RS49856B

RS49856B - Uređaj i postupak za vizuelnu trodimenzionalnu prezentaciju ecg podataka

Info

Publication number: RS49856B
Application number: YUP-43/04A
Authority: RS
Inventors: Boško Bojović; Ljupčo Hadžievski; Petar Beličev
Original assignee: Boško Bojović; Ljupčo Hadžievski; Petar Beličev
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2008-08-07
Also published as: RS4304A; EP1725165A1; US7751875B2; EP1725165B1; US7266408B2; US20100179446A1; JP2007517633A; US20080146954A1; US20050209525A1; WO2005072607A1

Abstract

Uređaj za vizuelnu trodimenzinalnu prezentaciju ECG podataka, naznačen time, što je izveden od modula (3) za akviziciju na kome su priključeni kablovi (2) sa elektrodama, koji vrši snimanje, pojačanje i A/D (analogno/digitalnu konverziju) ECG signala i koji je spregnut sa modulom (4) za obradu signala, koji vrši filtriranje signala, eliminaciju fluktuacije osnovnog nivoa i konverziju konvencionalnih 12 odvoda ECG-a u tri ortogonalna vektorska odvoda X,Y i Z i koji je spregnut sa modulom (5) za interaktivnu vizuelizaciju, koji je izveden od procesora (6), ekrana (7), memorije (l0) i ulazno-izlaznih uređaja tastature (8) i miša (9).

Description

Oblast tehnike

Pronalazak pripada oblasti medicinske elektronike, a odnosi se na elektronske uređaje za akviziciju i prikaz dijagnostičkih podataka. Konkretno, pronalazak se odnosi na uređaj i postupak koji omogućavaju akviziciju elektrokardiografskih podataka i njihovu trodimenzionu vizuelizaciju u cilju lakše i preciznije dijagnostičke interpretacije. Prema Međunarodnoj klasifikaciji patenata (MKP) pronalazak je svrstan u klasuA61B 5/00kojom su definisane metode ili uređaji za merenje ili zapisivanje u dijagnostičke svrhe. Preciznije, pronalazak je svrstan u klasuA61B 5/04kojom su definisani instrumenti za merenje ili zapisivanje bioelektričnih struja tela ili organa npr. elektrokardiografi.

Tehnički problem

Iako ECG predstavlja opšte prihvaćenu dijagnostičku metodu u kardiologiji i datira sa početka dvadesetog veka, glavni problem elektrokardiografije danas predstavlja manjak kardiologa iskusnih u interpretaciji ECG-a (Fisch C: Centennial of the string galvanometer and the electrocardiogram, Am Coll Cardiol 2000 Nov 15;36(6)). Pri tome, čestu grešku predstavlja pristup u interpretaciji zasnovan na memorisanju oblika signala umesto korišćenja vektorskog koncepta i osnovnih principa elektrokardiografije (Hurst JW: Methods used to interpret the 12-lead electrocardiogram: Pattern memorization versus the use of vector concepts, Clin Cardiol 2000 Jan;23(l):4-13). Pronalazak rešava pomenuti problem olakšavajući primenu vektorskog koncepta interpretacije na taj način što daje vizuelni trodimenzioni prikaz ECG signala zajedno sa trodimenzionalnim prikazom srca, umesto da ovaj aspekt prepusti individualnim sposobnostima za prostorno zamišljanje koje kardiolog poseduje. Korišćeni prikaz koristi dipolnu aproksimaciju električne aktivnosti srca, na kojoj je bazirana i konvencionalna doktrina interpretacije ECG-a.

Stanje tehnike

Već dugo postoje pokušaji da se dijagnostički iskoristi više podataka dostupnih merenjem potencijala na površini tela pacijenta nego što je to moguće na osnovu konvencionalnog 12-kanalnog ECG-a. Ovi pokušaji uključivali su nove metode interpretacije merenih signala, sa ili bez uvođenja novih mernih tačaka u odnosu na konvencionalni 12-kanalni ECG. Svima je zajednički cilj poboljšanje prostornog, odnosno trodimenzionog aspekta interpretacije.

