CH627358A5

CH627358A5 - Procede et appareillage d'analyse rapide d'un enregistrement electrocardiographique sur bande.

Info

Publication number: CH627358A5
Application number: CH1212277A
Authority: CH
Inventors: John Howard Perry; David Solomon Salsburg; Colin Ross Taylor
Original assignee: Pfizer
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1982-01-15
Also published as: NO147502B; DE2744643A1; IL53075A; NO147502C; GB1593186A; NL7710920A; IL53075A0; IT1090078B; US4041468A; FR2353904B1; SE7711291L; IE45937B1; FR2353904A1; IE45937L; DK444177A; NO773273L; SE424043B; LU78255A1; CA1087692A; BE859462A

Description

L'invention concerne un procédé et un appareil d'analyse rapide et précise d'enregistrements électrocardiographiques transportables sur bandes, effectués au cours de certaines périodes de temps, par exemple sur 24 h.

Des enregistrements d'électrocardiagrammes transportables, réalisés dans l'art antérieur sur des bandes magnétiques, par exemple sur des bandes Holter, ont été effectués par la mise en œuvre de diverses techniques assistées par calculateur. Le terme Holter est une marque commerciale de la firme Extracorporeal Médical Specialties Inc., King of Prussia, Pennsylvanie, E.U.A., pour un système d'enregistrement d'électrocardiogrammes sur bandes électromagnétiques. L'analyse de ces bandes, assistée par ordinateur, constitue une opération extrêmement fastidieuse et longue et, dans certains cas, elle ne permet pas d'obtenir des résultats totalement satisfaisants.

Le but de l'invention est de créer un procédé et un appareil d'analyse rapide et convenable d'électrocardiogrammes enregistrés sur bandes, normalement des bandes magnétiques, permettant d'obtenir des résultats sensiblement précis en un temps réduit.

Selon l'invention, on procède de la façon suivante:

— on reçoit un signal analogique d'électrocardiogramme, produit par un lecteur de bande;

— on applique un signal de minutage au signal analogique d'électrocardiogramme reçu, afin de diviser ce dernier en segments de durée relativement courte et prédéterminée;

— on choisit un nombre aléatoire de ces segments parmi les segments produits, ce nombre constituant un pourcentage relativement faible de l'enregistrement sur la bande, et

— on réalise une représentation graphique des segments choisis pour permettre leur analyse visuelle.

Pour la mise en œuvre pratique de ce procédé, on peut choisir par exemple entre deux méthodes principales, à savoir:

a) on convertit le signal analogique de chaque segment choisi pendant le déroulement rapide de la bande d'enregistrement ECG en question, en signal digital, on mémorise ces signaux digitaux, et on les imprime à la fin sur du papier; ou bien b) on fait défiler rapidement la bande d'enregistrement ECG, mais on passe à la vitesse d'enregistrement lorsqu'un segment choisi arrive, pour que le signal analogique recueilli soit identique au signal enregistré, et l'on imprime les signaux ainsi obtenus des segments.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple et sur lesquels:

la fig. 1 est un diagramme schématique de l'appareil selon l'invention;

la fig. 2 est une représentation graphique permettant de comparer les résultats obtenus avec l'appareil entièrement assisté par ordinateur et les résultats obtenus par une analyse visuelle en temps réel de la totalité des bandes d'électrocardiographe dynamique (DCG) effectuée par l'homme;

la fig. 3 est une représentation graphique permettant- de comparer les résultats obtenus par une exploration DCG classique avec ceux obtenus par l'appareil selon l'invention, les résultats précis de cet appareil étant représentés sur la fig. 2, et la fig. 4 est une représentation graphique permettant de comparer les résultats obtenus avec un système entièrement à calculateur et ceux obtenus avec l'appareil selon l'invention.

La fig. 1 est un diagramme schématique de l'appareil selon l'invention. La case 10 représente un câble qui reçoit des signaux analogiques d'électrocardiogramme d'un dispositif d'entraînement de bande à grande vitesse classique. Les signaux sont transmis à une minuterie 12 qui, elle-même, crée dans la case 14 un signal ECG divisé en segments, par exemple d'une durée de 15 s chacun. Ce signal d'entrée est transmis à un générateur 16 de nombres aléatoires qui produit un nombre aléatoire d'échantillonnage obtenu comme décrit en détail ci-après. La case 18 correspond à la production, à partir des signaux provenant des cases précédentes, d'une sélection de segments de l'électrocardiogramme à tracer, ces segments étant ensuite imprimés comme indiqué par la case 20.

L'appareil selon l'invention peut être utilisé comme accessoire d'un appareil classique d'exploration du type DCG, disponible dans le commerce (par exemple l'appareil d'exploration pour électrocardiographie dynamique produit par la firme Avionics), ou bien comme élément d'un système d'analyse automatique ou semi-automatique (tel que le système à assistance par calculateur).

