6. Elektrokardiografia
6.2. Automatyczna analiza sygnaáu EKG
6.2.6. Dokáadne obliczanie rozmiarów zaáamków
JeĪeli jednak odlegáoĞü jest inna, to brak juĪ takiej gwarancji, gdyĪ moĪe wystąpiü:
– pobudzenie wĊzáowe AV – wówczas P zachodzi na QRS i rzadko udaje siĊ wyodrĊbniü automatycznie;
– caákowity lub czĊĞciowy blok przedsionkowo-komorowym – pobudzenie wy-generowane w wĊĨle SA obejmuje tylko przedsionki, natomiast komory są po-budzane aktywnoĞcią innego oĞrodka rozrusznikowego poáoĪonego w obrĊbie komór; cechą charakterystyczną jest wówczas brak synchronizacji pomiĊdzy zaáamkiem P a zespoáem QRS z pobudzenia na pobudzenie;
– migotanie przedsionków (np. na skutek nawrotnego pobudzania wĊzáa SA, ang. re-entry), co objawia siĊ wystąpieniem kilku fal P przed zespoáem QRS;
w tym przypadku zespóá jest równieĪ pochodzenia nadkomorowego.
PoniewaĪ na etapie wyznaczania morfologii istnienie zaáamka P nie zostaáo jeszcze stwierdzone (niektóre systemy, np. analizatory holterowskie nie pozwalają w ogóle anali-zowaü zaáamka P) przyjĊtym powszechnie kryterium podziaáu jest dáugoĞü zespoáu QRS:
– zespoáy o dáugoĞci mniejszej niĪ 100 ms są uznawane za nadkomorowe SV, – zespoáy o dáugoĞci wiĊkszej niĪ 130 ms są uznawane za komorowe V.
Dodatkowym kryterium wspomagającym ustalenie morfologii moĪe byü maksy-malna prĊdkoĞü sygnaáu, przy czym dla zespoáów SV przyjmuje ona znacznie wiĊksze wartoĞci niĪ dla zespoáów V.
Ma to istotne znaczenie, gdy:
– na skutek wystąpienia póĨnych potencjaáów zespóá QRS wydaje siĊ dáuĪszy niĪ w rzeczywistoĞci,
– na skutek maáej czĊstotliwoĞci próbkowania pomiar dáugoĞci zespoáu QRS jest niedokáadny.
6.2.6. Dokáadne obliczanie rozmiarów zaáamków
Dokáadne obliczanie rozmiarów zaáamków prowadzi do wyznaczenia podstawo-wych iloĞciopodstawo-wych parametrów diagnostycznych, czyli dáugoĞci odstĊpów i odcinków.
Analiza jest prowadzona z wykorzystaniem wielu heurystycznie dobieranych wspóá-czynników. PoniewaĪ parametry czasowe mają podstawowe znaczenie dla prawidáowo-Ğci diagnozowania, jakoĞü i dokáadnoĞü wyznaczania początków i koĔców zaáamków ma decydujące znaczenie dla oceny jakoĞci programu, a algorytmy detekcyjne czoáo-wych Ğwiatoczoáo-wych producwntów naleĪą do najpilniej strzeĪonych tajemnic know-how.
W pojĊciu jakoĞci rezultatów mieszczą siĊ nastĊpujące czynniki:
– brak wpáywu morfologii i ksztaátu zespoáu QRS na dokáadnoĞü wyznaczania jego rozmiarów;
– minimalny wzrost niedokáadnoĞci towarzyszący zmniejszaniu siĊ odstĊpu sy-gnaáu od zakáóceĔ;
– niezaleĪnoĞü rezultatów od amplitudy sygnaáu;
– detekcja przypadków szczególnych: migotanie przedsionków, migotanie ko-mór, zaáamek P zachodzący na zespóá QRS, wystąpienie mikropotencjaáów, dwufazowy zaáamek T, zjawisko R na T itd.;
– ostrzeganie o przekroczeniu zaáoĪonego poziomu ufnoĞci i jakoĞü rezultatu pro-ponowanego jako alternatywny (np. przybliĪony początek zespoáu QRS w przy-padku, kiedy niemoĪliwe jest znalezienie dokáadnego początku zespoáu).
