Система анализа электрокардиографических данных

(71) Заявнтел 54) СИСТЕМА АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИ ДАННЫХ1 Гель изобретения - об можности улучшения диагн о-сосудистых заболеваний ия и анализа типичного к еспечение возостики сердечпутем выдел рдиоцикла. Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам электрокардиографической диагностики сердечно-са суднстых заболеваний.Известно устройство для анализа электрокардиографических данных, содержащее блок ввода фиксированных отсчетов, блок памяти, блок выделения опорной точки, блоки арифметического и логического сглаживания, блок определения характерных временных и амплитудных соотношений ЗКГ Гд 3.Наиболее близкой по технической сущности к прецлагаемому является система анализа электрокардиографических данных,5 содержащая устройство ввода фиксированных отсчетов электрокардиограммы, блок памяти, блок выделения опорных точек, блока арифметического и логического сглаживания, блок определения характерных20 временных точек, блок анализа временных и амплитудных соотношений, блок оценки помех, блок коррекции изоляции, а также блок морфологической диагностики, причем 2устройство ввода 1 фиксированных отсчетов электрокардиограммы подключено к первому входу блока памяти, третий выход которого соединен с первым входом бло-ка арифметического сглаживания, подключенного выходом ко входу блока логнческого сглаживания, выход которого соединен с первым, входом блока определения характерных временных точек, подключенного выходом к первому входу блока коррекции изоляции, второй выход блока оценки помех соединен с первым входом блока анализа временных и амплитудных соотношений 2. Недостатком известной системы анализа электрокардиографических данных является невозможность проведения днагностяки широкого класса заболеваний сердечно-сосудистой системы.Указанная цель аостигается тем, что в систему пля анализа электрокарпиографических авнных, соаержвшую устройство ввопа фиксированных отсчетов электрокараиограммы, блок памяти, блок выделения опорных точек, блоки арифметического и логического сглаживания, блок опреаеления характерных временных точек, блок анализа временных и амплитупнык соотношений, блок оценки помех, блок коррекции изоляции, а также блок морфологической аиагностики, причем устройство ввода фиксированных отсчетов электрокараиограммы поаключено к первому вхопу блока памяти, третий выход которого соединен с первым входом блока арифметического сглаживанич и вхоаом блока оценки помех, первый выхоа которого соеаинен со вторым вхопом блока арифметического сглаживания, подключенного выходом ко входу блока логического сглаживания, выход которого соединен с первым вхопом блока опреаеления характерных временных точек, попключенного выходом к первому входу блока коррекции изолинии, второй выход блока оценки помех соеаинен с первым выходом блока анализа временных и амплитупных соотношений, ввепены устройство ,ввода группы отделений, блок опреаеления условных границ комплксов Э Р 3, блок выбора типичного караиоцикла, блок задания режима и устройство анализа ритма, причем выхоп устройства ввопа группы отвеаений соеаинен со вторым вхоаом блока памяти и первым вхопом блока опреаеления условных границ комплексов ЗРЭ,первый выхоа которого соединен с третьим вхопом блока памяти, второй - со вторым входом блока звавниа режима, первый выхоа которого подключен к устройству ввоаа фиксированных отсчетов электрокараиограммы, четвертый выхоп - к устройству ввопа группы отвеаений, третий выхоак третьему входу блока анализа временных и амплитудных соотношений, а второй выход - к шестому входу блока памяти, первым выходом поаключенного к блоку выпеления опорных точек, вторым - ко второму входу блока анализа временных и амплитуаных соотношений, четвертымко второму входу бароха коррекции изоли- ний, пятым - ко второму входу блока опреаеления характерных временных точек, шестым - ко второму входу блока опреаеления условных границ комплексов Яйб, третий выхЬа которого соеаинен со вторым входом устройства, анализа ритма, первый выхоа блока анализа временных и амплитупных соотношений соединен со 2911фвхоаом блока выбора типичного караиоцикла, второй - с первым вхоаом устрой-ства анализа ритма, второй выхоп блокавыаеления опорных точек соединен с четвертым вхоаом блока памяти, а первыйвыхоа - с первым входом блока заавниярежима, третий вхоа которого соединенс первым выхоаом блока выбора типичного караиоцикла, своим вторым выходомсоединенного со входом блока морфологической пиагностики, второй выхоа блокаоценки помех соеаинен с седьмым вхопомблока памяти, пятый вхоа которого соеаинен с выхопом блока определения харак 15терных временных точек, восьмой - свыхопом блока коррекции изоляции, певятый - с выхопом блока логического сглаживания.