Устройство для анализа электрокардиограмм Советский патент 1978 года по МПК A61B5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММ

1

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для анализа электрокардиограмм.

Известно устройство для анализа электрокардиограмм, содержащее блок ввода фиксированных отсчетов, блок оперативной памяти, блок выделения опорной точки, блок логического сглаживания, блок определения характерных временных точек ЭКГ, блок анализа вре.менных и амплитудных соотношений ЭКГ и блок диагностики.

Однако известное устройство не позволяет проводить широкие функциональные исследования и не обеспечивает автоматического определения подходящих для анализа желудочковых комплексов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и автоматическое определение подходящих для анализа желудочковых комплексов.

Для этого устройство имеет блок оценки помех, блок арифметического сглаживания, блок коррекции изолинии, блок определения экстрасистол, две двухвходовые схемы «ИЛИ, четырехвходовую схему «ИЛИ и схему «И.

На чертеже изображена блок-схема устройства для анализа электрокардиограмм.

Устройство содержит блок 1 ввода фикси-. рованных отсчетов, входом подключенный к первому выходу блока 2 выделения опорной точки и ко второму выходу блока 3 определения экстрасистол, а выход блока 1 соединен со входом блока 2 и с первым входом блока, 4 оперативной памяти, второй вход которого соединен с выходом схемы 5 «ИЛИ, а первый выход - со входом блока 6 оценки помех, с первым входом блока 7 арифметического сглаживания и с первым входом блока 8 логического сглаживания. Выход блока 8 соединен с первым входом схемы 5 и первым входом блока 9 определения характерных временных точек ЭКГ, выход которого соединен со вторым входом схемы 5 и первым входом блока 10 коррекции изолинии. Второй вход блока 9 соединен со входом блока 3, третьим выходом блока 2 и вторым входом блока 7, третий вход которого подключен ко второму выходу блока б. Схема 11 «ИЛИ первым входом соединена со вторым выходом блока 10, который вторым входом подключен к выходу блока 7 и второму входу схемы 12 «ИЛИ, первый вход которой соединен с первым выходом блока 10. Второй, третий и четвертый входы схемы 11 соединены соответственно с выходами блока 3, вторым выходом блока 2 и со вторым выходом блока 6. Устройство .также содержит схему 13 «И, первым входом соединенную со вторым выходом блока 4, вторым входом - с выходом схемы И, а выходом - с носледовательио соединенными блоком 4 .анализа временных и амплитудных соотношений ЭКГ и блоком 15 диагностики. Устройство работает следующим образом. На входы блоков 2 и 4 из блока 1 последовательно поступают, отсчеты анализируемой .электрокардиограммы, отстоящие друг от друга на 0,2 мм (4 мсек) в масштабе графика. В блоке 2 на каждом желудочковом комплексе анализируемого электрокардиографического отвёден.ия выделяются опорные точки. За опорную точку принимается номер v отсчета лу, после которого три первых разности Xy-ti -лГу, - Av+i и ..tv+3 - имеют значение не менее 0,5 . После определения опорной точки с первого выхода блока 2 на вход блока 1 поступает си1нал, по которому запрещается поступление отсчетов из блока 1 в блоки 2 и 4. Через m точек (ш подряд не анализируемых отсчетов) отсчеты квантованной электрокардиограммы вновь поспупают с выхода блока 1 в блоки 2 и 4. Вновь определяется опорпая точка. На участке записи одного электрокардиографического отведения должно быть определено заранее установленное число р желудочковых ко.