RU2687566C1 - Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram - Google Patents

Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram Download PDF

Info

Publication number
RU2687566C1
RU2687566C1 RU2018104946A RU2018104946A RU2687566C1 RU 2687566 C1 RU2687566 C1 RU 2687566C1 RU 2018104946 A RU2018104946 A RU 2018104946A RU 2018104946 A RU2018104946 A RU 2018104946A RU 2687566 C1 RU2687566 C1 RU 2687566C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tone
duration
systole
tones
pcg
Prior art date
Application number
RU2018104946A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Львович Койлис
Original Assignee
Борис Львович Койлис
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 Борис Львович Койлис filed Critical Борис Львович Койлис
Priority to RU2018104946A priority Critical patent/RU2687566C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687566C1 publication Critical patent/RU2687566C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medicine. Method for determining a functional state (FS) of a person by a phonocardiogram (PCG) involves forming a dynamic series of cardiointervals, calculation of voltage index (VI) of regulatory systems, determination of FS depending on value of VI. PCG is recorded on the apex of the heart, the I tone is recognized on the initial PHG fragment with duration of 2–3 s by way of threshold signal filtration with subsequent measurement of pauses duration between three consecutive amplitudes. Number of count, which is preceded by the maximum pause, is recorded as the start of the first tone and the count corresponding to its end is determined. Scanning interval corresponding to I tone duration, and the reading with the maximum amplitude is recorded as the first (initial) reading of the I tone on the PCG, and subsequent readings of the I tones by the maximum amplitude at the intervals [n1 n2] are determined. Duration of cardio intervals is calculated between I tones of PCG and intra-cycle parameters of cardiac activity are additionally determined: systole, diastole and ratio of amplitudes of I and II tones. Counts of the II tones are determined from the maximum amplitude on the intervals [n3 n4]. Systole values are determined by the number of readings between the I and II tone, the diastole by subtracting the systole from the duration of the cardio interval and the values of the dynamic rows of intra-cycle parameters (systole and diastole) by variational pulsometry. It is compared with standard values and, in cases of exceeding them in premorbid state, observing the presence of a pathological process.EFFECT: higher sensitivity of PS assessment and early detection of the beginning of the pathological process by determining phases of the cardiac cycle and ratios of I and II tones.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике функционального состояния (ФС) человека по результатам измерения параметров сердечно-сосудистой системы (ССС) и может использоваться при донозологическом индивидуальном контроле здоровья.The invention relates to medicine, namely to the diagnosis of the functional state (FS) of a person according to the results of measurement of parameters of the cardiovascular system (SSS) and can be used in individual individualized health monitoring.

Для определения ФС привлекаются следующие методы исследования функционирования ССС:To determine the FS involved the following methods for studying the functioning of the cardiovascular system:

- исследование временной последовательности RR интервалов электрокардиограммы (ЭКГ) в одном отведении [1, 2, 3];- study of the time sequence of the RR intervals of the electrocardiogram (ECG) in one lead [1, 2, 3];

- исследование функционирования сердца путем определения систолодиастолических соотношений [4];- study of the functioning of the heart by determining systolodiastolic ratios [4];

- исследование динамики отношений амплитуд I и II тона [5, 6].- study of the dynamics of amplitude ratios of I and II tones [5, 6].

Известен способ оценки ФС организма человека (патент РФ №2083155, опубликованный. 10.07.1997), включающий регистрацию RR-интервалов и последующее вычисление энтропии длительности RR-интервалов (Е) по формуле:There is a method of assessing the FS of the human body (RF patent No. 2083155, published. 07.07.1997), including the registration of RR-intervals and the subsequent calculation of the entropy of the duration of RR-intervals (E) by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где mi - количество RR-интервалов данной длительности в выборке из 100;where mi is the number of RR-intervals of a given duration in a sample of 100;

mi/100 - вероятность RR-интервалов данной длительности в выборке из 100;mi / 100 is the probability of RR-intervals of a given duration in a sample of 100;

и при значении 50<Е<70 оценивают ФС человека как устойчивое.and with a value of 50 <E <70, the person's FS is assessed as stable.

Недостатком данного способа является его ограниченная информативность. Понятие «устойчивое ФС», как одно единственное состояние, в методических материалах, рекомендованных для практического применения, не рассматривается.The disadvantage of this method is its limited information content. The concept of “sustainable FS”, as one single state, is not considered in the methodical materials recommended for practical use.

Известен способ определения функционального состояния человека (патент РФ №2289301, публикация патента 20.12.2006), согласно которому регистрируют ритм сердечной деятельности, измеряют длительность кардиоинтервалов, определяют показатели, используемые в вариационной пульсометрии для оценки степени напряжения регуляторных систем: мода интервалов, амплитуда моды, вариационный размах. При этом одновременно с регистрацией ритма сердечной деятельности измеряют значения систолического и диастолического артериального давления. Значение показателя ФС рассчитывают с учетом указанных параметров, по соответствующей формуле, и сравнивают его с нормативными значениями.There is a method of determining the functional state of a person (RF patent №2289301, publication of a patent of 20.12.2006), according to which heart rhythm activity is recorded, the duration of cardiointervals is measured, the indicators used in variational pulsometry are used to assess the degree of tension of regulatory systems: mode intervals, mode amplitude, variational scope. At the same time, systolic and diastolic blood pressure values are measured simultaneously with the registration of the cardiac rhythm. The value of the FS index is calculated taking into account the specified parameters, according to the appropriate formula, and compared with the standard values.

