Спосіб магнітокардіографічного обстеження

Спосіб магнітокардіографічного обстеження, що гр унтується на неінвазивній реєстрації магнітного поля серця людини, призначений для діагно C2 2 (19) 1 3 77722 4 тичних критеріїв для різних патологій, в кінцевому ті змін вертикальної координати (глибини заляганрахунку - методик діагностики певних кардіологічня) ефективного диполя на протязі ST-сегменту. них патологій та методик застосування для різних При цьому розглядається метод обробки та діагклінічних ситуацій. ностики, а специфіка процедури МКГ обстеження В першу чергу для застосування методу МКГ не розглядається. Аналогічно [патент WO0205713] необхідна методика інстументального клінічного захищає спосіб обробки даних та виявлення траєобстеження на основі методу МКГ (далі - методикторії збуд-ження в міокарді при фібриляції шлука), що включала б чіткий і зрозумілий як лікарям, ночків. При цьому теж власне інструментальна так і середньому медичному персоналу алгоритм методика МКГ обстежень не розглядаються. дій, в результаті яких обстеження буде проведено. [Патент WO0106907 та його національний Сучасний рівень техніки характеризується тим, що аналог DE10037519], які тут взято за прототип, у медичній літературі відсутній опис такої методирозглядають як 7-канальний магнітокардіограф, ки, [дивись наприклад - Виноградова Т.С., Акулова так і частково методику обстеження. При цьому Ф.Д, Белоцерковский З.Б. и др., Инструментальзахищається наступне: [в дужках вказано відповідные методы исследования сердечно-сосудистой ний пункт формули WO0106907]. системы - М.: Медицина, 1986. - 416с.]. Причина 1. Вимірювання проводяться за допомогою полягає в тому, що даний метод є новим, а тому СКВІД-магнітометра, що працює в РК режимі (1). для нього відсутня стандартна методика обсте2. Використовується переміщення об'єкта вижень. мірювань відносно вхідної котушки (28). Питання конструкції технічних засобів, а також 3. Використовується переміщення об'єкта на методик обстежень, обробки та діагностики на одну чи декілька позицій (41). основі вивчення магнітних сигналів відображені у 4. При переміщенні об'єкту відносно вхідної винаходах, що належать класу А61В5/04. Патенткотушки, вхідна котушка нерухома (42). ний пошук по більш детальному європейському 5. Вимірювання проводяться в 36 точках прякласифікатору, що дає клас А61В5/04М вказує на мокутної решітки з кроком 4см (43). 106 патентів. 6. Пристрій призначено для вимірювань в неПроте більшість з них присвячена приладам, а екранованих умовах (44). [Патент WO0200108 та лише в 38-ми розглядаються питання застосуванйого національний аналог DE10128293] розгляданя. Однак, більша частина винаходів присвячена ють спосіб обробки та пошуку діагностичних параметодам обробки даних та методам діагностики метрів (кута між напрямками електричного вектору патології серця. Крім того, більшість патентів, присерця та еквівалентного струмового диполя) на свячених методикам обстежень, описують методиспівставленні БКГ і МКГ. Вони використовують ки для вимірювання біомагнітних полів незалежно спосіб та прилад, [описаний в попередніх патентах від джерела поля, а тому не вра ховують специфіWO0106907 та DE10037519]. ки реєстрації МКГ сигналів. Серед патентів було В Україні відомо такі патенти, що відносяться знайдено 6, що відносяться до реєстрації саме до класу А61В5/04 та стосуються МКГ: кардіомагнітних полів та захищають саме (або і в 1. Спосіб діагностики інфаркту міокарда, [UA тому числі) спосіб: 53455, Стаднюк Л., Козловський В., Будник М., 1. WO0217769, Ischemia identification, quantifiНіженківський І., 2003]. cation and partial localization in MCG, A. Bakharev, 2. Спосіб діагностики не-Q інфаркту міокарда, USA, 2002. [UA 53456, Войтович І., Козловський В., Стаднюк 2. WO0205713, Cardiac magnetic field diagnozer Л., Будник М., 2003]. for atrial flutter and atrial fibrillation