RU2438568C1 - Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation - Google Patents

Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2438568C1
RU2438568C1 RU2010124340/14A RU2010124340A RU2438568C1 RU 2438568 C1 RU2438568 C1 RU 2438568C1 RU 2010124340/14 A RU2010124340/14 A RU 2010124340/14A RU 2010124340 A RU2010124340 A RU 2010124340A RU 2438568 C1 RU2438568 C1 RU 2438568C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
unit
output
duration
samples
Prior art date
Application number
RU2010124340/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Варнавский (RU)
Александр Николаевич Варнавский
Анатолий Александрович Михеев (RU)
Анатолий Александрович Михеев
Original Assignee
ГОУВПО Рязанский государственный радиотехнический университет
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 ГОУВПО Рязанский государственный радиотехнический университет filed Critical ГОУВПО Рязанский государственный радиотехнический университет
Priority to RU2010124340/14A priority Critical patent/RU2438568C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2438568C1 publication Critical patent/RU2438568C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine. ^ SUBSTANCE: method involves electrocardiosignal filtration and quantisation in time. In the first q cardiocycles, reference points are detected, cardiocycle duration is determined, mean cardiocycle duration and number of discrete counts N corresponding to this mean value are determined and used as basis for threshold value of cardiocycle duration change. In the first q cardiocycles, mean power P0 of counts is determined, three threshold power levels ö1=1.5P0, ö2=0.5P0 and ö3=1P0 are determined, where 1>2 and threshold value of cardiocycle duration change Nthr=kN where 0<k<1. At each quantisation stage, total power of sequence of N counts is determined and compared to threshold levels ö1, ö2 and ö3. If threshold level ö3 corresponding to a single systole is exceeded then gate signal of 2N duration is formed, and number of single extrasystoles is counted. Extrasystole presence signal appears if this number exceeds specified value M per time unit. Arrhythmia signal is formed if threshold value Nthr is reached as a result of counting sequence of total power values exceeding ö1 or not exceeding ö2 in the absence of gate signal. Device includes filter, quantisation unit, clock pulse source, reference point forming unit, unit defining mean cardiocycle duration, cardiocycle counter, computer of threshold levels of cardiocycle duration change, four comparators, squaring unit, mean count power defining unit, total count power defining unit, three threshold level computers, OR circuit, pulse counter, gate duration assignment unit, extrasystole gating unit, extrasystole counter unit, AND circuit. ^ EFFECT: increased reliability of electrocardiosignal arrhythmia identification for a wide range of cardiograms with various modifications of element forms in the presence of interference and extrasystolic complexes. ^ 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к электрокардиографии, и может быть использовано для выявления синусовой аритмии, экстрасистолии и других видов аритмий, таких как брадикардия, тахикардия. Способ, реализованный в устройстве, обеспечивает повышение достоверности определения наличия аритмии.The invention relates to medicine, in particular to electrocardiography, and can be used to detect sinus arrhythmia, extrasystole and other types of arrhythmias, such as bradycardia, tachycardia. The method implemented in the device provides an increase in the reliability of determining the presence of arrhythmia.

В системах автоматической оценки параметров электрокардиосигнала (ЭКС), в частности в устройствах холтеровского мониторирования, одной из основных задач является оценка степени вариабельности сердечного цикла, т.е. выявление наличия аритмий, которые являются диагностическим показателем нарушений деятельности сердечно-сосудистой системы, в частности нарушения проводимости прохождения импульсов возбуждения водителя ритма.In systems for the automatic assessment of the parameters of an electrocardiogram (EX), in particular in Holter monitoring devices, one of the main tasks is to assess the degree of variability of the cardiac cycle, i.e. identification of the presence of arrhythmias, which are a diagnostic indicator of disorders of the cardiovascular system, in particular conduction disturbances in the passage of pacemaker excitation pulses.

Известен способ, реализованный в устройстве, заключающийся в том, что выделяют несколько соседних RR-интервалов и определяют длительность каждого из них. Вычисляют среднее значение RRcp этих RR-интервалов. Затем определяют текущее значение RRi RR-интервала. Сравнивается зависимость между RRi и RRcp с Nпор. В случае, если

Figure 00000001
формируется сигнал наличия аритмии [1].A known method implemented in the device, which consists in the fact that allocate several neighboring RR-intervals and determine the duration of each of them. The average RR cp of these RR intervals is calculated. Then determine the current value of RR i RR interval. The relationship between RR i and RR cp with N pores is compared. If
Figure 00000001
a signal of the presence of arrhythmia is formed [1].

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

1. Необходимость выделения опорных точек в каждом кардиоцикле (КЦ) при определении RRi. Методу выявления аритмии будут присущи те же недостатки, что и методу выделения опорных точек.1. The need for allocation of reference points in each cardiocycle (CC) in determining RR i . The method of detecting arrhythmias will have the same disadvantages as the method of identifying reference points.

2. Надежность выявления аритмии снижается при наличии экстрасистолических комплексов и импульсных помех. Экстрасистолические комплексы и импульсные помехи могут давать ложные опорные точки или приводить к пропуску таковых.2. The reliability of detecting arrhythmias is reduced in the presence of extrasystolic complexes and impulse noise. Extrasystolic complexes and impulse noise can give false reference points or lead to the omission of such.

3. Зависимость от формы элементов ЭКС. Некоторые виды форм элементов ЭКС могут приводить к появлению ложных опорных точек или к пропуску таковых.3. Dependence on the shape of the elements of the EX. Some types of forms of EX elements can lead to the appearance of false reference points or to the omission of such.

Наиболее близким к предлагаемому способу (прототипом) является способ выявления аритмии [2], заключающийся в том, что определяют длительности q первых кардиоциклов, среднюю длительность этих кардиоциклов, число дискретных отсчетов N, соответствующее этой длительности, среднюю мощность P0 отсчетов, формируют два пороговых уровня мощности Δ1=1.5P0 и Δ2=0.5P0 и пороговое значение изменения длительности кардиоцикла Nпор=kN, где 0<k<1. Далее на каждом очередном шаге дискретизации определяют суммарную мощность следующих друг за другом N отсчетов, сравнивают полученное значение суммарной мощности с пороговыми уровнями Δ1 и Δ2, подсчитывают число поочередно взятых отсчетов суммарной мощности, превышающих Δ1 или не превышающих Δ2, причем в случае достижения в результате подсчета порогового значения Nпор изменения длительности кардиоцикла формируют сигнал о наличии аритмии.Closest to the proposed method (prototype) is a method for detecting arrhythmia [2], which consists in determining the duration q of the first cardiocycles, the average duration of these cardiocycles, the number of discrete samples N corresponding to this duration, the average power P 0 samples, form two threshold power level Δ 1 = 1.5P 0 and Δ 2 = 0.5P 0 and the threshold value for changing the duration of the cardiocycle N por = kN, where 0 <k <1. Then, at each subsequent sampling step, the total power of N samples following one another is determined, the obtained value of the total power is compared with threshold levels Δ 1 and Δ 2 , the number of successive samples of total power exceeding Δ 1 or not exceeding Δ 2 is calculated, and in the case the achievement of the calculation of the threshold value of N then changes in the duration of the cardiocycle form a signal of the presence of arrhythmia.