Dla oceny wszystkich zaleĪnoĞci czasowych w obrĊbie ewolucji serca (nieistotne czy jest to reprezentant klasy, czy pojedyncza ewolucja) wystarczy lokalizacja piĊciu punktów charakterystycznych (w kolejnoĞci wyznaczania) (rys. 6.12):
1) początek zespoáu QRS (oznaczany jako QRS-onset), 2) koniec zespoáu QRS (oznaczany jako QRS-end), 3) koniec zaáamka T (oznaczany jako T-end), 4) początek zaáamka P (oznaczany jako P-onset), 5) koniec zaáamka P (oznaczany jako P-end).
Rys. 6.12. Wyznaczanie piĊciu punktów charakterystycznych granic zaáamków: a) na ewolucji serca pochodzenia zatokowego; b) na ewolucji serca pochodzenia komorowego
Zasada wyznaczania kaĪdego z tych punktów jest podobna, dlatego poniĪej przy-toczony bĊdzie opis przykáadowego algorytmu wyznaczania początku zespoáu QRS, a nastĊpnie podane zostaną uwagi dotyczące odmiennoĞci postĊpowania i problemów przy wyznaczaniu pozostaáych punktów.
a)
b)
P-onset P-end QRS-onsetQRS-onset QRS-end QRS-end T-endT-end
P QRS T
brak zaáamka P
Algorytm wyznaczania początku zespoáu QRS (dla czĊstotliwoĞci próbkowania sygnaáu 500 Hz) przebiega w 10 krokach.
1) Na odcinku 200 ms przed punktem detekcji poszukuje siĊ zadanej iloĞci próbek (np. odpowiadających interwaáowi 15 ms), z których kaĪda charakteryzowana jest przez wartoĞü bezwzglĊdną prĊdkoĞci Vs( j) poniĪej przyjĊtego progu (po-czątkowo zaáoĪona wartoĞü prĊdkoĞci jest równa 2). JeĪeli wymagana iloĞü pró-bek nie jest znaleziona, to po inkrementacji wartoĞci progu prĊdkoĞci procedura jest wznawiana.
2) Po znalezieniu wymaganego odcinka, za punkt wyjĞciowy QD przyjmuje siĊ najwczeĞniejszą z naleĪących do niego próbek, doĞwiadczalnie wykazano, Īe leĪy ona poza zespoáem QRS (na linii izoelektrycznej).
3) Punktom j leĪącym póĨniej od punktu wyjĞciowego QD przyporządkowuje siĊ wartoĞü przyspieszenia zdefiniowaną jako
[
∑ += + −∑ −= −]
4) PostĊpując zgodnie z kierunkiem osi czasu poszukiwany jest pierwszy punkt, którego wartoĞü przyspieszenia przekracza 2. Jest to przybliĪony początek ze-spoáu QRS (Q-SAPR) i jednoczeĞnie punkt wyjĞcia do poszukiwaĔ dokáadnego początku.
5) Obliczany jest dokáadny poziom izolinii jako Ğrednia z próbek na odcinku 20 ms poprzedzającym punkt Q-SAPR w kaĪdym z odprowadzeĔ, a nastĊpnie jest on odejmowany od sygnaáu.
6) W otoczeniu +/– 50 ms od punktu Q-SAPR obliczana jest funkcja powierzchni jako pierwiastek sumy kwadratów odpowiadających sobie próbek we wszyst-kich analizowanych odprowadzeniach
...
)
(i = a2I +a2II +aIII2 +aaVR2 +
s .
7) Dla nieco zawĊĪonego interwaáu czasowego obliczana jest funkcja przyspiesze-nia powierzchni zdefiniowana jako
[
∑ + ∑ −= −]
8) Dla punktów wczeĞniejszych niĪ QD (na izolinii) poszukiwane są wartoĞci naj-wiĊksza AS.max i najmniejsza AS.min funkcji AS( j). WartoĞü Ne = AS.max – – AS.min + 2 jest przybliĪeniem poziomu szumu funkcji AS na izolinii.
