1.2 Методи реєстрації екг. Короткі теоретичні відомості

Як відомо, електрокардіографія - метод дослідження серцевого м'яза шляхом реєстрації біоелектричних потенціалів працюючого серця. Крива, яка при цьому одержується, отримала назву електрокардіограми (ЕКГ). Вона відіграє важливу роль в діагностиці цілого ряду захворювань серця.

О днак процес її отримання та розшифровки в значній (а іноді й у вирішальній) мірі залежить від способу реєстрації. Розрізняють наступні способи реєстрації ЕКГ: відведення за Ейнтгофеном і Гольдбергером, відведення за Вільсоном, відведення за Небом, відведення за Франком.

Рис 2 - Відведення за Ейнтгофеном:

R-права рука-червоний колір;

L-ліва рука-жовтий колір;

F-ліва нога-зелений колір;

N-права нога чорний колір;

 Рис 3 - Ві дведення за Гольдбергером:

R-права рука-червоний колір;

L-ліва рука-жовтий колір;

F-ліва нога-зелений колір;

N-права нога чорний колір;

Рис 4 - Відведення за Вільсоном:

С1 - білий/червоний*; С2 - білий/жовтий*;СЗ - білий/зелений*; С4 -білий/коричневий*;С5 - білий/чорний*;С6 - білий/фіолетовий*; утворюється з RLF (*-маркування наведенe для ЕКГ Віоset-3000(фірма RFT колишня НДР), а тому для ряду приладів такого класу може не співпадати).

 

Рис 5 - Відведення за Небом: СN1 - білий/червоний*; СN2 - білий/жовтий*; СN3 -білий/зелений*.

Рис 6- Відведення за Франком:

Н - білий/фіолетовий* - на потилиці, 1см від середньої лінії;

Е - білий/жовтий* - передня середня лінія;

С - білий/зелений* - під кутом 45° між Е і А;

А - білий/коричневий* - середня акселярна лінія;

М - білий/чорний * - задня середня лінія;

Б - зелений - на лівій нозі;

N - чорний - на правій нозі.

1.3 Апаратура для реєстрації і обробки електрокардіограм

Для реєстрації електрокардіограм слугують головним спеціалізовані

електрокардіографи, універсальні, та поліфункціональні прилади і системи

(наприклад, різного призначення моніторні та діагностичні комплекси), в яких блок реєстрації ЕКГ є однією із складових.

До першої групи слід віднести одно- та багатоканальні електрокардіографи

типу ЕКТ-1М (електрокардіограф тепловий одноканальний модернізований, або

"Мальті"), ЕКТ-4, ЕКЧ-2 (електрокардіограф чотириканальний), тощо.

До другої групи слід віднести прилади, які окрім реєстрації

електрокардіограм можуть виконувати і ряд додаткових функцій: наприклад, реєструвати фонокардіограму, реограму, тиск, тощо; обчислювати такі показники як частота серцевих скорочень, частота дихання, тощо. До даного типу приладів

належать такі як 6NЕК, Віоset 3000, Віоset 6000, які в своєму складі містять

мікропроцесорний блок або мікроконтролер і дозволяють реалізовувати цифрову

обробку цифрової інформації.

До третьої групи відносяться багатофункціональні системи, що мають, наприклад, можливість проводити розрахунок в автоматичному режиміпараметрів ЕКГ, зберігати ЕКГ- криві в цифровому вигляді (бази даних), здійснювати стиснення та розшифровку даних, можливість обміну з іншими системами, тощо. Приклад такої системи - комп'ютерний кардіограф типу СагdioLab (розробка Харківського авіаційного інституту). Деякі з функцій даної системи наводяться нижче:

1. введення інформації про пацієнта;

2. реєстрацію кардіограми з вибором відображуваних відведень (максимальна кількість -12 відведень) та встановленням параметрів реєстрації (встановлення швидкості носія, чутливості підсилювача, порогу розпізнавання К-піків, фільтру видалення тренду і настройка сталої часу);

3. реєстрація моніторної кардіограми;

4. збереження і завантаження кардіограми;

5. перегляд ЕКГ;

6. спектральний аналіз ЕКГ;

7. аналіз вибраного комплексу: аналіз векторкардіограми, формування заключення;

8. перегляд моніторної кардіограми;

9. аналіз моніторної кардіограми;

10. аналіз ритмограми;

11. робота з базою даних (робота з записами пацієнтами, введення діагнозу).