Недостатком данного способа является то, что при появлении даже единичной желудочковой экстрасистолы сформируется сигнал наличия аритмии, в то время как редкие экстрасистолы не являются патологией. Кроме того, экстрасистолические комплексы и интервалы исключают из рассмотрения в методиках определения параметров вариабельности сердечного ритма. Поэтому более полный анализ сердечного ритма должен иметь дополнительное заключение о наличие патологической экстрасистолии. Заключение о наличие патологической экстрасистолии делается в случае, если число единичных экстрасистол превышает определенное значение М в единицу времени. М может быть выбрано на основании врачебного опыта и медицинских источников. В частности из [3], величина М может быть выбрана равной 200 экстрасистол в сутки.The disadvantage of this method is that when even a single ventricular extrasystole appears, an arrhythmia signal will be generated, while rare extrasystoles are not a pathology. In addition, extrasystolic complexes and intervals are excluded from consideration in the methods for determining heart rate variability parameters. Therefore, a more complete analysis of the heart rhythm should have an additional conclusion about the presence of pathological extrasystole. The conclusion about the presence of pathological extrasystole is made if the number of single extrasystoles exceeds a certain value of M per unit time. M can be selected based on medical experience and medical sources. In particular, from [3], the value of M can be chosen equal to 200 extrasystoles per day.

Предлагаемый способ выявления наличия аритмии ЭКС позволяет устранить указанный недостаток прототипа.The proposed method for detecting the presence of arrhythmias of ECS eliminates the specified disadvantage of the prototype.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем. В течение q первых кардиоциклов формируют третий пороговый уровень мощности Δ3=l·P0, где l>2, далее на каждом очередном шаге дискретизации, сравнивают полученное значение суммарной мощности следующих друг за другом N отсчетов с пороговым уровнем Δ3 и в случае его превышения, соответствующего наличию одиночной экстрасистолы, формируют стробирующий сигнал длительностью 2N, подсчитывают число одиночных экстрасистол, сигнал наличия экстрасистолии формируется, если это число превысит определенное значение М за единицу времени, сигнал о наличии аритмии формируется, если при отсутствии стробирующего сигнала в результате счета поочередно взятых отсчетов суммарной мощности, превышающих Δ1 или не превышающих Δ2, достигнуто пороговое значение Nпор.The essence of the proposed method is as follows. During the q first cardiocycles, a third threshold power level Δ 3 = l · P 0 is formed , where l> 2, then at each subsequent sampling step, the obtained value of the total power of the next N samples in succession is compared with the threshold level Δ 3 and, if excess corresponding to the presence of a single extrasystole, form a strobe signal of 2N duration, count the number of single extrasystoles, the presence signal of the extrasystole is formed if this number exceeds a certain value of M per unit time, a signal about and an arrhythmia generated if the absence of a strobe signal as a result of bills taken alternately samples the total power exceeding Δ 1 or Δ is not greater than 2, the threshold value N reached far.

Предлагаемый способ основан на следующих факторах:The proposed method is based on the following factors:

1. Экстрасистолический желудочковый комплекс отличается от обычного систолического комплекса наличием деформации: увеличена амплитуда и длительность такого комплекса. Соответственно, энергия экстрасистолического QRS-комплекса значительно превышает энергию систолического QRS-комплекса [4].1. The extrasystolic ventricular complex differs from the usual systolic complex in the presence of deformation: the amplitude and duration of such a complex are increased. Accordingly, the energy of the extrasystolic QRS complex significantly exceeds the energy of the systolic QRS complex [4].

2. На ЭКС после экстрасистолического QRS-комплекса присутствует компенсаторная пауза: ТР-сегмент расширен, и энергия такого участка стремится к 0 (фиг.1).2. On the ECS after the extrasystolic QRS complex, there is a compensatory pause: the TP segment is expanded, and the energy of such a section tends to 0 (Fig. 1).

Рассмотрим энергетический анализ ЭКС с помощью временного окна: интервала времени, занимаемого несколькими (N) соседними отсчетами ЭКС, следующими с периодом дискретизации. Временное окно необходимо перемещать по оси времени с шагом, равным одному интервалу дискретизации. При этом на каждом шаге определяется энергия Е N отсчетов ЭКС Ui во временном окне:

Figure 00000002
.Consider the energy analysis of the EX using a time window: the time interval occupied by several (N) adjacent samples of the EX following the sampling period. The time window must be moved along the time axis with a step equal to one sampling interval. In this case, at each step, the energy E N of the ECS samples U i is determined in the time window:
Figure 00000002
.

Пусть имеется электрокардиосигнал с желудочковой экстрасистолой, у которого длительности всех кардиоциклов различны (фиг.2, а). Построим график зависимости энергии Е отсчетов, попавших во временное окно, от времени (фиг.2, б). Когда временное окно содержит только один КЦ (длительность первого КЦ равна длительности временного окна), энергия ЭКС будет представлять собой постоянный уровень. Поскольку длительность второго КЦ увеличилась, то в течение некоторого промежутка времени (равного разности длительности кардиоцикла и длительности временного окна) во временном окне не будет присутствовать QRS-комплекс, энергия будет минимальной и не превысит Δ2. Длительность третьего КЦ стала меньше длительности временного окна. Это выражается к том, что в течение некоторого промежутка времени (равного разности длительности временного окна и длительности кардиоцикла) во временном окне будут присутствовать два QRS-комплекса, и энергия будет максимальна на этом участке и превысит Δ1. Далее на ЭКС появляется желудочковая экстрасистола, в результате чего энергия ЭКС за счет деформации QRS-комплекса и уменьшения длительности экстрасистолического четвертого кардиоцикла значительно увеличивается и превышает Δ3. В дальнейшем вследствие наличия компенсаторной паузы энергия ЭКС уменьшается практически до 0 и возрастает до энергии одного кардиоцикла только с появлением очередного QRS-комплекса.Let there is an electrocardiogram with ventricular extrasystole, in which the durations of all cardiocycles are different (Fig. 2, a). We plot the energy E of the samples that fell into the time window versus time (Fig. 2, b). When the time window contains only one CC (the duration of the first CC is the duration of the time window), the energy of the ECS will be a constant level. Since the duration of the second CC has increased, then for a certain period of time (equal to the difference between the duration of the cardiocycle and the duration of the time window), the QRS complex will not be present in the time window, the energy will be minimal and will not exceed Δ 2 . The duration of the third CC became less than the duration of the time window. This is expressed in the fact that for a certain period of time (equal to the difference between the duration of the time window and the duration of the cardiocycle), two QRS complexes will be present in the time window, and the energy will be maximum in this area and exceed Δ 1 . Next, ventricular extrasystole appears on the EX, resulting in the energy of the EX due to deformation of the QRS complex and a decrease in the duration of the extrasystolic fourth cardiocycle significantly increases and exceeds Δ 3 . In the future, due to the presence of a compensatory pause, the energy of the ECS decreases almost to 0 and increases to the energy of one cardiocycle only with the advent of the next QRS complex.