На чертеже изображена структурнаясхема системй анализа электрокараиогра 20фических данных,Система анализа электрокараиографических авнных содержит устройство 1ввода фиксированных отсчетов электроквраиограммы, блок 2 памяти, блок 3 выделения опорных точек, блоки 4 и 5 арифметического и логического сглаживания,блок 6 опреаеления характерных временных точек, блок 7 анализа временных и30амплитудных соотношений, блок 8 оценкипомех, блок 9 коррекции изоляции, блок10 морфологической пиагностики, причемустройство 1 ввода фиксированных отсчетов электрокарпиограммы поаключено кпервому вхоау блока 2 памяти, третий35выход которого соединен с первым вхопом блока 4 арифметического сглаживанияи вхопом блока 8 оценки помех, первыйвыхоп которого соеаинен со вторым вхопом блока 4 арифметического сглаживания,40подключенного выходом ко вхоау блока 5логического сглаживания, выхоа которогосоеаинен с первым вхопом блока 6 определении характерных временных точек,поаключенного выходом к первому вхоау45блока 9 коррекции изолинии, второй выхоа блока 8 оценки помех соединен с первым вхопом блока 7 анализа временныхи амплитуаных соотношений. Кроме того,система имеет устройство 11 ввоаа группы отвепений, блок 12 определения условных. границ комплексов ЗЙЯ, блок 13 выбора типичного караиоцикла, блок 14запания режима, устройство 15 анализаритма, причем выхоа устройства 11 вво 55 аа группы отвеаений соеаинен со вторымвхоаом блока 2 памяти и первым входом,блока 1 2 опреаеления условных границкомплексов ЯЯ 5первый выхоа которого5 86 911 6соеаинен с третьим входом блока 2 памяти, второй - со вторым вхоаом блока14 задания режима, первый выхоа которого подключен к устройству 1 ввода фиксированных отсчетов электрокараиограммы,четвертый выход - к устройству 11 ввоаа группы отведений, третий выход - ктретьему входу блока 7 анализа временных и амплитупных соотношений, а второйвыход - к шестому вхоау блока 2 памяти,первым выходом подключенного к блоку3 выделения опорных точек, вторым - ковторому вхоау блока 7 анализа временныхи амплитудных соотношений, четвертымко второму вхоау блока 9 коррекции изолинии, пятым - ко второму входу блока 6опреаеления характерных временных точек,шестым - ко второму вхоау,блока 12определения условных границ комплексовЯЙ 5, третий выход которого соединен ссвторым входом устройства 15 анализаритма, первый выхоа блока 7 анализавременных и амплитуаных соотношений соеаинен со вхоаом блока 1 3 выбора типичного кардиоцикла, второй - с первым вхо-аом устройства 15 анализа ритма, второйвыхоа блока 3 выделения опорных точексоепинен с четвертым вхоаом блока 2 памяти, а первый выхоп - с первым вхоаомблока 14 зааания режима, третий вход которого соепинен с первым выхопом блока13 выбора типичного карпиоцикла, своимвторым выхоаом соеаиненного со входомблока 10 морфологической диагностики,второй выхоа блока 8 оценки помех соепинен с седьмым входом блока 2 памяти,пятый вхоа которого соеаинен с выхоаомблока 6 опреаеления характерных временных точек, восьмой - с выхоаом блока 9коррекции изолинии, аевятый - с выхоаомблока 5 логического сглаживания. 40 45 55 Система работает слеаующим образом, В первом режиме система работает с данными, преаставленными на ее вхопе в виде графической записи. По сигналам, поступающим с первого выхода блока 14 эааания режима на вход устройства 1 на первый вход блока 2 с выхоаа устройства 1 заносятся отсчеты одного отвеаения ЭКГ. Шаг дискретизации соответствует частоте дискретизации 25 О Гц ( в масштабе графика), Поступление отсчетов в блок 2 прекращается по сигналу с блока 14, К этому моменту в блок 2 поступает й отсчетов отведения, С первого выхода блока 2 эти отсчеты поступают на вход блока 3 аля опреаеления опорных точек в начале и в конце каждого комплекса 93 данного отведения. За опорную точку в начале комплекса ЙЮ .принимается номер 3 отсчета Х пля которого Х + -Х1+ 3М +-Х,Х .