Биотехническая система многоканальных электроимпедансных исследований фазовой структуры деятельности сердца, страница 2

Но основную проблему ССЗ представляют внебольниц и клиник.Среди всех причин смерти, наступающих вне медицинских учреждений,доля Внезапной Сердечной Смерти (ВСС) составляет около 40% [3]. При этомиз-за ВСС люди умирают в 95% случаев или дома, или на улице. Каждая третьясмерть наступает без свидетелей [3]. Чаще всего ВСС ассоциируют сИшемической Болезнью Сердца (ИБС).Другой распространенной причиной являются различного рода аритмии.Они могут быть разделены на жизнеопасные и нежизнеопасные. Первый типтребует незамедлительного вмешательства в состояние пациента, при второмчеловек может долгие годы жить без каких-либо подозрений.Самым распространенным вариантом аритмии является мерцательнаяаритмия(МА),относящаясякгруппенежизнеопасныхаритмий.8Распространенность такого типа аритмии в общей популяции составляетпорядка 2 % [4, 5].

При этом «немая», асимптоматическая МА развиваетсяприблизительно у 0,4 % всего населения мира [6]. МА приводит к двукратномуувеличению риска смертности, в частности, за счет значительного роставероятности развития осложнений. Одним из самых тяжелых осложненийявляетсятромбоэмболиялегочнойартерии(ТЭЛА),котораятребуетнезамедлительного вмешательства врачей.

От ТЭЛА во всем мире каждый годумирает более 800 тысяч человек [7].В связи с наличием асимптоматических видов нарушений работы сердца,а также с учетом значительного роста вероятностей развития повторныхжизнеопасных приступов (например, инсульты или инфаркты) необходимо какможно более подробно исследовать состояние сердечно-сосудистой системы(ССС) каждого человека при осмотрах, во время лечения и, особенно, приразвитии какого-либо заболевания. Дополнительная информация о состоянииССС пациента может позволить точнее подбирать индивидуальную методикулечения, что обеспечит более высокую эффективность лечения [35].Для оценки состояния ССС человека в первую очередь исследуетсянепосредственно сердце. Фазовая структура деятельности сердца являетсяобщепринятым базисом всех методов кардиодиагностики.

Традиционно прианализе кардиоактивности рассматривают электрические, механические иэлектромеханические фазы работы отделов сердца. Именно последниепозволяют численно характеризовать причинно-следственные события вдеятельностисердца.Особенноважнополучатьфазовуюструктуруэлектромеханической активности в мониторном режиме. Для этого требуетсяодновременныенеинвазивныеизмеренияпараметровэлектрическойимеханической активности сердца.В литературе встречается описание фазовой структуры деятельностилевого желудочка (ЛЖ), реже – правого желудочка.Фазовая структура9деятельности предсердий анализируется значительно реже из-за сложности еёопределения.При анализе фазовой структуры электромеханической активностиотделов сердца важно получать информацию в мониторном режиме.

Для этоготребуется одновременные неинвазивные измерения параметров электрическойи биомеханической активности отделов сердца.Отсутствие надежных неинвазивных методов анализа фазовой структурыдеятельностиотделовсердца,атакжезатрудненностьконтролягемодинамических параметров в мониторном режиме, в ряде случаев можетприводить к позднему выявлению нарушений в деятельности легких, развитиюразличного рода эмболий, сердечных аритмий и других грозных заболеваний.Традиционныепозволяютинструментальныеодновременнооцениватьметодыдиагностикиэлектрическуюисердцанемеханическуюактивность разных отделов сердца в мониторном режиме с клиническизначимой точностью, что приводит к повышению сложности объективногоконтроля процесса лечения и выявления заболеваний сердца на ранних стадиях.Для такой задачи на сегодняшний день потенциально подходит совмещениеметода ЭКГ и многоканальных электроимпедансных измерений.

Современноепонимание возможностей электроимпедансных измерений позволяет ставитьзадачи не только определения временных характеристик электромеханическихфаз деятельности сердца, но и оценки численных характеристик движенияотделов и структур сердца.Дляоценкипараметровгемодинамикисердцасамымираспространенными электроимпедансными методами измерения являютсяметоды W.G. Kubicek и B. Sramek [9, 10]. В середине 90-х годов ХХ века быларазработана модификация методики коллективом авторов: С.И.

