4

Лабораторная работа № 1.3

«ИССЛЕДОВАНИЕ РИТМА СЕРДЦА И ЕГО НАРУШЕНИЙ»

Цель работы: 1) изучить приемы автоматизированного исследования ритма сердца в кардиомониторах; 2) освоить базовые алгоритмы определения параметров ритма сердца; 3) ознакомиться с методами визуализации информации о ритме сердца; 4) изучить основные типы аритмий и приемы их автоматической диагностики.

Домашнее задание

1. Изучите принципы ЭКГ и системы отведений. Изобразите схемы стандартных и усиленных отведений.

2. Изобразите характерную осциллограмму «нормального» электрокардиосигнала для одного цикла сердечной деятельности. Обозначьте на этом рисунке общепринятыми символами сегменты кардиосигнала.

3. Запишите в лабораторный отчет диапазоны характерных значений частоты сердечных сокращений (ЧСС), мин^-1 и длительности RR-интервалов, мс для следующих случаев: а) нормосистолия; б) брадисистолия; в) тахисистолия. Приведите формулу связи ЧСС и средней длительности RR-интервалов. Сформулируйте условие слабой аритмичности.

4. Изучите в литературе, дайте определение и приведите характерный вид ритмограммы, скаттерграммы и гистограммы последовательности RR-интервалов.

5. Составьте и запишите (или приведите распечатку) документа MathCad, в котором осуществляются действия: а) запись отсчетов кардиосигнала из файла текстового формата в одномерный массив S_j ; б) вычисление следующих статистических характеристик кардиосигнала:

   1. T_i - массив RR-интервалов исследуемой записи (частота дискретизации кардиосигнала – 900 Гц !!);

   2. T_ср - средняя длительность RR-интервалов;

   3. T - максимальный разброс RR-интервалов;

   4. _T - среднеквадратическое отклонение длительности RR-интервалов;

   5. F_h - ЧСС, мин^-1;

   6. G_i - массив, характеризующий неравномерность соседних RR-интервалов, G_i = T_i/T_i+1;

Лабораторное задание.

1.Запись кардиосигналов

1. Убедитесь, что выход блока сопряжения подключен к линейному входу “LINE IN” звуковой карты компьютера.

2. Подключите кабель от группы электродов ко входу блока сопряжения.

3. На диске D компьютера лабораторного стенда № 1 найдите приложение S0_ в подкаталоге D:\Laboratory_Methods\Lab_3\Students\. Запустите приложение S0_. Освойтесь с программным интерфейсом приложения S0_. Уясните назначение режимов меню, подменю и кнопок панели инструментов. При этом обратите внимание, что в строке состояния в нижней части экрана дается краткое назначение того или иного режима – в зависимости от положения курсора. ВНИМАНИЕ: следующие далее пункты 4 – 8 без преподавателя не выполнять!!

4. Подсоедините электроды для П двухполюсного отведения В.Эйнтховена (RF, N всегда в дальнейшем на правой ноге).

5. Нажмите инструментальную кнопку «Мониторинг», в настройках отмените следующие режимы: 1) «Отображать класс формы QRS-комплекса»; 2) «Отображать скользящий порог»; 3) «Включить режим определения аритмий». Введите свою фамилию и инициалы в соответствующих окнах (например Иванов И И). Нажмите кнопку ОК и наблюдайте осциллограмму кардиосигнала. Если R-зубцы имеют отрицательную полярность, то, нажав кнопку «Стоп» и вернувшись в режим «Мониторинг», поменяйте полярность кардиосигнала и снова включайте мониторинг кнопкой ОК. ПРИМЕЧАНИЕ: во время кардиомониторинга нельзя делать резких движений!!

6. Изобразите качественно вид наблюдаемого кардиосигнала в отчете, обозначьте на рисунке сегменты кардиосигнала общепринятыми символами. Сделайте вывод о том, соответствует ли наблюдаемый кардиосигнал «нормальной» ЭКГ. Если кардиосигнал за последние 15 секунд не искажен артефактами, то нажмите кнопку «Сохранить». При этом отсчеты кардиосигнала будут записаны в файл ИвановИИ Signal1.txt в в подкаталоге Data текущей директории.

7. Повторите п.6 еще два раза в течение двухминутного мониторинга и получите 3 характерные 15-секундные записи кардиосигнала в подкаталоге Data. Имена создаваемых при этом файлов отличаются порядковым номером в конце имени.

