учебное пособие (1050267), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для повышения точности определения эффективного времени изгнания целесообразным является использование сигнала ПреРКГ, особенностью которого является четкая выраженность гемодинамических фаз Рис. 3.
Для реализации алгоритма необходимо рассматривать сигнал ПреРКГ с выраженной желудочковой составляющей изменения импеданса, вызванной преимущественно изменением объёма левого желудочка. Потенциальная возможность достоверной идентификации фаз сердечного цикла в условиях серьёзных нарушений сердечной деятельности и сопутствующих физиологических шумов позволяет эффективно реализовать алгоритм расстановки контрольных точек и определения времени изгнания.
Для построения оптимального алгоритма определения контрольных точек по сигналу ПреРКГ анализировались различные подходы к определению времени изгнания, проводилось сравнение результатов с данными эходоплерографии. В качестве признаков для определения момента закрытия аортального клапана анализировались особенности сигнала ПреРКГ и его 1-ой и 2-ой производных.
Момент закрытия аортального клапана сопровождается переходным процессом при мгновенном изменении импеданса прекардиальной области. Данный процесс является слабовыраженным на сигнале ПреРКГ, однако он может быть зарегистрирован на сигналах 1-ой и 2-ой производных. Из гипотезы о мгновенном изменении импеданса в момент закрытия аортального клапана следует возникновение на сигналах 1-ой и 2-ой производных характерного комплекса, соответствующего нисходящему фронту зубца Т ЭКГ, который расположен левее минимума ПреРКГ.
На Рис. 3 представлен фрагмент записи ЭКГ, РКГ и ПреРКГ у здорового добровольца – юноши, возраст 20 лет.
Рис. 24. Характерные комплексы 2-ой производной ПреРКГ отражающие фазу закрытия аортального клапана, положение точки Т//
В результате было рассмотрено 4 типа возможных признаков момента закрытия аортального клапана: пересечение с нулём 1-ой производной сигнала ПреРКГ, что соответствует минимуму сигнала ПреРКГ, а также 3 типа характерных комплексов на 2-ой производной ПреРКГ минимум-максимум, минимум-выход на плато и минимум-перегиб, отражающие момент закрытия клапана.
Метод коррекции точки T заключается в анализе характерных комплексов Рис. 24 в сигнале 2-ой производной ПреРКГ с использованием расстановки контрольных точек в сигнале РКГ и ЭКГ Рис. 3.
При этом исключается случайная погрешность определения положения точки Т, вызванная фильтрацией при ослаблении артефактов дыхания и проявляющаяся в виде тренда изолинии.
Предварительная маркировка моментов начала гемодинамической фазы изгнания (точки S), максимумов ДиффРКГ (точки А) используется для запуска алгоритма поиска момента окончания изгнания (точки Т). Анализ сигнала РКГ без сигнала ПреРКГ значительно усложняет поиск момента окончания фазы изгнания и требует использования эвристического алгоритма определения положения точки Т, особенно у пациентов с ИБС и имплантированным кардиостимулятором. Использование технологии прекардиальной реографии позволяет повысить точность анализа электромеханических фаз работы сердца, а также точность определения времени изгнания ELVET.
На сигнале 2-ой производной ПреРКГ (см. Рис. 3) отчётливо выражен локальный минимум, соответствующий моменту начала фазы протодиастолы или закрытия аортального клапана. От данной опорной точки ведётся поиск характерного комплекса на сигнале 2-ой производной ПреРКГ в области справа. Можно выделить три вида таких комплексов:
-
переход локальный минимум-максимум Рис. 24 (А);
-
локальный минимум-выход на "плато" Рис. 24 (Б);
-
локальный минимум-перегиб Рис. 24 (В),
которые отражают начало фазы закрытия аортального клапана.
Модификация формы анализируемых комплексов может проявляться в результате влияния физиологических шумов, а также артефактов дыхания и движения пациента, которые частично ослаблены цифровыми фильтрами в результате предварительной обработки. В случае отсутствия физиологических артефактов данный комплекс выражается переходом "локальный минимум-максимум" Рис. 24 (А).
Длительность представленных комплексов обусловлена суммарной длительностью фаз закрытия полулунных клапанов аорты и лёгочной артерии и асинхронизмом работы желудочков и в покое может достигать от 20 до 30 мс.