Недостатком этого способа является необходимость привлечения дополнительной аппаратуры. Усложняется процесс автоматизации процедуры самостоятельной оценки ФС, особенно для людей с ограниченными физическими возможностями.The disadvantage of this method is the need to attract additional equipment. The process of automating the process of self-assessment of the FS is becoming more complex, especially for people with disabilities.

Известен «Способ оценки ритмохроноинотропной деятельности сердца у человека зрелого и пожилого возраста» (Патент №2123278 опубликован 20.12.1998). который осуществляется путем регистрации показателей частоты сердечных сокращений, продолжительности сердечного цикла, диастолы общей, систолы общей, электрической и механической, периодов изгнания и напряжения с фазой асинхронного и изометрического сокращения методом классической поликардиографии, ударного выброса сердца и сердечного индекса методом интегральной реографии тела, среднего системного артериального давления методом артериальной осциллографии, и осуществления по ним дифференциальной диагностики работы сердца, отличающийся тем, что дифференциальную диагностику работы сердца осуществляют с учетом выделения типологических особенностей организации хронокардиологической функциональной системы и уточнения количественных показателей оптимума ритмо, хроно- и инотропной функции сердца при разном значении системного артериального давления и кровотока.The “Method of assessing the rhythmmochroon-inotropic activity of the heart in a person of a mature and elderly age” is known (Patent No. 2123278 published 12/20/1998). which is carried out by registering the heart rate, duration of the cardiac cycle, total diastole, general, electrical and mechanical systole, periods of expulsion and voltage with the phase of asynchronous and isometric contraction using classical polycardiography, cardiac output and cardiac index using integral body rheography, systemic average arterial oscillography, and the differential diagnosis of cardiac performance, ayuschiysya in that the differential diagnosis of the heart is carried out with the allocation of organization features typological hronokardiologicheskoy functional system and clarify quantitative optimum rhythm, chronotropic and inotropic function of the heart at different values of systemic blood pressure and blood flow.

Основным недостатком способа является сложность в его реализации. Он не рассчитан на индивидуальное применение «обычным» человеком.The main disadvantage of this method is the difficulty in its implementation. It is not designed for individual use by an “ordinary” person.

Признанным как в России, так и за рубежом, донозологическим методом исследования функционирования ССС, является анализ вариации сердечного ритма (ВСР). Метод ВСР рекомендован для определения ФС организма и индивидуального контроля здоровья [1, 3].The analysis of the functioning of the cardiovascular system, recognized by the prenosological method of studying the functioning of the cardiovascular system, is recognized both in Russia and abroad. The HRV method is recommended for determining the body's FS and individual health control [1, 3].

Исследование сигнала ВСР представляет собой временную последовательность RR интервалов электрокардиограммы (ЭКГ), регистрируемую по схеме одного отведения. В качестве критерия оценки состояния ССС используется индекс напряжения регуляторных систем (ИН), вычисляемый по формуле:The study of the signal of HRV is a temporary sequence of RR intervals of the electrocardiogram (ECG), recorded according to the scheme of one lead. As a criterion for assessing the status of the CCC, the tension index of regulatory systems (IN) is used, calculated by the formula:

ИН=АМо/2*Мо*ВР,IN = AMO / 2 * Mo * BP,

где Мо - (мода) наиболее часто встречающееся значение длительности кардиоинтервалов. АМо - (амплитуда моды), число кардиоинтервалов в %, соответствующих диапазону моды. BP - (вариационный размах), разность между максимальным и минимальным значением длительности кардиоинтервала.where Mo is (fashion) the most common value of the duration of cardiointervals. AMO - (mode amplitude), the number of cardiointervals in%, corresponding to the range of fashion. BP - (variational range), the difference between the maximum and minimum value of the cardiointerval.

ФС организма определяется величиной ИН: чем ниже степень напряжения регуляторных систем, тем меньшую цену платит организм за свое приспособление к различным воздействиям. Конкретно, ФС человека определяется по результатам сравнения ИН с нормативными значениями.The FS of the body is determined by the value of the IN: the lower the degree of tension of the regulatory systems, the lower the price the body pays for its adaptation to various influences. Specifically, a person's FS is determined by comparing the IN with the standard values.

За прототип принят способ оценки ФС, заключающийся в том, что регистрируют ЭКГ, осуществляют распознавание R-зубцов, измеряют длительность кардиоинтервалов RR, формируют динамические ряды кардиоинтервалов, вычисляют индекс напряжения регуляторных систем (ИН) и определяют ФС человека по результатам сравнения ИН с нормативными значениями. («Вариабельность сердечного ритма», 31.03.2014, http://edu-biz.org/2014/03/31/variabelnost-serdechnogo-ritma/).The prototype of the FS evaluation method is used as a prototype. It consists in recording ECG, recognizing R-waves, measuring the duration of RR cardiointervals, forming dynamic series of cardiointervals, calculating the stress index of regulatory systems (IN) and determining the human FS from the results of comparison of IN with standard values . ("Heart rate variability", 03/31/2014, http://edu-biz.org/2014/03/31/variabelnost-serdechnogo-ritma/).

