Перевести страницу на:  
Please select your language to translate the article


You can just close the window to don't translate
Библиотека
ваш профиль

Вернуться к содержанию

Программные системы и вычислительные методы
Правильная ссылка на статью:

Ильин А.В., Кулешов А.П., Зарецкий А.П., Блинов А.А., Потеряхина А.В. Программный комплекс динамической беспроводной PQ-интервалографии

Аннотация: Предметом исследования является разработка программного комплекса беспроводного динамического мониторинга PQ-интервала электрокардиографического сигнала, позволяющего визуализировать результаты мониторинга в виде, удобном практикующим врачам. Помимо PQ-интервалографии, разработанный программный комплекс обеспечивает получение, визуализацию и базовую интерпретацию таких клинически значимых показателей, как площадь скатерограммы, амплитуда кардиоритмограммы, спектра первоначального электрокардиосигнала, амплитуда и периодичность дыхательной волны. Предложенная совокупность диагностически информативных показателей позволяет в реальном времени отслеживать и распознавать патологии электрофизиологического предсердно-желудочкового проведения. Методология исследований объединяет методы фильтрации цифровых сигналов, обработки временных рядов, теории вероятностей, математической статистики, медицинской информатики. программной инженерии. Разработанный программный комплекс реализует оригинальные алгоритмы бесконтактного беспроводного мониторинга и распознавания R-зубца и PQ-интервалов электрокардиограммы. За счет повышения качества обработки сигнала, сочетания количественных и визуальных представлений результатов обработки, обеспечивает улучшенную верификацию заболеваний проводящей системы сердца на современной аппаратно-программной вычислительной платформе.


Ключевые слова:

медицинская информатика, бесконтактный кардиомониторинг, беспроводной кардиомониторинг, обработка электрокардиосигнала, визуализация временных рядов, мониторинг состояния человека, распознавание опасных состояний, медицинская диагностика, математическая кардиология, биомедицинская инженерия

Abstract: The subject of research is the development of software for wireless dynamic monitoring of PQ-interval of electrocardiographic signal, that allows to visualize the results of monitoring in a form convenient for clinicians. In addition to the PQ-cardiointervals monitoring the auhotrs developed a software system that provides visualization and basic interpretation of clinically relevant parameters, such as the area of scattergram, amplitude of cardiogram, electrocardiosignal original spectrum, the amplitude and frequency of the respiratory wave. The proposed set of diagnostically informative parameters allows to monitor and detect electrophysiological atrioventricular conduct disease in real-time. The presented methodology combines research methods of filtering a digital signal processing time series, probability theory, mathematical statistics, medical informatics and software engineering. The developed software package implements the original algorithms of contactless wireless monitoring and recognition of R-wave and PQ-interval of the electrocardiogram. By improving the signal processing, using a combination of quantitative and visual presentations of results of processing, the presented solutioin provides enhanced verification of diseases of the conduction system of the heart on a modern computer hardware and software platform.


Keywords:

medical diagnostics, detection of dangerous health conditions, monitoring of human health, visualization of time series, electrocardiosignal processing, wireless cardiomonitoring, contactless cardiomonitoring, medical informatics, mathematical cardiology, biomedical engineering


Эта статья может быть бесплатно загружена в формате PDF для чтения. Обращаем ваше внимание на необходимость соблюдения авторских прав, указания библиографической ссылки на статью при цитировании.

