RU2264786C1 - Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics - Google Patents

Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics Download PDF

Info

Publication number
RU2264786C1
RU2264786C1 RU2004108078/14A RU2004108078A RU2264786C1 RU 2264786 C1 RU2264786 C1 RU 2264786C1 RU 2004108078/14 A RU2004108078/14 A RU 2004108078/14A RU 2004108078 A RU2004108078 A RU 2004108078A RU 2264786 C1 RU2264786 C1 RU 2264786C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heart
patient
model
bundle
wave
Prior art date
Application number
RU2004108078/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004108078A (en
Inventor
О.Н. Бодин (RU)
О.Н. Бодин
И.П. Бурукина (RU)
И.П. Бурукина
А.А. Митин (RU)
А.А. Митин
В.В. Огоньков (RU)
В.В. Огоньков
А.Н. Митрошин (RU)
А.Н. Митрошин
Л.А. Бондаренко (RU)
Л.А. Бондаренко
Л.Е. Рудакова (RU)
Л.Е. Рудакова
Original Assignee
Пензенский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский государственный университет filed Critical Пензенский государственный университет
Priority to RU2004108078/14A priority Critical patent/RU2264786C1/en
Publication of RU2004108078A publication Critical patent/RU2004108078A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2264786C1 publication Critical patent/RU2264786C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: method involves modeling real three-dimensional patient heart image based on electrocardiogram and photoroentgenogram data and determining basic functional values of its myohemodynamics.
EFFECT: high accuracy and reliability of the method.
2 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано в клинических и экспериментальных исследованиях как неинвазивный способ определения объема левого желудочка (ЛЖ) и наглядного, реалистичного представления функционального состояния сердца пациента в реальном времени по данным электрокардиограммы.The present invention relates to medicine, in particular to cardiology, and can be used in clinical and experimental studies as a non-invasive method for determining the volume of the left ventricle (LV) and a visual, realistic representation of the functional state of the patient’s heart in real time according to the electrocardiogram.

Известен неинвазивный способ ультразвуковой эхокардиографии [1], основанный на регистрации отраженных от лоцируемого объекта ультразвуковых волн и дающий возможность визуализации сердечных структур в реальном масштабе времени. Эхокардиографический метод позволяет определить конечный диастолический и конечный систолический объемы ЛЖ сердца, однако требует участия при диагностике высококвалифицированного специалиста, использования дорогостоящей аппаратуры и значительных затрат времени на проведение одного исследования. Кроме того, при эхокардиографическом методе невозможно получить достоверную диагностическую информацию при ряде анатомических особенностей пациента и наглядную реалистичную картину процесса функционирования сердца.Known non-invasive method of ultrasonic echocardiography [1], based on the registration of ultrasound waves reflected from the location of the object and enabling the visualization of cardiac structures in real time. The echocardiographic method allows you to determine the final diastolic and final systolic LV volumes of the heart, however, it requires the participation of a highly qualified specialist in the diagnosis, the use of expensive equipment and a significant investment of time for one study. In addition, with the echocardiographic method, it is impossible to obtain reliable diagnostic information with a number of anatomical features of the patient and a realistic, realistic picture of the functioning of the heart.

Наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому изобретению является неинвазивный способ определения основных показателей миогемодинамики левого желудочка сердца [2], заключающийся в том, что регистрируют электрокардиограмму и определяют конечный диастолический радиус (КДР) и конечный систолический радиус (КСР) полости ЛЖ, конечный диастолический объем (КДО) и конечный систолический объем (КСО) ЛЖ, которые рассчитываются по данным электрокардиограммы в одном из следующих отведений: 4, 5, 6-м грудном (по Вильсону), или 11 стандартном (по Эйнтховену), выбранном соответственно направлению электрической оси сердца, а при невозможности их регистрации - в отведении А (по Небу), измеряют при отсутствии блокад ножек пучка Гиса продолжительности интервалов QR, RS, QRS, ST-T, R-R и дополнительно при блокаде левой ножки пучка Гиса - продолжительности интервала R1R2, а при блокаде правой ножки пучка Гиса - продолжительности интервала S1S2, и при синусовом и других наджелудочковых ритмах сердца в состоянии физического покоя определяют по формулам:The closest to the achieved result to the present invention is a non-invasive method for determining the main indicators of myohemodynamics of the left ventricle of the heart [2], which consists in registering an electrocardiogram and determining the final diastolic radius (CRC) and the final systolic radius (CSR) of the LV cavity, the final diastolic volume (BWW) and the final systolic volume (CSR) of the left ventricle, which are calculated according to the electrocardiogram in one of the following leads: 4th, 5th, 6th chest (according to Wilson), or 11 standard Mr. (according to Einthoven), selected according to the direction of the electrical axis of the heart, and if it is impossible to register in lead A (in the sky), measured in the absence of blockade of the bundle of His bundle, the duration of the intervals QR, RS, QRS, ST-T, RR and additionally at the blockade of the left leg of the bundle of His - the duration of the interval R 1 R 2 , and with the blockade of the right leg of the bundle of His - the duration of the interval S 1 S 2 , and with sinus and other supraventricular rhythms of the heart in a state of physical rest is determined by the formulas:

