.
В Предлагаемом вычислительном диагностическом устройстве эта цель достигается путем сопоставления сигналов электрокардиограммы, сфигмограммы и других кардиограмм с рядом хранящихся в памяти эталонов нормы и патологий на различных этапах развития
р/н/ .РЫН)Р(Н)
f(n/y) - р (у///) Р(Н)+Р (/Я) Р (Н) рт,((nj)
(jjj/y) -р y,fJJ) р (п-)+р (y/Hj) р (Hj) Р()-условная вероятность гипотезы Яу (патология /), если им-ело место событие у; Р(у/П) нР(у/Н)-вероятности того, что вектор попадает в область dv dyi, dy, ..., dy. Р(Н), Р(П)-априорные вероятности нормы и патологий, значение которых выбирается с учетом возрастных, конституциональных, расовых и социальных особенностей, а также в зависимости от сезонных явлений, географического положения и других -признаков. Рассматривая вероятности гипотез (ЯуЯ) j , если имело место событие у, как отлошение мер, благоприятствующих данной гипотезе и мере общего числа равновозможных случаев, получим Р (у/Н) -y,f(y) Р (yin где Л - число параметров, описывающих каждый конкретный класс нормы или патологий при стандартном выборе начала отсчета. Функция f(r/) определяется как П, если ,(П1) I о при всех прочих значениях, где . и traax-экстремальные значения одноименных параметров множества кардиограмм, представляющих каждый конкретный класс патологии, при выбранном способе представления кардиограмм. Так как в каждом /-ом столбце матрицы «вероятности патологии расписаны с учетом по каждому из т испытаний, то задача выбора из наиболее вероятной патологии может быть сведена к выбору максимальных значений «вероятностей в каждом столбце, распределение которых и даст нам «вероятностный ряд патологий. Схема устройства для диагностики показана на чертеже. Сущность изобретения описана на примере автоматической диагностики по электрокардиограмме, так как классификация электрокардиограммы является наиболее сложной классификацией кардиограмм. Сигналы электрокардиограмм ЭКГ во взаимно ортогональных отведениях через усилители 1-5 подаются на вход суммирующего элемента 4, реализующего функцию f(0 l/ f/ +t/i+t/§. преобразование нроизводится для того, чтобы исключить зависимость амплитуд и полярностей зубцов ЭКГ от положения сердца исследуемого и сократить объем вычислений. которого значительно колеблется даже в пределах каждого из конкретных классов нормы или патологий, что значительно затрудняет построение эталонов. Выделенный комплекс PQRST поступает на ВХОД преобразователя напряжение - время 5, с выхода которого получают группы модулированных по длительности импульсов. Каждый импульс представляет собой выраженное в единицах времени мгновенное значение текущей координаты электрокардиографического комплекса. Преобразователь 6 содержит запоминающее устройство для хранения и считывания без разрущения исследуемых кардиограмм. С выхода преобразователя 6 импульсные посылки поступают на блок синхронизации 7. Одновременно туда же через коммутатор 8, управляемый щифратором Р, поступают носылки модулированных но длительности импульсов, отображающих во времени минимальное и максимальное значения ординат эталонных сигналов. Блок синхронизации 7 предназначен для приведения к нулю фазового сдвига передних фронтов импульсных посылок, отображающих исследуемую кардиограмму .по эталонам относительно стандартного начала отсчета. Коммутатор 8 необходим для управления порядком считывания эталонов в блок синхронизации 7 путем задания закона считывания на шифраторе 9. Эталоны устроены следующим образом. Память эталонов состоит из двух каналов, в каждом из которых последовательно .представлены эталоны ЭКГ, характеризующие нормальное и .патологическое состояния сердечнососудистой системы. Перед каждым из эталонов канала 10, 11, 12 записывается код, предназначенный для подачи команды на запоминание в оперативном запоминающем устройстве числа импульсов, представляющих данный эталон. Причем импульсы расположены непосредственно после управляющего сигнала и перед сигналом на подачу команды IB решающее устройство для реализации правила (III). Следующий управляющий сигнал в этом канале аналогичен первому. Первый управляющий сигнал эталонов канала 13, 14, 15 подготавливает коммутацию эталонов минимумов в .рещающее устройство 16 а второй управляющий сигнал служит для одновременной нодачи результатов реализации правила (III) в устройство 16 и числа из ОЗУ 17, характеризующего число ординат, описывающих данный эталон, в устройстве сравнения 18. Третий управляющий сигнал аналогичен первому. Управление осуществляется ири помощи переключающих устройств 19 и 20, входы которых так же, как и входы устройств 2.1 и 22, предназначенных для селекции управляющих сигналов, и задержки 23, предназначенной для компенсации временного сдвига
входе устройства 16, подключены к выходу блока синхронизации 7.
Блок 24, предназначенный для выборки экстремальных значений одноименных ординат внутри каждого конкретного класса кардиограмм, вход которого соединяется с выходом преобразователя 6 при немощи переключателя 25, подключен к устройству памяти эталонов. Блок 24 записывает в устройстве памяти эталонов канала 10, 11, 12 максимальные значения ординат во времени из всех значений каждой одноименной ординаты внутри каждого конкретного класса, а в устройстве памяти эталонов канала 13, 14, 15 минимальные значения ординат. Под «одноименными ординатами подразумеваются ординаты с одинаковым порядковым номером при стандартной системе отсчета.
Таким образом, каждая пара устройств Ю и 13; 11 и 14; 12 и 15 является эталоном. Число эталонов равно числу диагностируемых классов. Процесс построения минимальных и максимальных ординат эталонных сигналов ЭКГ является .периодом «обучения.