Ovi pokušaji išli su dosada u nekoliko pravaca:

Vektorski ECG ili VCG

Ovo je najstariji od pristupa sa poboljšanim prostornim aspektom (Frank E: An Accurate, Clinicallv Practical Svstem For Spatial Vectorcardiographv, Circulation 13: 737, May 1956). On koristi dipolnu aproksimaciju električne aktivnosti srca, kao i konvencionalna doktrina interpretacije ECG-a. Veličina i orijentacija dipola predstavljeni su vektorom koji se kontinualno menja tokom srčanog ciklusa. Umesto da se prikazuju vremenski oblici signala sa mernih tačaka (talasni oblik), kao kod konvencionalnog 12-kanalnog ECG-a, u ovom slučaju merne tačke su postavljene tako da tri dobijena signala odgovaraju trima ortogonalnim osama (X,Y,Z), a signali se predstavljaju u obliku projekcije hodografa vektora na tri ravni (frontalna, sagitalna i horizontalna). Na ovaj način, napravljen je iskorak u pravcu prostorne prezentacije signala, ali je za kompletnu prostornu predstavu i vezu sa anatomijom srca i dalje neophodno prostorno zamišljanje kardiologa. Pri tome, u ovakvom prikazu gubi se vremenska koordinata, odnosno talasni oblik signala, koji je veoma važan za doktrinu interpretacije ECG-a. Iako VCG uvodi korisne elemente koji nisu sadržani u konvencionalnom 12-kanalnom ECG-u, nepotpuna prostorna prezentacija i gubitak vremenske ose su razlozi što u odnosu na ECG, VCG nije doživeo masovnu praktičnu primenu, i pored činjenice daje verovatnoća tačne dijagnoze značajno veća kod VCG-a nego kod ECG-a za mnoge slučajeve (recimo dijagnoza infarkta)

Modifikacije vektorsko<g>ECG- a

Postoji veći broj pokušaja da se prevaziđu pomenuti nedostatci VCG metode. Ove metode koriste iste merene signale kao i VCG (X,Y,Z), a za prikaz signala umesto projekcije hodografa vektora na tri ravni koriste različite načine.

"Polarcardiogram" za projekciju trodimenzionog hodografa vektora koristi kartografsku projekciju tipa Aitoff (Sada T et al.: Polarcardiographic study of inferior mvocardial infarction: global projection of heart vector, J. Electrocardiol 1982;15(3):259-64).

"Sferokardiogram" uz korišćenje projekcije tipa Aitoff dodaje informaciju o amplitudi vektora crtanjem krugova promenljivog radijusa (Niederberger M et al.: A global displav of the heart vector (spherocardiogram). Applicabilitv of vector-and polarcardiographic infarct criteria, J. Electrocardiol 1977;10(4):341-6).

"3-D VCG" prikazuje projekciju hodografa u jednoj ravni, koja se može izabrati tako da je najpogodnija za postavljanje dijagnoze (Morikawa J et al.: Three-dimensional vectorcardiographv (3-D VCG) by computer graphics in old mvocardial infarction. Angiologv, 1987 Jun;38(6):449-56).

"Četvorodimanzionalni ECG" sličan je kao "3-D VCG", samo što je svaki srčani ciklus predstravljen posebnom petljom tako što je vramenska promenjljiva superponirana na jednu od prostornih (Morikawa J et al.: Delineation of premature P vvaves on four-dimensional electrocardiographv, a new display of electrical forces by computer techniques, Angiology, 1996 Nov;47(l 1):1101-6.).

"Hronotopokardiogram" prikazuje seriju vremenskih mapa srčane aktivnosti projektovanih na sferu (Titomir LI et al.: Chronotopocardiography: a new method for presentation of orthogonal electrocardiograms and vectorcardiograms, Int J Biomed Comput 1987 May;20(4):275-82).

Pomenuti metodi, iako unose izvesna poboljšanja u odnosu na VCG, nisu doživeli značajnu primenu u dijagnostici.

Elekrokardiografsko mapiranje

Ovaj metod zasniva se na merenju signala sa većeg broja mernih tačaka na telu pacijenta (obično 25 do 200). Signali se prikazuju kao mape ekvipotencijalnih linija na slici torza pacijenta (McMechan SR et al.: Body surface ECG potential maps in acute myocardial infarction, J Electrocardiol 1995;28 Suppl: 184-90). Kod ove metode dobija se značajna informacija o prostornoj zavisnosti elektrokardiografskog signala. Nedostatak ove metode je značajno duža procedura merenja u odnosu na ECG, kao i slaba povezanost mape potencijala na telu u odnosu na srčanu anatomiju.

