Биотехническая система многоканальных электроимпедансных исследований фазовой структуры деятельности сердца, страница 4

Но в случае низкого качества полученного изображений,неудачного выбора плоскости измерения и невысокого уровня владения УЗоборудованием у врача ошибки в измерениях могут достигать 40-50% отреальных значений.ЭхоКГ в большинстве случаев используется для анализа левых камерсердца. Одной из причин меньшего внимания к правым областям являетсяповышенная сложность получения корректных изображений тканей правыхотделов сердца.ЭхоКГ позволяет выделять систолы предсердий и желудочков. Однакодля детального анализа фазовой структуры деятельности отделов сердцанеобходима информация, полученная по ЭКГ каналу.

Лишь небольшоеколичество УЗИ аппаратуры обладает возможностью синхронной записиданных УЗИ и ЭКГ. В большинстве случаев, особенно в клинике, врачи неиспользуют возможность синхронизации УЗИ и ЭКГ.1.3. Магниторезонансная томографияМРТ, как и УЗИ, являются «золотым стандартом» неинвазивнойдиагностикидеятельностисердца.МРТпозволяетполучатьнаборы22изображений любых срезов исследуемой области тела. Можно оцениватьструктурные изменения в тканях, измерять размеры камер сердца и крупныхсосудов, взаимное расположение органов, определять гемодинамическиепараметры деятельности сердца. Однако такая технология не предназначенадля скрининговой диагностики. МРТ применяется только в случае показанийврача.Погрешность определения гемодинамических показателей деятельностисердца составляет в среднем до 15%.Для определения Ударного объема (УО) левого желудочка (ЛЖ) МРТсистема автоматически выделяет области, относящиеся к ЛЖ, и делает расчетпараметра.

В случае невнимательности врача и из-за невысокого качестваполученной серии изображений автоматическое определение искомой областианализа может захватить лишние ткани или полости (например, область левогопредсердия). В результате погрешность определения УО ЛЖ может возрастатьдо 40%.Положительные стороны МРТ:возможность увидеть структуры внутренних тканей организма;большой набор данных для анализа;возможность детализировать процессы, протекающие в организме;возможностьопределятьгемодинамическиепараметрыдеятельности сердца;возможность определять пространственное расположение органов;возможность оценки размеров структур и тканей организма.Негативные стороны МРТ:требование невысокого показателя ЧСС пациента;длительность процедуры;значительное воздействие на пациента;ограничение по габаритам пациентов;23невысокая частота кадров для оценки перемещений структурсердца;необходимостьиспользоватьдополнительныерадиочастотныекатушки для анализа других отделов организма;высокая стоимость оборудования и, соответственно, процедуры;высокая сложность работы на оборудовании;отсутствие возможности мониторирования фазовой структурыдеятельности отделов сердца и гемодинамических параметров сердца.МРТ диагностика позволяет с уверенностью выявлять кардиомиопатииразной этиологии, определять нарушения в структуре перикарда, выделятьпороки сердца и другие заболевания.

Однако МРТ диагностика является оченьсложной процедурой, требующей большого количества пространства дляустановки оборудования, больших энергетических и временных затрат, и приэтом сохраняющие высокие требования к квалификации медицинскогоперсонала, обслуживающего кабинет в рентгенологическихотделенияхмедицинских учреждений.МРТ позволяет рассмотреть правые области сердца достаточно подробнои произвести расчеты всех необходимых размеров и объемов. Однако такаяметодика не позволяет, например, проанализировать работу клапанов сердцаиз-за низкой частоты смены кадров. Или другим примером может служить тотфакт, что в мировой литературе практически нет информации о степениизменения систолической и диастолической функции ПЖ в зависимости отстадии и разновидности заболеваний, связанных с проблемами системыдыхания человека [26].

Так же, встречается очень мало информации овзаимосвязи изменений в длительности фаз деятельности предсердий иразличного рода нарушений в работе сердца.241.4. Компьютерная томографияКомпьютерная томография обычно используется для диагностикиповреждений твердых тканей организма. Однако даже с использованием самогопростого рентгенологического оборудования такого типа можно получитьданные о расположении и размерах сердца.Современная технология мультиспиральной КТ позволяет детальноисследовать состояние коронарных сосудов и работу камер сердца. Такиесистемывавтоматическомрежимеспособныопределятьосновныегемодинамические параметры деятельности сердечной мышцы и дажесоздавать трехмерные модели, визуализирующие процессы, протекающие ворганизме пациента.Однако КТ требует специально оборудованное помещение, а такжевысокого уровня квалификации медицинских работников.Положительные стороны мультиспиральной КТ:высокое качество полученных изображений;возможностьопределятьлюбыеинтересующиеразмерыиобъемные параметры;высокая точность измерений;возможность увидеть структуры внутренних тканей организма;большой набор данных для анализа;возможность детализировать процессы, протекающие в организме.Отрицательные стороны мультиспиральной КТ:сложность проведения процедуры;необходимостьиспользованияспециальныхрастворовподготовки пациента;требование невысокого показателя ЧСС пациента;значительное воздействие на пациента;высокая стоимость оборудования и, соответственно, процедуры;для25высокая сложность работы на оборудовании;отсутствиевозможностимониторированияпараметровдеятельности сердца.Современныеметодывизуализациипозволяютсовсехсторонрассмотреть состояние сердца, коронарных сосудов и ССС в целом.