and method for Вони ґрунтуються на застосуванні ЕКГ і МКГ identifying electric turning path of atrial flutter, 2002. до діагностики різних видів інфаркту міокарду, але 3. WOO 106907, Method and device for measurтакож не розглядають процедуру обстеження. Деing biomagnetic and in particular cardiomagnetic які питання реєстрації МКГ розглянуто в методичfields, V.Sosnitzky, F.Steinberg, Germany, 2001. них рекомендаціях по магнітокардіографії [Магні4. DEI0037519, Apparatus and method for токардіографія (методика і діагностичні measuring biomagnetic, especially cardiomagnetic, можливості) / В.О.Бобров, Л.А.С таднюк, В.М. В.І. field uses superconducting quantum interference deКозловський та ін. // Методичні рекомендації: МОЗ vice having current-voltage curve with hysteresis and України, Укр. центр наукової медичної інформації і operating in relaxation-oscillation mode, V.Sosnitzky, патентно-ліцензійної роботи - Київ. - 1997. - 20с. та F.Steinberg, Germany, 2001. в препринті Інституту кібернетики НАНУ (Діагнос5. WO0200108, Method for determining a diagтичні критерії хронічної ІХС серцяна основі реєстnostically relevant parameter from the electroрації та аналізу магнітокардіограм І Будник М., cardiographical and magnetocardiographical data of a Войтович І., Чайковський І. та ін. // Препринт 2002patient, F.Steinberg, MBudnyk, V.Sosnitzky, SQUID 5, НАН України. Ін-т кібернетики ім.В.М.Глушкова; AG, Germany, 2002. Київ, 2002.- 49c.]. Проте вони ґрунтуються на до6. DE10128293, To diagnose cardiac arterial disсвіді роботи з 1-канальним магнітокардіографом, а ease using patient ECG- and MCG data, a characterсама процедура обстеження викладена схемаistic phase angle is determined between ECD and тично. EMF vectors, V.Sosnitzky, M.Budnyk, F.Steinberg, Таким чином, аналіз сучасного стану в цій гаGermany, 2002. лузі показує, що детальний опис методики МКГ [У патенті WO0217769] розглядається спосіб обстеження в неекранованих умовах клініки відсудіагностики ішемічної хвороби серця (ІХС), при тній. Причина того, що більшість патентів не розякому ІХС класифікується на 4 ступені по наявносглядають окремо способи реєстрації МКГ полягає 5 77722 6 в тому, що вони орієнтовані на застосування дорокращити якість МКГ сигналу, підвищити достовіргих багатоканальних біомагнітних систем, що поність медичного висновку, а також забезпечити требують використання магнітоекранованої камеоператора чітким і логічно зрозумілим алгоритмом ри (МЕК). Наш винахід узагальнює новий досвід, дій, в результаті якого обстеження завжди буде отриманий на протязі 2002-2003 років з викорисуспішно проведене за допомогою 7-канального танням вдосконаленого у порівнянні з прототипом, приладу при наявності великого рівня техногенних дешевого 7-канального магнітокардіографу, орієнмагнітних перешкод без МЕК. Короткий опис ілюстованого на обстеження без МЕК. Крім того, наш трацій: винахід забезпечує можливість проведення обФіг.1 - Вигляд стандартної МКГ сітки, її прив'ястеження також за допомогою 1-канального магнізка і маршрут для 1-канального приладу. токардіографу. Недоліки способу-прототипу поляФіг.2 - Розташування маркера відносно МКГ гають у тому, що: каналів 4-канального магнітокардіографа та його - не вказано, де розташовано маркер для суприв'язка до анатомічної точки, що пропонуються. міщення з референтною анатомічною точкою; Фіг.3 - Прив'язка пацієнта до стандартної сітки. - не вказано, як забезпечити сумісність зі стаФіг.4 - Принцип жорсткої фіксації ліжка (привендартною МКГ сіткою, що використовується для 1дена фіксація в початковій точці 1-1). канальнго приладу; Фіг.5 - Маршр ут переміщення ліжка пацієнта. - не вказано кількість точок та маршрут переПропонований метод заснований на декількох міщення по карті; послідовних діях, що дають змогу провести МКГ - не вказано, чи фіксується взагалі і як фіксуобстеження. Для