Inverzno epikardiialno mapiranie

Postoji više metoda različitih naziva kojima je zajedničko da kao ulazne podatke koriste signale iste kao u elekrokardiografskom mapiranju, a zasnovane su na numeričkom rešavanju takozvanog inverznog problema elektrokardiografije (A. van Oosterom: Incorporation of the Spatial Covariance in the Inverse Problem, Biomedizinisch Technik, vol. 42-E1, pp. 33-36, 1997). Kao rezultat dobijaju se raspodele električnih potencijala na srcu. Ove veoma komplikovane metode još su u razvoju, i nisu rezultovale korisnim kliničkim uređajima.

Svi pomenuti metodi samo delimično rešavaju problem prostornog aspekta interpretacije elektrokardiograma. Pri tome, oni podrazumevaju uvođenje novih kriterijuma, odnosno doktrine interpretacije u kardiološku dijagnostiku.

Izlaganje suštine pronalaska

Tehički problem uspešnmo je rešen uređajem i postupkom za vizuelnu trodimenzionalnu prezentaciju ECG podataka.

Izloženi pronalazak rešava problem koristeći potpuni trodimenzionalni prikaz ECG signala, povezan sa trodimenzionom slikom srca, istovremeno zadržavajući vezu sa talasnim oblikom specifičnim za konvencionalni ECG. Pri tome se analiza dobij enih prikaza zasniva na već poznatoj doktrini interpretacije konvencionalnog ECG-a.

Ovaj pronalazak predstavlja uređaj i postupak koji omogućava merenje i analiziranje električne aktivnosti srca koristeći više načina kompjuterizovanog trodimenzionalnog prostornog prikaza merenih podataka.

Uređaj se sastoji od tri modula: za akviziciju, obradu, i vizuelizaciju podataka.

Modul za akviziciju vrši funkciju merenja i A/D (analogno/digitalna) konverzije signala, odnosno vrši akviziciju konvencionalnog ECG signala.

Modul za obradu signala vrši filtriranje, eliminaciju fluktuacije osnovnog nivoa, i konverziju konvencionalnih 12 odvoda ECG-a u tri ortogonalna vektorska odvoda X,Y i

Z.

Modul za vizuelizaciju koristi kompjuterski ekran i omogućava prikaz dobijenih signala na način pogodan za sagledavanje prostornog aspekta dijagnoze. Podloga za prikazivanje je trodimenzioni model srca koji se može rotirati oko dve ose i učiniti providnom. Prikazani signal vezanje za model i rotira se zajedno sa njim.

Dobij eni signal prikazuje se na tri moguća načina:

• Grafički prikaz hodografa srčanog vektora na trodimenzionom modelu srca,

• Grafički prikaz talasnog oblika signala u proizvoljno izabranoj tački na srcu,

• Grafički prikaz mape ekvipotencijalnih linija na srcu u izabranom vremenskom trenutku.

Istovremeno se prikazuje i odabrani konvencionalni odvod ECG-a (talasni oblik) uz mogućnost povezivanja tačke na vremenskoj osi na talasnom obliku sa tačkom na prostornom prikazu.

Izloženim postupkom prikazivanja uobičajeni način prostornog zamišljanja koji kardiolog koristi pri interpretaciji ECG-a zamnjen je direktnim trodimenzionim prikazom na ekranu. Istovremeno su u direktnu vezu dovedeni novi način prikazivanja i konvencionalni talasni oblik ECG-a. Takođe je prevaziđen i važan nedostatak vektorskog ECG-a koji se odnosi na gubitak vremenske ose, odnosno talasnog oblika, pri prostornom prikazivanju.

Još jedna značajna prednost izloženog pronalaska sastoji se u tome što, za razliku od različitih metoda izloženih ranije (kao "Sferokardiogram" ili "četvorodimanzionalni ECG") koji predlažu nove dijagnostičke kriterijume, ovaj pronalazak predviđa korišćenje dijagnostičkih kriterijuma opšte prihvaćenih u okviru dijagnoze konvencionalnog ECG-a, uvodeći kao novost prvenstveno lakoću njihovog korišćenja u interpretaciji rezultata.