Предлагаемый способ заключается в следующем. Электрокардиосигнал фильтруют, дискретизируют по времени. В q первых кардиоциклах выделяют опорные точки, определяют длительности этих кардиоциклов, определяют среднюю длительность этих кардиоциклов и число дискретных отсчетов N, соответствующее этой длительности. На основе обобщения врачебного опыта выбирается пороговое значение изменения длительности кардиоцикла Nпор=kN, где 0<k<1, и формируется временное окно, равное этой длительности. В течение q первых кардиоциклов определяют среднюю мощность P0 отсчетов, формируют три пороговых уровня мощности Δ1=1.5P0, Δ2=0.5P0, Δ3=l·P0, где l>2. Первый пороговый уровень находится выше суммарной мощности одного кардиоцикла P0, и его превышение свидетельствует о том, что длительность КЦ стала меньше длительности временного окна. Второй пороговый уровень находится ниже суммарной мощности КЦ P0, и его непревышение свидетельствует о том, что длительность кардиоцикла стала больше длительности временного окна. Третий пороговый уровень находится выше суммарной мощности одного кардиоцикла P0, и его превышение свидетельствует о том, что длительность КЦ стала меньше длительности временного окна и в это окно попал желудочковый экстрасистолический QRS-комплекс. Задают движение временного окна и на каждом шаге определяют суммарную мощность отсчетов ЭКС, попавших во временное окно, и сравнивают полученное значение с тремя пороговыми уровнями Δ1, Δ2 и Δ3. Превышение суммарной мощности отсчетов ЭКС порогового уровня Δ3 свидетельствует о появлении одиночной желудочковой экстрасистолы. Подсчитывают число таких превышений. В момент превышения порогового уровня Δ3 формируют стробирующий сигнал длительностью 2N, блокирующий появление возможной ошибки о наличие аритмии при превышении суммарной мощностью отсчетов значения Δ1 во время экстрасистолического желудочкового комплекса и непревышение суммарной мощностью отсчетов значения Δ2 во время компенсаторной паузы после экстрасистолического комплекса. Сигнал о наличии аритмии формируется, если при отсутствии стробирующего сигнала в результате счета поочередно взятых отсчетов суммарной мощности, превышающих Δ1 или непревышающих Δ2, достигнуто пороговое значение Nпор изменения длительности КЦ. Дополнительно формируется сигнал наличия экстрасистолии, если число превышений порогового уровня Δ3 значениями суммарной мощности больше значения М за единицу времени.The proposed method is as follows. The electrocardiogram is filtered, sampled by time. In q first cardiocycles, reference points are distinguished, the durations of these cardiocycles are determined, the average duration of these cardiocycles and the number of discrete samples N corresponding to this duration are determined. Based on the generalization of medical experience, a threshold value for changing the duration of the cardiocycle is N por = kN, where 0 <k <1, and a time window equal to this duration is formed. During the q first cardiocycles, the average power P 0 samples is determined, three threshold power levels Δ 1 = 1.5P 0 , Δ 2 = 0.5P 0 , Δ 3 = l · P 0 , where l> 2 are formed. The first threshold level is higher than the total power of one cardiocycle P 0 , and its excess indicates that the CC duration has become less than the duration of the time window. The second threshold level is below the total CC power P 0 , and its non-exceeding indicates that the duration of the cardiocycle became longer than the duration of the time window. The third threshold level is higher than the total power of one cardiocycle P 0 , and its excess indicates that the CC duration has become shorter than the time window duration and the ventricular extrasystolic QRS complex has got into this window. The movement of the time window is set and at each step the total power of the ECS samples falling into the time window is determined, and the obtained value is compared with three threshold levels Δ 1 , Δ 2 and Δ 3 . Exceeding the total power of the ECS samples of the threshold level Δ 3 indicates the appearance of a single ventricular extrasystole. Count the number of such excesses. When the threshold level Δ 3 is exceeded, a 2N gate signal is generated that blocks the occurrence of a possible error about the presence of arrhythmia when the total sample power exceeds Δ 1 during an extrasystolic ventricular complex and does not exceed the total sample power Δ 2 during a compensatory pause after an extrasystolic complex. A signal about the presence of arrhythmia is generated if, in the absence of a gating signal as a result of counting successively taken samples of total power exceeding Δ 1 or not exceeding Δ 2 , a threshold value of N pores for changing the CC duration is reached. Additionally, a signal of the presence of extrasystole is formed if the number of excesses of the threshold level Δ 3 by the values of the total power is greater than the value of M per unit time.

Предложенный способ позволяет более достоверно, по сравнению с известным способом (прототипом), выявить наличие аритмии ЭКС для широкого класса электрокардиограмм с различными модификациями формы элементов в условиях действия шумов и присутствия экстрасистолических комплексов.The proposed method allows more reliable, in comparison with the known method (prototype), to identify the presence of arrhythmia EX for a wide class of electrocardiograms with various modifications of the shape of the elements in the presence of noise and the presence of extrasystolic complexes.

Сущность изобретения и возможный вариант реализации предложенного способа поясняются следующим графическим материалом:The invention and a possible implementation of the proposed method are illustrated by the following graphic material:

- фиг.1 - желудочковая экстрасистола на ЭКС и ее признаки;- figure 1 - ventricular extrasystole on EX and its signs;

- фиг.2 - энергетический анализ ЭКС с желудочковой экстрасистолой с помощью временного окна;- figure 2 - energy analysis of EX with ventricular extrasystole using a time window;

- фиг.3 - функциональная схема устройства;- figure 3 is a functional diagram of the device;

- фиг.4 - вариант реализации третьего формирователя порогового уровня 18;- figure 4 is an implementation option of the third shaper threshold level 18;

- фиг.5 - вариант реализации блока 20 задания длительности строба;- figure 5 is an embodiment of a block 20 setting the duration of the strobe;

- фиг.6 - вариант реализации блока 21 стробирования экстрасистолы;- Fig.6 is an embodiment of an extrasystole gating unit 21;

- фиг.7 - вариант реализации блока 22 счета числа экстрасистол;- Fig.7 is an embodiment of a block 22 counting the number of extrasystoles;

- фиг.8 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.- Fig. 8 is a timing chart explaining the operation of the device.

Для достижения технического результата, заключающегося в повышении достоверности выявления наличия аритмии электрокардиосигнала при появлении экстрасистол, и реализации предложенного способа в устройство, содержащее фильтр, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом блока дискретизации, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом блока дискретизации, управляющим входом блока формирования опорных точек, первым информационным входом блока определения значения средней длительности кардиоциклов, первым управляющим входом блока определения средней мощности кардиоцикла, управляющим входом блока определения суммарной мощности отсчетов и с счетным входом счетчика импульсов, выход блока дискретизации подключен к входу блока возведения в квадрат и к информационному входу блока формирования опорных точек, выход последнего подключен к входу счетчика кардиоциклов и к второму информационному входу блока определения значения средней длительности кардиоциклов, выход счетчика кардиоциклов соединен с управляющим входом блока определения значения средней длительности кардиоциклов и с вторым управляющим входом блока определения средней мощности отсчетов, выход блока возведения в квадрат соединен с информационным входом блока определения средней мощности отсчетов и первым информационным входом блока определения суммарной мощности отсчетов, выход блока определения значения средней длительности кардиоцикла подключен к второму информационному входу блока определения суммарной мощности отсчетов и к входу формирователя порогового значения изменения длительности кардиоцикла, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, выход блока определения средней мощности отсчетов соединен с входом первого формирователя порогового уровня и входом второго формирователя порогового уровня, выход блока определения суммарной мощности отсчетов подключен к первому входу второго компаратора и второму входу третьего компаратора, выход первого формирователя порогового уровня соединен с вторым входом второго компаратора, а выход второго формирователя порогового уровня соединен с первым входом третьего компаратора, выход второго компаратора и выход третьего компаратора подключены к первому и второму входам схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом установки нуля счетчика импульсов, выход счетчика импульсов подключен к первому входу первого компаратора, дополнительно введены третий формирователь порогового уровня, четвертый компаратор, блок задания длительности строба, блок стробирования экстрасистолы, блок счета числа экстрасистол, схема И, причем выход блока определения средней мощности отсчетов соединен с входом третьего формирователя порогового уровня, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора, а к первому входу последнего подключен выход блока определения суммарной мощности отсчетов, выход блока определения значения средней длительности кардиоциклов соединен с входом блока задания длительности строба, первый, второй и третий входы блока стробирования экстрасистолы подключены соответственно к выходам четвертого компаратора, генератора тактовых импульсов, блока задания длительности строба, выход блока стробирования экстрасистолы соединен с первым входом блока счета числа экстрасистол и первым инверсным входом схемы И, второй вход блока счета числа экстрасистол подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход схемы И подключен к выходу первого компаратора, выход схемы И является первым выходом устройства, а выход блока счета числа экстрасистол является вторым выходом устройства.To achieve a technical result, which consists in increasing the reliability of detecting the presence of cardiac arrhythmias when extrasystoles appear, and implementing the proposed method in a device containing a filter, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the sampling unit, the output of the clock generator is connected to the second input the discretization unit, the control input of the reference point formation unit, the first information input of the unit for determining the average duration value of radiocycles, the first control input of the unit for determining the average cardiocycle power, the control input of the unit for determining the total power of samples and with the counting input of the pulse counter, the output of the sampling unit is connected to the input of the squaring unit and to the information input of the reference point generation unit, the output of the latter is connected to the counter input cardiocycles and to the second information input of the unit for determining the average duration of cardiocycles, the output of the cardiocycle counter is connected to the control input of the unit to determine the average duration of cardiocycles and with the second control input of the unit for determining the average power of the samples, the output of the squaring unit is connected to the information input of the unit for determining the average power of the samples and the first information input of the unit for determining the total power of samples, the output of the unit for determining the value of the average cardiocycle is connected to the second information input of the unit for determining the total power of the samples and to the input of the driver of the threshold value of the change in length the cardiocycle, the output of which is connected to the second input of the first comparator, the output of the average sample power determination unit is connected to the input of the first threshold level driver and the input of the second threshold level driver, the output of the total sample power determination unit is connected to the first input of the second comparator and the second input of the third comparator, the output of the first threshold level driver is connected to the second input of the second comparator, and the output of the second threshold level driver is connected to the first the input of the third comparator, the output of the second comparator and the output of the third comparator are connected to the first and second inputs of the OR circuit, the output of which is connected to the zero counter input of the pulse counter, the output of the pulse counter is connected to the first input of the first comparator, a third threshold level former, fourth comparator, a block for setting the strobe duration, a gating block for extrasystoles, a block for counting the number of extrasystoles, circuit I, the output of the block for determining the average power of the samples being connected to the input a third threshold level driver, the output of which is connected to the second input of the fourth comparator, and the output of the unit for determining the total power of samples is connected to the first input of the last one, the output of the unit for determining the average cardiocycle duration is connected to the input of the strobe duration setting unit, the first, second, and third inputs of the strobe block extrasystoles are connected respectively to the outputs of the fourth comparator, the clock generator, the strobe block, the output of the strobe block extrasystoles is connected to the first input of the extrasystole counting unit and the first inverse input of the And circuit, the second input of the extrasystole counting unit is connected to the output of the clock generator, the second input of the circuit And is connected to the output of the first comparator, the output of the circuit And is the first output of the device, and the output of the block extrasystole counts is the second output of the device.

