2. ВЕКТОРКАРДИОГРАММА

Теоретическая часть.

Векторкардиография – это метод исследования сердца, основанный, на регистрации изменений за сердечный цикл суммарного вектора электродвижущих сил сердца в проекции на плоскость. Векторкардиографическая кривая строится по трем отведениям X, Y и Z (система отведений Франка), которые являются ортогональными отведениями, т. е. их оси перпендикулярны друг к другу. Синхронная запись ортогональных сигналов в векторкардиографии позволяет выявить наиболее существенные пространствено-временные эволюции биоэлектрической активности сердца и, следовательно, порождающего его электрофизиологического процесса

В настоящее время разработаны различные методики анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР), в том числе основанные на статистическом изучении изменчивости динамических рядов RR – интервалов (кардиоинтервалов), т. е. интервалов между двумя последовательными сердечными сокращениями. При этом из статистического анализа должны исключаться случайные преждевременные сокращения (экстрасистолы).

Ритмокардиография – это метод оценки ритма сердца, основанный на графическом представлении последовательности значений длительности кардиоцикла (RR-интервалов). Ритмограмма – зависимость значений длительности RR-интервала от порядкового номера цикла измерения.

Деятельность сердца регулируется двумя типами сигналов центральной нервной системы (симпатическими и парасимпатическими), действие которых должно быть сбалансировано. Симпатическая регуляция приводит к учащению сердцебиений, а парасимпатическая – к их замедлению.

К стандартным статистическим характеристикам динамических рядов кардиоинтервалов относятся среднее значение, дсперсию кардиоинтервалов и среднее квадратичное отклонение.

Величина среднего значения и дисперсии кардиоинтервалов показывает средний уровень функционирования системы кровообращения.

Среднее квадратичное отклонение (СКО, SD) имеет возрастно-половые особенности, которые должны учитываться при оценке результатов исследования, но норма находится в пределах 30-100 мс. СКО чрезвычайно чувствительный показатель состояния механизмов регуляции. Как правило, рост СКО указывает на усиление автономной регуляции, т. е. влияния дыхания на ритм сердца, что чаще всего наблюдается во сне. Уменьшение СКО обычно связывают с усилением симпатической регуляции, которая подавляет активность автономного контура. Резкое снижение СКО связывают со значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления и это ведет к почти полному подавлению активности автономного контура.

Таким образом, среднеквадратическое отклонение (СКО) характеризует суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения, а нормированным показателем этого эффекта является коэффициент вариации (CV). Значение CV в норме: 3 – 12 %. [1]

К геометрическим методам анализа кардиограмм относят вариационную пульсометрию, суть которой заключается в изучении закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин. При этом строится вариационная кривая (кривая распределения кардиоинтервалов – гистограмма – относительное число RR-интервалов, относящихся к различным диапазонам значений их длительности) и определяются ее основные характеристики.

Мода(Mo) – наиболее часто встречающееся в данном динамическом ряде значение кардиоинтервала. При нормальном распределении и высокой стационарности исследуемого процесса мода мало отличается от математического ожидания. Поскольку величина кардиоинтервала является непрерывной величиной, каждое ее значение может, вообще говоря, встречаться только один раз. Поэтому модальным интервалом считается интервал с наибольшей частотой. Внутри этого интервала находят условное значение, вблизи которого плотность распределения достигает максимума. Это значение и считается точечной модой.

Амплитуда моды(AMo) – это число кардиоинтервалов, соответствующих значению моды (или попавших в модальный интервал) в % к объему выборки.

Вариационный размах (MxDMn) отражает степень вариативности значений кардиоинтервалов в исследуемом динамическом ряду. Он вычисляется по разности максимального и минимального значений кардиоинтервалов и поэтому при аритмиях или артефактах может быть искажен.

Правило Стёрджеса — эмпирическое правило определения оптимального количества интервалов, на которые разбивается наблюдаемый диапазон изменения случайной величины при построении гистограммы плотности её распределения. Названо по имени американского статистика Герберта Стёрджеса (Herbert Arthur Sturges, 1882—1958).

Количество интервалов определяется как:

где — общее число наблюдений величины.

