Способ определения длительности импульсов ЭКГ
METHOD FOR DETERMINING ECG PULSE DURATION

Предлагаемое техническое решение относится к медицине, более конкретно к техническим средствам диагностики, используемым в кардиологии.
Известно техническое решение «Способ идентификации сердечных заболеваний» (Пат.  №2212184, опубл. 20.09.2003, аналог), по которому осуществляют мониторирование ЭКГ пациента с одного из заранее заданного отведения. Далее проводят анализ ЭКГ, строят усредненный график зависимости между частотой сердечных сокращений и депрессией сегмента ST. Идентификацию заболеваний осуществляют путем сопоставления вида построенного графика с заранее составленными аналогичными графиками пациентов с недостаточностью коронарного кровообращения разной степени тяжести.
Недостатком данного технического решения является низкая точность выявления аномалий зубцов ЭКГ и как следствие погрешности в идентификации заболевания, поскольку применяется ручной метод построения и сопоставления графиков. Точность диагноза зависит не только от квалификации кардиолога, но и от его психологического состояния.
Известно также техническое решение «Способ диагностики гормонально-активных гиперпластических процессов надпочечных желез при артериальной гипертонии» (Пат. РФ №2257842, опубл. 10.08.2005, прототип), по которому у больных артериальной гипертонией проводят суточное мониторирование ЭКГ. Проводят спектральный анализ вариабельности ритма сердца. Выделяют очень низкочастотную и высокочастотную волновые составляющие. Определяют мощность волновых составляющих ритма сердца: общие, дневные, ночные. Каждый показатель оценивают в баллах по таблице. Рассчитывают обобщенный показатель W по оригинальной математической формуле. По значению W диагностируют наличие или отсутствие гормонально-активного гиперпластического процесса надпочечных желез.
Недостатком данного технического решения является, во-первых, то, что способ направлен на решение процесса диагностики одного вида заболевания, во-вторых, то, что спектральный анализ вариабельности ритма сердца по суточной выборке ЭКГ дает искаженную картину мощности волновых составляющих, поскольку все высокочастотные составляющие кратные низкой и инфранизкой частоте будут суммироваться с этими частотами и вносить погрешность в определение мощности волновых составляющих.
Известно также техническое решение «Способ идентификации сердечных заболеваний» (Заявка №2013127708/14, опубл. 27.12.2014, прототип), по которому раздельно выделяют каждый из четырех положительных и двух отрицательных импульсов электрокардиосигнала (ЭКС), далее, с учетом ритма сердечных сокращений (частоты пульса), вычисляют энергетический спектр каждого положительного импульса P, R, Т, U и отрицательных импульсов Q и S, по отклонению параметров энергетического спектра анализируемого импульса (частоты и амплитуды гармоник спектра) от эталона (энергетического спектра импульса здорового сердца) диагностируют наличие и вид заболевания сердца.
Недостатком данного технического решения является то, что определение длительности импульсов P, R, Т, U, Q, S, с учетом ритма сердечных сокращений, обуславливает большие погрешности диагностики из-за низкой точности определения длительности импульсов P, R, Т, U, Q, S и как следствие выявления аномалий зубцов ЭКГ и погрешности в идентификации заболевания
Задачей предлагаемого технического решения является устранение отмеченных недостатков, а именно повышение точности выявления аномалий зубцов ЭКГ, сокращение времени анализа ЭКГ, снижение нагрузки на зрение врачей, функциональной диагностики и повышение точности некоторых видов диагноза.
i
i
i
Поставленная задача решается тем, что в способе определения длительности импульсов ЭКГ, включающем мониторирование ЭКГ пациента и последующий спектральный анализ ЭКГ, причем мониторирование ЭКГ пациента производят с одного отведения, выделяют электрокардиосигнал (ЭКС) между точками изменения знака производной двух импульсов R, расположенных слева и справа последовательности ЭКС, и в качестве импульса ЭКС выбирают зубец, сегмент, интервал и/или комплекс, выполняют дискретизацию всей последовательности импульсов ЭКС N-отсчетами с временным интервалом Δt, наносят реперные точки в начале и конце каждого из импульсов ЭКС и с требуемой точностью определяют длительность каждого из выбранных импульсов ЭКС между реперными точками с учетом числа отсчетов N этого импульса по формуле τ=NΔt.
Существенное отличие заявляемого технического решения от прототипа состоит в том, что мониторирование ЭКГ пациента производят с одного отведения, выделяют электрокардиосигнал (ЭКС) между точками изменения знака производной двух импульсов R, расположенных слева и справа последовательности ЭКС, и в качестве импульса ЭКС выбирают зубец, сегмент, интервал и/или комплекс, выполняют дискретизацию всей последовательности импульсов ЭКС N-отсчетами с временным интервалом Δt, наносят реперные точки в начале и конце каждого из импульсов ЭКС.
Данное техническое решение позволяет с высокой точностью выполнить процесс дискретизации сигналов ЭКС и упрощает процесс фиксирования начала и окончания импульсной последовательности.
i
i
i
Вторым существенным отличием является определение с требуемой точностью длительность каждого из выбранных импульсов ЭКС между реперными точками с учетом числа отсчетов N этого импульса по формуле τ=NΔt.
Данное техническое решение позволяет с высокой точностью фиксировать отклонения длительности каждого импульса, упрощает процесс анализа ЭКГ и снижает нагрузку на зрение функционалиста.
Анализ известных изобретений в данной области техники позволяет сделать заключение о существенной новизне предлагаемого технического решения.
Способ может быть осуществлен с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 1, где введены следующие обозначения: 1 - датчики ЭКС, 2 - фильтр нижних частот, усилитель потенциалов ЭКС, 3 - аналого-цифровой преобразователь, 4 - электронная вычислительная машина (микроконтроллер).
p
На фиг. 2 изображен типовой ЭКС в интервале между импульсами R с общепринятыми обозначения отдельных импульсов сигнала (P, Q, R, S, T, U): Р - зубец, длительностью τ; 2 - сегмент P-Q(R); 3 - интервал P-Q(R); 4 - комплекс QRS; 5 - сегмент RS-T; 6 - электрическая систола сердца; диастолический интервал Т-Р.
+
Поясним работу устройства. Потенциалы ЭКС с выхода датчиков (1) поступают на вход фильтра нижних частот (2) с частотой среза 4,5 Гц. С выхода ФНЧ (2) сигналы поступают на вход усилителя нижних частот (3), где усиливаются до значения, не превышающего 1 В. Усиленный сигнал в интервале R-R подают на АЦП (4), выход которого подключен к входу ЭВМ (5).
P
Q
R
S
T
U
i
i
Дискретный ЭКС отображают на мониторе ЭВМ (5), на экране которого функционалист устанавливает реперные точки начала и окончания импульсов ЭКС: зубца, сегмента, интервала и комплекса. В интервалах между реперными точками определяют длительность каждого из импульсов (τ, τ, τ, τ, τ, τ) ЭКС τ=NΔt или длительности сегментов P-Q(R) и RS-T; комплекса QRS; интервала Р-Q(R); электрической систолы сердца; диастолического интервала Т-Р.
Автоматизация измерения этих параметров повышает точность диагностики и снижает нагрузку на зрение врача функционалиста.
При современном состоянии радиоэлектроники и вычислительной техники промышленное изготовление устройства, реализующего заявляемый способ, не вызовет затруднений.