RU2118117C1 - Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device - Google Patents

Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device Download PDF

Info

Publication number
RU2118117C1
RU2118117C1 RU94018494/14A RU94018494A RU2118117C1 RU 2118117 C1 RU2118117 C1 RU 2118117C1 RU 94018494/14 A RU94018494/14 A RU 94018494/14A RU 94018494 A RU94018494 A RU 94018494A RU 2118117 C1 RU2118117 C1 RU 2118117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heart
patient
potentials
electromagnetic signal
biological feedback
Prior art date
Application number
RU94018494/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94018494A (en
Inventor
Леонид Иванович Титомир
Андрей Владиславович Струтынский
Игорь Владимирович Блатов
Original Assignee
Леонид Иванович Титомир
Андрей Владиславович Струтынский
Игорь Владимирович Блатов
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 Леонид Иванович Титомир, Андрей Владиславович Струтынский, Игорь Владимирович Блатов filed Critical Леонид Иванович Титомир
Priority to RU94018494/14A priority Critical patent/RU2118117C1/en
Publication of RU94018494A publication Critical patent/RU94018494A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2118117C1 publication Critical patent/RU2118117C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: cardiology. SUBSTANCE: electric potentials are measured on the surface of patient's chest in the points corresponding to standardized vector-cardiography indications. Values obtained are used to find 3 components of summary moment of the heart electric dipole. After proper mathematical treatment of these data, computational result is produced to patient in a demonstrative form, e.g. in the form of a chart. It enables identifying electrophysiological characteristics of the heart to be corrected. Device is distinguished by having a two-side telemetric communication channel making possible completely closed circuit of biofeedback to be created when patient commits a variety of operations including physical exercises. EFFECT: facilitated diagnostic procedure. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии. The invention relates to medicine, in particular to cardiology.

Известны системы с биологической обратной связью, основанные на измерении у пациента определенных физиологических характеристик, проведении соответствующей математической обработки измеренных данных и предъявлении пациенту результатов этой обработки в виде зрительных или слуховых образов, отражающих динамику изменения некоторой физиологической характеристики с целью облегчения оптимизации самим пациентом этой характеристики, например, посредством саморегуляции. Biological feedback systems are known based on measuring a patient’s specific physiological characteristics, performing appropriate mathematical processing of the measured data and presenting the results of this processing to the patient in the form of visual or auditory images that reflect the dynamics of a certain physiological characteristic in order to facilitate the patient’s optimization of this characteristic, for example, through self-regulation.

В [1 - 3] описаны способы создания биологической обратной связи, основанные на измерении электрических потенциалов на поверхности головы пациента (электроэнцефалограмм), математической обработке измеренных данных и предъявлении пациенту результатов этой обработки. In [1 - 3], methods for creating biological feedback based on measuring electric potentials on the surface of the patient’s head (electroencephalograms), mathematically processing the measured data, and presenting the results of this processing to the patient are described.

В [4] описана система программируемой реабилитации пациентов с заболеваниями сердца, в которой пациенту дается физическая нагрузка с помощью бегущей дорожки. Электрокардиограмма вводится в компьютер, и по результатам ее математической обработки задается оптимальная скорость движения дорожки. In [4], a programmed rehabilitation system for patients with heart diseases is described, in which the patient is given physical activity using a treadmill. An electrocardiogram is entered into the computer, and according to the results of its mathematical processing, the optimal speed of the track is set.

Недостатком приведенных выше аналогов является отсутствие возможности определения электрофизиологических характеристик сердца, на основании которых может быть наиболее оптимально проведена коррекция сердечной деятельности, в частности, коррекция электрофизиологических состояний стенки желудочков в процессе возбуждения. Кроме того, в этих способах отсутствует наглядность представления результатов. The disadvantage of the above analogues is the inability to determine the electrophysiological characteristics of the heart, on the basis of which the correction of cardiac activity can be most optimally carried out, in particular, the correction of the electrophysiological states of the ventricular wall during excitation. In addition, in these methods there is no clear presentation of the results.

От этих недостатков свободен способ визуального представления электрофизиологических характеристик сердца, определяемых по неинвазивным измерениям, взятый в качестве прототипа [5] . Этот способ предусматривает следующую последовательность операций:
1. В большом числе точек поверхности грудной клетки пациента измеряют электрические потенциалы, генерируемые сердцем.
From these shortcomings is free a way to visualize the electrophysiological characteristics of the heart, determined by non-invasive measurements, taken as a prototype [5]. This method provides the following sequence of operations:
1. In a large number of points on the surface of the patient's chest, the electrical potentials generated by the heart are measured.

2. На основе измеренных моментных значений электрических потенциалов при помощи специальной адаптивной пространственной аппроксимации этих потенциалов определяют моментное распределение потенциалов на поверхности грудной клетки. 2. Based on the measured moment values of electric potentials using a special adaptive spatial approximation of these potentials determine the moment distribution of potentials on the surface of the chest.

3. По данным моментного распределения потенциалов на поверхности грудной клетки производят расчет квазиэпикардиального распределения потенциалов. 3. According to the moment distribution of potentials on the surface of the chest, the quasi-epicardial distribution of potentials is calculated.

4. На основе тонкостенной модели желудочков сердца как электрического генератора определяют моментные распределения на поверхности сердца основных электрофизиологических состояний стенки желудочков в процессе возбуждения и рассчитывают основные электрофизиологические характеристики: время прихода активации, продолжительность активации, ускорение реполяризации и др. 4. Based on the thin-walled model of the ventricles of the heart as an electric generator, the moment distributions on the surface of the heart of the main electrophysiological states of the ventricular walls during excitation are determined and the main electrophysiological characteristics are calculated: activation arrival time, activation duration, repolarization acceleration, etc.

5. Результаты расчета изображают в картографическом виде с привязкой к анатомическим ориентирам поверхности сердца, используя цветовое раскрашивание и кинематизацию. 5. The calculation results are depicted in a cartographic form with reference to the anatomical landmarks of the surface of the heart, using colorization and kinematization.

Данный способ отличается от аналогов тем, что позволяет, с одной стороны, получить более точную и достоверную информацию о физиологическом состоянии сердца по сравнению со стандартной электрокардиографией и, с другой стороны, представить результаты измерений в наглядном виде, понятном неспециалисту, что особенно важно в случае применения биологической обратной связи. This method differs from analogues in that it allows, on the one hand, to obtain more accurate and reliable information about the physiological state of the heart compared to standard electrocardiography and, on the other hand, to present the measurement results in a clear form that is understandable to a layman, which is especially important in the case of application of biological feedback.

Однако недостатком прототипа является необходимость измерения потенциалов в большом числе точек, что требует применения слишком большого числа усилителей и, как следствие этого, усложняет и удорожает аппаратуру, реализующую данный способ. However, the disadvantage of the prototype is the need to measure potentials in a large number of points, which requires the use of too many amplifiers and, as a result of this, complicates and increases the cost of equipment that implements this method.

Предлагаемый способ создания биологической обратной связи для коррекции сердечной деятельности позволяет устранить этот недостаток. The proposed method of creating biological feedback for the correction of cardiac activity eliminates this disadvantage.