Устройство состоит (фиг.3) из фильтра 1, блока 2 дискретизации, генератора тактовых импульсов 3, блока 4 формирования опорных точек, счетчика кардиоциклов 5, блока 6 определения значения средней длительности кардиоциклов, формирователя порогового значения изменения длительности кардиоцикла 7, компараторов 8, 14, 15, 19, блока 9 возведения в квадрат, блока 10 определения средней мощности отсчетов, блока 11 определения суммарной мощности отсчетов, формирователей пороговых уровней 12, 13, 18, схемы 16 ИЛИ, счетчика импульсов 17, блока 20 задания длительности строба, блока 21 стробирования экстрасистолы, блока 22 счета числа экстрасистол, схемы 23 И.The device consists (Fig. 3) of a filter 1, a sampling unit 2, a clock pulse generator 3, a reference point generating unit 4, a cardiocycle counter 5, a unit 6 for determining the average duration of cardiocycles, a shaper of a threshold value for changing the duration of a cardiocycle 7, comparators 8, 14 , 15, 19, block 9 squaring, block 10 determining the average power of the samples, block 11 determining the total power of the samples, the shapers of threshold levels 12, 13, 18, circuit 16 OR, pulse counter 17, block 20 of the job duration with robe, extrasystoles gating block 21, unit 22 counting the number of extrasystoles, circuit 23 I.

На вход фильтра 1, являющегося входом устройства, поступает ЭКС. Выход фильтра 1 соединен с первым входом блока дискретизации 2, выход генератора тактовых импульсов 3 соединен с вторым входом блока 2 дискретизации, управляющим входом блока 4 формирования опорных точек, первым информационным входом блока 6 определения значения средней длительности кардиоциклов, первым управляющим входом блока 10 определения средней мощности отсчетов, управляющим входом блока 11 определения суммарной мощности отсчетов и счетным входом счетчика импульсов 17. Выход блока 2 дискретизации подключен к информационному входу блока 4 формирования опорных точек и к входу блока 9 возведения в квадрат. Выход блока 4 формирования опорных точек соединен с входом счетчика кардиоциклов 5 и вторым информационным входом блока 6 определения значения средней длительности кардиоциклов. Выход счетчика кардиоциклов 5 подключен к управляющему входу блока 6 определения значения средней длительности кардиоциклов и к второму управляющему входу блока 10 определения средней мощности отсчетов. Выход блока 7 определения значения средней длительности кардиоциклов подключен к входу формирователя порогового значения изменения длительности кардиоцикла 7 и к второму информационному входу блока 11 определения суммарной мощности отсчетов. Выход формирователя порогового значения изменения длительности кардиоцикла 7 соединен с вторым входом первого компаратора 8. Выход блока 9 возведения в квадрат подключен к информационному входу блока 10 определения средней мощности отсчетов и к первому информационному входу блока 11 определения суммарной мощности отсчетов. Выход блока 11 определения суммарной мощности отсчетов соединен с первым входом второго компаратора 14 и вторым входом третьего компаратора 15. Выход блока 10 определения средней мощности отсчетов подключен к входу первого формирователя порогового уровня 12 и к входу второго формирователя порогового уровня 13, выход первого формирователя порогового уровня 12 соединен с вторым входом второго компаратора 14, а выход второго формирователя порогового уровня 13 соединен с первым входом третьего компаратора 15. Выход второго компаратора 14 и выход третьего компаратора 15 подключены к первому и второму входам схемы 16 ИЛИ, выход которой соединен с входом установки нуля счетчика импульсов 17, выход последнего подключен к первому входу первого компаратора 8. Выход блока 10 определения средней мощности отсчетов соединен с входом третьего формирователя порогового уровня 18, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора 19, а к первому входу последнего подключен выход блока 11 определения суммарной мощности отсчетов. Выход блока 6 определения значения средней длительности кардиоциклов соединен с входом блока 20 задания длительности строба. Первый, второй и третий входы блока 21 стробирования экстрасистолы подключены соответственно к выходам четвертого компаратора 19, генератора тактовых импульсов 3, блока 20 задания длительности строба, выход блока 21 стробирования экстрасистолы соединен с первым входом блока 22 счета числа экстрасистол и первым инверсным входом схемы 23 И. Второй вход блока 22 счета числа экстрасистол подключен к выходу генератора тактовых импульсов 3, второй вход схемы 23 И подключен к выходу первого компаратора 8. Выход схемы 23 И является первым выходом устройства, а выход блока 22 счета числа экстрасистол является вторым выходом устройства.The input of the filter 1, which is the input of the device, receives an EX. The output of the filter 1 is connected to the first input of the sampling unit 2, the output of the clock generator 3 is connected to the second input of the sampling unit 2, which controls the input of the reference point generating unit 4, the first information input of the unit 6 for determining the average duration of cardiocycles, the first control input of the unit for determining the average the power of the samples, the control input of the unit 11 for determining the total power of the samples and the counting input of the pulse counter 17. The output of the sampling unit 2 is connected to the information input of the unit Single 4 forming reference points and to the input of block 9 squaring. The output of block 4 of the formation of reference points is connected to the input of the counter of cardiocycles 5 and the second information input of unit 6 of determining the value of the average duration of cardiocycles. The output of the cardiocycle counter 5 is connected to the control input of the unit 6 for determining the average duration of cardiocycles and to the second control input of the unit 10 for determining the average power of the samples. The output of the unit 7 for determining the average duration of cardiocycles is connected to the input of the driver of the threshold value for changing the duration of the cardiocycle 7 and to the second information input of the unit 11 for determining the total power of the samples. The output of the driver of the threshold value for changing the duration of the cardiocycle 7 is connected to the second input of the first comparator 8. The output of the squaring unit 9 is connected to the information input of the average sample power determination unit 10 and to the first information input of the total sample power determination unit 11. The output of the unit 11 for determining the total power of the samples is connected to the first input of the second comparator 14 and the second input of the third comparator 15. The output of the unit 10 for determining the average power of samples is connected to the input of the first driver of the threshold level 12 and to the input of the second driver of the threshold level 13, the output of the first driver of the threshold level 12 is connected to the second input of the second comparator 14, and the output of the second threshold level driver 13 is connected to the first input of the third comparator 15. The output of the second comparator 14 and the output of the tre the fifth comparator 15 is connected to the first and second inputs of the OR circuit 16, the output of which is connected to the zero setting input of the pulse counter 17, the output of the latter is connected to the first input of the first comparator 8. The output of the average sample power determination unit 10 is connected to the input of the third threshold level generator 18, the output of which is connected to the second input of the fourth comparator 19, and the output of block 11 for determining the total power of samples is connected to the first input of the latter. The output of block 6 for determining the average duration of cardiocycles is connected to the input of block 20 for setting the duration of the strobe. The first, second and third inputs of the extrasystole gating unit 21 are connected respectively to the outputs of the fourth comparator 19, the clock pulse generator 3, the strobe duration setting unit 20, the output of the extrasystole gating unit 21 is connected to the first input of the extrasystole counting unit 22 and the first inverse input of the 23 And circuit The second input of the extrasystole counting unit 22 is connected to the output of the clock pulse generator 3, the second input of the circuit 23 And is connected to the output of the first comparator 8. The output of the circuit 23 And is the first output of the device VA, and the output of the block 22 counting the number of extrasystoles is the second output of the device.

