RU2122346C1 - Method for virtual electrography - Google Patents

Method for virtual electrography Download PDF

Info

Publication number
RU2122346C1
RU2122346C1 RU96107016A RU96107016A RU2122346C1 RU 2122346 C1 RU2122346 C1 RU 2122346C1 RU 96107016 A RU96107016 A RU 96107016A RU 96107016 A RU96107016 A RU 96107016A RU 2122346 C1 RU2122346 C1 RU 2122346C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
virtual
under investigation
organ under
organ
electrodes
Prior art date
Application number
RU96107016A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96107016A (en
Inventor
В.К. Алейников
К.М. Резников
Ю.А. Плахотнюк
Original Assignee
Алейников Владимир Кириллович
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 Алейников Владимир Кириллович filed Critical Алейников Владимир Кириллович
Priority to RU96107016A priority Critical patent/RU2122346C1/en
Publication of RU96107016A publication Critical patent/RU96107016A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2122346C1 publication Critical patent/RU2122346C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medical diagnostics, in particular, electrocardiography. SUBSTANCE: method involves application of few electrodes on patient's skin in form of three-dimensional body which embraces organ under investigation. Stereo image of virtual geometric body which incorporates virtual surface of organ under investigation is displayed on computer screen using special spectacles. Then method involves selection of required number of virtual points, which are used for calculation of virtual electrograms, using virtual marker on virtual surface of organ under investigation, and storing real-time curves of virtual electrograms. EFFECT: increased precision, fidelity and information capacity, simplified and fast diagnostics due to vast amount of information processed by computer. 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской диагностике для проведения электрографических обследований пациентов. The invention relates to medical diagnostics for conducting electrographic examinations of patients.

В медицине широко используются электрографические обследования - электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография и т.д. In medicine, electrographic examinations are widely used - electrocardiography, electroencephalography, electromyography, etc.

Известен способ диагностики заболеваний сердца, при котором регистрируется разность потенциала между активным электродом, установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки (6 грудных отведений) и объединенным электродом (Вильсона), образованным при соединении через дополнительное сопротивление 3-х конечностей - правой руки, левой руки и левой ноги (В. В. Мурашко, А.В. Струтынский. Электрокардиография. М.: Медицина, 1987, с. 44-47). A known method for the diagnosis of heart disease, in which the potential difference is recorded between the active electrode installed at certain points on the surface of the chest (6 chest leads) and the combined electrode (Wilson), formed by connecting through additional resistance of 3 limbs - the right hand, left arms and left legs (V.V. Murashko, A.V. Strutinsky. Electrocardiography. M: Medicine, 1987, p. 44-47).

Указанный способ при использовании дополнительных V7, V8 и V9 отведений позволяет проводить диагностику заболеваний миокарда, но только в используемых в качестве отведений точках и только с поверхности грудной клетки. The specified method when using additional V7, V8 and V9 leads allows the diagnosis of myocardial diseases, but only at the points used as leads and only from the surface of the chest.

Известны способы, использующие 2-полюсные грудные отведения, которые фиксируют разность потенциалов между точками, расположенными на поверхности грудной клетки. Для записи 3-х отведений (по Нэбу) три электрода располагают - один по 2-му межреберью по правому краю грудины, другой - у верхушки сердца, а третий - по задней подмышечной линии. Known methods using 2-pole chest leads that capture the potential difference between points located on the surface of the chest. To record 3 leads (according to the Neb), three electrodes are placed - one along the 2nd intercostal space on the right edge of the sternum, the other at the apex of the heart, and the third along the back axillary line.

Указанные выше отведения используют для диагностики очаговых изменений в миокарде: задней стенки (отведение D), переднебоковой стенки (отведение А) и верхних отделов передней стенки (отведение G). Этот способ также является в диагностике очаговых изменений миокарда малоинформативным. (В.В. Мурашко, А. В. Струтынский. Электрокардиография. М.: Медицина, 1987, с. 47). The above leads are used to diagnose focal changes in the myocardium: the posterior wall (lead D), the anterolateral wall (lead A) and the upper sections of the anterior wall (lead G). This method is also in the diagnosis of focal myocardial changes uninformative. (V.V. Murashko, A.V. Strutinsky. Electrocardiography. M: Medicine, 1987, p. 47).

