Способ диагностики сердечной деятельности
(sf)s А 61 В 5/0402
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ ) С)
l8 (С СО
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4933844/14
I (22) 05,05.91 (46) 07,09,93. Бюл, N) 33-36 (71) Самарский политехнический институт (72) Климашов Б.M. (73) Климашов Б.М. (56) Маколкин В,И, и др., Электрокардиография, векторкардиография, фонокардиография. — М.; 1970, с. 147. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Изобретение относится к медицине и может быть использовано главным образом для получения экспресс-информации о состоянии сердечной деятельности.
Известно, что сердце человека является сложной гетерогенной структурой, состоящей иэ сократ имых и несократимых элементов, т.е. иэ элементов, представляющих клетки миокарда (мисциты), и из клеток и волокон автол1атической и проводниковой систем сердца. Сократимые совместно с несократимыми элементами создают электродвижущую силу (ЭДС), которая методом электрокардиографии может характеризовать состояние сердечной деятельности.
Способ диэгностирования состояния сердечной деятельности при помощи электрокардиографии давно стал классическим и стандартныгл. Данные электрокардиограммы (ЭКГ) — важные сведения для врача на пути поста»овки диагноза болезни и назначения лечения боль»оглу. Данные, которые выдает беспристрастно электрокардиог„„RU„„ 2000081 С (57) Сf!00; Г f),.i, :.г»,этики сердечнойдеятельH0cTи 01I<00I1Tc$) к медицине 11 Oостоит в пр(1>>ожi:HLII1 к )>)> <евой )pT» f)ии дат ика пре образоват>)ля пу i> cO () электрический импульс, огли <аюгц<>йся тем, что, с целью
УПР0(<>»);(>Я <1 i!OЗЛ10;ч,><Г>СГ<1 О<)ЕРатИВ><ОГО к 0 H T Р 0 л Я L I > i j 0 Г> г 1 т l i I l 1,; I 0 c i>i I » н > I ь! е э л е к т Р ические L11)<1 ) л;< l l »одз от в эвтокоррелятор с регулиру "î:LI .>)1»1>ей зад<;ржк)1 и измеряю) велич> ну )инин з iдержки, cooTва1ствуюЩУ>0,I(:ë,åBOI>>) У1)Г)г>н<0 с(1;»а)R IIB выхоДе автол(.Г; »>-ч T".1; cl 10 0Р >й OУД! T 0 состоЯ>llil С::,", > . I I > ) Д:!- Г(i > i)0»TLI. раф, j:.:.I 1»;)у :.if,>,уj, v,!o ii ф ><кционал!..»ые i!»1 i )« . ) -»1»це, I о(гечак>г автома«;ч:: .)1 i: - >iu;L" дна<» >с и >еi кио вопрос»: г. щ: ). >i(,>-.д >)1)ачо<1..) го обусловле><0 с 00(,енн);"ст-i
Ги < .. » ) : !c i, L: <эль»0i0 1. Гл, l)oi:0>0
a>);>fi,)з » (<.<", зо.i . -3 j;j, В 1):I, j, > i; т р;" 1 t! i i T i!: >, i ы х г 1 Р T !, ; a) >(< с и )
СОГ>0>:.) ",.,C) <>. » Li. с . <, ."<»О : > )1L1(.TOII систем< > -,- с, "»(. (, : .:<<зст > 0><). гарди огра< < L . », »Г.;>»;>з л(с(1 >)либо»<,-; элнзкой п0 c >T." v. 01><,.;э l, » .0 Фонт»,а>,д<1-! >)л >.«,(! ..- I»тсч сп»(., 0>0 . гf эфИЧ(CVпl1 f)< i>C) Раllv I:ЗЛУ);0(>ЫХ >,01»f)Л>I<1 воз><,> -.:. . пг)и ра(>())». »р„" (э. 1-)l! L>0), ФКГ I 1>> . .Ii::::0, >)) i(. л с ii<)i".0>ц>, 0 2000081 образуются в электрические колебания, которые выделяются фильтрами и затем регистрируются. Так как при работе сердца возникают различные звуковые волны (с различной частотой и амплитудой), то в результате их сложения фонокардиограф фиксирует т.н. шумы сердца, представляющие собой короткие тоны — быстро затухающие шумы. При раэличнсцч состоянии сердечно-сосудистой системц,.циэМочастотные шумы сердца будут иметь различный характер, но при этом главным образом изменяется характер шума, который визуально анализируется врачом, Фактически же происходит изменение ширины спектра шумового сигнала, записанного в виде ФКГ. В этом смысле характеристики ЭКГ и ФКГ имеют общую зависимость — характеристики электрических сигналов ЭКГ и ФКГ находятся в пропорциональной зависимости от состояния сердечно-сосудистой системы. Существенными недостатками диагностики сердечной деятельности по ФКГ является сложность действий, обусловленная необходимостью наложения электродов или датчика в виде микрофона с исключением проникновения посторонних шумов, существенно влияющих на форму ФКГ; низкая оперативность диагностирования, связанная с необходимостью после записи на носителе информации производить ее расшифровку, занимающая относительное