UA83050C2 - Method for assessment of abnormality of current distribution in heart - Google Patents

Method for assessment of abnormality of current distribution in heart Download PDF

Info

Publication number
UA83050C2
UA83050C2 UAA200600584A UAA200600584A UA83050C2 UA 83050 C2 UA83050 C2 UA 83050C2 UA A200600584 A UAA200600584 A UA A200600584A UA A200600584 A UAA200600584 A UA A200600584A UA 83050 C2 UA83050 C2 UA 83050C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
current
map
heart
dipole
degree
Prior art date
Application number
UAA200600584A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Ілля Анатолійович Чайковський
Микола Миколайович Будник
Original Assignee
Институт Кибернетики Им. В.М. Глушкова
Международный Научно-Учебный Центр Информационных Технологий И Систем Нан И Моп Украины
Чайковский Илья Анатольевич
Будник Николай Николаевич
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 Институт Кибернетики Им. В.М. Глушкова, Международный Научно-Учебный Центр Информационных Технологий И Систем Нан И Моп Украины, Чайковский Илья Анатольевич, Будник Николай Николаевич filed Critical Институт Кибернетики Им. В.М. Глушкова
Priority to UAA200600584A priority Critical patent/UA83050C2/en
Publication of UA83050C2 publication Critical patent/UA83050C2/en

Links

Landscapes

  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

The invention relates to medicine, namely to cardiology, and regards a method for assessment of abnormality of current distribution in a heart by performing of magnetocardiographic mapping and inverse problem solution with the calculation of vectorial maps of distribution of current density, reflection of current intensity, vector depth, by the visual analysis of separate noncommunicative areas of current and whirlwinds of current, detection of standard map. At that on this map the amount of separate areas are calculated and their indexes are qualitativedetermined, namely - direction, co-ordinates and intensity, and also intensity and form of the indicated whirlwinds, the difference degree of the indicated indexes from the such in a standard map are determined by a 4-point scale and on this base the abnormality degree of current distribution in a heart in a present cardiocycle is determined, and the assessment is made with the use of the program and reflection on the computer monitor.

Description

(51) МПК (2006) еа дб1В 5/02(51) IPC (2006) ea db1B 5/02

У Аб1Вв 5/0436 (2006.01)In Ab1Vv 5/0436 (2006.01)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИMINISTRY OF EDUCATION

І НАУКИ УКРАЇНИAND SCIENCES OF UKRAINE

ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ Оп И СSTATE DEPARTMENT OP AND S

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІДINTELLECTUAL RIGHTS TO THE PATENT FOR THE INVENTION

ВЛАСНОСТІ шини (54) СПОСІБ ОЦІНКИ АНОРМАЛЬНОСТІ РОЗПОДІЛУ СТРУМІВ У СЕРЦІ 1 2 (21) а200600584 калізованих ділянок струму - зон з головним век- (22) 23.01.2006 тором, який має локальний максимум (46) 10.06.2008, Бюл.Мео 11, 2008 р. інтенсивності та оточений векторами меншої дов- (72) ЧАЙКОВСЬКИЙ ІЛЛЯ АНАТОЛІЙОВИЧ, ПА, жини, та вихорів струму - зон з замкнутими лан-PROPERTIES of the bus (54) METHOD OF ASSESSMENT OF ABNORMALITY OF CURRENT DISTRIBUTION IN THE HEART 1 2 (21) a200600584 calized areas of the current - zones with the main vector (22) 01.23.2006 torus, which has a local maximum (46) 06.10.2008, Bull. Meo 11 , 2008 intensity and surrounded by vectors of shorter length (72) TCHAIKOVSKY ILYA ANATOLIYOVYCH, PA, and current vortices - zones with closed loops

БУДНИК МИКОЛА МИКОЛАЙОВИЧ, ОА цюжками векторів, встановленням еталонної кар- (73) ІНСТИТУТ КІБЕРНЕТИКИ ІМ. В. М.ГЛУШКОВА ти, коли наявні два симетричні вихори та однаBUDNYK MYKOLA MYKOLAYOVYCH, OA with bundles of vectors, establishing a reference car- (73) INSTITUTE OF CYBERNETICS NAMED V. M. GLUSHKOVA, when there are two symmetric vortices and one

НАН УКРАЇНИ, ША, МІЖНАРОДНИЙ НАУКОВО- (дипольна) ділянка максимальної інтенсивності,NAS OF UKRAINE, SHA, INTERNATIONAL SCIENTIFIC (dipole) section of maximum intensity,

НАВЧАЛЬНИЙ ЦЕНТР ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНО- розміщена посередині карти та направлена відно-EDUCATIONAL CENTER OF INFORMATION TECHNOLOGY is placed in the middle of the map and directed to

ЛОГІЙ ТА СИСТЕМ НАН ТА МОН УКРАЇНИ, ПА, сно серця вліво-вниз, який відрізняється тим, щоLOGIY AND SYSTEMS OF NAN AND MON OF UKRAINE, PA, sleep of the heart left-down, which differs in that

ЧАЙКОВСЬКИЙ ІЛЛЯ АНАТОЛІЙОВИЧ, ША, БУД- на даній карті обчислюють кількість окремих діля-TCHAIKOVSKY ILYA ANATOLIYOVYCH, SHA, BUD - calculate the number of individual parts on this map

НИК МИКОЛА МИКОЛАЙОВИЧ, ОА нок та якісно визначають їх показники, а саме - (56) УУО 0217769 А2, 07.03.2002 напрям, координати та інтенсивність, а також інте-NIK MYKOLA MYKOLAYOVYCH, OA nok and qualitatively determine their indicators, namely - (56) UUO 0217769 A2, 03.07.2002 direction, coordinates and intensity, as well as inte-

Будник М.М., Войтович І.Д., Козловський В... та ін. / нсивність та форму вказаних вихорів, встановлю-Budnyk M.M., Voytovych I.D., Kozlovskyi V... and others. / strength and shape of the specified vortices, set

Діагностичні критерії хронічної ішемічної хвороби ють ступінь відмінності вказаних показників від сердця на основі реєстрації та аналізу магнітокар- таких у еталонній карті за 4-значною шкалою, при діограм // Преп.НАН України. Інститут кібернетики цьому малий ступінь має місце при асиметрії ви- ім.В.М.Глушкова.-2002.-Ме5-49с. хорів, коли присутня нерівна інтенсивність та від-Diagnostic criteria of chronic ischemic disease are the degree of difference of the indicated indicators from the heart based on registration and analysis of magnetic maps in the reference map on a 4-digit scale, with diagrams // Prep. NAS of Ukraine. Institute of Cybernetics, this small degree occurs with asymmetry named after V.M. Glushkov.-2002.-Me5-49p. choirs, when there is uneven intensity and

ОЗ 2005/0192502 АТ, 01.09.2005 мінність форми від овальної, середній ступінь -OZ 2005/0192502 JSC, 01.09.2005 difference in shape from oval, medium degree -

ТвиКада К., Міуаз па Т., Капаої А. еї аї. / Ап ізо- коли напрям і координати дипольної ділянки відрі- іпіедгаї тарріпд тесппідчце ивіпд зняються від еталонної карти, великий ступінь - З. тадпейсагаідгат, апа іБ роззібіе ве г наявні додаткові ділянки струму, дуже великий г) діадпозів ої ізспетіс Неагі дівеазе // Іпі. у). Сага. ступінь - напрям чи координати всіх ділянок відріз- геTvyKada K., Miuaz pa T., Kapaoi A. ei ai. / Ap iso- when the direction and coordinates of the dipole section are removed from the reference map, a large degree - Z. tadpeysagaidgat, apa iB will break up the available additional sections of the current, very large d) diadposiv oyi izspetis Neagi divease // Ipi . in). Saga. degree - the direction or coordinates of all sections of the line segment

Ітадіпо.-2000.-Реб.;16(1).-Р.55-66 няються від таких у еталонній карті так, що немо- майItadipo.-2000.-Reb.;16(1).-R.55-66 avoid such in the reference map so that there is no

УР 2002153436, 28.05.2002 жливо виявити дипольну ділянку струму, і на цій (57) Спосіб оцінки анормальності розподілу стру- основі роблять висновок про ступінь анормальнос- мів у серці шляхом виконання магнітокардіографі- ті розподілу струмів у серці в даний момент кар- о чного картування і вирішення оберненої задачі з діоциклу, а сама оцінка виконується із застосуван- юю обчисленням векторних карт розподілу густини ням програми і відображенням на моніторі о струму, відображенням інтенсивності струму дов- комп'ютера. с жиною вектора, візуальним аналізом окремих ло- соUR 2002153436, 28.05.2002 easily detect the dipole section of the current, and on this (57) Method of assessing the abnormality of the current distribution, they draw a conclusion about the degree of abnormalities in the heart by performing magnetocardiography of the distribution of currents in the heart at the moment of short mapping and solving the inverse problem from the dicycle, and the evaluation itself is performed using the calculation of vector maps of the density distribution of the program and display on the monitor of the current, display of the current intensity on the computer. with vector weight, visual analysis of individual salmon

