Разработка модуля постановки диагноза в компьютерном кардиологическом комплексе

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
МИФИ
Кафедра 17
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
ТЕМА: " Разработка модуля постановки диагноза в компьютерном кардиологическом
комплексе"
Выполнила студентка группы К8-171 Черкесова Ольга.
Научный руководитель Башашин М.В.
Москва, 2000
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ
2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКГ
3.1. Стандарты описания и обозначения ЭКГ.
3.2. Модель и параметры ЭКГ в норме.
3.3. Электрокардиограмма и постановка диагноза.
3.3.1. Постановка диагноза.
3.3.2. Подходы к постановке диагноза.
3.3.3. Постановка диагноза для нескольких типовых заболеваний.
4 ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ПОСТАНОВКИ ДИАГНОЗА
4.1. Требования к программному продукту.
4.1.1. Общие требования.
4.1.2. Решаемые задачи, набор функций.
4.1.3. Форматы данных.
4.1.4. Требования к интерфейсу.
4.2. Структурная схема программы.
4.3. Тестирование.
5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 ВВЕДЕНИЕ
В связи с ухудшением экологической обстановки, увеличением количества
стрессов, неправильного питания и других пагубных факторов очень остро встала
проблема сердечно-сосудистых заболеваний. Причем масштабы проблемы очень
велики:по данным Минздрава Российской Федерации - около трети населения
России в той или иной мере страдают заболеваниями, связанными с нарушением
работы сердечно-сосудистой системы.
Очень важно выявлять отклонения от нормы на ранней стадии развития - тогда
лечение заболевания в большинстве случаев не составляет особой сложности, и
позволяет человеку поправить свое здоровье не отрываясь от повседневной
деятельности. Поэтому все чаще требуются системы быстрой диагностики, в том
числе и диагностики сердца. Самый распространенный способ диагностики сердца -
электрокардиография.
Электрокардиограмма человека характеризуется набором временных и
амплитудных параметров, в зависимости от которых ставится диагноз лечащим
врачом. До недавнего времени значения этих параметров можно было установить
только с помощью специальных измерительных принадлежностей, что требовало
много временных затрат. На данный момент многими зарубежными фирмами
производится специальное диагностическое оборудование, использование которого
могло бы намного увеличить качество и скорость съема параметров ЭКГ и
постановки диагноза, хотя бы и рекомендательного характера. Но, к сожалению,
такое оборудование стоит очень дорого, и приобрести его в нашей стране могут лишь
единичные клиники. В связи с этим, возникает необходимость самостоятельной
разработки программного обеспечения для аналогичных комплексов отечественными
специалистами. А так как в нашей стране технический уровень подготовки
достаточно высок, чтобы добиться качества, соответствующего западным аналогам
подобных систем, то отсюда вытекает необходимость создания самостоятельных
разработок в данной области.
Программное обеспечение является одной из частей кардиографической
системы. В рамках разработки программного комплекса возникает следующая задача :
проанализировать классические методы постановки диагноза для наиболее
распространенных заболеваний сердечно – сосудистой системы и программно
реализовать однин из них. Данная задача включает в себя два основных этапа: анализ
данных и постановка диагноза на основе этих характеристик.
Работа посвящена изучению параметров ЭКГ и дальнейшему их анализу, по
резкльтатам которого будет ставиться диагноз.
2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В рамках задачи анализа вектора параметров и постановки предварительного
заключения в компьютерном кардиологическом комплексе, необходимо разработать
модуль постановки диагноза
Для этого следует:
? изучить форму, стандарты описания и обозначения ЭКГ;
? выделить параметры нормальной ЭКГ;
? изучить классические методы постановления диагноза для следующих
заболеваний : инфаркта миокарда, гипертрофии левого желудочка, гипертрофии
правого желудочка, комбинированной гипертрофии обоих желудочков;
? программно реализовать однин из методов;
? при проведении исследований и разработки модуля использовать среду
программирования Delphi 3.0.
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКГ
3.1. Стандарты описания и обозначения ЭКГ.
Регистрация происходящих в сердце биоэлектрических явлений дает характерную
кривую – ЭКГ, которая схематически состоит из трех направленных вверх
положительных зубцов P,R и Т, двух отрицательных зубцов Q и S и непостоянного,
направленного вверх зубца U. Кроме того, различают интервалы : P – Q, Q – T, S – T,
T – P, R – R и два комплекса : QRS и QRST.
рис 1. Зубцы и интервалы нормальной ЭКГ.
Обозначенные особенности (пики и интервалы) и являются стандартами
описания электрокардиограммы человека.
3.2. Модель и параметры ЭКГ в норме.
3.2.1. Системы отведений.
