WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Одной из причин наличия погрешностей реконструкции может являться неточное наложение электродов на тело пациента. Проведено исследование чувствительности результатов реконструкции к положению электродов. Для этого, перед обработкой данных, в матрицу координат электродов вводилось смещение координат в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Результаты показали, что синхронный сдвиг двух электродных поясов по оси y на 20 мм относительно принятого положения не вызовет заметных отклонений параметров реконструкции, таких как дипольный момент, координаты по оси x и оси z. Но при этом координаты по оси y сместятся пропорционально смещению грудных электродов. Синхронный сдвиг двух электродных поясов по оси x на 20 мм приводит к смещению электрического центра ТИ в ту же сторону пропорционально ошибке наложения электродов.

Одним из факторов, приводящих к возникновению ошибки аппроксимации потенциалов электродов, является наличие шумов усилителя в многоканальном блоке. Чтобы определить, как влияет шум на устойчивость реконструируемых параметров ТИ, проведено исследование, в котором к измеренным потенциалам добавлялся шум с нормальным законом распределения при разных значениях СКО, находящегося в пределах от 5мкВ до 50мкВ. Результаты реконструкции ТИ усреднялись по 50-ти шумовым реализациям. Для различных комбинаций используемых электродов относительное изменение реконструированных координат и дипольного момента, при добавлении шума с СКО 50 мкВ, составляет не более 2%, что свидетельствует о хорошей устойчивости.

В работе проведено исследование влияния частоты среза фильтров НЧ на реконструкцию ТИ в области R и Т зубцов, рассматривались фильтры с частотами среза 25 Гц, 30 Гц, 35Гц, 40 Гц. Результаты показали, что фильтр нижних частот с частотой среза 30 Гц практически не вносит дополнительной погрешности в результаты реконструкции, при этом достаточно эффективно подавляет напряжение помехи. Выбор частоты среза особенно важен для области Т зубца, так как здесь отношение сигнал/шум в 5-10 раз меньше, чем для R зубца, и использование фильтров с частотой среза 40 Гц и 35 Гц недостаточно, а фильтр с граничной частотой 25 Гц искажает кардиосигнал.

Третья глава посвящена разработке способов визуализации эквивалентного ТИ и вопросам выделения вторичных информационных параметров по результатам реконструкции с целью оценки возможности применения результатов реконструкции в кардиологии.

Предложена методика визуализации временной динамики электрической активности сердца с помощью пространственных кривых, описывающих движение токового источника (ТИ). При этом движение центра ТИ в пространстве с течением времени отображается кривой, которую назовем треком электрического центра сердца (ЭЦС). Движение конца вектора момента ТИ (по отношению к ортогональным осям проекций Mx, My, Mz) показывается кривой, которую назовем годографом вектора момента кардиогенератора. Для удобства анализа эти пространственные кривые отображаются в проекциях на фронтальную плоскость (плоскость XOY на рис.2), горизонтальную (XOZ) и сагиттальную (YOZ, вид сбоку) плоскости. Реконструкция ТИ проводится для трех характерных временных интервалов, соответствующих следующим зубцам на ЭКГ:

  1. Р зубец, возникающий вследствие возбуждения предсердий,
  2. QRS комплекс, отражающий возбуждение желудочков,
  3. Т зубец, характеризующий восстановительный процесс в желудочках.

На рис.7 показаны треки ЭЦС в области R зубца, по которым можно отследить траекторию перемещения ТИ и оценить интегральную скорость распространения возбуждения желудочков. На рис.8 отображена временная динамика вектора токового момента во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскости, а также представлена зависимость модуля вектора момента от времени.

Для повышения наглядности при визуализации электрической активности ТИ было предложено отображать положение, ориентацию и интенсивность эквивалентного токового источника с помощью зон электрической активности. При этом учитывалось, что в каждый момент времени, реконструированный токовый диполь соответствует модели ТИ в виде равномерного двойного слоя (ДС) с круглой границей. При этом координаты диполя (координаты ЭЦС) соответствуют центру круглой границы ДС, направление вектора момента определяет направление вектора нормали к поверхности границы ДС, а модуль вектора момента пропорционален площади круга, ограниченного границей ДС. Так, на рис. 9 показано изображение зон электрической активности во фронтальной, горизонтальной, сагиттальной плоскостях и 3D изображение этой зоны для интервала R зубца. Если моменты времени берутся достаточно часто, то общее отображение получающихся зон формирует в пространстве область электрической активности в интересующем нас интервале времени.

На рис.10 в двух сечениях представлено оцифрованное изображение контуров эндокарда и эпикарда, полученное для усредненного анатомического

Рис.7 Трек ЭЦС в области R зубца

Рис.8 Проекции годографа момента ТИ в области R зубца

изображения сечения сердца. При этом начало координат условно взято в точке правой стенки правого желудочка. На рис.10 показано движение дипольного источника по портрету сердца, из которого видно, что процесс деполяризации в начальный момент времени находится в области межжелудочковой перегородки и заканчивается в левом желудочке.

Одним из важных направлений анализа полученных результатов реконструкции ТИ и их апробации является сравнение с данными, полученными другими методами ЭКГ. Наиболее распространенная и доступная в электрокардиографии методика ЭКГ обследования – это 12 общепринятых отведений (12ОП).

В работе была проведена реконструкция параметров ТИ по реальным записям сигналов при стандартной методике наложения электродов 12ОП.