Реализовать данное устройство можно как в аналоговой, так и в цифровой форме. В качестве примера приведем реализацию устройства в цифровой форме. Реализация блоков 4-17 приведена в [2].This device can be implemented both in analog and digital form. As an example, we give the implementation of the device in digital form. The implementation of blocks 4-17 is given in [2].

Блок 18 третьего формирователя пороговых уровней может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.4. Он содержит схему ИЛИ 24, первый 25 и второй 26 сдвиговые регистры, сумматор 27. Разрядные входы схемы ИЛИ 24, входы данные (D) сдвиговых регистров 25, 26 являются входом данного блока. Выход схемы ИЛИ 24 соединен со счетным входом (С) сдвиговых регистров 25, 26. Входы сумматора 27 соединены с выходами первого 25 и второго 26 сдвиговых регистров. Выход сумматора 27 является выходом рассматриваемого блока.Block 18 of the third driver threshold levels can be performed according to the scheme shown in figure 4. It contains the OR 24 circuit, the first 25 and second 26 shift registers, the adder 27. The bit inputs of the OR 24 circuit, the data inputs (D) of the shift registers 25, 26 are the input of this block. The output of the OR circuit 24 is connected to the counting input (C) of the shift registers 25, 26. The inputs of the adder 27 are connected to the outputs of the first 25 and second 26 shift registers. The output of the adder 27 is the output of the block in question.

Блок 20 задания длительности строба может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.5. Он содержит схему ИЛИ 28 и сдвиговый регистр 29. Разрядные входы схемы ИЛИ 28 и вход данные (D) сдвигового регистра 29 являются входом данного блока, а выход регистра 29 - его выходом. Выход схемы ИЛИ 28 соединен со счетным входом (С) регистра 29.Block 20 sets the duration of the strobe can be performed according to the scheme shown in figure 5. It contains the OR circuit 28 and the shift register 29. The bit inputs of the OR circuit 28 and the data input (D) of the shift register 29 are the input of this unit, and the output of the register 29 is its output. The output of the OR circuit 28 is connected to the counting input (C) of the register 29.

Блок 21 стробирования экстрасистолы может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.6. Он содержит триггер 30, счетчик 31 и компаратор 32. Первым входом данного блока является вход установки единицы (S) триггера 30. Вторым входом данного блока является счетный вход (С) счетчика 31. Третьим входом данного блока является второй вход (В) компаратора 32. Выход триггера 30 соединен с входом сброса (R) счетчика 31 и является выходом блока. Выход счетчика 31 подключен к первому входу (А) компаратора 32. Выход последнего соединен с входом установки нуля (R) триггера 30.Block 21 gating extrasystoles can be performed according to the scheme shown in Fig.6. It contains a trigger 30, a counter 31, and a comparator 32. The first input of this block is the unit setting input (S) of the trigger 30. The second input of this block is the counter input (C) of the counter 31. The third input of this block is the second input (B) of the comparator 32 The output of the trigger 30 is connected to the reset input (R) of the counter 31 and is the output of the block. The output of the counter 31 is connected to the first input (A) of the comparator 32. The output of the latter is connected to the zero setting input (R) of the trigger 30.

Блок 22 счета числа экстрасистол может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.7. Он содержит триггер 33, счетчики 34, 36, схемы И 35, 37. Первым входом данного блока являются счетный вход (С) счетчика 36 и вход установки единицы (S) триггера 33, а вторым - счетный вход (С) счетчика 34. Выход триггера 33 соединен с входом сброса (R) счетчика 34. Выход последнего подключен к соответствующим входам схемы И 35, выход которой соединен с входами сброса (R) триггера 33 и счетчика 36. Выход счетчика 36 подключен к соответствующим входам схемы И 37, выход которой является выходом блока.Block 22 counting the number of extrasystoles can be performed according to the scheme shown in Fig.7. It contains a trigger 33, counters 34, 36, circuits AND 35, 37. The first input of this block is the counting input (C) of the counter 36 and the installation input unit (S) of the trigger 33, and the second is the counting input (C) of the counter 34. Output the trigger 33 is connected to the reset input (R) of the counter 34. The output of the latter is connected to the corresponding inputs of the And 35 circuit, the output of which is connected to the reset (R) inputs of the trigger 33 and the counter 36. The output of the counter 36 is connected to the corresponding inputs of the And 37 circuit, the output of which is the output of the block.

Устройство работает следующим образом. На этапе предварительного анализа ЭКС осуществляется определение средней длительности кардиоцикла N и средняя мощность отсчетов P0 [2]. В [2] описана работа блоков 1-17 на этапе непосредственного анализа ЭКС. По окончании предварительного анализа на выходе блока 10 формируется сигнал средней мощности отсчетов, который поступает на вход блока 18, на выходе которого устанавливается величина порогового уровня Δ3=l·P0, где l может быть выбрана равной 2,5. Также сформированный сигнал средней длительности кардиоцикла поступает на вход блока 20, на выходе которого формируется величина длительности строба 2N.The device operates as follows. At the stage of preliminary analysis of ECS, the average duration of the cardiocycle N and the average power of the samples P 0 are determined [2]. In [2], the operation of blocks 1–17 is described at the stage of direct analysis of ECS. At the end of the preliminary analysis, the output of block 10 generates a signal of the average power of the samples, which is fed to the input of block 18, the output of which sets the threshold level Δ 3 = l · P 0 , where l can be chosen equal to 2.5. Also, the generated signal of the average duration of the cardiocycle is fed to the input of block 20, at the output of which the duration of the strobe 2N is formed.