Іншим прикладом може слугувати медична мікрокомп'ютерна система "Пациент", яка дозволяє реєструвати ЕКГ, здійснювати її обробку, аналіз та виводити дану інформацію на паперовий чи магнітний носій. Серед інших можливостей - вимірювання тиску, зняття реограми, можливість розрахунку

 основних параметрів гемодинаміки в автоматичному режимі, введення інформації про пацієнта. Є можливість розширювати функціональні можливості шляхом установки додаткових блоків.

Реєстрація сигналів біологічного походження (біосигналів) так чи інакше пов'язана з процесом їх підсилення, та перетворення. Це зумовлено перш за все ж низькими рівнями біосигналів так і значним їх затуханням в різних середовищах. Необхідність в підсилювачі при реєстрації біоелектричних процесів випливає з такого прикладу - рівень електрографічного сигналу знаходиться в межах від 0,5 до 2 мВ; тоді як для реєстрації даного сигналу на паперовому носії за допомогою гальванометричної пишучої системи складає в межах 15-З0В (6NЕК, Віоset 6000, - СагdioLab, тощо). Для отримання таких рівнів сигналу вхідний сигнал потрібно підсилити приблизно в 15000 раз. В той же час для реєстрації електроенцефалографічного сигналу необхідним є підсилення в 10⁶-10⁷ разів. Воно досягається за рахунок використання операційних підсилювачів.

Підсилювачі, які використовуються для підсилення біосигналів поділяються на:

1. підсилювачі прямого підсилення, в яких електричний сигнал підсилюється без перетворення частоти його коливань;

2. підсилювачі з перетворенням частоти сигналу, в яких весь спектр підсилюванних коливань зазнає перетворення.

Підсилювачі електрографічних приладів і систем в залежності від смуги частот, яку вони підсилюють, поділяються на наступні типи [ 1 ]:

1. підсилювачі постійного струму, які призначені для підсилення електричних сигналів в межах від нижньої робочої частоти f_н (постійні напруги) до верхньої частоти f_в яка може складати сотні, або навіть тисячі герц. Такі - підсилювачі підсилюють як постійну складову сигналу, так і його змінні складові;

2. підсилювачі змінного струму, призначені для підсилення сигналів з частотами від f_н > 0 і до f_в (наприклад, підсилювач електрокардіограми має діапазон підсилюємних частот від f_H= 0,1 Гц f_B =100 Гц). Цей підсилювач не підсилює постійну складову сигналу;

3. підсилювачі високої частоти, які застосовуються в якості блоків підсилювачів з перетворенням частот;

4. вибіркові підсилювачі, які підсилюють електричні сигнали в вузькій смузі частот. Підсилення таких підсилювачів максимальне на частоті f₀ і близьких до неї частотах та різко падає на частотах як нижчих, так і вищих ніж

Вхідна напруга и_Вх повинна лежати в діапазоні не менш ніж 0,03-5 мВ. Нижнє значення U_вх визначає граничну чутливість підсилювача, нижче якої реєстрація ЕКГ ускладнена.

На граничну чутливість впливає рівень внутрішніх шумів, приведених до входу підсилювача. Звичайні значення U_M 10-30мкВ.

Оптимальний вибір смуги пропускання важливе значення. Найбільш інформативна частина ЕКС займає смугу частот f= 0,05-120 Гц, але в практичній ЕКС-діагностиці використовують підсилювачі f= 0,05-60 Гц.

 Надмірне звуження частотного діапазону з боку нижніх частот f_н приводить до перекручування сегмента ST і зубця Т, але зменшується дрейф ізолінії, а з боку високих частот f_е - до згладжування зубців на QRS - комплексі і зменшенню крутості його схилів. З іншого боку, збільшення f приводить до збільшення перешкод від біопотенціалів м'язів. Якщо при f= 100 Гц похибка передачі QRS- комплексу складає близько 3%, то при f_е ⁼30 Гц похибка зростає до 15% і можуть згладжуватися розходження між нормальним і патологічним комплексами. У кардіомоніторах (КМ) в залежності від призначення тракту посилення ЕКС нормуються три значення f :

f - для лінійного виходу,призначеного для підключення реєстратора

ЕКС;

f_e - для зображення ЕКГ на екрані КМ; f_M - для моніторування при великому рівні перешкод.