Kratak opis slika nacrta

Pronalazak je detaljno opisan uz pomoć nacrta na kome je:

Slika 1 - šematski prikaz uređaja za trodimenzinalnu prezentaciju ECG

podataka

Slika 2 - šematski prikaz ortogonalnog koordinatnog sistema prema Frank-u

Slika 3 - grafički prikaz hodografa srčanog vektora na trodimenzionom modelu

srca

Slika 4 - izdvojen hodograf srčanog vektora

Slika 5 - talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a

Slika 6 - grafički prikaz talasnog oblika signala u proizvoljno izabranoj tački na

srcu

Slika 7 - talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a

Slika 8 - grafički prikaz talasnog oblika signala u proizvoljno izabranoj tački na

srcu

Slika 9 - grafički prikaz mape ekvipotencijalnih linija na srcu u izabranom

vremenskom trenutku, i

Slika 10-talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a, sa končanicom za izbor trenutka na vremenskoj osi

Detaljan opis pronalaska

Na slici 1 dat je šematski prikaz uređaja U za trodimenzinalnu prezentaciju ECG podataka. Na pacijenta 1 povezuju se elektrode i kablovi 2 za snimanje konvencionalnog 12-kanalnog ECG-a (odvodi Dl, D2, D3, aVR, aVF, aVL, VI, V2, V3, V4, V5 i V6).

Modul 3 za akviziciju vrši funkciju pojačanja i A/D (analogno/digitalne) konverzije signala. Sadrži pojačavački stepen i A/D konvertor. Funkcija ovog modula je kao kod standardnog digitalnog ECG uređaja.

Modul 4 za obradu signala vrši filtriranje, eliminaciju fluktuacije osnovnog nivoa i konverziju konvencionalnih 12 odvoda ECG-a u tri ortogonalna vektorska odvoda X,Y i

Z.

Za odvode X,Y i Z koriste se vektorski odvodi prema Franku (Frank E: An Accurate, Clinicallv Practical System For Spatial Vectorcardiographv, Circulation 13: 737, May 1956), pošto je ovo najšire prihvaćen standard za vektorske odvode. Ortogaonalni koordinatni sistem sa orijentacijom osa prema Frank-u prikazan je na slici 2. Za konverziju 12 odvoda u X, Y i Z koristi se inverzna Dower-ova matrica (Edenbrandt L, Pahlm O: Vectorcardiogram svnthesized from a 12-lead ECG: superiority of the inverse Dower matrix, J Electrocardiol 1988 Nov;21(4):361-7). Za dobijanje tri ortogonalna odvoda X,Y i Z mogu se koristiti i konverzione matrice prema drugim poznatim metodima, kao što su Kors (Kors JA et al.: Reconstruction of the Frank vectorcardiogram from standard electrocardiographic leads: diagnostic comparison of different methods, Eur Heart J 1990 Dec;l 1(12): 1083-92), Levkov (Levkov CL: Orthogonal electrocardiogram derived from the limb and chest electrodes of the converional 12-lead system, Med Biol Eng Comput 1987, 25,155-164) i slični, što ne utiče na suštinu pronalaska.

Modul za interaktivnu vizuelizaciju 5 uključuje procesor 6, ekran 7, ulazno-izlazne uređaje tastaturu 8 i miš 9, i memoriju 10. Modul 5 koristi signale X, Y i Z iz modula 4 pomoću kojih se na različite načine omogućava vizuelizacija električne aktivnosti srca na ekranu 7. Snimljeni signali, zajedno ličnim i drugim dijagnostičkim podatcima o pacijentu čuvaju se u digitalnoj formi u obliku baze podataka u memoriji 10 za kasnije korišćenje.

U osnovi mogućnosti vizuelizacije nalazi se pretpostavka da se električna aktivnost srca može aproksimirati jednim električnim dipolom. Podloga za prikazivanje signala je trodimenzioni model srca 20 prikazan na slikama 3, 4 i 5. Na modelu se prepoznaju osnovni spoljni anatomski elementi kao što su aorta i ostali važniji krvni sudovi. Za interaktivnu manipulaciju modelom 20 i prikazanim signalima koriste ulazno-izlazni uređaji tastatura 8 i miš 9.

Model se može interaktivno okretati oko dve ortogonalne ose rotacije koristeći miš 9, tako da se može dovesti u bilo koji položaj na ekranu, odnosno izabrati bilo koji ugao gledanja na model. Dve zamišljene ose rotacije (koje nisu prikazane na ekranu) su horizontalna i vertikalna osa u ravni ekrana, tako da se pomeranjem miša 9 model okreće gore-dole i levo-desno.