Le nombre d'échantillonnage aléatoire est obtenu de la manière suivante: un signal de déclenchement est prélevé de l'horloge binaire du système et appliqué comme signal d'entrée au générateur de nombres aléatoires de programme, qui produit un nombre entier (x) compris entre 1 et 50. Le xième membre du premier bloc de 50 segments de 15 s est choisi.

De même, d'autres nombres aléatoires sont choisis parmi les cinquante blocs suivants de segments jusqu'à ce qu'un échantillonnage d'environ 2% de la totalité de la bande soit obtenu. Lorsqu'un échantillonnage supérieur à 2% est demandé, le procédé peut être modifié d'une manière convenable.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

627 358

L'analyse de l'arythmie par échantillonnage aléatoire de données d'électrocardiogramme non traitées présentes dans des bandes DCG n'a pas été précédemment utilisée. En effet, il a été affirmé, à partir de fondements théoriques, que des procédés d'échantillonnage périodique ne présentent aucune utilité, comme décrit dans la revue «Circulation», vol. 52, pp. 540 à 545, dans un article de Lars Ryden, M.D., Anders Waldenström, M.D., et Stig Holmberg, M.D. (1975). Pour qu'un sous-échantillon aléatoire de la bande soit suffisamment représentatif de la totalité de la bande, il faut que les événements à détecter apparaissent suivant un processus de Poisson. Une exigence théorique importante d'un processus de Poisson est que les événements apparaissent avec une probabilité constante, dans des intervalles de temps égaux, quel que soit l'emplacement où ils sont pris sur la totalité de la bande. L'article de Ryden, Waldenström et Holmberg montre que cette supposition n'est pas valable pour des bandes défilant pendant plusieurs heures. Cependant, si l'échantillon aléatoire est choisi sur un court tronçon de bande, les événements apparaissent avec une fréquence suffisamment uniforme pour qu'un échantillon aléatoire, pris sur un court tronçon, réponde étroitement à ce critère.

Une base importante de la mise en œuvre du présent procédé est donc que le signal de bande est divisé en de nombreux intervalles courts (par exemple ayant chacun une durée de 10 à 20 mn), sur chacun desquels un échantillon aléatoire est prélevé. Pour vérifier la validité de la supposition d'un processus de Poisson, les comptages des événements observés par échantillonnage aléatoire sont comparés aux comptages prévus par test de khi carré. Cette vérification est effectuée pour diverses fréquences d'extrasystoles ventriculaires uniques (VPB), doubles (VP), de tachycardie ventriculaire (VT), d'extrasystoles supraventriculaires rapides et lentes (SVPB), d'extra-systoles supraventriculaires doubles (SP) et de tachycardie supraven-triculaire (ST). Les niveaux d'importance de tous les tests de khi carré se sont révélés supérieurs à 0,20, ce qui indique que toutes les déviations par rapport aux résultats attendus sont situées à l'intérieur d'une erreur aléatoire acceptable.

Il est apparu que l'invention permet d'obtenir des résultats supérieurs, en précision, à ceux obtenus avec l'exploration classique DCG, et que ces résultats sont au moins aussi précis, en ce qui concerne les fréquences d'arythmie ayant une signification clinique, que ceux obtenus avec un nombre de systèmes complexes à assistance par calculateur, ou que ceux obtenus par une analyse humaine fastidieuse effectuée en temps réel. L'invention permet d'obtenir des résultats plus rapidement et à meilleur marché que les systèmes complexes à assistance par calculateur.

La fig. 2 montre les résultats obtenus avec le système totalement assisté par ordinateur, par rapport aux résultats obtenus par une analyse visuelle humaine en temps réel de bandes DCG entières. L'abscisse du diagramme montre la fréquence d'extrasystoles ventriculaires uniques (VPB), exprimée en mn-' et obtenue par le procédé selon l'invention, tandis que l'ordonnée est relative à la même fréquence VPB, mais obtenue par analyse visuelle de l'électrocardiogramme tout entier. Il est évident qu'une excellente corrélation est obtenue pour la grande majorité des bandes. Une révision des résultats disparates montre que ces derniers sont dus à des différences humaines d'interprétation de diagnostic. Une validation supplémentaire du système complet a été obtenue par comparaison des résultats provenant de deux systèmes semi-automatiques d'analyse de bandes DCG.

La fig. 3 montre les résultats (VPB; mn-') obtenus par une exploration DCG classique, selon Iyengar, R., Castellanos Jr„ A., et Spence, M. (1971): «Prog. Cardiovasc. Dis.», 13,392, portés sur l'ordonnée par rapport aux résultats obtenus, avec le système assisté par ordinateur décrit ci-dessus, sur l'abscisse. Bien qu'une certaine corrélation puisse être notée, il apparaît que de nombreux résultats divergent largement, ce qui indique que l'analyse DCG classique n'est pas sûre.

