RU2779697C1 - Способ регистрации постковидного состояния человека по кардиоритмограмме - Google Patents
Способ регистрации постковидного состояния человека по кардиоритмограмме Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779697C1 RU2779697C1 RU2021137607A RU2021137607A RU2779697C1 RU 2779697 C1 RU2779697 C1 RU 2779697C1 RU 2021137607 A RU2021137607 A RU 2021137607A RU 2021137607 A RU2021137607 A RU 2021137607A RU 2779697 C1 RU2779697 C1 RU 2779697C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- covid
- cardiorhythmogram
- post
- marker
- software
- Prior art date
Links
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001537 neural Effects 0.000 claims abstract description 8
- 200000000015 coronavirus disease 2019 Diseases 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 34
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 6
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 6
- 230000003304 psychophysiological Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000004202 respiratory function Effects 0.000 description 3
- 210000003403 Autonomic Nervous System Anatomy 0.000 description 2
- 210000003169 Central Nervous System Anatomy 0.000 description 2
- 230000001154 acute Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- IBSREHMXUMOFBB-MVGRHBATSA-N Agrimek Chemical compound O1[C@@H](C)[C@H](O)[C@@H](OC)C[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](OC)C[C@H](O[C@@H]2C(=C/C[C@@H]3C[C@@H](C[C@@]4(O3)C=C[C@H](C)[C@@H](C(C)C)O4)OC(=O)[C@@H]3C=C(C)[C@@H](O)[C@H]4OC\C([C@@]34O)=C/C=C/[C@@H]2C)/C)O[C@H]1C.C1=C[C@H](C)[C@@H](C(C)CC)O[C@]11O[C@H](C\C=C(C)\[C@@H](O[C@@H]2O[C@@H](C)[C@H](O[C@@H]3O[C@@H](C)[C@H](O)[C@@H](OC)C3)[C@@H](OC)C2)[C@@H](C)\C=C\C=C/2[C@]3([C@H](C(=O)O4)C=C(C)[C@@H](O)[C@H]3OC\2)O)C[C@H]4C1 IBSREHMXUMOFBB-MVGRHBATSA-N 0.000 description 1
- 206010061256 Ischaemic stroke Diseases 0.000 description 1
- 206010038683 Respiratory disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035812 respiration Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory Effects 0.000 description 1
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 201000010874 syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области медицины, а именно к области функциональной диагностики. Выполняют телеметрические измерения ритмограмм сердца с использованием программно-аппаратного комплекса, состоящего из беспроводного датчика и смартфона с программным обеспечением, анализ полученных данных нейросетевым алгоритмом на предмет маркера COVID-специфичных режимов работы регуляторных систем. При этом в качестве маркера является спайковый паттерн, характеризующийся двумя последовательными RR скачками, отличными от среднего значения: за более длинным RR следует более короткий с дальнейшей релаксацией. При этом в случае обнаружения маркера регистрируют постковидное состояние пациента. Способ позволяет автоматически регистрировать постковидное состояния человека по кардиоритмограмме. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.
Description
Предшествующий уровень техники
Для регистрации психофизиологического состояния человека ранее предлагалось:
Способ регистрации артериального пульса и частоты дыхания и устройство для его осуществления, который позволяет дистанционно определять параметры артериального пульса с одновременной регистрацией кривой дыхательной экскурсии. Недостатком такого устройства является отсутствие в схеме устройства блока обработки сигнала на промежуточной частоте (работа по гомодинной схеме, то есть с одним генератором), что снижает точность измерения (патент №2053706, дата приоритета: 30.03.1993г., СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ АРТЕРИАЛЬНОГО ПУЛЬСА И ЧАСТОТЫ ДЫХАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ), а также невозможность регистрировать постковидное состояние человека.