продолжительное время; невозможность постоянного контроля за состоянием сердечной деятельности ввиду дискретности характера самого способа диагностики; исключается диагностика при наличии у исследуемого некоторых паталогий (например, паралич и др.), кроме того. такая диагностЬка требует необходимых внешних условий, при которых может быть снята характеристика ФКГ. Цель изобретения — упрощение действия, повышение оперативности и возможности постоянного контроля эа информацией о состоянии сердечной деятельности при любых паталогиях и условиях диагностики. Поставленная цель достигается тем, что к последовательности действий приложения к лучевой артерии датчика, преобразования пульса в электрический импульс вводятся последовательные операции подачи импульса в автокоррелятор, имеющий регулируемую линию задержки, измерение величины линии задержки, соответствующей нулевому уровню сигнала на выходе автокоррелятора, установление соответст5 55 вия состояния сердечной деятельности с измеренной величиной линии задержки в автокорреляторе, К лучевой артерии руки прикладывается датчик преобразования пульса в электрический импульс. Датчик преобразует кровенаполнение сосудов в электрический импульс (в дальнейшем именуемый просто импульс), Форма огибающей, длительность и др. его характеристики зависят однозначно от состояния сердечно-сосудистой системы человека. Импульс подается на автокоррелятор, имеющий два входа: один непосредственный, а другой — через переменную линию задержки. Изменяя величину линии задержки, можно добиться такого состояния, при котором напряжение на выходе автокоррелятора окажется сниженным до нулевого уровня. Величина (числовое значение) линии задержки, при котором на выходе автокоррелятора напряжение снизится до нулевого уровня. пропорциональна ширине спектра импульса, а этот спектр пропорционален состоянию сердечной деятельности. Тарировка величины линии задержки в соответствии с состоянием сердечно-сосудистой системы проводится в процессе метрологического эксперимента. Предлагаемый способ основан на спектральном анализе пульса лучевой артерии, реализуемый при помощи автокоррелятора с регулируемой в нем линией задержки. Автокоррелятор представляет собой устройство, содержащее перемнож тель, интегратор и линию задержки. Перемножитель имеет два входа, на первый из которых поступает сигнал непосредственно, а на второй — через линию задержки. Из теории электрических сигналов известно, что вид сигнала на выходе автокоррелятора полностью определяется как его видом на входе, который, в свою очередь. связан с шириной спектра, так и величиной линии задержки автокоррелятора. Та величина линии задержки, при которой сигнал на выходе автокоррелятора принимает нулевой уровень, носит название "время корреляции" данного сигнала (импульса). Время корреляции для разных импульсов будет различным в зависимости от состояния сердечно-сосудистой системы, так как в этом случае изменяется форма пульсового сигнала, а стало быть, и его спектр. B спектре этого сигнала содержатся, кроме тех низкочастотных составляющих (звуковых колебаний), которые используются при исследовании сердца с помощью ФКГ, и те высокочастотные составляющие, которые до настоящего времени в медицине не исполь2000081 зовались, хотя в них заложена определенная информация о состоянии человека, в частности о состоянии сердечно-сосудистой системы. (Можно предположить, что диагностика состояния здоровья человека, используемая в индо-тибетской медицине, основана на анализе пульса именно высокочастотных составляющих этого пульса). Изменение пульса (его формы, длительности и др.) приводит к соответствующему изменению спектра этого импульса, изменяется время корреляции. С учетом того, что форма и другие параметры импульса зависят от ряда факторов, оценка состояния сердечной деятельности может быть только интегральной (совокупной), описывающая отдельные .дискретные состояния, к которым можно отнести, например, состояния: нормальное, стенокардия, прединфарктное, инфаркт миокарда. В зависимости от технической реализации количество таких дискрет диагностики может изменяться, т.