Спосіб оцінки ступеня виразності ішемії міокарда на основі аналізу карт розподілу щільності струму

Реферат: Винахід належить до галузі медицині, а саме до кардіології, і стосується способу оцінки ступеня виразності ішемії міокарда на основі аналізу карт розподілу щільності струму. У способі виконують магнітокардіографічне обстеження, реконструюють карти розподілу щільності струму у фронтальній площині, обчислюють довжини векторів щільності струму в кожній карті протягом інтервалу ST-T і комплексу QRS. При цьому, для ST-T і 4-х під-інтервалів QRS виділяють 3 кутові сектори напрямків векторів - нормальний, проміжний та анормальний, які відображають деполяризацію міжшлуночкової перегородки (1), передньої стінки й верхівки ЛШ (2), бічної стінки ЛШ (3), базальних відділів міокарда (4). Далі для кожної карти обчислюють сумарну довжину векторів, направлених у кожен з визначених секторів (LNORM, LPATH та LIМ), обчислюють миттєві показники анормальності АІ і їх середнє для кожного інтервалу Alave. В UA 100929 C2 (12) UA 100929 C2 залежності від діапазону потрапляння значення Alave діагностують відсутність або наявність незначної або істотної ішемії. UA 100929 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується медицини, а саме - кардіології, й може бути використаний для діагностики електрофізіологічних порушень та інших уражень міокарда. На сьогодні надійна діагностика більшості кардіологічних захворювань залишається клінічно актуальною проблемою. Так, для діагностики ішемії міокарда за допомогою найбільш широко розповсюдженого методу аналізу електричної активності серця - ЕКГ, відомо використання ряду діагностичних показників, що описують амплітуду й напрямок вектора ЕРС (електрична рушійна сила) серця в різні моменти часу кардіоциклу. Наприклад, у методі вектор-ЕКГ [Non-invasive diagnosis of coronary artery disease using cardiogoniometry performed at rest, W. Schupbacha, B. Emesea, P. Loretanb et al, Swiss Medical Weekly, 2008; 138(15-16):230-238, www.smw.ch] для діагностики ішемічної хвороби серця (IXC) використовують 13 амплітудних і кутових показників, що характеризують процеси ре- та деполяризації. Але цей метод має ряд істотних недоліків: 1) аналізують тільки сумарний вектор, який тільки інтегрально відображає стан міокарда; у результаті багато порушень регіональних електричних процесів залишаються не виявленими. 2) використовують інформацію про різницю потенціалів між точками на поверхні тіла, а не розподілу щільності струму (РЩС) всередині міокарда, отже, ця інформація може бути спотворена неоднорідністю й анізотропією електричних властивостей тканин тіла, які оточують серце. Таким чином, діагностична точність методу ЕКГ недостатньо висока для клінічної діагностики ІХС. Тому доцільна подальша розробка неінвазійних, повністю безпечних методів, які не спричиняють негативних впливів на людину, не мають протипоказань, а отже - можуть багаторазово повторюватися в різних клінічних ситуаціях. Саме магнітокардіографія (МКГ) є повністю неінвазійним і безпечним методом, що надає додаткову інформацію. Перспективність використання методу МКГ для діагностики патології серця полягає в тому, що ніякий інший метод не дозволяє визначити напрямок і величину локальних струмів у міокарді. Тільки МКГ, яка реєструє магнітне поле, породжене струмами в серці, дозволяє безпосередньо реєструвати розподіл щільності струмів у серці. Відомо ряд патентів та дисертаційних робіт, які ґрунтуються на властивості МКГ давати нову корисну інформацію, яка може служити маркером наявності порушень електрофізіологічних процесів у серці. 1. WO 0217769, Ischemia identification, quantification and partial localization in MCG, A. Bakharev, Cardiomag Imaging Inc, USA, 2002. 2. WO 002313, Machine learning for classification of magneto-cardiograms, Sternickel Κ. Β, Cardiomag Imaging Inc, USA, 2005. 3. Chaikovsky I. Magnetocardiography in unshielded location in coronary artery disease detection using computerized classification of current density vectors maps, Dr. Med. dissertation, University Duisburg-Essen, Germany, 2006. 4. UA 90701. Спосіб оцінки ступеня анормальності електричних процесів у шлуночках серця, ІК НАНУ, МНУЦ ІТіС, Чайковський І., Будник М., Бюл. № 10, 2010. У патенті WO 0217769 розглядають спосіб-аналог діагностики ІХС, при якому ІХС класифікують на 4 ступені тяжкості при наявності змін вертикальної координати (глибини залягання) ефективного диполя протягом ST-сегмента. При цьому має місце перший ступінь ІХС, якщо глибина залягання диполя змінюється тільки протягом 1-ої чверті зазначеного сегмента, 2-ий ступінь - при зміні протягом 2-х перших чвертей і т.д. У здорових людей без ІХС глибина залягання є практично постійною величиною. Недоліками зазначеного способу є те, що: обернена задача (ОЗ) вирішена в дипольному наближенні, крім того, це наближення магнітного, а не струмового диполя, що не відповідає реальним електрофізіологічним процесам у серці. Аналіз на основі дипольної моделі не дозволяє виявити окремі джерела порушень в міокарді, тому необхідно застосовувати більш складні представлення джерела у вигляді карт РЩС у фронтальній площині. Карта РЩС є векторним полем, де кожен вектор відображає щільність струму в даній точці, а області карти, які мають локальні максимуми й оточені векторами меншої амплітуди, відображають окремі області електричної активності міокарда. У патенті WO 002313 розглядається спосіб діагностики, який ґрунтується на одному з методів автоматичного розпізнавання зображень у рамках нейронних мереж (Direct Kernel based Self-Organizing Maps). На підставі такого розпізнавання магнітні карти класифікуються як нормальні або патологічні. Недоліком цього способу є те, що в ньому не використовують вирішення ОЗ електродинаміки, а також те, що він дозволяє класифікувати карти лише на 2 класи (нормальні, патологічні) без подальшої деталізації. 1 UA 100929 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В дисертації І. Чайковського "Magnetocardiography in unshielded location in coronary artery disease detection using computerized classifycation of current density vectors maps" розглядається спосіб діагностики, у якому реконструюють набір карт РПТ від точки J (закінчення комплексу QRS) до закінчення зубця Т, проводять класифікацію карт РЩС на 5 класів від нормального до патологічного найвищого ступеня на підставі оцінки напрямку найбільших векторів щільності струму. Недоліком цього методу є те, що аналізується тільки реполяризація шлуночків, а класифікація карт проводиться тільки на невелику кількість класів. У способі-прототипі UA 90701 розглядається спосіб оцінки ступеня анормальності електричних процесів у шлуночках серця шляхом проведення МКГ картування, аналізу наборів карт РЩС від початку комплексу QRS до кінця зубця Т, визначення для карт топологічних параметрів областей з підвищеною щільністю струму та вихорів струму, обчислення ступенів їхньої відмінності від нормальної квазідипольної карти, його середнього значення для набору. Спосіб відрізняється тим, що беруть до уваги області зі зниженою щільністю струму й на цій основі визначають ступінь регіональної негомогенності (РНГ) по 3-значній шкалі - мала, середня, велика. Потім обчислюють відношення амплітуд R/T найбільших векторів струму на вершинах зубців R і Τ і на цій основі визначають ступінь глобальної не гомогенності (ГНГ) по 3значной шкалі: мала при 4