Za model je vezan koordinatni sistem 21 prikazan kao tri ortogonalne ose X, Y i Z, koje se rotiraju zajedno sa rotacijom modela srca, tako daje pri svakom uglu gledanja jasna orijentacije modela u odnosu na telo pacijenta.

Komandom koja se daje koristeći tastaturu 8 ili miš 9 model se može učiniti providnim. U ovom slučaju vidljiva je osnovna anatomska struktura u srcu (komore i pretkomore).

Vizuelizacija se vrši na sledeća tri načina:

Grafički prikaz hodografa srčanog vektora

Ovaj grafički prikaz dat je na Slikama 3, 4 i 5. Na ekranu kod ovog prikaza istovremeno se vide tri elementa: Prvi element 22 (SI. 3) prikazuje srčani vektor 23 i njegov hodograf 24 na trodimenzionom modelu srca 20, odnosno daje liniju putanje vrha srčanog vektora tokom jednog srčanog ciklusa;

Drugi element 25 (SI. 4) daje izdvojen hodograf 24 srčanog vektora, zajedno sa srčanim vektorom 23 i koordinatnim sistemom 21;

Treći element 26 (SI. 5) daje talasni oblik 27 jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a.

Postoji vremenska povezanost sva tri elementa prikaza. Dve paralelne strelice 23 na elementima prikaza 22 i 25 prikazuju srčani vektor u istom vremenskom trenutku. Taj trenutak određenje položajem končanice 28 na prikazu 26 i može se interektivno birati. Na ovaj način je prevaziđen pomenuti važan nedostatak vektorskog ECG-a koji se odnosi na gubitak vremenske ose, odnosno talasnog oblika, pri prostornom prikazivanju.

Interaktivno rotiranje prikaza 22 i 25 je sinhronizovano, odnosno pri svakom uglu gledanja koordinatni sistem 21 na oba prikaza zadržava paralelnost osa, a isto važi i za prikaz srčanog vektora 23 na elementima 22 i 25.

Na prikazu 26 talasnog oblika postoje i dve končanice 29 (leva i desna). Interaktivnim pomeranjem ove dve končanice po talasnom obliku, može se odrediti vremenski interval kraći od ukupnog srčanog ciklusa čiji se hodograf pirkazuje. Takođe se interaktivno može izabrati bilo koji od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a koji je dat na prikazu 26.

Grafički prikaz talasno<g>oblika signala u proizvoljno izabranoj tački na srcu

Ovaj grafički prikaz dat je na Slikama 6, 7 i 8. Na ekranu kod ovog prikaza istovremeno se vide tri elementa: Prvi element 31 (SI. 6) daje model srca 20 na kome je prikazan simbol 32 u obliku malog kruga. Za simbol 32 vezan je simbol 33 vektora normale položaja proizvoljnog odvoda, a takođe su prikazani i simboli 34 koji odgovaraju konvencionalnim ECG odvodima (VI, V2, V3, V4, V5 i V6) i simboli 35 koji odgovaraju specijalnim ECG odvodima (V7, V8, V9, V3R, V4R i V5R).

Drugi element 36 (SI. 7) daje talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a, na isti način kao i element 26, ali bez končanica 28 i 29;

Treći element 38 (SI. 8) daje grfički prikaz talasnog oblika signala 39 u proizvoljno izabranoj tački na srcu;

Talasni oblika signala 39 zavisan je od položaja simbola 32 na površini srca. Interaktivno je moguće pomerati simbol 32 po površini modela srca 20. Talasni oblik 39 će pri tome menjati oblik na taj način da odgovara položaju simbola 32 na površini srca.

