Способ оценки функционального состояния сердца

 

Изобретение относится к медицине, в частности, к кардиологии. Сущность: способ заключается в регистрации морфологических элементов ЭКГ с последующим расчетом амплитудно-временных показателей. При регистрации морфологических элементов ЭКГ дополнительно выделяют интервалы PQ+QPS и ST+T+T-P для определения энергетических характеристик миокарда на стадиях деполяризации и реполяризации сердца. На основании полученных данных рассчитывают диагностических критерий и при его значении, равном или меньшем 0,4, а также равном или больше 0,6, судят о нарушениях функционального состояния сердца. Изобретение позволяет уточнить оценку функционального состояния сердца, своевременное выявление ранних стадий нарушения сердечной деятельности, возможность использования в системах для автоматизированной обработки ЭКГ.

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано для диагностики, контроля эффективности лечения, а также при проведении профосмотров.

Известен способ диагностической классификации ЭКГ по их спектральным характеристикам (см. А.Н.Ананьев//Медицинская техника. -1979, N2, с.5-9), по которому при анализе ЭКГ определяют амплитудный и фазовый спектры с помощью рядов Фурье и полученные результаты анализа сравнивают с показателями тест-ЭКГ.

Недостатком известного способа является то, что он предусматривает только общий анализ элементов ЭКГ без учета энергетического уровня миокарда, что уменьшает достоверность исследований.

Известен способ оценки функционального состояния миокарда человека (см. а. с. N 1697731, МКИ А 61 В 5/02)- прототип, заключающийся в регистрации ЭКГ с последующим определением длительности кардиоцикла, длительности общей электрической систолы и длительности электрической систолы желудочков. По значению расчетных коэффициентов судят о состоянии сердечной деятельности.

Недостатком прототипа является то, что он не предусматривает анализ величин амплитуд зубцов: P, Q, R, S, T и их соотношений, что снижает точность оценки функционального состояния миокарда, т.к. не учитываются энергетические характеристики миокарда на стадиях деполяризации и реполяризации сердца.

Авторами предложен способ оценки функционального состояния сердца, по которому наряду с регистрацией морфологических элементов ЭКГ дополнительно выделяют интервалы P-Q+QRS и ST-T+T-P. Затем на основании полученных данных определяют диагностический критерий и при его значении, равном или меньшем 0,4, а также равном или большем 0,6 судят о нарушениях функционального состояния миокарда. Дополнительно выделяемые интервалы ЭКГ используются для определения критерия энергетического уровня миокарда, т.е. потенциальной работоспособности сердца. Интервал P-Q+QRS характеризует длительность возбуждения предсердий и желудочков миокарда на стадии деполяризации, интервал ST-T+T-P длительность расслабления предсердий, желудочков миокарда на стадии реполяризации.

Предложенный анализ регистрации ЭКГ с учетом характеристик энергетического уровня миокарда способствует повышению качества объективной оценки функционального состояния сердца по сравнению с прототипом.

Использование заявляемого способа в медицинской практике позволит своевременно выявлять ранние стадии нарушения сердечной деятельности. Кроме того, заявляемый способ может быть использован в системе для автоматизированной обработки ЭКГ.

Отличительные признаки предложенного решения соответствуют критерию "новизна" и требованиям изобретательского уровня.

По заявляемому способу проведены исследования в клинике Украинского НИИ терапии (г. Харьков) на 24 больных и 26 лицах без заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС).

Эти исследования позволили выявить диагностический критерий, характеризующий энергетический уровень миокарда. Значения этого диагностического критерия существенно отличаются у больных и лиц без заболевания ССС.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

1. Осуществляют регистрацию ЭКГ с помощью многоканального электрокардиографа.

2. Регистрируют амплитуды и длительность морфологических элементов ЭКГ: P, Q, R, S, T, P-Q, S-T, T-P, а также дополнительные интервалы P-Q+QRS и ST-T+T-P.

3. Проводят анализ временной последовательности ЭКГ, например в виде анализа Фурье с помощью ЭВМ.

4. Вычисляют диагностический критерий (Дк) путем определения соотношения уровней энергии на выделенных временных интервалах ЭКГ: P-Q+QRS и ST-T+T-P - по формуле: Тц время кардиоцикла, (1) где b_к амплитуда к-й гармоники; b_к,(P-Q+QRS) и b_{к,(ST-T+T-P)} - соответственно составляющие амплитуды b_к, порождаемые зубцами и сегментами интервалов P-Q+QRS и ST-T+T-P; , круговые частоты соответственно гармоник к и к-1, n число гармоник, по которому с остаточной для практики точностью обратным преобразованием можно получить исходную ЭКГ; обобщенная спектральная мощность кардиоцикла; (ω_к-ω_к-1) обобщенная спектральная мощность зубцов P, Q, R, S и сегмента P-Q интервала P-Q+QRS; (ω_к-ω_к-1) = N_ST-T+T-P обобщенная спектральная мощность зубца Т и сегментов ST-T, T-P интервала ST-T+T-P; , обобщенные нормированные спектральные мощности участков ЭКГ соответственно на интервалах P-Q+QRS и ST-T+T-P. Числители членов формулы представляют обобщенные спектральные мощности соответственно на интервалах P-Q+QRS, ST-T+T-P. Знаменатели всех членов это одна и также обобщенная спектральная мощность рассматриваемой ЭКГ кривой, принимаемая в качестве меры (нормы) оценки составляющей мощности на выделенных интервалах. Это позволяет сопоставить различные ЭКГ с энергетической точки зрения функционирования сердца в одном и том же масштабе. Тогда каждый член формулы является обобщенной нормированной спектральной мощностью. Сумма первых двух членов формулы равна значению третьего, т.е. 1. В ЭВМ вычисляются все три члена формулы для исключения неточностей и ошибок.

