Розробка методу прогнозу атріовентрикулярної блокади для портативної системи моніторингу серця

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258791

Ключові слова:

холтерівське моніторування, автоматичний висновок, серцево-судинна система, серцево-судинні захворювання, життєзагрозливі аритмії

Анотація

Об'єктом дослідження є портативна система, що дозволяє в режимі реального часу контролювати стан серця для своєчасного надання медичної допомоги. Вирішується завдання виявлення атріовентрикулярних (АВ) блокад за умов вільної рухової активності хворого. Для розробки методу виявлення АВ блокади використовували моделі електричної активності серця, що дозволяють враховувати просторово-часову організацію процесу поширення збудження, аналізувати динаміку поведінки серцево-судинної системи (ССС) за будь-якого значення період збудження передсердь та оцінити ступінь тренованості ССС. Пропонований метод дозволив визначити частоту серцевих скорочень (ЧСС), за якої можливий розвиток АВ блокади. АВ блокада ІІІ ступеня – ЧСС 304 уд/хв; АВ блокада ІІ ступеня з випаданням половини імпульсів – ЧСС 260 уд/хв; АВ блокада II ступеня з випаданням окремих імпульсів – ЧСС 234 уд/хв; АВ блокада 1 ступеня – ЧСС 200 уд/хв. Прогнозування АВ блокади дозволяє оцінити рівень «тренованості» серця пацієнта. Отримані кількісні результати узгоджуються з відомими сучасної охорони здоров'я значеннями ЧСС. Розроблений метод реалізовано з урахуванням раніше розробленої авторами портативної системи ЕКГ- моніторингу. Випробування портативної системи ЕКГ-моніторингу свідчать про підвищення чутливості та специфічності діагностики аритмій серця та підтверджують досягнення мети цього дослідження: підвищення ефективності діагностики та розширення функціональних можливостей портативної системи ЕКГ-моніторингу

Спонсор дослідження

  • The current model of a portable monitoring system was developed on the basis of Satbayev University under the grant program of the Science Fund of the Republic of Kazakhstan. Project No. 0281-18-«Portable ECG device».

Біографії авторів

Ainur Bekbay, Satbayev University

Doctoral Student

Department of Robotics and Engineering Tools of Automation

Zhadyra Alimbayeva, Kazakh National Women’s Teacher Training University

Teacher

Department of Informatics and Applied Mathematics

Chingiz Alimbayev, Institute of Mechanics and Engineering named after U. A. Joldasbekov