Известно устройство для осуществления функциональной психофизиологической коррекции состояния человека патент на полезную модель RU 43143 U1, дата приоритета: 26.05.2004 г. «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА», устройство для осуществления функциональной психофизиологической коррекции состояния человека, состоящую из датчика и усилителя электрокардиосигнала, формирователя кардиоритмограммы, генератора низкочастотных периодических колебаний, монитора для предъявления пациенту и совмещения за счет зрительной обратной связи периодической кривой и кардиоритмограммы пациента, отличающееся тем, что дополнительно содержит электрически связанные между собой блок усилителя функции дыхания, блок определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, блок определения амплитуды периодической кривой, блок определения постоянной составляющей периодической кривой, блок нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, блок генерации периодической кривой, блок вычисления коэффициента кросскорреляции, блок сравнения коэффициента кросскорреляции с табличным значением при уровне значимости различий 0,05, электронные ключи, переключатель режимов работы, блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, причем в режиме регистрации исходного неактивного состояния пациента датчики дыхания и электрокардиосигнала, расположенные на пациенте, соединены с входом блока усилителя функции дыхания, соединенного с монитором, и с входом блока усилителя кардиосигнала и формирования кардиоритмограммы , соединенного с монитором, с блоком статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы, при этом блок статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы соединен с блоком нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, соединенным с блоком определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, с блоком определения амплитуды периодической кривой, с блоком определения постоянной составляющей периодической кривой, и с переключателем режимов работы, причем при положении ключа “вниз” переключатель режимов работы соединен с блоками определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, определения амплитуды периодической кривой, определения постоянной составляющей периодической кривой, которые соединены с блоком генерации периодической кривой, при этом с ним соединен блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, а блок генерации периодической кривой соединен с монитором для предъявления пациенту и отслеживания им периодической кривой во время активной пробы, в режиме тренировочной активной пробы с монитором соединен блок усилителя функции дыхания, блок усилителя кардиосигнала и формирования кардиоритмограммы соединен с монитором, с блоком статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы и с блоком вычисления коэффициента кросскорреляции между кардиоритмограммой и периодической кривой, поступающей по связи с выхода блока генерации периодической кривой, при этом блок вычисления коэффициента кросскорреляции между кардиоритмограммой и периодической кривой соединен с блоком сравнения коэффициента кросскорреляции с табличным значением при уровне значимости различий 0,05, блок статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы соединен также с блоком нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, причем его выход соединен с блоком определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, с блоком определения амплитуды периодической кривой, с блоком определения постоянной составляющей периодической кривой и с переключателем режимов работы с положением ключа “вверх”, переключатель режимов работы через электронные ключи соединен с блоком определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн с блоком определения амплитуды периодической кривой и блоком определения постоянной составляющей периодической кривой, причем управление электронными ключами осуществляется по электрическим связям с блока сравнения коэффициента кросскорреляции с табличным значением при уровне значимости различий 0,05, выход блока определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, выход блока определения амплитуды периодической кривой и определения постоянной составляющей периодической кривой и выход блока определения постоянной составляющей периодической кривой соединены с входом блока генерации периодической кривой, причем с ним соединен блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, а выход блока генерации периодической кривой соединен с монитором, на который выводится периодическая кривая для отслеживания пациентом во время активной пробы. Недостатком его является невозможность регистрировать постковидное состояние.
Известен способ, описанный в патенте на изобретение RU №2165733, дата приоритета, 15.03.1999г. «СПОСОБ ОЦЕНКИ ОБЩЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА» данное изобретение относится к медицине и позволяет оценить функциональное состояние человека по интегральному показателю. Для этого тестирование проводят в несколько этапов с разной степенью сложности заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации. На каждом этапе тестирования измеряют и фиксируют траекторию движения центра давления человека на стабилографическую платформу. После чего анализируют траекторию движения центра давления (статокинезиограммы) путем векторного анализа. На оси координат статокинезиограммы точками отмечают вершины всех векторов, начала которых предварительно приводят в центр оси координат. Полученное облако значений векторов разделяется концентрическими кругами равной площади на несколько зон. Далее производится подсчет количества вершин векторов, попавших в каждую зону, подсчет относительной частоты вершин векторов в каждой зоне. Строится график кумулятивной зависимости относительной частоты вершин векторов в зоне порядкового номера зоны. Полученный график аппроксимируют по экспоненциальному закону f(n)=1-еλn. При этом коэффициент λ принимают за показатель, характеризующий качество функции равновесия. Этот интегральный стабилографический показатель рассчитывается для каждого этапа теста. Чем больше значение коэффициента качества функции равновесия, тем лучше качество равновесия человека. Сравнивая полученные значения коэффициента качества функции равновесия с заранее заданными значениями или интервалом значений, делают вывод об общем функциональном состоянии человека. Способ позволяет определить уровень работоспособности, оценить функцию и объективизировать общее состояние пациента с различными заболеваниями. Недостатком его является невозможность регистрировать постковидное состояние.
Наиболее близким по технической сущности аналогом является патент на изобретение RU №2234852 С2, дата приоритета: 07.10.2002г., «СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ И ИСХОДА ЗАБОЛЕВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА», который после обработки временных рядов RR-кардиоинтервалов оценивает стандартное отклонение значений кардиоинтервалов, фрактальные показатели соответственно для центральной нервной системы (ЦНС) и вегетативной нервной системы (ВНС), а также потенциал самоорганизации системы. Существенным недостатком способа является не возможность регистрировать постковидное состояние.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков выявленных прототипов.