8. Запишите статистические характеристики последовательности RR-интервалов (расположены в нижней центральной части экрана). Нажмите кнопку Стоп и запишите параметры неравномерности RR-интервалов N₁, N₂, N₃ (выводятся в файл ИвановИИ Заключение.txt в в подкаталоге Data текущей директории). Представьте результаты измерений в виде таблицы, в которой столбцы соответствуют тем или иным записям кардиосигнала (всего 5 столбцов, данные заносим пока в 1-й столбец), а строки – найденным параметрам ритма. Параметры расположите по строкам с следующем порядке: : 1) T_ср - средняя длительность RR-интервалов; 2) T - максимальный разброс RR-интервалов; 3) _T - среднеквадратическое отклонение длительности RR- интервалов;

4) F_h - ЧСС, мин^-1; 5) N₁, N₂, N₃ – параметры неравномерности RR-интервалов.

2. Расчет статистических характеристик RR-интервалов

9. Запустите систему MathCad 2001. С помощью команды READPRN перенесите запись ИвановИИ Signal1.txt в одномерный массив h_i.

10. Постройте осциллограмму кардиосигнала в удобном масштабе, когда горизонтальный размер графика соответствует ширине страницы, а вертикальный – примерно половине ширины страницы.

11. С помощью средств программирования и средств статистической обработки MathCad 2001 найдите следующие статистические характеристики кардиоритма: 1) T_i - массив RR-интервалов исследуемой записи (частота дискретизации кардиосигнала – 900 Гц !!); 2) T_ср - средняя длительность RR-интервалов; 3) T - максимальный разброс RR-интервалов; 4) _T - среднеквадратическое отклонение длительности RR-интервалов; 5) F_h - ЧСС, мин^-1; 6) G_i - массив, характеризующий неравномерность соседних RR-интервалов, G_i = T_i/T_i+1; 7) N₁, N₂, N₃ – параметры массива G_i, определяемые по следующим правилам: N₁ – число истинных событий ( 1,1G_i1,2) (0,8G_i0,9); N₂ – число истинных событий ( 0,9G_i1,1); N₃ – число истинных событий ( 1,2G_i) (G_i0,8). ПРИМЕЧАНИЕ: а) учтите, что длина массива G_i на единицу меньше длины массива T_i; б) параметры неравномерности N₁, N₂, N₃ определяйте путем визуального анализа массива G_i. Запишите результаты расчетов в свободный столбец таблицы.

12. Повторите пункты 8 - 10 для записей ИвановИИ Signal2.txt и ИвановИИ Signal3.txt. В 4-й столбец занесите параметры неравномерности N₁, N₂, N₃, просуммированные во всем трем записям.

3. Исследование ритмограммы, скаттерграммы

и гистограммы кардиосигнала

13. Снова запустите приложение S0_. Нажмите инструментальную кнопку «Мониторинг», в настройках включите режимы: 1) «Отображать скользящий порог»; 2) «Включить режим определения аритмий».

14. В режиме мониторинга наблюдайте процесс формирования ритмограммы, скаттерграммы и гистограммы RR-интервалов (окно гистограммы появляется при щелчке правой кнопкой мыши по окну скаттерграммы). Сформулируйте и запишите выводы о характере ритма: а) класс сердечных сокращений, т.е. нормосистолия, брадисистолия; или тахисистолия; б) класс аритмичности. Сравните с выводами, содержащимися в файле ИвановИИ Заключение.txt. ПРИМЕЧАНИЕ: класс аритмичности определяется так: сильная аритмичность, если (N₂+N₁)/N₃ < 0,55, то аритмичность сильная; если 0,25N₂/N₃25, то аритмичность средняя; если 25N₂/N₃, то аритмичность слабая.

15. Исследуйте влияние задержки дыхания и учащенного глубокого дыхания на характер сердечного ритма. Сформулируйте и запишите соответствующие выводы. Закончите мониторинг.

4. Исследование нарушений ритма сердца

16. Используя приложение S0_, проведите имитационное моделирование мониторинга при различных нарушениях сердечного ритма. Для этого нажмите инструментальную кнопку Тестовый режим и в появившемся диалоговом окне выберите тип аритмии, согласитесь с остальными предложенными параметрами имитатора.

17. Последовательно наблюдайте различные виды аритмий. Для каждого типа аритмий отметьте и запишите в отчет: а) типичный фрагмент кардиограммы; б) характерный вид ритмограммы и гистограммы в) характерные параметры из окна предварительного диагностического заключения.

Контрольные вопросы.

1. Какие диапазоны значений частоты сердечных сокращений (ЧСС) и длительности RR-интервалов соответствуют: а) нормосистолии; б) брадисистолии; в) тахисистолии.

2. Дайте определение и приведите характерный вид ритмограммы, скаттерграммы и гистограммы последовательности RR-интервалов.

3. Как определяется класс аритмичности для измеренной ритмограммы?

4. Каков возможный вид ритмограммы, скаттерграммы и гистограммы после физической нагрузки?

5. Изобразите характерный вид ЭКГ для следующих случаев: а) наджелудочковые экстрасистолы; б) желудочковые экстрасистолы; в) бигемения.