проведення обстеження необхідється ліжко під час вимірювання в кожній точці; но мати дві особи обслуговуючого персоналу, які - не вказано, як досягається мінімальна відможна умовно назвати оператором та позиціонісстань між серцем і вхідною антеною; том. Оператор - це особа, що управляє приладом, - не вказано, як збільшити величину корисного процесом реєстрації МКГ сигналів та їх записом на сигналу у разі, якщо вона занадто мала в 1-му ряді жорсткий диск, заповнює електронну картку пацієсітки. нта, проводить експрес-обробку та дає відповідні В основу даного винаходу поставлена задача команди позиціоністу і знаходиться на робочому вдосконалення способу МКГ обстеження, в якому місці перед персональним комп'ютером (ПК), він шляхом застосування нових дій, режимів виконанбажано повинен мати технічну освіту. Позиціоніст ня дій, застосування нового обладнання, та емпіце особа, що підготовлює пацієнта до обстеження, рично визначеної їх логічної послідовності забезвкладає його на ліжко, розміщує відповідно до печується гарантована реєстрація магнітної карти анатомічних орієнтирів, мінімізує відстань серцесерця без МЕК з якістю (рівнем відношення сигантена, переміщує та фіксує ліжко згідно із встанал/шум), достатнім для проведення медичної новленим алгоритмом, а також накладає та знімає діагностики. Іншими словами, метою даного винаЄКГ електроди. Він безпосередньо контактує з ходу є розробка процедури клінічного обстеження пацієнтом, а тому повинен мати медичну освіту. у вигляді чіткого і зрозумілого для обслуговуючого Предметом даного винаходу є алгоритм дій, що персоналу експериментального алгоритму, що дає виконує саме позиціоніст. Вся процедура обстезмогу зняти МКГ карту належної якості в умовах ження складається з 3-х етапів: 1) Підготовчий високого рівня індустріальних перешкод. Новим у етап, 2) Реєстрація МКГ карти, 3) Заключний етап. порівняні з методом-прототипом є те, що: Підготовчий етап. Перед вимірюваннями пацієнт 1) для проведення обстеження використовучастково звільняється від одежі, при цьому особється вдосконалений 7-канальний магнітоливу увагу необхідно звернути на відсутність мекардіограф КМКА-4Д, розроблений в Інституті кіталевих предметів, що можуть спотворити магнітбернетики ім.В.М.Глушкова НАН України, що має у не поле, а також на доступність до місць своєму складі 4 МКГ та 3 референтних магнітоменакладення ЕКГ електродів. Для реєстрації МКГ тричних канали; сигналів у даному винаході пропонується викорис2) вказано місце розташування маркера, що тати 7-канальний прилад [заявка на патент Україсуміщається з референтною анатомічною точкою; ни "Магнітокардіограф", що подається одночасно з 3) забезпечена сумісність зі стандартною МКГ цією, авторів М.Будник, І.Войтович, Ю.Мінов, сіткою; П.Сутковий], що має ряд вдосконалень порівняно з 4) вказано маршрут переміщення пацієнта, прототипом. який забезпечує скорочення часу обстеження; Для обстеження пацієнт вкладається на пере5) використана жорстка фіксація ліжка пацієнсувне ліжко, яке в цей час повинне бути жорстко та в кожній точці з метою підвищення точності зафіксовано (дивись Фіг.4 і пояснення нижче). Під розміщення пацієнта у площині; голову пацієнта підкладена подушка для того, щоб 6) передбачено заходи по збільшенню корисповерхня грудної клітки була найбільш горизонтаного сигналу за рахунок мінімізації відстані серцельна. Якщо ця умова не виконується, подушку слід антена та зміщення першого ряду вимірювальної поправити, або підкласти додаткові речі (одіяло сітки вниз на 4см уздовж тіла пацієнта; або подушку). Потім ліжко з пацієнтом переміщу7) передбачено заходи по збільшенню корисється так, щоб референтна анатомічна точка juguного сигналу серця в 1-му ряді сітки за рахунок lar foci знаходилась під хвостовиком кріостату. додаткового зміщення першого ряду вимірювальНа Фіг.1 приведена відома стандартна сітка, ної сітки вниз на 4см уздовж тіла пацієнта; що являє собою квадратну сітку 6X6, утворену 36 Основна ідея винаходу полягає в тому, щоб за точками з кроком 4 см, точки позначаються 1-1, 1допомогою вдосконалень, зазначених у п.1-7, по2, 1-3 і т.