-Хпревосхоаят заданный порог, 11 осле определения опорной точки с третьего выхода блока 3 на четвертый вхоп блока 2 поступает сигнал, по которому запрещается ввоаотсчетов из блока 2 в блок 3, Затем отсчеты вновь начинают поступать из блока 2в блок 3 аля опреаеления слеаующей опорной точки. Найаенные значения1со второго выхода блока 3 заносятся в блок 2. На участке записи одного отвеаения ЭКГ должно быть найдено не менее 0 опорных точек, иначе отвеаение считается низковольтным и с первого выхопа блока 3 на первый вхоа блока 14 поступает сигнал запрета анализа аанного от- . вепения. При поступлении трех таких сигналов обработка аанной ЭКГ прекращается, После опрепеления опорных точек в началах комплексов 6 5 в блоке 3 проиэво 1аится поиск опорных точекв концах комплексов, аля чего отсчеты отведения из блока 2 поступают в блок 3 в обратном поряпке, т,е. начиная с й -го отсчета, Найаенные номера отсчетовтакже заносятся в блок 2. Для дальнейшего анализа выбирается первый от начала отвеаения комплекс. Отсчеты, начиная с номерагпе к= СОоЕ 1 (т.е. с отсчета, отстоя:аего на Ф отсчетов о опорной точки в начале 1-го комплекса), посту-пают с третьего выхоаа блока 2 на первый вхоа блока 4 и вхоа блока 8, гае производится скользящее усреднение по н текущим отсчетам, опрепеление максимальных значений разностей на ич участках по Г отсчетов кажпый и опреаеление амплитуаы помехи А. Отсчеты, прошедшие скользящее усреднение, с выхоааблока 8 поступают в блок 4, туда же поступает найпенное значение А, Амплитуда 4, сравнивается в блоке 8 с заданным порогом, и при его превышении со второго выхоаа блока 8 на вхоаы блоков; 2 и 7 поступает сигнал, свипетельствующий о непригоаности аанного комплекса аля анализа, после чего из блока 2 аляаальнейшей обработки выбираются отсчеты, соответствующие слепующему комплексу отделения, В блоке 4 произвоаится арифметическое сглаживание, т.е. опрепеление разностей Ь между отсчетами, поступающими из блока 2, и сравнение разностей ф с порогом ф, При этом, если )15 )т отсчету Х присваивается значение усредненного отсчета Х если 941,проверяется принадлежность8629составляет 250 Гц, Опновременно эти же отсчеты поступают на первый вход блока 12 пля определения условных границ комплексов ЙРб -отсчетов с номерами Ф,1 и п 1;,При этом в блоке 12 сначала с це-Яилью увеличения отношения сигнал-шум строится обобщенное отведение, Значения, отчетов отведения 8 с первого выхоПа блока 12 поступают на третий вход блока 2. В блоке 12 строится гистро О грамма распределения значений отсчетов обобщенного отведения и опрепеляется мопа гистрограммы И, которая характеризует амплитуду помехи на обобщенном отвепении, Далее вычисляются пва порога Р.1=И+Ии Р=И+И гпе Ии И,1 - постоянные величины. После этого отсчеты обобщенного отведения с шестого выхопа блока 2 поступают на второй вход блока 12, при этом производится ик срав некие с порогом Р, В регистре блока запоминается номер т первого отсчета на отвепении, такого, что 3Р. Далее срепи отсчетов в интервале%0-мь по 41 гдето =ЮПЖ,устанавливается левая услов-, 25 ная граница первого комплекса ЯЯ 5 - устанавливается номер отсчета, начиная с которого значение ббольше Р 1, Правая условная граница первого комплекса опреПеляетСя в интервале П 101, П 1 + 1 с 1, гпе01 11 бл 1 30 М 5-СОИМ,т.е, определяется номер отсчета П 11 КаК НоМер пОСпецнего отсчета такого чтоб )РО,Если П 1 -щ (М ипи т -ГП 1:9 л0 И 6 21 0 гпе М и х 7 - постоянные, то найпенные значения 1 т 1 и Еопрецеляют границы случайного выброса, а не комплекса 6 РЗ,35 В этом случае запомненные в регистрах блока значения яр, рщ сбрасываются и поиск условных границ продолжается. Аналогичным образом ищутся границы остальных комплексов ЯРЬ. Найденные значения услов 40 ных границ с первого выкопа блока 12 поступают в блок 2, После нахождения условных границ всех комплексов в блоке 1 2 вычисляется среднее значение Й Р интервала (1 1 -интервал - интервал меж 45 пу соседними комплексами ЗЯБ, характеризующий, ритм сердечных сокрашений) по, формуле:М й" 11 10сигнал поступает со второго выхода блока 12 на второй вход блока 14, Если значение ГЙ лежит в пределах, соответствующих частоте сердечных. сокращений 150-250 ударов в мин, возможен лишь частичный анализ ритма, В этом случае параметры ритма, определенные, в блоке 12, поступают с третьего выхопа блока на второй вхоп устройства 25 пля частичного анализа. После определения условных границ комплексов производится опрепеление их точных границ н измерениепараметров кардиоцик лов по отдельным отделениям. При этом для каждого отвепения выполняется вся послеповательность операций, описанных пля первого режима. Основным отличием являетсято, что за счет использования обобщенного отвецения повышается нацежностьопределения комплексов Ййя и при этомсужается область поиска точек на комплексах Вйб: в блок 3 из блока 2 поступают орцинаты, начиная с номера т,1пля поиска опорнык точек в начале М -гокомплекса ЯйВ и с е 1 пля поиска опорных точек в