Винахід належить до медицини а саме до кар- печної як ішемічна хвороба серця (ІХС) тому що « діології і може бути використаний для діагностики аналогічні зміни можуть мати місце і при інших -З порушень електрофізіології та інших уражень міо- патологіях. Передбачувальна цінність навантажу- і карду. вальних тестів (велоергометрія) та методів фор- мийThe invention belongs to medicine, namely to coronary heart disease (CHD) because "diology and can be used for diagnosis. Similar changes can occur in other disorders of electrophysiology and other myo-pathologies. Predictive value of load and card. general tests (cycle ergometry) and form methods

На сьогодні надійна діагностика більшості кар- мування медичних зображень (МР та комп'ютерна діологічних захворювань залишається клінічно томографії, ехокардіографія, ультразвукова інтро- актуальною проблемою. Причини полягають у то- скопія) часто обмежена з точки зору інформації му, що інші інструментальні методи діагностики про електрофізіологічні процеси у міокарді. Різно- мають певні недоліки. Так, електрокардіограма манітні стрес-тести, інвазивні методи (черезстра- (ЕКГ) в стані спокою часто є нормальною, а зміни вохідна електрокардіостимуляція) та методи, що на ній недостатньо специфічні для деяких патоло- грунтуються на введенні контрастуючих агентів гій, наприклад до такої розповсюдженої та небез- (коронарна ангіографія, радіонуклідні методи) мо-Today, the reliable diagnosis of the majority of feeding medical images (MR and computer imaging of pathological diseases remains a clinical tomography, echocardiography, ultrasound intro- topical problem. The reasons lie in toscopy) is often limited from the point of view of information and that other instrumental methods of diagnosis on electrophysiological processes in the myocardium. Various have certain disadvantages. Thus, the electrocardiogram, manit stress tests, invasive methods (through the electrocardiogram (ECG) at rest is often normal, and the changes are input electrocardiogram) and methods that are not specific enough for some pathologies are based on the introduction of contrast agents, for example to such widespread and dangerous (coronary angiography, radionuclide methods)

жуть супроводжуватися певним ризиком для паці- поділ струмів у серці (обернена задача (03) магні- єнтів, а тому не можуть проводитися так часто, як тостатики) тому, що різні тканини тіла людини це потрібно |див. Виноградова Т.С., Акулова Ф.Д., практично магнітно однорідні |див. Діагностичніfear is accompanied by a certain risk for pacific- division of currents in the heart (inverse task (03) magni- ents, and therefore cannot be carried out as often as tostatics) because different tissues of the human body need it |see. Vinogradova T.S., Akulova F.D., practically magnetically homogeneous | see Diagnostic

Белоцерковский 3.Б. и др., Инструментальнье критерії хронічної ішемічної хвороби серця на ос- методь исследования сердечно-сосудистой сис- нові реєстрації та аналізу магнітокардіограм І! Буд- теми - М.: Медицина, 1986. - 41бс.|. ник М., Войтович І., Козловський В. та ін. / 2002. -Belotserkovsky 3.B. et al., Instrumental criteria of chronic ischemic heart disease for the purpose of research of the cardiovascular system of registration and analysis of magnetocardiograms I! Building topics - M.: Medicine, 1986. - 41bs.|. nyk M., Voytovych I., Kozlovskyi V. and others. / 2002. -

Більшість способів діагностики захворювань Преп. НАН України. Інститут кібернетики ім. В.М. серця стосуються певних патологій і використову- Глушкова; Мо 5. - 49с.|. ють певні інструментальні методи. Проте актуаль- Відомо ряд патентів, що грунтуються на влас- ним є розробка способів, здатних проводити оцінку тивості МКГ давати нову корисну інформацію, яка функційного стану серця у загальному. Це потріб- може слугувати маркерами наявності певних по- но як для виявлення захворювань на ранніх стаді- рушень електрофізіологічних процесів у серці. ях, так і з метою автоматизованої комп'ютерної 1. СА 40410А, Спосіб прогнозування частоти обробки ЕКГ. виникнення спонтанної пароксизмальної миготли-Most methods of diagnosis of diseases Prof. NAS of Ukraine. Institute of Cybernetics named after V.M. hearts relate to certain pathologies and use - Hlushkova; Mo 5. - 49s.|. certain instrumental methods are used. However, a number of patents are known that are based on the development of methods capable of evaluating the ability of the ICG to give new useful information about the functional state of the heart in general. This should serve as markers of the presence of certain diseases, as well as for the detection of diseases in the early stages of electrophysiological processes in the heart. and for the purpose of automated computer 1. CA 40410A, Method of forecasting the frequency of ECG processing. occurrence of spontaneous paroxysmal flickering

Так, в патенті КО 2067417 |Малая Л.Т. і ін. вої аритмії, Червонописька О., Стаднюк Л., Чай- "Способ оценки функционального состояния серд- ковський І. і ін., Бюл. Мо 6, 2001. (Ін-т кардіології ім. ца", 1996) обчислюється узагальнений діагностич- М.Д. Стражеска). ний критерій, при величині якого «0,4 або 20,6 ро- 2. ША 40411А, Спосіб прогнозування збере- блять висновок про наявність порушень ження синусового ритму з пароксизмальною фор- функційного стану серця. Проте вказаний критерій мою миготливої аритмії, Стаднюк Л., Червонопись- застосовує морфологічний аналіз ЕКГ з кількісним ка О., Чайковський І. та ін., там же. обчисленням амплітудно-часових показників, а 3. ША 53455А, Спосіб діагностики інфаркту мі- метод ЕКГ недостатньо специфічний при ряді за- окарда, Стаднюк Л., Козловський В., Будник М., хворювань, особливо на ранніх стадіях. Ніженковський І., Бюл. Мо1, 2003. (Інститут кардіо-Yes, in patent KO 2067417 | Malaya L.T. etc. of arrhythmias, Chervonopyska O., Stadnyuk L., Chai- "Method of assessing the functional state of the heart Serdkovskyi I. et al., Byul. Mo 6, 2001. (Institute of Cardiology named after Tsa", 1996) the generalized diagnostic M.D. Strazheska). criterion, the value of which is "0.4 or 20.6 times 2. SHA 40411А, The method of forecasting will preserve the conclusion about the presence of sinus rhythm disorders with paroxysmal dysfunction of the heart's functional state. However, the specified criterion of my atrial fibrillation, Stadnyuk L., Chervonopys- applies morphological analysis of the ECG with quantitative ka O., Tchaikovsky I. and others, ibid. calculation of amplitude-time indicators, and 3. SHA 53455А, The method of diagnosing myocardial infarction, the ECG method is not specific enough in a number of za- Okard, Stadniuk L., Kozlovskyi V., Budnyk M., diseases, especially in the early stages. Nizhenkovskyi I., Byul. Mo1, 2003. (Institute of cardio-

Крім того, повністю автоматизовані методи логії ім. М.Д. Стражеска). аналізу електричної активності на сьогодні ще не 4. ОА 53456А, Спосіб діагностики не-О інфарк- мають достатнього рівня надійності. У цьому зв'яз- ту міокарда, Войтович І., Козловський В., Стаднюк ку візуальний аналіз залишається основним мето- Лі, Будник М., там же. дом для вироблення діагностичного висновку на 5. ОА 74466, Спосіб діагностики ішемічної хво- основі порівняння з наборами стандартизованих роби серця / Козловський В., Будник М., Стаднюк типових даних, зведених у атласи. ЛІ, Риженко Т., Бюл. Мо 12, 2005. Інститут кардіоло-In addition, fully automated methods of logy named after M.D. Strazheska). analysis of electrical activity today does not have a sufficient level of reliability. In this connection of the myocardium, Voytovych I., Kozlovskyi V., Stadniuk, visual analysis remains the main method. Li, Budnyk M., ibid. house for making a diagnostic conclusion on 5. OA 74466, Method of diagnosis of ischemic pain based on comparison with sets of standardized heart tests / Kozlovskyi V., Budnyk M., Stadnyuk of typical data summarized in atlases. LI, Ryzhenko T., Bull. May 12, 2005. Institute of Cardiology