Veza talasnog oblika 39 i položaja 32 uspostavlja se na osnovu u elektrokardiografiji poznatog koncepta srčanog vektora (heart vector) i vektora merenog odvoda (lead vector) (Frank E: An Accurate, Clinicallv Practical Svstem For Spatial Vectorcardiographv, Circulation 13: 737, May 1956). Prema ovom konceptu, potencijalViu proizvoljnoj tački na površini tela pacijenta, odnosno vrednost signala merenog odvoda, dat je skalarnim proizvodom:

gde sulx, ly, lzkomponente vektoraLmerenog odvoda u proizvoljnoj tački na površini tela,a X, Yi Z komponente srčanog vektora, odnosno vrednosti u tri ortogonalna vektorska odvoda kako su ranije definisani. Vrednosti vektoraLza tačke koje odgovaraju konvencionalnim odvodima ECG-a iskorišćene su za dobijanje konverzione matrice koja je korišćena za dobijanje ortogonalnihodvoda X, Yi Z. Prema tome, koristeći jednačinu (1), za poznatu vrednost vektoraLza svaku konvencionalnu mernu tačku, na osnovu ortogonalnih odvoda može se dobiti potencijalVi,odnosno odgovarajući talasni oblik. Na osnovu ovog koncepta, mogu se dobiti i vrednostiVii za bilo koju drugu tačku ukoliko poznajemo vrednost vektoraLkoji odgovara položaju te tačke. Talasni oblik 39 dobija se koristeći jednačinu (1), tako što su za vrednosti vektora

Lkoji odgovara položaju 32 korišćene uglovne kordinate tačke 32, a za moduo vektora je korišćena srednja vrednost modula vektoraLza prekordijalne odvode VI do V6. Ovo praktično znači da talasni oblici 39 odgovaraju zamišljenim mernim tačkama koje bi se nalazile na sferi opisanoj oko centra srca, a sa radijusom koji odgovara srednjoj vrednosti radijusa mernih tačaka prekordijalnih elektroda.

Interaktivnim pomeranjem simbola 32 bira se tačka na površini modela srca čije uglovne koordinate (orijentisane kao na slici 2) odgovaraju mernoj tački na opisanoj sferi. Simbol 33 vektora normale položaja proizvoljnog odvoda koji se pomera sa pomeranjem simbola 32 pokazuje pravac normale na površinu srca i omogućava bolju vizuelnu informaciju o tačnom položaju izabrane merne tačke označene simbolom 32.

Na pikazu 31 takođe su prikazani i simboli 34 koji odgovaraju ugaonim koordinatama konvencionalnih ECG odvoda (VI, V2, V3, V4, V5 i V6). Iz prethodnog objašnjenja vidi se da, ukoliko se simbol 32 dovede u položaj jednog od simbola 34, recimo V6, i ako je pri tome isti odvod V6 izabran na prikazu 36, u tom slučaju će se talasni oblik signala 39 na prikazu 38 dobiti isti oblik kao i talasni oblik odvoda V6 na prikazu 36. Pri tome će se amplitude signala razlikovati za faktor jednak odnosu modula vektoraLza odvod V6 u odnosu na srednju vrednost modula za prekordijalne elektrode. U praksi je ova razlika praktično neprimetna.

Na pikazu 31 takođe su prikazani i simboli 35 koji odgovaraju ugaonim koordinatama specijalnih ECG odvoda (V7, V8, V9, V3R, V4R i V5R) koji se u praksi mere samo u posebnim slučajevima. Talasni oblik koji se dobija dovođenjem simbola 32 u ove tačke ne može se uporediti sa odgovarajućim snimljenim odvodima kao što je to slučaj sa prekordijalnim odvodima, tako da su položaji specijalnih odvoda dati samo radi orijentacije.

Kontinualnim pomeranjem simbola 32 po površini srca i analizom odgovarajućeg signala 39 proširuje se koncept merenja specijalnih odvoda na proizvoljnu tačku na površini srca i tako se dobija veoma korisna dijagnostička informacija.

Grafički prikaz mape ekvipotencijalnih linija na srcu u izabranom vremenskom

trenutku

Ovaj grafički prikaz dat je na Slikama 9 i 10. Na ekranu kod ovog prikaza istovremeno se vide dva elementa: 1. Prvi element 41 (SI. 9) daje model srca 20 na kome je prikazana mapa ekvipotencijalnih linija 42 (linije koje spajaju sve tačke na istom potencijalu) u

izabranom vremenskom trenutku;

Drugi element 43 (SI. 10) daje talasni oblik jednog izabranog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a, sa končanicom 44 za izbor trenutka na vremenskoj osi kome odgovara prikazana mapa 42, i končanicama 45 i 46 za izbor praga (minimuma) pri prikazivanju ekvipotencijalnih linija.