Представленный алгоритм определения момента закрытия аортального клапана по сигналам РКГ и ПреРКГ с учётом анализа приведённых особенностей был протестирован по описанной выше методике с использованием ультразвукового эходоплера. В среднем завышение времени изгнания при использовании данного метода не превышает 43 мс с коэффициентом корреляции 0.96.
Сравнивая данные алгоритмы по стабильности, можно сделать вывод о том, что алгоритм коррекции точки T по особенностям 2-ой производной сигнала ПреРКГ является более устойчивым.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. “Радиотехника”. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1988. – 448 с.
-
Беляев К.Р., Морозов А.А. Коррекция фазовых искажений и обработка биомедицинских сигналов // Вестник МГТУ. – 1993. - №4. - С. 40 -53.
-
Беляев К.Р., Кузьминых Н.Ю. Методы выделения дыхательного паттерна в системах неинвазивного мониторинга параметров центральной гемодинамики // Биомедицинская радиоэлектроника. – 1999. №3. С. 33 – 46.
-
Возможности и перспективы развития реографических методов изучения системы кровообращения / Ю.Т. Пушкарь, В.Ф. Подгорный, Г.И. Хеймец, А.А. Цветков // Тер. архив. – 1986. №11. – С.132–135.
-
Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.
-
Гуревич М.И. и др. Импедансная реоплетизмография / М.И. Гуревич, Л.Д. Фесенко, М.М. Филиппов. – Киев: Наукова думка, 1982. – 186 с.
-
Гутников В.С. Фильтрация измерительных сигналов. - Л.: Энергоатом издат, 1990. 128 с.
-
Карташев В.Г. Основы теории дискретных сигналов и цифровых фильтров. - М.: Высш. шк., 1982. - 109 с.
-
Кедров А.А. Реокардиография. – М.: БМЭ, 1962. – 428 с.
-
Науменко А.И., Скотников В.В. Основы электроплетизмографии. – Л.: Медицина, 1975. – 215 с.
-
Реография (импедансная плетизмография) / Г.И. Сидоренко, Н.Е. Савченко, Л.З. Полонецкий и др. Минск: Беларусь, 1978. 158 с.
-
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. – Изд. 3-е, стереотип. – М.: Мир, 1986. – 598 с.
-
Хемминг Р.В. Цифровые фильтры: Пер. с анг. В.Н.Лисина; Под ред. О.А.Потапова. - М.: Недра, 1987. - 221 с.
-
Исследование насосной функции сердца малых лабораторных животных / В.Г. Зубенко, И.К. Сергеев, С.И. Щукин и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. № 9. С.612.
-
Цветков А.А. Исследование зависимостей параметров электродной системы при объемных измерениях импедансным способом // Техника средств связи. Серия общетехническая. 1982. №2. С.3035.
-
Development and evaluation of an impedance cardiac output system
/ W.G. Kubichek, J.N. Karnegis, R.P. Patterson et al. // Aerospace Med. – 1966. – Vol. 37, Dec. – P.1208–1212. -
Kubichek W.G. On the source of peak first time derivative (dz/dt) during impedance cardiography // Annals of Biomedical Engineering. 1989. Vol. 17. – P.969–973.
-
Nyboer J. Electrical impedance plethysmography. Charls C. Thomas: Springfield, 1959. – 344 p.
-
Sramek B. Cardiac output by electrical impedance // Medical electronics. 1982. – April. Р.93–97.
-
Wang X., Sun H., Van De Water J.M. An advanced signal processing technique for impedance cardiography // IEEE T-BME. 1995. Vol. 42, №2. P.224230.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
МЕТОДИКА ТРАНСТОРАКАЛЬНОЙ РЕОГРАФИИ 5
Формирование зондирующего тока в канале регистрации реограммы 9
Синхронное детектирование сигналов 14
Реализация активных фильтров для усиления сигналов реограммы и ЭКГ 17
Коррекция линейных частотных искажений, вносимых фильтрующими цепями 19
основные факторы, влияющие на точность определения гемодинамических показателей 27
МеТОДИКА определениЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ФАЗ РАБОТЫ СЕРДЦА 29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 34
35
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