КДР=(44,5-100·tRS)·(tQR+tRS)-11·tRS, где tQR - время от начала зубца Q до вершины зубца R при отсутствии блокады левой ножки пучка Гиса, а при наличии блокады левой ножки пучка Гиса - до первой вершины раздвоенного зубца R(R1), то есть tQR=tQR,с; tRS - время от вершины зубца R до конца зубца S - при отсутствии блокад ножек пучка Гиса, а при блокаде левой ножки пучка Гиса вместо tRS - разность временных интервалов от первой вершины раздвоенного зубца R до конца зубца S (R1 S) и от первой вершины раздвоенного зубца R до его второй вершины (R1R2), то есть

Figure 00000002
KDR = (44.5-100 · t RS ) · (t QR + t RS ) -11 · t RS , where t QR is the time from the beginning of the Q wave to the top of the R wave in the absence of blockade of the left bundle branch block, and in the presence of blockade of the left leg of the bundle of His - to the first vertex of the bifurcated tooth R (R1), that is, t QR = t QR, s; t RS is the time from the top of the R wave to the end of the S wave - in the absence of blockade of the legs of the His bundle, and when the left bundle of the bundle is blocked, instead of t RS is the difference in time intervals from the first vertex of the bifurcated R wave to the end of the S wave (R1 S) and from the first vertex of the bifurcated R wave to its second vertex (R 1 R 2 ), i.e.
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где tQRS - время комплекса, QRS, с; tST-T - время от конца зубца S до конца зубца Т - при отсутствии блокад ножек пучка Гиса, а при блокаде левой ножки пучка Гиса, вместо tST-T - сумма

Figure 00000004
и при блокаде правой ножки пучка Гиса вместо tST-T сумма
Figure 00000005
where t QRS - complex time, QRS, s; t ST-T is the time from the end of the S wave to the end of the T wave - in the absence of blockade of the legs of the bundle of His, and with blockade of the left leg of the bundle of His, instead of t ST-T is the sum
Figure 00000004
and when the right bundle branch block is blocked, instead of t ST-T, the sum
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

и далее вычисляют при всех указанных видах сердечного ритма КДО=(4/3)·π·КДР3 и КСО=(4/3)·π·КСР3.and then calculate for all these types of heart rate KDO = (4/3) · π · KDR 3 and KSO = (4/3) · π · KSR 3 .

К недостаткам известного способа определения основных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца относится то, что отсутствует вычисление основных объемно-функциональных показателей всего сердца, вычисление основных объемно-функциональных показателей ЛЖ осуществляется без привязки к «геометрии» сердца конкретного пациента, результаты обработки кардиографической информации представлены в ненаглядном виде и отсутствует автоматическое определение информационных параметров ЭКГ и показателей миогемодинамики.The disadvantages of the known method for determining the main indicators of LV hemogemodynamics of the heart include the fact that there is no calculation of the main volumetric-functional indicators of the whole heart, the calculation of the main volumetric-functional indicators of the LV is carried out without reference to the "geometry" of the heart of a particular patient, the results of processing cardiographic information are presented in an indescribable form and there is no automatic determination of ECG information parameters and myohemodynamics indicators.

Новые методы обработки и представления результатов анализа ЭКГ, по мнению авторов предлагаемого изобретения, приведут к повышению диагностических возможностей электрокардиографии.New methods of processing and presenting the results of ECG analysis, according to the authors of the present invention, will lead to an increase in the diagnostic capabilities of electrocardiography.

В известном способе определения основных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца с помощью классических способов регистрации и анализа ЭКГ осуществляется регистрация и измерение информационных параметров ЭКГ. Затем «на основе математического моделирования ЛЖ как правильной геометрической фигуры (упругий шар) реализуется количественное определение практически всех основных функциональных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца».In the known method for determining the main indicators of myohemodynamics of the LV of the heart using the classical methods of registration and analysis of the ECG, registration and measurement of information parameters of the ECG is carried out. Then, "on the basis of mathematical modeling of LV as a regular geometric figure (elastic ball), a quantitative determination of almost all the main functional indicators of LV hemogemodynamics of the heart is implemented."

Таким образом, в известном способе внутренняя полость ЛЖ представлена в виде «упругого шара», радиус которого определяется по оригинальным математическим формулам. По мнению авторов предлагаемого изобретения, это является принципиальной отличительной особенностью известного способа.Thus, in the known method, the internal cavity of the LV is presented in the form of an “elastic ball”, the radius of which is determined by the original mathematical formulas. According to the authors of the invention, this is a fundamental distinguishing feature of the known method.

На фигуре 1 приведена блок-схема алгоритма, реализующего известный способ определения основных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца. На блок схеме приняты следующие обозначения:The figure 1 shows a block diagram of an algorithm that implements a known method for determining the main indicators of LV hemogemodynamics of the heart. The following notation is accepted on the block diagram:

1 - регистрация ЭКГ;1 - ECG registration;

2 - анализ информационных показателей ЭКГ;2 - analysis of ECG information indicators;

3 - определение показателей миогемодинамики ЛЖ сердца.3 - determination of indicators of myohemodynamics of the left ventricle of the heart.

Как следует из анализа фигуры 1, известный способ определения основных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца является неинвазивным и заключается в регистрации ЭКГ, измерении информационных параметров ЭКГ и вычислении основных объемно-функциональных показателей миогемодинамики ЛЖ по оригинальным математическим формулам.As follows from the analysis of figure 1, the known method for determining the main indicators of LV myohemodynamics of the heart is non-invasive and consists in recording an ECG, measuring ECG information parameters and calculating the main volumetric-functional indicators of LV myohemodynamics according to the original mathematical formulas.