конце Ф -го комплекса ЯР 8,После обработки очередного отведениягруппы со второго выхода блока 14 нашестой вкоп блока 2 поступает сигнал начала анализа следующего отведения этойже группы. Во втором режиме в блоке 7,помимо вычисления признаков пля морфологического анализа, опрепеляются дополнительные параметры, необходмые пляанализа ритма, Определенные в блоке 7дополнительные признаки поступают совторого выкопа блоке 7 на первый входустройства 15, гпе проводится диагностика ритма,Система анализа электрокарпиографических панных обеспечивает возможность улучшения диагностики сердечно-сосу- .: дистых заболеваний путем выпеления и анализа типичного карпиоцикла, что позволяет расширить класс пиагносцируемых нарушений сердечной пеятельности и произвопить обработку электрокарпиографических данных, представленных в воде графической записи и в форме электрического сигнала, гПЕ Я% =1 т 10, -П 1Ъ 01 О-- чйсло комплексов в отвепении.Обработка панных в блоке 12 может быть прервана, если значение И превышает заданный порог (слусай большой помехи) или если величина ГЯ превышает заданный порог. При этом соответствующий Формула изобретения Система анализа электрокарпиографических данных, содержащая устройство ввода фиксированнык отсчетов электрокарпиограммы, блок памяти, блок выделения опорных точек, блоки арифметического и11 86 логического сглаживания, блок определения, характерных временных точек, блок анализа временных и амплитудных соотношений, блок оценки помех, блок коррекции изолинии, а также блок морфологической диагностики, причем устройство ввода фиксированных отсчетов электрокардиограммы подключено к первому входу блока памяти, третий выход которого соединен с первым входом блока арифметического сглаживания и входом блока оценки помек, первый выход которого соединен со вторым входом блока арифметического сглаживания, подключенного выходом ко входу блока логического сглаживания, вы ход которого соединен с первым вкоаом блока определения характернык временных точек, подключенного выходом к первому вхоау блока коррекции изоляции, второй выкоа блока оценки пойек соединен с первым вкодом блока анализа временных и амплитудных соотношений, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения диагностики сердечно-сосудистых заболеваний путем выделения и анализа типичного кардиоцикла, в систему введены устройство ввода группы отведений, блок определения условных границ комплексов 9 ЯЯ, блок выбора типичного кардиоцикла, блок задания режима и устройство анализа ритма, причем выкод устройства ввода группы отведений соединен со вторым вхоаом блока памяти и первым вхоаом блока определения условнык границ комплексов ЙФЯ, первый выкоа которого соединен. с третьим вкоцом блока памяти, второй - со вторым входом блока задания режима, первый выхоа которого поаключен к устройству ввоца фиксированных отсчетов електрокараиограммы, четвертый выход - к устройству ввоаа группы отведе отношений, а второй выход - к шестомувходу блока памяти, первым выходом подключенного к блоку выделения опорныхточек, вторым - ко второму входу блокаанализа временных и амплитуднык соотношений, четвертым - ко второму входу блока коррекции изолинии, пятым - ко второму входу блока определения характерных 10 временнык точек, шестым - ко второмувходу блока определения условнык границ комплексов Одв, третий выход которогосоединен со вторым входом устройства анализа ритма, первый выход блока анализа временнык и амплитудных соотношенийсоединен со входом блока выбора типично" го кардиоцикла, второй - с первым входом устройства анализа ритма, второй выход блока выцеления опорных точек соединен с четвертым входом блока памяти, а первый выход - с первым входом блока задания режима, третий вкод которогосоединен с первым выходом блока выбора типичного кардиоцикла, своим вторым выкоаом соединенного со входом блока морфологической аиагностики, второй выход блока оценки помех соединен с седьмым входом блока памяти, пятый вход которого соединен с выхоцом блока определения карактерных временных точек, восьмой -за с выааом блока коррекции изолинии, аевятый - с выходом блока логическогосглаживания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 516399, кл. А 61 В 5/04, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР И 598604, кл. А 61 В 5/04, 1976( прототип), 2911 12ний, третий выход - к третьему входу блока анализа временных и амплитудных соСоставитель Ю. АлмазовРедактор Л. Повхан Техред Л.Пекарь Корректор М. ШарсщщЗаказ 7619/4 Тираж 690 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4