Скачать статью

Библиография
1. Алёхин М.Д. Технология бесконтактного мониторинга состояния операторов эргатических систем // Оборонный комплекс-научно-техническому прогрессу России. 2014. № 1 (121). С. 3-7.
2. Алёхин М.Д., Алёхин Ф.Д., Алборова И.Л., Анищенко Л.Н., Богомолов А.В., Демендеев А.А., Ивашов С.И., Майстров А.И., Корчагина Д.А., Рыжова Н.В., Татараидзе А.Б., Темляков А.Ю., Ушкова Е.В. Устройство для автоматизированного распознавания паттернов биорадиолокационных сигналов. Патент на полезную модель № 142167. Заявл. 13.02.2014, опубл. 20.06.2014, бюлл. №17. 2 с.
3. Бережной В.В. Марушко Т.В. Внезапная смерть при физических нагрузках у детей и подростков // Современная педиатрия. № 6(28). 2009. С. 29-34.
4. Богомолов А.В., Гридин Л.А., Кукушкин Ю.А., Ушаков И.Б. Диагностика состояния человека: математические подходы. М.: Медицина, 2003. 464 с.
5. Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Автоматизация персонифицированного мониторинга условий труда // Автоматизация. Современные технологии. 2015. № 3. С. 6-8.
6. Богомолов А.В., Майстров А.И. Моделирование ритмокардиографических сигналов в частотной области // Динамика сложных систем-XXI век. 2009. № 1. С. 49-58.
7. Богомолов А.В., Майстров А.И. Теоретико-экспериментальное исследование сходимости оценок спектральных показателей вариабельности сердечного ритма человека // Медицинская техника. 2009. № 2. С. 26-31.
8. Богомолов А.В., Майстров А.И. Теоретико-экспериментальное исследование сходимости оценок спектральных показателей вариабельности сердечного ритма человека // Медицинская техника. 2009. № 2. С. 26-31.
9. Воробьев Л.В. Индекс PQs как показатель риска внезапного нарушения ритма сердца при тахикардии // Успехи современного естествознания. №11. 2013. С. 8-13.
10. Воробьев Л.В. Укороченный PQ, акценты ЭКГ диагностики // Современные наукоемкие технологии. № 11, 2013. С. 152-157.
11. Зарецкий А.П. Алгоритм персонификации стентирования коронарной артерии // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2015. Т. 14. № 1. С. 127-131.
12. Зарецкий А.П. Биомеханические методы персонификации стентирования и баллонной ангиопластики // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2015. № 1. С. 5-2.
13. Зарецкий А.П., Кулешов А.П., Алёхин М.Д. Анализ вариабельности сердечного ритма пациентов с желудочковыми нарушениями при временной электрокардиостимуляции // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Вариабельность сердечного ритма: теоретические и прикладные аспекты». Чебоксары, 2014. С.66–69
14. Казанцев А.П., Сенин А.А., Пикуленко О.В., Федорова С.И., Булыгин В.П., Шокин В.И. Мобильная информационная система дистанционной функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний // Альманах клинической медицины. 2008. № 17-1. С. 176-178.
15. Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В. Методика количественного оценивания функциональных состояний человека // Биомедицинская радиоэлектроника. 2001. № 2. С. 12.
16. Нужнов П.В., Петров В.И., Шамкина Л.А., Щукин С.И. Мониторирование параметров гемодинамики в течение курса-биоадекватной электромагнитной терапии // Биомедицинская радиоэлектроника. 2006. № 10. С. 51-56.
17. Майстров А.И. Анализ сопоставимости результатов оценки спектральных показателей вариабельности сердечного ритма человека для сигналов ритмокардиограммы и тахограммы // Информатика и системы управления. 2008. № 2 (16). С. 140-142.
18. Майстров А.И. Исследование качества оценок спектральных показателей вариабельности сердечного ритма для различных аппроксимаций ритмокардиограмм // Информатика и системы управления. 2009. № 4. С. 98-99.
19. Майстров А.И., Богомолов А.В., Алёхин М.Д. Технология автоматизированной обработки участков локальных нестационарностей в ритмокардиографических сигналах // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2012. № 1. С. 4.
20. Максимов И.Б., Столяр В.П., Богомолов А.В. Прикладная теория информационного обеспечения медико-биологических исследований. М.: Бином, 2013. 312 с.
21. Нагин В.А., Селищев С.В. Особенности pеализации алгоpитмов выделения QRS-комплексов для ЭКГ-систем pеального вpемени // Медицинская техника. 2001. № 6. С. 18-23.