Предлагаемый способ определения основных показателей миогемодинамики сердца также является неинвазивным.The proposed method for determining the main indicators of myohemodynamics of the heart is also non-invasive.

ЭКГ является ценным диагностическим инструментом. По ней можно оценить источник ритма, регулярность сердечных сокращений, их частоту. Все это имеет большое значение для диагностики различных аритмий. По продолжительности различных интервалов и зубцов ЭКГ можно судить об изменениях сердечной проводимости. Изменения конечной части желудочкового комплекса (интервал ST и зубец Т) позволяют врачу определить наличие или отсутствие ишемических изменений в сердце (нарушение кровоснабжения). В известном способе совершенствование электрокардиографии как метода функциональной диагностики ведется в направлении исследования показателей миогемодинамики ЛЖ сердца в зависимости от электрической активности сердца. Однако о сократительной способности сердца по его электрической активности в известном способе можно составить лишь косвенное представление. По мнению авторов предлагаемого изобретения, это также является принципиальной отличительной особенностью известного способа.An ECG is a valuable diagnostic tool. It can be used to assess the source of the rhythm, the regularity of heart contractions, and their frequency. All this is of great importance for the diagnosis of various arrhythmias. By the duration of the various intervals and teeth of the ECG, changes in cardiac conduction can be judged. Changes in the final part of the ventricular complex (ST interval and T wave) allow the doctor to determine the presence or absence of ischemic changes in the heart (circulatory disturbance). In the known method, the improvement of electrocardiography as a method of functional diagnostics is carried out in the direction of studying the indicators of LV hemogemodynamics of the heart depending on the electrical activity of the heart. However, the contractility of the heart by its electrical activity in the known method can only be an indirect idea. According to the authors of the invention, this is also a fundamental distinguishing feature of the known method.

Сигнал ЭКГ является первичным носителем диагностической информации, и представление при регистрации и анализе как можно большего объема этой информации позволит значительно повысить точность постановки диагноза.The ECG signal is the primary carrier of diagnostic information, and the presentation during registration and analysis of as much of this information as possible will significantly improve the accuracy of diagnosis.

По мнению авторов предлагаемого изобретения, необходимо при анализе информационных параметров ЭКГ и определении основных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца расширить область представления диагностической информации за счет наглядного представления «геометрии» и сократительной способности всего сердца пациента. С помощью известного способа можно по ЭКГ определить изменение основных показателей миогемодинамики только ЛЖ сердца, но невозможно наглядно на модели реалистичного изображения сердца пациента представить эти изменения, и также невозможно определить место локализации изменения основных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца.According to the authors of the present invention, when analyzing the ECG information parameters and determining the main indicators of LV hemogemodynamics of the heart, it is necessary to expand the field of diagnostic information by visualizing the “geometry” and contractility of the patient’s whole heart. Using the known method, it is possible by ECG to determine the change in the main indicators of myohemodynamics of only the left ventricle of the heart, but it is impossible to visualize these changes on the model of a realistic image of the patient’s heart, and it is also impossible to determine the location of the change in the main indicators of myohemodynamics of the left ventricle of the heart.

Анализ электрокардиологической информации является необходимым условием при планировании курса лечения, принятии решений в постановке диагноза, поиске путей повышения эффективности лечения, и поэтому представление результатов анализа в более удобном для изучения и интерпретации виде является предпочтительнее.Analysis of electrocardiological information is a prerequisite for planning a course of treatment, making decisions in the diagnosis, finding ways to increase the effectiveness of treatment, and therefore, presenting the results of the analysis in a more convenient form for studying and interpreting is preferable.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей электрокардиологического исследования за счет наглядного представления изменения основных показателей миогемодинамики сердца на модели реалистичного изображения сердца пациента.The invention is aimed at expanding the functionality of electrocardiological research due to the visual representation of changes in the main indicators of myohemodynamics of the heart on a model of a realistic image of the patient’s heart.

Это достигается тем, что в способ определения основных функциональных показателей миогемодинамики ЛЖ сердца, заключающийся в том, что регистрируют электрокардиограмму и определяют конечный диастолический радиус (КДР) и конечный систолический радиус (КСР) полости ЛЖ, конечный диастолический объем (КДО) и конечный систолический объем (КСО) ЛЖ, которые рассчитываются по данным электрокардиограммы в одном из следующих отведении: 4, 5, 6-м грудном (по Вильсону), или 11 стандартном (по Эйнтховену), выбранном соответственно направлению электрической оси сердца, а при невозможности их регистрации - в отведении А (по Небу), измеряют при отсутствии блокад ножек пучка Гиса продолжительности интервалов QR, RS, QRS, ST-T, R-R и дополнительно при блокаде левой ножки пучка Гиса - продолжительности интервала R1R2, а при блокаде правой ножки пучка Гиса - продолжительности интервала S1S2, и при синусовом и других наджелудочковых ритмах сердца в состоянии физического покоя определяют по формулам: КДР=(44,5-100·tRS)·(tQR+tRS)-11·tRS, где tQR - время от начала зубца Q до вершины зубца R при отсутствии блокады левой ножки пучка Гиса, а при наличии блокады левой ножки пучка Гиса - до первой вершины раздвоенного зубца R(R1), то есть tQR=tQR,с; tRS - время от вершины зубца R до конца зубца S - при отсутствии блокад ножек пучка Гиса, а при блокаде левой ножки пучка Гиса вместо tRS - разность временных интервалов от первой вершины раздвоенного зубца R до конца зубца S (R1 S) и от первой вершины раздвоенного зубца R до его второй вершины (R1R2), то есть