Основным недостатком описанного выше способа является низкая чувствительность ранней диагностики патологических состояний организма, в силу того, что анализ базируется на исследовании только одного параметра ССС - длительности кардиоциклов.The main disadvantage of the method described above is the low sensitivity of early diagnosis of pathological conditions of the body, due to the fact that the analysis is based on the study of only one parameter CCC - the duration of cardiocycles.

Известно, что формирование конечного результата деятельности сердца, как насоса, происходит под влиянием ряда факторов, важнейшими из которых являются интервалы между сокращениями. На функциональное состояние ССС оказывают влияние систолодиастолические внутрицикловые соотношения [4].It is known that the formation of the end result of the activity of the heart, as a pump, occurs under the influence of a number of factors, the most important of which are the intervals between contractions. The functional state of the cardiovascular system is influenced by systolodiastolic intracyclic ratios [4].

Известна аускультативная патология тонов: ослабление и усиление, акцентуация [5]. В норме над верхушкой сердца амплитуда первого тона больше второго. В том случае, если амплитуда первого тона равна второму или меньше его, это свидетельствует об ослаблении первого тона, одной из причин которого является недостаточность митрального клапана [6].Known auscultatory pathology of tones: weakening and strengthening, accentuation [5]. Normally, over the apex of the heart, the amplitude of the first tone is greater than the second. In the event that the amplitude of the first tone is equal to the second or less, this indicates a weakening of the first tone, one of the reasons for which is the insufficiency of the mitral valve [6].

Цель изобретения - повысить чувствительность оценки ФС, выражающуюся в более раннем выявлении начала патологического процесса за счет дополнительного определения в каждом кардиоинтервале длительности систолы, диастолы и отношения амплитуд первого и второго тона.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of FS evaluation, expressed in the earlier detection of the onset of the pathological process due to the additional determination in each cardiointerval of the duration of systole, diastole and the ratio of amplitudes of the first and second tone.

Поставленная цель достигается за счет использования фонокардиограммы (ФКГ) в качестве кардиографической записи и способа ее исследования.This goal is achieved through the use of phonocardiogram (PCG) as a cardiographic recording and method of its research.

Следует отметить, что в настоящее время широкое распространение получили электронные стетоскопы (ЭС), дающие возможность использовать оцифрованный звук для реализации автоматизированных алгоритмов распознавания отклонений в работе сердца. Очевидные конструктивные преимущества ЭС, по сравнению с кардиомониторами, и большая клиническая информативность ФКГ по сравнению с ЭКГ одного отведения, делает способ оценки ФС организма по регистрации ФКГ предпочтительным.It should be noted that at present, electronic stethoscopes (ES) are widely used, making it possible to use digitized sound to implement automated algorithms for detecting abnormalities in the work of the heart. Obvious constructive advantages of ES, compared with cardiac monitors, and greater clinical information content of PCG compared to single-lead ECG, makes the method of assessing the FS of the body for PCG registration preferable.

«Нормальная» ФКГ состоит из колебаний I, II и нередко III, IV тонов сердца. Между I и II тоном располагается систолическая, а между II и I - диастолическая паузы. Сердечный цикл - это систола и диастола сердца, периодически повторяющиеся в строгой последовательности. Из чего следует, что кардиоинтервал на ФКГ определяется отрезком I-I."Normal" PCG consists of oscillations of I, II, and often III, IV heart sounds. Between I and II tone is systolic, and between II and I - diastolic pause. The cardiac cycle is systole and diastole of the heart, periodically repeated in strict sequence. From which it follows that the cardiointerval on PCG is determined by segment I-I.

Оптимальная точка выслушивания I тона расположена на верхушке сердца, где I тон более громкий, чем II. Но при этом, при выборе признака определения начала I тона во внимание принималось, что «нормативное соотношение» амплитуд тонов может нивелироваться, учитывая, что расположение на теле человека оптимальной точки прослушивания I тона в определенной степени случайно, поскольку сердце у всех располагается по-разному. Определенное влияние на погрешность измерения может оказывать тремор руки, удерживающей ЭС, и шумы различной природы.The optimal listening point I tone is located at the apex of the heart, where I tone is louder than II. But at the same time, when choosing the sign of determining the beginning of I tone, it was taken into account that the “normative ratio” of amplitudes of tones can be leveled, given that the location of the optimal listening point of I tone on a human body is somewhat random, since everyone’s heart is different . A certain influence on the measurement error can have a tremor of the hand holding ES, and noises of various nature.

