Система длительного мониторирования функционирования кардиостимуляторов с повышенной достоверностью выделения элементов кардиограмм

• Автор: Щепетов, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Введение
Глава 1. Методы и средства поиска нарушений в системе стимуляции при мониторированин ЭКГ.

1.1. Элементы сигнала ЭКГ

1.2. Требования к системе поиска нарушений работы ЭКС.

1.3. Методы обработки ЭКГ и выделения

элементов сигнала ЭКГ

1.4. Выводы.

Глава 2. Метод резонансного преобразовании.

2.1. Общие требования к методу

2.2. Модель ЭКГ.

2.3. Резонансное преобразование.

2.4. Оптимизация вычисления значения резонансного преобразования
2.6. Выводы Глава 3. Выделение элементов Р и Т сигнала ЭКГ
3.1. Постановка задачи
3.2. Модификация резонансного преобразования
3.3. Тестирование модифицированного метода резонансного преобразования
3.4. Алгоритм обучения
3.4. Выводы.
Глава 4. Аппаратные средства.
4.1. Структурная схема системы
длительного мониторирования
4.2. Алгоритм работы алгоритмического сопроцессора
4.3. Способ кодирования ЭКГ.
4.4. Фильтрация и корректность передачи ЭКГ.
4.5. Выводы.
Глава 5. Программная реализация.
5.1. Особенности программной реализации
выделения эпизодов работы ЭКС.
5.2. Программная оптимизация алгоритмов
выделения элементов сигнала ЭКГ.
5.3. Тестирование эффективности
предложенных оптимизаций
5.4. Программная реализация врачебной логики выделения нарушений работы ЭКС.
5.5. Тестирование предложенной схемы.
5.6. Выводы
Заключение.
Приложения.
Список использованной литера гуры.
Введение.
Диссертация направлена на решение научнотехнической задачи создания системы длительного мониторирования электрокардиограмм ЭКГ в условиях функционирования имплантированных электрокардиостимуляторов ЭКС с повышенной достоверностью выделения элементов ЭКГ. Мониторирование ЭКС является на сегодняшний день одним из основных методом оценки работы ЭКС наряду с использованием встроенных в ЭКС средств оценки их работоспособности. Основным критерием качества системы длительного мониторирования является достоверность автоматического выделения элементов сигнала ЭКГ и эпизодов работы ЭКС. Достоверность оценивалась по проценту ошибок первого и второго рода по стандартному протоколу тестирования на международных базах данных сигналов АНАЭВ и М1ТВ1Н и на модельных сигналах.
Актуальность


Поэтому точное распознавания сигналов (ЗЯБ и Р на ЭКГ в присутствии стимулов ЭКС и использование полученных данных для анализа нарушений в системе «ЭКС - сердце» является актуальной задачей. Целыо диссертации является разработка системы, позволяющей существенно повысить достоверность распознавания на ЭКГ элементов сигнала (ЗЯБ и Р для эффективного выделения нарушений в системе «ЭКС - сердце». Разработать методы распознавания на ЭКГ сигналов (ЗЯБ, существенно различающихся по форме, включая сигналы (ЗЯ8, вызванные импульсами ЭКС и имеющие иную форму и длительность сравнительно с естественными сигналами (ЗЯБ. Разработать алгоритмы выделения сигналов Р при известных положениях сигнала <ЗЯ8, позволяющие выделить сигнал Р в случае его зашумления? Р на другие сигналы ЭКГ. Реализовать систему поиска нарушений в работе ЭКС с использованием разработанных алгоритмов. ЭКГ с большей частотой дискретизации и разрешением. Методы исследования. Научная новизна. Разработан метод выделения элементов сигнала ЭКГ из шума и анализа их формы, основанный на кратно-масштабном резонансном преобразовании специального вида, позволивший уменьшить число ошибок выделения элементов сигнала ЭКГ в 2-4 раза. Эффективность метода подтверждена аналитически на модельных сигналах ЭКГ и тестированием на наборах ЭКГ из международных баз данных. Разработаны алгоритм и устройство обработки ЭКГ с сохранением информативных для врача участков ЭКГ для последующего апостериорного анализа по задаваемых врачом кодам формы информативных сигналов и образцов ритма пациента. Алгоритм и устройство позволяют производить измерения ЭКГ на повышенной частоте дискретизации и дополнительные измерения в момент выявленного нарушения ритма сердца пациента на ЭКГ. Разработан и реализован модуль холтеровского монитора для анализа получаемых данных об элементах ЭКГ и стимулах ЭКС, позволяющийая выделять и классифицировать эпизоды работы ЭКС для различных режимов работы ЭКС. Практическая значимость. Создана программная реализация высокоточного алгоритма выделения элементов сигнала ОЯБ, позволяющая снизить ошибки распознавания первого рода до 0,% и второго рода до 0,%. Создана программная реализация выделения сигнала Р при низком значении отношения сигнал-шум, высокой частоте сердечных сокращений и наложении элемента сигнала Р на элементы сигналов предыдущего кардиоцикла. Разработана структура регистратора с автоматически переключаемыми частотами записи ЭКГ 0 Гц, позволяющая сохранять участки ЭКГ, на которых произошло нарушение стимуляции с повышенной частотой для последующего анализа. Разраоотан программный комплекс оценки нарушений в системе «ЭКС - сердце», позволяющий кодировать и выявлять нарушения стимуляции в зависимости от типа имплантированного ЭКС. Апробация работы. Экспериментальные образцы разработанной системы длительного мониторирования прошли клинические испытания в Московском городском центре кардиостимуляции на базе ГКБ-4 г. Москвы. Результаты диссертации использованы в программно-аппаратных комплексах «Союз ДМС» и «Холтер ДМС» производства ООО «ДМС Передовые Технологии» и широко используются в клиниках РФ, Республики Беларусь, Казахстана и Италии. Основные результаты диссертации докладывались на научных сессиях МИФИ (Москва, - гг. Электроника, микро- и наноэлектроника” (Нижний Новгород, г. The 4th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering» (Москва, г. Результаты, выносимые на защиту. Методы выделения сигналов QRS, Р и стимулов ЭКС, основанные на резонансном кратномасштабном преобразовании. Алгоритмы выделения эпизодов работы ЭКС и нарушений в системе стимуляции. Параметрическая модель сигнала ЭКГ для оценки достоверности выделения элементов, позволяющая получать аналитические оценки числа ошибок первого и второго рода в зависимости от параметров шума. Структурная схема регистратора ЭКГ с переменной частотой дискретизации 0- Гц, позволяющая сохранять участки ЭКГ, на которых произошло нарушение стимуляции с повышенной частотой для последующего анализа. Публикации по теме диссертации. ВАК. Все работы опубликованы без соавторов. Структура и объем диссертации.