В качестве диагностического критерия (Дк) достаточно использовать значение, вычисляемое по первому члену с указанием, что оно получено на интервале P-Q+QRS (2) 5. Cудят о нарушениях функционального состояния сердца при значении Дк, равном или меньшем 0,4, а также равном или большем 0,6.

6. Судят об отсутствии нарушений функционального состояния сердца при Дк, меньшем 0,6 и большем 0,4.

Пример 1. Больной С.С. 36 лет. Клинический диагноз: шейный остеохондроз с синдромом торакалгии. Отмечает периодические колющие боли в левой половине грудной клетки, не связанные с физической нагрузкой. Общепринятая ЭКГ в 12 отведениях без изменений. По заявляемому способу регистрируют амплитуды и длительность морфологических элементов ЭКГ: P, Q, R, S, T, P-Q, S-T, T-P и дополнительные интервалы P-Q+QRS, ST-T+T-P. С помощью ЭВМ определяют Дк по формулам (1) и (2). Дк 0,478.

Заключение: нарушений функционального состояния сердца не обнаружено. Диагноз подтвержден клинико-инструментальными и рентгенологическими исследованиями.

Пример 2. Больной С.Л. 51 год. Клинический диагноз: ИБС. Атеросклеротический кардиосклероз. Гипертоническая болезнь II степени. Нк I ст. Пароксизмальная форма мерцательной аритмии (анамнестически). На ЭКГ в 12 отведениях синусовый ритм, локальное нарушение внутрижелудочковой проводимости. По предлагаемому способу регистрируют амплитуды и длительность морфологических элементов ЭКГ: P, Q, R, S, T, P-Q, S-T, T-P, а также дополнительные интервалы P-Q+QRS, ST-T+T-P. С помощью ЭВМ определяют Дк по формулам (1), (2), Дк 0,364.

Заключение: выявлены нарушения функционального состояния сердца. Диагноз подтвержден клинико-инструментальными данными, включая эхокардиографию, пробу с дозированной физической нагрузкой (ВЭМ).

Пример 3. Больной П.В. 59 лет. Клинический диагноз: ИБС. Стабильная стенокардия напряжения и покоя, III функц. класс. Постинфарктный и атеросклеротический кардиосклероз. Нк I ст. На ЭКН в 12 отведениях признаков очагово-рубцовых изменений миокарда не выявлено. По заявляемому способу регистрируют амплитуды и длительность морфологических элементов ЭКГ: P, Q, R, S, T, P-Q, S-T, T-P, а также дополнительные интервалы P-Q+QRS и ST-T+T-P. С помощью ЭВМ определяют Дк по формуле (1) и (2). Дк 0,722.

Заключение. Выявлены нарушения функционального состояния сердца. Диагноз подтвержден клинико-инструментальными исследованиями, включая пробу с дозированной и физической нагрузкой (ВЭМ) и эхокардиографию.

Достоверность результатов заявляемого способа подтверждается статистическим расчетом (см. Е.С.Вентцель. Теория вероятностей. "Наука" М.1969, с. 312-369).

В качестве сравнительного показателя принята частота совпадения с основным заключительным диагнозом обследуемого пациента по известному и заявляемому способам (таблица).

Формула изобретения

Способ оценки функционального состояния сердца, включающий регистрацию амплитудно-временных показателей, отличающийся тем, что дополнительно регистрируют амплитуды и длительность интервала P Q + ORS для определения энергетического уровня миокарда на стадии деполяризации сердца, проводят анализ временной последовательности ЭКГ и с помощью преобразования Фурье вычисляют диагностический критерий ДК как отношение обобщенных спектральных мощностей интервала P Q + QRS ко всему кардиоциклу по формуле где b_k(P-Q+ORS) амплитуда k-й гармоники временной последовательности интервала PQ + ORS, мВ; W_k, W_k-1 круговые частоты гармоник К и К-1, c^-1; b_k амплитуда k-й гармоники временной последовательности интервала ЭКГ одного кардиоцикла, мВ;
n число гармоник, по которым путем обратного преобразования Фурье можно получить временную последовательность рассматриваемой ЭКГ,
и при значении ДК, равном или меньшем 0,4, а также равном или более 0,6, судят о нарушении функционального состояния сердца.

РИСУНКИ

Рисунок 1