La fig. 4 permefenfin de comparer les résultats du système à ordinateur (sur l'abscisse) avec ceux de l'appareil selon l'invention,

décrit ci-après, sur l'ordonnée. Il ressort de manière évidente que la corrélation est excellente en ce qui concerne les fréquences d'arythmie ayant une signification clinique. On note une diminution de précision aux fréquences d'extrasystoles ventriculaires inférieures à 0,1/mn; mais on considère généralement que seules des fréquences d'arythmie très supérieures (par exemple égales à 5/mn selon de nombreux spécialistes) ont une importance médicale.

L'invention fournit donc un nouveau moyen diagnostique qui s'est révélé cliniquement sûr dans l'analyse des arythmies cardiaques relevées sur les bandes DCG. Les résultats obtenus avec le procédé de l'invention sont supérieurs à ceux obtenus avec les procédés classiques d'analyes des bandes DCG. La qualité des résultats obtenus avec le procédé selon l'invention équivaut à celle des résultats obtenus avec des systèmes complexes à assistance par ordinateur,

bien que le procédé selon l'invention soit beaucoup plus rapide et beaucoup moins coûteux que les procédés utilisant de tels systèmes.

La description suivante porte sur les différents systèmes entièrement assistés par calculateur, utilisés dans l'art antérieur pour l'analyse des bandes magnétiques DCG. Le premier système décrit ci-après est celui de l'invention. Le système selon l'invention d'analyse des bandes Holter a été créé, car il ressort, après une revue des différents systèmes disponibles, qu'aucun système commercial ou expérimental ne convient à cet effet. La présente invention a été mise au point en tenant compte des considérations suivantes:

1. Tous les systèmes mis au point jusqu'à ce jour ne permettent que l'établissement de diagnostics rudimentaires, par calculateur, des arythmies cardiaques. Par conséquent, un diagnostic définitif d'arythmie est basé sur l'exploration visuelle du signal brut de l'électrocardiogramme (ECG) par du personnel entraîné, après traitement initial par calculateur.

2. Les arythmies cardiaques étant généralement associées à des anomalies du rythme cardiaque, on a décidé, en se basant sur des fondements cliniques, d'utiliser l'anomalie de l'intervalle de temps entre des battements ou systoles (intervalle RR) comme procédé au moyen duquel le calculateur peut séparer les battements cardiaques enregistrés sur la bande DCG en battements normaux et battements anormaux, étant prévu que la grande majorité des arythmies cardiaques se trouve dans la catégorie battements anormaux. Un algorithme efficace est développé à cet effet et se révèle extrêmement satisfaisant. Les intervalles RR sont classés dans la catégorie des anomalies ou des battements anormaux si leurs valeurs sont extérieures à un indice de variation normal, dérivé statistiquement et comparé à une moyenne courante pondérée exponentiellement des intervalles RR normaux. L'indice de variation normal est basé sur les propriétés statistiques des intervalles RR normaux dans la période de temps immédiatement précédente et, par conséquent, il est individualisé au patient traité à cet instant.

3. A partir de fondements cliniques, des intervalles RR anormaux sont divisés en diverses catégories de formes de rythme,

tendant chacune à être associée à un type différent d'arythmie cardiaque (voir classification suivante). Des programmes de calculateur, conçus pour la détection de chaque forme (ou profil),

permettent une classification des battements anormaux par type de profil.

4. Le traçage par calculateur d'échantillons appropriés du signal brut de l'électrocardiogramme provenant de chaque catégorie permet un diagnostic définitif de l'arythmie par exploration visuelle. Les erreurs introduites dans le processus d'échantillonnage ont fait l'objet d'une estimation.

Dans la classification par calculateur, les formes d'intervalles RR anormaux sont divisées en diverses catégories (types de profil) qui peuvent être prévues à partir de données cliniques, et qui sont associées à divers types particuliers d'arythmie:

(Tableau en tête de la page suivante)

De plus, des profils sont alloués à certains épisodes, avec une forme d'intervalle RR correspondant au bigéminisme (profil 8) ou au trigéminisme (profil 9).