Рис. 9. Зоны деполяризации в области R зубца

Полученные результаты показывают принципиальную возможность восстановления параметров ТИ с относительной погрешностью аппроксимации потенциалов 10%, при этом реконструкция в областях подъёма и спуска R зубца имеет зоны возможной неустойчивости координат электрического центра ТИ, что отчасти объясняется недостаточной пространственной чувствительностью стандартного набора электродов, как по оси y, так и по оси z.

Рис.10. Движение ЭЦС на портрете

сердца

Широкое признание в электрокардиологии получила система отведений Франка, которая обеспечивает формирование трех ортогональных, т.е. перпендикулярно направленных друг другу сигналов, пропорциональных компонентам суммарного вектора сердца. На рис.11 представлены совмещенные нормированные векторные петли ортогональных отведений на оси и годографы проекций токового момента, полученные при реконструкции ТИ в области R. Как видно из рис.11, полученные кривые в значительной степени согласованы друг с другом, как по направлению движения, таки по ориентации. Таким образом, методика реконструкции ТИ согласуется с векторной кардиографией и дополняет

ее информацией о координатах источника в области миокарда, что может повысить информативность ЭКГ обследования.

Рис.11. Нормированные ВГК-петли и проекции годографов во фронтальной пл-ти, горизонтальной пл-ти и сагиттальной пл-ти

В главе проведено сопоставление результатов реконструкции ТИ как для одного пациента при разных обследованиях, так и для нескольких обследуемых. На рис.12 представлены совмещенные результаты для двух обследований одного человека, периодичность обследования приблизительно два года

Рис.12. Совмещенные треки и годографы для двух обследований в горизонтальной и фронтальной плоскостях ( - 10.04.07, ----- - 03.02.09)

В целом наблюдается повторяемость результатов. Как видно из рис.12, траектория движения ЭЦС не претерпела существенных изменений, при этом в горизонтальной плоскости изменилась площадь трека, а во фронтальной плоскости произошло некоторое смещение вниз. Траектория треков и вид годографов ТИ для разных обследуемых в области R зубца имеют как индивидуальные особенности, так и общие для всех пациентов направления, охватываемые зоны распространения и направления вектора дипольного момента. На вершине R зубца координаты местоположения ТИ приблизительно одинаковые для всех обследуемых.

Рассмотрен вопрос об определении вторичных информационных параметров по результатам реконструкции эквивалентного ТИ. Предложено оценивать скорость и величину перемещения ЭЦС во времени. Для R зубца эти параметры характеризуют результирующее перемещение зоны деполяризации. В таблице 2 приведены средняя скорость и перемещение ЭЦС, которые определяются в области R зубца на интервале времени, границы которого задаются уровнем Mmax/2, где Mmax - максимальный момент ТИ для R зубца. Средняя скорость находится в пределах 1-2 мм/мс, а перемещение – 25-46 мм.

Таблица 2

Обследуемые

№1

№2

№3

№4

№5

№6

№7

№8

Vr, мм/мс

0.9

1.6

0.9

1.4

1.1

2.0

1.1

1.8

Sr, мм

30.7

38.8

22.1

37.0

26.1

52.0

26.9

45.5

Проведено сравнение данных о скорости и перемещении источника в сердце для разных записей одного человека. Как видно из примера таблицы 3, для каждого пациента скорость распространения Vr и перемещение Sr (интервал по уровню Mmax/2), имеют характерные для каждого пациента значения. Таким образом, представленные параметры отражают физиологические особенности процессов в сердце каждого человека.

Таблица 3

Обследуемый №1

Обследуемый №6


Дата

Vr

Sr

Дата

Vr

Sr

10.04.07

1.0

29.0

29.05.07

2.1

55.2

03.02.09

0.9

30.7

03.02.09

2.0

52.0

В рамках появившегося недавно метода дисперсионного картирования ЭКГ проводится выделение низкоамплитудных изменений ЭКГ сигналов в последовательных сердечных сокращениях одного сеанса записи. Эти изменения проявляются в относительно малых колебаниях линии ЭКГ на однотипных участках записи. Предложенная в настоящей работе методика дополняет метод дисперсионного картирования информацией о местоположении источников, а также о разбросе (дисперсии) координат и момента ТИ от одного сокращения сердца к другому (beat to beat). В соответствии с рис.13 траектория движения электрического источника в сердце для разных циклов остаётся в среднем прежней, но при этом имеются отклонения от среднего значения, которые можно оценить с помощью расчёта СКО найденных параметров ТИ.

В таблице 4 представлены СКО параметров ТИ для 6-ти обследуемых (момент вершины R зубца). Значения СКО координат колеблются от 3 мм до 15 мм в течение R зубца, причём для всех обследуемых в области вершины R зубца СКО координат имеет минимальное стабильное значение (см.рис.13). Аналогичным образом изменяются значения СКО дипольного момента М. Таким образом, можно заключить, что микроальтернации ЭКГ потенциалов наиболее выражены на подъёме и на спаде R зубца, что приводит к вариациям положе-

ния эквивалентного источника в области миокарда. Данный процесс носит предположительно физиологический характер и значения СКО координат могут являться мерой оценки вариабельности нервной регуляции.

Обсле-

дуемые

№1

№2

№3

№4

№5

№6

,мм

2,5

3,2

4,1

2,8

2,3

2,6

%

1,7

1,7

6,5

8,3

4,8

6,3

,мкВ

61

78

243

235

188

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»