Серед методів діагностики найбільш перспек- гії ім. М.Д. Стражеска). тивні неінвазивні, гуманні та безпечні методи, що 6. УМО 0205713, Сапіас тадпейс йеїд аїіад- не спричиняють негативних впливів на людину, не погег г агтгіа! ЯиЧег апа аїтгіа! ЯрпіПакоп апа тейса мають протипоказань, а тому можуть багаторазово ог ідепійуїпу еїесігіс (Штгпіпд ра ої акгіа! Яшбцег, повторюватися в різних клінічних ситуаціях, напри- 2002. клад, для моніторингу е фективності медикаменто- 7. МО 0217769, вспетіа ідепнйсайоп, дпапкй- зної терапії чи хірургічного втручання. У цьому сайоп апа рагпаї Іосаіїгайоп іп МОСС, А. ВакКнагем, зв'язку магнітокардіографія (МКГ) є повністю неїн- Сагаютаод Ітадіпа Іпс., О5А, 2002. вазивним та безпечним методом, який, як показа- Патенти ОА 40410А та 40411А стосуються діа- но у ряді досліджень, має додаткову інформацію гностики пароксизма-льної форми миготливої ари- порівняно з вказаними вище методами |Сотрів- тмії (МА) стосовно прогнозування частоти паро- тепіагу Майте ої Еесіго- апа Мадпеюсагаіодгарніс ксизмів та збереження синусового ритму. ЗгідноAmong the most promising diagnostic methods named after M.D. Strazheska). tive non-invasive, humane and safe methods that 6. UMO 0205713, Sapias tadpeis yeid aiiad- do not cause negative effects on humans, do not pogeg g agtgia! YaiCheg apa aitgia! YarpiPakop apa teysa have contraindications, and therefore they can repeatedly og idepiyuipu eyesigis (Shtgpipd ra oi akgia! Yashbceg, repeated in various clinical situations, for example, 2002. for monitoring the effectiveness of medication- 7. MO 0217769, vspetiia idepnysayop, dpapkyznoi therapy or surgical intervention. In this connection, magnetocardiography (MKG) is a completely non-invasive and safe method, which, as shown - Patents OA 40410A and 40411A are related to diano in a number of studies, has additional information about the gnostics of the paroxysmal form of flickering ary- compared to the above methods | Sotriv-tmiya (MA) regarding the prediction of the frequency of parotepiag Myte oi Eesigo- apa Madpeyusagaiodgarnis xisms and preservation of sinus according to the rhythm

Оайа іп Райепб міф Івспетіс Неагі Оізеазе /.. ОА 40410А при кількості екстремумів 238, роблятьOaia ip Rayepb myth Ivspetis Neagi Oizease /.. OA 40410A with the number of extremums 238, make

Іапь 0. 5ігоіїпК, В. Моогаеє еї аї. // 9. ЕІестосагісі- висновок про можливість виникнення спонтанних оду, 1990, М.23, р.315-322). пароксизмів МА більше, ніж 6 разів на рік. Якщо жIap 0. 5igoiipK, V. Moogaee ei ai. // 9. Eiestosagisi - a conclusion about the possibility of spontaneous odes, 1990, M.23, p.315-322). paroxysms of MA more than 6 times a year. If

Перспективність використання МКГ для діаг- кількість екстремумів «38, то прогнозують можли- ностики патологій серця полягає також у тому, що вість утримання синусового ритму протягом 2-х інші методи діагностики не дозволяють отримати місяців (ША 404114А). Але ці патенти грунтуються напрямок та величину локальних струмів у міокар- на аналізі карт магнітного поля, а не розподілу ді. В принципі, розподіл потенціалу збудження мо- струмів, який є більш інформативним і також сто- жна отримати за допомогою методу потен- суються тільки одного захворювання. ціального картування тіла людини. Однак, Патенти ОА 53455А та 534564, взяті за анало- реконструювати відповідний розподіл струмових ги, стосуються діагностики інфаркту міокарду (ІМ) джерел на цьому шляху неможливо. Причина по- та не-О ІМ. Проте, у патенті ПА 53456 розгляда- лягає у тому, що розподіл електричних потенціалів ється процес деполяризації - зубець 0. Патент ОА на поверхні тіла спотворює неоднорідність та ані- 53455 хоч і розглядає процес реполяризації шлу- зотропія електропровідності різних шарів тканин та ночків - інтервал 51-Т (як і пропонований винахід), органів, яка у тілі людини дуже відрізняється. Крім але недоліком обох патентів є те, що вони відно- того розподіл електропровідності по об'єму міока- сяться до важкої стадії ЇХС, тобто коли ІМ вже від- рду точно невідомий, варіюється від людини до бувся, що супроводжується, як правило, змінами людини і змінюється під впливом патологій серця. на ЕКГ, наприклад, негативною хвилею Т.The perspective of using ICG for diag- the number of extremums "38, then predict the possibilities of heart pathologies also lies in the fact that other methods of diagnosis do not allow to obtain months (ША 404114А). But these patents are based on the direction and magnitude of local currents in myocardium, on the analysis of magnetic field maps, and not on the distribution of currents. In principle, the distribution of the excitation potential of waves, which is more informative and can also be obtained using the potentiation method, is only for one disease. comprehensive mapping of the human body. However, OA Patents 53455A and 534564, taken as analogs, it is impossible to reconstruct the corresponding distribution of current gi, related to the diagnosis of myocardial infarction (MI) sources on this path. The reason for - and not - O MI. However, in patent PA 53456, it is considered that the distribution of electric potentials is the process of depolarization - wave 0. Patent OA on the surface of the body distorts heterogeneity and even 53455, although it considers the process of repolarization, the slusotropy of electrical conductivity of different layers of tissues and cells - interval 51-T (like the proposed invention), organs that are very different in the human body. In addition, the disadvantage of both patents is that they are related to the distribution of electrical conductivity in the volume of myocardium up to the severe stage of IHD, i.e. when the MI is already not precisely known, varies from person to person, which is usually accompanied by changes person and changes under the influence of heart pathologies. on the ECG, for example, a negative T wave.

На противагу цьому, неінвазивний метод МКГ На противагу цьому патент ОА 74466 відно- реєструє магнітне поле, безпосередньо породжене ситься до діагностики таких форм ІХС, при яких є струмами у серці, дозволяє реконструювати роз- порушення процесу реполяризації, але форма хвилі Т на ЕКГ не змінюється, а інші зміни на ЕКГ 7) приймається, що ступінь відмінності вказа- неспецифічні. Однак він теж грунтується на аналізі них показників від таких у дипольної карти пропор- карт магнітного поля, а не струмів, а тому не може ційна ступеню анормальності РГС у серці, визначити локалізацію і напрям патологічних дже- 8) виявлена анормальність РГС у серці може рел. бути спричинена не певною хворобою, а різнимиIn contrast, the non-invasive method of ICG In contrast to this, patent OA 74466 registers the magnetic field directly generated for the diagnosis of such forms of coronary heart disease, in which there are currents in the heart, allows to reconstruct the disruption of the repolarization process, but the form of the T wave on the ECG does not changes, and other changes on the ECG 7) it is assumed that the degree of difference is non-specific. However, it is also based on the analysis of these indicators from such dipole maps, magnetic field ratio maps, and not currents, and therefore cannot determine the degree of abnormality of the RGS in the heart, determine the localization and direction of pathological gener- 8) detected abnormality of the RGS in the heart can . not be caused by a specific disease, but by different ones

З іншого боку, патент МО 0205713 захищає кардіологічними патологіями. спосіб виявлення траєкторії збудження в міокарді Також новим у порівнянні з прототипом є те, при фібриляції шлуночків вже на основі О3. Але що пропонований спосіб підтверджено статистич- він грунтується на дипольному наближенні, а отже ним аналізом, проведеним на основі МКГ даних - також не може виявити локалізацію декількох репрезентативних груп пацієнтів з різними кардіо- окремих джерел, пов'язаних з патологічними про- логічними захворюваннями та здорових волонте- цесами у міокарді і теж відноситься тільки до одні- рів. єї патології. Дипольна модель не дозволяє виявити окреміOn the other hand, patent MO 0205713 protects cardiac pathologies. the method of detection of the trajectory of excitation in the myocardium. Also new compared to the prototype is that in case of ventricular fibrillation, it is based on O3. But that the proposed method is statistically confirmed - it is based on the dipole approximation, and therefore by the analysis carried out on the basis of ICG data - also cannot detect the localization of several representative groups of patients with different cardio- separate sources associated with pathological pro-logical diseases and of healthy volunteers in the myocardium and also applies only to individuals. her pathology. The dipole model does not allow to identify individual

