6.1 Выделение комплексов

Диагностическое обследование производится на основании предыдущего опыта. Врач знает, что надо искать. Поэтому используются методы распознавания образов. В основном используется два метода: метод нахождения минимального расстояния между эталоном (образом) и сигналом и метод грамматических правил в соотношениях разных фрагментов. Эталон сигнала, комплекса, фрагмента и грамматические правила соотношений считаются известными. Первый метод в основном используется для выделения стабильных фрагментов, например, импульса R. Второй - для анализа комплексов. Для элек­тро­кардиогра­фии эта­лонные образы и наборы параметров показаны на рис 5.1.

Обычно используются простейшее граммати­ческие правила. После обнаружения пика R и измерения интервала RR указываются области нахождения импульсов Р и Т: Р слева от R в интервале 100-200мс, Т - справа. Внутри комплекса QRS первый отрицательный импульс слева от пика R на интервале 60 мс будет импульсом Q, а первый отрицательный импульс справа от R на интервале 40 мс будет импульсом S. На рис 5.1 представ­лены более сложные эталоны комплекса QRS, требующие более громоздких граммати­ческих правил.

Выделение импульсов идет по их максимумам на первичной записи ЭКГ (в полосе частот 0.05 - 75Гц). Т.к. на этом этапе выделяются только максимумы без измерения, то анализ может проводиться после дополнительной фильтрации в сокращенной полосе частот 5 - 35Гц. Использование дополнительной фильтрации не нарушает процесс определения максимумов и повышает устойчивость выделения при наличии дрейфов и помех, в частности, сетевой помехи. Однако измерение длительностей и особенно уровня ST требует использования полной полосы частот 0.05 - 35Гц для ST и 0.5 - 75Гц для дли­тельностей.

Естественно, существуют записи ЭКГ с патологиями, расшифровка которых непосильна автомату. В этих случаях автомат обязательно должен выдавать сообщение о своей неспособности, передавая анализ врачу. Другими словами автомат должен оценивать надежность каждой своей операции, сравнивать эту оценку с заданным порогом. Например, импульсы Р не обнаружен. Критерием надежности может быть отношение сигнал/шум в области обнаружения каждого пика и несоответствие комплекса заложенному граммати­ческому правилу. Например наличие белее чем одного пика в заданном интервале.

6.2 Измерение параметров

После завершения контурного анализа необходимо провести измерение желаемых параметров: в электрокардиографии это измерение длительностей импульсов, расстояний между импульсами и амплитуд. В миографии - латентных интервалов, амплитуды размаха, длительности. Измерение амплитуд производится по первичной записи (в полосе 0.05 - 75Гц) в уже известных окрестностях точек максимумов/минимумов. Сперва в заданной окрестности проверяется количество максимумов, если он один - измерение просто. Если их много, то оценивается амплитуда размаха этих экстремумов. Возможно два варианта: область искажена артефактом или зашумлена помехой. Если помеха менее наперед заданной, допустимой, то используется нахождение минимально отклоняющейся параболы на этом интервале. Ее максимум считается измеренным максимумом импульса, дополнительно определяется точное значение момента времени максимума (если это необходимо).

Измерение длительностей связано с важным методологическим вопросом: что считать за начало и конец импульса? (Например момент выделения переднего фронта импульса из дорожки шумов? Достижение фронта импульса заданного порога? Момент максимума второй производной импульса в области начала?).

Особо остро в электрокардиографии сегодня стоит вопрос измерения момента окончания импульса Т. Это важная точка определяет завершение электрической активности миокарда. Импульс Т имеет очень пологие очертания, что затрудняет измерение. Используется следующая методика: в точке максимальной крутизны заднего фронта проводится касательная, ее пересечение с изолинией считается моментом окончания импульса Т. Однако более точной может быть другая методика. После выделения точки максимальной крутизны считается, что "хвостовая" от этой точки часть импульса Т имеет вид экспоненты. Далее находится наименее уклоняющаяся экспонента и ее главный параметр τ. Фиксируется значимый уровень от амплитуды точки максимальной крутизны и по этому уровню находится длительность участка экспоненты. За точку окончания импульса Т принимается точка окончания значимого участка экспоненты.

Вся процедура анализа и измерения может быть представлена следующей последовательностью:

1) Имеется график ЭКГ в полосе 0.05 - 75Гц. В отдельном канале с использованием дополни­тельных, "согласованных" фильтров производится нахождение пика R . В полной полосе определяется СКО дорожки шумов и величина дрейфа. Если шумы и дрейф ниже допустимого уровня, то допол­нительной фильтрации не требуются. Принимается решение о проведении дальнейшего анализа.

2) Дополнительная фильтрация в полосе 0.5 - 35Гц. Нахождение пиков Q,R,S. Выделение изолинии. Нахождение пиков Р,Т. Принятие решения о возможности измерений.

3) График второй производной ЭКГ в полной полосе. Выделение точек максимумов и нахождение точек начала и конца импульсов. Измерение временных интервалов.

4) График ЭКГ в полосе 0.05 - 75Гц. , Нахождение точки j, измерение уровня ST интервала (Обычно 80 мс правее точки j).

Особенности нахождения точки j и конца импульса Т. В 50% случаев точка j не может определяться в явном виде, т.к. часто импульс S плавно переходит в интервал ST. Тогда точка j находится как пересечение изолинии с кривой ST.