close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10241

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
A 61B 5/0452
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ
ПАРОКСИЗМАЛЬНОЙ И ПЕРСИСТИРУЮЩЕЙ ФОРМ
ФИБРИЛЛЯЦИИ ПРЕДСЕРДИЙ ЧЕЛОВЕКА
(21) Номер заявки: a 20050530
(22) 2005.05.31
(43) 2007.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт физики
имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Автор: Войтикова Маргарита Васильевна (BY)
BY 10241 C1 2008.02.28
BY (11) 10241
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) Татарский Б.А. Сердечная недостаточность. - 2001. - Т. 2. - № 5. - С. 20-28.
Фомина И.Г. и др. Сердечная недостаточность. - 2001. - Т. 2. - № 5. - С. 48-51.
RU 2195872 C2, 2003.
(57)
Способ дифференциальной диагностики пароксизмальной и персистирующей форм
фибрилляции предсердий человека, включающий получение электрокардиограммы (ЭКГ)
пациента, отличающийся тем, что проводят фильтрацию ЭКГ-сигнала в диапазоне частот
4,0-10,0 Гц, полученный ЭКГ-сигнал обрабатывают на основе вейвлет-метода, используя в
качестве базисных функций негрубые ортогональные и биортогональные вейвлеты, затем
без искажения формы и изменения частотного состава обработанного ЭКГ-сигнала исключают из него QRS-комплексы и Т-волны, ассоциированные с активностью желудочков
сердца, после чего вычисляют плотность энергии непрерывного вейвлет-преобразования
остаточного ЭКГ-сигнала Е(а) и, если максимальное значение Е(а) соответствует частоте,
меньшей 5,6 Гц, делают вывод о наличии пароксизмальной формы фибрилляции предсердий, а если большей 5,6 Гц - о наличии персистирующей формы фибрилляции.
Фиг. 1
BY 10241 C1 2008.02.28
Изобретение относится к области медицины, в частности кардиологии, и может быть
использовано для исследования формы и динамики фибрилляции предсердий человека
(мерцательной аритмии).
Согласно современной классификации фибрилляции предсердий, различают постоянную и пароксизмальную формы фибрилляции, требующие различного лечения. Проблема
заключается в практически полном отсутствии визуально различимых отличий в электрокардиограммах (ЭКГ) при указанных формах фибрилляции.
Известен способ диагностики фибрилляции предсердий человека по суточным измерениям ЭКГ, при рентгеновском исследовании, холтеровском мониторировании, по определениям липидного спектра, уровня глюкозы и тиреоидных гормонов в крови пациентов
[1]. Недостатком данного способа является невысокая точность визуальных исследований,
громоздкость и невозможность диагностики в реальном времени при оказании неотложной помощи.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
способ диагностики фибрилляции предсердий (мерцательной аритмии), описанный в [2],
где классификацию, диагностику и лечение проводят при визуальном определении из ЭКГ
длительности и формы Р-зубца при синусовом ритме, симптомов преждевременного возбуждения желудочков, ранней реполяризации и длины интервала QT, по результатам эхокардиографии сердца (Эхо-КГ) с оценкой размеров левого предсердия, по которым судят
о состоянии и об органическом поражении сердца у пациентов с мерцательной аритмией.
Недостатками прототипа являются малая точность результатов визуальной диагностики и неоднозначность оценки ЭКГ при сочетании симптомов различных патологий, перемежаемость режимов сердечного ритма, что является типичным для ЭКГ-сигналов.
Задачей данного изобретения является создание способа определения с высокой точностью формы фибрилляции предсердий (постоянной или пароксизмальной) и вероятности спонтанного прекращения пароксизмальной фибрилляции предсердий.
Для выполнения поставленной задачи предложен способ диагностики фибрилляции
предсердий человека, заключающийся в получении сигнала электокардиограммы (ЭКГ) и
дальнейшей его обработке.
Новым, по мнению автора, является то, что проводят фильтрацию ЭКГ-сигнала, полученный сигнал обрабатывают на основе вейвлет-методов, используя в качестве базисных функций негрубые ортогональные и биортогональные вейвлеты, исключают из ЭКГ
QRS-комплексы и Т-волны, ассоциированные с активностью желудочков сердца, после
вычисляют плотность энергии непрерывного вейвлет-преобразования остаточного сигнала Е(а) и, если максимальное значение Е(а) соответствует частоте, меньшей 5,6 Гц, делают
вывод о наличии пароксизмальной формы фибрилляции предсердий, а если большей 5,6
Гц - о наличии персистирующей формы фибрилляции.
На фиг. 1 изображен 3-секундный фрагмент сигнала ЭКГ человека с постоянной
фибрилляцией предсердий (фиг. 1, кривая 1) и ЭКГ другого пациента с пароксизмальной
фибрилляцией, которая прекращается спонтанно через 2 мин (фиг. 1, кривая 2). Соответствующие вейвлет-коэффициенты С(а, в), по которым определяется положение
QRS-комплексов и Т-волн, ассоциированных с активностью желудочков сердца, показаны
на фиг. 1 (кривые 3, 4, 5, 6). Сплошной линией указан порог обнаружения QRS-комплекса.