Figure 00000007
This is achieved by the fact that in the method for determining the main functional indicators of the LV hemogemodynamics of the heart, which consists in registering an electrocardiogram and determining the final diastolic radius (CRD) and the final systolic radius (CSR) of the LV cavity, the final diastolic volume (BWW) and the final systolic volume (CSR) LV, which are calculated according to the electrocardiogram in one of the following leads: 4th, 5th, 6th chest (according to Wilson), or 11 standard (according to Einthoven), selected accordingly -th axis of the heart, and if it is impossible to register them in lead A (according to the sky), measure in the absence of blockade of the legs of the bundle of His, the duration of the intervals QR, RS, QRS, ST-T, RR and additionally when the left leg of the bundle of the bundle of His is blocked - the duration of the interval R 1 R 2 , and with the blockade of the right bundle branch block - the duration of the interval S 1 S 2 , and with sinus and other supraventricular heart rhythms in a state of physical rest, they are determined by the formulas: KDR = (44.5-100 · t RS ) · (t QR + t RS) -11 · t RS, where t QR - time from the start Q-wave to the peak R-wave in the absence of blockade of the left leg His bundle, and the presence of His bundle blockade of the left leg - until the first vertex bifurcated prong R (R1), i.e. t QR = t QR, s; t RS is the time from the top of the R wave to the end of the S wave - in the absence of blockade of the legs of the His bundle, and when the left bundle of the bundle is blocked, instead of t RS is the difference in time intervals from the first vertex of the bifurcated R wave to the end of the S wave (R1 S) and from the first vertex of the bifurcated R wave to its second vertex (R 1 R 2 ), i.e.
Figure 00000007

Figure 00000003
Figure 00000003

где tQRS - время комплекса QRS,с; tST-T - время от конца зубца S до конца зубца Т - при отсутствии блокад ножек пучка Гиса, а при блокаде левой ножки пучка Гиса, вместо tST-T - сумма

Figure 00000004
и при блокаде правой ножки пучка Гиса вместо tST-T сумма
Figure 00000008
where t QRS is the time of the QRS complex, s; t ST-T is the time from the end of the S wave to the end of the T wave - in the absence of blockade of the legs of the bundle of His, and with blockade of the left leg of the bundle of His, instead of t ST-T is the sum
Figure 00000004
and when the right bundle branch block is blocked, instead of t ST-T, the sum
Figure 00000008

Figure 00000006
Figure 00000006

и далее вычисляют при всех указанных видах сердечного ритма КДО=(4/3)·π·КДР3 и КСО=(4/3)·π·КСР3, введены действия, с помощью которых регистрируют фронтальный и левобоковой флюорографические снимки сердца пациента, определяют по снимкам геометрические параметры сердца пациента, синтезируют реалистичное трехмерное изображение сердца пациента, значения КДР и КСР заменяют реальными эквивалентными геометрическими параметрами модели ЛЖ сердца пациента, значения которых определяют по формуламand then calculate with all these types of heart rhythm KDO = (4/3) · π · KDR 3 and KSO = (4/3) · π · KSR 3 , the actions are introduced by which frontal and left-side fluorographic images of the patient’s heart are recorded, geometrical parameters of the patient’s heart are determined from the images, a realistic three-dimensional image of the patient’s heart is synthesized, the CRC and CSR values are replaced by real equivalent geometric parameters of the patient’s LV model of the heart, the values of which are determined by the formulas

Ri_КДРЛЖ=ККДР·Ri_модели; Ri_КСРЛЖ=ККСР·Ri_модели; ККДР=КДР3/R3  ср_модели;R i_KDLZH = To KDR · R i _ models ; R i_CRLJ = To DAC · R i_models ; To KDR = KDR 3 / R 3 avg_models ;

ККСР=КСР3/R3 ср_модели, где Ri_КДРЛЖ - конечное диастолическое расстояние от центра геометрического места точек поверхности модели ЛЖ сердца пациента до i-ой точки поверхности модели ЛЖ сердца пациента; Ri_КСРЛЖ - конечное систолическое расстояние от центра геометрического места точек поверхности модели ЛЖ сердца пациента до i-ой точки поверхности модели ЛЖ сердца пациента; Ri_модели - расстояние от центра геометрического места точек поверхности модели ЛЖ сердца пациента до i-ой точки поверхности модели ЛЖ сердца пациента; Rсф_модели - радиус сферы, объем которой равен объему модели ЛЖ сердца пациента; ККДР, ККСР - коэффициенты пропорциональности объема модели ЛЖ сердца пациента соответственно диастолическому и систолическому объему ЛЖ сердца пациента. При этом модель сердца пациента представлена в виде реалистичного трехмерного изображения, исходные точки которого получены из флюорографических снимков путем совмещения и нелинейного масштабирования, и реализована средствами компьютерной графики.К КСР = КСР 3 / R 3 avg_models , where R i_КДРЛЖ is the final diastolic distance from the center of the geometric location of the points of the surface of the patient’s LV model of the patient’s heart to the i-th point of the patient’s LV model heart surface R i_KSRLZH - the final systolic distance from the center of the geometric location of the points of the surface of the model of the LV of the patient’s heart to the i-th point of the surface of the model of the LV of the patient’s heart; R i_models - the distance from the center of the geometric location of the points of the surface of the model of the LV of the patient’s heart to the i-th point of the surface of the model of the LV of the patient’s heart; R sf_models is the radius of a sphere whose volume is equal to the volume of the LV model of the patient’s heart; К КДР , К КСР - proportionality coefficients of the patient’s LV model heart volume, respectively, of the patient’s diastolic and systolic LV heart volume. In this case, the patient’s heart model is presented in the form of a realistic three-dimensional image, the starting points of which are obtained from fluorographic images by combining and non-linear scaling, and implemented by computer graphics.