На этапе непосредственного анализа ЭКС (фиг.8, а) сигнал суммарной мощности отсчетов с выхода блока 11 (фиг.8, б) поступает на первый вход (А) компаратора 19, где сравнивается с сигналом Δ3. Если величина суммарной мощности отсчетов превышает Δ3, то на выходе компаратора 19 устанавливается логический сигнал высокого уровня (фиг.8, в). Под действием изменения этого сигнала с низкого логического уровня на высокий, поступающего на первый вход блока 21 стробирования экстрасистолы, на выходе этого блока формируется логический сигнал высокого уровня, длительностью, равной величине сигнала на третьем входе, т.е. 2N (фиг.8, г).At the stage of direct analysis of the EX (Fig. 8, a), the signal of the total power of the samples from the output of block 11 (Fig. 8, b) is supplied to the first input (A) of the comparator 19, where it is compared with the signal Δ 3 . If the value of the total power of the samples exceeds Δ 3 , then the output of the comparator 19 is set to a high level logic signal (Fig. 8, c). Under the action of changing this signal from a low logical level to a high one, which arrives at the first input of the extrasystole gating block 21, a high level logic signal is generated at the output of this block with a duration equal to the value of the signal at the third input, i.e. 2N (Fig. 8, g).

Высокий сигнал на выходе блока 21, поступая на инверсный первый вход схемы И 23, формирует на первом выходе устройства логический сигнал низкого уровня, т.е. во время экстрасистолического желудочкового комплекса и компенсаторной паузы на этом выходе устройства устанавливается логический сигнал низкого уровня. Логический сигнал высокого уровня устанавливается на первом выходе, если на выходе блока 21 присутствует логический сигнал низкого уровня, и при этом на выходе первого компаратора 8 формируется логический сигнал высокого уровня (фиг.8, е).A high signal at the output of block 21, arriving at the inverse first input of AND circuit 23, generates a low-level logic signal at the first output of the device, i.e. during an extrasystolic ventricular complex and compensatory pause, a logic signal of a low level is established at this output of the device. A high-level logic signal is set at the first output if a low-level logic signal is present at the output of block 21, and a high-level logic signal is generated at the output of the first comparator 8 (Fig. 8, e).

Блок 22 считает число переходов логического сигнала низкого уровня в высокий на первом входе, осуществляя тем самым подсчет числа экстрасистол. В случае достижения в результате счета заданного числа М на выходе этого блока, являющегося вторым выходом устройства, формируется логический сигнал высокого уровня, свидетельствующий о наличие заболевания экстрасистолии (на фиг.8, д значение М=3).Block 22 counts the number of transitions of the logic signal of the low level to high at the first input, thereby calculating the number of extrasystoles. If, as a result of counting, a specified number M is reached, the output of this block, which is the second output of the device, generates a high-level logic signal indicating the presence of extrasystole disease (in Fig. 8, d, the value M = 3).

Для удобства отображения все цифровые сигналы на фиг.8 представлены в аналоговом виде.For ease of display, all digital signals in Fig. 8 are presented in analog form.

Ниже приведено более подробное описание работы некоторых блоков устройства.Below is a more detailed description of the operation of some units of the device.

Блок 18 формирования третьего порогового уровня работает следующим образом. В течение преданализа на вход блока поступает сигнал нулевого значения. Как только на входе блока 18 появится сигнал ненулевого значения (т.е. в момент окончания преданализа и начала непосредственного анализа ЭКС), на выходе схемы ИЛИ 24 (например, микросхема К1564ЛЛ1) появится логический сигнал высокого уровня, который запишет в сдвиговые регистры 25 и 26 (например, микросхемы К561ИР6) входной сигнал этого блока. На выходе сдвигового регистра 25 появится половина значения входного сигнала, а на выходе сдвигового регистра 26 - удвоенное значение входного сигнала. Эти сигналы поступают на входы сумматора 27 (например, микросхема К561ИМ1), в результате чего на его выходе формируется сигнал, равный 2,5 значения входного сигнала блока 18.Block 18 of the formation of the third threshold level operates as follows. During the pre-analysis, a signal of zero value is input to the block input. As soon as a signal of a nonzero value appears at the input of block 18 (i.e., at the moment of the preanalysis and the direct analysis of the EX), the output of the OR 24 circuit (for example, the K1564LL1 chip) will display a high-level logic signal that will be written to the shift registers 25 and 26 (for example, K561IR6 chip) the input signal of this block. At the output of the shift register 25, half the value of the input signal will appear, and at the output of the shift register 26, the double value of the input signal will appear. These signals are fed to the inputs of the adder 27 (for example, chip K561IM1), as a result of which a signal equal to 2.5 of the input signal of block 18 is formed at its output.

Блок 20 задания длительности строба работает следующим образом. В течение преданализа на вход блока поступает сигнал нулевого значения. Как только на входе блока 20 появится сигнал ненулевого значения (т.е. в момент окончания преданализа и начала непосредственного анализа ЭКС), на выходе схемы ИЛИ 28 (например, микросхема К1564ЛЛ1) появится логический сигнал высокого уровня, который запишет в сдвиговый регистр 29 (например, микросхема К561ИР6) входной сигнал этого блока. На выходе данного блока появится сигнал, равный двум значениям входного сигнала. Этот сигнал будет существовать на выходе блока до конца анализа.Block 20 sets the duration of the strobe as follows. During the pre-analysis, a signal of zero value is input to the block input. As soon as a signal of a nonzero value appears at the input of block 20 (i.e., at the moment of the preanalysis and the direct analysis of the EX), the output of the OR circuit 28 (for example, the K1564LL1 chip) will display a high-level logic signal that will be written to the shift register 29 ( for example, chip K561IR6) the input signal of this block. At the output of this block, a signal equal to two values of the input signal will appear. This signal will exist at the output of the block until the end of the analysis.

Блок 21 стробирования экстрасистолы работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе триггера 30 (например, К561ТР2) и, соответственно, на выходе блока логический сигнал низкого уровня. При появлении на первом входе данного блока логического сигнала высокого уровня происходит формирование на выходе триггера 30 логического сигнала высокого уровня, который разрешает счет счетчиком 31 (например, микросхема К561ИЕ10) тактовых импульсов, поступающих на второй вход блока. Логический сигнал высокого уровня на выходе триггера 30 и, соответственно, на выходе блока будет существовать до тех, пока в результате счета тактовых импульсов счетчиком 31 не будет достигнуто значение соответствующее величине сигнала на третьем входе блока и поступающее на второй (В) вход компаратора 32 (например, микросхема К561ИП2). В этот момент на выходе компаратора 32 появится логический сигнал высокого уровня, который поступая на вход установки нуля (8) триггера 30, установит на выходе триггера 30 логический сигнал низкого уровня и сбросит счетчик 31.Block 21 gating extrasystoles works as follows. In the initial state, the output of the trigger 30 (for example, K561TP2) and, accordingly, the output of the block is a logic signal of low level. When a high-level logic signal appears at the first input of this block, a high-level logic signal is generated at the output of the trigger 30, which allows the counter 31 (for example, chip K561IE10) to receive clock pulses at the second input of the block. A high level logic signal at the output of the trigger 30 and, accordingly, at the output of the block will exist until, as a result of counting clock pulses, the counter 31 reaches the value corresponding to the value of the signal at the third input of the block and arrives at the second (B) input of the comparator 32 ( for example, chip K561IP2). At this moment, a high level logic signal appears at the output of the comparator 32, which, when input to the zero (8) input of the trigger 30, sets a low level logic signal at the output of the trigger 30 and resets the counter 31.