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

627 358

4

Tous intervalles RR-

Anormal

l

Autrement anormal

* Tardif '

Extrasystolie

Extrasystole: unique

»Normal

»Probablement artificiel Absence de systole

' Systole tardive

Au moins 3 extrasystoles rapides consécutives

• Tachycardie

2 extrasystoles consécutives — Couple (paire)

»Extrasystole avec repos compensateur

Extrasystole interpolée

Extrasystole avec repos typique

Type de profil Pas de profil Profil 10 Profil 3

Profil 4 Profil 7

Profilò

Profil 1

Profil 5 Profil 2

Sur des bandes de 24 h, des systoles anormales présentant des profils 1 à 7 sont également groupées en tranches de 4 h (8 h à 11 h 59 mn; 12 h à 15 h 59 mn; 16 h à 19 h 59 mn; 20 h à 23 h 59 mn; 0 h à 3 h 59 mn; 4 h à 7 h 59 mn). Ces systoles anormales sont également groupées dans chaque tranche de 4 h en types actif et inactif selon que le rythme cardiaque normal fondamental à ce moment est supérieur ou inférieur au rythme cardiaque moyen présenté pendant la période de 4 h. Par conséquent, il existe 85 catégories possibles d'intervalles RR anormaux, à savoir 7 (profils 1 à 7) x 6 (tranches de 4 h) x È (actif/inactif) + (profil 10). On obtient ainsi un échantillonnage hautement stratifié pour chaque bande de 24 h. On obtient de la manière suivante les échantillons d'électrocardiogramme choisis pour l'examen ou l'exploration visuelle. Si le nombre d'épisodes compris dans tous les types de profil combinés ne dépasse pas environ 1200, tous les épisodes anormaux sont tracés. Si le nombre total d'épisodes est supérieur à 1200, un échantillonnage stratifié aléatoire d'environ 1200 épisodes est obtenu à partir des 85 catégories. Les catégories contenant un nombre relativement faible d'épisodes ont des fréquences d'échantillonnage plus élevées. Le traçage de l'électrocardiogramme s'effectue à la vitesse normalisée de 2,5 cm/s.

La reproduction du signal de l'électrocardiogramme pour l'analyse ou l'examen visuel est obtenue à partir d'un enregistrement de la totalité de la bande mis sous forme numérique.

Un échantillonnage aléatoire de 2% de la bande en tranches de 15 s (à une vitesse de 1,25 cm/s) est également tracé, les numéros des profils étant imprimés immédiatement au-dessous des systoles déterminées par le calculateur comme présentant des intervalles RR anormaux. Un examen visuel de l'échantillonnage aléatoire permet une estimation des fausses valeurs négatives et une vérification indépendante des résultats des courbes de profil.

Après la détection de systoles ectopiques, un autre programme choisit des échantillons parmi les données à tracer. Ce programme explore d'abord le fichier de profils et compte le nombre d'événements dans chaque catégorie (profil/période/activité). Pour les profils 6 et 7, un passage d'ectopies consécutives présentant le même profil est considéré comme étant un événement. Pour d'autres profils, chaque ectopie est un événement. Les profils 1 à 5 sont échantillonnés proportionnellement avec une limite inférieure de dix échantillons de tous les événements, quel que soit le plus petit, dans toute catégorie. La proportion utilisée pour l'échantillonnage est choisie dynamiquement de manière que le nombre total d'échantillons atteigne environ 900. Les profils 6 et 7 sont échantillonnés de la même manière, la proportion étant choisie pour que le nombre total d'échantillons atteigne environ 200.

30 Ce programme assure également la recherche de séquences d'ectopies définissant un bigéminisme et un trigèminisme. Ces séquences correspondent aux profils 8 et 9, respectivement. Un échantillon de 25 événements ou de tous les événements, même petits, est prélevé de chacun des profils 8 et 9.

3 s La totalité des échantillonnages est effectuée, dans le système DCG, à l'aide du même algorithme. Si M échantillons sont pris dans une population de dimension N, les nombres entiers aléatoires compris entre 1 et N sont générés jusqu'à ce qu'on ait M différents entiers. L'amorce initiale pour le générateur de nombres aléatoires 40 est fournie par l'horloge du système entourant le calculateur, ce qui assure un point de départ différent à chaque fois.

Après la sélection des ectopies pour le traçage, un programme choisit 60 zones artificielles ou toutes les zones artificielles, quelle que soit leur petitesse. Un autre programme choisit un échantillon 45 aléatoire de 2% des données brutes, sans tenir compte des systoles ectopiques.

Tous les échantillons à tracer sont transmis à des programmes de traçage sous forme de fichiers contenant les intervalles de temps à tracer. Ces fichiers sont appelés fichiers d'indices de traçage. Les trois so programmes de traçage constituent de légères variantes du même algorithme.

Certaines données du système sont retenues sous une forme analysée sur la bande magnétique du calculateur afin d'être utilisées par la suite. Elles constituent un fichier récapitulatif qui contient les 55 résultats de calculs, de statistiques et de comptes d'ectopies avec des dimensions d'échantillons, le fichier RR et le fichier de profils. De plus, bien que le fichier A/D soit trop grand pour pouvoir être conservé d'une manière peu coûteuse, les données A/D à tracer, identifiées par les fichiers d'indices de traçage, sont codées et 60 enregistrées sur bande. La bande analogique originale est également retenue.

