Анализ основных характеристик электрокардиограмм

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКГ

3.1. Стандарты описания и обозначения ЭКГ

3.2. Модель и параметры ЭКГ в норме

3.3. Электрокардиограмма и постановка диагноза

3.3.1. Постановка диагноза

3.3.2. Подходы к постановке диагноза

3.3.3. Постановка диагноза для нескольких типовых заболеваний

ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ПОСТАНОВКИ ДИАГНОЗА

4.1. Требования к программному продукту

1. Общие требования

4.1.2. Решаемые задачи, набор функций

4.1.3. Форматы данных

4.1.4. Требования к интерфейсу

4.2. Структурная схема программы

4.3. Тестирование

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В связи с ухудшением экологической обстановки, увеличением количества стрессов, неправильного питания и других пагубных факторов очень остро встала проблема сердечно-сосудистых заболеваний. Причем масштабы проблемы очень велики: по данным Минздрава Российской Федерации — около трети населения России в той или иной мере страдают заболеваниями, связанными с нарушением работы сердечно-сосудистой системы.

Очень важно выявлять отклонения от нормы на ранней стадии развития — тогда лечение заболевания в большинстве случаев не составляет особой сложности, и позволяет человеку поправить свое здоровье не отрываясь от повседневной деятельности. Поэтому все чаще требуются системы быстрой диагностики, в том числе и диагностики сердца. Самый распространенный способ диагностики сердца — электрокардиография.

Электрокардиограмма человека характеризуется набором временных и амплитудных параметров, в зависимости от которых ставится диагноз лечащим врачом. До недавнего времени значения этих параметров можно было установить только с помощью специальных измерительных принадлежностей, что требовало много временных затрат. На данный момент многими зарубежными фирмами производится специальное диагностическое оборудование, использование которого могло бы намного увеличить качество и скорость съема параметров ЭКГ и постановки диагноза, хотя бы и рекомендательного характера. Но, к сожалению, такое оборудование стоит очень дорого, и приобрести его в нашей стране могут лишь единичные клиники. В связи с этим, возникает необходимость самостоятельной разработки программного обеспечения для аналогичных комплексов отечественными специалистами. А так как в нашей стране технический уровень подготовки достаточно высок, чтобы добиться качества, соответствующего западным аналогам подобных систем, то отсюда вытекает необходимость создания самостоятельных разработок в данной области.

Программное обеспечение является одной из частей кардиографической системы. В рамках разработки программного комплекса возникает следующая задача: проанализировать классические методы постановки диагноза для наиболее распространенных заболеваний сердечно — сосудистой системы и программно реализовать один из них. Данная задача включает в себя два основных этапа: анализ данных и постановка диагноза на основе этих характеристик.

Работа посвящена изучению параметров ЭКГ и дальнейшему их анализу, по результатам которого будет ставиться диагноз.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

В рамках задачи анализа вектора параметров и постановки предварительного заключения в компьютерном кардиологическом комплексе, необходимо разработать модуль постановки диагноза.

Для этого следует:

• изучить форму, стандарты описания и обозначения ЭКГ;
• выделить параметры нормальной ЭКГ;
• изучить классические методы постановления диагноза для следующих заболеваний: инфаркта миокарда, гипертрофии левого желудочка, гипертрофии правого желудочка, комбинированной гипертрофии обоих желудочков;
• программно реализовать один из методов;
• при проведении исследований и разработки модуля использовать среду программирования Delphi 3.0.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКГ Стандарты описания и обозначения ЭКГ

Регистрация происходящих в сердце биоэлектрических явлений дает характерную кривую — ЭКГ, которая схематически состоит из трех направленных вверх положительных зубцов P, R и Т, двух отрицательных зубцов Q и S и непостоянного, направленного вверх зубца U. Кроме того, различают интервалы: P — Q, Q — T, S — T, T — P, R — R и два комплекса: QRS и QRST.

Рис 1. Зубцы и интервалы нормальной ЭКГ Обозначенные особенности (пики и интервалы) и являются стандартами описания электрокардиограммы человека.

Модель и параметры ЭКГ в норме Системы отведений

В зависимости от положения электродов, с помощью которых производится съем электрокардиограмм, различают стандартные отведения — I, II, III, отведения от конечностей — aVR, aVL и aVF и одноплюсные грудные отведения — V1, V2, V3, V4, V5, V6.