После определения положения (QRS-комплексов и Т-волн, последние удаляются из сигнала ЭКГ, при этом остаточный сигнал содержит в качестве доминантной компоненты
электрическую активность предсердий, в которых локализована фибрилляция (фиг. 1,
кривые 7, 8).
Положение на графике максимума зависимости плотности энергии Е(а) вейвлетпреобразования остаточного сигнала ЭКГ от масштаба а относительно порогового значения акрит (пунктир на фиг. 2) является характеристическим показателем, определяющим
форму фибрилляции: постоянную (фиг. 2, кривая 1) или пароксизмальную (фиг. 2, кривая
2
BY 10241 C1 2008.02.28
2), а также вероятность спонтанного прекращения пароксизмальной фибрилляции предсердий. Численное значение акрит для биортогонального вейвлета равно 39, что соответствует частоте 5,6 Гц.
Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. Первоначально измеряется
электрический потенциал с поверхности кожи человека (получение ЭКГ). Далее оцифрованный сигнал обрабатывается на основе вейвлет-методов. Вейвлет-преобразование представляет сигнал ЭКГ в базисе специальных функций, называемых вейвлетами. Вейвлеткоэффициенты определяются интегральным значением скалярного произведения сигнала
на вейвлет-функцию заданного вида. В качестве базисных функций предлагается использовать негрубые ортогональные и биортогональные вейвлеты, поскольку именно такие
функции адекватно передают локальные особенности сигнала ЭКГ. Одна из основных
идей дискретного вейвлет-преобразования заключается в разложении сигнала на аппроксимирующие и детализирующие составляющие с последующим восстановлением сигнала
в интересующих частотных диапазонах. Для выявления особенностей динамики мерцательной аритмии такой частотный диапазон составляет 4,0-10,0 Гц.
Проводя вейвлет-преобразование ЭКГ человека, страдающего мерцательной аритмией
(фиг. 1, кривые 1, 2), можно получить данные для идентификации формы фибрилляции и
определить вероятность самопроизвольного завершения пароксизмальной фибрилляции.
Первоначально проводится фильтрация сигнала ЭКГ в диапазоне частот 4,0-10,0 Гц, затем
выделяется электрическая активность желудочков сердца при помощи вейвлеткоэффициентов сигнала ЭКГ (фиг. 1, кривые 3-6). Удаление составляющей QRSкомплекса и Т-волны из ЭКГ осуществляется за счет зануления соответствующих вейвлет-коэффициентов (фиг. 1, кривые 3-6). Оставшаяся после вычитания часть сигнала ЭКГ
связана с P-волной, ассоциированной с активностью предсердий (фиг. 1, кривые 7, 8). Частотная доминанта, которую необходимо определить в остаточном сигнале, является маркером формы фибрилляции предсердий и вероятности самопроизвольного прекращения
пароксизмальной фибрилляции.
Для вейвлет-функций характерно обратно пропорциональное соотношение центральной частоты вейвлета и масштабного параметра а. Автором предлагается выполнить непрерывное вейвлет-пробразование остаточного сигнала ЭКГ с последующим усреднением
во времени (от 10 до 60 с) модуля вейвлет-коэффициентов, определяя так называемую
функцию плотности энергии вейвлет-преобразования, обозначенную здесь как Е(а). Положение максимума зависимости Е(а) от масштабного параметра а является диагностическим критерием формы фибрилляции предсердий и вероятности спонтанного
прекращения приступа. Таким образом определяется частотная доминанта остаточного
сигнала: если максимум плотности энергии приходится на величину а меньше порогового
значения акрит, фибрилляция предсердий является постоянной, которая не завершится по
крайней мере в течение часа (фиг. 2, кривая 1, порог отмечен пунктиром). Если максимум
плотности энергии вейвлет-преобразования приходится на величину параметра а больше
порогового значения акрит (соответствующего частоте 5,6 Гц), фибрилляция предсердий
является пароксизмальной, которая спонтанно завершится в течение 1-2 мин (фиг. 2, кривая 2, порог отмечен пунктиром). В первом случае требуется неотложная фармакологическая и/или электрошоковая терапия для стимуляции прекращения фибрилляции
предсердий.
Таким образом, описанный выше способ диагностики фибрилляции предсердий (мерцательной аритмии), заключающийся в получении сигнала ЭКГ и его обработке с помощью вейвлет-преобразования, позволяет в реальном времени определить форму
фибрилляции и вероятность спонтанного прекращения приступа фибрилляции с высокой
достоверностью (более 96 %). На основе данного изобретения могут быть даны рекомендации о целесообразности применения неотложной фармакологической и электрошоковой
стимуляции для прекращения фибрилляции.
3
BY 10241 C1 2008.02.28
Источники информации:
1. Татарский Б.И. Бессимптомная форма фибрилляции предсердий // Сердечная недостаточность. - Т. 2. - № 5. - 2001. - С. 20-28.
2. Фомина И.Г., Ветлужский А.В. Некоторые вопросы классификации, диагностики и
лечения мерцательной аритмии (по рекомендациям Европейского общества кардиологов //
Сердечная недостаточность. - Т. 2. - № 5. - 2001. - С. 48-51.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
219 Кб
Теги
by10241, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа