автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Методы и средства определения достоверности результатов автоматического анализа ЭКГ при длительном мониторировании

На правах рукописи

Фихман Михаил Исаакович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭКГ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ МОНИТОРИРОВАНИИ

Специальность: 05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2004

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Заслуженный деятель науки и техники РФ Цапенко Михаил Петрович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор, Макуха Владимир Карпович доктор технических наук, Велик Дмитрий Васильевич.

Ведущая организация Всероссийский Научно Исследовательский

Испытагельный Институт Медицинской Техники МЗ РФ г. Москва

Зашита состоится «20» апреля 2004г. в_часов на заседании диссертационного

совета Д 212.173.С8 при Новосибирском государственном техническом университете по адресу 630092, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета

Автореферат разослан «_» марта 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Л. Полубинский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Болезни сердечно сосудистой системы занимают первое место среди причин внезапной смерти, что стимулирует поиски новых информационных свойств в ЭКГ, в частности, электрокардиографических маркеров риска внезапной сердечной смерти. Можно считать доказанным фактом, что низкий показатель вариабельности сердечного ритма тесно коррелирует с риском внезапной смерти, даже более выражено, чем показа гели фракции выброса левого желудочка. Известен также другой маркер - синдром удлиненного QT, обнаруженный при регистрации ЭКГ покоя. Однако, общепризнанная методика измерения интервала QT в динамике и его клиническая интерпретация пока отсутствуют. Известно, что типичное изменение длительности QT в течение суток составляет более 3 % от его величины, зависит от частоты сердечных сокращений, пола пациента и возраста.

Достижения микросхемотехники (аналоговой и цифровой) превратили создание собственно технических средств регистрации биопотенциалов сердца в «рутинную» инженерную задачу, а применение цифровой обработки сигналов стало доступным и всеобщим. Возникла ситуация, когда медицинское кардиографическое оборудование, формирующее многообразные автоматические диагностические заключения, не в состоянии гарантировать потребителю их достоверность. В то же время, по формальным признакам такое оборудование относится к средствам измерения медицинского назначения.

Существуют объективные трудности решения задач автоматического анализа ЭКГ, особенно при длительном мониторировании. Более того, даже результаты анализа ЭКГ, выполненные экспертами, могут быть со временем пересмотрены. Так, по итогам обсуждения научной медицинской общественностью, за 18 лет с 1980 по 1998 год, из 109000 «меток» характерных элементов ЭКГ, содержащихся в одной из популярнейших баз данных MIT-BIH Arrhythmia Database, 214 были изменены, что обусловлено физиоло! ической

| рос/тционлльнля]

I БИБЛИОТЕКА I

! s^st^x

вариабельностью характерных элементов ЭКГ: зубцов, интервалов и сегментов. Эти термины введены для описания морфологии сердечной деятельности, однако, не имеют «абсолютных» норм формы, то есть должны быть скорее «распознаны», чем измерены.

Практически вся диагностика нарушения ритма базируются на подсчете событий (эпизодов) отдельно для нормальных (регулярных), и несвоевременных сокращений (желудочковых и суправентрикулярных). Для достоверного определения параметров вариабельности сердечного ритма и длительности интервала QT требуется использовать интервалы только между нормальными сокращениями.

В настоящее время отсутствуют общепризнанные методики выполнения измерений для формирования диагностических заключений, даже элементарных ЭКГ-синдромов. Поэтому, при разработке новых, высокоинформативных и конкурентоспособных средств мониторирования ЭКГ, на первый план выходят проблемы исследования' и оценки достоверности результатов автоматического анализа ЭКГ, указание действительных, достижимых границ погрешностей измерений амплитудных и временных параметров. Данная проблема является актуальной и представляет несомненный научный и практический интерес.

Цель диссертационной работы. Исследование, разработка и применение методов повышения достоверности анализа ЭКГ в современных кардиомони-торных системах.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Исследование способов и критериев оценки достоверности результатов автоматического анализа ЭКГ.

Применение методики количественной оценки достоверности анализа ЭКГ для совершенствования алгоритмов.

Разработка и исследование вариантов повышения достоверности автоматического анализа ЭКГ при определении опорной точки QRS, классификации экстрасистол, определении длительности интервала QT при длительной регистрации.

Организация серийного производства кардиомониторных систем различного назначения.

Связь с государственными программами. Результаты работы получены в ходе выполнения НИР 03.02.02 в рамках научно-технической программы: «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма: 204 «Технология живых систем», МО РФ, НГТУ, 20032004 г.

Методы исследований. При выполнении работы использовались методы цифровых измерений и обработки сигналов, теория оценок погрешности и математической статистики, методы нечеткой логики, алгоритмы автоматического анализа ЭКГ, экспериментальные исследования с использованием кардиомо-ниторных систем.

Научную новизну представляют:

Методика оценки алгоритмов автоматического формирования элементарных ЭКГ заключений, основанная на определении предложенных интегральных характеристик достоверности -Тг и качествами и общепринятых чувствительности 8е и предиктивности +р .

Алгоритмы определения опорной точки рИЗ комплекса и классификации желудочковых экстрасистол, на базе дискретного нелинейного преобразования

ояз л3.

Применение, предложенной методики количественной оценки достоверности анализа ЭКГ для совершенствования алгоритмов определения опорной точки рИЗ комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, измерения длительности рТ.

Результаты исследования различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ (определения опорной точки рИЗ комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол), в том числе при различных сочетаниях помех и фильтров, ( интегральные характеристики: достоверность- Тг, качество-ри, чувствительность- 8е и предиктивность. +Р, определенные в результате тестирования на записях ЭКГ из различных аннотированных баз данных).

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. На базе проведенных исследований разработана структура и создано семейство кардиомониторных систем различного назначения, использующих предложенные алгоритмы. Организовано их серийное производство. Выпущено около 200 кардиомониторных систем, которые успешно работают во многих медицинских учреждениях различных регионов России и стран СНГ.

2. Создана база данных NTS- DB, включающая в себя: набор программ для оценки различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ в нормальных условиях и при различных сочетаниях помех и фильтров; средства формирования экспертных аннотаций ЭКГ для каждого кардиоцикла; наборы «эталонных» записей ЭКГ, а также результаты исследований различных алгоритмов.

3.Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных работ по курсам «Медицинские информационные системы» "Кардиомониторные системы" для студентов специальности 190500 Новосибирского государственного технического университета.

На защиту выносятся:

Методика оценки алгоритмов автоматического формирования элементарных ЭКГ заключений, основанная на определении предложенных интегральных характеристик достоверности -Тг и качества-Qu и общепринятых чувствительности Se и предиктивности +Р, позволяющая проводить подбор параметров алгоритмов.

Алгоритмы определения опорной точки QRS комплекса и классификации желудочковых экстрасистол, на базе дискретного нелинейного преобразования QRS Д3, позволяющие повысить достоверность результатов обработки при анализе длительной записи ЭКГ в условиях сильной зашумленности и вариабельности сигнала.

Результаты исследования различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ (определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, измерения длительности интервала QT) с использованием предложенной методики.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 7 семинарах и конференциях: «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-1994, 1996, 1998, 2000, 2002, Международных симпозиумах "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия", «Кардиостим» 1998,2004.

Личный вклад. Постановка задачи, способы решения и основные научные результаты принадлежат автору. Экспериментальные исследования выполнялись в НГТУ, отделе медицинской техники ООО «Фирма СЭМ», медицинских учреждениях г. Новосибирска при участии автора.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 работ.

Структурами объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Изложена на 120 страницах, содержит 36 рисунков и 5 таблиц, список литературы включает 85 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована цель работы, показаны ее актуальность, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приведено краткое описание нормальной ЭКГ, принятых на сегодня методов оценки* достоверности алгоритмов обработки ЭКГ и перечень нормативных документов. Отмечено, что в соответствии с российским ГОСТом 19687-89Р «Приборы для измерения биоэлектрических потенциалов сердца», могут быть разработаны и могут выпускаться кардиомониторы, удовлетворяющие техническим требованиям, обеспечивающих преобразования ЭКС в форму, пригодную для визуального восприятия человеком. Однако, регламентация также как и для любых других средств измерения электрических потенциалов: входного сопротивления; допустимых искажений в полосе частот, допустимых «стандартных масштабов» и т.д. не обеспечивает потребителя сведениями ни о каких диагностических возможностях оборудования, кроме определения числа сердечных сокращений (ЧСС). Существенным недостатком это-

б

го стандарта, является использования для процедур тестирования строго периодических сигналов.

Диагностические заключения, формируемые по ЭКГ, в настоящей работе далее условно разделены на две группы. «Элементарные», формируемые, как правило, для каждого кардиоцикла или относительно короткого интервала ЭКГ и «синдромальные», использующие полученные элементарные ЭКГ признаки для интерпретации их в пользу того или иного заболевания.

Используется метод сличения заключений, формируемых тестируемым алгоритмом (устройством) с принятыми за образцовые (эталонные). Определен набор тестовых записей ЭКГ, для которых известны «эталонные» элементарные заключения и правила вычисления» набора характеристик для описания результата сличения.

Действующий лишь с 2003 года стандарт IEC 60601-2-51-2003 детально описывает порядок определения амплитудно-временных параметров характерных элементов ЭКГ (условно единичного кардиоцикла) с использованием специально созданного набора (CTS test atlas) тестовых ЭКГ подобных калибровочных и аналитических сигналов, допустимые погрешности и способы их определения. Что же касается определения параметров ритма сердца и связанных с ним интерпретирующих диагностических заключений, то детализация отсутствует, и фактически сводится к одному требованию - проинформировать потребителя о том, как именно проверялось формирование того или иного заключения.

Можно утверждать, что существующий, общепринятый порядок тестирования алгоритмов обработки ЭКГ в части определения параметров ритма сводится к проверке правильности формирования элементарных заключений по каждому сокращению (beat), который подробно описан в ГОСТ Р МЭК 606012-47-2001. Результатом тестирования алгоритма (устройства) на каждой записи ЭКГ являются числовые характеристики - Чувствительность (Se) и Предик-тивность (+Р):

Чувствительность(Se): оценка вероятности того, что "Патологический" будет классифицирован (обнаружен) как "Истинный патологический"

Se = TP/(TP+FN), где ТР - количество заключений «патологический», правильно названных патологическими, a FN —количество заключений «нормальный», -неправильно названных нормальными.

Предиктивностъ (+Р): оценка вероятности того, что классифицируемый (названный) как "Патологический" является "Истинным патологическим". +Р= TP/(TP+FP), где FP - количество заключений «патологический», не правильно названных патологическими.

Очень часто значения этих оценок даже для одного алгоритма на разных записях ЭКГ различаются весьма существенно. Однако аннотированные записи ЭКГ отличается от друга по количеству нормальных и разнообразных патологических QRS комплексов как в одном наборе (базе данных) так и между наборами. Следовательно, оценки алгоритмов, полученные для разных записей ЭКГ не равноценны. С другой стороны существует возможность «настроить» алгоритм на одной или нескольких записях (обучающих), но на других (реальных) его достоверность может быть малой.

По всей базе данных ЭКГ должны вычисляется параметры G (gross statistic), +P и Se, однако правила вычисления этих интегральных характеристик в самих стандартах не определены.

Оценка приемлемости, качества и возможности применения того или иного алгоритма в медицинской практике принимается экспертами интуитивно, а не на основании формализованного учета количественных характеристик. Иногда практики-медики оказываются не в состоянии сформулировать верный диагноз из-за отсутствия сведений о достоверности результатов анализа ЭКГ, предлагаемых оборудованием.

Для решения этой проблемы предложена система числовых характеристик, обладающих свойствами масштабирования при переходе от одной записи ЭКГ ко многим и от одного элементарного ЭКГ заключения ко многим.

Система оценок включает: стандартные оценки Se и +Р и предлагаемые Тг - достоверность и Qu — качество, определяемые по каждой записи ЭКГ, а также правила вычисления интегральных характеристик (масштабирования) для совокупности записей ЭКГ из одной базы данных и для множества баз данных.

Смысловое наполнение Тг - оценка вероятности правильного формирования всех элементарных ЭКГ заключений на всех известных эталонных записях. Основой для вычисления такой оценки является

• переход от непрерывной модели (времени регистрации ЭКГ) к дискретной (счетному количеству аннотированных событий - элементарных заключений), сводимой к «схеме случаев».

• принятие постулата о том, что ни какому интервалу времени в записи ЭКГ не может быть присвоено одновременно несколько типов наименований (любой алгоритм, формирует все типы элементарных ЭКГ заключений, как. «несовместную группу событий»).

•Для аннотированной записи ЭКГ всегда можно определить общее число «верных» элементарных заключений всех типов.

Достоверность по одному типу заключений, например, опорная

точка QRS определим как отношение числа (количества) всех правильно сформированных заключений данного типа к числу заключений этого типа

имеющихся для данной ЭКГ записи

(1.1)

Предположим, что алгоритм позволяет определить одновременно (параллельно, а не последовательно), на основании одних и тех же исходных данных несколько элементарных заключений Сумма количества всех

разнообразных типов элементарных заключений равна общему количеству QRS комплексов для образцовой записи.

(1.2)

Достоверность алгоритма (Тг?^ ) по тестируемому (настраиваемому) за-

ключению С' , для данной ЭКГ записи определим,

как отношение суммы всех правильно сформированных заключений данного типа к общему числу имеющихся элементарных заключений.

Тг^[лТР™V (с^)/^, (1.3)

Аналогичным образом определим понятие достоверности алгоритма по данному параметру С' для целой (любой) у-ой базы данных ОВу

(1.4)

и для нескольких баз данных.

(1.5)

Однако, само определение опорной точки рИЗ тестируемым алгоритмом, также может происходить с ошибками и предшествовать другим этапам классификации. Это явление может проявиться в том, что выражение (1.2) для испытываемого алгоритма не выполняется, и соответственно значение достоверности (Тг), определенной по формулам 1.3- 1.5 будет принимать значения вне-диапазона 0-1, то есть потеряет смысл вероятности правильного формирования элементарных ЭКГ заключений. Для устранения этого недостатка предлагается ввести нормированную характеристику , где

(1.6)

Кроме того, предложено определение интегральной характеристики - Качество алгоритма Qu, - обьединение с различными весами, отражающими мнение "оценщиков" любых оценок алгоритма, например, двух стандартизованных чувствительности Se и предиктивности + Р.

Определим качество алгоритма Qu для данной J-ой записи и заключения типа С' как

(1.7)

Для конкретной базы данных в целом определим Qu как взвешенную сумму И ЬР^ по все записям ЭКГ из базы DBV.

QuDB^A Ig£,j = Sec¡ +W2x(+ Pc¡)),

(1.8)

где W1 и W2 весовые коэффициенты, устанавливаемые экспертами, по умолчанию приняты равными 0,5.

Определение характеристик достоверности Тг, и качества Qu испытуемых алгоритмов позволяет корректно устанавливать объективные критерии для выбора того или иного алгоритма и оценить, насколько он отличается от идеального, для набора баз данных ЭКГ.

Во второй главе приведен анализ основных алгоритмов автоматической обработки при длительном мониторировании ЭКГ и вариантов их классификации. Отмечено, что для большинства алгоритмов можно выделить три этапа -улучшение соотношения сигнал шум, определение опорной точки QRS комплекса (выделения кардиоциклов) и классификация элементарных событий.

Детально рассмотрены наиболее известные алгоритмы определения опорной точки QRS комплекса, классическим пороговый алгоритм Tompkins WJ. (Томпкинса), алгоритм Hamilton P.S, (Open Source ECG Analysis Software -OSEA) и другие. Сделан вывод об актуальности разработки более совершенных алгоритмов ввиду огромной важности правильного выполнения этого этапа обработки ЭКГ.

Недостатком пороговых алгоритмов является использование только одного параметра для адаптации к конкретным условиям сигнальной и помеховой обстановки — уровня срабатывания детектора. Существенного улучшения алгоритма можно добиться за счет применения дискретного нелинейного преобразования учитывающего длительность (ширину) комплекса.

Идея преобразования состоит в формировании некоторого функционала, принимающего различные значения в окрестностях сигнала, соответствующих локальным экстремумам и там, где эти экстремумы отсутствуют. Если одновременно рассматривать поведение сигнала не в одной зоне, а по некоторому набору ее окрестностей, то можно повысить устойчивость преобразования к шумам. Выбирая ширину зоны (длительность зубцов) можно выделить (резко обострить) локальные экстремумы, соответствующие интересующей части ЭКГ - комплексу QRS, а также отделить их от шумов. Таким образом, искомое

преобразование Тк исходного сигнала , где - частота дис-

кретизации, может быть задано следующим образом. Введем обозначения

где - т параметр преобразования, определяющий ширину интервала,

— обозначения левой и правой разности;

- дискретный отсчет входного сигнала в момент времени к, тогда Tk{Strip{fdk)) = Sgn(mul(a)) * F(a) (2.1)

где - некоторая неубывающая функция. Например, где

const - константа, имеющая смысл коэффициента усиления, равного например обеспечивающая максимальную простоту вычислений;

при n = 1 простые вычисления, но малое «усиление», при п=2 недостатком можно считать лишь учет скорости с одной стороны; F3{A) = mul(A)=Ai*Ar.

Преобразование обладает рядом свойств.

1. Результат преобразования всегда больше или равен 0.

2 Установленное значение параметра т задает длительность (ширину) зубцов, которые требуется обнаружить.

3. Вид неубывающей функции ^(Д), обеспечивающей «усиление» интересующего (высокоскоростного) участка сигнала без изменения остальных фрагментов, определяет степень «усиления» и вычислительную сложность.

Для обнаружения QRS комплекса предложено использовать преобразование (2.2), являющееся комбинацией преобразований (2.1)

/=1 Ы

Рис.2.2. Иллюстрация применения преобразования (2.2) для различных QRS комплексов (сверху исходные сигналы, внизу преобразованные).

Исследование предложенного автором алгоритма на базе преобразования (2.2) состояло из двух этапов.

Подбор конкретных параметров (т,) преобразования (2.2), обеспечивающих наилучшие показатели чувствительности (8е), предиктивности (+Р) и достоверности проводился путем определения этих показателей для каждой записи ЭКГ и для базы данных в целом.

Сравнение предложенного алгоритма (с выбранными параметрами

с другими алгортмами на всех записях ЭКГ из четырех различных баз данных при различной заданной допустимой погрешности (в мс) совпадения положения опорной точки.

Отметим, что для данной цели алгоритма - определение опорной точки, харакчеристика достоверность тождественно равна предиктивности, так как

(>№} = (2.5),

Были исследованы изменения характеристик алгоритма на базе (2.2) путем изменения параметров т в диапазонах Т|= 10-12мс, примерно половина длительности R зубца - 20 мс; Тг= 25-36 мс, примерно половина максимальной длительности нормального QRS комплекса - 50мс, Тэ= 40-72 мс, примерно половина максимальной длительности желудочкового QRS комплекса - J00 мс. На основании этих экспериментов были выбраны значения Ti= 11 мс, Тг= 31 мс, Тз=59 мс.

Выполнено сравнение предложенного алгоритма QRSA3 с алгоритмами SQRS (автор W. Tompkins), OSEA (автор P. Hamilton) и WQRS (автор Wei Zong) на аннотированных записях ЭКГ из четырех баз данных: MIT-db (32 записи), Qt-db (82 записи), SV-db (32 записи), ST-db (28 записей), для трех интервалов зоны «совпадений» (50 мс, 75 мс и 150 мс) Пример выполненных оценок характеристик различных алгоритмов приведен на рис. 1.

Рис.1. Характеристики алгоритмов определения опорной точки QRS комплекса по базам данных ЭКГ( MIT- db, SV-db, ST-db, Q Г-db)

Результат исследования ПОЗВОЛИЛИ сделагь вывод о превосходстве предложенного алгоритма по вычисленным характеристикам над другими, по всем различным базам данных ЭКГ.

В третьей главе описано раздельное исследование алгоритмов классификации обнаруженных QRS комплексов на нормальные N, желудочковые (V) и суправентрикулярные (SV) и шумы - элементы ЭКГ, на которых не может быть получен достоверный результат автоматического анализа.

Детально рассмотрен Алгоритм V (классификации желудочковых экстрасистол), построенный на базе предложенного нелинейного преобразование (2.2) для учета изменения формы комплекса. Для «настройки (оптимизации)» алгоритма классификации желудочковых комплексов по описанной ранее методике, варьировались параметра, отвечающих за качество классификации

Выполнено сравнительное исследование алгоритмов выделения желудочковых комплексов «Алгоритмом V» H-«OSEA-V», выбранным на основании утверждений его авторов как наиболее удачный (точный). Оказалось, чго по выбранным интегральным характеристикам предложенный алгоритм не уступает «OSEA-V», но даже выигрывает при необходимости выполнять классификацию по одному каналу.

Сложность правильной классификации предсердных (суправентрикуляр-ных) экстрасистол заключается в том, что форма нормальных и предсердных QRS комплексов как правило не отличаются, а алгоритмы успешно решающие эту задачу автором не обнаружены. В работе приведено описание Алгоритма SVE, формирующего заключение суправентрикулярный (SV) путем анализа преждевременности, неизменности формы и неполной компенсаторной паузы.

В результате исследования предложенного Алгоритма SVE по описанной ранее методике получены следующие характеристики алгоритма SVE Se=0,26; +Р=0,72; Qu=0,49; Тг=0,23 , которые очевидно нуждаются в улучшении.

Подбор значений параметров алгоритма преждевременности и неполной компенсаторной паузы, связанных с физиологической вариабельностью ЭКГ был выполнен с применением математического аппарата нечеткой логики.

В среде Matlab Fuzzy Logic Toolbox в графическом виде «нечетко» формировались границы «срабатывания» для преждевременности и неполной компенсаторной паузы. На нескольких записях ЭКГ оценивалась работоспособ-

ность алгоритма, а затем фрагмент программы на C++ включался в состав программного обеспечения NTS-DB. Затем в пакетном режиме оценивались основные показатели работы алгоритма с новыми параметрами.

Интуитивно понятный механизм изменения «границ срабатывания» в системе правил нечеткой логики позволил увеличить достоверность классификации предсердных экстрасистол на 15-20% на ЭКГ записях из MIT-db.

Рис.2. Сравнительные характеристики двух алгоритмов выделения предсердных экстрасистол на ЭКГ записях из MIT-db.

Ввиду большой значимости для диагностики «синдрома удлиненного QT» детально рассмотрены методика и погрешности измерения длительности интервала QT при анализе суточной записи ЭКГ. Значительная физиологическая вариабельность зубца Т, пологая и низкоамплитудная конечная часть, приводит к существенному расхождению в оценках длительности одних и тех же сигналов полученных независимо друг от друга даже квалифицированными экспертами-кардиологами при визуальном анализе ЭКГ. Очевидно, что при автоматическом анализе ЭКГ указанные обстоятельства усугубляются, а задача достоверности результатов определения длительности QT становится первостепенной. Для уточнения границ достижимой экспертами погрешности определения интервала QT выполнены измерения и оценки погрешности измерений как записей ЭКГ из так и этих же записей после наложения шумов и

применения фильтров. На основании этих экспериментов сделан вывод о том, что при уровне шума достигающего 2-5% от размаха сигнала погрешность измерения превышает допустимые пределы.

Описаны два алгоритма измерения интервала QT, основанные на выделении в каждом кардиоцикле положений опорных точек, коррелирующих с Qon и T0tr . Алгоритм ECG PUWAVE П. Лагуны, позволяет определить положение всех зубцов кардиоцикла, а не только окончания зубца Т и требует значительных временных затрат. Предложен Алгоритма QT , использующего сведения о положении опорной точки QRS от алгоритма QRSA3 и модификацию преобразования (2), для определения окончания зубца

Для обеспечения возможности исследования Алгоритма QT и сравнения его с другими алгоритмами (например, PUWAVE) по стандартной для данной работы методике была доработана программа сравнения «beat to beat» . По результатам исследования сделан вывод о возможности применения предложенного алгоритма для анализа динамики изменения длительности интервала QT.

В четвертой главе приведено описание структуры семейства разработанных кардиомониторных систем. В качестве основы архитектуры построения систем использованы принципы модульности и унификации аппаратной части, иерархического построения, функциональной декомпозиции и структурирования программного обеспечения. В качестве базовой платформы мониторной системы использована плата «mother board IBM-PC», к которой присоединены измерительные модули. Это позволило обеспечить относительно независимое решение и совершенствование различных задач обработки ЭКГ. Описан структура разработанного универсального модуля ЭКГ, используемого для решения задач как мониторирования так и регистрации ЭКГ покоя. Приведено описание структуры программного обеспечения и организации доступа к данным в диагностических комплексах, реализующих программы автоматической обработки ЭКГ, рассмотренные в настоящей работе. Описан принцип построения и функ-ционачьные возможности NTS-Db включающей программу ECGBrowser-Vl,

предназначенного для исследования характеристик алгоритмов автоматической обработки ЭКГ и результаты выполненных исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы заключаются в следующем:

Предложена методика оценки автоматических алгоритмов обработки ЭКГ (классификации элементарных ЭКГ событий), основанная на вычислении интегральных характеристик достоверности и качества, позволяющая обобщить результаты верификации алгоритма на различных базах образцовых ЭКГ сигналов.

Разработаны алгоритмы автоматического определения опорной точки рИЗ комплекса и классификации желудочковых экстрасистол, основанные на использовании дискретного нелинейного преобразования разностей, позволяющие повысить достоверность обработки при анализе результатов длительной записи ЭКГ в условиях сильной зашумленности и вариабельности сигнала.

Апробирована методика выбора параметров различных предложенных алгоритмов автоматического формирования элементарных ЭКГ заключений, позволившая обеспечить их диагностические преимущества по сравнению с известными алгоритмами.

Получены результаты исследования различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ (определения опорной точки рИЗ комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, измерения длительности интервала рТ), в том числе при различных сочетаниях помех и фильтров, (интегральные характеристики достоверность- Тг, качество-ри, чувствительность-Зе и предиктивность +Р, определенные в результате тестирования на записях ЭКГ из различных аннотированных баз данных), представленные в базе данных КТ8-ББ и позволяющие повысить доказательную силу предложенных методик и алгоритмов.

Таким образом, в результате выполнения диссертационной работы решена задача, имеющая существенное значение для создания аппаратуры диагностики заболеваний сердца с использованием метода длительного мониторирования

ЭКГ, а именно: предложена методика оценки автоматических алгоритмов обработки ЭКГ, алгоритмы определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, алгоритм измерения длительности интервала ОТ, аннотированная база данных NTS-DB, позволяющие повысить эффективность и достоверность автоматического анализа ЭКГ и, следовательно, врачебной диагностики.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Фихман М.И. Проблемы проектирования кардиомонитрных систем / М.И. Фихман, Е.М. Воронин // Медицинская техника. - 1995. - N4. - С. 15-19.

2. Фихман М.И. Телекоммуникации для электрокардиографии / М.И. Фихман // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-96, Новосибирск, 13-16 ноября 1996.: Тр. 3 Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. - Т.З. - С. 33-34.

3. Фихман М.И. Проектирование многоканальных усилителей элек-трокардиосигналов сердца человека для ввода в персональный компьютер / М.И.Фихман, И.А. Костричко, А.В. Назаров // Актуальные вопросы электронного приборостроения. АПЭП-96, Новосибирск, 13-16 ноября 1996.: Тр. 3 Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. - Т.З. -С. 30-31.

4. Фихман М.И. Частота выявляемости приходящих нарушений ритма и проводимости в зависимости от способа регистрации. / М.И. Фихман, СА. Зе-нин, Е.А. Каклемина // Кардиостим-1998. Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия: Материалы 3 Междунар. сим., Санкт-Петербург, 5-7 февраля 1998 г. - СПб., 1998. - С. 521.

5. Фихман М.И. Алгоритм и методика оценки погрешностей автоматического определения амплитудно-временных параметров электрокардиографического сигнала (ЭКС) / М.И. Фихман, Б.Х. Ткач // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-98, Новосибирск, 23-26 сентября 1998 г.: Тр. 4 Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. - Т.5. -С. 41-43.

6. Фихман М.И. ЭКГ - приставка к персональному компьютеру / М.И. Фихман, Д.В. Елисеев, М.Ю. Левченко // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-98, Новосибирск, 23-26 сентября 1998 г.: Тр. 4 Между-нар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. - Т. 5. - С. 37-40.

7. Фихман М.И. Новое поколение приборов для контроля ЭКГ / М.И.Фихман, Д.В. Елисеев, И.А. Костричко // Актуальные проблемы снижения риска и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного харакгера в Сибирском регионе: Тез. докл. науч.-практ. конф. - Новосибирск, 1999.-С. 73-74.

8. Фихман М.И. Структура программного обеспечения холтеровского монитора / М.И. Фихман, Б.Х. Ткач // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-00, Новосибирск, 26-29 сентября 2000 г.: Тр. 5 Между-нар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - Т.5. - С. 53-54.

9. Фихман М.И. Носимый кардиорегистратор РИК-2000 / М.И. Фихман, Д В. Елисеев, И.А. Костричко // Кардиостим-1998. Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия: Материалы 4 Междунар. сим., Санкт-Петербург, 10-12 февраля 2000 г. - СПб., 2000. - С. 503.

Ю.Фихман М.И. Проектирование цифрового кардиорегистратора РИК-2000 для системы суточного мониторирования ЭКГ / М.И. Фихман, Д.В. Елисеев // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-00, Новосибирск, 26-29 сентября 2000 г.: Тр. 5 Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - Т. 5. - С. 51-52.

11.Фихман М.И. База данных аналитических ЭКГ для оценки устойчивости к помехам алгоритмов автоматической обработки // Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. семинара, Москва, 2001 г. — М., 2001. - С.23.

12.Фихман М.И. Оценка устойчивости алгоритмов выделения опорной точки QRS к помехам различного вида / М.И. Фихман, А.В. Польшин, Б.Х. Ткач // Медицинская техника в Сибири: Сб. науч. тр. — Новосибирск, 200 К - С. 107109.

13-Фихман М.И. Разработка структуры программного обеспечения для центральной станции кардиомониторной системы / М.И. Фихман, Е.В. Шапошникова, Б.Х. Ткач // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-02, Новосибирск, 23-26 сентября 2002 г.: Тр. 6 Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - Т.5. - С. 95-97.

Н.Фихман М.И. Исследование биологических сигналов с помощью кардиоре-гистратора РИК-2000 / М.И. Фихман, И.А. Костричко, Е.В. Шоба // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-02,' Новосибирск, 23-26 сентября 2002 г.: Тр. 5 Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - Т. 5. - С. 98-101.

15.Фихман М.И. Оценка точности измерения длительности интервала QT электрокардиограммы / М.И. Фихман, B.C. Пудов, А.В. Каючкин // Кардиостим-2004. Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия: Материалы 6 Междунар. сим., Санкт-Петербург, 5-7 февраля 2004 г. - СПб., 2004. -С. 191.

16.Фихман М.И. Улучшение качества алгоритмов автоматической классификации предсердных экстрасистол при использовании нечеткой логики / М.И. Фихман, Б.Х. Ткач, В.А. Черданцев // Кардиостим-2004. Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия: Материалы 6 Междунар. сим., Санкт-Петербург, 5-7 февраля 2004 г. - СПб., 2004. - С. 189.

П.Фихман М.И. Носимый кардиорегистратор РИК-2000 / М.И. Фихман, Д.В. Елисеев, И.А. Костричко // Кардиостим-2000. Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия: Материалы 2 Междунар. сим., Санкт-Петербург, 10-12 февраля 2000 г. - СПб., 2000. - С. 106.

Подписано в печать 09.03.2004 г. Формат 84x60x1/16. Обьем 1,5 п.л. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № '/Л (-7

Отпечатано в типографии Новосибирского Государственного Технического

Университета

51 3 4

Содержание.

Перечень условных обозначений и сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭКГ.

1.1.Описание нормальной - ЭКГ.

1.2. Методы нормирования результатов обработки ЭКГ.

1.3. Разработка системы оценок достоверности обработки ЭКГ.

1.4. Методика оценки достоверности алгоритмов.

Глава 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПОРНОЙ ТОЧКИ QRS.

2.1.Обзор существующих алгоритмов обнаружения QRS - комплексов.

2.2 Разработка алгоритма выделения QRS 3 (трех разностей).

2.3 Исследование алгоритма определения опорной точки QRS 3.

2.4 Сравнение алгоритмов определения опорной точки

QRS комплекса.

Глава 3. ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ КЛАССИФИКАЦИИ.

ЭЛЕМЕНТОВ КАРДИОГРАММЫ.

3.1 Исследования и разработка алгоритма выделения желудочковых. экстрасистол.

3.2. Разработка алгоритмов выделения предсердных экстрасистол.

3.2.1.Электрокардиографические признаки предсердной экстрасистолии.

3.2.2. Алгоритмы обнаружения обнаружения предсердных экстрасистол.

3.3.Исследование и разработка алгоритмов измерения длительности QT.

3.3.1. Методики определения длительности QT.

3.3.2.0ценка погрешности определения момента окончания Т. при ручном и автоматическом анализе.

3.3.3 Исследование достоверности и погрешности измерения интервала QT.

Глава 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КАРДИОМОНИТОРНЫХ СИСТЕМ.

4.1. Разработка структуры аппаратной части кардиомониторных систем.

4.2 Разработка структуры данных и состава программного обеспечения. систем мониторного наблюдения автоматизированной обработки ЭКГ.

4.3. Разработка программно аппаратных средств оценки различных. алгоритмов автоматического анализа ЭКГ.

Актуальность работы.

Болезни сердечно сосудистой системы занимают первое место среди причин внезапной смерти, что стимулирует поиски новых информационных свойств в ЭКГ, в частности, электрокардиографических маркеров риска внезапной сердечной смерти. Можно считать доказанным фактом, что низкий показатель вариабельности сердечного ритма тесно коррелирует с риском внезапной смерти, даже более выражено, чем показатели фракции выброса левого желудочка. Известен также другой маркер - синдром удлиненного QT, обнаруженный при регистрации ЭКГ покоя. Однако, общепризнанная методика измерения интервала QT в динамике и его клиническая интерпретация пока отсутствуют. Известно, что типичное изменение длительности QT в течение суток составляет более 3% от его величины, зависит от частоты сердечных сокращений, пола пациента и возраста.

Достижения микросхемотехники (аналоговой и цифровой) превратили создание собственно технических средств регистрации биопотенциалов сердца в «рутинную» инженерную задачу, а применение цифровой обработки сигналов стало доступным и всеобщим. Возникла ситуация, когда медицинское кардиографическое оборудование, формирующее многообразные автоматические диагностические заключения, не в состоянии гарантировать потребителю их достоверность. В то же время, по формальным признакам такое оборудование относится к средствам измерения медицинского назначения.

Существуют объективные трудности решения задач автоматического анализа ЭКГ особенно при длительном мониторировании. Более того, даже результаты анализа ЭКГ, выполненные экспертами, могут быть со временем пересмотрены. Так, по итогам обсуждения научной медицинской общественностью, за 18 лет с 1980 по 1998 год, из 109000 «меток» характерных элементов ЭКГ, содержащихся в одной из популярнейших баз данных MIT-BIH Arrhythmia Database, 214 были изменены, что обусловлено физиологической вариабельностью характерных элементов ЭКГ: зубцов, интервалов и сегментов. Эти термины введены для описания морфологии сердечной деятельности, однако, не имеют «абсолютных» норм формы, то есть должны быть скорее «распознаны», чем измерены.

Практически вся диагностика нарушения ритма базируются на подсчете событий (эпизодов) отдельно для нормальных (регулярных), и несвоевременных сокращений (желудочковых и суправентрикулярных). Для достоверного определения параметров вариабельности сердечного ритма и длительности интервала QT требуется использовать интервалы только между нормальными сокращениями.

В настоящее время отсутствуют общепризнанные методики выполнения измерений для формирования диагностических заключений, даже элементарных ЭКГ-синдромов. Поэтому, при разработке новых, высокоинформативных и конкурентоспособных средств мониторирования ЭКГ, на первый план выходят проблемы исследования и оценки достоверности результатов автоматического анализа ЭКГ, указание действительных, достижимых границ погрешностей измерений амплитудных и временных параметров. Данная проблема является актуальной и представляет несомненный научный и практический интерес.

Цель диссертационной работы. Исследование, разработка и применение методов повышения достоверности анализа ЭКГ в современных кардиомони-торных системах.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Исследование способов и критериев оценки достоверности результатов автоматического анализа ЭКГ.

Применение методики количественной оценки достоверности анализа ЭКГ для совершенствования алгоритмов.

Разработка и исследование вариантов повышения достоверности автоматического анализа ЭКГ при определении опорной точки QRS, классификации экстрасистол, определении длительности интервала QT при длительной регистрации.

Организация серийного производства кардиомониторных систем различного назначения.

Связь с государственными программами. Результаты работы получены в ходе выполнения НИР 03.02.02 в рамках научно-технической программы: «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма: 204 «Технология живых систем». МО РФ, НГТУ, 20032004 г.

Методы исследований. При выполнении работы использовались методы цифровых измерений и обработки сигналов, теория оценок погрешности и математической статистики, методы нечеткой логики, алгоритмы автоматического анализа ЭКГ, экспериментальные исследования с использованием кардиомониторных систем.

Научную новизну представляют:

Методика оценки алгоритмов автоматического формирования элементарных ЭКГ заключений, основанная на определении предложенных интегральных характеристик достоверности -Тг и качества-Qu и общепринятых чувствительности Se и предиктивности +Р .

Алгоритмы определения опорной точки QRS комплекса и классификации желудочковых экстрасистол, на базе дискретного нелинейного преобразования QRS А3.

Применение, предложенной методики количественной оценки достоверности анализа ЭКГ для совершенствования алгоритмов определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, измерения длительности QT.

Результаты исследования различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ (определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол), в том числе при различных сочетаниях помех и фильтров, ( интегральные характеристики: достоверность- Тг, качество

Qu, чувствительность- Se и предиктивность +Р, определенные в результате тестирования на записях ЭКГ из различных аннотированных баз данных ).

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. На базе проведенных исследований разработана структура и создано семейство кардиомониторных систем различного назначения, использующих предложенные алгоритмы. Организовано их серийное производство. Выпущено около 200 кардиомониторных систем, которые успешно работают во многих медицинских учреждениях различных регионов России и стран СНГ.

2. Создана база данных NTS- DB, включающая в себя: набор программ для оценки различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ в нормальных условиях и при различных сочетаниях помех и фильтров; средства формирования экспертных аннотаций ЭКГ для каждого кардиоцикла; наборы «эталонных» записей ЭКГ, а также результаты исследований различных алгоритмов.

3.Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных работ по курсам «Медицинские информационные системы» "Кардиомониторные системы" для студентов специальности 190500 Новосибирского государственного технического университета.

На защиту выносятся:

Методика оценки алгоритмов автоматического формирования элементарных ЭКГ заключений, основанная на определении предложенных интегральных характеристик достоверности -Тг и качества-Qu и общепринятых чувствительности Se и предиктивности +Р, позволяющая проводить подбор параметров алгоритмов.

Алгоритмы определения опорной точки QRS комплекса и классификации желудочковых экстрасистол, на базе дискретного нелинейного преобразования QRS А3, позволяющие повысить достоверность результатов обработки при анализе длительной записи ЭКГ в условиях сильной зашумленности и вариабельности сигнала.

Результаты исследования различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ (определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, измерения длительности интервала QT) с использованием предложенной методики.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 7 семинарах и конференциях: «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-1994, 1996, 1998, 2000, 2002, международных симпозиумах "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия", «Кардиостим» 1998, 2004.

Личный вклад. Постановка задачи, способы решения и основные научные результаты принадлежат автору. Экспериментальные исследования выполнялись в НГТУ, отделе медицинской техники ООО «Фирма СЭМ», медицинских учреждениях г. Новосибирска при участии автора.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Изложена на 120 страницах, содержит 45 рисунков и 6 таблиц, список литературы включает 85 наименований.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

Предложена методика оценки автоматических алгоритмов обработки ЭКГ (классификации элементарных ЭКГ событий), основанная на вычислении интегральных характеристик достоверности и качества, позволяющая обобщить результаты верификации алгоритма на различных базах образцовых ЭКГ сигналов.

Разработаны алгоритмы автоматического определения опорной точки QRS комплекса и классификации желудочковых экстрасистол, основанные на использовании дискретного нелинейного преобразования разностей, позволяющие повысить достоверность обработки при анализе результатов длительной записи ЭКГ в условиях сильной зашумленности и вариабельности сигнала.

Апробирована методика выбора параметров различных предложенных алгоритмов автоматического формирования элементарных ЭКГ заключений, позволившая обеспечить их диагностические преимущества по сравнению с известными алгоритмами.

Получены результаты исследования различных алгоритмов автоматического анализа ЭКГ (определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, измерения длительности интервала QT), в том числе при различных сочетаниях помех и фильтров, (интегральные характеристики достоверность- Тг, качество-Qu, чувствительность-Sе и предиктивность +Р, определенные в результате тестирования на записях ЭКГ из различных аннотированных баз данных), представленные в базе данных NTS-DB и позволяющие повысить доказательную силу предложенных методик и алгоритмов.

Таким образом, в результате выполнения диссертационной работы решена задача, имеющая существенное значение для создания аппаратуры диагностики заболеваний сердца с использованием метода длительного мониторирова-ния ЭКГ, а именно: предложена методика оценки автоматических алгоритмов обработки ЭКГ, алгоритмы определения опорной точки QRS комплекса, классификации желудочковых и предсердных экстрасистол, алгоритм измерения длительности интервала QT, аннотированная база данных NTS-DB, позволяющие повысить эффективность и достоверность автоматического анализа ЭКГ и, следовательно, врачебной диагностики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Алтунин А.Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечеткихусловиях: Монография / А.Е. Алтунин, М.В. Семухин. — Тюмень: Изд-во Тюменский гос. ун-т, 2000. — 352 с.

2. Башкина Е.М. Построение диагностических алгоритмов анализа кардиосигналов коллективом решающих правил / Е.М. Башкина, А.И. Егоров, В.Е. Трапезин // Информационные процессы. 2001. - Т.З. — №1. - С.70-72.

3. Бутаев Т.Д. Врожденный и приобретенный синдром удлиненного интервала QT / Т.Д. Бутаев, Т.В. Трешкур, М.А. Овечкина. СПб.: ИНКАР, 2002.-48 с.

4. ГОСТ 19687-89. Приборы для измерения биоэлектрических потенциалов сердца. Общие технические требования и методы испытаний. М: Изд-во стандартов, 1990. — 18 с.

5. ГОСТ Р 50267.25-94. Изделия медицинские электрические. Часть 2. Частные требования безопасности к электрокардиографам. — М: Изд-во стандартов, 1995. —30 с.

6. ГОСТ Р 50267.27-95. Изделия медицинские электрические. Часть 2. Частные требования безопасности к электрокардиографическим мониторам-М: Изд-во стандартов, 1996. 34 с.

7. ГОСТ Р МЭК 60601-2-47-2001. Изделия медицинские электрические. Часть 2-47. Частные требования к безопасности, включая основные характеристики электрокардиографических систем. — М.: Изд-во стандартов, 2001.-29 с.

8. ГОСТ Р МЭК 60601-2-49-2001. Изделия медицинские электрические. Часть 2-46. Частные требования к безопасности многофункциональной контрольной аппаратуры для пациентов. — М.: Изд-во стандартов, 2001. 49 с.

9. ГОСТ Р МЭК 60601-2-4-2002. Изделия медицинские электрические. Часть 2. Частные требования к безопасности кардиодефибрилляторов. — М.: Изд-во стандартов, 2002. 30 с.

10. Дабровски А. Суточное мониторирование ЭКГ / А. Дабровски, Б. Дабровски, Р. Пиотрович. М.: Медпрактика, 2000. - 208 с.

11. Де Луна А.Б. Руководство по клинической ЭКГ: Пер. с англ./ А.Б. Де Луна. М.: Медицина, 1993. - 704 с.

12. Дощицин В.Л. Внезапная аритмическая смерть и угрожающие аритмии.//Российский кардиологический журнал. 1999. - №1. - С. 46-51.

13. Макарычева О.В. Динамика дисперсии интервала Q-T при остром инфаркте миокарда и ее прогностическое значение / О.В. Макарычева, Е.Ю. Васильева, А.Э. Радзевич // Кардиология. 1998. -№ 7. — С. 43-46.

14. Никитин Ю.П. Дисперсия интервала Q-T / Ю.П. Никитин, А.А. Кузнецов // Кардиология. 1998. - № 5. - С. 58-62.

15. Пархоменко А.П. Интервал Q-T ЭКГ: значение его дисперсии в качестве маркера аритмогенеза / А.П. Пархоменко, А.В. Шумаков, О.И. Иркин // Кардиология. 2001. - № 4. - С. 83-86.

16. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ / Под ред. А.Л. Барановского, А.П. Немирко. М.: Радио и связь, 1993. - 248 с.

17. Кушаковский М.С. Аритмии сердца. Руководство для врачей / М.С. Кушаковский. — 2-е изд. доп. расшир. и частично перераб. СПб., ИКФ "Фолиант", 1998.-640с., ил.

18. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде Matlab и fuz-zyTECH / А.В. Леоненков. СПБ., 2003 - 35 с.

19. Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование / Л.М. Макаров. — 2-е изд. — М.: Медпрактика, 2003. — 339 с.

20. Matlab 5.3.1 с пакетами расширений: Метод, пособие / Сост.: Дьяконов В .П. М., 2001. - 30 с.

21. Минкин Р.Б. Болезни сердечно-сосудистой системы / Р.Б. Минкин. -СПб., 1994.-408 с.

22. МИ 2398-97. ГСОЕИ. Электрокардиографы, электрокардиоскопы и электрокардиоанализаторы. Метод, указания / Гос. ком. РФ по стандартам. -М.: Изд-во стандартов, 1998. — 27 с.

23. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии / В.Н. Орлов. — М.: Медицина, 1984. 528 с.

24. Макаров JI.M. Особенности динамики и измерения интервала Q-T при холтеровском мониторировании / JI.M. Макаров // Кардиология. — 2002. — № 1.-С. 99-102.

25. Никитин Ю.П. Прогностическое значение длительности и вариабельности интервалов Q-T и R-R в общей популяции Новосибирска / Ю.П. Никитин, А.А. Кузнецов, С.К. Малютина // Кардиология. 2002. - № 2. - С. 76-83.

26. Руководство по клинической ЭКГ: Пер. с англ. — М.: Медицина, 1993.-704 с.

27. Ватутин Н.Т. Синдром удлиненного интервала Q-T / Н.Т. Ватутин, Е.В. Склянная, П.В. Гриценко // Кардиология. 2002. -№ 9. - С. 83-89.

28. Соколов Е.И. Синдром удлиненного интервала Q-T при диабетической нейропатии / Е.И. Соколов, Н.Т. Старкова, A.JI. Давыдов // Кардиология. 1998. -№ 1.-С. 39-42.

29. Фихман М.И. Проблемы проектирования кардиомонитрных систем / М.И. Фихман, Е.М. Воронин // Медицинская техника. 1995. - N4. - С. 15-19.

30. Фихман М.И. Телекоммуникации для электрокардиографии / М.И. Фихман // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-96, Новосибирск, 13-16 ноября 1996.: Тр. 3 Междунар. науч.-техн. конф. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. -Т.З. С. 33-34.

31. Междунар. науч.-техн. конф. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. - Т.З. -С.30-31.

32. Фихман М.И. Оценка устойчивости алгоритмов выделения опорной точки QRS к помехам различного вида / М.И. Фихман, А.В. Польшин, Б.Х. Ткач // Медицинская техника в Сибири: Сб. науч. тр. Новосибирск, 2001. - С. 107.

33. Хан М.Г. Быстрый анализ ЭКГ / М.Г. Хан. М., 1999. - 230 с.

34. Радзевич А.Э. Электрокардиографические маркеры риска внезапной сердечной смерти. Влияние ишемии и реваскуляризации миокарда / А.Э. Радзевич, А.С. Сметнев, В.В Попов // Кардиология. 2001. -№ 6. - С. 99-104.

35. AHA Database for Evaluation of Ventricular Arrhythmia Detectors American Heart Association (AHA) / National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI). Б.м.,[Б.г.] - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

36. Akazawa К. Adaptive Threshold QRS Detection Algorithm for Ambulatory ECG / K. Akazawa, K. Motoda, A. Sasamori // Computers in Cardiology. — 1991.-№ 10(2).-P. 445-448.

37. Almeida R.D. Automatic delineation of T and P waves using a wavelet-based multiscale approach / R.D. Almeida, J.P. Martinez, S. Olmos // Int. Congr. on Computational Bioeng. 2003. - P. 243-247.

38. ANSI/FFMI EC 13:2002. Cardiac monitors, heart rate meters, and alarms: American National Standart / American National Standarts Institute. (Revision of ANSI/AAMI EC 13:1992).

39. ANSI/FFMI EC38:1998. Ambulatory electrocardiographs: American National Standart / American National Standarts Institute. (Revision of ANSI/AAMI EC38:1994).

40. CU database / The Creighton University Sustained Ventricular Arrhythmia Database. Б.м.,[Б.г.] — 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

41. Dubowik Krzysztof. Automated arrhythmia analysis an expert system for an for an intensive care unit: Thesis. Lund / Krzysztof Dubowik. — 1999. *p.

42. ECG Compression Using Ziv-Lempel Techniues // Computers and Biomedical Research. 1995. - № 28. - P. 67-86.

43. Effect of ventricular ectopic beats on ventricular repolarisation measurements / S. Vecchietti P. Cavalcanti, P. Vecchietti, S. Langley // Computers in cardiology. -2001.- Vol. 28. P. 641 -644.

44. Friesen G.M. A Comparison of the Noise Sensitivity of Nine QRS Detections Algorithms / G.M. Friesen, T.C Jannet // IEEE Transaction on Biomedical Eng. 1990. - № 37( l). p. 85-97.

45. Hamilton P.S. Quantitative investigation of QRS detection rules using the MIT/BIH arrhythmia database / Hamilton P.S, Tompkins WJ. //IEEE Trans. Bio-med. Eng 1987. BME-33: P. 1158-1165.

46. Hamilton P.S. Open Source ECG Analysis Software Documentation E.P. Limited . 2002.http://www.eplimited.com .

47. Hayn D. Development and evaluation of a QT interval algorithm using different ECG databases / D. Hayn, G. Schreier, S. Lobodzinski // International Journal ofBioelectromagnetism. -2003.- Vol 5; № 1. P. 122-123.

48. IEC 60601-2-47-2001. Medical electrical equipment. Part 2-47: Particular requirements for the safety, including essential performance, of ambulatory electrocardiographic system.

49. IEC 60601-2-51-2003. Medical electrical equipment. Part 2-51: Particular requirements for the safety, including essential performance, of recording and analysing single channel and multichannel electrocardiographs.

50. Jane R. Evaluation of an automatic threshold based detector of waveform limits in holter ECG with the QT database / R. Jane, A. Blasi, J. Garcia // Computers in Cardiology. 1997. - Vol. 24. - P. 295-298.

51. Laguna P. A new algorithm for QT interval analysis in 24 hour holter ECG: performance and applications / P. Laguna, N.V. Thakor, P. Caminal // Med. & Biol. Eng. & Comput. 1990. - Vol. 28. - P. 67-73.

52. Laguna P. Automatic detection of wave boundaries in multilead ECG signals: validation with the CSE database / P. Laguna, R. Jane, P. Caminal // Computers and Biomedical Research. 1994. - Vol. 27(1). - P. 45-60.

53. Langley P. Relationship between QT dispersion and a heart failure survival score / P. Langley, S.T. King, J.H Dark // Computers in cardiology. 2001. -Vol. 28.-P. 649-652.

54. Lindecrantz K.G. New Software QRS Detector Algorithm Suitable for Real Time Applications with Low Signal-to-Noise Ratios / K.G. Lindecrantz, H. Lilja // Journal of Biomedical Engineering. 1988. - Vol. 10(3). - P. 280-284.

55. MIT database. The Massachusetts Institute of Technology. Beth Israel Hospital Arrhythmia Database. Б.м.,[Б.г.] - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

56. Mokrani К. Electrocardiogram characterization using wavelet analysis / K. Mokrani, A. Alliche // 8-th IEEE ICECS'2001. Malte. 02-05 September 2001. P. 123-124.

57. Moody GB/ A database to support development and evaluation of intelligent intensive care monitoring/ GB. Moody, RG. Mark // Computers in Cardiology.- 1996.-Vol.23: P.657-660.

58. NST database. The Noise Stress Test Database. — Б.м., [Б.г.] 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

59. Poli R. Genetic Design of Optimum Linear and nonlinear QRS-detectors / R. Poli, S. Cagnoni // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1995. -Vol. 42(11).-P. 1137-1141.

60. Ruha A. A Real-Time Microprocessor QRS Detector with a 1-ms Timing Accuracy for the Measurement of Ambulatory HRV / A. Ruha, S. Sallinen // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1997. - Vol. 44(3). - P. 159-167.

61. So H.H. Development of Detection Method for Real-Time Ambulatory Cardiac Monitor // Proc. of the Annual International Conference of the / H.H. So, K.L. Chan // IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 1997. - Oct. - P. 289-292.

62. Suppapola S. Comparison of QRS Detection Algorithms Using the AHA ECG Database / S. Suppapola, Y.A Sun // Engineering in Medicine and Biology Society. 1991. - P. 586-587.

63. Suppapola S. Nonlinear Transforms of ECG Signals for Digital QRS Detection. A Quantitative Analysis / S. Suppapola, Y.A Sun // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1994. - Vol. 41(4). - P. 397-400.

64. Tan K.F. Detection of the QRS complex, P wave and T wave in electrocardiogram / K.F. Tan, K.L. Chan, K. Choi // Proceedings of International Conference on Advances in Medical Signal and Information Processing, Bristol, UK. 4-6 September 2000. P. 41-47.

65. The MIT-BIH Arrhythmia Database CD-ROM, Third Edition, May 1997 Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology / George. B. Moody. Б.м.,[Б.г.] - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

66. Wrublewski T.A. Real-Time Early Detection of R Waves of ECG Signals / T.A. Wrublewski, Y.D. Sun, J.A. Beyer // Engineering in Medicine and Biology Society. 1989.-P. 38-39.

67. Zigel Y. The Weighted Diagnostic Distortion (WDD) Measure for ECG/ Y. Zigel, A. Cohen and A. Katz. //Signal Compression. IEEE Transactions on Biomedical Engineering., - 2000. - Nov.- vol. 47(11)-, P. 1422-1450.

68. Zong W. Automated ECG Rhythm Analysis Using Fuzzy Reasoning / W. Zong, D. Jiang // Computers in cardiology. 1998. - Vol.* - P. 37-39.

69. Zong W. Robust Open-Source Algorithm to Detect Onset and Duration of QRS Comp-lexes / W. Zong, G.B. Moody, D.A Jiang // Harvard-MIT Cambridge. MA. US A.- 1993.

70. Общепринятые сокращения для описания элементарных ЭКГ заключений и аннотаций стандартных программ для исследования алгоритмов автоматической обработки