У патенті УМО 0217769, взятому за прототип, електричні джерела в міокарді, тому необхідні розглядається спосіб діагностики ІХС, у якому ІХС більш складні розподілені моделі. Такою моделлю класифікується на 4 ступені згідно змін вер- є представлення джерела у вигляді карт РГС у тикальної координати (глибини залягання) ефек- фронтальній площині, яка січе серце на певній тивного диполя протягом 5І-сегменту. При цьому глибині. Глибина обчислюється на основі оптимі- має місце 1-й (2-й і т.д.) ступінь ІХС, якщо глибина заційної процедури як глибина, де має місце мак- залягання диполя змінюється тільки протягом 1-ї симум густини струмів. Тому даний винахід засто- (2-ї і т.д.) чверті цього сегменту. У здорових глиби- совує вирішення оберненої задачі (03) на залягання практично не змінюється. Недоліка- магнітостатики у вигляді розподілу струмів у фро- ми зазначеного способу-протоптипу є те, що: нтальній площині. 1. ОЗ вирішена в наближенні магнітного, а не Карта РГС у є векторним полем, де вектори струмового диполя, що є фізичною абстракцією і розміщено на регулярній, як правило квадратній не відповідає електрофізіології серця, сітці. Кожен вектор відображає локальне значення 2. дипольне наближення не може виявити де- струму у даній точці, тобто густину струму. Зони, в кілька джерел, якщо такі присутні у міокарді, яких вектори мають локальні максимуми і оточеніIn UMO patent 0217769, taken as a prototype, electrical sources in the myocardium, therefore necessary, consider a method of diagnosing CHD, in which CHD is more complex distributed models. Such a model is classified into 4 degrees according to the changes in ver- the representation of the source in the form of RGS maps in the tical coordinate (depth of occurrence) effective frontal plane that intersects the heart on a certain tive dipole during the 5I-segment. At this depth. The depth is calculated on the basis of the 1st (2nd, etc.) stage of ICH, if the depth of the zation procedure as the depth where the dipole is located varies only during the 1st simum current density. Therefore, this invention represents the (2nd, etc.) quarter of this segment. In healthy people, the in-depth solution of the inverse problem (03) does not change practically. The disadvantage of magnetostatics in the form of the distribution of currents in the indicated method-prototype is that: ntal plane. 1. OZ is solved in the approximation of the magnetic, not the RGS map in is a vector field, where the vectors of the current dipole, which is a physical abstraction and is placed on a regular, usually square grid that does not correspond to the electrophysiology of the heart. Each vector reflects a local value of 2. the dipole approximation cannot detect the current density at a given point, that is, the current density. Zones, in several sources, if such are present in the myocardium, whose vectors have local maxima and are surrounded by

З. відсутні дані про достовірність такої класи- векторами меншої амплітуди вважаються окреми- фікації - тобто дані про кореляцію вказаного сту- ми областями електричної активності (струму). пеня ІХС зі ступенем ішемічного ураження міокар- Пропонований винахід грунтується на обчис- ду за даними інших інструментальних методів ленні оцінки ступеня відмінності карт РГС у фрон- діагностики тальній площині від симетричного дипольного 4. даний спосіб стосується діагностики тільки (еталонного) розподілу. Вказана відмінність обра-C. there is no data on the reliability of such a classification - vectors of smaller amplitude are considered to be individualizations - i.e. data on the correlation of the specified current with areas of electrical activity (current). coronary artery disease with the degree of ischemic myocardial damage. The proposed invention is based on the calculation based on the data of other instrumental methods of assessing the degree of difference of RGS maps in the frontal plane diagnosis from the symmetric dipole 4. this method applies to the diagnosis of only the (reference) distribution. The specified difference in image

ЇХС і не може бути застосований до виявлення ховується за допомогою визначення таких показ- інших кардіологічних патологій. ників окремих областей струму як їх кількість, на-CHD and cannot be applied to the detection of other cardiac pathologies. of individual current regions as their number, on

Таким чином, аналіз сучасного рівня техніки прям, координати та інтенсивність, а також показав, що відсутній метод аналізу карт розподілу інтенсивності та форми вихорів, що їх оточують. густини струму (РГС) у міокарді, який був би здат- Математичний зміст цих показників полягає в то- ний виявити анормальний характер РГС, спричи- му, що за напрям, координати та інтенсивність нений різними порушеннями у міокарді, як вказа- окремої області приймають відповідні параметри ними у перелічених патентах, так і ні. Новим у головного вектора даної області, яким є вектор способі порівняно з сучасним рівнем є те, що: найбільшої довжини. Фізичний смисл областей і 1) для аналізу електрофізіогічних процесів у вихорів полягає в тому, що вони відображають серці використовуються не параметри локального зони на картах РГС, в яких підвищена (області) джерела - диполя, а параметри розподіленого або понижена (вихори) густина струм у. джерела - плоского шару РГС у вигляді двовимір- В зоні електричної активності міокарду наяв- них карт, ний градієнт трансмембранного потенціалу, який 2) проводиться аналіз як первинних (активних) породжує первинні струми. Ця зона знаходиться у так і вторинних (об'ємних, пасивних) струмів у міо- міокарді, який, з точки зору електродинаміки, є карді, провідним середовищем. Тому у частині міокардаThus, the state-of-the-art analysis of lines, coordinates and intensity, and also showed that there is no method of analyzing intensity distribution maps and the shape of vortices surrounding them. of current density (RSD) in the myocardium, which would be able to The mathematical content of these indicators is to reveal the abnormal nature of the RGS, which means that the direction, coordinates, and intensity of the corresponding parameters in the patents listed by them, yes and no. What is new about the main vector of this area, which is the method vector compared to the current level, is that: the largest length. The physical meaning of the regions and 1) for the analysis of electrophysiological processes in vortices is that they reflect the heart, not the parameters of the local zone on the RGS maps, in which the source (area) dipole is increased, but the parameters of the distributed or reduced (vortices) current density in . source - a flat layer of RGS in the form of a two-dimensional gradient of the transmembrane potential, which 2) is analyzed as primary (active) generates primary currents. This zone is located in both secondary (volumetric, passive) currents in the myo-myocardium, which, from the point of view of electrodynamics, is the cardia, a conductive medium. Therefore, in the part of the myocardium

З) проводиться кількісна та напівкількісну оцін- за межами області первинних струмів, з'являються ка інформативних показників карт РГС, пасивні (вторинні) струми. У нормі міокард має 4) знайдено вигляд еталонного РГС, а саме - досить однорідну електричну провідність, тому симетрична дипольна карта, яка відповідає нормі і первинні струми локалізовані в одній (основній, описує відсутність анормальності, дипольній) області струму, а вторинні струми ма- 5) визначається відмінність показників, що ха- ють вигляд двох симетричних (тобто приблизно рактеризують окремі області первинних струмів рівної інтенсивності) вихорів струму. Таким чином, (кількість, напрям, координати, інтенсивність) від електричне джерело серця у нормі в першому на- таких у еталонної дипольної (нормальної) карти, ближенні є струмовим диполем. б) визначається відмінність показників, які Основна ідея винаходу полягає в тому, що на описують окремі замкнуті ланцюжки векторів (ви- основі ступеня відмінності вказаних показників від хори) вторинних струмів (інтенсивність, геометри- таких у дипольної карти формулюється висновок чна форма) від таких у еталонної дипольної (нор- про можливість (наявність) анормальності розпо- мальної) карти, ділу струмів у серці та ступені вказаної анормаль-C) a quantitative and semi-quantitative assessment is carried out - outside the primary currents area, there are informative indicators of RGS maps, passive (secondary) currents. Normally, the myocardium has 4) the appearance of a reference RGS was found, namely, fairly uniform electrical conductivity, therefore a symmetrical dipole map that corresponds to the norm and primary currents are localized in one (main, describes the absence of abnormality, dipole) current region, and secondary currents are 5) the difference of indicators that hide the appearance of two symmetrical (that is, roughly characterize separate regions of primary currents of equal intensity) current vortices is determined. Thus, (quantity, direction, coordinates, intensity) from the electrical source of the heart in the norm in the first na- such as in the reference dipole (normal) map, the neighbors are a current dipole. b) the difference between indicators is determined, which The main idea of the invention is that on describe separate closed chains of vectors (based on the degree of difference of the indicated indicators from the chorus) of secondary currents (intensity, geometrical form of the dipole map) from such in the reference dipole (nor- about the possibility (presence) of an abnormality of the grinding) map, the division of currents in the heart and the degree of the specified abnormality