La description suivante porte sur une comparaison des résultats obtenus avec un système d'analyse commercialisé (par la firme Cardiodynamics Laboratories) et avec un système de recherche à 65 assistance par calculateur (Washington University, St Louis). La firme Cardiodynamics Laboratories (Los Angeles) réalise une analyse de bande Holter donnant une mesure quantitative des extrasystoles (supraventriculaires et ventriculaires) et une analyse

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qualitative d'autres arythmies. La mesure des extrasystoles est obtenue par une détection effectuée à l'aide d'un calculateur, basée sur l'intervalle RR, de systoles anormales, puis par un contrôle visuel d'échantillons de ces systoles anormales afin qu'un diagnostic précis soit établi [«High speed Rhythm and Morphological Analysis of Continuous ECG recordings» (Analyse morphologique et à rythme élevé d'enregistrements continus d'électrocardiogrammes)], Hans-mann, D.R. «Computers in Cardiology» (1974); pp. 47 à 54; IEEE catalogue N° 74CH0879-7C; IEEE Computer Society, Long Beach, Californie, EUA).

Le laboratoire Biomédical Computer et le département de médecine de la Washington University School of Medicine, St Louis (Missouri, EUA) ont mis au point un système assisté par calculateur, destiné à l'analyse des bandes Holter, comprenant une analyse visuelle de systoles anormales caractérisées par des anomalies du s complexe de QRS détectées par calculateur [«The Argus/H System for Rapid Analysis of Ventricular Arrhythmias» (Le système Argus/H pour l'analyse rapide des arythmies ventriculaires), Nolle, F.M., et coll. (1974), pp. 37 à 42 du catalogue IEEE No 74CH0879-7C].

i o Certaines des similitudes et des différences entre les trois systèmes à assistance par calculateur sont indiquées dans le tableau I.

Tableau I

Système entièrement

Système

à calculateur

Cardiodynamics

Argus/H

selon l'invention

Analyse quantitative:

— des extrasystoles ventriculaires uniques VPB

oui non oui

— des extrasystoles supraventriculaires uniques oui non non

— des couples (paires) SVPB

oui non non

— des couples VPB

oui non oui

— de la tachycardie supraventriculaire ST

oui non non

— de la tachycardie ventriculaire VT

oui non oui

— du bigéminisme oui non non

— du trigéminisme oui non non

— de la dissociation AV

oui non non

— du total SVPB (extrasystoles uniques + couples +

salves)

oui oui non

— du total VPB (extrasystoles uniques + couples +

salves)

oui oui oui

Détection des arythmies lorsque le détecteur de l'onde *R

est imprécis oui non non

Estimation des fausses valeurs négatives et correction

des totaux en conséquence oui non non

Etablissement des comptes de morphologies VPB

individuelles oui oui non

Vérification indépendante des comptes par

échantillonnage aléatoire oui non non

Etablissement de l'intervalle de confiance concernant le

degré de précision de chaque compte oui non non

L'appareil pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, destiné à l'analyse d'électrocardiogrammes, peut être réalisé avec un appareil d'exploration électrocardiographique du type Avionics 660, relié à un calculateur du type DEC PDP-11/10 qui lui-même est connecté à un calculateur Decsystem-10.

L'appareil d'exploration transmet au calculateur PDP-11 deux signaux, à savoir une tension analogique d'électrocardiogramme et une impulsion de déclenchement qui apparaît lorsque l'appareil d'exploration détecte une onde R. Cette impulsion de déclenchement est détectée par une bascule de Schmitt dans le calculateur PDP-11. Le signal analogique de l'électrocardiogramme est converti en un signal numérique à 12 bits par un convertisseur analogique/ numérique incorporé dans le calculateur PDP-11. La bande analogique est lue sur l'appareil d'exploration à 60 fois le temps réel. Le calculateur PDP-11 effectue des conversions analogiques/ numériques en réponse à un signal d'horloge de 6000 Hz donnant une résolution temporelle de 100 points/s de défilement de bande. Le bit de moindre poids résultant de la conversion analogique/ numérique est inférieur au pas du traceur, de sorte que la résolution en tension n'est limitée que par le traceur.

