EKG

2012-05-24
Analiza i Przetwarzanie
Biosygnałów
Sygnał EKG
Historia
Luigi Galvani (1737 -1798) – włoski fizyk, lekarz, fizjolog
1
2012-05-24
Historia
Carlo Matteucci (1811- 1868) – włoski fizyk, neurofizjolog,
pionier badań nad bioelektrycznością
(doświadczenie: ułożenie nerwu motorycznego mięśnia łydki na
bijącym sercu powodowało skurcz mięśnia)
Historia
Augustus Waller (1817 – 1870) – brytyjski nerofizjolog –
pierwszy zarejstrował sygnał EKG
2
2012-05-24
Historia
Willem Einthoven (1860-1927) – holenderski fizjolog,
twórca współczesnej elektrokardiografii, Nagroda Nobla w
1924 roku
Opracował teorię pola elektrycznego serca oraz prawo
projekcji prądów czynnościowych serca na powierzchnię
ciała,
Stworzył podstawy elektrokardiografii, skonstruował
pierwszy elektrokardiograf (galwanometr strunowy)
3
2012-05-24
Model dipola serca
Trójkąt Einthovena
4
2012-05-24
Odprowadzenia kończynowe
Dwubiegunowe odprowadzenia Einthovena:
• odprowadzenie I – różnica potencjałów pomiędzy
elektrodami "lewa ręka" a "prawa ręka" (LA – RA)
• odprowadzenie II – różnica potencjałów pomiędzy
elektrodami "lewa goleń" a "prawa ręka" (LF – RA)
• odprowadzenie III – różnica potencjałów pomiędzy
elektrodami "lewa goleń" a "lewa ręka" (LF – LA)
Jednobiegunowe kończynowe wzmocnione odpr.
Goldberga (augmented-wzmocniony):
• odprowadzenie aVR – z elektrody "prawa ręka"
(RA)
• odprowadzenie aVL – z elektrody "lewa ręka" (LA)
• odprowadzenie aVF – z elektrody "lewa goleń" (LF)
Odprowadzenia kończynowe
5
2012-05-24
Odprowadzenia przedsercowe
Odprowadzenia
jednobiegunowe
przedsercowe Wilsona
V1, V2, V3, V4, V5, V6
Różnica potencjałów w odprowadzeniu kończynowym
dwubiegunowym (I)
6
2012-05-24
Różnica potencjałów w odprowadzeniu kończynowym
jednobiegunowym (aVR)
Różnica potencjałów w odprowadzeniu przedsercowym (V5)
7
2012-05-24
Morfologia sygnału EKG
Standardowy (12-to odprowadzeniowy) zapis
sygnału EKG
8
2012-05-24
EKG – zapis papierowy
EKG – rytm zatokowy
9
2012-05-24
10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG
(odprowadzenia I, II, III)
10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG
(odprowadzenia aVR, aVL, aVF)
10
2012-05-24
10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG
(odprowadzenia V1, V2, V3)
10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG
(odprowadzenia V4, V5, V6)
11
2012-05-24
Przykład sygnału EKG (odprowadzenie I)
Przykład EKG (odprowadzenia I i II)
Dryft linii izoelektrycznej, lokalne zakłócenia
12
2012-05-24
Przykład EKG ( odprowadzenia aVF i V1)
Zakłócenia elektroenergetyczne
Przykład EKG ( odprowadzenia I,III, aVL)
Wysoki poziom zakłóceń
13
2012-05-24
Przykład EKG (odprowadzenia aVL, V1)
Trzepotanie/migotanie przedsionków
Przykład EKG (odprowadzenia V1)
Trzepotanie/migotanie przedsionków
14
2012-05-24
Przykład EKG (odprowadzenia II, aVR) – 10 sek.
Zaburzenie rytmu (bigeminia)
Przykład EKG (odprowadzenia II, aVR) – 4 sek.