е. это число в полной мере будет связано со степенью расшифровки тонкой структуры пульса лучевой артерии. Время корреляции пульса t,, соответствующее той задержке сигнала t». при которой на выходе автокоррелятора сигнал принимает нулевой уровень, обратно пропорционально величине спектра сигнала или его верхней частоте 4. 1 к Электрический импульс лучевой артерии представляет собой интегральное описание бесконечного множества составляющих частот, в целом представляющих собой спектральную картину, вид огибающей и амплитуды отдельных составляющих спектра зависят от формы самого электрического импульса. И в то же время форма электрического импульса связана с состоянием сердечной деятельности. Это подтверждается анализом ЭКГ и ФКГ, хотя эти названные характеристики биотоков и шумов сердца описывают только часть (в основном — низкочастотную) всего реально существующего спектра. Любой импульс может быть представлен множеством составляющих в виде синусоид путем разложения импульса в ряд Фурье. Верхняя частота этого разложения, например, для импульса прямоугольной формы с длительностью х обратно пропорциональна этой длительности. Так что если нарушение сердечной деятельности приводит к сокращению длительности отдельных всплесков пульса, то это приводит к соответствующему увеличению (расширению) спектра импульса, т.е. к появлению более высокой верхней частоты f> спектра, что. в свою очередь, требует соответственно уменьшения задержки сигнала в линии задержки, при которой нэ выходе автокоррелятора сигнал 5 станет равен нулю. Математически процесс в автокорреляторе описывается формулой В= — f X(t)X(t — rn.) dt, (2) т где X(t) — напряжение импульса на входе автокоррелятора: X(t — гл ) — напряжение импульса на входе автокоррелятора, сдвинутое на время Тл з, 7 время усреднения (постоянная времени анализа). Формулой описывается закон изменения сигнала на выходе автокоррелятора с данным спектром в зависимости от величины задержки сигнала, определяемой линией . задержки. Предлагаемый способ косвенно сводится к нахождению времени корреляции импульса, поступающего с лучевой артерии. и проведению оценки состояния сердечной деятельности, адекватного этому времени. Таким образом, введение новых операций, таких, как подача импульса в автокоррелятор, имеющий регулируемую линию задержки, измерение величины линии задержки, соответствующей нулевому уровню сигнала на выходе автокорреляторэ, установление соответствия состояния сердечной деятельности с измеренной величиной линии задержки в эвтокорреляторе выгодно отличает предлагаемый способ диагностики сердечной деятельности от прототипа, т.е. он упрощает действия, повышает оперативность и возможность постоянного контроля за дискретной информацией о состоянии сердечной деятельности при любых патологиях и условиях диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. Достоинством предлагаемого способа 45 является также и то, что оно позволяет производить предварительную оценку состояний сердечной деятельности в условиях l неотложной медицинской помощи или в условиях профессионального медицинского gp осмотра, например, в авиации или нэ другом виде транспорта. Формула. изобретения Способ диагностики сердечной деятельности путем приложения к лучевой артерии. датчика-преобразователя пульса в электрический импульс, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и ооеспечения возможности оперативного контроля информации, полученные электрические импульсы подают в автокоррелятор с регу2000081 Составитель Б.Климашов Редактор А.Купрякова Техред М.Моргентал КоРРектоР А. Коэориз Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента" 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Заказ 3053 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 лируемой линией задержки и измеряют величину линии задержки, соответствующую нулевому уровню сигнала на выходе автокоррелятора, по которой судят о состоянии сердечной деятельности, 