9) W zakresie od QD do 32 ms po punkcie Q-SAPR poszukiwany jest punkt Q-S1, dla którego wartoĞü funkcji AS przekracza wyliczony poziom szumów Ne. Nie znalezienie takiego punktu powoduje przerwanie obliczeĔ i wysáanie komunika-tu: „początek zespoáu QRS wyznaczony w sposób przybliĪony” – za QRS-onset zostaje uznany wyznaczony w kroku 4 punkt Q-SAPR.
10) Za punkt początkowy zespoáu QRS (QRS-onset) uznawana jest próbka bezpo-Ğrednio poprzedzająca punkt Q-S1, co koĔczy obliczenia.
Wyznaczanie pozostaáych punktów charakterystycznych przebiega w podobny sposób jak wyznaczanie punktu QRS-onset. NaleĪy jednak mieü na uwadze dodatkowe, poniĪej wymienione okolicznoĞci komplikujące obliczenia.
– Odcinek bezpoĞrednio za zespoáem QRS nie jest linią izoelektryczną, moĪe za-wieraü mikropotencjaáy, lub obniĪony odcinek ST – wymagane jest dodatkowe okreĞlenie poziomu odniesienia uwzglĊdniającego poziom izolinii oraz zmiany prĊdkoĞci w okolicach koĔca zespoáu QRS.
– Nie ma wątpliwoĞci, Īe istnieje zaáamek T (nieuniknionym nastĊpstwem depo-laryzacji jest repolaryzacja), w przypadku niewystarczającej amplitudy pierw-szym krokiem powinno byü przeskalowanie wartoĞci sygnaáu.
– Po odszukaniu maksimum zaáamka T, a nastĊpnie minimum lokalnego poáoĪo-nego za nim naleĪy upewniü siĊ, czy wartoĞü minimum nie odbiega od poziomu izolinii, jeĞli tak, to zespóá moĪe okazaü siĊ dwufazowy, warto wtedy spraw-dziü czy w ciągu nastĊpnych 100 ms istnieje maksimum lokalne o wartoĞci bliĪszej pierwszemu z maksimów niĪ izolinii. JeĪeli tak jest to znaleziono dru-gie maksimum zaáamka T i za nim dopiero naleĪy poszukiwaü punktu T-end, w przeciwnym przypadku jest to zaáamek P nastĊpnej ewolucji i punktu T-end naleĪy poszukiwaü w okolicach pierwszego znalezionego minimum lokalnego.
– Zgrubne okreĞlenie punktu T-end opiera siĊ na odcinku izolinii leĪącym przed zespoáem QRS, czyli ok. 400 ms wczeĞniej, dlatego do dokáadnego wyznacze-nia punktu T-end naleĪy uĪyü izolinii wyznaczonej w oparciu o próbki póĨniej-sze niĪ przybliĪona wartoĞü T-end.
– Zaáamek P moĪe nie istnieü, ale moĪe teĪ byü niewidoczny ze wzglĊdu na niską jakoĞü sygnaáu. PoĪyteczne jest wykorzystanie wiĊcej niĪ jednego odprowa-dzenia do detekcji zaáamka P. JeĪeli w odcinku sygnaáu poprzedzającym zespóá QRS amplituda przekracza 100 µV, a znalezienie początku zaáamka P nie jest moĪliwe, zakáada siĊ brak zaáamka P. Podobne zaáoĪenie moĪna przyjąü, jeĪeli po czterokrotnym przeskalowaniu wartoĞci sygnaáu amplituda na tym odcinku nie przekracza 50 µV.
– Detekcja zaáamka P moĪe wymagaü filtracji dolnoprzepustowej sygnaáu, po czym, w przypadku stwierdzenia wystąpienia zaáamka i po wyznaczeniu przy-bliĪonych lokalizacji P-onset i P-end, powraca siĊ do sygnaáu oryginalnego w celu wyznaczenia wartoĞci dokáadnych.
OkreĞlenie poáoĪenia piĊciu punktów charakterystycznych umoĪliwia wyliczenie wszystkich odstĊpów i odcinków charakteryzujących ewolucjĊ serca. Stwierdzenie ist-nienia zaáamka P i wartoĞü dáugoĞci odcinka PQ mogą byü dodatkowymi czynnikami weryfikującymi morfologiĊ przypisaną uprzednio danej ewolucji.