Chaque conversion analogique/numérique est transmise, avec un bit indiquant si l'impulsion de déclenchement est détectée dans l'intervalle compris entre la conversion actuelle et la conversion précédente, au calculateur Decsystem-10 où elle est enregistrée sur un disque. La totalité de la bande de 24 h est transmise, ce qui permet d'obtenir un fichier contenant environ 8640000 conversions analogiques/numériques placées dans le calculateur Decsystem-10. 50 La partie restante du traitement est exécutée par le calculateur Decsystem-10. Un programme lit d'abord le fichier des conversions analogiques/numériques, compte le nombre de conversions compris entre des bits d'impulsions de déclenchement, afin de déterminer les intervalles RR enregistrés sur le disque et de créer le fichier RR. Ce 55 fichier est ensuite lu par un programme qui recherche les intervalles RR de deux catégories, à savoir des intervalles supérieurs à 3 s et des suites de deux intervalles ou plus, d'une durée inférieure à 0,3 s. Les intervalles de signaux supérieurs à 0,3 s peuvent être classés dans la dernière catégorie pourvu qu'au moins deux intervalles courts ou 60 plus commencent la suite. L'expérience a montré que ces portions de la bande sont artificielles. Ces événements sont enregistrés dans un fichier artificiel, sur le disque. Tous les programmes consécutifs ignorent ces parties du fichier RR qui sont classées comme parties artificielles.

65 Consécutivement à la détection des parties artificielles, un programme calcule l'intervalle RR moyen de chaque période de 4 h. Les périodes sont numérotées de 1 à 12, à partir de 12 h 01 mn, heure du démarrage de la bande, jusqu'à minuit, heure d'arrêt de la bande.

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Les intervalles RR moyens sont utilisés par le programme de détection de systoles ectopiques comme une des classifications de ces systoles ectopiques.

Le programme de détection des systoles ectopiques commence par l'estimation de l'intervalle RR normal moyen et par la détermination d'une fenêtre de variabilité pour le début de la bande. L'intervalle RR moyen est calculé pour chacun de 30 groupes de 30 intervalles RR, à partir de la seconde systole enregistrée sur la bande. La moyenne du premier groupe est prise comme estimation initiale de la valeur normale. Une droite de régression est ajustée sur les 30 moyennes et la dispersion par rapport à cette droite est calculée. Le rapport de la racine carrée de la dispersion à la moyenne du premier groupe est défini comme étant la fenêtre W. Le procédé indiqué ci-dessus présente l'avantage d'être insensible aux extrasystoles ventriculaires des groupes initiaux. Les résultats finals du programme sont insensibles à la valeur exacte de l'estimation initiale de l'intervalle RR normal, sur une plage de + 50%. La détection des systoles ectopiques s'effectue de la manière suivante:

A partir du second intervalle RR enregistré sur la bande, chaque intervalle est comparé à l'intervalle RR normal moyen en mouvement. Une plage normale est définie par la relation suivante:

RRBAR(1-2,5*W) < RR < RRBAR(1,5+5,0*W)

Si la systole est comprise dans cette plage, elle est considérée comme normale. Des systoles normales sont comprises dans l'intervalle RR normal moyen en mouvement, selon la formule:

RRBAR = (1 — EXP(—0,1))RR + (EXP(-0,1))RRBAR

Des intervalles RR situés à l'extérieur de la plage normale sont associés à diverses catégories appelées profils, suivant la forme de ces intervalles RR.

Si l'intervalle RR dépasse la limite supérieure de la plage normale, on recherche s'il est égal à environ deux fois RRBAR. Des intervalles compris dans la plage:

2*RRBAR - 2,5*W*RRBAR < RR < 2*RRBAR + 5,0*W*RRBAR

sont appelés profil 3 (absence de systole), le reste des intervalles étant appelé profil 4 (systoles tardives). En général, ces profils sont des ectopies ventriculaires auxquelles le détecteur de l'onde R de l'appareil d'exploration est insensible.

Si l'intervalle RR est plus petit que la limite inférieure de la plage normale, l'intervalle RR suivant, à savoir l'intervalle RR2, est examiné. Si cet intervalle RR2 est plus grand que la limite supérieure de la plage normale et que:

RRBAR(1-2,5*W) < (RR + RR2)/2 < RRBAR(1 + 5,0*W)

l'intervalle RR initial est appelé profil 1 (extrasystoles avec repos compensatoire). Si l'intervalle RR2 est plus grand que la limite inférieure de la plage normale, mais ne tombe pas dans la plage correspondant au profil 1, l'intervalle RR initial est appelé profil 2 (extrasystoles avec repos atypique).

Si l'intervalle RR2 est plus petit que la limite inférieure de la plage normale, l'intervalle RR suivant, à savoir l'intervalle RR3, est examiné. Si cet intervalle RR3 est compris dans la plage normale et que l'ensemble RR + RR2 est également compris dans la plage normale, l'intervalle RR est appelé profil 5 (extrasystole interpolée). Si l'intervalle RR3 est plus grand que la limite inférieure de la plage normale, mais que les conditions pour le profil 5 ne sont pas remplies, les intervalles RR et RR2 sont désignés profil 6 (couple ou paire d'extrasystoles). Si l'intervalle RR3 est plus petit que la limite inférieure de la plage normale, RR, RR2, RR3 et toutes les systoles successives sont désignés par profil 7 (tachycardie) jusqu'à ce qu'il apparaisse un intervalle plus grand que la limite inférieure de la plage normale.

