СПОСОБ НЕИНВАЗИВНОГО ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕРДЦА

1. Способ неинвазивного электрофизиологического исследования сердца, включающий следующие стадии:
закрепление одноразовых регистрирующих электродов на поверхности грудной клетки;
регистрация ЭКГ во множестве однополюсных отведений с поверхности грудной клетки;
обработка ЭКГ-сигналов в режиме реального времени;
ретроспективная обработка полученных ЭКГ;
компьютерная (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ) грудной клетки пациента закрепленными электродами;
построение и редактирование компьютерных вексельных моделей органов грудной клетки и сердца;
построение при помощи компьютерной программы полигональных моделей торса и сердца;
построение конечно-элементной сетки области грудной клетки, ограниченной ее внешней поверхностью и эпикардиальной поверхностью сердца.
определение коэффициента удельной электропроводности для каждой точки грудной клетки по данным КТ или МРТ. на основе известных соответствий между типом биологической ткани и числом Хаунсфилда (при КТ) или интенсивностью МР-сигнала (при МРТ) и типом биологической ткани и ее удельной электропроводностью.
определение координат регистрирующих электродов на поверхности грудной клетки;
интерполяция значений ЭКГ-сигналов в узлы полигональной сетки (получение изопотенциальных карт на полигональной модели торса);
реконструкция потенциала электрического поля в заданных точках грудной клетки, эпикардиальной поверхности сердца, поверхности межжелудочковой и межпредсердной перегородок;
визуализация результатов реконструкции электрического поля сердца в виде эпикардиальных электрограмм, изохронных и изопотенциальных карт, а также динамических карт (propagation maps) на полигональных моделях сердца и его структур;
клиническая оценка результатов.
2. Способ по п.1, в котором для КТ используют наклеиваемые металлические хлор-серебряные электроды, а для МРТ - наклеиваемые графитовые электроды.
3. Способ по п.1, в котором одноразовые электроды закрепляют в виде горизонтальных пяти-восьми поясов, расположенных на одинаковых расстояниях по вертикали, причем первый пояс располагают на уровне грудинно-ключичного сочленения, а последний пояс - на уровне нижнего края реберной поверхности и каждый пояс включает от 16 до 30 электродов, расположенных на одинаковых расстояниях по окружности грудной клетки.
4. Способ по п.1, в котором для построения вексельной модели используют алгоритм факторизации «сдвиг-деформация» для преобразования просмотра (Shear-Warp Factorization of the Viewing Transformation).
5. Способ по п.1, в котором стадия построения полигональных моделей включает следующие этапы:
фильтрация исходных вексельных моделей для уменьшения уровня случайного шума;
построение триангуляционной поверхности методом «марширующих кубов» или «методом исчерпывания» («advancing front method»);
разреживание и улучшение качества сетки с использованием метода пуассоновской реконструкции (Poisson Surface Reconstruction).
6. Способ по п.1, в котором построение конечно-элементной сетки осуществляют на основе «метода исчерпывания» («advancing front method»).
7. Способ по п.1, в котором определение коэффициента удельной электропроводности каждой точки грудной клетки определяют на основе известных соответствий между типом биологической ткани и числом Хаунсфилда (при КТ) или интенсивностью МР-сигнала (при МРТ) с одной стороны и типом биологической ткани и ее удельной электропроводностью с другой стороны.
8. Способ по п.1, в котором определение координат регистрирующих электродов проводится в автоматическом режиме по данным КТ или МТР грудной клетки.
9. Способ по п.1, в котором интерполяция значений ЭКГ-сигналов полигональной сетки осуществляют с использованием радиальных базисных функций.
10. Способ по п.1, в котором реконструкцию потенциала электрического поля сердца проводят путем численного решения задачи Коши для уравнения Лапласа, причем решение задачи сводится к численной минимизации квадратичного функционала градиентными методами с использованием регуляризации Тихонова или итерационной регуляризации с ограничением числа итераций, значения функционала и его градиента на каждом шаге итерационной процедуры минимизации вычисляются путем решения прямой и сопряженной к ней задач для уравнения Лапласа в неоднородной среде методом конечных элементов.
11. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе метода сопряженных градиентов (метода Флетчера-Ривса).
12. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе метода Девидона-Флетчера-Пауэлла.
13. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе метода Бройдена-Флетчера-Шэнно.
14. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе методов Пирсона.
15. Способ п.8, в котором минимизацию квадратичного функционала осуществляют путем решения итерационным путем уравнения Эйлера, причем итерационная процедура на каждом шаге включает решение прямой и сопряженной задач для уравнения Лапласа в неоднородной среде методом конечных элементов.