RU2008146994A

RU2008146994A - Способ неинвазивного электрофизиологического исследования сердца

Info

Publication number: RU2008146994A
Application number: RU2008146994/14A
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: DE102009055672A1; DE102009055672B4; US8388547B2; WO2010062220A1; RU2409313C2; US20100191131A1

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 томография (МРТ) грудной клетки пациента закрепленными электродами; ! построение и редактирование компьютерных вексельных моделей органов грудной клетки и сердца; ! построение при помощи компьютерной программы полигональных моделей торса и сердца; ! построение конечно-элементной сетки области грудной клетки, ограниченной ее внешней поверхностью и эпикардиальной поверхностью сердца. ! определение коэффициента удельной электропроводности для каждой точки грудной клетки по данным КТ или МРТ. на основе известных соответствий между типом биологической ткани и числом Хаунсфилда (при КТ) или интенсивностью МР-сигнала (при МРТ) и типом биологической ткани и ее удельной электропроводностью. ! 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 изопотенциал

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 томография (МРТ) грудной клетки пациента закрепленными электродами;

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

построение при помощи компьютерной программы полигональных моделей торса и сердца;

построение конечно-элементной сетки области грудной клетки, ограниченной ее внешней поверхностью и эпикардиальной поверхностью сердца.

определение коэффициента удельной электропроводности для каждой точки грудной клетки по данным КТ или МРТ. на основе известных соответствий между типом биологической ткани и числом Хаунсфилда (при КТ) или интенсивностью МР-сигнала (при МРТ) и типом биологической ткани и ее удельной электропроводностью.

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 вексельной 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 вексельных 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 построение конечно-элементной сетки осуществляют на основе «метода исчерпывания» («advancing front method»).

7. Способ по п.1, в котором определение коэффициента удельной электропроводности каждой точки грудной клетки определяют на основе известных соответствий между типом биологической ткани и числом Хаунсфилда (при КТ) или интенсивностью МР-сигнала (при МРТ) с одной стороны и типом биологической ткани и ее удельной электропроводностью с другой стороны.

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

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

10. Способ по п.1, в котором реконструкцию потенциала электрического поля сердца проводят путем численного решения задачи Коши для уравнения Лапласа, причем решение задачи сводится к численной минимизации квадратичного функционала градиентными методами с использованием регуляризации Тихонова или итерационной регуляризации с ограничением числа итераций, значения функционала и его градиента на каждом шаге итерационной процедуры минимизации вычисляются путем решения прямой и сопряженной к ней задач для уравнения Лапласа в неоднородной среде методом конечных элементов.

11. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе метода сопряженных градиентов (метода Флетчера-Ривса).

12. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе метода Девидона-Флетчера-Пауэлла.

13. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе метода Бройдена-Флетчера-Шэнно.

14. Способ п.8, в котором минимизация квадратичного функционала проводится на основе методов Пирсона.

15. Способ п.8, в котором минимизацию квадратичного функционала осуществляют путем решения итерационным путем уравнения Эйлера, причем итерационная процедура на каждом шаге включает решение прямой и сопряженной задач для уравнения Лапласа в неоднородной среде методом конечных элементов.