196900. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektrokardio-jelek automatikus analízisére
re szűrést alkalmazunk. Ezt a szűrt jelet - mivel jelentősen torzítja magát az EKG-t is - csak az eltérés számításkor használjuk. A 4. ábra következő rutinja a QRS hullámok osztályozása. Az osztályozás alapja az egyes ütéseknek a tipikus komplexustól való eltérés összege cs azon eltolás mértéke, mellyel az aktuális R hullámot a tipikus R hullámhoz képest elmozgatva, minimális eltérés összeg adódik. Az eljárást a 4/3 ábra alapján ismertetjük. Első lépésben az adott jel QRS komplexusai és a tipikus QRS komplexus eltérés összege alapján küszöbértékeket számolunk. Ha a talált R hullámok száma 8 vagy több (N 2: 8), akkor 8 komplexusnak és a tipikus komplexusnak az eltérés összegeit sorba helyezzük, és a küszöbszámításhoz az Me mediant választjuk. (A negyedik legkisebb értéket Me mediánnak tekintetve biztosan a többségi QRS komplexushoz hasonló komplexus eltérés összegét választjuk ki, még bigeminia vagy 4 normál ütésre jutó 4 cxtrasystole esetén is.) N < 8 esetén az N számú komplexumból a sorbarendezett eltérés összegek közül az INT (N/2) sorszámú eltérés összeget választjuk, hasonló megfontolásból. Az Mc mcdiánból a következő küszöbértékeket határozzuk meg: TH2 = 2Mc, TH3 = 3Me, TH4 = 4Me. A küszöbértékek tanuló jellegű meghatározásával elértük, hogy a páciensenként eltérő nagyságot mutató, az EKG jeleknél tapasztalható ütésenkénti véletlenszerű változás hatására ne legyen érzékeny az osztályozó eljárás. Az egyes QRS komplexusoknak a tipikus QRS komplexustól való DI F eltérés összegeit a TH2, TH3, TH4 küszöbértékekkel hasonlítjuk össze. Ha Dl F g TH2, az aktuális QRS komplexus normális. Ha TH2 < DIF g TH3, az aktuális QRS komplexus normál, zajjal terhelt. Ha TH3 < DIF g TH4, megvizsgáljuk, hogy mekkora az az S eltolás, amellyel az aktuális R hullámot a tipikus R hullámhoz képest elmozgatva minimális eltérés összeget kapunk. Ha (S) g 2ms, az aktuális QRS komplexus normál, zajjal terhelt. Ha (S) > 2ms, vagy ha DIF > 2ms, vagy ha DIF > TH4, az aktuális QRS komplexus osztályozása : extrasystole. A DI F eltérés összeget és az S eltolás mértéket így kombinálva az osztályozás biztonsága tapasztalataink szerint lényegesen meghaladja a hagyományos osztályozó eljárás biztonságát, melyek elsősorban az RR távolságok, a QRS komplexus szélességek, az amplitúdó és meredekség szélsöértékek hasonlósági paramétereire épülnek. Statisztikai elemzéseink azt mutatták, hogy az eltérő formájú QRS komplexusok eltérés összege az esetek túlnyomó többségében (az általunk vizsgált mintánál 94 %-ban) több, mint négyszerese a hasonló QRS komplexusok eltérés összegének. Néhány esetben (vizsgált mintáink 6 %-ában) az extrasystole és a normál ütés eltérés összege a normál komplexusok eltérés összegeinek 3-4 szeresére adódott; ezekben az esetekben végezzük a különböző típusú komplexusok szeparálását űz eltérés összeg minimalizálásakor adódó S eltolás - az aktuális és tipikus R csúcs eltolása - alapján. A jelfeldolgozás következő lépése (Id. 4. ábra) az átlagolt szívciklus kiszámítása 16, a tipikushoz hasonlónak adódott ciklus alapján. Az átlagolás célja a véletlenszerű zaj csökkentése a pontosabb lényegkiemelés érdekében. A kb. 8 s-os jelszakaszból az