Ekvipotencijalne linije 42 prikazane na elementu 41 odgovaraju izabranom trenutku koji je odredjen položajem končanice 44. Proračunavaju se na osnovu komponenti srčanog vektoraX, Y i Z udatom trenutku korišćenjem jednačine (1). Izborom položaja končanica 45,46 bira se vrednost praga (minimuma) apsolutne vrednosti signala ispod koga se ekvipotencijalne linije ne prikazuju, odnosno vrednosti signala koji se nalaze izmedju ove dve končanice neće biti prikazane.

Ovo praktično znači da će, recimo, kao u primeru na slici 9, gde je končanica 44 postavljena na ST segment, a končanica 45 određuje prag od 0.1 mV, ekvipotencijalna linija 42 na prikazu 41 označava granicu zone u kojoj je vrednost elevacije ST segmenta veća od 0.1 mV, a tačka 48 označava položaj najveće vrednosti elevacije.

Izbor položaja sve tri končanice, kao i rotiranje modela srca 20 vrši se interaktivno.

U izloženom opisu mapa potencijala je prikazana ekvipotencijalnim linijama radi lakše prezentacije na crtežima. U realnoj izvedbi pronalaska, na ekranu se koriste različite boje između svake dve susedne ekvipotencijalne linije.

U izloženom rešenju pronalaska, moduli 3, 4 i 5 su delovi jedinstvenog uređaja. Jasno je da se suština pronalaska neće promeniti ako se za modul za vizuelizaciju koristi poseban kompjuter sa softverom koji podržava izloženi postupak vizuelizacije podataka, ili ako se konfiguraciji doda štampač kojim se mogu štampati izabrani izgledi ekrana dobijeni pri vizuelizaciji i slični izveštaji. Takođe, suština pronalaska se neće promeniti ukoliko se dobijanje ortogonalnih odvoda X, Y, i Z na osnovu merenja konvencionalnih odvoda i zatim konverzije u ortogonalne (na osnovu neke od pomenutih metoda), zameni direktnim merenjem sa Frank-ovom konfiguracijom elektroda (Frank E: An Accurate, Clinicallv Practical Svstem For Spatial Vectorcardiographv, Circulation 13: 737, May 1956).

Stručnjacima iz ove oblasti je dobro poznato da se mogu vršiti male modifikacije blok šeme i postupka čime se ne izlazi iz okvira pronalaska.

Claims

1. Uređaj za vizuelnu trodimenzinalnu prezentaciju ECG podataka,naznačen time,što je izveden od modula (3) za akviziciju na kome su priključeni kablovi (2) sa elektrodama, koji vrši snimanje, pojačanje i A/D (analogno/digitalnu konverziju) ECG signala i koji je spregnut sa modulom (4) za obradu signala, koji vrši filtriranje signala, eliminaciju fluktuacije osnovnog nivoa i konverziju konvencionalnih 12 odvoda ECG-a u tri ortogonalna vektorska odvoda X,Y i Z i koji je spregnut sa modulom (5) za interaktivnu vizuelizaciju, koji je izveden od procesora (6), ekrana (7), memorije (10) i ulazno-izlaznih uređaja tastature (8) i miša (9).

2. Postupak za vizuelnu trodimenzinalnu prezentaciju ECG podataka, prema zahtevu 1,naznačen time,što modul (5) pomoću signala X, Y i Z obrađenih u modulu (4) omogućava vizuelizaciju električne aktivnosti srca na ekranu (7), i što se snimljeni signali, zajedno sa ličnim i drugim dijagnostičkim podatcima o pacijentu čuvaju obliku baze podataka u memoriji (10) za kasnije korišćenje.

3. Postupak za vizuelnu trodimenzinalnu prezentaciju ECG podataka, prema zahtevu 2,naznačen time,što se, koristeći merene signale konvencionalnih 12 odvoda ECG-a, za vizuelizaciju koriste izračunati ortogonalni odvodi X,Y i Z definisani kao vektorski odvodi prema metodi Frank-a, i što se za konverziju 12 odvoda u ortogonalne odvode X,Y i Z koristi inverzna Dower-ova matrica.