Введенные действия с их связями проявляют новые свойства, которые позволяют определить изменение основных показателей миогемодинамики всего сердца, наглядно, на модели реалистичного изображения сердца пациента представить эти изменения, и также определить место локализации изменения основных показателей миогемодинамики сердца. По мнению авторов, оценка основных показателей миогемодинамики и сократительной функции всего сердца, а также наглядное представление сократительной функции сердца по результатам анализа электрической активности сердца является принципиальной отличительной особенностью предлагаемого способа. Известно, что графическую информацию человек воспринимает лучше, чем информацию, например, в табличном виде, как это представлено в известном способе. Поэтому в предлагаемом способе осуществлены «привязка» к «геометрии» сердца пациента и визуализация состояния сердца.The introduced actions with their connections exhibit new properties that allow you to determine the change in the main indicators of myogemodynamics of the whole heart, visualize these changes on a model of a realistic image of the patient’s heart, and also determine the location of the change in the main indicators of myogemodynamics of the heart. According to the authors, the assessment of the main indicators of myohemodynamics and contractile function of the whole heart, as well as a visual representation of the contractile function of the heart according to the results of the analysis of the electrical activity of the heart, is a fundamental distinguishing feature of the proposed method. It is known that a person perceives graphic information better than information, for example, in tabular form, as presented in a known manner. Therefore, in the proposed method, “binding” to the “geometry” of the patient’s heart and visualization of the state of the heart are implemented.

На фигуре 2 приведена блок-схема алгоритма, реализующего предлагаемый способ определения основных показателей миогемодинамики сердца. На блок схеме приняты следующие обозначения:The figure 2 shows a block diagram of an algorithm that implements the proposed method for determining the main indicators of myohemodynamics of the heart. The following notation is accepted on the block diagram:

1 - регистрация ЭКГ;1 - ECG registration;

2 - анализ информационных показателей ЭКГ;2 - analysis of ECG information indicators;

3 - синтез модели сердца пациента;3 - synthesis of a patient’s heart model;

4 - определение показателей миогемодинамики сердца;4 - determination of indicators of myohemodynamics of the heart;

5 - регистрация флюорографии;5 - registration of fluorography;

6 - анализ информационных показателей флюорографии.6 - analysis of information indicators of fluorography.

На фигуре 3 приведена иллюстрация расчета объема ЛЖ методом дисков, где аi - диаметр диска в апикальной позиции двухкамерного сердца, bi - диаметр диска в апикальной позиции четырехкамерного сердца, L - длина левого желудочка сердца.The figure 3 illustrates the calculation of LV volume by the disk method, where a i is the diameter of the disk in the apical position of the two-chamber heart, b i is the diameter of the disk in the apical position of the four-chamber heart, L is the length of the left ventricle of the heart.

На фигуре 4 приведено изображение контура сердца на флюорографическом снимке.The figure 4 shows the image of the contour of the heart in a fluorographic image.

На фигуре 5 приведено реалистичное изображение модели сердца пациента.The figure 5 shows a realistic image of the patient’s heart model.

