ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА КАК ОБЪЕКТ ОБРАЗНОГО ВОСПРИЯТИЯ СИГНАЛОВ Файнзильберг Леонид Соломонович E-mail : fainzilberg@voliacable.com Personal site: http: //fainzilberg.se-ua.net/ - презентация

1 ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА КАК ОБЪЕКТ ОБРАЗНОГО ВОСПРИЯТИЯ СИГНАЛОВ Файнзильберг Леонид Соломонович Personal site: http: //fainzilberg.se-ua.net/

2 Печальная статистика сердечно- сосудистых заболеваний 1.Распространены среди ¾ населения Украины 2.В 67 % случаев причина смерти 3.В 50 % первый контакт больного с кардиологом – реанимация 4.Одна из причин аварийности на производстве

3 оперативность (результат должен быть получен не более чем за 1-2 мин); удобство (тестирование должно проводиться без снятия одежды и не требовать других подготовительных мероприятий); информативность (возможность обнаружения скрытых признаков нарушений в работе сердца под действием физических и эмоциональных нагрузок) доступность (форма представления результатов должна быть понятна человеку, не имеющему специальную медицинскую подготовку). Требования к средствам диагностики

4 Основные функции сердца автоматизм - вырабатывает электрические импульсы; возбудимость - возбуждается под влиянием электрических импульсов; проводимость – передает возбуждения по участкам миокарда сократимость - сокращается в ответ на возбуждение

5 КОМПЬЮТЕРНАЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ регистрация электрического сигнала в заданных точках поверхности тела; измерение значений электрокардиографических признаков; диагностика состояния сердечно-сосудистой системы

6 Форма ЭКГ здорового человека Основные электрокардиографические признаки ИБС сосредоточены на участке реполяризации

7 ПРИМЕР ДИНАМИКИ ПРИЗНАКОВ УЧАСТКА РЕПОЛЯРИЗАЦИИ До инфаркта В первый день после острого мелкоочагового инфаркта Мурашко В.В., Струтынский А.В. Электрокардиография. – М.: Медицина. – Стр.235

8 ЭКГ, наблюдаемая в условиях возмущений ВНЕШНИЕ ВОЗМУЩЕНИЯ сетевые помехи дрейф изолинии тремер мышц импульсные и случайные помехи артефакты

9 Основные этапы компьютерной обработки ЭКГ 1. Фильтрация сигнала 2. Разделение сигнала на отдельные циклы 3. Селекция циклов, подлежащих усреднению 4. Оценка усредненного (эталонного) цикла 5. Анализ значений признаков эталона 7. Интерпретация сигнала 8. Отображение результата

10 Генеративная модель порождения ЭКГ Ненаблюдаемый эталонный цикл Наблюдаемая реализация внутреннее внешнее ВОЗМУЩЕНИЯ t P QRS T

11 Параметр растяжения (сжатия) по амплитуде Параметр растяжения (сжатия) по времени - номер фрагмента Механизм внутренних возмущений Эталон m-й цикл Параметр сдвига по времени

12 McSharry P.E., Clifford G., Tarassenko L., Smith L.A. A dynamical model for generating synthetic electrocardiogram signals // IEEE Transaction On biomedical Engineering. – – No. 3. – P

13 Модель эталонного кардиоцикла где Утверждение Даже при - непрерывны и Нормальный циклАссиметричный Т Патологический QОтрицательный T Депрессия STЭлевация ST

14 Модель искусственной ЭКГ где Файнзильберг Л.С., Беклер Т.Ю., Глушаускене Г.А. Математическая модель порождения искусственной электрокардиограммы с заданными амплитудно-временными характеристиками информативных фрагментов // Международный научно-технический журнал «Проблемы управления и информатики». – – 5.– С

15 Примеры искусственных ЭКГ Нормальная ЭКГ (ЧСС = 75 уд./мин.) Синусовая брадикардия (ЧСС = 45 уд./мин.) Синусовая тахикардия (ЧСС = 100 уд./мин.)

16 Примеры искусственных ЭКГ Нормальная ЭКГ с трендом (ЧСС=60 уд./мин.) Депрессия сегмента ST, аддитивные помехи (ЧСС=50 уд./мин.) Нормальная ЭКГ с частотными помехами (ЧСС=70 уд./мин.)

17 Проблемы усреднения во временной области Совмещенные циклы одной и той же ЭКГ

18 Обработка ЭКГ на фазовой плоскости Файнзильберг Л.С. Компьютерный анализ и интерпретация электрокардиограмм в фазовом пространстве // Системні дослідження та інформаційні технології. – – 1. – С

19 Т ТТ Т Т Т Модельная ЭКГ со сдвигом зубца Т Усреднение во временной области Усреднение в фазовом пространстве

20 Опорная траектория Средняя траектория Результат усреднения искаженных циклов ЭКГ Оценка эталона - хаусдорфово расстояние

21 Селекция нетипичных циклов Упорядоченные значения хаусдорфовых расстояний Результат селекции нетипичных циклов ЭКГ

22 Узкополосный режекторный фильтр - неизвестны Наблюдаемый сигнал Аддитивная помеха - нагруженные частоты Z

23 Идея режекторного фильтра на основе ДПФ - линейность ДПФ - обратимость ДПФ Растекание спектра (spectrum leakage)

24 - целое- не целое

25 Файнзильберг Л.С. Эффективная процедура подавления сосредоточенных гармонических помех при цифровой обработке сигналов сложной формы // Управляющие системы и машины С Процедура оптимизации фильтра

26 Спектр полезного сигнала Спектр гармонической помехи

27 СигналПомеха

28 Выразительность фазовых портретов ЭКГ

29 УНИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ФАЗОВЫХ ПОРТРЕТОВ

30 Трехмерные фазовые портреты

31 УНИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СОХРАНЯЮТСЯ ВО ВРЕМЕНИ

32 Нетренированный Тренированный Увеличение разброса фазовой траекторий

33 Симметризация фрагмента реполяризации если Т + если Т - Нетренированный Тренированный

34 Клинический материал ИБС и 387 здоровых (КГ) Решающее правило Тест полезен для скрининга ИБС Оценка диагностической эффективности Чувствительность Специфичность Прогностичность результатов

35

36

37 Информационная технология ФАЗАГРАФ ®

38 Информационная технология АНТИСТРЕСС Стадии стресса: 1.Тревога 2.Сопротивление 3.Истощение

39

40 ПТК ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА УСТРОЙСТВА ФАЗАГРАФ ®

41 Методология поверки метрологических характеристик приборов ФАЗАГРАФ

42 Перспективные системы Идентификация личности по ЭКГ Индивидуальный подбор сердечно-сосудистых препаратов

43 Personal site: http: //fainzilberg.se-ua.net/ БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !