Дипольная электрокардиотопография как метод анализа электрической активности сердца в норме и при гипертрофии левого желудочка Муромцева, Галина Аркадьевна

Введение к работе

Актуальность дроблены. Широкое развитие компьютерной техники привело к автоматизации злсктроФизиологических и и частности электрокардиографических исследований. Наиболіч- распространенный в настояиис вренн иодход и использовании комиь-отрриоя техники заключается в цркмеиеїш электронно-вычислительной наашш для иолучеиия выигрыш uo времени и формирования бодьшх баз дашшх. Продуктом такоро иодхода в электрокардиографии является ирогранны do автоматической обработке и анализу электрокардиограммы 1Э1П или вокторкардиогранны <ВШ,

6 основе иного иодхода к использованию ЭШ лежит нетрадиционное разделение Функций искду человеком и вычислительной навитой, при которой последняя используется не только дли ускорения счета, а в осиоииом дли форииі>ования различных звуковых і контурных и цветояркостиых представлении дашшх, а человек, опираясь иа его уникальные вознохности расиознаианин образов и создания шітуитншшх критериеи оценки анализируемой информации (ВЛ'.гриаии. 1962). выявляет и описывает информативные прижги ы целостные образы. подбирая и диалоге с хомпьотероя представление, .обеспечжвагаее ревешіе задачи.

При необходимости решетя исследовательских иди диагностических задач именно это направление и автоматизации процесса обработки данных (распознавание и описание образов - человеку. а компьютеру - четко Формализованное беспоисковое преобразова-

- г -

иие данных и Форму, удобную для человеческого восириятмя) ока
зывается более псрсиектишшм. "

Основой ддм такоіч) распределении функций служит физиологическая специфика воецринтия челоиеком символьной И образной информации. Известна функциональная незкиниалситность двух полушарий нап"го мозга - оценка знаковой, слоиссиой. симиодыюй информации осушеспмшстси о леиом полушарии, образной - о нравом. Таїти образом, примените образных изображений анализируемого материала направленно стимулируст штуитишув. тиорчес-кхю активность иравонолуюарпого ишдсіжя tQ./ікидссй. Д.Нориаи, 197»; л. А. Зснкик. 1Уо7).

Применение образного анализа особо актуально при работе с материалом, описываемым большим количеством параметров и показателей, в электрокардиографии. щ'Л каїтироиаими потенциалов сердца и особенно и векторкардлопмфки образному представлении данных и последние десятилетия уделяется большое шікманнс (Н. fovarz/K, Z.KovarzrKa, \ЧЫ: V. Lauibereer. 1965; О. В. Баум, П. П. Ропеиекии. ли. титонир, i'Jii), Из числа электро- и нектор-кардиографических методов представление регистрируемой информации и символьной икде, т. с. посредством абстрактных знаков -зубцон, интервалов, петель. - характерно дли традиционной ЭКГ \г отисдений. скалярных X, У. Z крлшх. ккг-летель, иоллркардио-гр.іФкм и других методой. Образное цредстандсние информации позволяют получить такие нетрадиционный, электрокардиографические методы как сиаіиокардиографиа. сферокардиография. аксоно-жрдиогяафяя ІЯ. Kjpderberser,С. JojKowicz. 1977;Н.ЮиаггуК, 1961).

- J -

Каждый из этих методов разработан для решения конкретних задач, «о ии один нз них не позволяет наблюдать развитие возбуждения в сердце как целостный пронесе.

В настояяей работе исследованы возможности одного из новых способов образного представления векторкардяограФических данных - шшодьноя электрокардиотоаографии, - позволявшего взамен абстрактних символов традиционных электрокардиографических методов изображать анализируемый эдектрофизиологическия процесс в сердце невос^дственло в характеристиках этого процесса. Возможности этой формы представления данных продемонстрированы на примере применения ее для описания процесса деполяризации і человека в норме и при гипертрофии левого желудочка (ГЛІ).

Еыявление признаков Ш электрокардиографическими методами само по себе актуально, известно, что появление признаков ГЖ иа ЭХГ свидетельствует не только о начале серьезных сердечно-сосудистых заболевании, таких как артериальная гицертеи-31»» взеиическая болезнь сердца, нарушения клапанного аппарата, но. до яішюо lannel с соавг. . (1987) и Xuller с совет. (1986), является значимым маркером детального исхода, наличие явных электрокардиографических признаков ГУН соаровохииется резким увеличением смертности от ииемической болезни сердца, инсульта, сердечной недостаточности. Результати фрамингамского лопудяционного исследования показали, что .смертность за 3 дет у мужчин и жешпш старше 64 дет. имевших электрокардиографические признаки Ш. достигает соответственно 50* а Э5х, а старэе ЗФ лет - ЗЭ* п го'*

- ч *

Г.Sortie! 19611. V больных артериальной гнвертензией. имевши кроне вольтахных цриэнаков r/tt на ЭКГ и наргшение реполяриза-ции, риск внезапной снерти увеличивается» более чен вдвое в. Uiinel, ГУ6Я, а по данным других исследователей даже в 5 -6 раз 1F.H. НеззегИ. ii. Schmieden 1986).

