Physiome.Ru

Проект «Российский Физиом»

«Анализатор ритма сердца»

 

Вперёд навстречу цифровизации человека!

 

Лого

 

   

Приглашаем вступить в клуб. Члены Клуба пользуются льготами!

 

Рейтинг@Mail.ru Я-ndex
Правильный HTML5! Правильный CSS3!

 

 

 

Общие сведения о сайте

Этот сайт является разделом Портала «Российский Физиом»

Общие сведения о проекте
«Анализатор ритма сердца»

Проект получил письменное одобрение от:

Общая характеристика проблемы

Улучшение раннего распознавания нарушений ритма сердца должно будет значительно посодействовать целевому снижению риска развитие смертельно опасных нарушений сердечной деятельности. Важную роль в этом должно сыграть улучшение возможностей для массового доврачебного скринингового исследования электрокардиограмм и ритмограмм населения. В подготовленном в 2012г. ВШЭ Нишевом обзоре по направлению «Диагностическая медицина» по поводу сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний как основных в структуре смертности населения утверждается: «Существующие методы обследования обнаруживают структурные, то есть поздние, изменения. Нет простых и доступных средств ранней диагностики, с помощью которых можно отследить функциональные (ранние) признаки болезни и вовремя обратиться к врачу. Средств мониторинга большинства хронических заболеваний в домашних условиях также не существует». Ожидается, что достижение таких целей ранней диагностики и мониторинга будет обеспечено за счёт развития «электронного здравоохранения».

Основные стандарты анализа ритмограмм были официально сформулированы ещё в 1996 году Европейским кардиологическим обществом и Северо-американским обществом стимуляции и электрофизиологии (the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology; “Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use”. Circulation. 93 (5): 1043–65. doi:10.1161/01.cir.93.5.1043). Этими стандартами предусмотрено для проведения спектрального анализа ритмограмм использовать классический базис Фурье из гармонических функция (синус и косинус).

Особенности и новизна разрабатываемого метода анализа ритмограмм

Одной из известных причин потери точности спектральных характеристик сигналов и причин потери информации, изначально присутствующей в сигналах, является процедура регуляризации сетки, — которая практически неизбежна при использовании классического базиса Фурье. С помощью разрабатываемых в этом НИОКР новых математических процедур указанные недостатки в оценке характеристик сигналов предполагается исключить, в результате чего окажется повышенной точность спектрального описания исходного сигнала, а также будут улучшены производные качественные и количественные оценки сигнала. Для сигналов на нерегулярных сетках (например, для ритмограмм) ожидается также получение новых спектральных методов сжатия информации практически без потерь.

Разрабатываемый на базе стандарта MathML описательный язык SpecML является новым средством решения задач спектрального анализа. В этом НИОКР язык SpecML затем планируется использовать для преобразования дискретных сигналов (ритмограмм) в аналитический вид при отсутствии существенных потерь в точности, но при значительном сокращении объемов данных и при сокращении вычислительных затрат; такое преобразование оказывается полезным для оптимизации разрабатываемых вычислительных процедур. SpecML предполагается также использовать для обеспечения совместимости и удобства программирования и работы веб-приложений при использовании математических формул спектрально-аналитического метода.

Новизна разрабатываемого спектрального конвертора состоит автоматизации адаптивного подбора способа сжатия при использовании широкого набора различных ортогональных базисов из числа классических гипергеометрических базисов, а также их параметров.

Новизна разрабатываемого анализатора ритмограмм состоит в том, чтобы будут использованы ортогональные базисы иные, чем используются в рамках ныне общепринятых стандартов анализа ритмограмм. Развиваемые нами обобщенные спектрально-аналитические методы позволят искать инвариантные характеристики сигнала, и потому дадут возможность обрабатывать протяжённые ритмограммы как единое целое (длиной в сутки, в недели, в месяцы), — в отличие от применяемого ныне стандартного анализа ритмограмм, ограниченного требованием стационарности исследуемого участка ритмограммы и потому как единое целое обрабатывающими короткие участки ритмограмм размером около 5мин. В результате использования предлагаемых в инновационном проекте решений ожидается получить новые спектральные характеристики ритмограмм, которые могут оказаться полезными для решения задач ранней диагностики нарушений ритма сердца.

Результаты НИОКР планируется использовать для оказания математических услуг доврачебного скрининга нарушений ритма сердца у населения, а также для последующей разработки автоматизированной системы математического консультирования для целей электронного здравоохранения. Запланировано проведение исследованиея применимости и эффективности разработанных нами спектрально-аналитических методов оценки вариабельности ритма сердца для целей повышения спортивных и спортивно-оздоровительных показателей.