Обработка информации электрокардиографических сигналов для обеспечения принятия решений автоматическим наружным дефибриллятором

• Автор: Телышев, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание

Список используемых сокращений

Введение
Глава X. Современное состояние проблемы определения шоковых ритмов сердца и распознавания ОИЗкомплексов но сигналу ЭКГ.

1.1. Введение

1.2. Классификация ритмов сердца по необходимости проведения

дефибрилляции.

1.3. Требования к алгоритмам.

1.4. Алгоритмы автоматического распознавания шоковых ритмов

сердца

1.4.1. Метод надпороговых интервалов.

1.4.2. Метод линейного регрессионного анализа автокорреляционной
функции.
1.4.3. Метод экспоненциальной функции
1.4.4. Модифицированный экспоненциальный алгоритм
1.4.5. Метод сравнения с шаблоном
1.4.6. Метод спектрального анализа регистрируемого сигнала.
1.4.7. Метод режскторного фильтра желудочковой фибрилляции.
1.4.8. Метод обобщнного критерия
1.4.9. Мегод межпорогового частотновременного анализа ЭКГ.
1.5. Алгоритмы распознавания ЛБкомплексов в сигнале ЭКГ
1.5.1. Пиковый де гектор.
1.5.2. V алгоритм
1.5.3. Алгоритм определения ДГБкомплсксов Томпкинса и Пана.
1.5.4. МОВЭ алгоритм.
1.6. Выводы
Глава 2. Методы исследования и анализируемые данные
2.1. Введение
2.2. Программная среда VI
2.2.1. Передняя панель.
2.2.2. Блокдиаграмма
2.3. Анализируемые данные и методы исследования
2.4. Выводы
Глава 3. Разработка алгоритмов определения шоковых ритмов
сердца и комплсксов сигнала ЭКГ.
3.1. Введение
3.2. Фильтрация сигнала ЭКГ
3.3. Комплексный алгоритм определения шоковых ритмов сердца интегрируемый в автоматический наружный дефибриллятор
3.3.1. Методы анализа ритма ЭКГ
3.3.1.1. Модифицированный метод режекторного фильтра.
3.3.1.2. Метод расчта относительной частоты попадания сигнала вне информативного интервала
3.3.1.3. Метод определения формы сигнала.
3.3.1.4. Метод подсчета пиков
3.3.1.5. Метод спектральной характеристики сигнала.
3.3.1.6. Метод наибольшего нарастания сигнала
3.3.2. Выбор оптимального временного интервала и весовых коэффициентов
3.3.3. Построение аддитивной пороговой величины определения шоковых ритмов сердца.
3.3.4. Оптимизация алгоритма определения шоковых ритмов сердца.
3.4. Алгоритм определения комплексов для проведения процедуры
кардиоверсии
3.4.1. Выбор начальных параметров и предобработка сигнала
3.4.2. Выбор критериев при регистрации комплексов
3.4.2.1. Критерий амплитуды и фронта.
3.4.2.2. Критерий
3.4.2.3. Критерий нарастгшия.
3.4.3. Ограничение вариабельности сердечного ритма и результаты работы
алгоритма.
3.5. Выводы
Глава 4. Представление, обсуждение и сравнение полученных
результатов.
4.1. Сравнение алгоритмов определения шоковых ритмов сердца на
различных временных интервалах
4.2. Зависимость между параметрами эффективности алгоритма определения шоковых ритмов сердца и шумами, присутствующими в сигнале ЭКГ
4.3. Анализ алгоритма определения шоковых ритмов сердца на лабораторных животных
4.4. Выводы.
Заключение
Список литературы


Разработка алгоритма автоматического распознавания шоковых ритмов сердца, в котором вероятность нанесения разряда дефибриллятора пациенту с нормальным сердечным ритмом должна быть сведена к минимуму (специфичность не менее %). Разработка алгоритма детектирования рК8-комплекеов для проведения процедуры кардиоверсии, в котором обеспечивается высокая степень синхронизации -зубца с импульсом дефибриллятора (до мс), при этом алгоритм должен обладать высокими параметрами специфичности (не менее %) и реагировать на непрогнозируемое изменение сигнала ЭКГ. Проведение апробации методов и алгоритмов на верифицированных базах данных записей электрокардиографических сигналов. Разработан метод синтеза комплексных алгоритмов выделения шоковых ритмов сердца на основе введения и оптимизации весовых коэффициентов. Впервые введено понятие аддитивной пороговой величины определения шоковых ритмов сердца, которая отражает вероятность принадлежности сердечного ритма к определенной группе. Разработан алгоритм распознавания шоковых ритмов сердца для обеспечения принятия решений автоматическим наружным дефибриллятором во время проведения процедуры дефибрилляции. Разработан алгоритм регистрации QRS-комплексов для обеспечения принятия решений автоматическим наружным дефибриллятором во время проведения процедуры кардиоверсии. Результаты работы подтверждены двумя свидетельствами об официальной регистрации программы для ЭВМ № «Программа анализа биоэлектрического сигнала» (зарегистрировано в РОСПАТЕНТ января г. Автоматическая регистрация QRS-комплексов по сигналу ЭКГ» (зарегистрировано в POCI1ATEH 4 февраля г. Описанный в диссертационной работе алгоритм определения шоковых ритмов сердца интегрирован в автоматические наружные дефибрилляторы ImPulse PRO/АНД-ПО! Impulse/АНД-П (рис. МИЭТ. Описанный в диссертационной работе алгоритм определения QRS-комплексов интегрирован в автоматический наружный дефибриллятор ImPulse PRO/АНД-! МИЭТ. Рис. Автоматический наружный Рис. В результате экспериментов на лабораторных животных в Федеральном научном центре трансплантологии и искусственных органов им. В.И. ЭКГ с длительными фибрилляциями желудочков. Результаты диссертационной работы были использованы при. ОКР в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на - годы» по теме «Разработка технологий генерации импульсов электрического тока, эффективно останавливающих фибрилляцию, и выпуск опытных образцов интеллектуальных наружных дефибрилляторов нового поколения для реаниматологии и систем жизнеобеспечения человека» (- г. С.В. Сслищев). МНР в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме «Разработка алгоритма распознавания шоковых ритмов сердца для автоматических наружных дефибрилляторов» (- г. Д.В. Телышев). Разработка курса «Электрокардиографические системы» для магистров кафедры биомедицинских систем МИЭТ, обучающихся по направлению «Электроника и наноэлектроника» программа «Биомедицинская электронная техника». Автоматические наружные дефибрилляторы imPulse РЯО/АНД-П и 1три1$е/АНД-П, были представлены на крупнейших выставках медицинской техники «MEDICA» - , (Дюссельдорф) и «Здравоохранение» - (Москва). Достоверность полученных результатов подтверждается результатами тестирования алгоритмов на верифицированных базах данных. IEC 1-2-4: но времени принятия решения и параметрам чувствительности и специфичности, что подтверждается результатами испытаний на лабораторных животных и аннотированных базах данных. QRS-комплексов и удовлетворяет требованиям стандарта IEC 1-2-4: по времени синхронизации. Moscow , , Munich). Основное содержание диссертации отражено в научных работах, из них 5 в ведущих журналах, рекомендованных ВАК РФ, получены 2 свидетельства о регистрации программы ЭВМ, 1 патент на полезную модель. В основу диссертации легли результаты исследований, выполненных автором на кафедре биомедицинских систем Московского государственного института электронной техники. Результаты работы изложены на 8 страницах текста, содержащего таблицу, рисунков и 1 приложение. Список использованных источников включает 8 наименований. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литсра!