Как следует из анализа фигуры 2, в предлагаемом способе «привязка» к «геометрии» сердца пациента осуществляется с помощью флюорографических снимков, а визуализация состояния сердца - с помощью синтеза реалистичного трехмерного изображения сердца пациента.As follows from the analysis of figure 2, in the proposed method, the "binding" to the "geometry" of the patient’s heart is carried out using fluorographic images, and the visualization of the state of the heart is performed using the synthesis of a realistic three-dimensional image of the patient’s heart.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем (см. фигуру 2): первоначально осуществляется регистрация электрокардиографических и флюорографических данных. Затем по данным ЭКГ определяются КСР, КДР, КСО и КДО ЛЖ сердца пациента, а на данные флюорографии накладывается модель сердца и путем совмещения и нелинейного масштабирования осуществляется «подгонка» данных модели сердца к данным флюорографии (см. фигуру 4). В результате определяются миогемодинамические показатели ЛЖ сердца пациента и «геометрия» сердца пациента. Далее определение объема ЛЖ модели сердца КСОм осуществляется известными методами (см. фигуру 3), например, по методу дисков в двух плоскостях (модифицированный алгоритм Simpson) [3]. При этом изображение ЛЖ модели сердца представляется в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в апикальной позиции четырехкамерного сердца и апикальной позиции двухкамерного сердца. В обеих проекциях ЛЖ модели сердца делится на 20 дисков (ai и bi на фигуре 3) одинаковой высоты; площади дисков суммируются и сумма умножается на длину ЛЖ модели сердца. Следующим этапом реализации предлагаемого способа является сопоставление объемов ЛЖ сердца пациента КСО и ЛЖ модели сердца КСОм. Полученный объем ЛЖ модели сердца принимается за его КСО и определяется коэффициент соотношения между КСО ЛЖ сердца пациента и КСОм ЛЖ модели сердца: ККСР=КСО/КСОм, на который умножаются координаты точек модели сердца. В результате этого получается модель сердца, полностью повторяющая сердце пациента в положении систолы (см. фигуру 5). Для определения модели сердца пациента в положении диастолы находится следующий коэффициент:The essence of the proposed method is as follows (see figure 2): initially, the registration of electrocardiographic and fluorographic data. Then, according to the ECG data, the CSR, CDD, CSR, and BWW of the patient’s LV heart are determined, and the heart model is superimposed on the fluorography data and, by combining and non-linear scaling, the heart model data is adjusted to the fluorography data (see figure 4). As a result, myohemodynamic parameters of the left ventricle of the patient’s heart and the “geometry” of the patient’s heart are determined. Next, the determination of the volume of the LV model of the heart of CSR m is carried out by known methods (see figure 3), for example, by the method of disks in two planes (modified Simpson algorithm) [3]. In this case, the image of the LV model of the heart is represented in two mutually perpendicular planes: in the apical position of the four-chamber heart and the apical position of the two-chamber heart. In both projections, the LV model of the heart is divided into 20 discs (a i and b i in figure 3) of the same height; disk areas are summed up and the sum is multiplied by the length of the LV model of the heart. The next step in the implementation of the proposed method is to compare the volumes of the left ventricle of the patient’s heart with CSR and the left ventricular model of the heart with CSR m . The obtained volume of the LV model of the heart is taken as its CSR and the ratio of the ratio between the CSR of the patient’s LV heart and CSR m of the LV model of the heart is determined: К КСР = CSR / CSR m , by which the coordinates of the points of the heart model are multiplied. The result is a heart model that completely repeats the patient's heart in the position of systole (see figure 5). To determine the patient’s heart model in the diastole position, the following coefficient is found:

ККДР=КДО/КСОм.To KDR = KDO / KSO m .

Таким образом, в предлагаемом способе по данным электрокардиографии и флюорографии осуществляется моделирование реалистичного трехмерного изображения сердца пациента и определение его основных функциональных показателей миогемодинамики.Thus, in the proposed method according to the data of electrocardiography and fluorography, a realistic three-dimensional image of the patient’s heart is modeled and its basic functional indicators of hemodynamics are determined.

При этом сохраняются достоинства известного способа по исходной точности измерения сигнала ЭКГ и определению основных функциональных показателей миогемодинамики ЛЖ.At the same time, the advantages of the known method are preserved by the initial accuracy of the ECG signal measurement and determination of the main functional parameters of LV myohemodynamics.

Литература:Literature:

1. Мухарлямов Н.М., Беленков Ю.Н. Ультразвуковая диагностика в кардиологии. - М.: Медицина, 1981, 160 с.1. Mukharlyamov N.M., Belenkov Yu.N. Ultrasound diagnostics in cardiology. - M.: Medicine, 1981, 160 p.

2. Сафонов М.Ю. Способ определения основных функциональных показателей миогемодинамики левого желудочка сердца. Патент РФ №2107457, МПК А 61 В 5/02, 1998.2. Safonov M.Yu. A method for determining the main functional indicators of myohemodynamics of the left ventricle of the heart. RF patent №2107457, IPC A 61 B 5/02, 1998.

3. Schiller N.B. Two-dimensional echocardiographic determination of left ventricular volume, systolic function and mass. Summary and discussion of the 1989 recommendations of the American society of Echocardiography. Circulation 84().3. Schiller N.B. Two-dimensional echocardiographic determination of left ventricular volume, systolic function and mass. Summary and discussion of the 1989 recommendations of the American society of Echocardiography. Circulation 84 ().

Claims (2)