Технический результат:
Предлагаемое изобретение осуществляет автоматическую регистрацию постковидного состояния человека по кардиоритмограмме. Указанный технический результат достигается за счет того, что используется ранее предобученный нейросетевой алгоритм классификации данных кардиоритмограммы.
Сущность изобретения
Изобретение относится к области медицины, а именно к области функциональной диагностики, и может быть использовано для мониторинга функционального состояния у пациентов с диагнозом COVID-19. Предлагаемые система регистрации постковидного состояния человека по кардиоритмограмме отличается тем, что устраняет ряд недостатков известных решений.
В существующих концепциях и прототипах на основе кардиоритмограмм измеряется функциональное состояние человека, развитие патологий сердца или кровеносной системы. Во всех предложенных способах отсутствует возможность регистрации постковидного состояния человека. Техническим результатом изобретения является автоматическая регистрация постковидного состояния человека по кардиоритмограмме.
Данный результат достигается благодаря тому, что:
• Проводятся телеметрические измерения ритмограмм сердца с использованием программно-аппаратного комплекса, состоящего из миниатюрного беспроводного датчика ЭКГ и смартфона со специализированным программным обеспечением;
• Проводится анализ полученных данных ранее обученным нейросетевым алгоритмом на предмет маркера COVID-специфичных режимов работы регуляторных систем
На 86 % записей ритмограммы пациентов красной зоны ковидного госпиталя выявлены однотипные низкоамплитудные флуктуации RR-интервалов г- образной формы, названные кардиоспайками (Фиг. 1). Спайковый паттерн отличает два последовательных (по номеру RR) скачка от среднего значения: за более длинным RR следует более короткий с дальнейшей незначительной релаксации. В базе ритмограмм за 2015–2018 гг. (Интернет-сервис ННГУ «Когнитом», cogni-nn.ru) г- образные спайки присутствуют только в 3 % записей. Это дает основание предполагать, что кардиоспайки можно рассматривать как маркеры COVID-специфичных режимов работы регуляторных систем.
Типичная ритмограмма пациента с острым респираторным заболеванием, к которым относят COVID-19, характеризуется ригидизацией RR-интервалов. Однако только для пациентов с установленным диагнозом COVID-19 в сигнале от сенсорной платформы ZephyrSmart отмечаются особые низкоамплитудные аномалии – кардиоспайки (Фиг.2).
Схема способа регистрации постковидного состояния человека по кардиоритмограмме приведена на Фиг 3. Последовательность действий в способе осуществляется следующим образом: измеряется электрокардиограмма пациента (ЭКГ) (I), затем производится анализ электрокардиограммы (ЭКГ) пациента с помощью предобученного нейросетевого алгоритма (II), с помощью которого происходит обнаружение маркера COVID-19 (III), в случае обнаружения маркера COVID-19 делается вывод о постковидном состоянии пациента (IV), в случае отсутствия данных о маркере COVID-19 после анализа полученных данных подтверждается иное состояние пациента не связанное с постковидным синдромом (IV.I).
Способ включает два этапа:
1 Этап.
Телеметрические измерения ритмограмм сердца выполняли с использованием разработанного программно-аппаратного комплекса, состоящего из миниатюрного беспроводного датчика ЭКГ и смартфона со специализированным программным обеспечением. Конструкция датчика ЭКГ обеспечивает надежную фиксацию его на теле человека, электроды располагаются в I и II грудных отведениях. Пример получаемых данных приведен на Фиг. 2.
Пакетная передача данных от датчика к мобильному устройству производится по беспроводному протоколу Bluetooth. Реализация связи, передачи и сохранения данных осуществляется на мобильном устройстве с помощью оригинального программного обеспечения «HR-Reader».
Программная среда HR-Reader обеспечивает:
1. on-line визуализацию регистрируемой динамики;
2. R–R-интервалов для контроля записи.
2 Этап.
На основе базы данных ритмограмм, в которой присутствует 3% записей от пациентов с COVID-19 был построен и обучен нейросетевой алгоритм классификации данных ЭКГ для последующего выявления маркера COVID-специфичных режимов работы регуляторных систем.
Пример простейшей реализации
Телеметрические измерения ритмограмм сердца выполняли с использованием разработанного программно-аппаратного комплекса, состоящего из миниатюрного беспроводного датчика ЭКГ (HxM; Zephyr Technology, США) и смартфона со специализированным программным обеспечением. Пакетная передача данных от датчика к мобильному устройству производится по беспроводному протоколу Bluetooth. Реализация связи, передачи и сохранения данных осуществляется на мобильном устройстве с помощью оригинального программного обеспечения «HR-Reader».