мплексов, на которых необходимо найти опорные точки. Если количество найденных опорных точек меньще р, то один или больщее количество комплексов QRS являются низковольтными и со второго выхода блока 2 на третий вход схемы 11 «ИЛИ поступает сигнал запрещения - данное отведение не должно ана лизироваться. . . Номера V всех отсчетов, соответствующих опорным точкам с третьего выхода блока 2, заносятся в блоки 7, 3, 9. После определения р-ой опорной точки и очередного пропуска на m точек по сигналу, поступающему с первого выхода блока 2 па вход блока 1, осуществляется перемещение электрокардиограмм.ы в обратном нанравлении. Вновь определяются опорные точки, но только не в начале комплекса QRS, а в конце его - и номера отсчетов v, соответствующие найденным опорным точкам, с третьего. выхода блока 2 заносятся в,блоки 7, 3 и 9. В блоке 3 вычисляют разности у .-v, опреде ляются средние значения л--у .Iiii и производится сравнение разностей ct, (v-v), Если какая-либо разность превыщает наперед заданное число q, то соответствующий ей комплекс QRS не дол-жен анализироваться (так как это вероятнее всего экстрасистола). С выхода блока 3 на второй вход схемы 11 «ИЛИ при этом поступает сигнал запрещения, не позволяюп;ий анализировать экстрасистолические комплексы. По сигналу, поступающему со второго выхода блока 3 на блок 1, для дальнейщего ..анализа автоматически выбирается s-ый от начала электрокардиографического отведения же ДУД.ОЧКОВЫЙ Комплекс. В настоящем устройстве выбраны следующие константы т 50, р ----8, s 3, . Дальнейший анализ электрокардно|-ра.ммы осуществляется при остановленном лентонротяжном механизме блока 1, так как все необходимые для анализа отсчеты квантованной электрокардиогра.ммы содержатся в блоке 4. Отсчеты, начиная с отстоящего на к отсчетов от опорной точки V, с выхода блока 4 поступают на вход блока 6, и котором осуществляется скользящее усреднение отсчетов по п текущил; отсчета.i Xi,. ., x;-...JlAA±iL..xi,... -t- I V nI ..fj--- - -jt 6 I,..., X- -X определение разностей х ,-л. определение максимальзпачений 6f на участке из t теку(i. (i, i..y.j. Усредненная по всем найденным йу- величина s принимается за амплитуду помехи А.,|. Процедура продолжается до тех пор, пока не будет обработан отсчет х;; отстоящий от найденной в блоке 2 опорной точки на 6 мм (120 мсек). При А;,-,5 мм данный желудочковый комплекс не должен анализироваться, и на четвертый вход схемы 11 поступает сигнал запрета. С выхода блока 6 в блок 7 заносится значение амплитуды помехи и значения текущих средних к , xj, В настоящем устройстве выбраны следующие константы , , U5, i.9. В блоке 7, который начинает работать после выполнения всех вычислений в блоке 6, осуществляется арифметическое сглаживание участка, лежащего между отсчетами с номерами V-h и V-к. В блоке 7 производится определение разностей между теку1дими средними х, поступивщими из блока 6; вычисление разностей /.; х к и сравнение их с порогом, равным в настоящем устройстве 0,125 мм. При /J j отсчету х присваивается значение усредненного отсчета х/. При /) / отсчет Xi анализируется для выяснения: соответствует ли KI случайному выбросу или этот отсчет лежит на первом зубце комплекса QRS. Условия выброса: а) не более, чем для трех отсчетов подряд Xj, А ,,, выполняется Si)i, б) Xj + мм. Условия зубца: а) амплитуда зубца не менее АП.; б) длительность зубца не менее 8 мсек (два отсчета); в) до опорной точки v не может быть более двух зубцов. Е.сли отсчет х находится на зубце, арифметическое сглаживание прекращается. Если отсчет X,- соответствует выбросу, ему присваивается значение предыдущего усредненного отсчета л;,-.... i. Длина сглаживаемого участка определяется величиной h. В настояще.м устройстве (60 мсек). После окончания процедуры арифметического сглаживания в блоке 8 осупд,ествляется логическое сглаживание: сравниваются значения отсчетов X; их ,, поступающих на входы блока 8 соответственно с выхода блока 4 и через схему 12 «ИЛИ с выхода блока 7. Прп у t отсчету л-; присваивается значение

