Электрокардиография

Этот метод обследования с момен­та своего изобретения в 1903 г. до середины 60-х годов развивался очень бурно, но преимущественно экстенсивно. Были разработаны ряд систем отведений, усовершен­ствована усилительная и регистри­рующая аппаратура (вспомним, что в первых применявшихся в клинике электрокардиографах для записи ЭКГ использовалась фото­графическая лента). Но, в целом, сама процедура оставалась такой же, как в начале века. Процесс ре­гистрации и анализа ЭКГ был раз­делен во времени, а вся обработка сигнала ограничивалась усилени­ем и довольно слабой фильтраци­ей шумов и помех.

В середине 60 годов для управ­ления самим регистрирующим прибором в кардиографической технике стали применяться элек­тронные цифровые компоненты. Управление кардиографами стало более удобным, а сами приборы более надежными. Однако стало ясно, что вычислительные элемен­ты потенциально способны на большее, а именно на предвари­тельный анализ ЭКГ еще в процес­се регистрации, что способствует улучшению качества получаемых при этом результатов.

Предваритель­ный анализ ЭКГ в самом регистри­рующем приборе позволяет сэко­номить время медика при расшиф­ровке ЭКГ (освобождая его от ру­тинной работы) и при сопровож­дении кардиограммы — подписывания, проведения измерений и т.д.

На следующем этапе развития электрокардиографического обо­рудования цифровая техника по­зволила получить из ЭКГ новую ин­формацию, которую ранее, до цифровых методов обработки сиг­нала просто не замечали. Речь идет о поздних потенциалах, которые до середины 80-х годов были прак­тически недоступны для анализа, хотя и присутствовали в ЭКГ. Со­временная компьютерная обра­ботка ЭКГ позволила выделить эти потенциалы, понять их диагности­ческое значение и использовать в практике. Несмотря на полемику вокруг природы поздних потен­циалов, по-видимому, имеется дос­таточно наблюдений, доказываю­щих их диагностическое и прогно­стическое значение.

То же самое относится и к раз­личным способам картирования ЭКГ, когда на экран ЭВМ выводят­ся карты распределения сердеч­ных потенциалов. Ручная обработ­ка этих данных невозможна, в то время как даже не очень мощные ЭВМ справляются с этой задачей с относительной легкостью, предос­тавляя кардиологам целый океан информации о динамике возбуж­дения миокарда.

Запись ЭКГ включает обычно 12 отведений: три стандартных (I, II, III), три усиленных однополюсных отведения от конечностей (avR, avL, avF) и шесть грудных однополюсных отведений (V1-V6). В процессе регистрации на экране монитора сигнал отображается в реальном масштабе времени, что затрудняет детальный анализ сигналов, поэтому производится избыточная запись в базу данных, предполагающая последующую их редакцию.

Отбор и редактирование данных производится после записи ЭКГ в базу данных с целью выделения участков ЭКГ для дальнейшего анализа. На этом этапе возможно медленное воспроизведение сигнала на экране монитора, его остановку. В любом месте записи могут быть установлены маркеры - метки, чтобы с помощью соответствующей команды удалить участки записи, непригодные для анализа.

Выделение характерных графоэлементов и измерение параметров ЭКГ. Наиболее важным этапом работы программы является распознавание зубцов P, Q, R, S, T (рис.2).

Задача распознавания состоит в определении точек начала и окончания каждого зубца, нахождений максимумов высоты зубцов и их идентификации. Для решения этой задачи фирмы, выпускающие компьютерные кардиоанализаторы, используют различные математические методы, в частности метод вычисления первой и второй производных. С помощью первой производной можно найти точки перегибов и изломов кривой, а знак второй производной в этих точках указывает на минимум или максимум значений.

Алгоритм распознавания существенно усложняется тем, что при различных видах патологии происходит значительное изменение структуры сигнала.

И нтервал PQ Интервал RR

0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
-0,1

Сегмент PQ

Сегмент ST Cегмент TP

Интервал QT

Рис.2. Схематическая структура ЭКГ

Для устранения многочисленных мелких зубцов, маскирующих истинные точки перегиба и максимумы сигнала ЭКГ, используют аппроксимацию сигнала сплайн-функциями или полиномами различных порядков; эта задача решается также методом цифровой фильтрации высокочастотных составляющих. Выделенные точки начала и конца каждого зубца являются основой для измерения длительности комплексов, интервалов и сегментов.

Интерпретация результатов анализа и оформление заключения основывается на данных выявления элементов ЭКГ и измерения их параметров.

Результаты измерений и расчетов используются для выявления основных электрокардиографических синдромов Алгоритмы синдромального анализа ЭКГ основаны на врачебной логике: сравне­нии параметров ЭКГ с диагностическими критериями, основанными на данных литературы, экспериментальных данных и опыте ве­дущих специалистов в этой области.

Номенклатура ЭКГ-заключений формируется с учетом обще­принятых стандартов и методических рекомендаций и включает сле­дующие диагностические классы:

1. Нарушение функции синусового узла.

2. Эктопические импульсы и ритмы.

3. Синдром ускоренного предсердно-желудочкового проведения возбуждения.

4. Трепетание и фибрилляция предсердий и желудочков.

5. Положение электрической оси сердца.

6. Гипертрофия и острые перегрузки различных отделов сердца.

7. Нарушения проведения импульсов (блокады).

8. Изменения ЭКГ при нарушении коронарного кровоснабжения миокарда.

9. Изменения ЭКГ при хронической коронарной недостаточнос­ти и обострении ишемической болезни сердца.

ЭКГ-заключения формируются на основе идентификации и ана­лиза характерных для той или иной патологии изменений электрокардиосигналов.

Документирование исследования состоит в выдаче на печать числовых, графических результатов и компьютерного ЭКГ-заключения. Для создания врачебного заключения необходимо сопоставление ЭКГ и клинических данных.

Актуальным является вопрос стандарти­зации представления информации для передачи данных ЭКГ как между цифровым электрокардиографом и компьютеризированной системой управления, так и между компьютерными системами различных производителей. Сейчас наиболее проработанным для обмена цифровыми ЭКГ считается стандарт SCP-ECG, разработан­ный Европейским институтом стандартизации (CEN). Стандарт раз­бивает логическую последовательность ЭКГ данных на секции и описывает содержание и формат представления каждой секции.

Секция 1: данные о пациенте – имя, идентификатор, пол, дата рождения, данные об обследовании (дата, время, условия).

Секция 2: кодирование ЭКГ по Хаффману или любому алго­ритму архивирования и разностного сигнала.

Секция 3: перечисление отведений, переданных в текущей записи.

Секция 4: расположение QRS-комплсксов.

Секция 5: репрезентативный комплекс для каждого отведения.

Секция 6: исходный сигнал для каждого отведения или разност­ный сигнал, полученный путем вычитания репрезентативного ком­плекса из исходного сигнала.

Секция 7: общие измерения каждого комплекса в записи для всех отведении (длительности, углы поворота электрических осей и др.).

Секция 8: текстовый диагноз от интерпретирующего устрой­ства.

Секция 9: диагностические данные, специфичные для произво­дителя.

Секция 10: измерения, произведенные для каждого отведения отдельно.

Секция 11: унифицированное закодированное заключение.

Используя стандарт SCP-ECG, прикладные программы Windows могут обмениваться данными о пациенте, проведенных исследованиях, сжатыми ЭКГ-данными и текстовым диагнозом. Возможен обмен ЭКГ по всемирной сети.