Полученные данные ЭКГ анализировались ранее предобученным нейросетевым алгоритмом, детектирующим маркеры (кардиоспайки) COVID-специфичных режимов работы регуляторных систем.
При наличии в данных ЭКГ кардиоспайков определяется постковидное состояние человека.
Claims (2)
1. Способ регистрации постковидного состояния человека по кардиоритмограмме, характеризующийся измерением ритмограмм сердца с использованием программно-аппаратного комплекса, состоящего из беспроводного датчика и смартфона с программным обеспечением, анализом полученных данных с помощью предобученного нейросетевого алгоритма, при этом производят анализ электрокардиограммы (ЭКГ) пациента с помощью предобученного нейросетевого алгоритма, с помощью которого происходит обнаружение маркера COVID-19 в виде спайкового паттерна, характеризующегося двумя последовательными RR скачками, отличными от среднего значения: за более длинным RR следует более короткий с дальнейшей релаксацией, при этом в случае обнаружения маркера регистрируют постковидное состояние пациента.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реализация связи, передачи и сохранения данных осуществляется на мобильном устройстве с помощью программного обеспечения «HR-Reader».
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779697C1 true RU2779697C1 (ru) | 2022-09-12 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760090C1 (ru) * | 2021-03-15 | 2021-11-22 | Зубейда Маратовна Мирхайдарова | Способ лечения постковидного синдрома биоматериалом "Аллоплант" |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760090C1 (ru) * | 2021-03-15 | 2021-11-22 | Зубейда Маратовна Мирхайдарова | Способ лечения постковидного синдрома биоматериалом "Аллоплант" |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Neal M. Dixit et al, Post-Acute COVID-19 Syndrome and the cardiovascular system: Whatis known? American Heart Journal Plus: Cardiology Research and PracticeVolume 5, May 2021, 100025. * |
| Иванников А.А. и др., COVID-19 и сердечно-сосудистая система. Часть II. Постковидный синдром. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2021;10(2):248-258. Чистякова М.В. и др., "Постковидный" синдром: морфо-функциональныеизменения и нарушения ритма сердца. Российский кардиологический журнал. 2021;26(7), 32-39. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5723024B2 (ja) | 逐次分類器を用いる心不全検出 | |
| TW201933374A (zh) | 一種基於混合傳感的生理監測及分析方法、系統 | |
| CN108309263A (zh) | 多参数监护数据分析方法和多参数监护系统 | |
| CN102551699B (zh) | 非侵入性心输出量确定的系统 | |
| CN108577830A (zh) | 一种面向用户的体征信息动态监护方法和动态监护系统 | |
| US11075009B2 (en) | System and method for sympathetic and parasympathetic activity monitoring by heartbeat | |
| CN109803580B (zh) | 生物信号，特别是心电图的监测 | |
| US20220296173A1 (en) | Multiparameteric estimation of cardiorespiratory fitness in seismocardiography | |
| KR101870630B1 (ko) | 생체/운동 신호 기반의 에너지 소모량 측정 방법 및 장치 | |
| RU2779697C1 (ru) | Способ регистрации постковидного состояния человека по кардиоритмограмме | |
| KR20200004725A (ko) | 실시간 부정맥 종류 판단 방법 및 판단 장치 | |
| KR101696791B1 (ko) | 흉부임피던스를 이용한 폐기능 모니터링 장치 및 방법 | |
| CN108882883A (zh) | 对副交感自主神经系统和交感自主神经系统的同时和独立活动进行测量、相关和分析的方法和系统 | |
| US20210150344A1 (en) | Method for generating trained model, system for generating trained model, and estimation apparatus | |
| US20210113086A1 (en) | Methods and Systems for Patient Parameter Fusion and Feedback | |
| JP2022019602A (ja) | 生体情報取得装置、処理装置、およびコンピュータプログラム | |
| US11259719B2 (en) | Vital sign information recording system, vital sign information analyzer, and vital sign information display method | |
| JP2017077426A (ja) | 心拍数推定装置、心理状態判定装置、心拍数推定方法、及びそのプログラム | |
| CN112040855A (zh) | 用于确定受行为影响的活动对用户的健康水平的影响的方法和设备 | |
| JP3050624B2 (ja) | 相関データ収集システム | |
| JP2020523162A5 (ru) | ||
| JP7097111B2 (ja) | 情報処理システム、サーバ、情報処理方法及びプログラム | |
| JP6934219B1 (ja) | 情報処理システム、サーバ、情報処理方法及びプログラム | |
| WO2021246346A1 (ja) | 情報処理システム、サーバ、情報処理方法及びプログラム | |
| JP7240052B1 (ja) | 情報処理システム、サーバ、情報処理方法、プログラム及び学習モデル |