4. Postupak prema zahtevu 3,naznačen time,što se kao podloga za prikazivanje signala koristi trodimenzioni model (20) srca, i što se model (20) može interaktivno okretati oko dve ortogonalne ose rotacije, tako da se može izabrati bilo koji ugao gledanja na model, i što se model (20) interaktivno može učiniti providnim, tako da je vidljiva osnovna anatomska struktura u srcu, što je za model (20) vezan koordinatni sistem 21, prikazan kao tri ortogonalne ose, koje rotiraju zajedno sa rotacijom modela (20).

5. Postupak prema zahtevima 1-4,naznačen time,što se grafički prikaz hodografa srčanog vektora na trodimenzionom modelu (20) srca formira od prvog elementa (22) koji prikazuje srčani vektor (23) i njegov hodograf (24) na trodimenzionom modelu (20) srca, drugog elementa (25) koji prikazuje izdvojen hodograf (24) srčanog vektora (23) bez modela (20) srca, a sa koordinatnim sistemom (21), i trećeg elementa (26), koji prikazuje talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a (27).

6. Postupak prema zahtevu 5,naznačentime, što je prostorna povezanost elemenata (22, 25) takva da se, pri interaktivnoj rotaciji, na oba elementa održava paralelnost koordinatnog sistema (21), prikaza srčanog vektora (23) i hodografa (24).

7. Postupak prema zahtevu 5,naznačen time,što je vremenska povezanost elemenata (22, 25, 26), takva da prikaz srčanog vektora (23) na elementima (22, 25) odgovara vremenskom trenutku koji je interaktivno određen položajem končanice (28) na elementu (26).

8. Postupak prema zahtevu 5,naznačen time,što na elementu (26) postoje končanice (29) kojima se interaktivno bira vremenski interval na koji se odnosi prikaz hodografa (24) na elementima (22,25), i što se interaktivno može izabrati bilo koji od 12 konvencionalnih odvoda ECG-a koji se prikazuje na elementu (26).

9. Postupak prema zahtevu 1-4,naznačentime, što se grafički prikaz talasnog oblika signala u proizvoljno izabranoj tački na srcu formira od elementa (31) koji prikazuje model (20) srca na kome je položaj proizvoljnog odvoda prikazan simbolom (32) u obliku malog kruga koji se može interaktivno pomerati po površini modela (20), a za koji je vezan simbol (33) u obliku vektora u pravcu normale u odnosu na površinu srca, drugog elementa (36) koji prikazuje talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a, i trećeg elementa (38) koji daje grafički prikaz talasnog oblika signala (39) u proizvoljnoj tački na srcu koja se može interaktivno birati.

10. Postupak prema zahtevu 9, naznačen time, što prvi element (31) prikazuje model (20) srca na kome su prikazani i simboli (34) koji odgovaraju položajima konvencionalnih ECG odvoda (VI, V2, V3, V4, V5, V6) i simboli (35) koji odgovaraju položajima specijalnih ECG odvoda (V7, V8, V9, V3R, V4R i V5R).

11. Postupak prema zahtevu 9, naznačen time, što talasni oblik signala (39) odgovara proizvoljnoj tački na srcu zadatoj položajem simbola (32), i kontinualno se može menjati sa interaktivnim pomeranjem simbola (32) po površini srca, a dobija se kao skalarni proizvod srčanog vektora zadatog ortogonalnom odvodima (X,Y,Z) i vektora položaja izabranog odvoda označenog simbolom (32) na površini srca.

12. Postupak prema zahtevima 1-4,naznačentime, što se grafički prikaz mape ekvipotencijalnih linija formira prvim elementom (41) koji prikazuje model (20) srca na kome je prikazana mapa ekvipotencijalnih linija (42) u izabranom vremenskom trenutku, i drugim elementom (43) koji prikazuje talasni oblik jednog od 12 odvoda konvencionalnog ECG-a koji se može interaktivno birati.

13. Postupak prema zahtevu 12,naznačen time,što se potencijali na osnovu kojih su dobijene ekvipotencijalne linije (42) dobijaju kao skalarni proizvod srčanog vektora zadatog ortogonalnom odvodima (X,Y,Z) i vektora položaja na koji se potencijali odnose.

14. Postupak prema zahtevu 12, naznačen time, što drugi element (43) uključuje končanicu (44) kojom se interaktivno bira trenutak na vremenskoj osi kome odgovara prikazana mapa (42), i končanice (45,46) kojima se interaktivno bira prag (minimum) pri prikazivanju ekvipotencijalnih linija.