Le programme de détection de systoles ectopiques est enregistré sur un fichier à disque, appelé fichier de profils, qui contient des informations concernant chaque ectopie détectée. Les systoles ectopiques sont classées suivant le type de profil, le numéro de la période de 4 h et selon que l'intervalle RR normal moyen en mouvement est supérieur ou inférieur à la moyenne de la période dans laquelle l'ectopie apparaît. Si l'intervalle RR moyen en mouvement est supérieur à la moyenne, l'extrasystole est qualifiée d'inactive; dans les autres cas, elle est qualifiée d'activé.

Des bandes DCG de 24 h, portant des arythmies cardiaques importantes de divers types (déterminées par une analyse d'exploration classique), ont été choisies sur cinq patients et traitées par chacun des trois systèmes à assistance par calculateur. Les résultats suivants ont été obtenus avec les quatre procédés (trois procédés à assistance par calculateur et un procédé d'exploration classique).

a) Fréquence des extrasystoles ventriculaires VPB: Des résultats sensiblement identiques sont obtenus avec les quatre systèmes. Pour trois des cinq pateints (et pour des fréquences d'extrasystoles ventriculaires supérieures à 15/min), le système Argus/H s'est révélé incapable d'éditer des résultats visibles compte tenu du temps nécessaire à une révision de toutes les anomalies détectées par le calculateur. Etant donné que le système de la firme Cardiodynamics donne un compte total de toutes les systoles ectopiques (qu'elles apparaissent isolément, en couples ou en salves), il ne fournit pas un compte précis des systoles ectopiques isolées ou uniques dans le cas où des couples et des salves d'extrasystoles sont présents.

b) Fréquence des couples d'extrasystoles ventriculaires VPB: L'exploration effectuée à l'aide du système Investigator ne présente une bonne précision qu'avec le seul patient possédant une fréquence très élevée de couples d'extrasystoles. Le système Argus/H, mis en œuvre sur le seul patient traité, donne un résultat comparable à celui obtenu avec le système selon l'invention. Le système Cardiodynamics ne fournit pas une évaluation quantitative des couples d'extrasystoles ventriculaires.

c) Tachycardie ventriculaire: Seuls deux patients présentaient une tachycardie ventriculaire détectée par le système Investigator, le système Cardiodynamics et le système selon l'invention dans un cas, et par le système selon l'invention et le système Argus/H dans l'autre cas.

d) Fréquence des extrasystoles supraventriculaires SVPB: L'estimation donnée par le système Investigator des fréquences SVPB basses ne semble pas sûre en la présence d'un degré élevé d'activité ectopique ventriculaire. Les résultats obtenus avec le système selon l'invention et le système Cardiodynamics sont comparables dans deux cas (patients 08-018-2 et 10-001-1). Dans deux cas (patients 02-025-3 et 08-017-2), l'apparition de tachycardie supraventriculaire /fibrillation auriculaire transitoire a fait apparaître une fréquence SVPB très élevée, indiquée par le système Cardiodynamics, car ce procédé totalise toutes les systoles de tachyarythmie supraventriculaire et toutes les extrasystoles supraventriculaires. Dans le cas du patient 02-023-3, le système Cardiodynamics désigne par l'appellation tachycardies supraventriculaires des salves d'extrasystoles avec aberration ventriculaire, alors que le système selon l'invention et le système Argus/H indiquent des tachycardies ventriculaires. Par conséquent, la fréquence SVPB indiquée par le système Cardiodynamics (extrasystoles isolées + couples d'extrasystoles + salves d'extrasystoles) est supérieure.

e) Couples SVPB, tachycardie supraventriculaire etfibrillation auriculaire transitoire: Seuls le système Investigator et l'appareil selon l'invention ont compté ces arythmies, alors que le système Cardiodynamics a noté leur présence, mais non leur fréquence. Dans le cas de trois patients, des tachycardies supraventriculaires transitoires et une fibrillation auriculaire ont été détectées (dans deux cas par les trois systèmes, et dans un cas par l'appareil selon l'invention et le système Cardiodynamics seuls). Il existe certaines divergences entre les auteurs sur le fait de savoir si l'on doit diagnostiquer certaines affections en les appelant «tachycardie supraventriculaire» ou «fibrillation auriculaire».

Par conséquent, les quatre procédés d'analyse indiqués ci-dessus permettent d'obtenir des résultats relativement sûrs pour le comptage

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

627 358

d'extrasystoles isolées fréquentes, en l'absence d'activité ectopique répétitive bien que le système Argus/H ne puisse aisément analyser des bandes présentant des ectopies très fréquentes. L'analyse d'exploration classique manque de sûreté en ce qui concerne l'activité

ectopique répétée et le système Argus/H ne permet pas une analyse des arythmies supraventriculaires. Seuls l'appareil et le procédé selon l'invention fournissent des estimations quantitatives de tous les types d'arythmies.