В качестве наиболее эффективного признака идентификации I тона, принят характер чередования длительности пауз: I тон следует за длинной паузой, а II - за короткой (диастола больше систолы). Надежность признака автоматически обеспечивается регламентом методики ВСР:The nature of the alternation of pauses duration is taken as the most effective sign of I tone identification: I tone follows a long pause, and II follows a short pause (diastole is greater than systole). The reliability of the feature is automatically provided by the rules of procedure for HRV:

- оперативные исследования должны проводиться в условиях относительного покоя в положении «лежа» или «сидя»;- operational research should be conducted in conditions of relative rest in the “lying” or “sitting” position;

- при обработке записи используется понятие NN-интервалов (normal-to-normal), то есть учитываются промежутки только между нормальными сокращениями; из анализа исключаются интервалы, записанные при нарушении сердечного ритма, а так же возникшие в результате внешних помех;- when processing a record, the concept of NN-intervals (normal-to-normal) is used, that is, the intervals only between normal abbreviations are taken into account; intervals recorded during heartbeat disturbances, as well as those resulting from external interference, are excluded from the analysis;

- кардиоинтервалограмма рассматривается как стационарный случайный процесс.- cardiointervalogram is considered as a stationary random process.

Характер чередования пауз нарушается при частоте сердечных сокращений (ЧСС) выше 130 уд/мин. - диастола становиться меньше систолы Верхним пределом нормы считается - 90 уд/мин. Поскольку при значениях ЧСС, свидетельствующих о нарушении «нормы» сердечного ритма, применение ВСР исключается, то, тем самым исключаются условия, при которых принятый признак распознавания не соблюдается.The nature of the alternation of pauses is broken when the heart rate (HR) is above 130 beats / min. - diastole becomes less systole. The upper limit of the norm is considered to be 90 beats / min. Since the HRV values that indicate a violation of the “norm” of the heart rhythm, the use of HRV is excluded, then the conditions are eliminated under which the accepted sign of recognition is not observed.

О ВРС традиционно судят по длительности RR-интервалов, хотя более правильным, считается рассматривание длительности PP-интервалов. Оценка RR-интервалов связана с тем, что локализовать точку начала волны Р на ЭКГ, записанной на современных аппаратах, практически невозможно [2]. Зубец R является наибольшим по амплитуде и его наиболее легко выделить при компьютерной обработке.About HRV is traditionally judged by the duration of the RR-intervals, although more correct, it is considered considering the duration of the PP-intervals. Estimation of RR-intervals is associated with the fact that it is almost impossible to localize the point of beginning of the P wave on the ECG recorded on modern devices [2]. The R-wave is the largest in amplitude and is most easily distinguished by computer processing.

Подобное имеет место и на ФКГ. За начало I тона не могут приниматься данные, полученные путем измерения самых первых, начальных вибраций I тона, так как эти вибрации имеют очень малую амплитуду. Поэтому измерение длительности систолы от первой высокой вибрации I тона до первой высокой вибрации II тона является наиболее объективным. (Временные соотношения механической и электрической систол сердца у здоровых детей. http://anginastop.ru/elektrokardiografiya/tekhnika-i-metodika-fonokardiografii./)Similar is the case in PCG. The beginning of the I tone cannot take the data obtained by measuring the very first, initial vibrations of the I tone, since these vibrations have a very small amplitude. Therefore, the measurement of the duration of systole from the first high vibration of the I tone to the first high vibration of the II tone is the most objective. (The temporal ratio of mechanical and electrical systole of the heart in healthy children. Http://anginastop.ru/elektrokardiografiya/tekhnika-i-metodika-fonokardiografii./)

Центральная часть I тона состоит из 3-5 колебаний большой амплитуды. При этом обычно один из зубцов центральной части имеет максимальную амплитуду, по которой и составляют суждение об амплитуде (интенсивности) I тона.The central part of the I tone consists of 3-5 large amplitude oscillations. In this case, usually one of the teeth of the central part has the maximum amplitude, according to which the judgment about the amplitude (intensity) of the I tone is formed.

В основу идентификации I тона положено соображение, согласно которому для определения какая из пауз является систолой, а какая диастолой, необходимо иметь не менее трех измерений пауз между амплитудами тонов. Поскольку продолжительность сердечного цикла составляет порядка 1 с, то определение, какая из пауз является систолой, а какая диастолой, может быть установлено на 2-х секундной записи ФКГ. Учитывая, что кардиоинтервалограмма рассматривается как стационарный случайный процесс, последующее определение отсчетов I тона можно осуществлять на исходной записи ФКГ, не проводя фильтрацию, на интервалах, вычисляемых с учетом данных, полученных на 2-х секундном интервале.The basis of the I tone identification is based on the consideration that to determine which of the pauses is systole and which is diastole, it is necessary to have at least three dimensions of the pauses between the amplitudes of the tones. Since the duration of the cardiac cycle is of the order of 1 s, the determination of which of the pauses is systole and which of diastole can be set on a 2-second FCG recording. Considering that the cardiointervalogram is considered as a stationary random process, the subsequent determination of I-tone samples can be performed on the original PCG record, without filtering, at intervals calculated using the data obtained at the 2-second interval.

