01Hastq_1_2010 (1006397), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Последние десятилетия вооружили людей беспредельной возможностью ЭВМ запоминать, моделировать, анализировать биосигналы. Поэтому следует ожидать новых успехов в разработке медицинских приборов, точнее программ анализа и обработки. В приведенном выше кратком обзоре методик медицинского обследования сердца нормы устанавливаются обще как усредненные по стране в целом с учетом только возраста, пола и веса пациента. Память ЭВМ позволяет сделать новый шаг к раннему обнаружению заболеваний с использованием индивидуальных значений параметров, регистрируемых для каждого пациента в течение всей его жизни.

Контрольные вопросы к разделу 2

1. Как выглядит отчетный кадр ЭКГ по методике ЭКГ покоя 12ОП отведений и то же по Франку?

2. Какие информативные параметры содержит кадр ЭКГ покоя?

3. Преимущества методики суточного мониторирования и основные параметры суточной записи?

4. Методики обследования ритма. Какие основные формы отчетных документов и каковы информативные параметры по каждому виду отчетного документа?

5. Нагрузочные пробы: физическая, лекарственная, ортостатическая, эмоциональная. Каковы отчетные документы и информативные зоны отчетов?

6. Методика ВКГ. Преимущества по сравнению со стандартной методикой ОП отведений и недостатки.

7. Использование методики ВКГ для визуализации зон возбуждения миокарда. Метод Декарто.

8. Методы картирования ЭКГ с использованием много электродных поясов. Преимущества и недостатки.

9. Методика ЭКГВР. Особенности метода, вид отчетных документов, информативные зоны.

10. Возможности выделения малых нарушений миокарда. Методы выделения зон нарушений.

5.3. Электрокардиограф-прибор (ЭК)

ЭК записывает на бумагу графики электрических сигналов сердца. История электрокардиографии началась с изобретения французским физиком Г. Липманом капиллярного электрометра. В 1887 г. А. Уоллер с помощью этого прибора открыл и наблюдал электро сигналы сердца. Он описал их зависимость от точки подключения электрода. В 1900г. голландский физиолог Виллем Эйтховен усовершенствовал метод, применив струнный гальванометр и фоторегистрацию. Была получена первая электрокардиограмма (ЭКГ). Эйтховен добился ЭКГ высокого качества, выделил импульсы P, QRS, T и первый дал медицинскую методику оценки заболеваний сердца по ЭКГ (1903г). С этого началась история электрокардиографа (ЭК). В 1924г В. Эйтховен получил Нобелевскую премию.

Прежде всего отметим, чем любой электрокардиограф отличается от простого усилителя биосигналов (УБС). Электрокардиограф (ЭК) - это многоканальный УБС, имеющий встроенную матрицу межканального весового суммирования для формирования ЭКГ отведений. В остальном прибор достаточно прост. В первых реализациях он состоял из электродов - ванночек с раствором соли для рук и ног пациента (это конечностные электроды: Рука-L, рука-R, нога-F). Сигналы с электродов непосредственно регистрировались зеркальным гальванометром c записью на фотобумагу.

Отмеченная простота пропала в связи с массовым распространением осветительной сети переменного тока 50Гц. Частота 50Гц попадает в полосу полезных частот ЭКГ сигнала и создает помеху - наводку. Помеха в тысячи раз превышает полезный сигнал и качественная регистрация ЭКГ стала сложной инженерной задачей. Пришлось выполнять строгие требования электробезопасности. Совершенствовались методики ЭКГ обследования, число электродов увеличилось с 3х до 10, затем 16, 24х, 36 и более. Возникли требования обеспечения работы при движении человека, при воздействии специализированных помех от других приборов, например дефибрилятора, хирургического ВЧ ножа и др. Настала эра автоматизированного анализа ЭКГ. Прибор стал сложным и дорогим.

5.3.1. Классификация типов ЭК

Еще в прошлом веке для ЭК были приняты краткие обозначения: первые буквы обозначают электрокардиограф (ЭК). Далее цифры обозначают число одновременно снимаемых с пациента ЭКГ отведений, через косую палочку - число одновременно регистрируемых отведений и далее буквами указывается тип регистратора (термо -Т, чернило -Ч, копирка -К, лазер -Л, фото -Ф). Например ЭК12/6Т обозначает: электрокардиограф, снимает одновременно 12 ОП отведений и имеет шестиканальный терморегистратор .

В нашем веке обозначение расширено: необходимо указывать отсутствие/наличие измерительной и диагностической программ. Новая запись имеет вид: ЭК12/6ТИ. (Последняя добавленная буква И( М) - измерительный, Д(С) - диагностический, Р(R) - чисто регистрирующий. В скобках буквы английского алфавита).

Модификации ЭК:

1) Портативные ЭК - сегодня это ЭК12/3ТД -трех канальные приборы с универсальным питанием от сети и аккумулятора. Обеспечивают типовые методики 12 ОП отведений и измерение частоты пульса.

2) ЭК поликлиник (для кабинетов функциональной диагностики). Это основной тип ЭК: ЭК12/6ТИ, ЭК12/12ТД. Методика 12 ОП отведений и ортогональные отведения Франка.

3) Клинические ЭК, кабинетные стресс системы, ЭК снятия нагрузочных проб (включая общее обследование) укомплектованы беговыми дорожками, велоэргометрами, измерителями артериального давления, дефибриляторами. Клинические приборы содержат каналы фонокардиографии, РЕО обследования и др.