Более информативной, чем предыдущие способы, является методика регистрации прекордиальной картограммы (Maroko с соавт. З.З. Дорофеева, Г.В. Рябыкина) в 35 точках на передней и боковой поверхности грудной клетки. More informative than the previous methods is the method of registering a precordial cartogram (Maroko et al. ZZ Dorofeeva, GV Ryabykina) at 35 points on the front and side surfaces of the chest.

Электроды устанавливают 5-ю горизонтальными рядами по 7 электродов в каждом ряду (В.В. Мурашко, А.В. Струтынский. Электрокардиография. М.: Медицина, 1987 г.). Образующееся сплетение проводов и сложная коммутационная система затрудняют практическое использование этого способа. The electrodes are installed in 5 horizontal rows of 7 electrodes in each row (VV Murashko, AV Strutinsky. Electrocardiography. M .: Medicine, 1987). The resulting plexus of wires and a complex switching system make the practical use of this method difficult.

Все перечисленные выше способы снятия многоточечной электрокардиограммы реализуются с помощью серийно выпускаемых электрокардиографов и представляют из себя различной степени сложности усилительно-коммутационные устройства с визуализацией кривой ЭКГ (электрокардиограммы) на бумаге или на экране видиомонитора, и все реализуют проекцию вектора биопотенциала сердца на одну из сторон треугольника Эйнтховена (Н.М. Ливенцев. Курс физики, часть IV, М.: Высшая школа, 1978, с. 121-140), т.е. являются плоскими. All of the above methods for taking a multi-point electrocardiogram are implemented using commercially available electrocardiographs and are of varying degrees of difficulty switching devices with visualization of the ECG curve (electrocardiogram) on paper or on the screen of a video monitor, and all implement a projection of the heart biopotential vector on one side of the triangle Einthoven (N.M. Liventsev. Physics course, part IV, Moscow: Higher School, 1978, p. 121-140), i.e. are flat.

Ни один из существующих способов не позволяет производить снятие биопотенциала в реальном времени из внутренних структур живого органа без нарушения целостности тканей организма способом неразрушающего контроля. None of the existing methods allows for the removal of biopotential in real time from the internal structures of a living organ without violating the integrity of body tissues by non-destructive testing.

Технический результат изобретения состоит в снятии электрического потенциала, который образуется при функционировании биологической структуры (органа) с высокой степенью достоверности снятых биопотенциалов, причем не с одной плоскости, а из конкретной точки (точек) в объеме биологической структуры без нарушения целостности живого организма. The technical result of the invention consists in removing the electrical potential that is formed when the biological structure (organ) is functioning with a high degree of reliability of the taken biopotentials, and not from one plane, but from a specific point (s) in the volume of the biological structure without violating the integrity of the living organism.

Это достигается тем, что на кожу пациента накладывают электроды в виде объемной геометрической фигуры, заключающей внутри себя обследуемый орган. This is achieved by the fact that electrodes are applied to the patient’s skin in the form of a three-dimensional geometric figure enclosing the organ under examination.

Способ осуществляется следующим образом. Рассмотрим на примере снятия электрокардиограммы самый простой способ, требующий для выполнения поставленной задачи использования всего лишь 4-х электродов. Три электрода размещают на передней и один электрод - на задней поверхности грудной клетки пациента. Образованная наложенными на кожу пациента геометрическая фигура - равносторонняя пирамида (тетраэдр), вершинами которой являются наложенные на кожу пациента электроды, содержит внутри себя обследуемый орган, например сердце. The method is as follows. Consider the simplest method using an electrocardiogram as an example, which requires only 4 electrodes to complete the task. Three electrodes are placed on the front and one electrode on the back of the patient’s chest. The geometric figure formed by the geometrical figure superimposed on the patient’s skin - an equilateral pyramid (tetrahedron), the vertices of which are electrodes superimposed on the patient’s skin, contains the organ under examination, for example, the heart.

