Экспериментальное программно-алгоритмическое обеспечение для анализа параметров амплитудно-фазового сопряжения ЭКГ- составляющих и управления диагностическим процессом

Необходимость сопоставления данных групповых исследований с инди­видуальными, а также сложность анализа набора параметров ЭКГ требует со­здания и организации новых способов обработки и интерпретации ЭКГ- информации при управлении диагностическим процессом.

• Модуль распознавания характерных точек ЭКГ [124];

• Модуль формирования RR-интервалограммы и R-граммы;

• Модуль вычисления параметров цифровых рядов и занесения ре­зультатов в базу данных;

• Модуль для исследования выборок параметров из базы данных;

• Модуль для исследования параметров регистрации;

• Модуль статистической оценки амплитудно-фазового сопряжения;

• Модуль построения циркуляционных ЭКГ-кривых.

Модуль распознавания характерных точек ЭКГ. Принимаются ЭКГ- данные из текстового файла программного обеспечения регистрации ЭКГ «Escreen» . Оператором могут назначаться частота дискретизации сигнала, начальные значения адаптивных порогов обнаружения зубцов ЭКГ. Работа мо­дуля распознавания основывается на алгоритме Пана-Томкинсона и ряде до­полнительных процедур уточнения положения координат зубцов, включая ме­тоды последовательного сравнения полученных данных с предыдущими и усредненными результатами обнаружения[125].

Рисунок 3.5 - Графическое представление результатов работы модуля распо­знавания характерных точек ЭКГ. Круглыми маркерами показаны распознан­ные точки ЭКГ.

Модуль формирования RR-интервалограммы и R-граммы. В данном мо­дуле из структуры данных характерных точек ЭКГ происходит формирование цифровых рядов RR-интервалограмм и R-грамм, а также фильтрация от еди-

ничных выбросов, артефактов и эктопических ритмов в соответсвии с извест­ными рекомендациями[65].

Модуль вычисления параметров цифровых рядов и занесения результа­тов в базу данных. В данном программном модуле происходит вычисление па­раметров RR-интервалограмм и R-грамм по известным алгоритмам и практиче­ским рекомендациям [59,65] с последующим занесением данных в базу данных (БД). Спектральные параметры рассчитывались с использованием периодо­граммного метода Ломба-Скаргле, в основе которого лежит аппроксимация ме­тодом наименьших квадратов сигнала гармоническими функциями [126-128] .

Перечень применяемых в работе параметров представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Исследуемые параметры RR-интервалограмм и R-грамм

Продолжение таблицы 3.1

Модуль для исследования выборок параметров из базы данных. Модуль предназначен для работы с совокупностью расчётных параметров, хранящихся в экспериментальной базе данных. В данном модуле реализована возможность одновременной работы с несколькими БД. Функционал данного модуля (рису­нок 3.6) позволяет осуществлять построение графиков зависимости одного из параметров RR-интервалограммы и R-граммы от другого в стандартных или логарифмических координатах.

Количество столбиков гистограммы задаётся в специальной форме. Дополни­тельно реализована возможность на основном графике (в центре) выделить точки, соответствующие регистрациям мужчин и женщин. Для связи с другими модулями экспериментального программного обеспечения реализована функ­ция выбора регистрации в основном графическом окне с помощью мыши. По­сле выбора одной или нескольких регистраций, их идентификаторы отобража­ются в списке, после чего пользователю предлагается перейти к другому моду­лю.

Рисунок 3.6 - Графический интерфейс модуля для исследования выборок па­раметров из базы данных

Модуль для исследования параметров регистрации. Представляемый модуль предназначен для работы с данными одной конкретной ЭКГ- регистрации, выбранной пользователем из базы данных. Функционал данного модуля (рисунок 3.7) включает в себя:

• отображение сводных данных по регистрации (пол, возраст, про­должительность);

• графическое окно для визуального анализа участка ЭКГ;

• графические реализации точечных R-грамм и RR-интервалограмм без интерполяционных связей;

• графические реализации гистограмм R-грамм и RR- интервалограмм;

• таблицу с расчётными параметрами R-грамм и RR-интервалограмм;

• подмодуль с визуализацией двупараметрической гистограммы RR(R,m);

• подмодуль с графическим интерфейсом для оценки амплитудно­фазового сопряжения в виде циркуляционной кривой RRs(Rs,w), с возможно­стью сдвига сглаженных R-грамм и RR-интервалограмм относительно друг друга;

• управляющие элементы, изменяющие параметры построения цир­куляционной кривой.

Рисунок 3.7 - Интерфейс модуля исследования параметров регистрации

Модуль статистической оценки амплитудно-фазового сопряжения.

Данный модуль является подмодулем и предназначен для вычисления угла со­пряжения и визуализации инфокоммуникационных связей отдельной ЭКГ- регистрации в сравнении с совокупностью инфокоммуникационных линий связи имеющихся в базе данных регистраций. Интерфейс данного модуля имеет дополнительное графическое окно, отображающее зависимость отношения ин-

69 формационной энтропии RR-интервалограммы и R-граммы от угла сопряжения (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 - Модуль параметрической диаграммы сопряжения

Модуль построения циркуляционных ЭКГ-кривых. Данный модуль также является подмодулем и предназначен для построения циркуляционных кривых ЭКГ с настраиваемыми пользователем параметрами. Его графический интер­фейс (рисунок 3.9) включает в себя:

• графическое окно зависимости RRs(Rs,w);

• инструмент для изменения окна сглаживания - w;

• инструменты для выделения участка ЦК;

• инструменты для наложения и измерения параметров эллипса;

• инструменты для наложения виртуальных ЦК.

Для пользователя (исследователя) реализована возможность управления участками ЦК с помощью ползунков, отвечающих за начальное и конечное по­ложение интересующего участка. Выделение участка ЦК визуально контроли­руется с помощью цвета (красного). Для исследования эллиптических элемен­тов ЦК реализован интерфейс построения эллипсов, а также инструменты для выделения дуг и определения направления закрутки, с последующей обработ­кой данных для определения длительности выделяемого цикла.

Рисунок 3.9 - Модуль анализа циркуляционных ЭКГ-кривых.

Структурная схема разработанного программно-алгоритмического

комплекса представлена на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 - Структурная схема программно-алгоритмического программно­го обеспечения «САРС»

3.4.