Распознавание I тона осуществляют путем выделения из записи ФКГ фрагмента продолжительностью не менее 2 с, на котором проводят пороговую фильтрацию сигнала (величина порога (0,5-0,7) от максимальной амплитуды), измеряют длительности пауз между тремя последовательными амплитудами. Номер отсчета, которому предшествует максимальная пауза, принимают за начало I тона и определяют отсчет, соответствующий его окончанию (продолжительность I тона ~ 0.14 с). Сканируют интервал, соответствующий продолжительности I тона и отсчет с максимальной амплитудой фиксируют в качестве первого (начального) отсчета I тона на ФКГ. Отсчеты последующих I-х тонов, определяют путем сканирования на интервалах [n1 n2], вычисляемых по формулам:Recognition of the I tone is carried out by extracting from the FKG recording a fragment of at least 2 s, on which the threshold filtering of the signal is performed (threshold value (0.5-0.7) from the maximum amplitude), the duration of the pauses between three consecutive amplitudes is measured. The number of the reference, which is preceded by the maximum pause, is taken as the beginning of the I tone and the counting corresponding to its end is determined (the duration of the I tone ~ 0.14 s). The interval corresponding to the duration of the I tone is scanned and the count with the maximum amplitude is fixed as the first (initial) count of the I tone on the PCG. The samples of the subsequent I-tones are determined by scanning at intervals [n1 n2] calculated by the formulas:

n1=N+0.9*Tin0*Fs; n2=N+1.1*Tin0*Fs,n1 = N + 0.9 * Tin0 * Fs; n2 = N + 1.1 * Tin0 * Fs,

(N - отсчет предыдущего I тона, Tin0 - длительность кардиоинтервала измеренного на фрагменте фильтрованного сигнала, Fs - частота измерений).(N is the count of the previous I tone, Tin0 is the duration of the cardiointerval measured on a fragment of the filtered signal, Fs is the measurement frequency).

Вычисляют длительность кардиоинтервалов межу I тонами ФКГ и дополнительно определяют внутрицикловые параметры сердечной деятельности: систолу, диастолу и отношение амплитуд I и II тонов.Calculate the duration of cardiointervals between the I tones of PCG and additionally determine the intra-cycle parameters of cardiac activity: systole, diastole and the ratio of the amplitudes of the I and II tones.

Отсчеты II тонов определяют по максимальной амплитуде на интервалах [n3 n4], вычисляемых по формулам:Counts II tones determined by the maximum amplitude at intervals [n3 n4], calculated by the formulas:

n3=N+0.3*t0sist*Fs; n4=n3+0.8*t0sist*Fs.n3 = N + 0.3 * t0sist * Fs; n4 = n3 + 0.8 * t0sist * Fs.

(t0sist - длительность систолы, измеренная на фрагменте фильтрованного сигнала).(t0sist - systole duration, measured on a fragment of the filtered signal).

На каждом кардиоинтервале определяют длительность систолы по количеству отсчетов между I и II тоном, а длительность диастолы - вычитанием из длительности кардиоинтервала значение систолы.On each cardiointerval, the duration of systole is determined by the number of counts between I and II, and the duration of diastole is determined by subtracting the systole value from the duration of the cardio interval.

Необходимо отметить, что результатом ВСР является оценка состояния организма: «норма», «преморбидное состояние», «патология». Проблема установление индивидуальных диапазонов ФС, применительно к оценке ФС, в настоящее время не решена и требует дальнейшей углубленной разработки» [1]. На практике используют статистические нормативные значения ИН. Эти обстоятельства делают практически не возможным обнаружение начало патологического прогресса с помощью способа, взятого за прототип.It should be noted that the result of HRV is an assessment of the state of the body: "normal", "premorbid state", "pathology". The problem of establishing individual FS ranges, as applied to the FS assessment, is currently not resolved and requires further in-depth development ”[1]. In practice, use of statistical standard values IN. These circumstances make it practically impossible to detect the onset of pathological progress using the method taken as a prototype.

В этой связи заслуживает внимание факт, описанный в статье В.А. Загрядский, А.Л. Розанов, В.П. Злоказов. «Двадцать лет космической электропунктуре (с. 8)»: «Следует отметить, что если ФС на уровне целостного организма можно идентифицировать между "нормальной адаптацией" и "функциональным отклонением", то отдельные системы организма в определенные периоды космического полета находились в худшем положении - между «выраженными отклонениями» и «патологией», требующей коррекции».In this connection, the fact described in the article by V.A. Zagryadsky, A.L. Rozanov, V.P. Malignant. “Twenty years of cosmic electropuncture (p. 8)”: “It should be noted that if FS at the level of the whole organism can be identified between“ normal adaptation ”and“ functional deviation ”, then individual systems of the organism were in a worse position during certain periods of space flight. between "pronounced deviations" and "pathology" requiring correction. "

Из этого факта следует, что патологический процесс и патологическое состояние имеют локальное значение, если отсутствует реакция всего организма на патогенный фактор. Например, если систолодиастолические внутрицикловые соотношения превосходят норму, а ФС организма находится в «преморбидном состоянии», то это свидетельствует о компенсации организмом возникшей дисфункции.From this fact, it follows that the pathological process and the pathological state are of local importance if there is no reaction of the whole organism to the pathogenic factor. For example, if systolodiastolic intracyclic ratios exceed the norm, and the body's FS is in a “premorbid state”, then this indicates compensation by the body of the resulting dysfunction.

Слабые изменения, выявляемые повторно и прогрессивно нарастающие, должны расцениваться как признаки формирующихся патологических изменений, способных привести к заболеванию.Weak changes detected repeatedly and progressively increasing, should be regarded as signs of emerging pathological changes that can lead to disease.