ності. Підгрунтя формулювання таких висновків Технічний результат по вдосконаленню спосо- полягає у тому, що причиною відмінності вказаних бу оцінки анормальності РГС у серці досягається показників областей (вихорів) струму є наявність шляхом застосування нових дій, режимів виконан- зон міокарду з різною провідністю збудження, які ня дій, та емпірично визначених границь показни- можуть з'являтися внаслідок патологічних пору- ків, а саме: шень електрофізіологічних процесів у міокарді, 1) класифікації всіх типів відхилень карти РГС наприклад, внаслідок ішемії, запалення чи дис- від еталонної дипольної карти, трофії серцевого м'язу. 2) вибору структур на карті, які аналізуються -bearing The basis for the formulation of such conclusions. The technical result of improving the method is that the reason for the difference between the indicated values for the assessment of RGS abnormality in the heart is the presence of areas (vortices) of the current through the use of new actions, modes of execution of myocardial zones with different excitation conductivity, which are not actions, and empirically determined limits, indicators may appear as a result of pathological defects, namely: changes in electrophysiological processes in the myocardium, 1) classification of all types of deviations of the RGS map, for example, due to ischemia, inflammation or dis- from the reference dipole map, atrophy heart muscle. 2) selection of structures on the map to be analyzed -

В основу винаходу поставлено задачу вдоско- областей та вихорів налення способу оцінки анормальності розподілу 3) вибору показників на основі яких описується струмів у серці, отриманого на основі: відмінність областей та вихорів даної карти від 1. проведення МКГ картування, еталонної дипольної карти 2. вирішення оберненої задачі, 4) формулювання 4-значної шкали градацій 3. обчислення векторних карт РГС, у яких ін- ступеня відмінності даної карти від еталонної ди- тенсивність струму пропорційна довжині вектора, польної карти, 4. знаходження на картах зон з головними век- 5) зв'язком вибраних показників з електрофізі- торами, які мають локальний максимум струму та ологічними процесами у міокарді у нормі та при оточений векторами меншої довжини (так званих кардіологічних патологіях, окремих локалізованих областей струм у), 6) наявністю експериментально обстежених 5. знаходження на карті зон із замкнутими ла- груп пацієнтів з кардіологіччими захворюваннями, нцюжками векторів (так званих вихорів струм у), верифікованими загальноприйнятими методами 6. встановленням вигляду еталонної карти як діагностики. карти з двома симетричними вихорами та однією Короткий опис ілюстрацій: дипольною областю, розміщеною посередині кар- Фіг.1 - Еталонна карта РГС дипольної структу- ти, головний вектор якої направленою по відно- ри: основна дипольна ділянка обведена суцільною шенню до серця вліво-вниз). лінією.The basis of the invention is the task of determining the areas and vortices of the method of assessing the abnormality of the distribution 3) choosing the indicators on the basis of which the currents in the heart are described, obtained on the basis of: the difference of the areas and vortices of this map from 1. carrying out ICG mapping, reference dipole map 2. solving inverse problem, 4) formulation of a 4-digit gradation scale 3. calculation of RGS vector maps, in which the degree of difference of this map from the reference current intensity is proportional to the length of the vector, the field map, 4. finding on maps the zones with the main vectors 5 ) the connection of selected indicators with electrophysiators that have a local current maximum and biological processes in the myocardium in normal conditions and when surrounded by vectors of shorter length (so-called cardiac pathologies, the current in certain localized areas), 6) the presence of experimentally examined 5. findings on the map of zones with closed la- groups of patients with cardiac diseases, strings of vectors (the so-called choir current y), verified by generally accepted methods 6. establishing the appearance of the reference map as diagnostics. maps with two symmetric vortices and one Brief description of the illustrations: a dipole region placed in the middle of the car Fig. 1 - Reference map of the RGS dipole structure, the main vector of which is directed in the direction: the main dipole area is surrounded by a solid line to the heart left-down ). line

Поставлена задача досягається шляхом: Фіг.2 - Карта РГС дипольної структури з аси- 1. обчислення кількості областей струму та ви- метричними вихорами струмів (мала ступінь від- значення їх показників (напрям, координати, інтен- мінності). сивність), Фіг.3 - Карта РГС дипольної структури з дефо- 2. обчислення показників (інтенсивність та фо- рмованими вихорами струмів (мала ступінь від- рма) вихорів струму, мінності): вертикально видовжений вихор заштри- 3. формулювання 4-значної шкали напівкількі- ховано сірим. сних оцінок (малий, середній, великий, дуже вели- Фіг.4А - Карта РГС дипольної структури з анор- кий), мальним напрямком диполя (середня ступінь від- 4. встановлення відповідності між відхилення- мінності). ми показників областей та вихорів даної карти та Фіг.5 - Карта РГС дипольної структури з анор- градаціями ступеней її відмінності від еталонної мальними координатами (середня ступінь відмін- карти у вигляді: ності). 4.1. малий ступінь - асиметрія вихорів (нерівна Фіг.б6 - Карта РГС дипольної структури з анор- інтенсивність та відмінність форми вихорів від мальним напрямком та асиметричними вихорами овальної), (середня ступінь відмінності). 4.2. середній ступінь - напрям і координати ди- Фіг.7 - Карта РГС недипольної структури з ос- польної області відрізняються від таких у еталон- новною дипольною областю (суцільна лінія) нор- ної карти, мального напрямку та двома додажовими облас- 4.3. великий ступінь - наявність додаткових тями струму (пунктир) меншої інтенсивності областей струму, (велика ступінь відмінності). 4 А. дуже великий ступінь - наявність декількох Фіг.8 - Карта РГС недипольної структури з ди- областей струму, напрям чи координати яких від- польною областю нормального напрямку (суцільна різняються від таких у еталонної карти так, що лінія) та двома додатжовими областями струму неможливо виявити дипольну ділянку струм у. (пунктир) приблизно рівної інтенсивності (велика 5. визначення згідно даної 4-значної шкали ступінь відмінності). ступеня відмінності даної карти від еталонної ди- Фіг9 - Карта РГС недипольної структури з польної карти. двома областями струму (пунктир) приблизно рів-The set task is achieved by: Fig. 2 - RGS map of the dipole structure with asymmetry, .3 - RGS map of the dipole structure with defo- 2. calculation of indicators (intensity and current vortices formed by current vortices (small degree of relaxation) current vortices, minity): a vertically elongated vortex is shaded 3. formulation of a 4-digit scale is semi-quantified gray of different grades (small, medium, large, very large Fig. 4A - Map of RGS dipole structure with anorak), small direction of the dipole (average degree of deviation). we are indicators of regions and vortices of this map and Fig. 5 - Map of RGS dipole structure with anorgradations of the degree of its difference from the reference one by minor coordinates (average degree of difference- map in the form: ness). 4.1. small degree - asymmetry of vortices (uneven Fig. b6 - RGS map of a dipole structure with anor- intensity and difference in the form of vortices from a small direction and asymmetric vortices oval), (medium degree of difference). 4.2. average degree - the direction and coordinates of the di- Fig. 7 - The RGS map of the non-dipole structure from the main region differ from those in the reference dipole region (solid line) of the normal map, the minor direction and two additional regions 4.3. a large degree - the presence of additional current lines (dashed lines) of lower intensity current areas (a large degree of difference). 4 A. a very large degree - the presence of several current, it is impossible to detect the dipole section of the current. (dotted line) of approximately equal intensity (high 5. definition according to this 4-digit scale of the degree of difference). the degree of difference of this map from the reference di- Fig. 9 - RGS map of the non-dipole structure from the field map. two current regions (dotted line) approximately equal

Це дозволяє забезпечити: ної інтенсивності та анормальними локалізаціями 1. вироблення висновку про можливість анор- обох областей струму (дуже велика ступінь відмін- мальності розподілу струмів у серці в даний мо- ності). мент кардіоциклу (при малій ступені відмінності), Фіг.10 - Карта РГС недипольної структури з 2. вироблення висновку про наявність вказаної трьома областями струму (пунктир) приблизно анормальності та її ступінь (середня, велика, дуже рівної інтенсивності та анормальними напрямками велика), і локалізаціями всіх областей струму (дуже велика 3. вироблення висновку за допомогою комп'ю- ступінь відмінності). терної програми з відображенням результатів оці- Пропонований спосіб передбачає проведення нки анормальності на дисплеї. МКГ з одночасною реєстрацією ЕКГ у 2-му станда- ртному відведенні. При цьому К пік ЕКГ викорис-This makes it possible to ensure: new intensity and abnormal localizations 1. drawing a conclusion about the possibility of abnormal current areas (a very large degree of difference in the distribution of currents in the heart in this capacity). ment of the cardiocycle (with a small degree of difference), Fig. 10 - RGS map of a non-dipole structure with 2. making a conclusion about the presence of an approximate abnormality indicated by the three areas of the current (dotted line) and its degree (medium, large, of very equal intensity and large in the abnormal directions), and localizations of all areas of the current (a very large 3. making a conclusion using a compu- degree of difference). program with the display of the evaluation results. The proposed method involves carrying out an abnormality check on the display. ICG with simultaneous ECG registration in the 2nd standard lead. At the same time, K peak of the ECG is used

товується як синхронізуючий строб-імпульс для типи відхилень у порядку збільшення ступеня від- виконання процедури усереднення МКГ сигналів, а мінності від еталонної карти. також для селекції імпульсів певної етнології та У загальному випадку патологічні зміни у міо- при наявності декількох водіїв ритму. Потім прово- карді приводять до підвищеної неоднорідності та диться декілька послідовних етапів обробки даних. анізотропії просторового розподілу провідності.is used as a synchronizing strobe pulse for the types of deviations in order of increasing degree of fulfillment of the procedure of averaging the ICG signals, and the difference from the reference card. also for the selection of impulses of a certain ethnology and In the general case, pathological changes in myo- in the presence of several pacemakers. Then the provocations lead to increased heterogeneity and see several successive stages of data processing. anisotropy of the spatial distribution of conductivity.