Способ состоит в том, что на поверхности грудной клетки электрические потенциалы измеряются с помощью одной из стандартизованных векторкардиографических систем отведений, например, системы Франка, позволяющей при минимальном числе отведений (3 отведения) получить 3 составляющие суммарного дипольного момента электрического генератора сердца. The method consists in the fact that on the surface of the chest, electric potentials are measured using one of the standardized vector cardiographic lead systems, for example, the Frank system, which allows to obtain 3 components of the total dipole moment of the heart’s electric generator with a minimum number of leads (3 leads).

По этим данным, используя сферическую модель желудочков сердца, дисковую модель фронта деполяризации и распределенную в шаровой области модель генератора реполяризации, рассчитывают основные электрофизиологические характеристики сердца: время прохода активации, длительность активации, ускорение реполяризации и др., а результат расчета предъявляют пациенту в наглядном картографическом виде. According to these data, using the spherical model of the ventricles of the heart, the disk model of the depolarization front and the repolarization generator model distributed in the spherical region, the basic electrophysiological characteristics of the heart are calculated: activation transit time, activation duration, repolarization acceleration, etc., and the calculation result is presented to the patient in a visual cartographic form.

Для повышения эффективности биологической обратной связи в дополнение к определению абсолютных значений указанных электрофизиологических характеристик сердца вычисляют дифференциальные функции, отражающие динамику изменения этих характеристик при коррекции сердечной деятельности за счет воздействия различных факторов (саморегуляции, физических нагрузок, лекарственных препаратов и т.п.), а результат вычисления дифференциальной функции предъявляют пациенту в виде, удобном для восприятия, например, в виде визуальных или звуковых образов. To increase the effectiveness of biological feedback, in addition to determining the absolute values of the indicated electrophysiological characteristics of the heart, differential functions are calculated that reflect the dynamics of changes in these characteristics during correction of cardiac activity due to the influence of various factors (self-regulation, physical activity, drugs, etc.), and the result of calculating the differential function is presented to the patient in a form convenient for perception, for example, in the form of visual or audio scratch.

Способы осуществления обратной связи для коррекции сердечной деятельности известны [4] ; известен также способ, обеспечивающий визуальное представление электрофизиологических характеристик сердца по неинвазивным измерениям [5] . Однако изменение порядка выполнения операций, а также введение новых операций в известный способ, придают ему новое, неизвестное ранее свойство, а именно, возможность наглядного представления электрофизиологических характеристик сердца на основе измерения электрических потенциалов в небольшом числе точек, соответствующих стандартизованным векторкардиографическим отведениям, например, отведениям по системе Франка. Это позволяет реализовать предлагаемый способ с помощью более простой и дешевой аппаратуры, пригодной для массового использования. Кроме того, введенная вновь операция определения дифференциальной функции физиологических характеристик позволяет следить за динамикой кратковременного и долговременного изменения этих характеристик в процессе коррекции сердечной деятельности, давая врачу и пациенту дополнительную информацию, позволяющую выбирать наиболее оптимальную и эффективную стратегию лечения. Feedback methods for correcting cardiac activity are known [4]; There is also known a method that provides a visual representation of the electrophysiological characteristics of the heart by non-invasive measurements [5]. However, changing the order of operations, as well as introducing new operations into the known method, gives it a new, previously unknown property, namely, the ability to visualize the electrophysiological characteristics of the heart based on measuring electrical potentials in a small number of points corresponding to standardized vector cardiographic leads, for example, leads according to the Frank system. This allows you to implement the proposed method using simpler and cheaper equipment suitable for mass use. In addition, the newly introduced operation to determine the differential function of physiological characteristics allows you to monitor the dynamics of short-term and long-term changes in these characteristics in the process of correcting cardiac activity, giving the doctor and patient additional information that allows you to choose the most optimal and effective treatment strategy.

На основании сказанного можно утверждать, что предлагаемый способ создания биологической обратной связи для коррекции сердечной деятельности отвечает критерию "существенность отличий". Based on the foregoing, it can be argued that the proposed method of creating biological feedback for the correction of cardiac activity meets the criterion of "significance of differences."

Данный способ осуществления биологической обратной связи может быть реализован с помощью известных устройств [1 - 3]. Он может быть реализован с помощью устройства [5], описанного в прототипе, состоящего из располагаемого на пациенте измерительно-передающего блока, включающего электроды для снятия биопотенциалов, соединенные по одной из стандартизованных векторкардиографических систем отведений, например, по системе Франка, последовательно соединенные усилители биопотенциалов, коммутатор, АЦП, кодер, а также передатчик электромагнитного сигнала, и приемно-обрабатывающего комплекса, располагаемого на некотором расстоянии от пациента в зоне уверенного приема электромагнитных сигналов, в состав которого входят последовательно соединенные приемник электромагнитного сигнала и ЭВМ. Данное устройство позволяет проводить исследования пациента в свободном состоянии, не связывая его проводами с обрабатывающей аппаратурой. Однако недостатком прототипа является отсутствие обратного канала связи между обрабатывающим комплексом и пациентом, что не позволяет создать полностью замкнутый контур биологической обратной связи. С целью устранения этого недостатка в состав известного устройства дополнительно введены второй передатчик электромагнитного сигнала, вход которого соединен с выходом ЭВМ, и располагаемые на пациенте, соединенные последовательно второй приемник электромагнитного сигнала, декодер и блок биологической обратной связи, например, аудиомонитор. Включение в состав известного устройства новых блоков и образование между ними новых связей придает этому устройству новое, неизвестное ранее свойство, а именно, возможность создания полностью замкнутой биологической обратной связи при отсутствии физической связи (проводов) между пациентом и обрабатывающей аппаратурой. На основании этого можно утверждать, что устройство, реализующее способ создания биологической обратной связи для коррекции сердечной деятельности, также отвечает критерию "существенность отличий". На фиг. 1 представлены моментные карты возбуждения сердца (моментные дэкартограммы), на фиг. 2 и фиг. 3 поясняется работа устройства, реализующего данный способ. This method of biofeedback can be implemented using known devices [1 - 3]. It can be implemented using the device [5] described in the prototype, consisting of a measuring and transmitting unit located on a patient, including electrodes for removing biopotentials, connected via one of the standardized vector cardiographic lead systems, for example, according to the Frank system, series-connected biopotential amplifiers , a switch, an ADC, an encoder, as well as an transmitter of an electromagnetic signal, and a receiving-processing complex located at a certain distance from the patient in the zone of certain about the reception of electromagnetic signals, which includes a series-connected receiver of an electromagnetic signal and a computer. This device allows you to conduct patient research in a free state, without connecting it with wires to the processing equipment. However, the disadvantage of the prototype is the lack of a reverse channel of communication between the processing complex and the patient, which does not allow to create a completely closed loop biological feedback. In order to eliminate this drawback, a second electromagnetic signal transmitter, the input of which is connected to the computer output, and a second electromagnetic signal receiver, a decoder and a biological feedback unit, such as an audio monitor, arranged in series with the patient, are additionally introduced into the composition of the known device. The inclusion of new units in the composition of the known device and the formation of new connections between them gives this device a new, previously unknown property, namely, the possibility of creating a completely closed biological feedback in the absence of physical connection (wires) between the patient and the processing equipment. Based on this, it can be argued that a device that implements a method of creating biological feedback for the correction of cardiac activity also meets the criterion of "significant differences." In FIG. 1 presents moment maps of the excitation of the heart (moment decartograms), in FIG. 2 and FIG. 3 illustrates the operation of a device that implements this method.