Tableau II

VPB

Couples VPB

Tachycardie

SVPB

Patient

(par minute)

(par heure)

(par minute)

Inv.

P.I.

Card.

Arg.

Inv.

P.I.

Card.

Arg.

Inv.

P.I.

Card.

Arg.

Inv.

P.I.

Card.

Arg.

02-023-3

2,38

5,50

4,57

5,10

0

9,42

oui

6,92

0

0,60

non

0,29

0

0,05

1,12

NP

02-025-3

0

0,006

0

non

0,04

0

non

0

0,04

3,40

NP

08-017-2

22,7

17,0

22,9

NP

128

120

oui

NP

0,08

3,60

oui

NP

0,17

0,32

18,0

NP

08-018-2

32,2

31,22

33,7

NP

0,42

0,29

oui

NP

0

non

NP

0,17

0,002

0,02

NP

10-001-1

14,6

17,0

16,8

NP

0

0,05

oui

NP

0

non

NP

0

0,01

NP

Inv. = système Investigator; P.I. = appareil de la présente invention; Card. = système de la firme Cardiodynamics Inc.; Arg. = système «Argus/H».

NP = analyse non faite par le système de traitement; non = arythmie non notée; oui = arythmie notée.

* Les comptes VPB et SVPB réalisés par le système Cardiodynamics sont le total des extrasystoles isolées, des couples d'extrasystoles et des battements de tachyarythmies.

Tableau III

Tachycardie

Fibrillation auriculaire

Couples SVPB**

supraventriculaire * *

transitoire**

Patient

(par neuresj

(épisodes par heure)

Inv.

P.I.

Card.

Inv.

P.I.

Card.

Inv.

P.I.

Card.

02-023-3

0

non

0

***

0

non

02-025-3

0

0,18

oui

6,58

7,02

OUI

0

non

08-017-2

0

0,39

oui

0,04

0

oui

0,20

6,0

non

08-018-2

0

0,19

oui

0

0,50

oui

0

non

10-001-1

0

non

0

non

0

non

Inv. = système Investigator; P.I. = système de la présente invention; Arg. = système Argus/H.

** Analyse quantitative non réalisée par le système Cardiodynamics.

Pas d'analyse de l'arythmie supraventriculaire réalisée par le système Argus/H.

*** Tachyarythmie indiquée comme tachycardie supraventriculaire, mais «l'origine ventriculaire ne peut être exclue».

R

2 feuilles dessins

Claims

627358

2

REVENDICATIONS

1. Procédé d'analyse rapide d'un enregistrement électrocardio-graphique, caractérisé en ce qu'il consiste à recevoir un signal analogique d'électrocardiogramme produit par un lecteur de bande, à appliquer un signal de minutage au signal analogique de l'électro-cardiogramme afin de diviser ce dernier en segments de durée relativement brève et prédéterminée, à choisir un nombre aléatoire de segments de durée prédéterminée constituant un pourcentage relativement faible de l'enregistrement effectué sur la bande, et à réaliser une représentation graphique des segments choisis afin de permettre leur analyse visuelle.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un échantillonnage de 2 à 5% de la totalité de la bande est choisi pour le traçage.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un échantillon d'environ 2% de la totalité de la bande est choisi pour le traçage.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments ont une durée inférieure à 1 mn.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments ont une durée d'environ 15 s.
6. Appareillage pour la mise en œuvre du procéeé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à produire et recevoir un signal analogique d'électrocardiogramme provenant d'un lecteur de bande, un dispositif destiné à appliquer un signal de minutage au signal analogique d'électrocardiogramme afin de diviser ce dernier en segments de durée relativement courte et prédéterminée, un dispositif destiné à choisir un nombre aléatoire de segments de durée prédéterminée, constituant un pourcentage relativement faible de l'enregistrement de la bande, et un dispositif destiné à tracer les segments choisis afin de permettre leur analyse visuelle.
7. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif destiné à choisir un nombre aléatoire de segments est conçu et monté de manière à prélever un échantillon de 2 à 5% de la totalité de l'enregistrement de la bande.
8. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif destiné à choisir un nombre aléatoire de segments est conçu et monté de manière à prélever un échantillon égal à environ 2% de la totalité de l'enregistrement de la bande.
9. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'application d'un signal de minutage est conçu et monté de manière à produire des segments ayant une durée inférieure à

1 mn.
10. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif destiné à appliquer un signal de minutage est conçu et monté de manière à produire des segments ayant une durée d'environ 15 s.