Способ диагностики функционального состояния органа

(51)5 А 61 В 5/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТН ВЕДОМСТВО СССР, 1 ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АТЕНТУ т(56) В.А.Алексеев и др. "Автоматизированная система обработки кардиологических .-данных" в сборнике "Комплексное исследование при ишемической болезни сердца",Горький, 1978; с, 54 - 69 (прототип),(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНА. (57) Изобретение относится к медицине имедицинской технике. Целью изобретения Изобретение. относится к медицине и может быть использовано для определения патологических состояний органа, наприф мер сердца, контроля за его функциональными резервами как при массовых профилактических осмотрах населения (при выделении групп риска), так и в процессе самоконтроля своего здоровья.Автоматизация кардиологических исследований нв основе использования математических методов и компьютеризации прочно входит в клиническую практику.Эффективность компьютеризации населения определяется комплексом факторов, к важнейшим из которых относится проведение первичного скринирующего обследования в максимально короткие сроки и объективная оценка результата. Этот первыйдоврачебный этап - максимальная автоявляется повышение точности и достовер ности, Поставленная цель достигается тем что производят регистрацйю и измерени интервальных и амплитудных параметро электромагнитной волны возбуждения, оп ределяют минимальное значение импульс в последовательности импульсов и устанав ливают пороговое значение, определяю превышение остальных импульсов над по роговым значением, измеряют энергию этой части каждого импульса, формирую совокупности фазовых и энергетических ха рактеристик и при сравнении этихсовокуп ностей с эталонными судят о характер функционального состояния органа. 8 ил. матизация сбора, обработка информации, обьективная оценка результата, представляет в настоящее время одну из главных О трудностей. Ручная обработка больших мас- бд сивов информации ведет к потере значи тельного его объема, содержащейся в кривых ЭКГ. Применение вычислительной 0 техники предъявляет повышенные требованияк критериям отбора.За прототип предлагаемого изобретения выбран известный ранее способ диагно- А стики функционального состояния органа, включающий регистрацию электромагнитной волны возбуждения органа и последующую выборку интервальных и амплитудных параметров (смотри В.И.Алексеев с соавт. "Автоматизированная система обработки кардиологических данных" в сборнике научных трудов "Комплексное исследование при1793899 оставитель С,Перетягинхред М,Моргентал Корректор Е,Папп едактор Т,Н ольская каз 515 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10ишемической болезни сердца", Горький,1978, с.54-69).Способ заключается в снятии ЭКГ убольного и последующем ее автоматическом анализе, включающем: определение . 5статических характеристик ритма, структурных характеристик ритмограмм, выделениеклассов й - В интервалов, позволяющихучесть нестабильность задержки срабатывания схемы выделения В - зубца относи-, "0тельно его вершины (поданным авторов онасоставляет 2-5 мсек). Разработанная методика позволила выделить определеннуюструктуру ритма сердца,Предлагаемый способ на основе известных критериев ЭКГ-диагноза, с учетом диапазона колебаний параметров нормальнойЭКГ выявляет электрокардиографическиесиндромы гипертрофии и перегрузки желудочков сердца, хроническую ИБС, инфаркт 20миокарда, блокаду ножек пучка Гисса, неспециФические реполяризационные нарушения,Однако недостатком этого способа является сам подход к достижению поставленной цели, основу которого составляет.анализ зубцов О,В,Я,Т, которые разнесены во времени, а в случае грудных отведений разнесены в пространстве, что не позволяетучитывать Казовые соотношения междусердечными сокращениями.Кроме того, имеющийся автоматический анализ ритма сердца выделяет ритмограмму относительно вершины зубца В. Однако сам зубец й для разных заболеваний сердца может иметь несколько максимумов и в общем случае достаточно сложную форму, что затрудняет выделение его вершины, Расчет вершины зубца по среднему значению, с одной стороны, принципиально не дает возможности получить всю полноту инФормации, .заложенной в этот зубец, с другой стороны, информация получается стабильно усредненной, что снижает ее объективность, точность и достовер, ность,Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности диагностики функционального состояния Органа.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе диагностики функционального состояния органа, включающем регистрацию электромагнитной волны возбуждения органа и последующую выборку интервальных и амплитудных параметров, измеряют энергию для каждого из указанной посл едовател ьн ости ха ра ктеристического импульса, превышающую по амплитуде выбранное пороговое значение, устанавливаемое относительно минималь 253035 40 45 50 55 ного значения в данной последовательности, воспроизводят фазовый портрет интервальных значений между импульсами,превысивших по амплитуде пороговое значение, а контроль осуществляют по совместному сопоставлению энергетическихинтервальных характеристик,Сопоставительный анализ заявленногорешения с прототипом показал, что заявленный способ отличается от известноготем, что дополнительно измеряют энергиючасти каждого из последовательности одного из характеристических импульсов, превышающей по амплитуде выбранноепороговое значение, устанавливаемое относительно минимального значения в последовательности, воспроизводят фазовыйпортрет интервальных значений между импульсами, превысивших по амплитуде пороговое значение, контроль осуществляют посовместному сопоставлению энергетических и интервальных характеристик.Таким образом, заявленный способ диагностики физиологического состояния органа соответствует критерию "новизна".