Учет изменений составляющих сердечного цикла позволяют выявлять изменения одного или нескольких из них и тем самым, диагностировать изменения функционального состояния сердца в целом.Taking into account changes in the components of the cardiac cycle can identify changes in one or more of them and thereby diagnose changes in the functional state of the heart as a whole.

Возможность установления факта возникшей дисфункции, которая потенциально может привести к ухудшению текущего ФС, является доказательством повышенной чувствительности оценки ФС, проводимой по заявляемому способу.The possibility of establishing the fact of arising dysfunction, which potentially could lead to a deterioration of the current FS, is proof of the increased sensitivity of the FS evaluation carried out by the claimed method.

В донозологической диагностике понятие патологии трактуется как нарушение равновесия. Поэтому методология, используемая для оценки ФС организма в целом, может быть использована и для оценки ФС отдельных его подсистем. Адекватность этого диагностического подхода доказана клинически и в модельных экспериментах [7, с. 11]. Поэтому определение показателей динамических рядов внутрицикловых фаз сердечной деятельности целесообразно определять тем же методом вариационной пульсометрии, который использовался для оценки степени напряжения регуляторных систем ВРС.In prenosological diagnosis, the concept of pathology is interpreted as an imbalance. Therefore, the methodology used to assess the FS of the organism as a whole can also be used to assess the FS of its individual subsystems. The adequacy of this diagnostic approach has been proven clinically and in model experiments [7, p. eleven]. Therefore, it is advisable to determine the indicators of the dynamic series of the cyclic phase phases of cardiac activity using the same method of variation pulsometry, which was used to assess the degree of tension of the HRV regulatory systems.

Технический результат состоит в повышении чувствительности оценки ФС, а именно, в более раннем выявлении начала патологического процесса за счет определения фаз сердечного цикла и соотношений амплитуд I и II тонов.The technical result consists in increasing the sensitivity of the evaluation of FS, namely, in earlier detection of the onset of the pathological process by determining the phases of the cardiac cycle and the ratios of the amplitudes of the I and II tones.

Важным достоинством заявляемого способа является его реализуемость в приложении к смартфону. Электронный стетоскоп с системой Bluetooth закрепляется на теле человека в зоне верхушки сердца. Звуки сердца записывается на диктофон смартфона и обрабатываются с помощью процессора смартфона.An important advantage of the proposed method is its feasibility in the application to the smartphone. Electronic stethoscope with Bluetooth system is attached to the human body in the apex of the heart. Heart sounds are recorded on the smartphone's voice recorder and are processed using the smartphone's processor.

Способ может использоваться при донозологическом индивидуальном контроле здоровья. Реализация индивидуальной системы, может использоваться для дистанционного профилактического обследования больших контингентов населения, с целью раннего выявления патологических состояний сердечно - сосудистой системы.The method can be used in individual-prenosological health control. The implementation of an individual system, can be used for remote preventive examination of large populations of the population, with the aim of early detection of pathological conditions of the cardiovascular system.

Возможность осуществления способа иллюстрируется следующими фигурами:The possibility of implementing the method is illustrated by the following figures:

фиг. 1 Исходная запись ФКГ (16 с) на верхушке сердца, дискретность 1000 Гц. Запись произведена с помощью экспериментального макета ЭС микрофон которого, встроен в головку стетоскопа ST-72 фирмы Microlife.FIG. 1 Original PCG record (16 s) at the apex of the heart, discreteness 1000 Hz. The recording was made with the help of an experimental prototype of an ES microphone of which is embedded in the head of the ST-72 stethoscope of the Microlife company.

фиг. 2 Начальный 3-х секундный фрагмент записи исходной ФКГ.FIG. 2 The initial 3-second fragment of the original PCG recording.

фиг. 3 - Фрагмент ФКГ после пороговой фильтрацииFIG. 3 - FKG fragment after threshold filtration

Номера отсчетов первых трех амплитудNumbers of counts of the first three amplitudes [3019 6455 11719].[3019 6455 11719]. Время между тремя отсчетами (с)The time between three counts (s) [0.30 0.34 0.53].[0.30 0.34 0.53].

Максимальная длительность паузы 0.53 с, предшествует третьей амплитуде. Согласно признаку распознавания I тона, отсчет, соответствующий этой амплитуде, принимается за начало I тона. Значение диастолы - 0.53 с, значение систолы (t0sist) - 0.34 с. Длительность кардиоинтервала (Tin0) составляет 0.87 с. Значение третьего отсчета третьей амплитуды N=11719 принимается за первый отсчет последующих I-х тонов.The maximum pause duration is 0.53 s, preceding the third amplitude. According to the recognition sign of the I tone, the count corresponding to this amplitude is taken as the beginning of the I tone. The diastole value is 0.53 s, the systole value (t0sist) is 0.34 s. The duration of the cardiac interval (Tin0) is 0.87 s. The value of the third count of the third amplitude N = 11719 is taken as the first count of the subsequent I-tones.

Источники информации.Information sources.

1 Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) / P.M. Баевский, Г.Г. Иванов, Л.В. Чирейкин и др. // Вестник аритмологии. - 2001. - №24. - С. 65-87.1 Baevsky P.M. Analysis of heart rate variability using various electrocardiographic systems (methodical recommendations) / P.M. Baevsky, G.G. Ivanov, L.V. Chireykin et al. // Bulletin of arrhythmology. - 2001. - №24. - p. 65-87.

2 "Вариабельность сердечного ритма". Стандарт измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. Рабочая группа Европейского Кардиологического Общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии. www.hrv.ru2 "Heart Rate Variability". Standard of measurement, physiological interpretation and clinical use. Working Group of the European Society of Cardiology and the North American Society of Stimulation and Electrophysiology. www.hrv.ru

3 Исаева О.Н. Физиологическое обоснование систем телемедицинского донозологического индивидуального контроля: дис. канд. биолог. наук: 14.03.08. // Исаева Ольга Николаевна. - М., 2015. - 203 с.3 Isaeva O.N. Physiological rationale for telemedicine prenosological individual control systems: dis. Cand. biologist. Sciences: 14.03.08. // Isaeva Olga Nikolaevna. - M., 2015. - 203 p.

4 Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М.: Медицина, 1965, 275 с.4 Karpman V.L. Phase analysis of cardiac activity. M .: Medicine, 1965, 275 p.

5 Аускультация сердца: точки выслушивания, алгоритм и расшифровка. https://moyakrov.info/heart/auskultatsiya-serdtsa5 Auscultation of the heart: listening points, algorithm and interpretation. https://moyakrov.info/heart/auskultatsiya-serdtsa

6 Фонокардиография - Звуковая симптоматика приобретенных пороков сердца, http://lekmed.ru/info/arhivy/zvukovaya-simptomatika-priobretennyh-porokov-serdca-13.html.6 Phonocardiography - Sound symptoms of acquired heart defects, http://lekmed.ru/info/arhivy/zvukovaya-simptomatika-priobretennyh-porokov-serdca-13.html.

7 Загрядский В.А. Прибор электропунктурной оценки и коррекции функционального состояния организма «Прогноз - Мини». Инструкция по применению. Версия 1.0, 1992 г. - 34 с.7 Zagryadsky V.A. The device electropuncture assessment and correction of the functional state of the body "Prognosis - Mini". Instructions for use. Version 1.0, 1992 - 34 p.

Claims (5)

Способ определения функционального состояния (ФС) человека по фонокардиограмме (ФКГ), включающий формирование динамического ряда кардиоинтервалов, вычисление индекса напряжения (ИН) регуляторных систем, определение ФС в зависимости от величины ИН, отличающийся тем, что регистрируют ФКГ на верхушке сердца, осуществляют распознавание I тона на начальном фрагменте ФКГ продолжительностью 2-3 с путем пороговой фильтрации сигнала с последующим измерением длительности пауз между тремя последовательными амплитудами, при этом номер отсчета, которому предшествует максимальная пауза, фиксируют за начало I тона и определяют отсчет, соответствующий его окончанию, затем сканируют интервал, соответствующий продолжительности I тона, и отсчет с максимальной амплитудой фиксируют в качестве первого (начального) отсчета I тона на ФКГ и определяют последующие отсчеты I тонов по максимальной амплитуде на интервалах [n1 n2], вычисляемых по формуламThe method of determining the functional state (FS) of a person by phonocardiogram (PCG), including the formation of a dynamic range of cardiointervals, the calculation of the stress index (IN) of regulatory systems, the determination of FS depending on the size of the IN, characterized by the fact that PCG is recorded at the apex of the heart, I recognize tone on the initial fragment of the FKG with a duration of 2-3 s by the threshold filtering of the signal followed by measuring the duration of the pauses between three consecutive amplitudes, with the reference number being the orom is preceded by the maximum pause, fixed at the beginning of the I tone and the counting corresponding to its end is determined, then the interval corresponding to the duration of the I tone is scanned, and the count with the maximum amplitude is fixed as the first (initial) count of the I tone at FCG and the subsequent readings of the I tone are determined maximum amplitude at intervals [n1 n2], calculated by the formulas n1=N+0.9*Tin0 *Fs, n2=N+1.1*Tin0 *Fsn1 = N + 0.9 * Tin0 * Fs, n2 = N + 1.1 * Tin0 * Fs (N - отсчет предыдущего I тона, Tin0 - длительность кардиоинтервала измеренного на фрагменте фильтрованного сигнала, Fs - частота измерений), затем вычисляют длительности кардиоинтервалов межу I тонами ФКГ и дополнительно определяют внутрицикловые параметры сердечной деятельности: систолу, диастолу и отношение амплитуд I и II тонов, при этом отсчеты II тонов определяют по максимальной амплитуде на интервалах [n3 n4], вычисляемых по формулам(N is the countdown of the previous I tone, Tin0 is the duration of the cardiointerval measured on the filtered signal fragment, Fs is the measurement frequency), then calculate the duration of cardiointervals between the I of PCG tones and additionally determine the intra-cycle parameters of cardiac activity: systole, diastole and amplitude ratio of I and II tones , while the samples of the II tones are determined by the maximum amplitude in the intervals [n3 n4] calculated by the formulas n3=N+0.3* t0sist *Fs; n4=n3+0.8* t0sist *Fsn3 = N + 0.3 * t0sist * Fs; n4 = n3 + 0.8 * t0sist * Fs (t0sist - длительность систолы, измеренная на фрагменте фильтрованного сигнала), затем определяют значения систолы по количеству отсчетов между I и II тоном, диастолы путем вычитания из длительности кардиоинтервала значения систолы и показатели динамических рядов внутрицикловых параметров (систолы и диастолы) методом вариационной пульсометрии, которые сравнивают с нормативными значениями, и, в случаях их превышения при преморбидном состоянии, фиксируют наличие возникшего патологического процесса.(t0sist - systole duration, measured on a fragment of the filtered signal), then determine the systole values by the number of counts between I and II tone, diastoles by subtracting the systole values from the cardio interval, and the indicators of the time series of intra-cycle parameters (systoles and diastoles) by variational pulsometry compared with standard values, and, in cases of their excess in the premorbid state, they record the presence of the pathological process that has arisen.
RU2018104946A 2018-02-09 2018-02-09 Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram RU2687566C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104946A RU2687566C1 (en) 2018-02-09 2018-02-09 Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104946A RU2687566C1 (en) 2018-02-09 2018-02-09 Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687566C1 true RU2687566C1 (en) 2019-05-15

