Автоматическое распознавание шоковых ритмов сердца методом межпорогового частотно-временного анализа ЭКГ

• Автор: Каменский, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1.1 Основные понятия метода электрокардиографии

1.1.1 Биофизические основы электрокардиографии

V 1.1.2 Клинические приложения электрокардиографического .метода

1.1.3 Автоматический анализ сердечной деятельности

1.2 Оснозные понятия теории дефибрилляции.

1.2.1 Понятие дефибрилляции.

1.2.2 Классификация ритмов сердца по необходимости проведения дефибрилляции.

1.2.3 Метод дефибрилляции и технические средства его реализующие г 1.3 Характеристика шоковых ритмов сердца
1.3.1 Характеристика ЭКГ при желудочковой фибрилляции.
1.3.2 Характеристика ЭКГ при желудочковой тахикардии
1.4 Методы автоматического распознавания шоковых и нешоковых ритмов сердца.
1.4.1 Методы распознавания шоковых и нешоковых ритмов сердца, применяемые во внешних дефибрилляторах
1.4.2 Эффективность автоматического распознавания шоковых и
4, нешоковых ритмов сердца существующими методами
ГЛАВА 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЧАСТОТ СИГНАЛА ЭКГ ПО ИНТЕРВАЛАМ АМПЛИТУДЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РИТМАХ СЕРДЦА
2.1 Статистическое исследование распределения относительных частот сигнала ЭКГ по интервалам амплитуды при ШРС и НШРС
2.2 Анализ распределения относительных частот сигнала ЭКГ при конкретных видах НШРС.
2.3 Анализ распределения относительных частот сигнала ЭКГ при конкретных видах ШРС
ГЛАВА 3. РАСПОЗНАВАНИЕ ШОКОВЫХ И НЕШОКОВЫХ РИТМОВ СЕРДЦА ВНЕШНИМ ДЕФИБРИЛЛЯТОРОМ МЕТОДОМ МЕЖПОРОГОВОГО АНАЛИЗА ЭКГ
3.1 Способы использования распределения относительных частот ЭКГ но интервалам амплитуды для распознавания ШРС и НШРС
3.2 Распознавание ШРС и НШРС методом межпорогового частотновременного анализа ЭКГ.
3.2.1 Детектирование легкоразличимых НШРС на первом этапе метода
3.2.2 Детектирование ШРС на втором этапе метода
3.3 Выбор оптимальной длительности временных отрезков ЭКГ
для распознавания ШРС и НШРС методом межпорогового анализа.
3.4 Выбор пороговых значений для решающего фактора в методе межпорогового анализа.
ГЛАВА 4. СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ МЕТОДОВ РАСПОЗНАВАНИЯ ШОКОВЫХ И НЕШОКОВЫХ РИТМОВ СЕРДЦА, ПРИМЕНЯЕМЫХ ВО ВНЕШНИХ ДЕФИБРИЛЛЯТОРАХ
4.1 Анализ достоверности разделения шоковых и нешоковых ритмов сердца наиболее эффективными методами
4.1.1 Метод надпороговых интервалов
4.1.2 Метод спектрального анализа
4.1.3 Метод фильтра желудочковой фибрилляции.
4.2 Сравнение достоверности распознавания ШРС и НШРС наиболее эффективными методами
4.3 Сравнение помехоустойчивости методов распознавания
ШРС и НШРС
4.4 Оценка вычислительной сложности методов распознавания
ШРС и НШРС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Участок ЭКГ, имеющий форму и параметры, при которых такое воздействие не рекомендуется, называют нешоковым ритмом сердца НШРС. ШРС и НШРС, полностью пригодных для использования в автоматических и носимых внешних дефибрилляторах. Кроме того, информация о реализации тех или иных методов распознавания ШРС и НШРС в конкретных ВЭКД как правило, недоступна. Таким образом, актуальной задачей является дальнейшее исследование методов и средств анализа электрокардиографической информации для распознавания ШРС и НШРС, совершенствование систем принятия решений, с целью повышения эффективности функционирования автоматических и носимых внешних дефибрилляторов и, в конечном итоге, с целыо повышения эффективности жизнеобеспечения и защиты человека методом внешней электрической дефибрилляции. МИЭТ по ВЭКД. В пределах изменения амплитуд ЭКГ впервые установлено существование узкой области, обладающей необходимой информативностью для распознавания ШРС и НШРС. Установлена взаимосвязь ширины выделенной области амплитуд ЭКГ и ее информативности для распознавания ШРС и НШРС. Установлена зависимость информативности выделенной области амплитуд от длительности временного отрезка ЭКГ, используемого при распознавании ШРС и НШРС. Из набора параметров, характеризующих ЭКГ, для распознавания ШРС и НШРС впервые предложено использовать время, в течение которого сигнал ЭКГ какимлибо образом переходит через выделенную узкую область амплитуд. Установлена зависимость времени, в течение которого ЭКГ какимлибо образом переходит через выделенную область амплитуд при ШРС и НШРС от длительности временного отрезка сигнала, используемого для анализа. Разработан новый линейный метод распознавания ШРС и НШРС, который удовлетворяет условиям, необходимым для его применения в автоматических и носимых внешних дефибрилляторах. Установлена зависимость достоверности распознавания ШРС и НШРС предлагаемым методом от вида помех и артефактов, влияющих на ЭКГ. Проведено сравнение достоверности, помехоустойчивости и вычислительной сложности методов детектирования ШРС показавшее, что новый линейный алгоритм удовлетворяет требованиям, предъявляемым к МВД, в большей мере, чем методы, предложенные ранее. Установленная узкая область амплитуд сигнала ЭКГ обладает повышенной информативностью к характеру ритма сердца и позволяет построить эффективный метод распознавания ШРС и НШРС для автоматического внешнего дефибриллятора. Предложенный способ детектирования НШРС, основанный на определении относительной частоты сигнала ЭКГ в области амплитуд изоэлектрической линии, позволяет определить большинство нешоковых видов ритма и тем самым упростить распознавание ШРС. Предложенный способ детектирования ШРС, основанный на измерении времени перехода сигнала ЭКГ через информативную область амплитуд, позволяет достичь высокой достоверности и помехоустойчивости анализа ритма сердца, проводимого носимым внешним дефибриллятором. Достоверность полученных результатов обусловлена использованием кардиограмм реальных пациентов из общедоступных баз данных и использованием общепринятого математического аппарата для обработки сигналов. Результаты диссертационной работы были использованы при подготовке и реализации следующих проектов кафедры биомедицинских систем МИЭТ. Научноисследовательские работы по тематическому плану вуза Моделирование биомедицинских электронных систем на базе фундаментальных принципов биоинформатики, твердотельной электроники, микроэлектроники и наноэлектроники, гг. Научнотехническая программа Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники Малогабаритный внешне носимый электрический кардиовертердефибриллятор, средства контроля за сердечной деятельностью в чрезвычайных ситуациях, гг. Рис. Автоматизированный комплекс для исследования эффективности внешней дефибрилляциикардиоверсии при различных формах и параметрах биполярного электрического импульса, гг. Разработка макетного образца малогабаритного внешне носимого кардиовертерадефибриллятора, гг. Заказчик МЕТЯАХ тЬН, г. Ротвайль, Германия рис.