Сравнение заявленного решения способа с другими техническими решениями вданной области показали, что имеются данные о том, что для человеческого организмахарактерно хаотическое состояние его биологических систем (см, Эрн Л, Голдбери идр, "Хаос и фракталы в физиологии человека", ж. Ясепййс Агпегсап "В мире науки" М4, 1990 г, с,25 - 32), Авторы статьи провелианализ ритмограмм и изучили движениетраектории на Казовой плоскости, которыевыявили простейший аттрактор в виде точки,Авторами предлагаемого способа, кроме изучения движения траектории на фаэовой плоскости, позволяющей получитьспецифический портрет хаотических колебаний ритма сердечной деятельности, в качестве критерия контроля функциональногосостояния органа впервые использовалиэнергетический параметр ЭКГ, который позволяет развернуть фазовую плоскость иполучить объемную геометрическую фигуру.Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на фиг,1.На фиг. 1 изображено:1 - датчик ЭКГ;2 - пороговое устройство;3 - измеритель энергии импульсов;4 - усилитель-ограничитель низкой частоты;5 - диКФеренцирующая В 1 С 1-цепочка;б . генератор прямоугольных импульсов;7 - интегрирующая й 2 С 2-цепочка; Верхний портрет - энергетический,8 - генератор напряжения прямоуголь- нижний - фазовый,ных импульсов; На фиг,2 представлен портрет хаотиче 9 - согласованный фильтр; ских колебаний сердечного ритма здорово 10 - усилитель высокой частоты; 5 го человека, Обращает на себя внимание11 - детектор огибающей; верхний график (энергетической) колеба 12 - линия задержки с отводами;ний, амплитуды которого расположены в ос 13 - сумматор; новном горизонтально, У пациентов с14. - конечное регистрирующее устрой- патологией сердца амплитуды колебанийство; 10 аналогичного графика расположены вертиСпособ осуществляется следующим об- кально. Даже по этому признаку сразу можразом. но выделить из обследуемых две группы;У обследуемого регистрируют электро- группу больных и здоровых, т,е. способ помагнитную волну возбуждения органа, на- зволяет произвести экспресс-контроль попример, сердца. Измеряют энергию части 15 выделению группы кардиологического рискаждого из последовательности одного из ка,характеристических импульсов, превышаю- . Картина хаотических колебаний при рещей по амплитуде выбранное пороговое вматизме миокарда представлена на фиг,3,значение, устанавливаемое относительно В двумерном пространстве (верхний граминимального значения в данной последо фик) амплитуды имеют вид "изломанныхвательности, т,е, сигнал с датчика ЭКГ 1 треугольников", рассеянных по плоскостипроходит последовательно через пороговое рисунка, Кардиосклероз миокардитическоусройство 2 и измеритель энергии импуль- го происхождения существенно отличаетсясов 3, Одновременно с этого жедатчика ЭКГ от ишемического(фиг 4 и 5), Портрет ишеми 1 сигнал, также последовательно, проходит 25 ческой болезни сердца (фиг,6) имеет мозаичерез усилитель ограничитель низкой часто- ческую структуру, Аритмия (фиг,7)ты 4, дифференцирующую В 1 С 1-цепочку 5, представлена в виде вложенных друг в другенератор прямоугольных импульсов 6, ин- га циклов. Инфаркт(фиг,8) также имеет своетегрирующую В 2 С 2-цепочку 7, генератор лицо.напряжения прямоугольных импульсов 8, 30 Этот хаос на первый взгляд имеет всогласованный фильтр 9, усилитель высокой своей основе случайный характер, однако,частоты 10, детектор огибающей 11, линию углубленное изучение динамики хаотиче. задержки с отводами 12, и сумматор 13, ских колебаний показывает их тонкуюполучая таким образом интервальные ха- структуру, которая проявляется во внутренрактеристики, По полученным интерваль них закономерностях. Каждое нозологиченым и энергетическим значениям ское заболевание имеет только присущеехарактеристического импульса строят две этому заболеванию картину хаоса. Примепроекцийполучаемой геометрической фигу- нение принципиально нового подхода, т.е,ры в виде фазовой плоскости интервальных использование энергетической характеризначений и траектории изменения энергии 40 стики в качестве оценочного критерия похарактеристическото импульса от ритма де- зволяет повысить достоверность и точностьятельности сердца, по которым и произво- диагностики, выявить скрытые закономердят диагностику, ности, которые заложены в хаотической ра-,В качестве иллюстрации представлены боте органа, отбрасываемые известнымиконкретные примеры фазовых и энергетиче классическими способами диагностики, чтоских портретовдеятельности(фиг.2 - 8).Дан- дает возможность на ранних этапах опреденые являются верифицированными и лить направление развития патологии,подтверждаются историями болезней с Способ неинвазивен и может примепроведенным общепринятым обследовани- няться как метод экспресс-диагностики.ем. 50Ф о р мул а изобретения Способ диагностики функционального состояния органа, включающий регистрацию и измерение интервальных и амплитудных параметров электромагнитной волны возбуждения, о т л. и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности й достоверности, определяют минимальное амплитудное значение импульса в последовательности импульсов и устанавливают соответствую- щее пороговое значение для выбранного характеристического импульса, измеряют энергию для каждого импульса указанной последовательности импульсов, превышающего по амплитуде установленное пороговое значение, в части, большей этогопорогового значения, фиксируют совокупность интервальных параметров между импульсами, превышающими:установленное пороговое значение, формируют совокупности фазовых и энергетических характеристик и диагностируют состояние органа при со-, вместном сравнении полученных совокупностей Фазовых и энергетических характерйстик с:эталонными совокупностями фазовых. и энергетических характеристик характеристического сигнала того же типа.