Развитие гипертрофии миокарда приводит такхе к неустойчи-еости Функционирования сердца, появлению Фибрилляции хелудоч* ков (Н. П. Пиррахинов с соавт.» 19881. а г больных, получающих терапию диуретиками, Г/К Увеличивает возможность возникновения тахиаритаии и зкстрасистолии.

В результате Г/К снихается коронарный резерв и ускоряются атеросклерогические upoueccu (J.F.Tubau et al.. 1987),

V.больных артериальной гипертензией. имеюаях ГЛЖ. систолическое и диастолическое артериальное йавление иного чшг, чен в случаях ьез увеличения сердца (К.Шапо et al.. 1966(. Ьырахенность Г/К не всегда развивается параллельно степени повышения артериального давления (И. К. Вхваиабая. 1981). Это позволяет считать гипертрофию ниокарда более серьезным предвестником развитии гипертонического лорахення сердца, чей уровень артериального дашіекия tH. к. йхваиабая. О. А. Коздооа. 197}; F.HesscrU et al.. 1983).

Перечисленные данные свидетельствует о вахности проблеми обнарухения Г/К и ее начальных стадий и, как следствие, об актуальности поиска новых методов и показателе* направленных на решение данной задачи. Образный анализ дошил с примененной компьютерной техники открывает в это» связи бодьвие возкохности.

Цель данного исследовании заключалась в разработке способа анализа нооои Формы образне го представления данных трех

корригированных ортогональных отведении - дипольнои электро-кардиотоаограимы, сокращенно дэкартограммы (ДКГ). - и сравнительной оаенке ее возможностей на примере описания нормы и ГА

Поставленная иель предусматривала решение следующих задач:

1. Описать особенности процесса деполяризации миокарда здоровых и лиц.с г/и на дэкаргограмне.

I. Разраоотать критерии Г/Л на дэкартогранме, составить диагностический алгоритм обнаружения г/ас.

1. Установить коррелятивные связи цредложениых дзкартографи-ческих критериев Г/UC с зхокардиограФическими показателями массы миокарда левого желудочка.

2. определить информативность ДКГ и основных электрокардиографических методов, применяемых в скринируших обследованиях. а именно автоматизированного анализа ЭКГ и Мшшесотского кода. автоматизированного анализа ВКГ н Вашингтонского кода при обнаружении нормы и глх.

3. изучить воспроизводимость результатов анализа дэкарто-грамн» полученных с использованием различных систем отведения (франка и Нак4>и-Парунгао).

. б. Сравнить возможности электрокардиографических и вектор-кардиограФическях методов, в том числе векторкардиографии, дополненной топограФическини показателями ДКГ при обнаружении воркд и г/и.

Научная новизна работы состоит в том. что 1) впервые новую іорнг образного представления данных трех корригированных ортогональных отведений - дипольную электро-

кардиограмму - применили для описания процесса деполяризации норме и при ГУН;

і.) впервые разработаны критерии и алгок*т анализа интегральной дэкартограмны с целью обнаружения ГЛХ. ь том чикл* ее начальных стадии;

}> определены возможности нового метода диагностика по смв-неиию с ухе известными электрокардиографическими иетодош: ЭКГ id. отведении. Миннесотским кодон. ВКГ-петлями. Вашшганскт кодон.

Практическая ценность данной работы состоит в том. что

1) дзкартограФическое изображение за счет воспроизведения процесса деполяризации в ?лектроФизиологических тернинах позволяет упростить процедур/ анализа данных и проводить индивидуальную оценку электрической активности сердца обследовія::?го человека или экспериментального объекта:

і) использование нового метода - дипольной эдектрокардиото-пограФии - активизирует творческие способности исследователя по обработке визуальных данных, представляющих электрическую активность сердца;

1) повышена информативность метода векторкардиограФии посредством дополнения анализа ВКГ-иетли дзкартографнческими показателями.

Внедрение. Основные результаты диссертационной работы внедрены и практику отдела массовыа обследований НИИ профилактики иемфекшонных заболевании Всероссийского научно-исследовательского центра профилактической медицины НЗ РФ.

Результаты работ использоваїш при разработке програми обработки и автоматизированного анализа дипольцой электрокардио-

TOUtffpjMHU и институте ііроолен передачи информации ран и включены и соответствумші накот программ.

Публикации. По материалам диссертационной раооты опубликовано J5 печатных работ (на них )0 в зарубежной печати).

ЛИРобаиия работы, Основные положения диссертации доложены на научном о?ишш\' лаборатории цифровой обработки информации Института ироолен передачи информации РАН 18 марта 19'./2 г., на Ученей сосете ЬНЛИ профилактической медицини Kj РФ 09- апреля 1992 г. и на научном семинаре института физиологии им, и. и. Павлова РЛН сь мая 199.'

Материалы диссертации доложены также на: - JI Иеждунарид-нон симпозиуме "Теории и практика автоматизации кардиологичес-' ких исследовании" іКаУііае, 19Є6); - Всесоюзном симпозиуме "Электрической поле сердца" Шушно, 19йТ); - 16-м Международном конгрессе по злекгрокардиолопш (Будапешт, 1939. і доклада); - Международной конференции "Ьиосигиал'90" (Брно, 1990); -Международном симпозиуме "Электрические поля биологических структур" (Ленинград, 1990); - 17-м международном конгрессе по эдектрокардислогии (Флоренция, 1990); - 18-м Международном конгрессе п&*злектр<шрдішогии (Варшава, ' 1991); - 9-й Европейской конференции Международного общества неинвазивнои кар-диолргш (Братислава." 1991).

ибьен и структура диссертация. Диссертация изложена на Н9 слраиииах машноцисного текста, включая 10 таблиц и ее рисунка, раоота состоит из введения, ч глав, заключения, выводов. практический рекомендаций. Работа снабжена списком использованной литературы, который содержит Ш наименовании, из них 68 отечественных и 12і зарубежный источник, и приложением, вкдь-чаши 8 таблиц.

*

- » *

МАТЕРИАЛЫ И ИСТОДЫ Материалом исследования послужили 352 человека, составив* ших і выборки, состав которых приведен в Ти»лиие і. Первая тестирушая ьыборка сформирована в условиях цроведения массовых обследовании, вторая тестирующая выборка - * клинике, предварительная разработка критериев гипертрофии вшолнена на клинической (обучавшей) выборке.

Таблица 1. Состав обследованных выборок .

выборки Группы кол-во Средний Количество

обследованных возраст мухчнн хеншш в годак

Обучаю- Норна г9 36Ш 17 її

шая г/ас 39 чопі зз о

Всего 68 39ill 50 16

ПеРіШ Без ГЛХ 37 . 12*10 19 18
тести- Погранич.-

рушая состояние 29 A7±t0 16 U

глж чг іеііг гг го

Всего. 106 174-11 57 51

из них 'прочие *- Щ'- заключения* и

Ьторая Вез ГЛХ 93 36 57
тести- ііогранич.

рущая состояние '29 23 б

глх 51 за is

Всего. 176 ^- 20-65 97 79

из них здоровых 70 больных 106

beего Без ГЛХ 159
оеследо- Погранич.

вино состояние 56

Ьсего

гоч 148

Первая тестируемая выборка (случайная иыоорка из неорганизованной популяции одного из районов г,Москва) кроме групп Г/И" и "без Г/1Ж" включала также "пограничную группу" и г\ случаи блокады ножек (не считан неполной блокади правой ножки) > очагово -рубцовые изменения на ЭКГ или инфаркт миокарда в анамнезе. В таблице 1 эти случаи отнесены к группе "прочие ЭКГ заключения".

Ь обучающей и первой тестирующей - выборках регистрация корригированных ортогональных отведений осуиествлялась по системе отведений франка, формирование второй тестирующей выборки было обусловлено желанием оценить воспроизводимость показателей ДйГ. выработанных на обучавшей выборке, в аналогичных условия, но с использованием иной система отведений, . Поэтому эта выборка была сформирована из клинического контингента, у которого регистрация трех корригированных ортогональных отведении осуиествлялась по системе МакФи-Парунгао.

V всех обследованных кроне корригированных ортогональных отведении регистрировали 1 общепринятых отведений ЭКГ. Последние анализировали автоматически но программе Бонара или

і»

кодировали вручную в соответствии с требованиями Ииннесотского кода. Аналогичный анализ проведен для данных трех корригированных ортогональных отведений, а именно, проведен автоматический анализ ВКГ по программе арно и кодирование вручную скалярной ЭКГ в соответствии с требованияни Вашингтонского кода. Данные ортогональной ЭКГ использовали также для построения суммарных ДдТ периода деполяризации желудочков ірис. и. которое осуществляли по алгоритму ЛИ.Титомира (1985). Построение ДКГ. зарегистрированных ло системе ЯакФи-Парунгао, осуществлялось на ЭБй HP гюоА, по системе франка - на PC АТ-Збб.