Блок 22 счета числа экстрасистол работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе триггера 33 (например, К561ТР2) устанавливается логический сигнал низкого уровня, запрещающий счет тактовых импульсов счетчиком 34 (например, микросхема К561ИЕ10). В момент появления первой экстрасистолы на первом входе, являющимся входом установки единицы (S) триггера 33 и счетным входом (С) счетчика 36 (например, микросхема К561ИЕ10), происходит установка логического сигнала высокого уровня на выходе триггера 33 и разрешается счет тактовых импульсов счетчиком 34. Параллельно происходит счет числа экстрасистол счетчиком 36. Если в результате такого счета достигнуто число М, то на выходе схемы И 37 (например, микросхема К561ЛА8), являющемся вторым выходом устройства, появляется логический сигнал высокого уровня. Выходы счетчика 34 соединены с соответствующими входами схемы И 35 (например, микросхема К561ЛА8) таким образом, чтобы отсчитывать единицу времени. По окончании отсчета счетчиком 34 единицы времени на выходе схемы И 35 появляется логический сигнал высокого уровня, который сбрасывает триггер 33 и счетчик 36 в начальное состояние.Block 22 counting the number of extrasystoles works as follows. In the initial state, the output of the trigger 33 (for example, K561TP2) is set to a low-level logic signal that prohibits the counting of clock pulses by the counter 34 (for example, the chip K561IE10). At the time of the appearance of the first extrasystole at the first input, which is the input of the installation of the unit (S) of the trigger 33 and the counting input (C) of the counter 36 (for example, the K561IE10 chip), a high-level logic signal is installed at the output of the trigger 33 and the clock pulse count is enabled by the counter 34 . In parallel, the number of extrasystoles is counted by the counter 36. If, as a result of such a count, the number M is reached, then the output of circuit I 37 (for example, the K561LA8 chip), which is the second output of the device, displays a high-level logic signal . The outputs of the counter 34 are connected to the corresponding inputs of the And 35 circuit (for example, the K561LA8 chip) in such a way as to count a unit of time. At the end of the count by the counter 34 units of time at the output of the AND 35 circuit, a high-level logic signal appears that resets the trigger 33 and the counter 36 to the initial state.

В качестве компаратора 19 может быть использована микросхема К561ИП2, а в качестве схемы И 23 - К561ЛА8 [5, 6].As a comparator 19, the K561IP2 microcircuit can be used, and as an I 23 circuit, K561LA8 [5, 6].

Технико-экономический эффект предложенного способа и устройства для его осуществления заключается в повышении надежности определения наличия аритмии в реальном времени в условиях воздействия на ЭКС шумов и появления экстрасистолических комплексов независимо от возможных отклонений от нормы параметров QRS-комплекса (формы, амплитуды, длительности). Надежное выявление аритмии обеспечивает более качественное диагностирование возможных заболеваний сердечно-сосудистой системы человека.The technical and economic effect of the proposed method and device for its implementation is to increase the reliability of determining the presence of arrhythmia in real time under the influence of noise on the ECS and the appearance of extrasystolic complexes, regardless of possible deviations from the norm of the QRS complex parameters (shape, amplitude, duration). Reliable detection of arrhythmias provides a better diagnosis of possible diseases of the human cardiovascular system.

ЛитератураLiterature

1. Худяков А.В., Яшков В.Т. Радиоэлектроника, физика, математика в биологии и медицине. Новосибирск, 1971, с.39-43.1. Khudyakov A.V., Yashkov V.T. Radio electronics, physics, mathematics in biology and medicine. Novosibirsk, 1971, p. 39-43.

2. Патент РФ №2321339, А61В 5/0402. Способ выявления аритмии электрокардиосигнала в реальном времени и устройство для его осуществления / А.Н.Варнавский, О.В.Мельник, А.А.Михеев // Открытия. Изобретения. 2008. №10.2. RF patent №2321339, АВВ 5/0402. A method for detecting cardiac arrhythmias in real time and a device for its implementation / A.N. Varnavsky, O.V. Melnik, A.A. Mikheev // Discovery. Inventions 2008. No. 10.

3. Дощицин В.Л. Практическая электрокардиография. - 2-е изд. перераб. и доп. М.: Медицина, 1987, 336 с.3. Doshchitsin V.L. Practical electrocardiography. - 2nd ed. reslave. and add. M .: Medicine, 1987, 336 p.

4. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ / А.Л.Барановский, А.Н.Калиниченко, Л.А.Манило и др.: Под ред. А.Л.Барановского и А.П.Немирко. М.: Радио и связь, 1993, С.194-204.4. Cardiomonitors. Equipment for continuous monitoring of the ECG / A.L. Baranovsky, A.N. Kalinichenko, L.A. Manilo et al.: Ed. A.L. Baranovsky and A.P. Nemirko. M .: Radio and communication, 1993, S.194-204.

5. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000, с.89. Рис.2.33.5. Ugryumov EP Digital circuitry. SPb .: BHV - St. Petersburg, 2000, p. 89. Fig.2.33.

6. Перельман Б.Л., Шевелев В.И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги. Справочник, «НТЦ Микротех», 1998 г., 376 с.6. Perelman B.L., Shevelev V.I. Domestic microcircuits and foreign analogues. Reference book, STC Mikrotekh, 1998, 376 p.

Claims (2)

