RU2008146992A

RU2008146992A - Способ неинвазивного электрофизиологического исследования сердца

Info

Publication number: RU2008146992A
Application number: RU2008146992/14A
Authority: RU
Inventors: Амиран Шотаевич Ревишвили (RU); Амиран Шотаевич РЕВИШВИЛИ; Виталий Викторович Калинин (RU); Виталий Викторович КАЛИНИН; Александр Викторович Калинин (RU); Александр Викторович КАЛИНИН
Original assignee: Амиран Шотаевич Ревишвили (RU); Амиран Шотаевич РЕВИШВИЛИ
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-06-10
Also published as: US20110275921A1; RU2417051C2; WO2010062219A1; US8660639B2; DE102009055671A1; DE102009055671B4

Abstract

1. Способ неинвазивного электрофизиологического исследования сердца, включающий следующие стадии: ! закрепление одноразовых регистрирующих электродов на поверхности грудной клетки; ! регистрация ЭКГ во множестве однополюсных отведений с поверхности грудной клетки; ! обработка ЭКГ-сигналов в режиме реального времени; ! ретроспективная обработка полученных ЭКГ; ! компьютерная (КТ) или магнитно-резонансная (МРТ) томография грудной клетки пациента закрепленными электродами; ! построение и редактирование компьютерных воксельных моделей органов грудной клетки и сердца; ! построение при помощи компьютерной программы полигональных моделей торса и сердца; ! определение координат регистрирующих электродов на поверхности грудной клетки; ! интерполяция значений ЭКГ-сигналов в узлы полигональной сетки (получение изопотенциальных карт на полигональной модели торса); ! реконструкция потенциала электрического поля в заданных точках грудной клетки, эпикардиальной поверхности сердца, поверхности межжелудочковой и межпредсердной перегородок; ! визуализация результатов реконструкции электрического поля сердца в виде эпикардиальных электрограмм, изохронных и изопотенциальных карт, а также динамических карт (propagation maps) на полигональных моделях сердца и его структур; ! клиническая оценка результатов. ! 2. Способ по п.1, в котором для КТ используют наклеиваемые металлические хлор-серебряные электроды, а для МРТ - наклеиваемые графитовые электроды. ! 3. Способ по п.1, в котором одноразовые электроды закрепляют в виде горизонтальных пяти - восьми поясов, расположенных на одинаковых расстояниях по вертикали, причем первы�

Claims

1. Способ неинвазивного электрофизиологического исследования сердца, включающий следующие стадии:

закрепление одноразовых регистрирующих электродов на поверхности грудной клетки;

регистрация ЭКГ во множестве однополюсных отведений с поверхности грудной клетки;

обработка ЭКГ-сигналов в режиме реального времени;

ретроспективная обработка полученных ЭКГ;

компьютерная (КТ) или магнитно-резонансная (МРТ) томография грудной клетки пациента закрепленными электродами;

построение и редактирование компьютерных воксельных моделей органов грудной клетки и сердца;

построение при помощи компьютерной программы полигональных моделей торса и сердца;

определение координат регистрирующих электродов на поверхности грудной клетки;

интерполяция значений ЭКГ-сигналов в узлы полигональной сетки (получение изопотенциальных карт на полигональной модели торса);

реконструкция потенциала электрического поля в заданных точках грудной клетки, эпикардиальной поверхности сердца, поверхности межжелудочковой и межпредсердной перегородок;

визуализация результатов реконструкции электрического поля сердца в виде эпикардиальных электрограмм, изохронных и изопотенциальных карт, а также динамических карт (propagation maps) на полигональных моделях сердца и его структур;

клиническая оценка результатов.

2. Способ по п.1, в котором для КТ используют наклеиваемые металлические хлор-серебряные электроды, а для МРТ - наклеиваемые графитовые электроды.

3. Способ по п.1, в котором одноразовые электроды закрепляют в виде горизонтальных пяти - восьми поясов, расположенных на одинаковых расстояниях по вертикали, причем первый пояс располагают на уровне грудинно-ключичного сочленения, а последний пояс - на уровне нижнего края реберной поверхности и каждый пояс включает от 16 до 30 электродов, расположенных на одинаковых расстояниях по окружности грудной клетки.

4. Способ по п.1, в котором для построения воксельной модели используют алгоритм факторизации «сдвиг-деформация» для преобразования просмотра (Shear-Warp Factorization of the Viewing Transformation).

5. Способ по п.1, в котором стадия построения полигональных моделей включает следующие этапы:

фильтрация исходных воксельных моделей для уменьшения уровня случайного шума;

построение триангуляционной поверхности методом «марширующих кубов» или «методом исчерпывания» («advancing front method»);

разреживание и улучшение качества сетки с использованием метода пуассоновской реконструкции (Poisson Surface Reconstruction).

6. Способ по п.1, в котором определение координат регистрирующих электродов проводится в автоматическом режиме по данным КТ или МТР грудной клетки.

7. Способ по п.1, в котором интерполяция значений ЭКГ-сигналов полигональной сетки осуществляют с использованием радиальных базисных функций.

8. Способ по п.1, в котором реконструкцию потенциала электрического поля сердца проводят путем численного решения задачи Коши для уравнения Лапласа методом граничных элементов, включающим итерационное решение итоговой системы матрично-векторных уравнений, при этом для решения второго уравнения системы используют метод регуляризирующие методы, общее число итераций алгоритма определяют по принципу невязки (принцип Морозова).

9. Способ по п.8. в котором для решения второго уравнения системы матрично-векторных уравнений используется метод регуляризации Тихонова, причем параметр регуляризации определяют по формуле

где α - параметр регуляризации, α₀ - малый действительный параметр, зависящий от погрешности задания граничных условий обратной задачи электрокардиографии, p - положительный действительный параметр, зависящий от скорости сходимости итерационной процедуры, β - положительный действительный параметр, зависящий от точности начального приближения в итерационной процедуре, k - номер итерации.

10. Способ по п.8. в котором для решения второго уравнения системы матрично-векторных уравнений используется регуляризирующий алгоритм на основе SVD-разложения матрицы уравнения с заменой нулями сингулярных чисел, меньших заданного положительного числа ε, причем параметр ε определяют согласно формуле:

ε=ε₀+β·р^-(k/2), где ε₀ - малый действительный параметр, зависящий от погрешности задания граничных условий обратной задачи электрокардиографии, р - положительный действительный параметр, зависящий от скорости сходимости итерационной процедуры, β - положительный действительный параметр, зависящий от точности начального приближения в итерационной процедуре, k - номер итерации.

11. Способ по п.8. в котором для решения второго уравнения системы матрично-векторных уравнений используется регуляризирующий алгоритм на основе итерационного метода обобщенных минимальных невязок (Generalized minimal residual method) с ограничением числа итераций, причем требуемое число итераций определяют по формуле: n=n₀+λ·k,

где n - число итераций алгоритма, k - номер итерации в общей итерационной процедуре, n₀ и λ - положительные целые числа, зависящие от точности начального приближения и скорости сходимости процедуры (11)-(13).

12. Способ по п.8, в котором уравнения системы матрично-векторных уравнений решаются на основе «быстрого мультипольного метода» (Fast Multipole Method).