4) ЭК для операционных. Эти приборы должны удовлетворять особым требованиям стерилизации и электробезопасности (по кассу CF, на открытом сердце), обычно включают в себя дополнительные каналы регистрации для подключения датчиков инвазивного давления и других. В настоящее время вытеснены классом мониторов с экраном для операционных.

5) Носимые ЭК суточного мониторирования (Холтер системы)- 3х канальные ЭК с суточной записью на магнитную ленту или в память. Быстрая расшифровка записи производится на ЭВМ.

6) ЭК встраиваемые в различные комплексные медицинские приборы как каналы для обьединенного контроля деятельности сердца и для синхронизации с деятельностью сердца. (например, в УЗ приборах, томографах и др).

7) Домашние ЭК приборы индивидуального контроля деятельности сердца. Этот тип еще не получил четкого очертания, но востребован потребителем. Есть много попыток обьединять такие приборы с телефоном и с Интернетом.

5.3.2. Типовая структура электрокардиографа

Современный электрокардиограф должен отвечать следующим основным требованиям:

1) Без искажений и помех четко регистрировать снимаемую электрокардиограмму.

2) Обеспечивать выбор представительного цикла ЭКГ, проводить автоматически контурный анализ этого цикла и измерение информативных параметров.

3) Содержать базу данных пациента с хранением результатов обследований.

4) Обеспечивать ввод ЭКГ в ЭВМ.

Т.к. основная особенность ЭК - наличие матрицы формирования отведений, то его построение однозначно связано с принятой системой отведений и методикой обследования. Для методики 12 общепринятых отведений ЭК должен иметь десяти электродный кабель пациента (9 сигнальных и один нейтральный N). Типовым стало использование общего АЦП с последовательной коммутацией каналов. Поэтому введено требование: несинхронность сьема АЦП электродных сигналов по каналам (формирующих векторные параметры) не должна превышать 100 мкс.

Входная часть прибора начинается с электродов и электрод­ного кабеля. На рис 5.3.1 приведена функциональная схема 3х канального ЭК3Т конца прошлого века. Принцип построения не изменился и сегодня, хотя в современных ЭК большинство функций выполняет процессор.

Электродный кабель подводит сигналы к входным усилителям. Кабели тщательно экранированы от сетевых помех. Перед входными усилителями располагается узел защиты от импульсов дефибрилятора (обычно разрядник, он снижает амплитуду импульсов от 5 кВ до 100-150 В, далее резисторно диодный ограничитель, обеспечивающий дальнейшее уменьшение импульса до безопасного для микросхем уровня в 1 В. Число каналов усилителя на единицу меньше числа электродов: один электрод индиферентный (N). Входные усилители участвуют в ответственной операции вычитания сетевой помехи. Для успешного выполнения этой функции разброс коэффициентов усиления каналов не должен превышать значения 10^-5, ибо вычитанием надо подавить помеху от 1-2х Вольт до значения 1-2х мкВ.

За первым каскадом усилителей располагается резистивная матрица весового формирования отведений. Для ОП отведений матрица наглядно рисуется в виде "треугольника отведений". Все резисторы треугольника одинаковы. С его помощью подготавливаются операции I = L - R, aVr = R - (F+L)/2, U_i = C_i - (R+L+F)/3 и т.д.

Т.к. при формировании отведений требуется вычитание, то оно выполняется в последующем вычитающем каскаде.

(Для ортогональных отведений Франка X,Y,Z используются другие схемы. Матрица отведений по Франку представлена на рис 5.3.2).

На границе переключателя входная структура усилителей, зависящая от числа электродов, переходит в структуру, определяемую числом каналов регистрации. Все каналы регистрации идентичны. В представленном варианте ЭК3Т регистрация ведется тройками отведений последовательно во времени и мы имеем 3х канальный ЭК.

Стоящий за каскадом вычитания СR фильтр отсекает электродные потенциалы. Его постоянная времени 3.2с (граничная частота 0.05Гц). Этот фильтр после перегрузок восстанавливается очень долго, десятки секунд. Поэтому встраивается устройство быстрого успокоения - кнопка "успокоение" закорачивает R фильтра и емкость быстро разряжается. Далее каналы содержат узел оптоэлектронной (или трансформаторной) развязки. Это необходимо для увеличения электробезопасности пациента (вводится "рабочая часть" - все цепи, электрически соединяемые с пациентом. Она отделяется дополнительной изоляцией, выдерживающей напряжение 2.5 кВ эфф. от основного прибора. Эту изоляцию называют "развязкой"). Далее сигналы поступают на регистратор, в нашем случае 3х канальный.

Прибор содержит панель управления и индикации состояния, блок питания и сумку - укладку принадлежностей. Весь прибор в комплекте 50 лет назад весил 7-9кГ (современный его аналог 2-4 кГ). Технические характеристики представлены ниже в таблице 3:

Таблица 3 Сравнительные параметры ЭК.

Можно отметить стабильность основных параметров за последние 30 лет развития (поднялась только точность измерения амплитуд, качество подавления сетевой помехи, уменьшены шумы). Существенно уменьшился вес прибора. С 1985 года почти все ЭК единодушно сменили пишущие гальванометры на термопечатающие головки, что привело к повышению точности передачи амплитуды в десять раз, а полоса регистрируемых частот сигнала выросла до 100 Гц.

Характеристики

Список файлов лекций