Автоматическая интерпретация ЭКГ

Снимок экрана программного обеспечения для цифровой обработки ЭКГ

Автоматическая интерпретация ЭКГ - это использование искусственного интеллекта и распознавание образов программное обеспечение и базы знаний для автоматического выполнения интерпретации, отчетов об испытаниях и компьютерной диагностики электрокардиограмма записи, обычно получаемые от пациента.

• 1 История
• 2 фазы
• 3 Приложения
• 4 Значение и ограничения
• 5 См. Также
• 6 Ссылки
• 7 Источники
• 8 Внешние ссылки

Первые автоматизированные программы ЭКГ были разработаны в 1970-х годах, когда цифровые аппараты ЭКГ стали возможны благодаря платам цифровой обработки сигналов третьего поколения. Коммерческие модели, такие как модели, разработанные Hewlett-Packard, включают эти программы в клинически используемые устройства.

В течение 1980-х и 1990-х годов компаниями и университетскими лабораториями проводились обширные исследования с целью повышения уровня точности, который был не очень высоким в первых моделях. С этой целью такие учреждения, как MIT, создали несколько баз данных сигналов с нормальными и аномальными ЭКГ и использовали их для проверки алгоритмов и их точности.

Основные характеристики сигнала, такие как время и амплитуда, которые измеряются и составляют основу для автоматического анализа ЭКГ

1. Цифровое представление каждого записанного канала ЭКГ получается с помощью аналога -цифровой преобразователь и специальное программное обеспечение сбора данных или микросхема цифровой обработки сигналов (DSP) .
2. Результирующий цифровой сигнал обрабатывается последовательно специализированных алгоритмов, которые начинаются с кондиционирования его, например, удаления шума, изменения базового уровня и т. д.
3. извлечения признаков : математический анализ теперь выполняется на чистом сигнале всех каналов, чтобы идентифицировать и измерить ряд характеристик, которые важны для интерпретации и диагностики; это будет входными данными для программ на основе AI, таких как пиковая амплитуда, площадь под кривой, смещение относительно базовой линии и т.д. зубцов P, Q, R, S и T, временная задержка между этими пиками и впадинами, частота сердечных сокращений ency (мгновенная и средняя) и многие другие. Некоторая вторичная обработка, такая как анализ Фурье и вейвлет-анализ, также может выполняться для обеспечения ввода в программы, основанные на распознавании образов.
4. Логическая обработка и шаблон распознавание с использованием основанных на правилах экспертных систем, вероятностного байесовского анализа или алгоритмов нечеткой логики, кластерного анализа, искусственных нейронных сетей, генетические алгоритмы и другие методы используются для вывода, интерпретации и диагностики.
5. Программа отчетности активируется и обеспечивает надлежащее отображение исходных и рассчитанных данных, а также результаты автоматической интерпретации.
6. В некоторых приложениях, таких как автоматические дефибрилляторы, результаты анализа могут запускать какое-либо действие, например появление фибрилляция предсердий или остановка сердца, подача сигналов тревоги на медицинском мониторе в отделении интенсивной терапии приложение связи и т. д.

Производство аппаратов ЭКГ теперь полностью цифровое, и многие модели включают встроенное программное обеспечение для анализа и интерпретации записей ЭКГ с 3 или более приводит. В потребительских товарах, таких как домашние регистраторы ЭКГ для простого 1-канального обнаружения сердечной аритмии, также используется базовый анализ ЭКГ, в основном для обнаружения отклонений. Некоторые области применения:

• Встраивание в автоматические дефибрилляторы, чтобы можно было самостоятельно решить, есть ли причина для проведения электрического разряда на основе предсердной или желудочковой аритмии;
• Портативная ЭКГ, используемая в телемедицина. Эти аппараты используются для отправки записей ЭКГ по телекоммуникационным каналам связи, таким как телефон, сотовая передача данных или Интернет
• Обычные аппараты ЭКГ для использования в первичная медико-санитарная помощь настройки, при которых обученный кардиолог недоступен

Автоматическая интерпретация ЭКГ является полезным инструментом, когда доступ к специалисту невозможен. Несмотря на то, что были предприняты значительные усилия для улучшения алгоритмов автоматизированной ЭКГ, чувствительность автоматической интерпретации ЭКГ имеет ограниченное значение в случае ИМпST, как, например, с «острейшими зубцами T», де Винтер ST-T комплекс, феномен Wellens, гипертрофия левого желудочка, блокада левой ножки пучка Гиса или наличие кардиостимулятора. Автоматический мониторинг сегмента ST во время транспортировки пациента все чаще используется и повышает чувствительность обнаружения ИМпST, поскольку подъем сегмента ST - это динамическое явление.

• Медицинский монитор
• Холтеровский монитор
• SCP-ECG

1. ^BioPac Systems. Примечание по применению: автоматический анализ ЭКГ
2. ^Al-Fahoum, AS; Ховитт, И. Комбинированное вейвлет-преобразование и радиальные базовые нейронные сети для классификации угрожающих жизни сердечных аритмий, Med. Биол. Англ. Comput. 37 (1999), стр. 566–573.
3. ^Mautgreve, W., et al. HES EKG expert - экспертная система для комплексного анализа и обучения ЭКГ. Proc. Компьютеры в кардиологии: Иерусалим, Израиль, 19–22 сентября 1989 г. (США: IEEE Comput. Soc. Press, 1990. стр. 77–80).
4. ^Бортолан Г. и др. Классификация ЭКГ с помощью нейронных сетей и кластерного анализа. Proc. Компьютеры в кардиологии. Венеция, Италия, 23–26 сентября 1991 г. (США: IEEE Comput. Soc. Press, 1991. стр. 177-80).
5. ^Саббатини, R.M.E. Применение искусственных нейронных сетей в обработке биологических сигналов. MD Computing, 3 (2), 165–172, март 1996 г.
6. ^Трудные ЭКГ при ИМпST: уроки, извлеченные из серийной выборки ЭКГ до и в стационаре, Ayer et al., JECG, 2014
7. ^Интерпретация ЭКГ - ИМпST и аналог, электронная книга
8. ^Выраженный зубец T: электрокардиографическая дифференциальная диагностика, Sommers et al., American Journal of Emergency Medicine
9. ^Новый ЭКГ-признак окклюзии проксимальной части ПМЖВ, de Winter, NEJM, 2008

• Sabbatini, RME : O computador no processamento de sinais biológicos. Revista Informédica, 2 (12): 5-9, 1995. Компьютеры в обработке биологических сигналов. (На португальском языке)

. Переведено и воспроизведено с разрешения автора.

• Программа для углубленного анализа ЭКГ ecgAUTO для доклинических исследований
• Клигфилд, П. Автоматический анализ ритма ЭКГ
• Physionet
• Модуль обучения телемедицинской интерпретации ЭКГ