Спочатку виконується попередня обробка, в ре- При малій відмінності провідності в уражених зо- зультаті якої МКГ сигнали очищуються від різних нах міокарду на картах з'являється асиметрія та магнітних завад техногенного походження, що деформація вихорів струму. Під асиметрією розу- проникають в прилад під час реєстрації МКГ. Вона міється різна інтенсивність струму (довжина век- включає фільтрацію, вибраковку комплексів з ім- торів, які утворюють вихор). Деформація означає пульсними перешкодами, відбір і усереднення відхилення від овальної геометричної форми ви- кардіоциклів. хорів еталонної карти (Фіг.1). Причиною асиметріїFirst, pre-processing is carried out, in the case of a small difference in conductivity in the affected areas, as a result of which the ICG signals are cleaned from different layers of the myocardium, asymmetry and magnetic disturbances of man-made origin appear on the maps, which is the deformation of current vortices. Under the asymmetry, they break into the device during ICG registration. It has different intensity of the current (the length of the vector includes filtering, selection of complexes from im- tors that form a vortex). Deformation means pulse interference, selection and averaging of deviations from the oval geometric shape of cardiocycles. choirs of the reference map (Fig. 1). The reason for the asymmetry

Далі виконується реконструкція МКГ карт в (деформації) вихорів є поява зон міокарду з різною квадраті 20х20см над грудною кліткою пацієнта. величиною (напрямком) провідності, тобто неод-Next, the reconstruction of the ICG maps is performed in (deformation) vortices, the appearance of myocardial zones with different squares of 20x20 cm above the patient's chest. by the magnitude (direction) of conductivity, i.e. non-identical

Для подальшого аналізу відбираються карти на норідність (анізотропія). протязі ЗІ-Ї інтервалу дивись: Будник М., Чай- Так, на Фіг.2 приведена карта дипольної струк- ковський |. Магнітокар-діографія: аналіз даних з тури з асиметричними вихорами струмів. Тут вер- точки зору медичного застосування. Методичні хній вихор вторинних струмів слабший, бо він вказівки для магістрів - КНУ ім. Тараса Шевченка, утворений векторами меншої амплітуди. Можлива 2005. 52с.|. Ці дії в цілому аналогічні діям, засто- фізіологічна причина полягає в тому, що у базаль- сованим в патентах ША 53455А, ОА 53456А, УМО них відділах лівого шлуночка провідність збуджен- 0200108, ОА 74466 і не є предметом даного вина- ню менша внаслідок дії патологічних факторів. ходу. На Фіг.3 наведено приклад карти дипольноїFor further analysis, birth maps (anisotropy) are selected. during the 3rd interval, see: Budnyk M., Chai- Yes, Fig. 2 shows a map of the dipole strukovski |. Magnetic resonance imaging: analysis of data from a tour with asymmetric eddy currents. Here ver- the point of view of medical application. The methodical hnei vortex of secondary currents is weaker, because it instructions for masters - KNU named after Taras Shevchenko, formed by vectors of smaller amplitude. Mozhliva 2005. 52 p.|. These actions are generally similar to the actions, the physiological reason is that in the basal parts of the left ventricle, which are described in patents SHA 53455A, OA 53456A, UMO, the conduction of excited 0200108, OA 74466 and is not the subject of this fault is less due to effects of pathological factors. move Figure 3 shows an example of a dipole map

У реалізації даного винаходу застосовано спо- структури з деформованими вихорами струмів. сіб вирішення ОЗ згідно УМО 0200108 |Сотршетг- Вихор вторинних струмів знаходиться із правогоIn the implementation of this invention, structures with deformed vortices of currents are used. sib solution of OZ according to UMO 0200108 | Sotrshetg- The vortex of secondary currents is from the right

Бразей тетоа юг ашотацйісайу ргосеззіпу дайа, ев- боку і утворений векторами, направленими проти ресіайу тадпейюсагаіодгарніс дайга, ої Біотадпейс часової стрілки (заштриховано сірим). Видно, щоBrazei tetoa yug ashotatcyisayu rgosezzipu daya, ev- boku and formed by vectors directed against resiayu tadpeyusagaiodgarnis daiga, oi Biotadpeis of the time arrow (shaded in gray). It can be seen that

Теїд5. 5. Котапомісі, Е.5іеіпрего, ЗОШІЮ АС, Сег- він розтягнутий у поздоюжньому (вертикальному) тапу, 2001), у якому обчислюють карти РГС у напрямку порівняно з нормою. Ймовірна причина фронтальній площині, а вектори розміщено на такої деформації форми вихора полягає в тому, сітці 10х10 з кроком 4см. що у бокових відділах лівого шлуночка під дієюTheid 5. 5. Kotapomisi, E.5ieiprego, ZOSHIU AS, Seg- it is stretched in longitudinal (vertical) tape, 2001), in which RGS maps are calculated in the direction compared to the norm. The probable cause of the frontal plane, and the vectors are placed on such a deformation of the vortex shape is that the 10x10 grid with a step of 4cm. that in the lateral parts of the left ventricle under action

На Фіг.1 подана карта РГС еталонної диполь- патологічних факторів наявна анізотропія провід- ної структури. Це означає, що карта має: ності. У даному випадку вказана анізотропія поля- 1) тільки одну основну ділянку з максимумом гає у тому, що провідність у вертикальному на- інтенсивності струмів; прямі руху фронта хвилі збудження (який на карті 2) вказана ділянка охоплюється двома симет- РГС співпадає з напрямком диполя, тобто основ- ричними вихорами струму; ної області струму) збільшена. Інша причина може 3) вказана ділянка має нормальний напрям полягати в тому, що провідність в поперечному вліво-вниз (з боку пацієнта, як це прийнято в елек- напрямі зменшена. Можлива також і одночасна дія трокардіології; на карті це вправо-вниз); обох вказаних факторів. 4) вказана ділянка розташована приблизно Карти, подані на Фіг.2 і З показують малу сту- посередині карти. пінь відхилення, бо такі зміни мають місце тількиFigure 1 shows the RGS map of the reference dipole - pathological factors present anisotropy of the conducting structure. This means that the card has: In this case, the indicated anisotropy is 1) only one main area with a maximum is that the conductivity in the vertical intensity of currents; direct movements of the front of the excitation wave (which is on map 2) the specified section is covered by two symmetric RGS coincides with the direction of the dipole, i.e. the main vortices of the current; of the current region) is increased. Another reason may 3) the specified area has a normal direction is that the conduction in the transverse left-down (on the patient's side, as is accepted in the electrical direction is reduced. Simultaneous action of trocardiology is also possible; on the map it is right-down); both of these factors. 4) the specified area is located approximately in the middle of the map. stem deviation, because such changes take place only

Карти здорових волонтерів, як правило, де- для вихорів, тобто вторинних струмів. При цьому монструють гомогенний (однорідний) розподіл розподіл первинних струмів не відрізняється від струмів, тобто карти РГС характеризуються влас- норми, тобто основне збудження має дипольний тивостями 1)-4). Таким чином еталонна дипольна характер. Основними параметрами струмового карта має тільки одну основну дипольну ділянку диполя є напрям та локалізація (координати). При струму, яка охоплена симетричними вихорами, більших ступенях патологічних змін у міокарді вка- знаходиться приблизно в центрі та направлена зані параметри відрізняються від таких у нормаль- вліво-вниз. ної карти (Фіг.1).Maps of healthy volunteers, as a rule, are for eddies, that is, secondary currents. At the same time, a homogeneous (homogeneous) distribution is shown, the distribution of primary currents does not differ from the currents, that is, the RGS maps are characterized by normal properties, that is, the main excitation has dipole properties 1)-4). Thus, the reference dipole character. The main parameters of the current map have only one main dipole section of the dipole are the direction and localization (coordinates). With the current, which is covered by symmetrical vortices, greater degrees of pathological changes in the myocardium, the vka- is located approximately in the center and is directed to the parameters differ from those in the normal- to the left-down. noy map (Fig. 1).