1. Способ определения основных функциональных показателей миогемодинамики левого желудочка (ЛЖ) сердца, заключающийся в том, что регистрируют электрокардиограмму и определяют конечный диастолический радиус (КДР) и конечный систолический радиус (КСР) полости ЛЖ, конечный диастолический объем (КДО) и конечный систолический объем (КСО) ЛЖ, которые рассчитываются по данным электрокардиограммы в одном из следующих отведений: 4, 5, 6-м грудном по Вильсону или 11 стандартном по Эйнтховену, выбранном соответственно направлению электрической оси сердца, а при невозможности их регистрации - в отведении А по Небу, измеряют при отсутствии блокад ножек пучка Гиса продолжительности интервалов QR, RS, QRS, ST-T, R-R и дополнительно при блокаде левой ножки пучка Гиса - продолжительности интервала R1R2, а при блокаде правой ножки пучка Гиса - продолжительности интервала S1 S2 и при синусовом и других наджелудочковых ритмах сердца в состоянии физического покоя определяют по формулам КДР=(44,5-100·tRS)·(tQR+tRS)-11·tRS, где iQR - время от начала зубца Q до вершины зубца R при отсутствии блокады левой ножки пучка Гиса, а при наличии блокады левой ножки пучка Гиса - до первой вершины раздвоенного зубца R(R1), то есть tQR=tQR, с; tRS - время от вершины зубца R до конца зубца S - при отсутствии блокад ножек пучка Гиса, а при блокаде левой ножки пучка Гиса вместо tRS - разность временных интервалов от первой вершины раздвоенного зубца R до конца зубца S (R1 S) и от первой вершины раздвоенного зубца R до его второй вершины (R1R2), то есть1. A method for determining the main functional indicators of myohemodynamics of the left ventricle (LV) of the heart, which consists in registering an electrocardiogram and determining the final diastolic radius (CRD) and the final systolic radius (CSR) of the LV cavity, the final diastolic volume (BWW) and the final systolic volume (CSR) LV, which are calculated according to the electrocardiogram in one of the following leads: 4, 5, 6th chest according to Wilson or 11 standard according to Einthoven, selected according to the direction of the electrical axis of the ser dtsa, and if it is impossible to register them in lead A in the sky, they are measured in the absence of blockade of the legs of the bundle of His, the duration of the intervals QR, RS, QRS, ST-T, RR and additionally when the left bundle of the bundle of His is blocked - the duration of the interval is R 1 R 2 , and with blockade of the right leg of the bundle of His, the duration of the interval S 1 S 2 and with sinus and other supraventricular rhythms of the heart in a state of physical rest, is determined by the formulas KDR = (44.5-100 · t RS ) · (t QR + t RS ) - 11 · t RS , where i QR is the time from the beginning of the Q wave to the top of the R wave in the absence of blockade of the left bundle branch block , and in the presence of a blockade of the left leg of the bundle of His, to the first vertex of the bifurcated tooth R (R1), that is, t QR = t QR , s; t RS is the time from the top of the R wave to the end of the S wave - in the absence of blockade of the legs of the His bundle, and when the left bundle of the bundle is blocked, instead of t RS is the difference in time intervals from the first vertex of the bifurcated R wave to the end of the S wave (R1 S) and from the first vertex of the bifurcated R wave to its second vertex (R 1 R 2 ), i.e. tRS=tRS2-tS1S2, c;t RS = t RS2 -t S1 S 2 , c;
Figure 00000009
Figure 00000009
 где tQRS - время комплекса QRS, с;where t QRS is the time of the QRS complex, s; tST-T - время от конца зубца S до конца зубца Т - при отсутствии блокад ножек пучка Гиса, а при блокаде левой ножки пучка Гиса вместо tST-T - сумма tST-T+tR1R2 и при блокаде правой ножки пучка Гиса вместо tST-T сумма tST-T+tS1S2, с;t ST-T is the time from the end of the S wave to the end of the T wave - in the absence of blockade of the legs of the bundle of His, and with blockade of the left leg of the bundle of His instead of t ST-T - the sum of t ST-T + t R1R2 and with blockade of the right leg of the bundle of His instead of t ST-T, the sum of t ST-T + t S1S2 , s;
Figure 00000010
Figure 00000010
 и далее вычисляют при всех указанных видах сердечного ритма КДО=(4/3)·π·КДР3 и КСО=(4/3)·π·КСР3, отличающийся тем, что регистрируют фронтальный и левобоковой флюорографические снимки сердца пациента, определяют по снимкам геометрические параметры сердца пациента, синтезируют реалистичное трехмерное изображение сердца пациента, значения КДР и КСР заменяют реальными эквивалентными геометрическими параметрами модели левого желудочка сердца пациента, значения которых определяют по формуламand then calculate for all these types of heart rhythm KDO = (4/3) · π · KDR 3 and KSO = (4/3) · π · KSR 3 , characterized in that the frontal and left-side fluorographic images of the patient’s heart are recorded, determined by the geometric parameters of the patient’s heart are synthesized, a realistic three-dimensional image of the patient’s heart is synthesized, the values of the CRC and CSR are replaced by real equivalent geometric parameters of the patient’s left ventricle model, the values of which are determined by the formulas Ri КДРЛЖ=ККДР*Ri модели,R i KDLZH = To KDR * R i models , Ri КСРЛЖ=ККСР*Ri модели, KSRLZH R i = K * R i DAC model, Кi КДР=КДР3/R3 сф модели,K i KDR = KDR 3 / R 3 sf model , ККСР=КСР3/R3 сф. модели,K DAC = DAC 3 / R 3 sph. models где RiКДРЛЖ - конечное диастолическое расстояние от центра геометрического места точек поверхности модели левого желудочка сердца пациента до i-й точки поверхности модели левого желудочка сердца пациента; RiКСРЛЖ - конечное систолическое расстояние от центра геометрического места точек поверхности модели левого желудочка сердца пациента до i-й точки поверхности модели левого желудочка сердца пациента; Ri модели - расстояние от центра геометрического места точек поверхности модели левого желудочка сердца пациента до i-й точки поверхности модели левого желудочка сердца пациента; Rсф модели - радиус сферы, объем которой равен объему модели левого желудочка сердца пациента; ККДР, ККСР - коэффициенты пропорциональности объема модели левого желудочка сердца пациента соответственно диастолическому и систолическому объемам левого желудочка сердца пациента.where R i КДРЛЖ is the final diastolic distance from the center of the geometrical place of the points on the surface of the patient’s left ventricle model to the i-th point on the surface of the patient’s left ventricle model; R iСРЛЖ - the final systolic distance from the center of the geometric location of the points on the surface of the patient’s left ventricle model to the i-th point on the surface of the patient’s left ventricle model; R i models - the distance from the center of the geometric location of the points of the surface model of the left ventricle of the patient’s heart to the i-th point of the surface of the model of the left ventricle of the patient’s heart; R sf of the model is the radius of the sphere, the volume of which is equal to the volume of the patient’s left ventricle model; К КДР , К КСР - proportionality coefficients of the patient’s left ventricle model volume of the patient’s diastolic and systolic volumes of the patient’s left ventricle. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при синтезировании реалистичного трехмерного изображения сердца пациента исходные точки получают из флюорографических снимков путем наложения на них модели сердца, совмещения и нелинейного масштабирования, а модель сердца реализуют с помощью компьютерной графики.2. The method according to claim 1, characterized in that when synthesizing a realistic three-dimensional image of the patient’s heart, the starting points are obtained from fluorographic images by superimposing a heart model on them, combining and non-linear scaling, and the heart model is implemented using computer graphics.
RU2004108078/14A 2004-03-19 2004-03-19 Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics RU2264786C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004108078/14A RU2264786C1 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004108078/14A RU2264786C1 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004108078A RU2004108078A (en) 2005-09-27
RU2264786C1 true RU2264786C1 (en) 2005-11-27