В зависимости от положения электродов, с помощью которых производится
съем электрокардиограмм, различают стандартные отведения - I, II, III, отведения от
конечностей – aVR, aVL и aVF и одноплюсные грудные отведения – V1, V2, V3, V4,
V5, V6.
Для определения параметров ЭКГобычно используют второе стандартное
отведение. Под параметрами ЭКГ, как правило, понимают вычисленные временные
и амплитудные значения пиков.
3.2.2. Параметры нормальной ЭКГ.
В медицинских источниках есть сведения о параметрах ЭКГ здорового человека. Обычно эти данные
являются отправной точкой при анализе исследуемой электрокардиограммы. Предельные величины
элементов ЭКГ в норме приведены в следующей таблице :
Таблица 1 : нормальная электрическая активность сердца
3.3. Электрокардиограмма и постановка диагноза.
3.2.1. Постановка диагноза.
По временным и амплитудным характеристикам пиков и интервалов врач
может определить наличие тех или иных заболеваний у наблюдаемого пациента.
Наиболее важную информацию несет пик R, в частности, именно по этому пику
можно найти частоту сердечных сокращений.
3.2.2. Подходы к постановке диагноза.
В медицинской литературе существует несколько подходов(школ)
определения
диагнозов, различающиеся терминологией, формулировкой заключений,
анализируемыми параметрами. В данной работе использовались критерии,
изложенные в справочнике Sokolov, Lyon.
3.2.3. Постановка диагноза для нескольких типовых заболеваний.
В данной работе будут исследоваться и диагностироваться наиболее
распространенные заболевания сердечно – сосудистой системы : инфаркт миокарда,
гипертрофия левого желудочка, гипертрофия правого желудочка, комбинированная
гипертрофия обоих желудочков и постановка диагроза для данных заболеваний в
рамках изучаемого метода Sokolov, Lyon.
4 ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ПОСТАНОВКИ ДИАГНОЗА
4.1.Требования к системе.
4.1.1.Общие требования.
Данная система должна проектироваться с учетом того, что на ее базе в
дальнейшем будут разрабатываться модули с более углубленной детализацией
проекта, которые будут потом интегрированы в компьютерный
кардиологический комплекс, разрабатываемый на кафедре 17. В целом же
система является тестовым вариантом решаемой задачи.
4.1.2. Решаемые задачи.
Данная программа на основе вводимых пользователем данных
(амплитудных и временых параметров ЭКГ в двенадцати отведениях, формы
ЭКГ – вида различных зубцов, комплексов и интервалов, а также их
длительности) выводит диагноз о наличии того или иного заболевания.
4.1.3. Форматы данных.
Для хранения данных предусмотрена возможность использования
специального файла.
Файл, в котором хранятся данные, редактировать не рекомендуется, для этих
целей в программе существует специальная таблица для ввода и
редактирования данных.
4.1.4. Требования к интерфейсу.
Интерфейс данного приложения является SDI – интерфейсом.
4.2. Структурная схема программы.
4.3. Тестирование
Для тестирования программы была использована тестовая выборка,
взятая из медицинского справочника. На все введенные данные программа
выдала правильные результаты.
5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения данной работы были рассмотрены следующие подходы к
анализу электрокардиограмм человека :
1. Метод Sokolov, Leon;
2. Метод З.Л.Долбачян;
3. Метод Lepeschkin, Sodi – Pallares;
а также диагностики нескольких типовых заболеваний заболеваний сердечно –
сосудистой системы :
1. инфаркта миокарда;
2. гипертрофии левого желудочка;
3. гипертрофии правого желудочка;
4. комбинированной гипертрофии обоих желудочков.
В результате анализа на основе полученных данных был построен программный
модуль анализа основных характеристик электрокардиограмм и постановки диагноза.
6 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тумановский М.Н., Бородулин Ю.Д., Никитин А.В., Фуки В.Б.
Практическое руководство по электрокардиографии (с теоретическими
основами), ч.1. Издательство ВГУ, Воронеж, 1969.
2. Кечкер М.И. Электрокардиографические заключения и краткое описание
изменений ЭКГ. М. Издательство "Оверлей", 1993.
3. Хан М.Г. Быстрый анализ ЭКГ. СПб.-М.: "Невский Диалект" -
"Издательство БИНОМ", 1999.
4. Сумароков А.В., Моисеев В.С., Михайлов А.А., Касымов И.Ю.
Распознавание болезней сердца. Т.: "Медицина", 1978.
5. Фараонов В.В. Delphi 3. Учебный курс. – М.: "Нолидж", 1998.
6. Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 5. – М.: ЗАО
"Издательство БИНОМ", 2000.
12