.. Таким образом, в блоке 8 происходит хстраненис одиночных выбросов, оставшихся после арифметического сглаживания. С выхода данного блока значен 1я «профн,:1ьтровапиых отсчетов поступают в блок 9 и через схему 5 «ИЛИ в блок 4.

В блоке 9 определяются номера отсчетов, соответствующие началу и концу комплексе QRS, а также номера отсчетов, соответствующие иерееечению фронтов зубцов Q, R и S с изоэлектрической лижк-й, т.е. в этом блоке оиределяются номера отсчетов, соответствующие характерным временным точкам электрокардиограм.мы. Для определения отсчета, соответствующего окончанию ко.мплекса QRS, на участке электрокардиограммы, ограниченном номерами отсчетов v-t-h к v+K + 20, в направлоНИИ от отсчета с номером v +к + 20 к отсчету с номером v-i-h осущесш.чяются последовательно процедуры арифметического сглаживания в блоке 7, коррекция изоэлектрической линии в блоке 10 и логическое сглаживание в блоке 8. При этом блоки 7 и 8 работают так, как это было описано выше, с той лишь разницей, что анализируются отсчеты, поступаюН1,ие из блока 4 в противоположном порядке - от больщего номера к меньшему.

Коррекция изоэлектрической линии осуществляется следующим образом. На арифметически сглаженном участке сегмента ST-Т б (к+ 20-h) отсчетов ищется участок из 30 последовательных отсчетов, обладающий минимальной дисперсией значений отсчетов. Средняя точка этого участка прини.мается за вторую точку изоэлектрической линии. Определяется угол i между этой точкой и первой точкой, соответствующей началу комплекса QRS. Если заданного, то первый вход схе.мы 11 «ИЛИ поступает сигнал, запрещающий анализ данного желудочкового комплекса. При ( заданного отсчетам, лежащим на прямой между первой и второй точками изолинии, присваиваются значения отсчетов, соответствующие , т.е. осуществляется коррекция изолинии. В настоящем устройстве tqii заданного равен 0,005.

В процедуре логического сглаживания, осуществляемой в блоке 8, участвуют значения отсчетов, полученных после корректировки изоэлектрической линии. Они поступают на второй вход блока 8 с первого выхода блока 10 через схему 12 «ИЛИ.

Номера отсчетов, соответствующие окончанию комплекса QRS и точкам пересечения зубцов Q, R и S, записываются с выхода блока 3 через схему 5 «ИЛИ в блок 4.

После окончания описанных процедур с выхода блока 4 через схему 13 «И в блок 14 поступают значения отсчетов, прошедщие все этапы предварительной обработки, и номера отсчетов, соответствующие характерным точкам электрокардиограм.мы. В блоке 14 вычисляются временные и амплитудные параметры элементов желудочкового комплекса анализируемой электрокардиограммы. По результатам этих вычислений, проведенных для всех отведений, в блоке 15 выносится диагностическое заключение.

Использование совокупности новых и уже известных блоков (часть из которых может быть реализована программным путем), ;i также связей между ними, позволяет, во-первых, расщирить функциональные возможности известныл устройств, н, во-вторых, полностью исключить участие оператора в анализе электрокардиограммы, и как следствие этого, повысить надежность автоматического диагностического зак.1ючения.

Формула изобретения

Устройство для анализа электрокардиограмм, содержащее блок ввода фиксированных отсчетов, блок оперативной памяти, блок выделения опорной точки, блок л()нческого сглаживания, блок определения характерных временных точек ЭКГ, блок анализа временных и амплитудных соотнощений ЭКГ и блок диагностики, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и автоматического определения подходящих для анализа желудочковых комплексов, имеет блок оценки помех, блок арифметического сглаживания, олок коррекции изолинии, блок онрсдо.чения экстрасистол, две дву.хвходовые схемы «ИЛИ, четырехвходовую схему «ИЛИ и схему «И, причем блок ввода фиксированных отсчетов входом подключен к первому выходу блока выделения опорной точки и ко второму выходу блока определения экстраснстол, а выход блока ввода фиксированных отсчетов соединен со входом блока выделения опорной точки и с первым входо.м блока оперативной памяти, второй вход которого соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, а первым выходом - со входом блока оценки помех, с первым входом блока арифметического сглаживания и с первым входом блока логического сглаживания, выход которого соединен с первым входом первой с.хемы «ИЛИ и первым входом блока рпределения характерных временных точек ЭКГ. выход которого соединен со вторым входом первой схемы «ИЛИ и первым входом блока коррекции изолинии, а второй вход соединен со входом блока определения экстрасистол, третьим выходом блока выделения опорной точки, и вторым входом блока apиф leтичecкoгo сглаживания, третий вход которого соединен со вторым выходом блока оценки помех, третья схема «ИЛИ первым входом соединена со вторым выходом блока коррекции изолинии :ко-: торый вторым входом связан с выходом блока арифметического сглаживания и вторым входом второй схемы «ИЛИ, первый вход которой соединен с первым выходом блока коррекции изолинии; второй, третий и четвертьп1 входы третьей схемы «ИЛИ соединены соответственно с выходами блока определения экстр систол, со вторым выходом блока выделения о-порной точки и со вторым выходом блока оценки по.мех, схема «И первьп: входом связана со вторы.м выходом блока онеративной памяти, вторым входом - с выходом третьей схемь «ИЛИ, а выходом - с последовательно соединенными блоком анализа временных и амплитудных соотношений ЭКГ и блоком диагностики.