Family

ID=35849673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004108078/14A RU2264786C1 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2264786C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010062220A1 (en) * 2008-11-27 2010-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Амикард" Method for a non-invasive electrophysiological study of the heart
WO2010062218A1 (en) * 2008-11-27 2010-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Амикард" Method for a non-invasive electrophysiological study of the heart
WO2010062219A1 (en) * 2008-11-27 2010-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Амикард" Method for a non-invasive electrophysiological study of the heart
RU2547783C2 (en) * 2013-07-16 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Кардиовид" Method of traumatic shock diagnostics
RU2644303C1 (en) * 2016-11-18 2018-02-08 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Кардиовид" Method of rendering emergency cardiac care

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тезисы докладов III областного съезда врачей терапевтов, 1972, с.34-36. Де Луна А.Б. Руководство по клинической ЭКГ. Под ред. проф. Р.З.Амирова, М., Медицина, 1993, с.634. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010062220A1 (en) * 2008-11-27 2010-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Амикард" Method for a non-invasive electrophysiological study of the heart
WO2010062218A1 (en) * 2008-11-27 2010-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Амикард" Method for a non-invasive electrophysiological study of the heart
WO2010062219A1 (en) * 2008-11-27 2010-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Амикард" Method for a non-invasive electrophysiological study of the heart
RU2547783C2 (en) * 2013-07-16 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Кардиовид" Method of traumatic shock diagnostics
RU2644303C1 (en) * 2016-11-18 2018-02-08 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Кардиовид" Method of rendering emergency cardiac care

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004108078A (en) 2005-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7043292B2 (en) Single or multi-mode cardiac activity data collection, processing and display obtained in a non-invasive manner
US20170148163A1 (en) Systems and methods for matching and imaging tissue characteristics
JP5281570B2 (en) Non-contact cardiac mapping including catheter movement and multi-beat integration
JP6200590B2 (en) System and method for generating an electrophysiological map
Duchateau et al. Spatially coherent activation maps for electrocardiographic imaging
JP5906234B2 (en) Visualization of myocardial infarct size in diagnostic ECG
US10729337B2 (en) Device and method for non-invasive left ventricular end diastolic pressure (LVEDP) measurement
Perera et al. Cardiac echocardiography
RU2346653C2 (en) Cardiovascular sound analysis method and system
CN108597336B (en) Electrocardiogram waveform simulation method
JP2017517294A (en) System and method for displaying mechanical activation patterns of the heart
Ng et al. Left ventricular longitudinal and radial synchrony and their determinants in healthy subjects
JP6189043B2 (en) Actuation method of left atrial pressure measuring device and left atrial pressure measuring device
RU2264786C1 (en) Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics
Yang et al. Noninvasive activation imaging of ventricular arrhythmias by spatial gradient sparse in frequency domain—application to mapping reentrant ventricular tachycardia
JP2008511346A (en) A method and apparatus for defining a cardiac time interval.
US11482338B2 (en) Simulation of heart pacing for modeling arrhythmia
EP3669758A1 (en) Electrocardiographic imaging system
Fontecave-Jallon et al. Detecting variations of blood volume shift due to heart beat from respiratory inductive plethysmography measurements in man
JP6353208B2 (en) Biological information management apparatus, biological information management method, and biological information management program
Robert et al. Spectral Analysis of Tissue Displacement for Cardiac Activation Mapping: Ex Vivo Working Heart and In Vivo Study
Nash et al. An experimental–computational framework for validating in vivo ECG inverse algorithm
Dawoud Using inverse electrocardiography to image myocardial infarction
RU2007123430A (en) METHOD FOR MODELING AND VISUALIZING THE DISTRIBUTION OF EXCITATION IN MYOCARDIUM
JP2018186959A (en) Electrocardiographic electrophysiologic procedure simulation system, and electrocardiographic electrophysiologic procedure simulation program

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060320