1. Способ выявления аритмии электрокардиосигнала в реальном времени, заключающийся в том, что электрокардиосигнал фильтруют, дискретизируют по времени, в q первых кардиоциклах выделяют опорные точки, определяют длительности этих кардиоциклов, определяют среднюю длительность этих кардиоциклов и число дискретных отсчетов N, соответствующее этой длительности, на основании которого задают пороговое значение изменения длительности кардиоцикла Nпор=kN, где 0<k<1, а также определяют среднюю мощность Р0 отсчетов, формируют два пороговых уровня мощности Δ1=1,5P0 и Δ2=0,5Р0, далее на каждом очередном шаге дискретизации определяют суммарную мощность следующих друг за другом N отсчетов, сравнивают полученное значение суммарной мощности с пороговыми уровнями Δ1 и Δ2, подсчитывают число поочередно взятых отсчетов суммарной мощности, превышающих Δ1 или не превышающих Δ2, отличающийся тем, что дополнительно в течение q первых кардиоциклов формируют третий пороговый уровень мощности Δ3=l·Р0, где l>2, далее на каждом очередном шаге дискретизации сравнивают полученное значение суммарной мощности следующих друг за другом N отсчетов с пороговым уровнем Δ3 и в случае его превышения, соответствующего наличию одиночной экстрасистолы, формируют стробирующий сигнал длительностью 2N, подсчитывают число одиночных экстрасистол, сигнал наличия экстрасистолии формируется, если это число превысит определенное значение М за единицу времени, сигнал о наличии аритмии формируется, если при отсутствии стробирующего сигнала в результате счета поочередно взятых отсчетов суммарной мощности, превышающих Δ1 или не превышающих Δ2, достигнуто пороговое значение Nпор.1. A method for detecting cardiac arrhythmias in real time, namely that the electrocardiogram is filtered, sampled by time, reference points are extracted in q first cardiocycles, the duration of these cardiocycles is determined, the average duration of these cardiocycles and the number of discrete samples N corresponding to this duration are determined, on the basis of which the threshold value for changing the duration of the cardiocycle is N por = kN, where 0 <k <1, and also determine the average power P 0 samples, form two threshold levels m sensitivity Δ 1 = 1,5P 0 and Δ 2 = 0,5Р 0 , then at each subsequent sampling step the total power of N samples following one after another is determined, the obtained value of the total power is compared with threshold levels Δ 1 and Δ 2 , the number is calculated alternately taken samples of total power exceeding Δ 1 or not exceeding Δ 2 , characterized in that in addition, during q of the first cardiocycles, a third threshold power level is formed Δ 3 = l · P 0 , where l> 2, then at each next sampling step the obtained total m value generality consecutive N samples with a threshold level Δ 3 and if it is exceeded, corresponding to the presence of a single extrasystoles form a gate length of 2N signal counted number of single extrasystoles, availability signal arrhythmia generated when this number exceeds a certain value M per unit time, the signal of presence of arrhythmia is generated if the absence of a strobe signal as a result of bills taken alternately samples the total power exceeding Δ 1 or Δ 2 not exceeding, achieved threshold N pores. 2. Устройство выявления аритмии электрокардиосигнала в реальном времени, содержащее фильтр, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом блока дискретизации, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом блока дискретизации, управляющим входом блока формирования опорных точек, первым информационным входом блока определения значения средней длительности кардиоциклов, первым управляющим входом блока определения средней мощности отсчетов, управляющим входом блока определения суммарной мощности отсчетов и с счетным входом счетчика импульсов, выход блока дискретизации подключен к входу блока возведения в квадрат и к информационному входу блока формирования опорных точек, выход последнего подключен к входу счетчика кардиоциклов и к второму информационному входу блока определения значения средней длительности кардиоциклов, выход счетчика кардиоциклов соединен с управляющим входом блока определения значения средней длительности кардиоциклов и с вторым управляющим входом блока определения средней мощности отсчетов, выход блока возведения в квадрат соединен с информационным входом блока определения средней мощности отсчетов и первым информационным входом блока определения суммарной мощности отсчетов, выход блока определения значения средней длительности кардиоцикла подключен к второму информационному входу блока определения суммарной мощности отсчетов и к входу формирователя порогового значения изменения длительности кардиоцикла, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, выход блока определения средней мощности отсчетов соединен с входом первого формирователя порогового уровня и входом второго формирователя порогового уровня, выход блока определения суммарной мощности отсчетов подключен к первому входу второго компаратора и второму входу третьего компаратора, выход первого формирователя порогового уровня соединен с вторым входом второго компаратора, а выход второго формирователя порогового уровня соединен с первым входом третьего компаратора, выход второго компаратора и выход третьего компаратора подключены к первому и второму входам схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом установки нуля счетчика импульсов, выход счетчика импульсов подключен к первому входу первого компаратора, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены третий формирователь порогового уровня, четвертый компаратор, блок задания длительности строба, блок стробирования экстрасистолы, блок счета числа экстрасистол, схема И, причем выход блока определения средней мощности отсчетов соединен с входом третьего формирователя порогового уровня, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора, а к первому входу последнего подключен выход блока определения суммарной мощности отсчетов, выход блока определения значения средней длительности кардиоциклов соединен с входом блока задания длительности строба, первый, второй и третий входы блока стробирования экстрасистолы подключены соответственно к выходам четвертого компаратора, генератора тактовых импульсов, блока задания длительности строба, выход блока стробирования экстрасистолы соединен с первым входом блока счета числа экстрасистол и первым инверсным входом схемы И, второй вход блока счета числа экстрасистол подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход схемы И подключен к выходу первого компаратора, выход схемы И является первым выходом устройства, а выход блока счета числа экстрасистол является вторым выходом устройства. 2. A device for detecting cardiac arrhythmia in real time, containing a filter, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the sampling unit, the output of the clock pulse generator is connected to the second input of the sampling unit, which controls the input of the reference point generation unit, the first information input of the block determining the value of the average duration of cardiocycles, the first control input of the unit for determining the average power of samples, the control input of the unit for determining the total power of the samples and with the counting input of the pulse counter, the output of the sampling unit is connected to the input of the squaring unit and to the information input of the reference point generation unit, the output of the latter is connected to the input of the cardiocycle counter and to the second information input of the unit for determining the average duration of cardiocycles, the output of the cardiocycle counter connected to the control input of the unit for determining the average duration of cardiocycles and with the second control input of the unit for determining the average power of samples, output q squaring unit is connected to the information input of the unit for determining the average power of the samples and the first information input of the unit for determining the total power of the samples, the output of the unit for determining the average duration of the cardiocycle is connected to the second information input of the unit for determining the total power of the samples and to the input of the threshold driver for changing the cardiocycle duration the output of which is connected to the second input of the first comparator, the output of the unit for determining the average power of the samples is connected inen with the input of the first threshold level former and the input of the second threshold level former, the output of the total sample power determination unit is connected to the first input of the second comparator and the second input of the third comparator, the output of the first threshold level former is connected to the second input of the second comparator, and the output of the second threshold level former connected to the first input of the third comparator, the output of the second comparator and the output of the third comparator are connected to the first and second inputs of the OR circuit, the output which is connected to the zero-pulse input of the pulse counter, the output of the pulse counter is connected to the first input of the first comparator, characterized in that a third threshold level driver, a fourth comparator, a strobe duration setting unit, an extrasystole strobe block, an extrasystole number counting unit, a circuit are additionally introduced into the device And, and the output of the unit for determining the average power of the samples is connected to the input of the third threshold level driver, the output of which is connected to the second input of the fourth compa ora, and the output of the unit for determining the total power of samples is connected to the first input of the last, the output of the unit for determining the average duration of cardiocycles is connected to the input of the unit for setting the strobe duration, the first, second, and third inputs of the extrasystole gating unit are connected to the outputs of the fourth comparator, clock generator, block setting the duration of the strobe, the output of the strobe block of the extrasystole is connected to the first input of the counting block of the number of extrasystoles and the first inverse input of the AND circuit , the second input of the extrasystole counting unit is connected to the output of the clock generator, the second input of the circuit And is connected to the output of the first comparator, the output of the And circuit is the first output of the device, and the output of the counting unit of the number of extrasystoles is the second output of the device.
RU2010124340/14A 2010-06-15 2010-06-15 Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation RU2438568C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124340/14A RU2438568C1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124340/14A RU2438568C1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2438568C1 true RU2438568C1 (en) 2012-01-10

Family

ID=45783792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124340/14A RU2438568C1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2438568C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAKCHEEVA T.A. Pattern analysis of ecg rhythms. J. Biomedical engineering, vol.29, №2, 1995, c.64 (Реферат на сайте www.springerlink.com). EIICHI KIMURA, et al. Automatic ECG and arrhythmia interpreter - an almost analog device. J. Electrocardiology, vol.6, 1973, p.137-148 (Реферат на сайте www.sciencedirect.com). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8233973B2 (en) Methods for detection of cardiac arrhythmias
EP0198087B1 (en) Artifact detector in the measurement of living body signals
US9414761B2 (en) QRS complex identification in electrocardiogram signals
CN102038497B (en) Electrocardiosignal noise analysis method
WO2009091348A1 (en) Method and apparatus for detection of tachyarrhythmia using cycle lengths
CA2861500A1 (en) Methods and systems for atrial fibrillation detection
EP1883347A2 (en) Method and apparatus for detection of tachyarrhythmia using cycle lengths
WO2012125225A1 (en) Methods for ectopy rejection for atrial fibrillation detection based on ventricular cycle lengths
CN110840443B (en) Electrocardiosignal processing method, electrocardiosignal processing device and electronic equipment
CN109567780B (en) Beat-to-beat heart rate calculation method and device, electronic equipment and storage medium
WO2011126643A2 (en) Detection of t-wave alternans phase reversal for arrhythmia prediction and sudden cardiac death risk stratification
EP2752154B1 (en) Method and system for obtaining physiological signal period
CN113499082B (en) QRS complex detection method, electrocardiograph detection device and readable storage medium
CN115770054A (en) Electrocardiosignal processing method, portable electrocardiosignal acquisition equipment and storage medium
RU2438568C1 (en) Method of electrocardiosignal arrhythmia detection in real time and device for method implementation
US20130289426A1 (en) Classification of a signal in a time domain
RU2489964C2 (en) Method of determining indices of variability of operator&#39;s heart rate in real-time mode and device for its realisation
RU2321339C1 (en) Method and device for detecting electrocardiogram signal arrhythmia in real-time mode
RU2312593C1 (en) Method and device for detecting cardio cycle start in real time mode
RU2294139C1 (en) Method and device for detecting cardiac cycle start
RU2302197C1 (en) Method and device for detecting cardiac cycle beginning in real-time mode
CN105395191A (en) Age group detection-based personnel physiological status detection device
KR20140074664A (en) Method for detecting disease and apparatus using the method
RU2371087C1 (en) Method for real-time detecting electrocardiosignal t-wave alternations and related device
RU110948U1 (en) Arrhythmias monitoring device

Legal Events

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

Effective date: 20130616