átlagolható ciklusok mintavételezett értékeit egy bufferte» rületen szummázzuk, majd újabb mérést kezdeményezünk, ha a szummázásba bevonható ütések száma kisebb, mint 16. Az újabb mérés adatai felülírják a memóriában a korábbi adatokat, és ez mindaddig folytatódik, míg 16 ütés összege kialakul. Ezzel a módszerrel jelentősen csökkenthető a memóriaigény, a 16 ütés összegéből pedig négy jobbra shifteléssel lényegesen gyorsabban áll elő az átlag, mintha állandó felvételi idővel, ebből következően változó ütésszámmal dolgoznánk, shiftclés helyett pedig osztással határoznánk meg az átlagot. (16 ütésből képzett átlag esetén a zaj a legkisebb amplitúdójú P hullámnál is lényegesen kisebb lesz a gyakorlati méréseknél adódó „zajosság” mellett.) Az eljárás következő lépése a lényegkiemelés átlagolt cikus alapján, melyet a 4/4. ábra segítségével ismertetünk. Először a QRS komplexus QON elejét határozzuk meg, melynek lényege a következő: a görbe huliámmentes - azaz alapvonal - szakaszán megmérjük a maximális változást két, egymástól 20 ms-ra lévő érték között. Alapvonalnak az R hullám előtti (-200 ms... -20 ms) intervallum azon 40 ms hosszú szakaszát értjük, melyre £ |Xj —Xj_I0| + |Yj —Yj_ iol + |Z, Zj_ I0| minimális, ahol Xj, Yi és Zt az egyes csatornákon az i-edik mintavétel értékei. Az alapvonalon mért M4 maximális jelváltozás a jelen található zaj következménye: ezt az értéket a QRS komplexus QON elejének d minimális jclváltozási sebességéhez (méréseink alapján ez mindig jóval meghaladja a 20pV/20 ms értéket) hozzáadva egy M4 + d küszöbmeredekséghez jutunk, melyhez az aktuális jel meredekségi értékeit hasonlítva keressük a QRS komplexus QON elejét. A keresést az R hullámtól visszafelé haladva addig folytatjuk, mig 3, egymástól 4-4 ms-ra lévő pont meredeksége a küszöbérték alatt marad. Ezután ellenőrizzük, hogy a megtalált 3 pontban az amplitúdó 300 pV alatt marad-e, amire a különféle vezetési zavaroknál előforduló, „M” formájú térbeli meredekségi görbét adó QRS komplexusok miatt van szükség. Ha az ellenőrzés alapján az amplitúdó kritérium nem teljesül, a keresést tovább folytatjuk. Az eljárás lényegesen gyorsabban működik, mint a hasonló célra kidolgozott, bonyolult digitális szűröket alkalmazó módszerek, vagy a különböző template-matching algoritmusok, pontossága pedig eléri azokét. A QRS komplexus SOFF végét hasonló elv alapján keressük, a keresés iránya itt értelemszerűen az R hullámtól a T hullám felé vezet. A P hullám detektálása az automatikus analízis egyik legkritikusabb része: több eljárást fejlesztettek ki erre a célra, (clusterezési, statiszíikaivalószínüségszámítási alapon), melyek pontos eredményt adnak, ha a P hullám amplitúdója jóval nagyobb, mint a zaj, de durva hibát véthetnek, ha a jel-zaj viszony nem megfelelő. A megbízhatóság növelése érdekében a zajt kell csökkenteni, ezért P hullámot átlagolt ciklus alapján keresünk. Először a szívfrekvenciából meghatározzuk a P hullám keresési tartományát, majd ebben a tartományban jelmaximum [(X) + (Y) + (Z) max) keresésével meghatározzuk a P hullám csúcsát. Azoknál a ritmuszavaroknáS, melyeknél a P - R távolság nem állandó — pl. pitvart fíbriiláció, II. v. III. fokú A —V blokk - , az átlagolt 10 ne nnn zj\j c/v/w 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