д., де перша цифра вказує на номер ряд 7 77722 8 ка, а друга - номер стовпчика. Прив'язка стандартстат вниз так, щоб хвостовик якнайближче наблиної МКГ сітки до анатомічної точки пацієнта полязився до грудної клітки. Як правило, ця відстань не гає у суміщенні jugular foci з точкою 1-3 сітки. Це перевищує 0,5-1см, бо при меншій відстані можливідповідає розташуванню 3-го стовпчика сітки пове торкання грудної клітки до хвостовика за рахусередині грудини, отже зліва буде знаходитися 3 нок її підняття, спричинене диханням. Після мінімірядки сітки, а справа -2 рядки. Така асиметрія зазації відстані серце-антена необхідно встановити стосовується з огляду на те, що серце людини ліжко у початкову точку 1-1. Досвід обробки МКГ розміщено зліва, і в результаті зареєстровані МКГ карт, знятих за допомогою 1-канального приладу, сигнали розташовані практично симетрично. показує, що си гнал від серця в 1-му ряді сітки дуже Для точного прив'язування точок спостереслабкий. Тому з метою збільшення корисного сигження до вказаної сітки використовується маркер налу від серця пацієнта необхідно змістити на 4см спеціальна склопластикова трубочка, яка кріпитьвверх, що відповідає опусканню сітки на один ряд ся збоку на хвостовику і висувається вниз. Якщо вниз. Це досягається переміщенням ліжка так, кінець маркера не співпадає із анатомічною точщоб отвір 1-1 трафарету співпав з середнім отвокою, він піднімається, а ліжко знову переміщуєтьром локатора, при цьому ліжко зміщується на один ся, це повторюється декілька разів до співпадіння ряд сітки (4см) вверх (Фіг.4). маркера з вказаною точкою. У пропонованому виПісля встановлення фіксатора та під'єднаний наході маркер розміщується на хвостовику на вісі, референтних ЕКГ електродів пацієнт готовий до що проходить через вісі антен 1-го та 4-го МКГ вимірювання. У даній реалізації використано 2-ге каналів. На Фіг.2 схематично зображено розташустандартне ЕКГ відведення. вання маркера відносно приймальних антен та Реєстрація МКГ карти. Реєстрація карти поляйого суміщення з jugular foci. гає в записі сигналів у 36 просторових точках. У 7На Фіг.3 приведено схематичне зображення канального приладу наявні 4 МКГ канали, антени пристрою, що пояснює розміщення ліжка та його яких розміщені у вершинах квадрата зі стороною прив'язку до сітки. Для цього використовується 4см. Сигнали з усі х 4-х каналів записуються синтрафарет 1-квадратна пластина з оргскла з 36-ма хронно, тому для запису карти необхідно 36/4=9 отворами, відстані між центрами яких рівні 4см. 36 послідовних просторових позицій ліжка (Фіг.5). отворів забезпечують можливість використання Після вимірювання 1-ї точки ліжко переміщується даного ліжка з 1-но, 4-х та 9-ти канальними магнів наступну. Наступною точкою може бути довільна токардіографами. Встановлення певної точки відточка з усіх точок, що залишилося. Проте, в данобувається за рахунок візуального суміщення отвому винаході для скорочення часу, що витрачаєтьру трафарету 1 з одним із отворів локатора 2, що ся на переміщення пацієнта, пропонується його являє собою пластмасову пластину з 3-ма отвоздійснювати згідно Фіг.5. Це передбачає такий рами, жорстко закріплену до ліжка. У нашій реалімаршрут - 1-1, 1-3, 1-5, 3-5, 3-3, 3-1, 5-1, 5-3, 5-5 з зації для забезпечення сумісності з МКГ картами, кроком 8см, що можна умовно вважати як правило знятими за допомогою 1-канального приладу на переміщення "човником". З метою ілюстрації на стандартній МКГ сітці, трафарет 1 переміщується Фіг.1 наведено маршрут для 1-канального прилатак, щоб отвір 1-3 співпадав з правим отвором ду, а на Фіг.5 - також і для 9-канального (маршрут локатора 2. 