Равносторонняя пирамида отображается на видеотерминале ЭВМ в виде геометрической фигуры (тетраэдра), которую можно увидеть объемной как в стереокино. An equilateral pyramid is displayed on the computer video terminal in the form of a geometric figure (tetrahedron), which can be seen as voluminous as in stereo cinema.

В данном случае используется метод формирования двух монохромных изображений (стереопары), которые при наблюдении через очки со специальными светофильтрами (например, красный для левого глаза, а синий - для правого) создают ощущение объема). In this case, we use the method of forming two monochrome images (stereo pairs), which when observed through glasses with special filters (for example, red for the left eye and blue for the right) create a sense of volume).

С помощью электронного маркера - виртуального электрода - внутри или снаружи виртуального тетраэдра выбирается под контролем зрения исследователя необходимое количество виртуальных точек, с которых необходимо снять ЭКГ-отведения, например 120 точек с шагом 1 миллиметр, и затем запускается процесс расчета виртуальной электрокардиограммы. Using the electronic marker - a virtual electrode - inside or outside the virtual tetrahedron, the required number of virtual points are selected under the supervision of the researcher, from which it is necessary to take ECG leads, for example 120 points in 1 mm increments, and then the process of calculating the virtual electrocardiogram is started.

ЭВМ в реальном времени расчитывает кривые ЭКГ в выбранных виртуальных точках, например, на поверхности сферы, которая располагается вокруг виртуального тетраэдра и содержит в себе обследуемый органа - сердце, накапливает информацию в своей памяти, и по желанию пользователя выводит эту информацию на экран видеотерминала (или распечатывает на бумаге) в виде кривой ЭКГ (см. фиг. 1), в том числе объемной (см. фиг. 2), графиков, диаграмм или любых иных математических выкладок, заданных исследователем. The computer in real time calculates the ECG curves at the selected virtual points, for example, on the surface of a sphere that is located around the virtual tetrahedron and contains the organ under examination - the heart, accumulates information in its memory, and, at the request of the user, displays this information on the screen of the video terminal (or prints on paper) in the form of an ECG curve (see Fig. 1), including volumetric (see Fig. 2), graphs, charts, or any other mathematical calculations set by the researcher.

Для повышения точности диагностики виртуальная электрокардиограмма может быть снята синхронно с ультразвуковым сечением исследуемого органа - сердца. To increase the accuracy of diagnosis, a virtual electrocardiogram can be taken simultaneously with an ultrasound section of the investigated organ - the heart.

Использование способа позволяет снимать, в данном случае электрокардиограмму, с помощью всего лишь 4-х электродов по любым известным в настоящее время методикам, в том числе и из глубинных структур органа. Для повышения точности измерений количество электродов может быть увеличено по желанию исследователя и образовать любую объемную фигуру. Using the method allows you to remove, in this case, an electrocardiogram, using only 4 electrodes by any currently known methods, including from the deep structures of the body. To increase the accuracy of measurements, the number of electrodes can be increased at the request of the researcher and form any three-dimensional figure.

Приводим пример рассчитанной в реальном времени кривой ЭКГ в стандартных электрокардиографических отведениях - I, II, III, AVR, AVL, AVF и в одном из грудных отведений V (см. фиг. 3). We give an example of a real-time ECG curve in standard electrocardiographic leads - I, II, III, AVR, AVL, AVF and in one of the chest leads V (see Fig. 3).

Преимуществом данного способа является возможность синхронного снятия в реальном времени большого количества отведений ЭКГ из любой глубинной структуры обследуемого органа и гибкость перехода от одной ЭКГ-методики к другой. The advantage of this method is the possibility of simultaneous real-time removal of a large number of ECG leads from any deep structure of the organ under examination and the flexibility of transition from one ECG method to another.

От пользователя не требуется дополнительных специальных знаний, поскольку весь процесс математических расчетов производится ЭВМ без участия человека. The user does not need additional special knowledge, since the entire process of mathematical calculations is performed by a computer without human intervention.

Claims (1)

Способ виртуальной электрографии, заключающийся в наложении электродов на поверхность тела пациента и снятии биопотенциалов с них, отличающийся тем, что наложение электродов осуществляется вокруг обследуемого органа с образованием ими вокруг обследуемого органа объемной геометрической фигуры, на поверхности сферы вокруг которой и внутри нее с помощью электронного маркера выбирают необходимое количество виртуальных точек, с которых в реальном времени снимают биопотенциалы в виде виртуальных плоских и объемных кривых. The method of virtual electrography, which consists in applying electrodes to the surface of the patient’s body and removing biopotentials from them, characterized in that the application of electrodes is carried out around the organ being examined with the formation of a three-dimensional geometric figure around the organ being examined, on the surface of the sphere around which and inside it using an electronic marker select the required number of virtual points from which biopotentials are taken in real time in the form of virtual flat and volumetric curves.
RU96107016A 1996-04-15 1996-04-15 Method for virtual electrography RU2122346C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107016A RU2122346C1 (en) 1996-04-15 1996-04-15 Method for virtual electrography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107016A RU2122346C1 (en) 1996-04-15 1996-04-15 Method for virtual electrography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96107016A RU96107016A (en) 1998-07-27
RU2122346C1 true RU2122346C1 (en) 1998-11-27

Family

ID=20179205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96107016A RU2122346C1 (en) 1996-04-15 1996-04-15 Method for virtual electrography

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2122346C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мурашко В.В. и др. Электрокардиография. - М.: Медицина, 1987, с. 47. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5146926A (en) Method and apparatus for imaging electrical activity in a biological system
Oster et al. Noninvasive electrocardiographic imaging: reconstruction of epicardial potentials, electrograms, and isochrones and localization of single and multiple electrocardiac events
US7043292B2 (en) Single or multi-mode cardiac activity data collection, processing and display obtained in a non-invasive manner
Reilly et al. Electrograms (ecg, eeg, emg, eog)
Gillette et al. A personalized real-time virtual model of whole heart electrophysiology
Mc Loughlin Precordial bipolar leads: A new method to study anterior acute myocardial infarction
Stinstra The reliability of the fetal magnetocardiogram
CN110393522B (en) Non-invasive heart electrophysiological inversion method based on total variation constraint of graph
EP0967914B1 (en) Method for body surface mapping
Dawoud et al. Using inverse electrocardiography to image myocardial infarction—reflecting on the 2007 PhysioNet/Computers in Cardiology Challenge
RU2122346C1 (en) Method for virtual electrography
Wang et al. Electrocardiographic simulation on personalised heart-torso structures using coupled meshfree-BEM platform
Jiang Solving the inverse problem of electrocardiography in a realistic environment
Dossel et al. Optimization of electrode positions for multichannel electrocardiography with respect to electrical imaging of the heart
Wei Whole heart modeling and computer simulation
Chiang et al. A new 3-D display method for 12-lead ECG
CN206007240U (en) A kind of external membrane of heart electrocardio imaging system
Paul et al. Introduction to Biomedical Instrumentation and Its Applications
US20020029001A1 (en) Apparatus for body surface mapping
Rababah Methods for signal processing and interpolation of body surface ECG signals and the impact on the inverse reconstructed cardiac electrical activity
Kittnar et al. Analysis of the electrical heart field
Kilpatrick et al. Derived epicardial potentials differentiate ischemic ST depression from ST depression secondary to ST elevation in acute inferior myocardial infarction in humans
Gharbia Noninvasive Electrocardiographic Imaging (ECGi) to Guide Catheter Ablation of Scar-Related Ventricular Tachycardia
Rasoolzadeh SOLVING THE INVERSE PROBLEM OF ELECTROCARDIOGRAPHY FOR SPONTANEOUS PVC LOCALIZATION: ANALYSIS OF CLINICAL ELECTROCARDIOGRAPHIC DATA
Yang Noninvasive Cardiac Electrical Imaging of Activation Sequence and Activation Recovery Interval, and Localization of Ventricular Arrhythmias