Однако вбольшинстве своем каждая процедура требует больших знаний врачей поиспользованию медицинского оборудования, а также высокой квалификациидля верной интерпретации получаемых изображений с помощью техническихсредств визуализации.КТ, как и МРТ, может дать возможность проанализировать работуклапанов сердца только в случае повышения частоты получения изображений.Но это не всегда возможно для врачей, так как далеко не каждая установкаимеет такие функциональные возможности.1.5. Электроимпедансные методы измеренияЭлектроимпедансные методы диагностики активно развивались еще всередине XX века.

В 60-х годах XX века были запатентованы методыизмерения гемодинамических параметров деятельности сердца авторамиW.G. Kubicek и B. Sramek. В СССР электроимпедансные методы исследованияпреподавались в медицинских образовательных учреждениях и использовалисьврачами.В основе электроимпедансных методов диагностики лежит определениеимпеданса тканей в области исследования. Для этого используются токовыеэлектроды, между которыми пропускается низкоаплитудный (0,5 - 5 мА)высокочастотный ток (20 - 200 кГц), и измерительные электроды, которыеопределяют изменение напряжения.

К изменениям импеданса тканей в первуюочередь приводит изменение локального кровотока, так как на частотах от 20до 200 кГц кровь является наиболее электропроводной структурой тканей26организма человека [33]. Могут использоваться биполярные электродныесистемы,когдатоковыеиизмерительныеэлектродыобъединены,тетраполярные системы, когда используется 4 электрода, каждый из которыхвыполняет отдельную роль, и фокусированные электродные системы, которыеимеют сложную конструкцию и позволяют проводить измерения только изопределенной области между электродами.В МГТУ им. Н.Э.

Баумана в 1996 году коллектив авторов С.И. Щукин,А.А. Морозов, К.Р. Беляев, В.Г. Зубенко и Йонг Вен Хи оформил патент насобственную методику трансторакального измерения [11], которая в сравнениис прямыми методами измерения показала высокую корреляцию измеряемыхпараметров: ударный объем (УО) и фракция выброса (ФВ).

Сравнение синвазивным методом измерения показателей центральной гемодинамики –термоделюцией,показало,чтометодикатрансторакальногоизмеренияпозволяет определять гемодинамические параметры с высоким значениемкорреляции.Направление прекордиальной реографии было предложено еще в1959годуЮ.Т.Пушкарем[34].ВпериодрасцветаразвитияУЗдиагностического оборудования электроимпедансные методы ушли на второйплан. Одними из причин этого стали низкий показатель стабильности точностиабсолютных значений показателей гемодинамики сердца, а также неясностьбольшинства обобщенных реографических индексов.В МГТУ им.

Н.Э. Баумана с 90-х годов XX века стали активноразвиваться технологии электроимпедансных неинвазивных исследований.Возможность проведения прекордиальных электроимпедансных исследованийпродемонстрирована в работах В.Б. Стрелкова, И.К. Сергеева, Д.П. Тимохина,Ю.Е. Кирпиченко, А.Н. Тихомирова и других авторов [8, 35 - 37].В большинстве случаев для определения каких-либо показателей требуетсяиспользовать несколько тетраполярных электродных систем. Обязательнымусловием является использование электрокардиографического канала для27синхронизации и объективизации измеряемых данных. Все записи измеренийпроводятся на выдохе пациента, так как на вдохе ткани легких частичноперекрывают сердце и в значительной мере влияют на измеряемыйэлектроимпедансный сигнал, определяемый движением крови в сердце.Положительныестороныпрекордиальныхэлектроимпедансныхизмерений:неинвазивность;возможность длительного мониторирования;возможность определения объемных показателей гемодинамикисердца;возможности определения параметров активности ЛЖ;возможностьопределениялокальныхперемещенийстенокжелудочков;невысокая длительность процедуры;невысокая стоимость оборудования;невысокие требования к квалификации медицинского персонала.Отрицательные стороны:неоднозначная репутация среди профессионального сообщества;отсутствие возможности анализа предсердной активности;ограниченность по пространственному разрешению;необходимостьпредварительнойинформацииоточномрасположении сердца в грудной клетке пациента;заниженные показатели УО;отсутствие учета движений ПЖП.Большинство электроимпедансных методов основаны на подходах,позволяющих анализировать обобщенные показатели, отражающие состояниевсей ССС в целом.Прекордиальные методы диагностики сердца позволяют определятьлокальные перемещения границ сердца, а также разделять получаемую28информацию между правыми и левыми отделами сердца, между предсердиямии желудочками.За последние годы технология прекордиальных электроимпедансныхизмерений в значительной мере изменилась по сравнению с начальнымиподходами.

На сегодняшний день общепризнано, что основными механизмамиформирования электроимпедансного сигнала могут быть изменение объемовкрови в желудочках, расширение аорты и легочной артерии во время систолыжелудочков [38 - 41], изменение ориентации эритроцитов крови во времявыброса крови из желудочков [38, 39], кровенаполнение мягких тканей [42 45], окружающих сердце. Одним из ключевых шагов, необходимых дляполучениянаименееискаженныхпрекордиальныхсигналов,вызванныхдвижениямистенокэлектроимпедансныхжелудочков,являетсяучёткровенаполнения мягких тканей [24]. Понимание механизмов формированиясигналов и правильная интерпретация нескольких синхронно записанныхэлектроимпедансныхсигналовиЭКГпозволяетповыситьточностьопределения объемных и временных показателей деятельности сердца.1.6.