1-1, 1-4, 4-4, 4-1 з кроком 12см). Таким чином, вкаДля точного розміщення та жорсткої фіксації заний трафарет дозволяє використання з прилаліжка в отвір локатора встановлюється фіксатор 3 дами, що мають 1, 4, або 9 МКГ каналів. При цьо(Фіг.4) - спеціальна пластмасова трубка з діаметму для полегшення навігації у даній реалізації на ром, що дорівнює діаметру отворів в трафареті 1 трафарет надівається відповідна маска - спеціата локаторі 2. При цьому нижній кінець фіксатора 3 льна кришка 6, у якій прорізано 9 отворів, що відвставляється в отвір трафарету 2, а сам трафарет повідають маршруту 4-канального приладу (Фіг.4). за допомогою двох гвинтів 4 закріплюється в неруАналогічно для використання з 9-канальним прихомому корпусі 5, що кріпиться до ліжка. У нашому ладом передбачена інша маска з 4-ма отворами. випадку для прив'язки ліжка 4-канального приладу Заключний етап. Під час цього етапу провофіксатор просовується через правий отвір локатодиться запам'ятовування результатів у ПК, реєстра та вставляється в точку 1-3 трафарету, що зорація багатоканальної ЕКГ, експрес-обробка, та, в бражено на Фіг.3. разі необхідності (при поганій якості сигналу), поВідомо, що магнітне поле серця досить швидвторна реєстрація карти. Даний винахід регламенко зменшується з відстанню, приблизно як 1/r3, що тує спосіб обстеження, який необхідно використавідповідає дипольній моделі біоелектричного джети при повторній реєстрації карти у спеціальному рела серця. З огляду на це, для реєстрації максивипадку, коли сигнали в 1-му ряді занадто слабкі. мального сигналу необхідно приймальні антени Причина необхідності проведення повторної рерозміщувати якомога ближче до серця. Тому наєстрації карти полягає в низькому розташуванні ступна операція полягає в мінімізації відстані серсерця в деяких пацієнтів, що є наперед невідомим. це-антена. Для цього фіксатор 3 виймається, а В результаті сигнал від серця в 1-му (верхньому) пацієнт переміщується в межах сітки, тобто щоб ряді (перших дво х рядах) сітки дуже слабкий. У локатор 1 перебував в межах трафарету 2. При цьому випадку у даному винаході пропонується цьому необхідно візуально відшукати місце, де перереєструвати МКГ карту. При цьому з метою грудна клітка пацієнта має мінімальну відстань до збільшення корисного сигналу в 1-му ряді у данохвостовика, та встановити в ньому ліжко. Як праму винаході пропонується додатково змістити павило, це буває внизу карти, в 5-6-му ряді сітки, де цієнта на 4см вверх, що відповідає опусканню сітпочинається живіт. Потім необхідно опустити кріоки ще на один ряд вниз. Це досягається 9 77722 10 установкою початкової точки ліжка так, щоб отвір проводити обстеження в умовах звичайної клініки 1-1 трафарету співпав з лівим (а не середнім як без використання коштовної МБК, і таким чином, при стандартній реєстрації) отвором локатора, здешевлює вартість обстеження, що особливо отже сумарно ліжко зміщується на два ряди сітки актуально в умовах України. вверх. Конкретна реалізація способу у винаході деТаким чином, до переваг даного підходу відтально описана з метою ілюстрації. Зрозуміло, що носиться те, що він орієнтований на використання на практиці, люди, досвідчені в проведенні обстепорівняно дешевого 7-канального магнітокардіогжень пацієнтів як іншими методами, так і в проверафа, та на проведення обстежень без магнітоекденні МКГ обстежень можуть внести деякі зміни і ранованої кімнати. При цьому основні проблеми модифікації в процедуру обстеження. Проте, якщо при обстеженні створюються сильним магнітним ці модифікації зроблені без суттєви х відхилень від забрудненням сучасних медичних закладів, які даного винаходу, вони підпадають під дію цього мають місце у великих містах. С тійкість пропоновинаходу. ваного способу обстеження по відношенню до негативного впливу магнітних перешкод дозволяє Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601