З точки зору електрофізіологї людини це Так, на ФігА приведена карта дипольної струк- означає, що електричний генератор серця при тури з анормальним напрямком вправо-вниз, а на реполяризації є розподілене джерело, локалізова- Фіг.5 - карта РГС дипольної структури анормальної не в межах зони, де наявне електричне збудження локалізації, де ділянка струму зміщена вліво-вниз міокарду. Межа, що відокремлює збуджені і незбу- порівняно з нормою. Фізіологічна причина таких джені зони, є фронтом хвилі збудження. При репо- відмінностей карт полягає в тому, що ступінь па- ляризації шлуночків цей фронт у нормі направле- тологічних уражень міокарду вже більша, що при- ний вліво-вниз. водить до середнього ступеня неоднорідності таFrom the point of view of human electrophysiology, this is Yes, Fig. A shows a map of the dipole structure - means that the electrical generator of the heart during the tour with an abnormal right-down direction, and on repolarization there is a distributed source, localized - Fig. 5 - a map of the RGS dipole structure of an abnormal within the limits of the zone where there is electrical excitation of localization, where the section of the current is shifted to the left-downward of the myocardium. The boundary that separates excited and non-excited compared to the norm. The physiological cause of such geni zones is the front of the wave of excitement. In the case of repo-differences of the maps, it is that the degree of polarization of the ventricles, this front is already greater in the norm of pathologic lesions of the myocardium, which is taken to the left-down. leads to a medium degree of heterogeneity and

Відхилення від карти, що має властивості 1)- анізотропії між різними відділами міокарду. 4), приводять до спотворення карти (при незнач- Так, анормальний напрям диполя на ФігА них порушеннях) порівняно з еталонною диполь- вправо-вниз може бути спричинений відсутністю ною картою або появи недипольної структури (при електричного збудження міокарду передньої стінки значних порушеннях), тобто появи декількох дода- лівого шлуночка. При цьому, аналогічно ЕКГ, сту- ткових областей струму з різними напрямками пінь патологічних змін пропорційна величині кута головних векторів. Фіг2-10 демонструють різні між напрямком струмового диполя у даної карти і в нормі (вліво-вниз). Анормальна локалізація диполя збудження на три окремих приблизно рівновели- на Фіг.;5 може бути пояснена середньою неоднорі- ких фронти. дністю провідності, при якій провідність у бокових На Фіг.9-10 всі області струму рівнозначні та відділах лівого шлуночка збільшена, тому збу- мають анормальні локалізацію чи напрям, а ділян- дження зміщене в цей бік. ка нормального збудження відсутня. Це значить,Deviation from the map, which has the properties of 1) - anisotropy between different departments of the myocardium. 4). that is, the appearance of several additional ventricles. At the same time, similarly to the ECG, the number of pathological changes in the knock-on areas of the current with different directions is proportional to the angle of the main vectors. Figures 2-10 show the difference between the direction of the current dipole in this map and in the norm (left-down). Anomalous localization of the excitation dipole on three separate, approximately equal amplitudes in Fig. 5 can be explained by the average of unequal fronts. conductivity, in which the conductivity in the lateral In Fig. 9-10, all regions of the current are equal and sections of the left ventricle is increased, therefore, abnormal localization or direction will occur, and the distribution is shifted in this direction. there is no normal excitement. that means

При ще більших відмінностях провідності в що фронт хвилі збудження дуже сильно деформо- уражених зонах від норми фронт хвилі збудження ваний і розпадається на дві або три рівнозначні буде деформуватись аж до цілковитого його роз- ділянки, отже збудження повністю делокалізоване риву на декілька фронтів, тобто з'являються дода- і має фрагментарний характер. На картах РГС при ткові патологічні фронти. На картах РГС це буде цьому наявні дві або три області струму, що відо- мати вигляд або ще дипольної картини при наяв- бражають сильну неоднорідність (негомогенність) ності декількох типів відхилень одночасно (серед- збудження. ній ступінь анормальності) або до недипольної Таким чином, пропонований метод дає мож- структури, тобто до появи додаткових областей ливість на основі порівняння карт РГС у здорового струмів (великий ступінь анормальності). (Фіг.1) та у хворих на кардіологічні патології (Фіг.2-With even greater differences in conductivity, the excitation wave front is very strongly deformed in the affected zones from the norm, the excitation wave front is bent and splits into two or three equal parts. It will be deformed up to its complete separation, so the excitation is completely delocalized by the burst into several fronts, i.e. with are added and has a fragmentary character. Pathological fronts are present on the RGS maps. On the RGS maps, there will be two or three areas of the current that have the appearance of a dipole pattern, while representing a strong heterogeneity (inhomogeneity) of several types of deviations at the same time (average excitation. degree of abnormality) or to a non-dipole. Thus , the proposed method gives the possibility of structure, i.e., before the appearance of additional areas, based on the comparison of RGS maps in healthy currents (high degree of abnormality). (Fig. 1) and in patients with cardiac pathologies (Fig. 2-

Так, на Фіг.б (середній ступінь анормальності) 10) зробити висновок про можливість (Фіг.2-3) чи приведено карту, де має місце поєднання двох наявність (Фіг4-10) анормальності розподілу типів відхилень від еталонної картини - асиметрія струмів у серці. вихорів та анормальний напрям дипольної облас- Отже, наведена реалізація демонструє здат- ті. Тут верхній правий вихор має меншу інтенсив- ність пропонованого способу на основі ступеня ність, а диполь направлений вправо-вниз. Асимет- відмінності даної карти від еталонної дипольної рія вихорів може бути пояснена меншою карти напівкількісно оцінити ступінь анормальності провідністю базальних відділів серця та/або біль- розподілу струмів у серці. Так, відмінності, подані шою провідністю апікальних відділів. АнНормальний на Фіг.2-3 свідчать про малу ступінь, Фіг.4-6 - се- напрям струмового диполя пояснюється аналогіч- редню, Фіг.7-8 - велику, а Фіг.9-10 - дуже велику но Фіг.4. ступінь анормальності.Thus, in Fig. b (average degree of abnormality) 10) to draw a conclusion about the possibility (Fig. 2-3) or a map is given where there is a combination of two presence (Fig. 4-10) of abnormality in the distribution of types of deviations from the reference picture - asymmetry of currents in hearts vortices and anomalous direction of the dipole region. Therefore, the given implementation demonstrates the ability Here, the upper right vortex has a lower intensity of the proposed method based on degree, and the dipole is directed to the right-down. The asymmetry of this map from the reference dipole vortices can be explained by the smaller map to semi-quantitatively assess the degree of abnormality in the conductivity of the basal parts of the heart and/or the distribution of currents in the heart. Yes, the differences presented by the conductivity of the apical sections. Abnormal in Fig. 2-3 indicate a small degree, Fig. 4-6 - the direction of the current dipole is explained by the analog-normal, Fig. 7-8 - a large one, and Fig. 9-10 - a very large but Fig. 4. degree of abnormality.

Карта на Фіг.7 (великий ступінь анормальності) Перевага пропонованого способу полягає в демонструє випадок недипольної структури, але тому, що він не обмежений певною патологією відмінність від дипольної картини мінімальна. Во- серця, а тому може бути застосований (при наяв- на полягає у тому, що основна (дипольна) ділянка ності комп'ютерних програм чи відповідних атласів має нормальні напрямок та локалізацію, а додат- карт для кожної патології) до аналізу ступеня ано- кові області струму (у правому-верхньому та ліво- рмальності розподілу струмів у серці, спричинених му-нижньому кутах карти) мають меншу інтенсив- різними патологіями. ність ніж основна ділянка. Таку карту можна Додатковою перевагою пропонованого підходу пояснити розривом фронту хвилі збудження і по- є можливість його застосування до аналізу не явою двох додаткових слабких фронтів з анорма- тільки карт РГС, а й карт магнітного поля. У цьому льними напрямками, тобто вправо та/або вверх. випадку не потрібно вирішувати обернену задачу,The map in Fig. 7 (high degree of abnormality) The advantage of the proposed method is that it demonstrates the case of a non-dipole structure, but because it is not limited by a certain pathology, the difference from the dipole picture is minimal. Heart, and therefore can be applied (if available is that the main (dipole) section of computer programs or corresponding atlases has normal direction and localization, and add- maps for each pathology) to the analysis of the degree of ano - magnetic areas of the current (in the right-upper and left-normality of the distribution of currents in the heart, caused by mu-lower corners of the map) have a lower intensity due to various pathologies. ness than the main section. Such a map can be An additional advantage of the proposed approach is explained by the break of the front of the excitation wave, and there is a possibility of its application to the analysis of not only two additional weak fronts from anomalous RGS maps, but also magnetic field maps. In this case, in opposite directions, i.e. to the right and/or up. case, it is not necessary to solve the inverse problem,