22. Ушаков И.Б., Богомолов А.В. Информатизация программ персонифицированной адаптационной медицины // Вестник Российской академии медицинских наук. 2014. № 5-6. С. 124-128.
23. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Гридин Л.А., Кукушкин Ю.А. Методологические подходы к диагностике и оптимизации функционального состояния специалистов операторского профиля. М.: Медицина, 2004. 144 с.
24. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Методологические аспекты динамического контроля функциональных состояний операторов опасных профессий // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2010. № 4-2. С. 6-12.
25. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Паттерны функциональных состояний оператора. М.: Наука, 2010. 390 с.
26. Шумаков В.И., Онищенко Н.А., Толпекин В.Е., Козлов И.А., Честухин В.В., Иткин Г.П. Разработка и использование новых биомедицинских технологий в диагностике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний // Вестник Российской академии медицинских наук. 2003. № 11. С. 21-27.
27. Щукин С.И., Майстров А.И. Исследование информативности методов геометрического анализа фазовых портретов ритмокардиограмм // Биомедицинская радиоэлектроника. 2007. № 6. С. 3-11.
28. Alekhin M.D., Anishchenko L.N., Zhuravlev A.V., Ivashov S.I., Parashin V.B., Korostovtseva L.S., Sviryaev Y.V., Konradi A.O., Bogomolov A.V. Estimation of information value of diagnostic data obtained by bioradiolocation pneumography in non-contact screening of sleep apnea syndrome // Biomedical Engineering. 2013. Т. 47. № 2. С. 96-99.
29. Kukushkin Y.A.., Maistrov A.I., Bogomolov A.V. Rhythmocardiogram Approximation Methods for Calculation of Spectral Parameters of Cardiac Rhythm Variability // Biomedical Engineering. 2010. Vol. 44. No.3. 15-30
References
1. Alekhin M.D. Tekhnologiya beskontaktnogo monitoringa sostoyaniya operatorov ergaticheskikh sistem // Oboronnyi kompleks-nauchno-tekhnicheskomu progressu Rossii. 2014. № 1 (121). S. 3-7.
2. Alekhin M.D., Alekhin F.D., Alborova I.L., Anishchenko L.N., Bogomolov A.V., Demendeev A.A., Ivashov S.I., Maistrov A.I., Korchagina D.A., Ryzhova N.V., Tataraidze A.B., Temlyakov A.Yu., Ushkova E.V. Ustroistvo dlya avtomatizirovannogo raspoznavaniya patternov bioradiolokatsionnykh signalov. Patent na poleznuyu model' № 142167. Zayavl. 13.02.2014, opubl. 20.06.2014, byull. №17. 2 s.
3. Berezhnoi V.V. Marushko T.V. Vnezapnaya smert' pri fizicheskikh nagruzkakh u detei i podrostkov // Sovremennaya pediatriya. № 6(28). 2009. S. 29-34.
4. Bogomolov A.V., Gridin L.A., Kukushkin Yu.A., Ushakov I.B. Diagnostika sostoyaniya cheloveka: matematicheskie podkhody. M.: Meditsina, 2003. 464 s.
5. Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A. Avtomatizatsiya personifitsirovannogo monitoringa uslovii truda // Avtomatizatsiya. Sovremennye tekhnologii. 2015. № 3. S. 6-8.
6. Bogomolov A.V., Maistrov A.I. Modelirovanie ritmokardiograficheskikh signalov v chastotnoi oblasti // Dinamika slozhnykh sistem-XXI vek. 2009. № 1. S. 49-58.
7. Bogomolov A.V., Maistrov A.I. Teoretiko-eksperimental'noe issledovanie skhodimosti otsenok spektral'nykh pokazatelei variabel'nosti serdechnogo ritma cheloveka // Meditsinskaya tekhnika. 2009. № 2. S. 26-31.
8. Bogomolov A.V., Maistrov A.I. Teoretiko-eksperimental'noe issledovanie skhodimosti otsenok spektral'nykh pokazatelei variabel'nosti serdechnogo ritma cheloveka // Meditsinskaya tekhnika. 2009. № 2. S. 26-31.
9. Vorob'ev L.V. Indeks PQs kak pokazatel' riska vnezapnogo narusheniya ritma serdtsa pri takhikardii // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. №11. 2013. S. 8-13.
10. Vorob'ev L.V. Ukorochennyi PQ, aktsenty EKG diagnostiki // Sovremennye naukoemkie tekhnologii. № 11, 2013. S. 152-157.
11. Zaretskii A.P. Algoritm personifikatsii stentirovaniya koronarnoi arterii // Sistemnyi analiz i upravlenie v biomeditsinskikh sistemakh. 2015. T. 14. № 1. S. 127-131.
12. Zaretskii A.P. Biomekhanicheskie metody personifikatsii stentirovaniya i ballonnoi angioplastiki // Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii. Elektronnoe izdanie. 2015. № 1. S. 5-2.
13. Zaretskii A.P., Kuleshov A.P., Alekhin M.D. Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma patsientov s zheludochkovymi narusheniyami pri vremennoi elektrokardiostimulyatsii // Materialy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Variabel'nost' serdechnogo ritma: teoreticheskie i prikladnye aspekty». Cheboksary, 2014. S.66–69
14. Kazantsev A.P., Senin A.A., Pikulenko O.V., Fedorova S.I., Bulygin V.P., Shokin V.I. Mobil'naya informatsionnaya sistema distantsionnoi funktsional'noi diagnostiki serdechno-sosudistykh zabolevanii // Al'manakh klinicheskoi meditsiny. 2008. № 17-1. S. 176-178.
15. Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V. Metodika kolichestvennogo otsenivaniya funktsional'nykh sostoyanii cheloveka // Biomeditsinskaya radioelektronika. 2001. № 2. S. 12.
16. Nuzhnov P.V., Petrov V.I., Shamkina L.A., Shchukin S.I. Monitorirovanie parametrov gemodinamiki v techenie kursa-bioadekvatnoi elektromagnitnoi terapii // Biomeditsinskaya radioelektronika. 2006. № 10. S. 51-56.
17. Maistrov A.I. Analiz sopostavimosti rezul'tatov otsenki spektral'nykh pokazatelei variabel'nosti serdechnogo ritma cheloveka dlya signalov ritmokardiogrammy i takhogrammy // Informatika i sistemy upravleniya. 2008. № 2 (16). S. 140-142.
18. Maistrov A.I. Issledovanie kachestva otsenok spektral'nykh pokazatelei variabel'nosti serdechnogo ritma dlya razlichnykh approksimatsii ritmokardiogramm // Informatika i sistemy upravleniya. 2009. № 4. S. 98-99.
19. Maistrov A.I., Bogomolov A.V., Alekhin M.D. Tekhnologiya avtomatizirovannoi obrabotki uchastkov lokal'nykh nestatsionarnostei v ritmokardiograficheskikh signalakh // Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii. Elektronnoe izdanie. 2012. № 1. S. 4.
20. Maksimov I.B., Stolyar V.P., Bogomolov A.V. Prikladnaya teoriya informatsionnogo obespecheniya mediko-biologicheskikh issledovanii. M.: Binom, 2013. 312 s.
21. Nagin V.A., Selishchev S.V. Osobennosti pealizatsii algopitmov vydeleniya QRS-kompleksov dlya EKG-sistem peal'nogo vpemeni // Meditsinskaya tekhnika. 2001. № 6. S. 18-23.
22. Ushakov I.B., Bogomolov A.V. Informatizatsiya programm personifitsirovannoi adaptatsionnoi meditsiny // Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2014. № 5-6. S. 124-128.
23. Ushakov I.B., Bogomolov A.V., Gridin L.A., Kukushkin Yu.A. Metodologicheskie podkhody k diagnostike i optimizatsii funktsional'nogo sostoyaniya spetsialistov operatorskogo profilya. M.: Meditsina, 2004. 144 s.
24. Ushakov I.B., Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A. Metodologicheskie aspekty dinamicheskogo kontrolya funktsional'nykh sostoyanii operatorov opasnykh professii // Mediko-biologicheskie i sotsial'no-psikhologicheskie problemy bezopasnosti v chrezvychainykh situatsiyakh. 2010. № 4-2. S. 6-12.
25. Ushakov I.B., Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A. Patterny funktsional'nykh sostoyanii operatora. M.: Nauka, 2010. 390 s.
26. Shumakov V.I., Onishchenko N.A., Tolpekin V.E., Kozlov I.A., Chestukhin V.V., Itkin G.P. Razrabotka i ispol'zovanie novykh biomeditsinskikh tekhnologii v diagnostike i lechenii serdechno-sosudistykh zabolevanii // Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2003. № 11. S. 21-27.
27. Shchukin S.I., Maistrov A.I. Issledovanie informativnosti metodov geometricheskogo analiza fazovykh portretov ritmokardiogramm // Biomeditsinskaya radioelektronika. 2007. № 6. S. 3-11.
28. Alekhin M.D., Anishchenko L.N., Zhuravlev A.V., Ivashov S.I., Parashin V.B., Korostovtseva L.S., Sviryaev Y.V., Konradi A.O., Bogomolov A.V. Estimation of information value of diagnostic data obtained by bioradiolocation pneumography in non-contact screening of sleep apnea syndrome // Biomedical Engineering. 2013. T. 47. № 2. S. 96-99.
29. Kukushkin Y.A.., Maistrov A.I., Bogomolov A.V. Rhythmocardiogram Approximation Methods for Calculation of Spectral Parameters of Cardiac Rhythm Variability // Biomedical Engineering. 2010. Vol. 44. No.3. 15-30