Введение к работе
Актуальность. Заболевания сердечно сосудистой системы продолжают лидировать среди наиболее распространенных и грозных заболеваний человека несмотря на большое количество новых методов диагностики и средств терапии этого вида патологии (Муратов Р.М.2000; Вайсман М. В., Прилуцкий Д. А., Селищев С. В., 2000; Зотов Д.Д.; Ко-люцкий А.К., 2003).
Задачи автоматизации распознавания электрокардиологического сигнала и разработки алгоритмов дифференцировки проявлений на ЭКГ нарушений сердечной деятельности являются приоритетными задачами для разработчиков медицинских информационных систем (Уваров В.М., 2005; Сергейчик О.И., 2007; Калиниченко А.Н., 2008). К настоящему времени в этой области накоплен значительный опыт, который свидетельствует о несостоятельности попыток полного автоматизированного воспроизведения традиционного рутинного анализа электрокардиографического сигнала (Сахарова О.Н. , 2004; Байрак И.Г., 2007; Манило Л.А., 2007).
Предложено большое количество новых подходов к пересмотру возможностей традиционного рутинного анализа электрокардиографического сигнала как источника диагностической информации о состоянии сердечно-сосудистой системы (Сафонов М.Ю. с соавт., 2002; Мухин В.Н., 2004; Сахарова О.Н., 2004). Следует признать, что наиболее адекватными целям диагностики в кардиологии являются критерии, основанные на постулате, учитывающем что работа сердца представляет собой динамическую последовательность электромеханических явлений, правила генерации и распространения которых можно количественно точно описать (Коробейников А.В., 204; Каменский С.А., 2005; Манило Л. А., 2007).
Известны диссертационные исследования (Пелешенко Е.И., 1994; Сапронов Г.И., 2008) в которых предложены в качестве диагностически значимых новые показатели электрокардиографического сигнала, легко идентифицируемые при автоматизированной обработке ЭКГ и имею-
-4-щие высокую чувствительность при оценке функционального состояния сердечно сосудистой системы.
Однако на сегодняшний день нет количественного описания функций распределения, отражающих характер взаимоотношения амплитудных, частотных и скоростных компонентов ЭКГ-сигнала, что позволит оценить возможность использования их в диагностических целях.
Представляет проблему для исследователей наличие программных продуктов-однодневок, предназначенных для регистрации и анализа электрокардиограммы, прописанных под конкретные технические условия и имеющие значительные ограничения.
В связи с вышеизложенным сформулирована цель и задачи исследования:
Цель работы: Разработать алгоритм распознавания компонентов электрокардиографического сигнала в оцифрованном массиве, условия записи которого заданны не четко, построить модели определения функционального состояния сердечно-сосудистой системы, учитывающие взаимосвязи комплекса изученных компонентов ЭКГ-сигнала.
Задачи:
Разработать алгоритмы поиска и распознавания R-зубца электрокардиограммы для оцифрованных массивов аналоговой информации, запись которых проводилась с различными техническими параметрами.
Изучить характер взаимозависимостей амплитудных, частотных и скоростных компонентов ЭКГ-сигнала в динамических рядах у практически здоровых лиц.
Проверить чувствительность и специфичность влияния на ритм сердца комплекса изучаемых компонентов ЭКГ-сигнала, рассчитанного по RR и ТТ интервалам электрокардиограммы.
Построить регрессионную модель определения функционального состояния сердечно-сосудистой системы с использованием в качестве независимых признаков амплитудные, частотные и скоростных компоненты ЭКГ-сигнала.
5. Уточнить параметры регрессионной модели для групп исследо-. вания с известным функциональным состоянием сердечно-сосудистой системы.
Новизна исследования заключается в том, что разработаны новые подходы к разработке автоматизированных систем анализа электрокардиографического сигнала, заключающиеся в расширении спектра вычислительных возможностей алгоритма распознавания и снятия ограничений на технические параметры записи аналогового сигнала.
Получены новые данные о моделях взаимозависимостей компонентов ЭКГ-сигнала, являющихся критериями распознавания функционального состояния миокарда, характерные для здоровых людей, не имеющих сердечно-сосудистой патологии.
Построена модель оценки уровня функциональных возможностей миокарда, позволяющая утверждать, что комплексная оценка скоростных, амплитудных и частотных характеристик электрокардиографического сигнала с использованием методов регрессионного анализа дает важную диагностическую информацию о моделируемом показателе.
Теоретическая и практическая значимость работы. Получены данные, свидетельствующие, что модели зависимостей ритма сердца, рассчитанного по RR и ТТ интервалам электрокардиограммы, полученные в группе здоровых добровольцев с использованием линейной регрессии, не могут быть описаны как два равнозначных процесса.
Предложен алгоритм оценки комплекса временных, частотных и скоростных компонентов ЭКГ-сигнала, которая может послужить перспективным методом предварительной диагностики состояния сердечнососудистой системы, доступным по аппаратным и финансовым параметрам любому учреждению здравоохранения.
Положения, выносимые на защиту.
Исследование структуры взаимозависимостей изученных частотных, амплитудных и скоростных характеристик ЭКГ-сигнала свидетельствуют, что использование в качестве зависимого показателя ритма сердца, измеренного как длительность RR, не имеет полного совпадения с аналогичной моделью, где в качестве зависимого показателя использован ритм, измеренный как длительность ТТ-интервалов электрокардиограммы.
Установлено наличие тенденции роста величины интегрального коэффициента регрессионного уравнения в группах исследуемых, имеющих низкий уровень функциональных возможностей сердечно сосудистой системы.
Апробация результатов работы:
Результаты исследования доложены и обсуждены на I Всероссийской конференции молодых ученых Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко и Курского государственного медицинского университета (Воронеж, 2007г.), Втором съезде кардиологов Сибирского Федерального округа (Томск, 2007г.), на итоговых внутривузовских научных конференциях ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Росздрава.
Тема исследования внесена в комплексный план НИР ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Росздрава 15. РК №008.99. «Современные технологии диагностики, лечения и профилактики сердечно-сосудистых, пульмонологических и других заболеваний внутренних органов».
Результаты работы внедрены в учебный процесс каф. эндокринологии ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Росздрава и лечебную работу кардиологического отделения МУЗ ГО г. Воронежа «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи № 10».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 4 - в центральной печати, 1 - в журналах, рекомендуемых ВАК РФ. Опубликованные материалы в полной мере раскрывают научные и практические аспекты информации, касающейся темы диссертации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, в трех из которых представлены результаты собственных разработок и исследований, заключения, изложенных на 109 страницах машинописного текста, иллюстрирована 16 таблицами и 22 рисунками, списка литературы, включающего 117 источников, в том числе 74 отечественных и 43 зарубежных.