Zaburzenie rytmu (bigeminia)
15
2012-05-24
Przykład EKG (odprowadzenia II, aVR)
Zaburzenie rytmu (trigeminia)
EKG – przetwarzanie komputerowe
3 etapy:
1. Filtracja
Filtr górnoprzepustowy (usuwanie dryftu linii izoelektrycznej) - 0.2 – 0.5 Hz
• Filtr pasmowy (szczelinowy) – usuwanie zakłóceń sieci elektroenergetycznej –
50 Hz
• Filtry dolnoprzepustowe – usuwanie zakłóceń (artefakty, drżenia mięśniowe,
zakłócenia w.cz. aparatury elektromedycznej) - 25 Hz, 35 Hz
2. Analiza – detekcja punktów charakterystycznych (początek i koniec P, QRS,
koniec T, lokalizacja Q, R, S, J, amplitudy P, Q, R, S, T, S-T, nachylenie S-T )
– dla wszystkich odprowadzeń; wyznaczenie parametrów zespołu uśrednionego
3. Interpretacja (diagnostyka) – porównanie parametrów (czasowych i
amplitudowych) z kryteriami diagnostycznymi: wykrywanie zaburzeń rytmu,
przewodnictwa (bloki AV, wewnątrzkomorowe), przerost komór, ślady zawału
i/lub choroby niedokrwiennej, migotanie/trzepotanie przedsionków,
wyznaczenie osi elektrycznej serca
16
2012-05-24
Filtracja
Syntetyczny sygnał EKG (10-cio sekundowy)
Syntetyczny sygnał EKG (2 sekundowy)
17
2012-05-24
Widmo syntetycznego sygnału EKG
Charakterystyka amplitudowa
Zakłócenie 1. Dryft linii izoelektrycznej
Sinusoida 0.25 Hz
18
2012-05-24
Syntetyczny sygnał EKG + dryft linii
izoelektrycznej
Zakłócenie 2. Sieć elektroenergetyczna
Sinusoida 50 Hz
19
2012-05-24
Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz
(zapis 10-cio sekundowy)
Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz
(zapis 2 sekundowy)
20
2012-05-24
Zakłócenie 3. Drżenia mięśniowe, zakł. zewnętrzne
Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz + szum
(zapis 10-cio sekundowy)
21
2012-05-24
Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz + szum
(zapis 2 sekundowy)
Widmo syntetycznego sygnału EKG z zakłóceniami
Charakterystyka amplitudowa
22
2012-05-24
Syntetyczny sygnał EKG.
Syntetyczny sygnał EKG z dodanymi zakłóceniami
Filtracja szumu. Filtr FIR dolnoprzepustowy 30Hz
Charakterystyka amplitudowa
23
2012-05-24
Filtracja 50Hz. Filtr FIR pasmowozaporowy 50Hz
Charakterystyka amplitudowa
Sygnał EKG z odfiltrowanym szumem i
zakłóceniami elektroenergetycznymi
24
2012-05-24
Filtracja dryftu. Filtr FIR górnoprzepustowy 0.5Hz
Charakterystyka amplitudowa
Odfiltrowany syntetyczny sygnał EKG
25
2012-05-24
Wyjściowy sygnał EKG i odfiltrowany sygnał EKG
Porównanie 1
Wyjściowy sygnał EKG i odfiltrowany sygnał EKG
Porównanie 2
26
2012-05-24
Przykład analizy ‐ Pomiar odcinka QT
Normalny załamek T Uniesiony załamek T
Dwufazowy załamek T
Wymagania na skomputeryzowane urządzenia do analizy i interpretacji sygnału EKG (normy unijne) 1. Norma PN‐EN 60601‐2‐51 (szczegółowe wymagania bezpieczeństwa i wymagania techniczne elektrokardiografów zapisujących i analizujących) –
2. Norma PN‐EN ISO 1497 – Wyroby medyczne: zarządzanie ryzykiem
3. Norma PN‐EN ISO 14155‐1,2 – Badania kliniczne wyrobów medycznych
4. Norma PN‐EN 1064 – Informatyka medyczna: standardowy protokół komunikacyjny dla elektrografii wspomaganej komputerowo
5. Norma PN‐EN 60601 – 8 – Medyczne urządzenia elektryczne: wymagania dotyczące systemów alarmowych
27
2012-05-24
Przykłady wymagań (PN‐EN‐60601‐2‐51) na filtrację
Przykłady wymagań (PN‐EN‐60601‐2‐51) na analizę
28
2012-05-24
Przykłady wymagań (PN‐EN‐60601‐2‐51) na analizę
Przykłady wymagań (PN‐EN‐60601‐2‐51) na analizę
29
2012-05-24
Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG
Trudności z lokalizacją załamków
Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG
Trudności z lokalizacją załamków
30
2012-05-24
Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG
Trudności z lokalizacją załamków
Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG – maskowanie
impulsów kardiostymulatora
Kardiostymulator
31
2012-05-24
EKG – kryteria interpretacyjne
EKG z elektrostymulatorem
32
2012-05-24
Holterowskie EKG (24 godz.)
EKG holterowskie – wynik analizy
33
2012-05-24
EKG holterowskie – wynik analizy
EKG – badanie wysiłkowe
34