Для определения параметров ЭКГ обычно используют второе стандартное отведение. Под параметрами ЭКГ, как правило, понимают вычисленные временные и амплитудные значения пиков.

Параметры нормальной ЭКГ

В медицинских источниках есть сведения о параметрах ЭКГ здорового человека. Обычно эти данные являются отправной точкой при анализе исследуемой электрокардиограммы. Предельные величины элементов ЭКГ в норме приведены в следующей таблице:

Таблица 1: нормальная электрическая активность сердца

Электрокардиограмма и постановка диагноза Постановка диагноза

По временным и амплитудным характеристикам пиков и интервалов врач может определить наличие тех или иных заболеваний у наблюдаемого пациента. Наиболее важную информацию несет пик R, в частности, именно по этому пику можно найти частоту сердечных сокращений.

Подходы к постановке диагноза

В медицинской литературе существует несколько подходов (школ) определения диагнозов, различающихся терминологией, формулировкой заключений, анализируемыми параметрами. В данной работе использовались критерии, изложенные в справочнике Sokolov, Lyon.

Постановка диагноза для нескольких типовых заболеваний

В данной работе будут исследоваться и диагностироваться наиболее распространенные заболевания сердечно — сосудистой системы: инфаркт миокарда, гипертрофия левого желудочка, гипертрофия правого желудочка, комбинированная гипертрофия обоих желудочков и постановка диагноза для данных заболеваний в рамках изучаемого метода Sokolov, Lyon.

ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ПОСТАНОВКИ ДИАГНОЗА Требования к системе Общие требования

Данная система должна проектироваться с учетом того, что на ее базе в дальнейшем будут разрабатываться модули с более углубленной детализацией проекта, которые будут потом интегрированы в компьютерный кардиологический комплекс, разрабатываемый на кафедре 17. В целом же система является тестовым вариантом решаемой задачи.

Решаемые задачи

Данная программа на основе вводимых пользователем данных (амплитудных и временных параметров ЭКГ в двенадцати отведениях, формы ЭКГ — вида различных зубцов, комплексов и интервалов, а также их длительности) выводит диагноз о наличии того или иного заболевания.

Форматы данных

Для хранения данных предусмотрена возможность использования специального файла.

Файл, в котором хранятся данные, редактировать не рекомендуется, для этих целей в программе существует специальная таблица для ввода и редактирования данных.

Требования к интерфейсу

Интерфейс данного приложения является SDI — интерфейсом.

Структурная схема программы

Тестирование

Для тестирования программы была использована тестовая выборка, взятая из медицинского справочника. На все введенные данные программа выдала правильные результаты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данной работы были рассмотрены следующие подходы к анализу электрокардиограмм человека: 1. Метод Sokolov, Leon; 2. Метод З. Л. Долбачян; 3. Метод Lepeschkin, Sodi — Pallares; а также диагностики нескольких типовых заболеваний сердечно-сосудистой системы:

1. инфаркта миокарда;
2. гипертрофии левого желудочка;
3. гипертрофии правого желудочка;
4. комбинированной гипертрофии обоих желудочков.

В результате анализа на основе полученных данных был построен программный модуль анализа основных характеристик электрокардиограмм и постановки диагноза.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Архангельский А. Я. Программирование в Delphi 5. — М., БИНОМ, 2000.
2. Кечкер М. И. Электрокардиографические заключения и краткое описание изменений ЭКГ. — М., Оверлей, 1993.
3. Сумароков А. В., Моисеев В. С., Михайлов А. А., Касымов И. Ю. Распознавание болезней сердца. — Т., Медицина, 1978.
4. Тумановский М. Н., Бородулин Ю. Д., Никитин А. В., Фуки В. Б. Практическое руководство по электрокардиографии (с теоретическими основами) , ч. 1. — Воронеж, Издательство ВГУ, 1969.
5. Фараонов В. В. Delphi 3. Учебный курс. — М., Нолидж, 1998.
6. Хан М. Г. Быстрый анализ ЭКГ. — СПб. -М., Невский Диалект, БИНОМ, 1999.