Компьютерные методы автоматического анализа ЭКГ в системах кардиологического наблюдения - Автореферат

При оценке состояния сердца и сердечно-сосудистой системы ключевую роль играет анализ электрокардиограммы (ЭКГ), представляющей собой запись наблюдаемых на поверхности тела проекций объемных электрических процессов, происходящих в сердце. Одной из таких задач является длительный непрерывный контроль ЭКС, представляющий собой одну из важнейших функций аппаратуры для кардиологического наблюдения, к которой относятся приборы и системы для прикроватного и амбулаторного мониторного наблюдения ЭКГ, телеметрического наблюдения за состоянием организма, автономного контроля сердечной деятельности, функциональных исследований сердечно-сосудистой системы и решения ряда других задач. Внедрение разработанных методов и алгоритмов в приборы и системы медицинского назначения позволяет обеспечить повышение точности и надежности формируемых диагностических заключений, что, в конечном счете, способствует повышению эффективности диагностики и лечения патологий сердечно-сосудистой системы человека. Создание новых программно-алгоритмических средств, предназначенных для использования в приборах и системах длительного кардиологического наблюдения и обеспечивающих повышение точности и надежности решения задач автоматического анализа ЭКС с целью получения значимой для диагностики информации о состоянии сердечно-сосудистой системы человека. Методы и алгоритмы автоматического анализа электрокардиосигнала, предназначенные для использования в составе программно-алгоритмического обеспечения приборов и систем медицинского назначения: · обобщенная логическая структура алгоритмического обеспечения систем кардиологического наблюдения, решающего задачу получения значимой для диагностики информации о текущем состоянии сердечно-сосудистой системы человека.Отмечены сильные и слабые стороны каждого из методов и предложено исследовать возможность решения задачи классификации форм QRS-комплексов путем комбинированного использования трех наиболее распространенных и относительно простых в вычислительном отношении подходов: на основе признаков формы, корреляционного и спектрального методов. Предложена обобщенная структура комплекса алгоритмов автоматического анализа электрокардиосигнала в системах кардиологического наблюдения, включающая следующую последовательность процедур: · предварительная фильтрация ЭКС и оценка зашумленности сигнала; Вторая глава посвящена исследованию процедур предварительной фильтрация ЭКС, предшествующих алгоритмам, которые осуществляют анализ сигнала, и служащих для выполнения преобразований сигнала, направленных на улучшение условий работы и повышение эффективности этих алгоритмов. Для получения сигнала с заданным отношением сигнал/шум соответствующая реализация ЭКГ суммировалась с помехой, деленной на требуемое значение отношения сигнал/шум. Рассмотрен вариант простейшего порогового алгоритма обнаружения QRS-комплекса, на вход которого может быть подан взятый по модулю сигнал с выхода предложенного выделителя желудочкового комплекса.

Краткое содержание работы

В изданиях, определенных ВАК Минобрнауки РФ: 1. Калиниченко, А.Н. Влияние частоты дискретизации ЭКГ на точность вычисления спектральных параметров вариабельности сердечного ритма / А.Н. Калиниченко, О.Д. Юрьева // Информационно-управляющие системы. - 2008. - № 2. - С. 46 - 49.

2. Калиниченко, А.Н. О точности и достоверности спектральных методов расчета показателей вариабельности сердечного ритма / А.Н. Калиниченко // Информационно-управляющие системы. - 2007. - № 6. - С. 41 - 48.

3. Калиниченко, А.Н. Исследование алгоритмов оценки стационарности сердечного ритма / А.Н. Калиниченко, М.И. Коляденко // Известия СПБГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия Государственного электротехнического университета). Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. - 2006. -Вып. 2. - С. 101-105.

4. Калиниченко, А.Н. Оценка разделяющей способности методов классификации форм ЭКГ/ А.Н. Калиниченко // Известия СПБГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия Государственного электротехнического университета). Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. - 2006. - Вып. 1.- С. 21- 30.

5. Investigation of Time, Amplitude, and Frequency Parameters of a Direct Fetal ECG Signal during Labor and Delivery (Исследование временных, амплитудных и частотных параметров электрокардиосигнала плода непосредственно снимаемого во время родов) / R.A. Shepovalnikov, A.P. Nemirko, A.N. Kalinichenko, et al. // Pattern Recognition and Image Analysis. Advances in Mathematical Theory and Applications. - 2006. - Vol. 16, No 1. - P. 74 - 76.

6. Software Complex for the Recognition of Diagnostically Significant ECG Changes (I?ia?aiiiue eiiieaen aey ?aniiciaaaiey aeaaiinoe?anee cia?eiuo eciaiaiee YEA) / A.P. Nemirko, A.N. Kalinichenko, P.V. Murashov, et al. // Pattern Recognition and Image Analysis. Advances in Mathematical Theory and Applications. - 2006, Vol. 16, No 1. - P. 9-11.