Щукиным,В.Г. Зубенко, А.А. Морозовым и другими [11, 12]. В последние годыразвивается направление прекордиальной реографии. Возможность проведениятакихисследованийпродемонстрированавработахИ.К.Сергеева,10В.Б.Стрелкова,С.И.Щукина,Д.П.Тимохина,Ю.Е.Кирпиченко,А.Н. Тихомирова и других авторов [13 - 24]. Для определения временных иобъемныхпараметровнесколькодеятельностисердцаэлектроимпедансныхнеобходимоканаловиспользоватьсовместносэлектрокардиографическим отведением.Нельзянедостоверностиотметитьпараметровнеоднозначноеотношениекардиодинамики,клиницистовполучаемыхнакосноветрадиционных, как правило, одноканальных биоимпедансных измерений.Развитие электроимпедансных технологий в последние годы позволилоопределить основные биофизические механизмы формирования сигналовпрекордиальной области, что впервые позволяет понять причины подобногоотношения и определить подходы обеспечения достоверности информации опараметрахэлектромеханическойактивностисердца,получаемыхпримногоканальных электроимпедансных измерениях.Одним из недостатков в существующих методиках является отсутствиеанализа предсердной активности.

На сегодняшний день в клиническойпрактике серийно применяются только системы, позволяющие проводитьтрансторакальные измерения. В таких системах определяется только фазоваяструктура деятельности желудочков [25]. Следует отметить, что сегодня визвестной нам научной литературе отсутствуют упоминания о примененииэлектроимпедансных методов для оценки деятельности предсердий.Поверхностные (накожные) электроимпедансные методы измеренияимеют ограничения по пространственному разрешению. В связи с этим, дляполучения достоверных данных о деятельности отделов сердца необходимоточное расположение на грудной клетке электроимпедансных электродныхсистем с соответствующими параметрами.У существующих методик есть и другие недостатки.

Во-первых, прииспользованиипрекордиальныхметодовоценкидеятельностисердцаполучаются заниженные значения Ударного Объема (УО). Одной из причин11высокого значения погрешности измерений является значительное влияниепульсовогокровенаполнениямягкихтканейнарегистрируемыеэлектроимпедансные сигналы. Решение данной проблемы продемонстрированов работах А.Н. Тихомирова [24, 26]. В статьях было показано, что длявыделения полезных сигналов деятельности отделов сердца необходимоиспользование дополнительного торакального электроимпедансного канала,который должен быть расположен в удалении от сердца, но в области тканей,близких по свойствам к мягким тканям, окружающим сердце, а также имеющихсхожую архитектуру кровеносных сосудов. При этом параметры электроднойсистемы должны соответствовать параметрам прекордиальных электродныхсистем.

Учет торакального электроимпедансного сигнала позволяет уточнятьамплитудно-временные характеристики полезных прекордиальных сигналов,чтоповышаетточностьопределениягемодинамическихивременныхпараметров деятельности сердца. Еще одной причиной занижения результатовизмеренияобъемныхпараметровсердцасиспользованиемэлектроимпедансных методик связана с тем, что в расчетах никак неучитывается перемещение предсердно-желудочковой перегородки (ПЖП).Данная работа продолжает цикл исследований, выполняемых в МГТУим. Н.Э.

Баумана в сотрудничестве с ведущими медицинскими организациями,направленных на создание средств и методов мониторирования параметровкардиогемодинамики на основе многоканальных электроимпедансных иэлектрокардиографических измерений.На основании вышесказанного были сформулированы цели и задачидиссертационного исследования.Цель диссертационной работы. Целью работы является разработкабиотехническойсистемымногоканальныхэлектроимпедансныхиэлектрокардиографических исследований фазовой структуры деятельностисердца.12Задачи диссертации.1.Исследованиеиобоснованиерасположенияипараметровэлектродных электроимпедансных систем для оценки деятельности предсердийс учетом индивидуальных анатомических особенностей пациентов.2.Исследованиемеханизмовформированияфазовойструктурыактивности отделов сердца на основе многоканальных электроимпедансных иэлектрокардиографических измерений.3.Разработкапрограммно-алгоритмическихсредствопределениявременных параметров фазовой структуры деятельности сердца.4.Исследование влияния движения ПЖП на величину ударногообъема желудочков сердца, определяемого с помощью многоканальныхпрекордиальных электроимпедансных измерений.5.Проведение медико-биологических исследований эффективностиразработанных средств и методов.Научная новизна.1.В результате теоретических и экспериментальных исследованийсформулированы требования к расположению и размерам двух электродныхсистем, позволяющих определять параметры фазовой структуры деятельностипредсердий на основе электроимпедансных измерений.2.В результате теоретических и экспериментальных исследованийустановлено, что с помощью расположенных специальным образом электродовтрехканаловизмеренияэлектрическогоимпеданса(предсердный,трансжелудочковый, торакальный канал) и одного канала ЭКГ возможнодостоверно выявлять фазовую структуру электромеханической активностисердца пациентов с индексом массы тела менее 25 кг/м2 в мониторном режиме.3.В результате экспериментальных исследований установлено, чтоосновной вклад в формирование предсердного электроимпедансного сигнала всистолу предсердий вносит движение ПЖП сердца.13В результате теоретических и экспериментальных исследований4.установлено, что движение ПЖП в норме вносит вклад в ударный объем (УО)сердца до 20%.Практическая ценность.1.