HeartMony - системa за онлайн мониторинг на сърдечната дейност

Системата за онлайн мониторинг на сърдечната дейност HeartMony, разработена от ЕТ “МАТ - Ивелин Иванов”, е моделирана като двукомпонентна система, която се състои от сензор на ЕКГ сигнали и център за  съхранение и обработка.

Сензорът регистрира ЕКГ сигнал от пациента и го транспортира до центъра за съхранение и обработка. В центъра за съхранение и обработка на данни, ЕКГ данните на пациентите се обработват за разпознаване на нарушения на сърдечния ритъм, съхраняват се в база данни и се презентират на потребители в зала за мониторинг или през интернет на общо-практикуващия лекар (ОПЛ), водещ кардиолог или консултант.

Сензорът на ЕКГ сигнали включва модули за усилване и филтриране на сигналите, както и цифровото им преобразуване в изолирана среда. Иновативен елемент в модела на сензора е възможността за комуникация по различни канали - клетъчни мрежи по GPRS или фиксирани индустриални честоти за елиминиране на “третата страна”, обикновено държавно регулирана чрез заплащане на годишна такса. Последният гарантира на здравното заведение надеждно използване на системата.

Центърът за съхранение и обработка на данни се състои от няколко ключови модула, основно свързани с обезпечаване сигурността на данни и достъпа до тях, при което се прилагат различни методи за криптиране/декриптиране,  и особено декомпозирането на ЕКГ сигнали и разпознаването на нарушения на сърдечната дейност.

За целта е разработен “адаптивен алгоритъм за анализ на ЕКГ сигнали” - адаптивен, защото е приложим към всяко отвеждане (начин на разполагане на електродите) и не зависи от патологията. Този алгоритъм е подходящ за изпълнение и от сензора.

Адаптивният алгоритъм обработва ЕКГ сигнали през следните фази:
1. Определяне на изоелектричната линия.
2. Определяне на параметри на ЕКГ сигнала
3. Определяне на сърдечната честота
4. Натрупване на данни
5. Сравнителен анализ
6. Премини към фаза 2.

За всяка една фаза са приложени подходящи решения, като са отчетени световните достижения в областта и са приложени нови иновативни методи за постигане на основната цел на системата - след първоначално опознаване на текущите параметри на ЕКГ сигнала да мониторира за изменения, да анализира и генерира необходимите алармени сигнали при достигане на определени показатели за това.

Такива са например определяне на сърдечната честота отделно на база R-R интервал и P-P интервал, площ на отделните компоненти, тип (форма) на компонентите. При сравнителния анализ се търси повторение в един или няколко цикъла за установяване на “шаблон”, който да се използва като референтен за сравнение със следващите регистрирани цикли.

В процеса на изпълнение на проекта от ЕТ “МАТ - Ивелин Иванов”, финансиран по оперативна програма “Конкурентоспособност”, се изследваха ключови проблеми на системите за онлайн мониторинг на сърдечната дейност.

В резултат на направените изследвания, проучвания и анализи, се създаде нов и иновативен модел на система за онлайн мониторинг на сърдечната дейност. Адаптивният алгоритъм беше изпитан при 50 пациента с три различни от стандартните отвеждания. Резултатите показват ефективност на приложение на системата при над 97% от случаите.

Специализирано изследване беше насочено към уязвимостите, модели на атаки и схеми на защита относно системите за онлайн мониторинг на сърдечната дейност. Друго изследване бе проведено за анализ на изискванията към медицински системи включващи мобилни устройства, както и на специфичните изискванията към разработването на софтуер за медицински системи. Анализирани са три варианта на изпълнение чрез дискретни или специализирани аналог-фронтенд електронни схеми.

Представената система за онлайн мониторинг на сърдечната дейност HeartMony продължава достиженията в областта, като развива иновативни  решения и притежава потенциал за приложение в множество вариации, които зависят от специфичните изисквания на потребителите - лекари и пациенти.