7. Пакет программ для функциональных электрокардиографических исследований / А.Н. Калиниченко, А.П. Немирко, П.В. Мурашов и др. // Известия СПБГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия Государственного электротехнического университета). Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. - 2004. - Вып. 1. - С. 36-39.

8. Исследование методов анализа электрокардиограммы плода во время родов / Р.А. Шеповальников, А.П. Немирко, А.Н. Калиниченко и др. // Известия СПБГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия Государственного электротехнического университета). Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. - 2004. - Вып. 1. - С. 33-36.

9. Software Package for the Functional Investigations Using ECG (Программный комплекс для функциональных исследований с использованием ЭКГ) / A.P. Nemirko, A.N. Kalinichenko, Y.I. Goncharenko, et al. //- Pattern Recognition and Image Analysis. Advances in Mathematical Theory and Applications. - 2003. - Vol. 13, No 2. - P. 308 - 310.

10. Кардиомониторная система RITMON для отделений интенсивной терапии и реанимации / А.П. Немирко, А.Н. Калиниченко, С.Ю. Левашов и др. // Научное приборостроение. - 1996. - Т. 6, № 1. - С. 115-116.

11. Nemirko, A.P. Waveform Classification for Dynamic Analysis of ECG (Классификация сигналов в задачах непрерывного анализа ЭКГ) / A.P. Nemirko, L.A. Manilo, A.N. Kalinichenko // Pattern Recognition and Image Analysis. Advances in Mathematical Theory and Applications. - 1995. - Vol. 5, № 1. - P.131-134. и в других изданиях: 12. Kalinichenko, A.N. Investigation of the ECG QRS-complex morphologies classification methods (Исследование методов классификации морфологий QRS-комплексов ЭКГ) / A.N. Kalinichenko, K.S. Shuruhina // 9-th International Conference "Pattern Recognition and Image Analysis: New Information Technologies" (PRIA-9-2008), Nizny Novgorod, Sept. 15-20, 2008. Conference Proceedings. - 2008. - Vol. 1. - P. 254-257.

13. Kalinichenko, A.N. ECG waveform classification methods based on spectral and correlation techniques (Методы классификации форм ЭКГ, на основе корреляции и спектрального анализа) / A.N. Kalinichenko // 8-th International Conference "Pattern Recognition and Image Analysis: New Information Technologies" (PRIA-8-2007), Yoshkar-Ola, Oct 8-12, 2007, Conference Proceedings. - 2007. - Vol. 2. - P. 270-272.

14. Калиниченко, А.Н. Анализ спектральных параметров вариабельности сердечного ритма в реальном масштабе времени / А.Н. Калиниченко, Ю.И. Гончаренко, Н.И. Родина // В кн.: Биотехнические системы в медицине и биологии. Под общ. ред. проф. Е.П. Попечителева. - СПБ.: Изд-во "Политехника", 2002. - С. 68-71.

15. Kalinichenko, A.N. Real-time Analysis of HRV Spectral Parameters (Анализ параметров вариабельности сердечного ритма в реальном масштабе времени) / A.N. Kalinichenko, M.V. Boyarkin, Y.I. Goncharenko, et al. // In: SYMBIOSIS 2001. VI International Conference, Szczyrk, Poland, 11-13 Sept., 2001, Conference Proceedings. -2001. - P. 228-230.

16. Nemirko, A.P. Computer Net for ECG Monitoring (Компьютерная сеть для мониторного контроля ЭКГ) / A.P. Nemirko, A.N. Kalinichenko, D.V. Korobkov et al. // In: SYMBIOSIS 2001. VI International Conference, Szczyrk, Poland, 11-13 Sept., 2001, Conference Proceedings. -2001. - P. 145-148.

17. Вальденберг, А.В. Мониторный контроль ЭКГ в интенсивной терапии / А.В. Вальденберг, А.Н. Калиниченко // Мир медицины. - 1999. - № 2. - С. 42-45.

18. Калиниченко, А.Н. Автоматическая диагностика фибрилляции предсердий / А.Н. Калиниченко, Л.А. Манило, А.А. Саяпина // Материалы 3-й Международной конференции "Радиоэлектроника в медицинской диагностике", Москва, 29 сент. - 1 окт. 1999. - М., 1999. - С. 96 - 99.

19. Kalinichenko, A.N. Waveforms Classification Algorithm for the Paced ECG (Алгоритм классификации форм сигнала для ЭКГ при искусственной электрокардиостимуляции сердца) / A.N. Kalinichenko, K.V. Sveshnikov // Proceedings of the International Workshop "Biomedical Engineering & Medical Informatics", BEMI"97; Gliwice, Poland, Sept. 2 - 5 1997. Gliwice: Techn. Univ. Gliwice. - P. 150-153.

20. Nemirko, A.P. Reconstruction of cardiac rhythm control function for the spectral estimation of heart rate variability (Восстановление функции управления для получения спектральных оценок вариабельности сердечного ритма) / A.P. Nemirko, L.A. Manilo, A.N. Kalinichenko // Proceedings of 5th International Symposium SYMBIOSIS"97; Jiri Holcik, Peter Fedra, Jan Slezak (Eds.), Brno, Sept. 10 - 12 1997. Brno: Techn. Univ. Brno. - P. 40 - 44.