PhD, Senior Researcher

Nurlan Bayanbay, Satbayev University

Doctoral Student, Senior Lecturer

Department of Robotics and Engineering Tools of Automation

Kassymbek Ozhikenov, Satbayev University

Candidate of Technical Sciences, Head of Department

Department of Robotics and Engineering Tools of Automation

Yerkat Mukazhanov, Zhetysu University

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor

Посилання

  1. Timmis, A., Vardas, P., Townsend, N., Torbica, A., Katus, H., De Smedt, D. et. al. (2022). European Society of Cardiology: cardiovascular disease statistics 2021. European Heart Journal, 43 (8), 716–799. doi: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehab892
  2. Opoku-Acheampong, A. A., Rosenkranz, R. R., Adhikari, K., Muturi, N., Logan, C., Kidd, T. (2021). Tools for Assessing Cardiovascular Disease Risk Factors in Underserved Young Adult Populations: A Systematic Review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18 (24), 13305. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph182413305
  3. Holter, N. J. (1961). New Method for Heart Studies: Continuous electrocardiography of active subjects over long periods is now practical. Science, 134 (3486), 1214–1220. doi: https://doi.org/10.1126/science.134.3486.1214
  4. Chou, I.-C., Hsueh, H.-C., Lee, R.-G. (2009). Example for mobile ECG holter design using FMEA model. Biomedical Engineering: Applications, Basis and Communications, 21 (01), 61–70. doi: https://doi.org/10.4015/s101623720900109x
  5. Liu, S.-H., Huang, Y.-F., Chen, C.-R. (2014). The wireless holter ECG system based on Zigbee. 2014 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics.
  6. Gabbouj, M., Kiranyaz, S., Malik, J., Zahid, M. U., Ince, T., Chowdhury, M. E. H. et. al. (2022). Robust Peak Detection for Holter ECGs by Self-Organized Operational Neural Networks. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 1–12. doi: https://doi.org/10.1109/tnnls.2022.3158867
  7. Zbitnieva, V. O., Voloshyna, O. B., Balashova, I. V., Dukova, O. R., Lysyi, I. S. (2021). Incidence of cardiac arrhythmias in patients with COVID-19 infection according to 24-hour electrocardiogram monitoring, Zbitnieva V. O., and etc., Zaporozhye medical journal, 23 (6), 759–765. doi: https://doi.org/10.14739/2310-1210.2021.6.239243
  8. Basnet, B. K., Manandhar, K., Shrestha, R., Shrestha, S., Thapa, M. (2009). Electrocardiograph and Chest X-ray in Prediction of Left Ventricular Systolic Dysfunction. Journal of Nepal Medical Association, 48, 176. doi: https://doi.org/10.31729/jnma.343
  9. Katscher, U., Weiss, S. (2022). Mapping electric bulk conductivity in the human heart. Magnetic Resonance in Medicine, 87 (3), 1500–1506. doi: https://doi.org/10.1002/mrm.29067
  10. Aliev, R. R. (2010). Computer simulation of the electrical activity of the heart. Uspekhi fizicheskikh nauk, 41 (3), 44–63.
  11. Noble, D. (1962). A modification of the Hodgkin-Huxley equations applicable to Purkinje fibre action and pacemaker potentials. The Journal of Physiology, 160 (2), 317–352. doi: https://doi.org/10.1113/jphysiol.1962.sp006849
  12. Herve, D., Drouard Haelewyn, C., Rousselot, J. F. (2002). The A.B.C. of ECG. Pratique Medicale and Chirurgicale de l'Animal de Compagnie, 37 (6), 487–489.
  13. Simova, I., Predovski, M., Christov, I., Simov, D. (2017). Remote ECG Interpretation: Guidelines and their Implementation. 2017 Computing in Cardiology Conference (CinC). doi: https://doi.org/10.22489/cinc.2017.366-095
  14. Orlov, V. N. (2017). Rukovodstvo po elektrokardiografii. Moscow: 560. Available at: https://ivgma.ru/attachments/16530
  15. Pravdin, S. F., Epanchintsev, T. I., Nezlobinskii, T. V., Panfilov, A. V. (2020). Induced drift of scroll waves in the Aliev–Panfilov model and in an axisymmetric heart left ventricle. Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling, 35 (5), 273–283. doi: https://doi.org/10.1515/rnam-2020-0023
  16. Li, A., Stroik, D., Schaaf, T., Yuen, S., Kleinboehl, E., Cornea, R. L., Thomas, D. D. (2020). Biophysics of the SERCA2A/DWORF Complex, Implications for Treatment of Heart Failure. Biophysical Journal, 118 (3), 593a. doi: https://doi.org/10.1016/j.bpj.2019.11.3210
  17. Von Rosenberg, W., Hoting, M.-O., Mandic, D. P. (2019). A physiology based model of heart rate variability. Biomedical Engineering Letters, 9 (4), 425–434. doi: https://doi.org/10.1007/s13534-019-00124-w
  18. Stenzinger, R. V., Tragtenberg, M. H. R. (2022). Cardiac reentry modeled by spatiotemporal chaos in a coupled map lattice. The European Physical Journal Special Topics, 231 (5), 847–858. doi: https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-022-00473-1
  19. Alimbayev, C., Alimbayeva, Z., Ozhikenov, K., Bodin, O., Mukazhanov, Y. (2020). Development of measuring system for determining life-threatening cardiac arrhythmias in a patient’s free activity. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (103)), 12–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.197079

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Bekbay, A., Alimbayeva, Z., Alimbayev, C., Bayanbay, N., Ozhikenov, K., & Mukazhanov, Y. (2022). Розробка методу прогнозу атріовентрикулярної блокади для портативної системи моніторингу серця. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5 (117), 15–27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258791

Номер

Том 3 № 5 (117) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Ainur Bekbay, Zhadyra Alimbayeva, Chingiz Alimbayev, Nurlan Bayanbay, Kassymbek Ozhikenov, Yerkat Mukazhanov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.