Выход решающего устройства 16 подключен ко входу счетчика совпадений 26, который фиксирует число совпадений исследуемой электрокардиограммы с эталонами, согласно правилу (П1). Выход счетчика совпадений / подключен к одному из входов устройства сравнения 18, на другой вход которого подается число, считываемое из памяти эталонов 10 13; 11, 14; 12 и 15 отображающее количество импульсов, описывающих эталоны при стандартной частоте квантования.
В случае, если выражение (I) равно единице, устройство сравнения 18 открывает вентиль 27, через который происходит считывание из шифратора 9 коммутатора эталонов номер соответствующего эталона, и выдача его через переключающее устройство 28, также управляемое от устройства сравнения 18, в печатающее устройство 29. В случае если выражение (I) не равно единице, сигналы со входов устройства сравнения 18 ответвляются -в блок вычисления вероятностей 30, и результат запоминается IB матрице оперативного запоминающего устройства 31, номер ячейки которого соответствует номеру эталона. Это повторяется п раз, где п - число эталонов). Выходы матрицы оперативного запоминающего устройства подключаются на один из входов множительного устройства 32, на другой вход которого подключен ВЫХОД матрицы долговременного запоминающего устройства 33, хранящего весовые коэффициенты информативности данного испытания (электрокардиограммы) по отношению к каждой конкретной патологии или норме, отображаемым эталонами, устройство 32 производит перемножение соответствующих вероятностей и «весовых коэффициентов.
мять эталонов, один из усилителей 1-5, а блок 5 выделения комплекса PQRST отключается. Устройство работает следующим образом.
Сигналы электрокардиограммы в трех взаимно ортогональных отведениях, поступающие от пациента или блока магнитной записи, усиливаются в усилителях (/-3, преобразуются в пространственный вектор ЭКГ в элементе 4,
из которого в блоке 5 выделяется комплекс PQRST, преобразуются во временные интервалы и запоминаются в преобразователе 6. С этого момента пациент или устройство магнитной залиси отключается, и сопоставление
комплекса с каждым из эталонов проводится считыванием без разрушения информации с преобразователя 6. Далее пространственный вектор комплекса PQRST электрокардиограммы поступает на вход блока 7. Одновременно
туда же поступает информация с устройств 10-15 через коммутатор 8, управляемый шифратором 9. С выхода блока 7 сфазированные относительно стандартной системы отсчета исследуемая электрокардиограмма и эталоны
поступают в устройства 19-23. Устройства 19 и 20 коммутируют эталонную информацию в устройства 17, 16 и 26 посредством управляемых сигналов, селектируемых из памяти эталонов устройствами 21, 22. Таким образом, на
ВХОД устройства сравнения 18 поступают кодовые отображения числа ординат исследуемой электрокардиограммы, для которых выполняется соотнощение (П1) и кодовое отображение числа ординат, описывающих данные эталоны.
В случае их совпадения сигнал с устройства сравнения 18 прекращает считывание эталонов, открывает вентиль 27 и устройство 28, через которые из шифратора 9 происходит считывание кода эталона в устройство 29 для выдачи на печать наименования вида Патологии,
с эталоном которого произошло совпадение.
В случае, если в устройстве 18 совпадения не
происходит, вентиль 27 закрыт, и считывание
эталонов для сравнения продолжается. Числа
с устройств 17 и счетчика 26 поступают в блок 30 для определения вероятности .по формуле (I).
С выхода блока 30 значения вероятностей записываются в устройство 31 в строку, номер
которой соответствует номеру эталона. И так для всех эталонов данной кардиограммы.
Процедура повторяется для других кардиограмм (например, БКГ, ФКГ) при этом отключается блок 5, а используется один из усилителей /-3 и заменяется память эталонов 10-15.
После проверки по всем кардиограммам значения вероятностей, записанные в устройстве 31, Перемножаются в устройстве 32 с «весовыми коэффициентами, хранящимися в устройстве 33. Затем через устройство 28 устройство 32 выдает на печать в устройство 29 вероятностный ряд, составленный из максимальных в каждом столбце устройства 32 значений
Выработка эталонов для каждой из кардиограмм может также производиться в данном устройстве, для чего переключатель 25 отключает от блока 7 выход преобразователя 6, включая его на вход блока 24, который выделяет экстремальные значения из множества одноименных ордияат каждой из кардиограмм, представленных для обучения на входы усилителей /-3 и запись их В устройстве памяти эталонов каналов.
Предмет изобретения
Устройство для диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы, содержащее блок выделения информативных признаков блок выборки экстремальных значений, блок эталонов, решающий блок, блок вычисления вероятностей, множительный блок, запоминающие блоки, .преобразователь, переключатели, синхронизатор, .шифратор, селекторы, коммутаторы, счетчик, усилители и логические элементы, отличающееся тем, что, с-целью расширения его функциональных возможностей.
в нем ВХОДЫ устройства через усилители, суммирующий элемент, блок выделения информативных признаков и преобразователь связаны с синхронизатором и блоком выборки экстремальных значений, выходы которого через блоки эталонов соединены со входами коммутатора, выходы его соединены со входами блока синхронизации, выходы которого через селекторы и Переключатели связаны со входами
решающего блока, соединенного со входом счетчика, и с запоминающим блоком, выходы запоминающего блока и счетчика соединены со входами блока вычисления вероятностей и сравнивающего элемента, выходы которого
связаны со входами вентиля и шифратора, его выходы соединены со входом коммутатора и с другим входом вентиля, выход которого через переключатель связан со входом печатающего устройства, другой вход переключателя
соединен с выходом множительного блока, связанного одним «ходом через запоминающий блок с блоком вычисления вероятностей и С запоминающим блоком весовых коэффициентов.