21. Kalinichenko, A.N. The ECG analysis algorithm and software for noninvasive electrophysiological studies (Алгоритм анализа ЭКГ и программное обеспечение для неинвазивных электрофизиологических исследований) / A.N. Kalinichenko, D.V. Korobkob, K.V. Sveshnikov // Proceedings of 5th International Symposium SYMBIOSIS"97; Jiri Holcik, Peter Fedra, Jan Slezak (Eds.), Brno, Sept. 10 - 12 1997. Brno: Techn. Univ. Brno. - P. 67-69.

22. Boyarkin, M.V. Heart Rate Variability as an Index of Autonomic Heart Regulation in Acute Miocardial Infarction Patients (Вариабельность сердечного ритма как показатель вегетативной регуляции у пациентов с острым инфарктом миокарда) / M.V. Boyarkin, A.N. Kalinichenko, A.P. Nemirko // In: Computers in Cardiology, IEEE. - 1997. - Vol. 24. - P. 45-48.

23. Valdenberg, A.V. The Experience of Computer-Based Monitoring System Utilization in CCU (Опыт использования компьютерной системы мониторного контроля в отделении интенсивной терапии) / A.V. Valdenberg, A.N. Kalinichenko, A.P. Nemirko // In: Computers in Cardiology, IEEE. - 1997. - Vol. 24. - P. 429-432.

24. Калиниченко, А.Н. Алгоритм анализа ЭКГ при электрокардиостимуляции / А.Н. Калиниченко, А.Ю. Левин, А.А. Трушев // Известия СПБГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия Государственного электротехнического университета). - 1996. - Вып. 491. - С. 44-51.

25. Nemirko, A.P. Algorithm and Software for ECG Monitoring System (Алгоритмическое и программное обеспечение для системы мониторного контроля ЭКГ) / A.P. Nemirko, A.N. Kalinichenko, S.Y. Levashov, et al. //. In: Analysis of Biomedical Signals and Images. 13-th Biennial International Conference BIOSIGNAL"96. Proceedings. J. Jan, P. Kilian, I. Provaznic (eds). Technical University Brno Press. - 1996. - P. 192 - 194.

26. Калиниченко, А.Н. Мониторы для наблюдения больных в клинике / А.Н. Калиниченко // Медицинская техника и химические реактивы. Информационный бюллетень. - 1996. - № 4. - С. 2-4.

27. Калиниченко, А.Н. Оперативная обработка многоканальной ЭКГ / А.Н. Калиниченко, С.Ю. Левашов. // Известия СПБГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия Государственного электротехнического университета). - 1994. - Вып. 468. - С. 26-31.

28. Kalinichenko, A.N. Method of QRS detection based on digital filtering (Метод обнаружения QRS-комплекса на основе цифровой фильтрации) / A.N. Kalinichenko // Proceedings of the International Symposium SYMBIOSIS"93, Brno, Technical University of Brno. - 1993. - P. 75-89.

29. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ / А.Л. Барановский, А.Н. Калиниченко, Л.А. Манило и др.; под ред. А.Л. Барановского и А.П. Немирко. - М.: Радио и связь, 1993. - 248 с.

30. Оценка вариабельности сердечного ритма и артериального давления, измеряемого методом непрерывной неинвазивной регистрации (программа для ЭВМ): Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам РФ, гос. рег. № 2007615223 / О.В. Мамонтов, Е.А. Бирюкова, А.Н. Калиниченко и др., заявитель ФГУ Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова. - 2007.

31. Программа исследования ЭКГ при электрокардиостимуляции (КАРДИОКИТ - Стимуляция): РОСПАТЕНТ РФ, гос. рег. № 2003611609 / А.П. Немирко, А.Н. Калиниченко, Ю.И. Гончаренко и др., заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Биосигнал". - 2003.

32. Программа автоматизации нагрузочной пробы (КАРДИОКИТ - Стресс-тест): РОСПАТЕНТ РФ, гос. рег. № 2003611610 / А.П. Немирко, А.Н. Калиниченко, Ю.И. Гончаренко и др., заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Биосигнал". - 2003.

33. Программа исследования сердечного ритма (КАРДИОКИТ - Анализ ритма): РОСПАТЕНТ РФ, гос. рег. № 2003611611 / А.П. Немирко, А.Н. Калиниченко, Ю.И. Гончаренко и др., заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Биосигнал". - 2003.

34. Программный комплекс мониторного контроля ЭКГ "RITMON": РОСАПО РФ, гос. рег. № 960002 / А.П. Немирко, А.Н. Калиниченко, С.Ю. Левашов и др., заявитель Товарищество с ограниченной ответственностью "БИОСИГНАЛ". - 1996.

Размещено на .ru