Автоматизированная система наблюдения за состоянием кардиологических больных

Автоматизация технических средств наблюдения за состоянием больных позволяет предупредить возникновение угрожающих жизни состояний, повысить эффективность лечебных воздействий. Например, при лечении сердечно-сосудистых заболеваний и особенно инфарктов большое значение имеет автоматизация анализа электрокардиосигнала (ЭКС) в реальном масштабе времени для распознавания диагностически важных нарушений сердечного ритма.

Автоматические системы, решающие эту задачу, должны вести одновременно непрерывное наблюдение за несколькими пациентами, обеспечивать точное обнаружение и измерение количественных характеристик существенных изменений в ЭКС, иметь развитую систему тревоги по приоритетам и систему отображения диагнозов, регистрировать данные о состоянии каждого больного и отрезки ЭКС, вызвавших тревогу, обладать высокой надежностью при непрерывной работе в течение суток, быть удобными и простыми в эксплуатации, к тому же достаточно недорогими.

В соответствии с общей тенденцией такие системы выполняются на базе мини-ЭВМ, микропроцессоров и микро-ЭВМ. Последний вариант в сочетании с иерархической структурой системы наиболее приемлем при выполнении вышеперечисленных требований.

Описываемая система длительного наблюдения за кардиологическими больными построена на базе микро-ЭВМ семейства "Электроника С5" и предназначена для автоматической диагностики и прогнозирования патологических состояний больных по данным анализа ЭКС и данным клинического обследования, для оповещения медицинского персонала об ухудшении состояния больных посредством включения системы тревоги, документирования выходной информации.

Система представляет собой вычислительный комплекс, состоящий из прикроватного оборудования и центрального поста (см. рисунок). Центральный пост предназначен для контроля и отображения текущего состояния и истории развития болезни восьми пациентов, прогнозирования ухудшения состояния больных, выдачи выходных документов.

Рис. Автоматизированная система наблюдения за состоянием больных

В микро-ЭВМ "Электроника С5-01" реализуется дополнительная обработка полученных в мониторах электрокардиографических диагнозов с учетом данных клинического обследования и анамнеза для более точной диагностики состояния пациента, формируется оценка тенденций в изменении состояния каждого пациента, осуществляется прогнозирование ухудшения состояния больных.

Результаты анализа ЭКС, диагностики и прогнозирования выводятся на устройства отображения (осциллоскоп с цифровой памятью, поле индикации диагнозов ЭКС, поле индикации тревоги), а также на устройства регистрации (электрическую пишущую машинку для вывода данных в стандартной форме и электрокардиограф для автоматической записи по тревоге отрезков ЭКС).

Ввод данных клинического обследования и анамнеза в систему осуществляется также через пишущую машинку. Дня связи центрального поста с мониторами и управления работой системы в целом служит пульт управления.

Прикроватное оборудование представляет собой удобный для самостоятельного использования кардиомонитор, рассчитанный на обслуживание одного пациента. Монитор выполнен на базе микро- ЭВМ "Электроника С5-11" и осуществляет первичную обработку, анализ ЭКС, формирование диагноза и сигналов тревоги, управление записью и хранение в ОЗУ ЭКС патологических участков, отображение ЭКС и состояния пациента, передачу данных на центральный пост.

Устройство распознает 12 видов нарушений сердечного ритма, разделяемые по степени опасности для пациента на три группы. При возникновении нарушений каждой группы формируются соответствующие сигналы тревоги. Сочетания нарушений, вызывающих сигналы тревоги, определяются врачом и заносятся с пульта монитора.

Алгоритм обработки ЭКС в кардиомониторе осуществляет сокращение избыточности отсчетов ЭКС после аналого-цифрового преобразования; поиск R-зубца; вычисление величины RR-интервалов; измерение параметров QRS -комплекса ЭКС; распознавание нарушений ритма; распознавание желудочковых фибрилляций; проверку на артефакт; тестовую проверку кардиомонитора.

Алгоритм сокращения избыточности реализует кусочно-линейную аппроксимацию нулевого и первого порядков по измеряемым в зависимости от свойств сигнала параметрам. Алгоритм проверки на артефакт распознает фоновые помехи, интенсивные импульсные помехи, нарушение контакта электродов с поверхностью тела.

Поиск R-зубца осуществляется посредством нахождения базовой точки по участку ЭКС большой крутизны и структурного распознавания R-зубца по контексту. После нахождения R-зубца аналогичными методами осуществляется поиск Q-и S-зубцов, наличие которых в ЭКС для работы алгоритма не обязательно.

Классификация нарушений ритма осуществляется по модифицированному алгоритму с учетом признаков формы комплекса QRS -зубцов ЭКС. Все алгоритмы обработки ЭКС, за исключением алгоритма сокращения избыточности, реализуются программно в системе команд микро-ЭВМ "Электроника С5-11".