Family

ID=66579142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104946A RU2687566C1 (en) 2018-02-09 2018-02-09 Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687566C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94000528A (en) * 1994-01-06 1996-08-20 Волгоградская медицинская академия Criterion estimation method of rhythm-chronoinotropic function of heart in mature and middle-aged persons
RU2004134019A (en) * 2004-11-22 2006-05-10 Константин Болеславович Туминас (RU) METHOD FOR DETERMINING HUMAN FUNCTIONAL STATE
US20100274141A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Abhilash Patangay Measures of cardiac contractility variability during ischemia
US20110098583A1 (en) * 2009-09-15 2011-04-28 Texas Instruments Incorporated Heart monitors and processes with accelerometer motion artifact cancellation, and other electronic systems
US20150080670A1 (en) * 2011-03-04 2015-03-19 Flint Hills Scientific, L.L.C. Detecting, assessing and managing a risk of death in epilepsy
US20170079533A1 (en) * 2014-05-01 2017-03-23 Medici Technologies, LLC Diabetes and Hypertension Screening by Assessment of Arterial Stiffness and Autonomic Function

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94000528A (en) * 1994-01-06 1996-08-20 Волгоградская медицинская академия Criterion estimation method of rhythm-chronoinotropic function of heart in mature and middle-aged persons
RU2004134019A (en) * 2004-11-22 2006-05-10 Константин Болеславович Туминас (RU) METHOD FOR DETERMINING HUMAN FUNCTIONAL STATE
US20100274141A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Abhilash Patangay Measures of cardiac contractility variability during ischemia
US20110098583A1 (en) * 2009-09-15 2011-04-28 Texas Instruments Incorporated Heart monitors and processes with accelerometer motion artifact cancellation, and other electronic systems
US20150080670A1 (en) * 2011-03-04 2015-03-19 Flint Hills Scientific, L.L.C. Detecting, assessing and managing a risk of death in epilepsy
US20170079533A1 (en) * 2014-05-01 2017-03-23 Medici Technologies, LLC Diabetes and Hypertension Screening by Assessment of Arterial Stiffness and Autonomic Function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220296176A1 (en) Processing biological data
RU2571333C2 (en) System, stethoscope and method for detection of risk of ischemic heart disease
US7909772B2 (en) Non-invasive measurement of second heart sound components
RU2517583C2 (en) Method and device for analysis of ballistocardiographic signals
US20070021673A1 (en) Method and system for cardiovascular system diagnosis
US20100280396A1 (en) System for Cardiac Pathology Detection and Characterization
US10004473B2 (en) Heart rate detection method and device using heart sound acquired from auscultation positions
WO2009150744A1 (en) Sleeping state monitoring device, monitoring system, and computer program
Shukla et al. Noninvasive cuffless blood pressure measurement by vascular transit time
JP2011115188A (en) Sleeping condition monitoring apparatus, monitoring system, and computer program
JP2020080894A (en) Medical equipment and program
US6616608B2 (en) Periodic-physical-information measuring apparatus
Sang et al. Detection of normal and paradoxical splitting in second heart sound (S2) using a wearable accelerometer contact microphone
RU2687566C1 (en) Method for determining a functional condition of a person by a phonocardiogram
US20160235314A1 (en) Biosensor device, systems and methods thereof
RU2624809C1 (en) Method for electrocardio-signal processing for personal weared cardiomonitors
RU168518U1 (en) Acceleration photoplethysmography device
CN111345791A (en) Pulse wave measuring device
RU2366358C1 (en) Method of cardiac cycle start assignment
JP7173822B2 (en) Atrial fibrillation detection system
He et al. Detecting Cardiac Activity by Capacitive Electrodes from a Single Point on the Wrist
Vraka et al. Detection of Hypertension Through Features from Heart Rate Variability and Machine Learning Analysis
Sheikh et al. An enhanced threshold free-method for T-Wave detection in noisy environment
KR20200129951A (en) Cardiac disease diagnosis system using the relationship between heart sound and spectrogram of heart sound and electrocardiogram
Singh et al. Defective Heartbeat Detection

Legal Events

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

Effective date: 20200210