196900. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektrokardio-jelek automatikus analízisére
1 196 900 2 A találmány tárgya eljárás clektrokardio-jclck automatikus analízisére. Ismeretes, hogy a szív elektromos tevékenységének vizsgálatára a legelterjedtebb eljárás a regisztrált e!ektrokardio-je!ek analízise. A gyakorlatban túlnyomórészben kétféle elvezetés egyikét használják: a konvencionális 12 elvezetést, mely a bipoláris végtagi és az unipoláris mellkasi elvezetések jeleit veszi figyelembe, valamint a Frankféle XYZ elvezetést. Ez utóbbi különösen alkalmas az automatikus analízisre, mivel a szívet, mint elektromos generátort dipólusként fogja fel, és ennek potenciáltér változását vizsgálja az idő függvényében három egymásra merőleges tengelyre vetítve, és így csak három független jelet eredményez. A dipólus modell a gyakorlat számára ugyanakkor kellő pontossággal írja le a szív elektromos tevékenységét, sőt bizonyos lokalizációjú szívizom károsodásokra érzékenyebb, mint a hagyományos clvczctésrcndszcrck. Mind a konvencionális, mind a Frank-lclc XYZ elvezetések rutinanalízisénél a diagnosztikai pontosságot korlátozza a „humán” mérések pontatlansága, melyek javítására módot nyújtanak a számítógépekkel megvalósítható zajcsökkentő eljárások (átlagolás, digitális szűrés) és a hullámkijelölési, diagnosztikai feladatokra alkalmazható objektív számítástechnikai módszerek. A humán kiértékelés gépi segítésére kétféle módszer ismert. Az egyik alapja a hagyományos orvosi döntési procedúra, melyet algoritmizálnak és számítógépes programmá konvertálnak. Ezzel a módszerrel felhasználhatók mindazok az ismeretek, amelyek az cicktrokardiológia történelme során felhalmozódtak, és az eljárás relatív egyszerűsége lehetővé icszi mini, ill. mikroszámítógépek alkalmazását. Ugyanakkor az ilyen típusú gépi eljárások diagnosztikai pontossága optimális esetben is csak elérheti a humán analízis találati valószínűségét, de azt nem haladhatja meg. A hagyományos diagnosztikai eljárás gépi szimulálása egyszerűnek tűnik, realizálása azonban számos olyan gyakorlati problémát vet fel, amelyek a kiragadott paraméterek bizonytalanságából, azaz a normál és kóros eseteket leíró értékcsoportok átlagolásából fakadnak, és végső soron téves döntéshez vezetnek. A másik eljárás statisztikai-matematikai alapokra épül. Ennek során beteghez csatlakoztatott EKG elektródák útján nyert Frank-elvezetésű három független elektrokardio-jelet mintavételeznek, a mintavételezett értékeket tárolják, a tárolt adatokból meghatározzák az elektrokardio-jel P, Q, R, S, T hullámait, illetve QRS komplexusát, majd az elektrokardio-jel időparaméterei alapján ritmusanalízist hajtanak végre. A QRS komplexust formai szempontból analizálják, ezután elemzik az elektrokardio-jel ST - T szakaszát, és végül az analízis eredményeit alfanumerikus és/vagy grafikus formában közük, és/vagy tárolják. Ennél a módszernél nagyszámú, nem EKG jellegű vizsgálati eredményekkel alátámasztott esetből összeállított referencia adatbázis adataihoz hasonlítják az aktuális EKG paramétereit. A referencia adatok kialakításánál nagy segítséget nyújtanak az ismert statisztikai próbák, és a paraméterek matematikai vizsgálatával (faktoranalizis, clusteranalizis) eladdig ismeretlen összefüggések figyelembevételére, tehát végső soron a diagnosztikai pontosság javítására van mód. Ugyanakkor az eredmények statisztikai jellege értelmezési, illetőleg elfogadási nehézséget jelent az orvos számára. A statisztikai módszer hátránya még, hogy elfogadható gépi számítási idő eléréséhez az eddigi, ilyen típusú megoldások legalább középkategóriájú számítógépet igényeltek. A találmány célja olyan eljárás létrehozása, mely egyesíti magában a kétféle ismert eljárás előnyeit, így az EKG görbék klasszifikálása a korábbiakhoz képest biztonságosabban és gazdaságosabban végezhető el. A találmányt az a felismerés tette lehetővé, hogy lényegében real-time előfeldolgozás és a megfelelő adatredukció után az elektrokardio-jeleket jellemző lényege-, paraméterek relatíve kis száma alkalmat ad mikroszámítógéppel történő feldolgozásra, feleslegessé téve a kutatási "ázishoz használt bonyolultabb, ezért költségesebb számítógépek felhasználását. Mikroszámítógépen jelen leírásban olyan általános célú számítógépet értünk, melynek központi tára néhányszor tíz. célszerűen 60 kbyte, és hozzáférhető buszrendszere lehetővé teszi a találmány szerinti kiegészítő áramkörök illesztését A találmány szerinti eljárás során megmérjük a három független elektrokardio-jel közül a jobb jel-zaj viszonnyal rendelkező két csatornán érkező jelek meredekségének maximumát, és kiválasztjuk azt a csatornát, ahol nagyobb a maximális meredekség. Meghatározzuk egy első meredekség küszöbértékét, ami ■ a maximális meredekségnél kisebb meredekségű, de még normális alakú R hullám meredekségének felel meg, célszerűen a maximális meredekség 50%-a, és egy harmadik meredekség küszöbértéket, amely kisebb az első meredekség küszöbértéknél, célszerűen a maximális meredekség 3/l6-a. A kiválasztott csatornán a mért jel meredekségét összehasonlítjuk az első meredekség küszöbértékkel, és metszéspontot keresünk. Metszéspont megjelenésekor megvizsgáljuk, hogy a metszéspontot követően egy QRS komplexus lehetséges szélességének megfelelő, célszerűen + 20... + ! !0ms-osintervallumbanazelektrokardiojelnek van-e a metszéspontban mért meredekséggel ellentétes előjelű, a harmadik meredekség küszöbértéknél nagyobb abszolút meredekségű szakasza. Ha nincs, továbblépünk és újabb metszéspontot keresünk, ha van, a meredekség maximum célszerűen ± 100 ms-os környezetében amplitúdó maximumot keresünk és ezt R hullámként regisztráljuk, majd továbblépünk és a tárolt adatmező végéig ismételten újabb R hullámokat keresünk. Az R hullámokhoz tartozó QRS komplexusok mindegyikét az összes többivel páronként összehasonlítjuk olymódon, hogy minden párban a két R hullám célszerűen ± 30 ms-os környezetében a két QRS komplexus egymásnak megfelelő, tárolt mintavételezett értékeinek abszoiút eltéréseit képezzük, ezeket összegezzük, és az abszolút eltérés összegek képzését a két aktuális R hullám egymáshoz képesti, a mintavételezési periódusidőnek megfelelő lépésekben történő, célszerűen összesen ±30 ms-os eltolásával is elvégezzük. Az így kapott abszolút eltérés összege közül a két QRS komplexus eltéréseként a legkisebbet választjuk ki. Mindegyik QRS komplexusnál képezzük a többi QRS komplexustól való eltérések összegét, és tipikusként kiválasztjuk azt a QRS komplexust, amelyre ez az eltérés összeg a minimális. Az egyes QRS komplexusoknak 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
