Разработка системы автоматического диагностирования на основе анализа параметрической модели QRS-комплекса ЭКГ

• Автор: Пак, Светлана Яковлевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 182 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Обзор литературы.

1.1 Имитация врачебной процедуры постановки диагноза

1.2 Использование микроэлектродной техники для изучения активности структур сердца на клеточном уровне
1.3 Использование искусственных генераторов для стимуляции и имитации сердечной деятельности моделирование патологических режимов работы сердца

1.4 Математические теории и математическое моделирование

1.4.1 Диагностика с помощью ЭВМ, основанная

на теории распознавания образов.

1.4.2 Разложение ЭКГкривых в ряды по наборам функций.

1.4.3 Физические теории ЭКГ. Модели

эквивалентных генераторов.
1.5 Общая характеристика состояния исследований на
современном этапе.
ГЛАВА 2. ВЫБОР ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
2.1 Эмпирическая параметрическая модель ОББкомплекса ЭКГ
2.2 Описание основных параметров.
2.3 Методы исследования
2.3.1 Метод наименьших квадратов для решения задачи определения параметров
2.3.2 Численные методы поиска минимума функции
многих переменных.
2.4 Программная обработка ЭКГ на основе реализации
параметрической модели.
2.4.1 Подготовка исходных данных.
2.4.2 Программный исследовательский комплекс.
ГЛАВА 3. ИСХОДНАЯ АПРОБАЦИЯ И ПОСЛЕДУЮЩАЯ КОРРЕКТИРОВКА МОДЕЛИ.
ОБЩАЯ СТРАТЕГИЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ.
3.1 Первичная обработка ЭКГ в случаях нормы
3.2 Корректировка исходной модели
3.3 Исследование обусловленности задачи определения
параметров.
3.4 Определение ориентировочной области
значений параметров.
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. СВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЯБКОМ 1ЛЕКСА ЭКГ С ОСНОВНЫМИ ВИДАМИ
ПАТОЛОГИЙ ЖЕЛУДОЧКОВ.
4.1 Анализ поведения параметрической модели ОКБкомплскса при обработке ЭКГ в случае
патологий типа блокады.
4.1.1 Классификация исследуемой патологии
4.1.2 Моделирование некоторых видов блокад.
4.1.3 Модификация исходной модели
4.1.4 Численное исследование модели
4.1.5 Выводы.
4.2 Исследование особенностей поведения параметрической модели рЯБТкомплскса ЭКГ в случае патологии типа гипертрофии желудочков
4.2.1 Моделирование гипертрофии посредством изменения значений параметров модели
4.2.2 Гипертрофия левого желудочка.
4.2.3 Г ипертрофия правого желудочка.
4.2.4 Гипертрофия обоих желудочков.
4.2.5 Выводы.
4.3 Особенности поведения параметрической модели ЭКГ
при наличии инфаркта миокарда
4.3.1 Общие положения
4.3.2 Изменения значений параметров при инфарктах
различной локатизании.
4.3.3 Динамика значений параметров модели на разных
стадиях развития патологического процесса.
4.3.4 Выводы.
4.4 Итоговая апробация параметрической модели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В машинном эксперименте на 0 ЭКГ, измеренных вручную, процент правильной диагностики по данному алгоритму составил в целом %, а в группе инфарктов миокарда - лишь %. Известны также другие системы подобного рода, например, реализация модифицированного алгоритма Номуры [7-8], который обеспечивал до ,5% совпадений машинного и врачебног о диагноза. Известны и другие, менее общие попытки создания системы экспресс-диагностики для ограниченного числа патологий; например, метод выявления экстрасистол путем анализа на ЭВМ интервалов Я-К (%-правильность оценки для случаев экстрасистол) и т. Основной результат подхода, опирающегося на врачебный опыт анализа ЭКГ в двенадцати стандартных отведениях - это автоматизация обычных рутинных процедур, обьективизация ЭКГ-заключсний, высвобождение врачей высшей квалификации от расшифровки ЭКГ. Слабым местом в таком, трапиционном подходе является тот факт, что диагностические признаки (характеристические интервалы и амплитуды) чаше всего не указывают конкретные места поломки в механизме электрической деятельности сердца. Не смотря на бесспорно имевшие место достижения, это направление едва ли перспективно, поскольку такой подход в лучшем случае позволяет автоматизировать процесс сбора уже найденных медиками способов описания и формирования признаков тех или иных ЭКГ-кривых. При этом остается открытым вопрос о полноте этих признаков и о последовательности их построения. К тому же, выработка характерных особенностей ЭКГ врачебными методами представляет собой очень длительный и неформализуемый процесс, плохо поддающийся точному описанию. В условиях сегодняшнего дня, когда клинические признаки многих заболеваний претерпевают заметные изменения, а границы нормы и патологии становятся все более расплывчатыми, недостаточная гибкость такого рода систем, а также низкая приспособляемость к измененным условиям становятся серьезным барьером к их дальнейшему использованию. Использование микроэлектродной техники для изучения активности структур сердца на клеточном уровне. В настоящее время считается установленным то факт, что автоматизм и ритмичность работы сердца обеспечивается на клеточном уровне. Существенный прогресс кардиологии последних десятилетий связан с активным внедрением в кардиологические исследования микроэлектродной техники и чувствительной регистрирующей аппаратуры. В практике таких исследований используются электроды с диаметрами от мкм до мкм, что позволяет вводить электроды вовнутрь клетки («длинных» нервных волокон) и исследовать форму проходящего импульса. Как правило, микрофото! Изучение активности клеток структур сердца - внутриклеточных потенциалов. В данном случае, за нулевой уровень принимается потенциал «раствора» снаружи от клетки до введения электрода в клетку. Внутриклеточный потенциал над 1гулевой линией достигает отметки порядка мВ9 в «покое» опускается до - мВ. Максимум потенциала достигается в существенно разные, в масштабах цикла, моменты времени. Подобные измерения очень трудны, поскольку доступ к ЭТИЛ! Кроме того, сами структуры имеют сложное строение с точки зрения многообразия типов тканей и клеток. Особенно много дискуссий вызывают иногда противоречивые измерения потенциалов действия клеток атриовентрикулярного узла, проведенные разными группами ученых, и потенциалы действия клеток, расположенных в области сопряжения Пуркинье волокон и ткани миокарда [9]. Измерение межклеточных потенциалов, одновременная регистрация их с внутриклеточными. Теоретически, вопрос о связи внутриклеточных потенциалов с межклеточными был рассмотрен в рамках сначала простой, так называемой кабельной модели, а потом было показано, что полученные теоретические соотношения справедливы и для более сложных моделей. Кабельная модель получила свое название в связи с тем, что, согласно принятому допущению, носители зарядов могут двигаться только вдоль одной линии как внутри, так и снаружи клетки. Более того, было показано, что аналогичные результаты получаются и для моделей с более сложной геометрической структурой. Полученные при этом соотношения не зависят от природы самой клеточной мембраны.