При ще більших відмінностях провідності в а замість областей струму аналізуються області уражених зонах від норми фронт хвилі збудження екстремумів магнітного поля. Але магнітне поле може розірватися на декілька окремих ділянок, надає опосередковану картину розподілу збу- інтенсивності яких приблизно одинакові, а напря- дження міокарду, тому його інформативність для мок та/або локалізація можуть відрізнятися від медичного аналізу нижча. норми. Так, карти Фіг.8 та Фіг.9 демонструють не- До переваг даного підходу відноситься також дипольну структуру, де наявні дві області струму те, що він орієнтований на використання дешевого приблизно рівної інтенсивності. Такі карти можуть малоканального магнітокардіографа. Наприклад, у бути спричинені розривом фронту хвилі збудження даній реалізації використано прилад з 4-ма МКГ на два окремих приблизно рівновеликих фронти. каналами, здатний обстежувати пацієнтів в умовахWith even greater differences in conductivity, instead of the current regions, the regions of the affected zones are analyzed from the normal wave front of the excitation of the magnetic field extrema. But the magnetic field can break into several separate areas, provides an indirect picture of the distribution of excitation, the intensity of which is approximately the same, and the tension of the myocardium, therefore, its informativeness for mok and/or localization may differ from the medical analysis is lower. norms Thus, the maps of Fig. 8 and Fig. 9 demonstrate non- The advantages of this approach also include a dipole structure, where there are two areas of the current, that it is oriented towards the use of cheap, approximately equal intensity. Such cards can be a small-channel magnetocardiograph. For example, in this implementation, a device with 4 MCG on two separate fronts of approximately equal size was used to generate the excitation wave caused by the front break. channels, able to examine patients in conditions

Відмінність між Фіг.8 та Фіг.9 полягає у тому, звичайної клініки без використання магнітоекрано- що на Фіг.8 (великий ступінь анормальності) одна з ваної кімнати. Це здешевлює вартість обстеження, областей струму ще має ознаки нормального збу- що особливо актуально в умовах України. дження. Основна ділянка на Фіг.8 (обведено су- Конкретна реалізація способу у винаході де- цільною лінією) має нормальні напрям та поло- тально описана з метою ілюстрації. Зрозуміло, що ження, а додатжова (обведено пунктиром) має на практиці, люди, досвідчені в кардіології та ана- напрям, протилежний нормальному. На противагу лізі МКГ даних можуть внести деякі зміни і модифі- цьому розподіл РГС на Фіг.9 (дуже великий ступінь кації, наприклад, інший часовий інтервал кардіоци- анормальності) має більш суттєві патологічні озна- клу, інші варіанти поєднання різних типів ки, а саме - ні одна з областей не має ознак нор- відхилень від еталонної карти (нормального роз- ми, отже не можна вказати основну ділянку (дипо- поділу), ввести в розгляд більшу (ніж три) кількість льне джерело). областей струму, застосувати описаний у винаходіThe difference between Fig. 8 and Fig. 9 is that a normal clinic without the use of a magnetic screen - that in Fig. 8 (high degree of abnormality) is one of the bathrooms. This lowers the cost of the survey, areas of the current still have signs of normal operation, which is especially relevant in the conditions of Ukraine. jinn The main section in Fig. 8 (encircled with a dashed line) has a normal direction and is partially described for the purpose of illustration. It is clear that in practice, people experienced in cardiology and anal- the direction opposite to normal. In contrast to the analysis of the ICG data, some changes and modifications can be made to the distribution of RGS in Fig. 9 (a very large degree of cation, for example, another time interval of cardiac abnormality) has more significant pathological features, other options for combining different types of ki, and namely - none of the areas has signs of normal deviations from the reference map (normal spacing, therefore, it is impossible to indicate the main area (division), bring into consideration a larger (than three) number of sources). current regions, apply the one described in the invention

На Фіг. 10 наведено приклад карти суттєво не- спосіб до оцінки карт розподілу магнітного поля і дипольної структури, де наявні аж три області т.п. Проте, ми вважаємо, що вказані зміни і моди- струму приблизно рівної інтенсивності. Такі карти фікації є такими, що зроблені без суттєвих відхи- можуть бути спричинені розривом фронту хвилі лень від даного винаходу, а тому вони підпадають під дію цього винаходу.In Fig. 10 shows an example of a map that is significantly different from the method for evaluating maps of the distribution of the magnetic field and the dipole structure, where there are as many as three regions, etc. However, we believe that the specified changes and mod- current are of approximately equal intensity. Such fication maps are those made without significant deviations that may be caused by the break of the laziness wave front from this invention, and therefore they are subject to the scope of this invention.

UAA200600584A 2006-01-23 2006-01-23 Method for assessment of abnormality of current distribution in heart UA83050C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200600584A UA83050C2 (en) 2006-01-23 2006-01-23 Method for assessment of abnormality of current distribution in heart

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200600584A UA83050C2 (en) 2006-01-23 2006-01-23 Method for assessment of abnormality of current distribution in heart

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA83050C2 true UA83050C2 (en) 2008-06-10

Family

ID=47630602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA200600584A UA83050C2 (en) 2006-01-23 2006-01-23 Method for assessment of abnormality of current distribution in heart

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA83050C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012173583A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Chaykovskyy Lllya Anatoliiovych Method and device for evaluation of myocardial ischemia based on current density maps
US9451901B2 (en) 2012-07-13 2016-09-27 Illya Anatoliiovych Chaykovskyy Method and device for evaluation of myocardial damages based on the current density variations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012173583A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Chaykovskyy Lllya Anatoliiovych Method and device for evaluation of myocardial ischemia based on current density maps
US9451901B2 (en) 2012-07-13 2016-09-27 Illya Anatoliiovych Chaykovskyy Method and device for evaluation of myocardial damages based on the current density variations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11331030B2 (en) System and method for temporal sparse promoting imaging of cardiac activation
Brooks et al. Physiological noise modelling for spinal functional magnetic resonance imaging studies
Monaghan Role of real time 3D echocardiography in evaluating the left ventricle
Brooks et al. Electrical imaging of the heart
Wang et al. Noninvasive computational imaging of cardiac electrophysiology for 3-D infarct
JP2013244403A (en) Image processing method
Pervolaraki et al. Antenatal architecture and activity of the human heart
Inaba et al. Routine clinical heart examinations using SQUID magnetocardiography at University of Tsukuba Hospital
UA104073C2 (en) Method for diagnosing degree of ischemic lesions of myocardium based on analysis of temporal changes in current density
Stinstra The reliability of the fetal magnetocardiogram
Wang et al. Application of L1-norm regularization to epicardial potential reconstruction based on gradient projection
Lew et al. Toward noninvasive monitoring of ongoing electrical activity of human uterus and fetal heart and brain
Al Younis et al. Non-invasive technologies for heart failure, systolic and diastolic dysfunction modeling: A scoping review
US7805179B2 (en) Method of examining dynamic cardiac electromagnetic activity and detection of cardiac functions using results thereof
Ray et al. An evaluation of planarity of the spatial QRS loop by three dimensional vectorcardiography: its emergence and loss
Perez Alday et al. Effects of heart rate and ventricular wall thickness on non-invasive mapping: an in silico study
UA83050C2 (en) Method for assessment of abnormality of current distribution in heart
van der Graaf et al. A priori model independent inverse potential mapping: the impact of electrode positioning
Zenger et al. Pharmacological and simulated exercise cardiac stress tests produce different ischemic signatures in high-resolution experimental mapping studies
Comani et al. Concentric remodeling detection by magnetocardiography in patients with recent onset arterial hypertension
Zappon et al. Quantifying variabilities in cardiac digital twin models of the electrocardiogram
Abu-Alrub et al. The role of electrocardiographic imaging in patient selection for cardiac resynchronization therapy
Burton Subject-specific modeling of partial thickness cardiac ischemia: From experiment to body surface
Zenger et al. Experimental validation of a novel extracellular-based source representation of acute myocardial ischemia
Rasoolzadeh SOLVING THE INVERSE PROBLEM OF ELECTROCARDIOGRAPHY FOR SPONTANEOUS PVC LOCALIZATION: ANALYSIS OF CLINICAL ELECTROCARDIOGRAPHIC DATA