Способ создания биологической обратной связи для коррекции сердечной деятельности основан на модели биоэлектрического генератора миокарда, которая предусматривает ряд упрощений реального процесса, однако отражает наиболее важные особенности пространственно-временного развития деполяризации и реполяризации миокарда и приемлема для наглядного представления этих процессов в автоматизированных диагностических системах. The method of creating biological feedback for the correction of cardiac activity is based on the model of a bioelectric myocardial generator, which provides for a number of simplifications of the real process, but reflects the most important features of the spatio-temporal development of myocardial depolarization and repolarization and is acceptable for visualization of these processes in automated diagnostic systems.

Для моделирования и графического отображения характеристик электрофизиологического процесса возбуждения сердца используется понятие сферического квазиэпикарда - сферы с центром в геометрическом центре желудочков сердца, полностью охватывающей сердце (эту сферу называют сферой отображения). Карты исследуемых характеристик изображаются на сфере отображения, развернутой и спроектированной на плоскость вместе с проекцией основных анатомических ориентиров поверхности сердца, т.е. борозд и сосудов. Используется сферическая система координат с полярной осью, направленной по продольной оси тела, и с полюсами, обращенными к самой верхней и самой нижней точкам сердца. Сфера отображения разрезана вдоль меридиана, обращенного к правой стороне грудной клетки испытуемого, развернута и спроектирована на плоскость таким образом, что каждый элемент сферы сохраняет свою величину площади на плоской проекции (фиг. 1). Результирующая карта подобна по форме овалу, у которого верхняя и нижняя точки соответствуют полюсам сферы, а левая и правая границы соответствуют ее правому меридиану. Передняя поверхность сердца проектируется на левую половину овала, а задняя поверхность сердца - на его правую половину. Положение основных борозд и сосудов на этой поверхности может быть скорректировано для каждого конкретного испытуемого по ангиографическим данным. To model and graphically display the characteristics of the electrophysiological process of excitation of the heart, the concept of a spherical quasi-epicardium is used - a sphere with a center in the geometric center of the ventricles of the heart, completely covering the heart (this sphere is called the display sphere). Maps of the studied characteristics are depicted on the display sphere, unfolded and projected onto a plane together with the projection of the main anatomical landmarks of the heart surface, i.e. furrows and blood vessels. A spherical coordinate system is used with a polar axis directed along the longitudinal axis of the body, and with poles facing the highest and lowest points of the heart. The display sphere is cut along the meridian facing the right side of the subject’s chest, turned around and projected onto a plane so that each element of the sphere retains its area on a flat projection (Fig. 1). The resulting map is similar in shape to an oval in which the upper and lower points correspond to the poles of the sphere, and the left and right borders correspond to its right meridian. The front surface of the heart is projected onto the left half of the oval, and the back surface of the heart is projected onto its right half. The position of the main furrows and blood vessels on this surface can be adjusted for each individual subject according to angiographic data.

При анализе фазы деполяризации желудочков сердца (период кардиоцикла на электрокардиограмме) фронт деполяризации рассматривается как генератор электрического тока типа двойного слоя, расположенный в основном тангенциально к стенке желудочков, причем его положительная сторона ориентирована наружу от центра сердца. В каждый момент времени фронт деполяризации спроектирован на сферу отображения в виде сферического сегмента с круговой границей. Положение центра этого сегмента на сферическом квазиэпикарде (сфере отображения) определяется направлением вектора сердца, тогда как площадь поверхности, ограниченной его краем, пропорциональна модулю этого вектора. Радиус сферы отображения принят равным максимальному радиусу проекции фронта деполяризации, определяемому максимальным модулем вектора сердца за период QRS. Тогда в каждый момент времени радиус проекции фронта деполяризации вычисляется по моментному модулю вектора сердца как величина, пропорциональная квадратному корню из этого модуля. Таким образом, в каждый момент времени на протяжении периода QRS могут быть определены проекции следующих трех основных электрофизиологических состояний стенки сердца на сферу отображения:
1) состояние покоя (невозбужденного или поляризованного миокарда) или невозбудимой ткани, соответствующее области, куда еще не пришел фронт деполяризации после начала цикла возбуждения желудочков (на моментных картах фиг. 1 показано черным цветом);
2) состояние активации, соответствующее области, где в данный момент времени расположен фронт деполяризации, проходящий через стенку сердца (белый цвет);
3) состояние полного возбуждения (деполяризации), соответствующее области, где фронт деполяризации находился в предшествующий период времени, но в данный момент отсутствует (серый цвет).
When analyzing the phase of depolarization of the ventricles of the heart (the period of the cardiocycle on the electrocardiogram), the depolarization front is considered as a double-layer electric current generator located mainly tangentially to the ventricular wall, with its positive side oriented outward from the center of the heart. At each moment of time, the depolarization front is projected onto the display sphere in the form of a spherical segment with a circular boundary. The position of the center of this segment on a spherical quasi-epicardium (imaging sphere) is determined by the direction of the heart vector, while the surface area bounded by its edge is proportional to the modulus of this vector. The radius of the display sphere is taken equal to the maximum radius of the projection of the depolarization front, determined by the maximum module of the heart vector for the QRS period. Then, at each moment of time, the projection radius of the depolarization front is calculated by the moment module of the heart vector as a value proportional to the square root of this module. Thus, at each moment of time during the QRS period, the projections of the following three basic electrophysiological states of the heart wall on the display sphere can be determined:
1) the state of rest (unexcited or polarized myocardium) or non-excitable tissue corresponding to the area where the front of depolarization has not yet arrived after the start of the ventricular excitation cycle (shown in black on moment maps of Fig. 1);
2) the activation state corresponding to the region where at the given moment the front of depolarization is located, passing through the wall of the heart (white color);
3) the state of complete excitation (depolarization), corresponding to the region where the depolarization front was in the previous period of time, but is currently absent (gray color).

Распределение вышеуказанных состояний на сфере отображения в заданный момент времени называется моментной картой возбуждения сердца, или моментной дэкартограммой деполяризации. Последовательность моментных дэкартограмм деполяризации от начала до конца периода QRS с достаточно коротким интервалом времени дает непрерывную картину общей динамики процесса желудочковой деполяризации в форме фильма. Благодаря использованию относительных значений модуля вектора сердца, которые отнесены к максимальному модулю, эти карты в некотором смысле оказываются нормированными по отношению к общим размерам желудочков, причем можно считать, что информацию об этих размерах выражает сам максимальный модуль. Цифрами на моментных картах, изображенных на фиг. 1, указано время от начала комплекса QRS в миллисекундах. The distribution of the above states on the display sphere at a given point in time is called a momentary card of cardiac arousal, or moment dekartogramm depolarization. The sequence of instant decartograms of depolarization from the beginning to the end of the QRS period with a sufficiently short time interval gives a continuous picture of the overall dynamics of the process of ventricular depolarization in the form of a film. Due to the use of relative values of the module of the heart vector, which are assigned to the maximum module, in some sense these cards turn out to be normalized with respect to the total sizes of the ventricles, and we can assume that the information about these sizes is expressed by the maximum module. The numbers on the torque cards shown in FIG. 1, the time from the start of the QRS complex in milliseconds is indicated.

Более компактное представление процесса возбуждения желудочков получается в форме суммарных карт возбуждения сердца, которые рассчитаны по данным моментных карт и отражают наиболее существенные свойства этого процесса. К ним относятся эндокардиальная изохронная карта (карта прихода возбуждения), эпикардиальная изохронная карта (карта ухода возбуждения) и карта продолжительности активации. Эндокардиальная изохронная карта изображает положения границ проекции фронта деполяризации на сфере отображения в последовательные моменты времени, т.е. задержку возбуждения каждой точки по отношению ко времени начала деполяризации желудочков. Согласно топологической структуре рассматриваемой модели, для каждого момента времени эндокардиальная изохрона определяется точками, где имеет место переход из состояния покоя в состояние активации, тогда как эпикардиальная изохрона определяется точками, где имеет место переход из состояния активации в состояние полной деполяризации. Карта продолжительности активации изображает распределение на сфере отображения значений времени, в течение которого каждая точка сохраняет состояние активации. A more compact representation of the process of ventricular excitation is obtained in the form of total cardiac excitation maps, which are calculated according to momentary maps and reflect the most significant properties of this process. These include an endocardial isochronous card (card of excitation arrival), an epicardial isochronous card (card of excitation departure) and a card of activation duration. The endocardial isochronous map depicts the position of the boundaries of the projection of the depolarization front on the display sphere at successive times, i.e. the delay in excitation of each point in relation to the time of onset of ventricular depolarization. According to the topological structure of the model under consideration, for each time instant, the endocardial isochron is determined by the points where the transition from the rest state to the activation state takes place, while the epicardial isochron is determined by the points where the transition from the activation state to the state of complete depolarization takes place. The activation duration map depicts the distribution on the display sphere of the time values during which each point stores the activation state.

При анализе фазы восстановления, или реполяризации возбужденного миокарда желудочков сердца (период ST-T кардиоцикла на электрокардиограмме) учитывается пространственная распределенность процесса генерации тока по всему объему миокарда (в отличие от фазы деполяризации, когда генератор распределен только на поверхности фронта деполяризации), и используется соответствующая пространственно-распределенная модель генератора. Предполагается, что в течение периода реполяризации этот процесс в каждый момент характеризуется суммой некоторого постоянного по пространству среднего уровня поляризации и переменного по пространству уровня, который определяется векторной интенсивностью генератора (плотностью дипольного момента), равномерно распределенной в шаровой модели желудочков, причем распределение уровня поляризации на поверхности сферы отображения будет совпадать по форме с распределением потенциала, состоящим из постоянной составляющей и дипольной составляющей. Первая составляющая задается вышеуказанным средним уровнем поляризации, который определяется задаваемой параметрически функцией времени, отражающей известный из электрофизиологии осредненный ход реполяризационного процесса в клетках миокарда, а вторая составляющая вычисляется как величина, пропорциональная потенциалу диполя с дипольным моментом, равным измеренному в данный момент дипольному моменту кардиогенератора. Распределение уровней поляризации на сфере отображения в рассматриваемый момент времени называется моментной картой восстановления сердца, или моментной дэкартограммой реполяризации. Последовательность моментных дэкартограмм реполяризации от начала до конца периода ST-T с достаточно коротким интервалом времени дает непрерывную картину общей динамики процесса желудочковой реполяризации в форме фильма. When analyzing the recovery phase, or repolarization of the excited ventricular myocardium (ST-T period of the cardiocycle on the electrocardiogram), the spatial distribution of the current generation process over the entire myocardium volume is taken into account (in contrast to the depolarization phase, when the generator is distributed only on the surface of the depolarization front), and the corresponding spatially distributed model of the generator. It is assumed that during the repolarization period this process at each moment is characterized by the sum of a certain spatial constant average level of polarization and a spatial variable level, which is determined by the vector intensity of the generator (the density of the dipole moment) uniformly distributed in the spherical model of the ventricles, and the distribution of the level of polarization on the surface of the display sphere will coincide in shape with a potential distribution consisting of a constant component and a dipole ulation. The first component is determined by the above average polarization level, which is determined by a parametrically defined function of time, which reflects the average course of the repolarization process in myocardial cells, known from electrophysiology, and the second component is calculated as a value proportional to the potential of the dipole with the dipole moment equal to the dipole moment of the cardiogenerator currently measured. The distribution of polarization levels on the display sphere at the moment in time is called the momentary card of cardiac recovery, or momentary decartogram of repolarization. The sequence of momentary decolarograms of repolarization from the beginning to the end of the ST-T period with a sufficiently short time interval gives a continuous picture of the overall dynamics of the process of ventricular repolarization in the form of a film.

Для оценки и топографического представления распределения длительности реполяризационного процесса по пространству миокарда желудочков используют модель, аналогичную модели генератора реполяризации, причем это распределение также задается некоторым постоянным средним по всему миокарду значением и дипольной составляющей, которая вычисляется как величина, пропорциональная потенциалу диполя с дипольным моментом, компоненты которого определяются как интегралы по времени от измеряемых ортогональных компонент вектора дипольного момента сердца за весь период возбуждения желудочков, или желудочкового комплекса QRST. Результирующий интегральный вектор, известный в электрокардиографии как вентрикулярный (желудочковый) градиент, характеризует неравномерность реполяризационных свойств миокарда; в соответствии с этим указанное распределение на сфере отображения называется картой ускорения реполяризации. To estimate and topographically represent the distribution of the duration of the repolarization process over the space of the ventricular myocardium, we use a model similar to the model of the repolarization generator, and this distribution is also given by some constant average value over the entire myocardium and the dipole component, which is calculated as a value proportional to the potential of a dipole with a dipole moment, components which are defined as time integrals of the measured orthogonal components of the dipole moment vector enta of the heart for the entire period of excitation of the ventricles, or QRST ventricular complex. The resulting integral vector, known in electrocardiography as a ventricular (ventricular) gradient, characterizes the uneven repolarization properties of the myocardium; in accordance with this, the indicated distribution on the display sphere is called the repolarization acceleration map.

Для оценки и топографического представления характеристик устойчивых очаговых изменений миокарда желудочков используют модель генератора дискового типа, аналогичную модели для фазы деполяризации. Генератор, отражающий такие патологические изменения, представляется в форме диска, расположение на сфере отображения и размеры которого определяются направлением и значением модуля вектора, найденного путем осреднения вектора сердца за период, соответствующий участку ST электрокардиограммы, который при наличии таких очаговых изменений более или менее равномерно смещен относительно нулевой линии. Неизменная во времени проекция такого дискообразного генератора на сферу отображения может быть нанесена на дэкартограммы любого типа. To evaluate and topographically represent the characteristics of persistent focal changes in the ventricular myocardium, a disk-type generator model is used, similar to the model for the depolarization phase. The generator reflecting such pathological changes is presented in the form of a disk, the location on the display sphere and the dimensions of which are determined by the direction and value of the vector module found by averaging the heart vector over the period corresponding to the ST section of the electrocardiogram, which in the presence of such focal changes is more or less uniformly displaced relative to the zero line. The constant projection of such a disk-shaped generator onto the display sphere can be applied to any type of decartogram.

Все дэкартограммы изображаются в одном и том же формате на овальной плоской проекции сферического квазиэпикарда. По желанию они могут быть представлены с цветовой раскраской или с цифровыми обозначениями для удобства визуальной и количественной интерпретации данных. All decartograms are displayed in the same format on an oval flat projection of a spherical quasi-epicardium. If desired, they can be presented in color or with digital symbols for the convenience of visual and quantitative interpretation of the data.

Визуальная интерпретация различных дэкартограмм позволяет оценить следующие электрофизиологические характеристики сердца:
а) моментные дэкартограммы дают наглядное представление наиболее общих свойств динамики охвата желудочков деполяризацией и реполяризацией; б) изохронные карты отражают главным образом скорость и траекторию распространения фронта деполяризации в тангенциальном направлении по отношению к поверхностям стенки сердца с одновременной индикацией изменения размеров фронта; в) карта продолжительности активации отражает главным образом скорость распространения фронта деполяризации в радиальном, или нормальном направлении по отношению к поверхностям стенки сердца; г) карта ускорения реполяризации отражает величину и основное направление в пространстве градиента длительности возбужденного (деполяризованного) состояния миокарда; д) отмеченная на дэкартограмме область очагового изменения отражает устойчивое изменение состояния поляризации миокарда на ограниченном участке.
Visual interpretation of various decartograms allows you to evaluate the following electrophysiological characteristics of the heart:
a) moment decartograms provide a visual representation of the most common properties of the dynamics of ventricular coverage with depolarization and repolarization; b) isochronous maps mainly reflect the speed and trajectory of the front of depolarization in the tangential direction with respect to the surfaces of the heart wall with a simultaneous indication of changes in the size of the front; c) the activation duration map mainly reflects the propagation velocity of the depolarization front in the radial or normal direction with respect to the surfaces of the heart wall; d) the map of the acceleration of repolarization reflects the magnitude and main direction in the space of the gradient of the duration of the excited (depolarized) state of the myocardium; e) the area of focal change noted on the dekartogram reflects a steady change in the state of myocardial polarization in a limited area.

Как показали физико-физиологический анализ используемой модели и экспериментально-клинические исследования, изохронные карты могут быть особенно полезны при распознавании желудочковых блокад, синдрома предвозбуждения желудочков и областей некроза и постинфарктного кардиосклероза. Карта продолжительности активации особенно полезна при распознавании желудочковых гипертрофий и блокад; карта ускорения реполяризации особенно полезна при распознавании состояний миокарда, предвещающих возникновение опасных нарушений ритма сердца; изображения зон очаговых изменений помогают идентифицировать локальное повреждение ткани (острый инфаркт, постинфарктный кардиосклероз) и преходящую ишемию в ограниченных областях желудочков сердца. As shown by the physical and physiological analysis of the model used and experimental clinical studies, isochronous maps can be especially useful in recognizing ventricular blockade, ventricular pre-excitation syndrome and areas of necrosis and post-infarction cardiosclerosis. Activation duration map is especially useful in recognizing ventricular hypertrophy and blockade; the repolarization acceleration map is especially useful in recognizing myocardial conditions that portend the occurrence of dangerous cardiac arrhythmias; images of zones of focal changes help identify local tissue damage (acute heart attack, post-infarction cardiosclerosis) and transient ischemia in limited areas of the ventricles of the heart.

Предлагаемый способ интерпретации данных с помощью дэкартограмм дает возможность оценивать состояние сердца и диагностировать многие сложные случаи нарушения сердечной деятельности врачу со средней и низкой квалификацией и даже не специалисту. The proposed method of interpreting data using decartograms makes it possible to assess the condition of the heart and diagnose many complex cases of cardiac abnormalities to a doctor with an average and low qualification and not even a specialist.

Это позволяет создать систему с замкнутой биологической обратной связью, когда врач, а в некоторых случаях и сам пациент (после соответствующего инструктажа) сможет своевременно оценивать диагностически и прогностически значимые изменения электрофизиологических свойств сердечной мышцы, возникающие у пациента при физической нагрузке, после психоэмоционального напряжения, в процессе его трудовой деятельности, а также на фоне приема лекарственных препаратов и во время проведения функциональных нагрузочных тестов. This allows you to create a system with closed biological feedback, when the doctor, and in some cases the patient himself (after appropriate instruction) will be able to timely assess the diagnostically and prognostically significant changes in the electrophysiological properties of the heart muscle that occur in a patient during physical exertion, after psycho-emotional stress, in the process of his labor activity, as well as against the background of taking medications and during functional stress tests.

При этом преимуществом и отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что благодаря использованию существенно более информативной системы электрокардиографического картирования сердца и оригинальных диагностических алгоритмов определение функционального состояния сердечной мышцы не ограничивается традиционной регистрацией ее интегральных функций (число сердечных сокращений, ритм, артериальное давление и т.д.), а отражает более тонкие характеристики, имеющие решающее значение для диагностики болезней сердца, оценки эффективности проводимой терапии и выбора наиболее оптимального режима физической нагрузки, психоэмоционального напряжения и трудовой деятельности, обеспечивающие:
1) оценку уровня электрической активности правого и левого желудочков сердца, в том числе при изолированной и комбинированной гипертрофии миокарда желудочков и электрической перегрузке желудочков;
2) выявление локальной ишемии миокарда, возникающей спонтанно или на фоне физической нагрузки или психоэмоционального напряжения у больных с хроническими формами ишемической болезни сердца;
3) количественное определение размеров зон ишемического повреждения (так называемой "периинфарктной зоны") и некроза у больных острым инфарктом миокарда, а также увеличение или уменьшение размеров этих зон в динамике под действием лекарственной и другой терапии;
4) более точную диагностику степени и уровня поражения проводящей системы сердца у больных с разнообразными нарушениями внутрижелудочковой проводимости (блокадами сердца);
5) количественную оценку степени электрической негомогенности сердечной мышцы, что позволит с высокой достоверностью диагностировать у больных с различными заболеваниями сердца повышенный риск возникновения опасных желудочковых аритмий, в том числе аритмий высоких градаций.
At the same time, the advantage and distinguishing feature of the proposed method is that due to the use of a significantly more informative system of electrocardiographic mapping of the heart and original diagnostic algorithms, the determination of the functional state of the heart muscle is not limited to the traditional registration of its integral functions (number of heart contractions, rhythm, blood pressure, etc. .), but reflects more subtle characteristics that are crucial for the diagnosis of heart disease, nki the effectiveness of the therapy and the choice of the most optimal mode of physical activity, psycho-emotional stress and work, providing:
1) an assessment of the level of electrical activity of the right and left ventricles of the heart, including with isolated and combined ventricular myocardial hypertrophy and electrical overload of the ventricles;
2) the identification of local myocardial ischemia that occurs spontaneously or against the background of physical activity or psycho-emotional stress in patients with chronic forms of coronary heart disease;
3) quantitative determination of the size of zones of ischemic damage (the so-called "peri-infarction zone") and necrosis in patients with acute myocardial infarction, as well as an increase or decrease in the size of these zones in dynamics under the influence of drug and other therapy;
4) a more accurate diagnosis of the degree and level of damage to the conduction system of the heart in patients with various disorders of intraventricular conduction (heart block);
5) a quantitative assessment of the degree of electrical inhomogeneity of the heart muscle, which will make it possible to diagnose with high reliability in patients with various heart diseases an increased risk of dangerous ventricular arrhythmias, including high-grade arrhythmias.

Использование оригинальных алгоритмов электрокартографической диагностики позволит получить не только визуальную качественную картину электрического поля сердца, которая требует обычно сложной интерпретации опытным специалистом в области электрокардиографического картирования сердца, но и даст возможность автоматически в реальном масштабе времени трактовать найденные изменения электрического поля сердца в виде конкретных врачебных заключений и диагнозов, в том числе сформулированных в привычных врачебных терминах. После набора достаточного количества статистических данных для каждого клинико-электрокардиографического синдрома может быть вычислена дифференциальная функция, отражающая существенные и специфические изменения электрофизиологических свойств сердечной мышцы, что позволит в контуре биологической обратной связи предъявлять врачу и пациенту не дэкартограмму, а указанные дифференциальные функции в виде упрощенных зрительных и/или звуковых образов. The use of original algorithms for electrocardiographic diagnostics will allow us to obtain not only a visual qualitative picture of the electric field of the heart, which usually requires a difficult interpretation by an experienced specialist in the field of electrocardiographic mapping of the heart, but will also make it possible to automatically interpret real-time changes in the electric field of the heart in the form of specific medical reports and diagnoses, including those formulated in the usual medical terms. After collecting a sufficient amount of statistical data for each clinical electrocardiographic syndrome, a differential function can be calculated that reflects significant and specific changes in the electrophysiological properties of the heart muscle, which will allow the doctor and patient to present not the decartogram, but these differential functions in the form of simplified visual and / or sound images.

Это позволит своевременно в автоматическом режиме диагностировать указанные нарушения электрофизиологических свойств сердечной мышцы у больных, страдающих различными заболеваниями системы кровообращения (ишемической болезнью сердца, острым инфарктом миокарда, артериальными гипертензиями, врожденными и приобретенными пороками сердца, кардиомиопатиями, миокардиодистрофиями и др.), а также осуществлять коррекцию этих нарушений с помощью медикаментозных препаратов и немедикаментозных способов лечения, обоснованного выбора наиболее оптимальных режимов физической нагрузки и трудовой деятельности, а в отдельных случаях - с использованием систем аутотренинга и саморегуляции. This will allow timely timely diagnosis of the indicated disturbances in the electrophysiological properties of the heart muscle in patients suffering from various diseases of the circulatory system (coronary heart disease, acute myocardial infarction, arterial hypertension, congenital and acquired heart defects, cardiomyopathies, myocardial dystrophies, etc.), as well as the correction of these disorders with the help of medications and non-medication methods of treatment, a reasonable choice of the most optimal modes of physical activity and labor activity, and in some cases - using systems of auto-training and self-regulation.

Предлагаемый способ реализован с помощью устройства, изображенного на фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 2 приведена схема размещения электродов и измерительно-передающего блока на пациенте, на фиг. 3 - структурно-функциональная схема устройства. Устройство состоит из 2-х частей: измерительно-передающего блока 1, располагаемого на пациенте, и приемно-обрабатывающего комплекса 2, расположенного на удалении от пациента в зоне уверенного приема электромагнитных сигналов, используемых для передачи информации. В состав измерительно-передающего блока 1 входят электроды 3-1...3-7 для снятия биопотенциалов, усилители биопотенциалов 4-1...4-3, соединенные с электродами по системе Франка, коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, кодер (кодирующее устройство) 7, передатчик электромагнитного сигнала 8, приемник электромагнитного сигнала 9, декодер (декодирующее устройство) 10, блок обратной связи 11 с аудиомонитором 12. Питание всех узлов измерительно-передающего блока производится от автономного источника питания 13. В состав приемно-обрабатывающего комплекса входят: приемник электромагнитных сигналов 14, ЭВМ 15 и передатчик электромагнитного сигнала 16. Для передачи информации с помощью электромагнитных сигналов могут быть использованы как радиочастоты, так и электромагнитные сигналы в других областях спектра, например, в области инфракрасных частот. В последнем случае передатчиком электромагнитных сигналов может служить светодиод, а в качестве приемника - фототранзистор. С помощью электродов 3-1...3-7, расположенных в точках указанных на фиг. 2, отводятся электрические потенциалы. Электроды, соединенные с усилителями 4-1...4-3 по системе Франка, которая позволяет получить составляющие суммарного дипольного момента электрического генератора сердца по 3-м осям: X, Y и Z. Таким образом, напряжение на выходе каждого из усилителей 4-1. . . 4-3 будет пропорционально соответствующей компоненте электрического диполя сердца. Выходы усилителей соединены со входами коммутатора 5, который последовательно подключает выходы усилителей ко входу АЦП 6, преобразующего выходные напряжения усилителей в параллельный двоичный код. The proposed method is implemented using the device shown in FIG. 2 and FIG. 3. In FIG. 2 shows the layout of the electrodes and the measuring and transmitting unit on the patient, FIG. 3 - structural and functional diagram of the device. The device consists of 2 parts: a measuring and transmitting unit 1 located on the patient, and a receiving and processing complex 2 located at a distance from the patient in the zone of reliable reception of electromagnetic signals used to transmit information. The composition of the measuring and transmitting unit 1 includes electrodes 3-1 ... 3-7 for removing biopotentials, amplifiers of biopotentials 4-1 ... 4-3, connected to the electrodes through the Frank system, switch 5, analog-to-digital converter (ADC) ) 6, encoder (encoding device) 7, electromagnetic signal transmitter 8, electromagnetic signal receiver 9, decoder (decoding device) 10, feedback unit 11 with audio monitor 12. All nodes of the measuring and transmitting unit are powered from an autonomous power source 13. V the composition of the processing system includes: a receiver of electromagnetic signals 14, a computer 15 and an electromagnetic signal transmitter 16. For transmission of information using electromagnetic signals can be used as radio frequency and electromagnetic signals in other regions of the spectrum, for example in the infrared region. In the latter case, an LED may serve as a transmitter of electromagnetic signals, and a phototransistor as a receiver. Using electrodes 3-1 ... 3-7 located at the points indicated in FIG. 2, electrical potentials are allocated. Electrodes connected to amplifiers 4-1 ... 4-3 according to the Frank system, which allows you to get the components of the total dipole moment of the electric heart generator along 3 axes: X, Y and Z. Thus, the output voltage of each of the amplifiers 4 -one. . . 4-3 will be proportional to the corresponding component of the electric dipole of the heart. The outputs of the amplifiers are connected to the inputs of the switch 5, which sequentially connects the outputs of the amplifiers to the input of the ADC 6, which converts the output voltages of the amplifiers into a parallel binary code.

Выходы АЦП 6 соединены со входами кодера 7, преобразующего параллельный двоичный код - в последовательный, например, в код "Манчестер П". Этим кодом модулируется несущая частота передатчика 8. Электромагнитные сигналы, излученные передатчиком 8, принимаются приемником 14. После декодирования и дешифрации принятых сигналов информация, передаваемая электромагнитными сигналами, вводится в ЭВМ 15, где производится математическая обработка этой информации в соответствии с описанным выше способом. Результат математической обработки выводится на экран монитора ЭВМ в виде дэкартограмм (моментных, суммарных и дифференциальных). Для каждого вида заболеваний выбирается свой вид дэкартограммы, позволяющий получить наиболее полную информацию о генезисе данного заболевания и наметить наиболее оптимальную стратегию лечения под наблюдением врача или при самоконтроле больного. В последнем случае больной, получив соответствующие инструкции, может самостоятельно без помощи врача посредством саморегуляции, а также других воздействий (физических нагрузок, лекарственных препаратов) стремиться изменить дэкартограмму в позитивном направлении. Другой вариант биологической обратной связи может быть осуществлен при помощи дифференциальной функции, которая вычисляется для каждого типа заболеваний и отражает динамику изменения сердечной деятельности при проведении коррекции. В этом случае сигнал биологической обратной связи может быть предъявлен больному в более простом и доступном виде, например, при помощи звуковых сигналов. В данном варианте обратная информация передается пациенту с помощью второго канала связи. Эта информация преобразуется в последовательный двоичный код, которым модулируется несущая частота передатчика 16. Сигнал, излученный передатчиком 16, принимается приемником 9, дешифрируется декодером 10 и поступает на блок обратной связи 11, который преобразовывает его в вид, удобный для восприятия пациентом, например, в звуковые образы. В данном варианте биологической обратной связи пациент совершенно не связан с обрабатывающей аппаратурой и может выполнять самые различные действия, корректирующие сердечную деятельность, например, бегать трусцой или поднимать штангу, получая при этом информацию о том, в какую сторону (положительную или отрицательную) с точки зрения коррекции направлены эти действия. The outputs of the ADC 6 are connected to the inputs of the encoder 7, which converts the parallel binary code into serial, for example, into the code "Manchester P". This code modulates the carrier frequency of the transmitter 8. The electromagnetic signals emitted by the transmitter 8 are received by the receiver 14. After decoding and deciphering the received signals, the information transmitted by the electromagnetic signals is entered into the computer 15, where this information is mathematically processed in accordance with the method described above. The result of mathematical processing is displayed on the computer monitor screen in the form of decartograms (moment, total and differential). For each type of disease, its own type of decartogram is selected, which allows to obtain the most complete information about the genesis of this disease and to outline the most optimal treatment strategy under the supervision of a doctor or during patient self-control. In the latter case, the patient, having received the appropriate instructions, can seek to change the decartogram in a positive direction without the help of a doctor through self-regulation, as well as other influences (physical activity, drugs). Another option for biological feedback can be carried out using a differential function, which is calculated for each type of disease and reflects the dynamics of changes in cardiac activity during the correction. In this case, the biofeedback signal can be presented to the patient in a simpler and more accessible form, for example, using sound signals. In this embodiment, feedback is transmitted to the patient using a second communication channel. This information is converted into a serial binary code that modulates the carrier frequency of the transmitter 16. The signal emitted by the transmitter 16 is received by the receiver 9, decrypted by the decoder 10 and fed to the feedback unit 11, which converts it into a form convenient for the patient to perceive, for example, sound images. In this biological feedback option, the patient is completely unrelated to the processing equipment and can perform a variety of actions that correct heart activity, for example, jogging or lifting the bar, while receiving information about which side (positive or negative) from the point of view Correction directed these actions.

По сравнению с аналогами и прототипом предлагаемый способ создания биологической обратной связи и устройство для его осуществления имеют следующие преимущества:
1. Обеспечивает возможность представления электрофизиологических характеристик сердца на основе измерения электрических потенциалов в небольшом числе точек, соответствующих стандартизованным векторкардиографическим отведениям, например, отведениям по системе Франка, что дает возможность реализовать данный способ с помощью простой и дешевой аппаратуры.
Compared with analogues and prototype, the proposed method for creating biological feedback and a device for its implementation have the following advantages:
1. Provides the ability to represent the electrophysiological characteristics of the heart based on the measurement of electrical potentials in a small number of points corresponding to standardized vector cardiographic leads, for example, leads according to the Frank system, which makes it possible to implement this method using simple and cheap equipment.

2. Обеспечивает наглядное представление электрофизиологических характеристик возбуждения сердца не только в период деполяризации (QRS), но и в период реполяризации (ST-T) желудочков сердца, благодаря чему возможна надежная идентификация кратковременных, долговременных и хронических физиологических и патологических изменений сердца, подлежащих коррекции (в том числе острых ишемических поражений). Предусмотрена также возможность оценки электрофизиологического состояния предсердий. 2. Provides a visual representation of the electrophysiological characteristics of cardiac arousal not only during depolarization (QRS), but also during repolarization (ST-T) of the ventricles of the heart, which makes it possible to reliably identify short-term, long-term and chronic physiological and pathological changes in the heart that need to be corrected ( including acute ischemic lesions). It is also possible to assess the electrophysiological state of the atria.

3. Наглядность в представлении результатов математической обработки не только позволяет врачу с низкой квалификацией диагностировать сложные случаи нарушения сердечной деятельности, но и дает возможность самому пациенту, после проведения соответствующего инструктажа, корректировать свою сердечную деятельность. 3. Visibility in presenting the results of mathematical processing not only allows a doctor with low qualifications to diagnose complex cases of cardiac abnormalities, but also allows the patient himself, after appropriate instruction, to correct his cardiac activity.

4. Вычисление дифференциальной функции в сочетании с телеметрическим каналом двухсторонней связи обеспечивает возможность создания полностью замкнутого контура биологической обратной связи при выполнении пациентом самых различных действий, в том числе физических упражнений, связанных с движением. 4. The calculation of the differential function in combination with the telemetric channel of two-way communication provides the ability to create a completely closed biofeedback circuit when the patient performs a variety of actions, including physical exercises associated with movement.

Литература
1. Электроэнцефалограф с обратной связью. Заявка PCT, A 61 B 5/0482 N 90/15571, 1990.
Literature
1. Electroencephalograph with feedback. PCT Application, A 61 B 5/0482 N 90/15571, 1990.

2. Способ тренировки мозговой деятельности и устройство для его осуществления. A 61 B 5/04, патент США N 4928704, 1990. 2. A method of training brain activity and a device for its implementation. A 61 B 5/04, US patent N 4928704, 1990.

3. Способ для создания ритмической обратной связи. A 61 B 5/04, патент США N 5007430, 1991. 3. A method for creating rhythmic feedback. A 61 B 5/04, US patent N 5007430, 1991.

4. Система программируемой реабилитации пациентов с заболеваниями сердца. A 61 B 5/04, патент США N 4860763, 1989. 4. System programmed rehabilitation of patients with heart disease. A 61 B 5/04, US patent N 4860763, 1989.

5. Способ визуального представления электрофизиологических характеристик сердца, определяемых по неинвазивным измерениям, и устройство для его осуществления. A 61 B 5/04 Заявка РФ N 5045723 от 13.04.92. 5. A method for visualizing the electrophysiological characteristics of the heart, determined by non-invasive measurements, and a device for its implementation. A 61 B 5/04 Application of the Russian Federation N 5045723 from 04/13/92.

Claims (1)

\ \\1 1. Способ создания биологической обратной связи для коррекции сердечной деятельности, состоящий в том, что на поверхности грудной клетки пациента измеряют электрические потенциалы, генерируемые сердцем, по этим потенциалам вычисляют электрофизиологические характеристики сердца и результат вычислений предъявляют пациенту в удобном для восприятия виде, отличающийся тем, что электрические потенциалы измеряют в точках, соответствующих стандартизованным векторкардиографическим отведениям, например, по системе Франка, по этим потенциалам определяют три компоненты суммарного момента электрического диполя сердца, затем, используя дисковую модель волны деполяризации и распределенную дипольную модель процесса реполяризации в сочетании со сферической моделью желудочков сердца как электрического генератора, рассчитывают основные электрофизиологические характеристики сердца, а результат расчета предъявляют пациенту, например, в картографическом виде для проведения им действий, направленных на изменение своей сердечной деятельности в позитивном направлении. \\\2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в дополнение к определению абсолютных значений электрофизиологических характеристик сердца вычисляют дифференциальную функцию, отражающую динамику изменения этих характеристик при коррекции сердечной деятельности за счет воздействия различных факторов (лекарственных препаратов, дозированных физических нагрузок, систем аутотренинга и др.), а результат вычисления дифференциальной функции предъявляют пациенту в виде, удобном для восприятия, например в виде зрительных или звуковых образцов. \\\2 3. Устройство для создания биологической обратной связи для коррекции сердечной деятельности, содержащее размещенный на теле пациента измерительно-передающий блок, выполненный в виде электродов для снятия биопотенциалов, соединенных по стандартизированной векторкардиографической системе отведений с соответствующими усилителями биопотенциалов, выходы которых подключены соответственно к входам блока последовательной их коммутации и передатчика электромагнитного сигнала, а также расположенный на расстоянии от пациента в зоне уверенного приема электромагнитных сигналов приемообрабатывающий блок, выполненный на приемнике электромагнитного сигнала, выход которого соединен с входом ЭВМ, отличающееся тем, что в измерительно-передающий блок введены соединенные последовательно АЦП и кодер, выход последнего из которых соединен с входом передатчика электромагнитного сигнала, а вход первого - с выходом блока последовательной коммутации, а также соединенные последовательно приемник электромагнитного сигнала, декодер и аудиомонитор, а в приемообрабатывающий блок введен передатчик, подключенный к выходу ЭВМ. \ \\ 1 1. The method of creating biological feedback for the correction of cardiac activity, which consists in measuring the electrical potentials generated by the heart on the surface of the patient’s chest, using these potentials, the electrophysiological characteristics of the heart are calculated and the result is presented to the patient in a convenient form for perception characterized in that the electric potentials are measured at points corresponding to standardized vector cardiographic leads, for example, according to the Frank system, according to these potentials three components of the total moment of the electric dipole of the heart are determined, then, using the disk model of the depolarization wave and the distributed dipole model of the repolarization process in combination with the spherical model of the ventricles of the heart as an electric generator, the basic electrophysiological characteristics of the heart are calculated, and the calculation result is presented to the patient, for example, in cartographic form for him to conduct actions aimed at changing his heart activity in a positive direction. \\\ 2 2. The method according to claim 1, characterized in that, in addition to determining the absolute values of the electrophysiological characteristics of the heart, a differential function is calculated that reflects the dynamics of changes in these characteristics when correcting cardiac activity due to the influence of various factors (drugs, dosed physical activities , autotraining systems, etc.), and the result of calculating the differential function is presented to the patient in a form convenient for perception, for example, in the form of visual or sound samples. \\\ 2 3. A device for creating biological feedback for correcting cardiac activity, containing a measuring and transmitting unit located on the patient’s body, made in the form of electrodes for removing biopotentials, connected by a standardized vector cardiographic lead system with corresponding biopotential amplifiers, the outputs of which are connected respectively to the inputs of their serial switching unit and electromagnetic signal transmitter, as well as located at a distance from the patient in the zone of For the reception of electromagnetic signals, a receiving-processing unit made on an electromagnetic signal receiver, the output of which is connected to a computer input, characterized in that an ADC and an encoder are connected in series to the measuring-transmitting unit, the output of the last of which is connected to the input of the electromagnetic signal transmitter, and the input of the first - with the output of the serial switching unit, as well as an electromagnetic signal receiver, a decoder and an audio monitor connected in series, and into the receiving-processing unit den transmitter connected to the output of the computer.
RU94018494/14A 1994-05-20 1994-05-20 Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device RU2118117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94018494/14A RU2118117C1 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94018494/14A RU2118117C1 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94018494A RU94018494A (en) 1996-08-20
RU2118117C1 true RU2118117C1 (en) 1998-08-27

Family

ID=20156193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94018494/14A RU2118117C1 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2118117C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009147279A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Polar Electro Oy Method and apparatus in connection with exercise
RU2471453C1 (en) * 2011-11-16 2013-01-10 Юрий Владимирович Балабанов Method of correcting vision disorders by creation of biological feedback and apparatus complex for its realisation
RU2485572C1 (en) * 2012-05-10 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") Method of optimising computer management
RU2523128C2 (en) * 2008-11-24 2014-07-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Heart imaging apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SU, 4860763, 1989, A 61 B 5/04. 2. US А1 1482657, 1989, A 61 B 5/02. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009147279A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Polar Electro Oy Method and apparatus in connection with exercise
US8781564B2 (en) 2008-06-02 2014-07-15 Polar Electro Oy Method and apparatus in connection with exercise
RU2523128C2 (en) * 2008-11-24 2014-07-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Heart imaging apparatus
RU2471453C1 (en) * 2011-11-16 2013-01-10 Юрий Владимирович Балабанов Method of correcting vision disorders by creation of biological feedback and apparatus complex for its realisation
RU2485572C1 (en) * 2012-05-10 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") Method of optimising computer management

Also Published As

Publication number Publication date
RU94018494A (en) 1996-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2409314C2 (en) Electrode and method for determining of bioelectric potential
US6901285B2 (en) System and method for synthesizing leads of an electrocardiogram
US9901271B2 (en) System and method for analyzing biological signals and generating electrophysiology maps
US20060264770A1 (en) Method and device for determining the presence of an ischemic area in the heart of a human being or an animal
JP4830266B2 (en) Standard 12-lead ECG construction method and ECG inspection apparatus
US20210204857A1 (en) Method and device for cardiac monitoring
Kemmelings et al. Automatic QRS onset and offset detection for body surface QRS integral mapping of ventricular tachycardia
JP4153950B2 (en) Electrocardiograph with additional lead function and method for deriving additional lead electrocardiogram
US8521263B2 (en) Method and device for recording an electrocardiogram
AU730170B2 (en) Apparatus for body surface mapping
RU2118117C1 (en) Method of creating biological feedback to correct heart activity and appropriate device
US20100298691A1 (en) Method of examining dynamic cardiac electromagnetic activity
US20210401348A1 (en) Signal color morphology
CN113288156B (en) Method for generating electrocardiographic data of any lead visual angle
JP4777326B2 (en) Electrocardiograph with additional lead function and method for deriving additional lead electrocardiogram
US20030040677A1 (en) Apparatus for body surface mapping
TWM555707U (en) Arrhythmia detecting apparatus and related system thereof
US20230210393A1 (en) Method and device for multidimensional analysis of the dynamics of cardiac activity
RU2698980C1 (en) Remote complex for analyzing electrocardiosignal
Oehler et al. Novel multichannel capacitive ecg-system for cardiac diagnostics beyond the standard-lead system
CN111297471A (en) Display of arrhythmia type
IL289321B2 (en) Derivation of heartbeat interval from reflection signal
CN116849678A (en) ST offset value calculation method, ST offset value calculation device, computer equipment and storage medium
CN112869751A (en) Device, method, equipment and system for acquiring electrocardiosignals
Kligfield et al. AHA/ACC/HRS Scientific Statement

Legal Events

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

Effective date: 20040521