Часто встречается записанным через десятичный логарифм:

Гистограммы можно разделить по моде на следующие типы:

1) Одномодальная

2)Амодальная

3) Двухмодальная

По данным анализа гистограммы вычисляется стресс – индекс, который определяется отношением высоты гистограммы к ее ширине и характеризует степень напряжения регуляторных систем организма. Стресс – индекс SI вычисляется по формуле

SI = AMo× 100%/(2× Mo× MxDMn),

причем мода и вариационный размах измеряются в секундах.

В норме величина стресс – индекса составляет 50 – 150 усл. ед.

150 – 500: физическая нагрузка, усталость и незначительное эмоциональное напряжение;

500 – 900: cтенокардия, психофизиологическое переутомление, длительная нагрузка или синдром хронической усталости;

> 900 существенное нарушение регуляторных механизмов, наблюдается в предынфарктном состоянии.

Корреляционная ритмография – скатерография. Сущность метода корреляционной ритмографии заключается в графическом отображении последовательных пар кардиоинтервалов (предыдущего и последующего) в двухмерной координатной плоскости. График и область точек, полученных таким образом (пятна Пуанкаре или Лоренца), называются скатерограммой.

Cкаттерграмма – двумерное отображение ритма сердца, которое строится как совокупность точек, координаты каждой из которых на плоскости соответствуют величинам двух смежных RR-интервалов.

Этот способ оценки ВСР относится к методам нелинейного анализа и является особенно полезным для случаев, когда на фоне монотонности ритма встречаются редкие и внезапные нарушения.

При построении скаттерограммы образуется совокупность точек, центр которых располагается на биссектрисе. Величина отклонения точки от биссектрисы влево показывает, насколько данный сердечный ритм короче предыдущего, вправо от биссектрисы – насколько он длиннее предыдущего.

Нормальная форма скаттерограммы представляет собой эллипс, вытянутый вдоль биссектрисы. Именно такое расположение эллипса означает, что к дыхательной прибавлена некоторая величина недыхательной аритмии. Форма в виде круга означает отсутствие недыхательных компонентов аритмии. Узкий овал соответствует преобладанию недыхательных компонентов в общей вариабельности ритма.

Практическая часть

1. Подготовка к выполнению задания

1. 1. Скопируйте в свою папку: Анализ ЭКГ_шаблон для заполнения. xls. данный файл на Анализ ЭКГ_ФИО. xls

1. 2. Откройте Анализ ЭКГ_ФИО. xls

2. ВЕКТОРКАРДИОГРАММА

Цель: познакомиться с методом векторкардиографии(ВКГ), обнаружить патологический кардиоцикла с помощью ВКГ (векторкардиограммы).

2. 1. Запустите приложение VCG. exe. оно позволяет построить графики ЭКГ в трех ортогональных отведениях, двухмерные и трехмерные ВКГ для всей записи ЭКГ, а также ВКГ для фрагментов ЭКГ, содержащих кардиоциклы классов «норма» и «патология» (Рисунок 1)

2. 2. Нажмите «Open» и выберите файл Vn. txt, соответствующий выполняемому варианту,

где: n –номер компьютера (например, для первого варианта: V01. txt).

В файле Vn. txt содержатся 3 фрагмента записи ЭКГ. Частота дискретизации составляет 250 Гц, длительность фрагмента ЭКГ – 8 с

ВНИМАНИЕ! Файл и программа должны лежать в одной папке

Рисунок 1 окно приложения VCG. exe

2. 3. Фрагменты ЭКГ для всех вариантов содержат несколько кардиоциклов нормального ритма и один патологический кардиоцикл (желудочковая экстрасистола). На ВКГ патологическому циклу соответствует отдельная траектория, сильно отличающаяся от траекторий нормальных кардиоциклов. Определите патологический цикл на фрагменте ЭКГ и ВКГ

2. 4. На лист «ВКГ» перенесите изображения ЭКГ и ВКГ (вся запись)

2. 4. 1. Способ 1 Нажмите кнопку «Сохранить». При этом окно приложения будет сохранено в папке, из которой было запущено само приложение. Добавьте рисунок VG. bmp на лист «ВКГ» в Excel

2. 4. 2. Способ 2 Воспользуйтесь Alt+Prt Scr.

2. 5. Изменяя t1 и t2 слева в окне приложения, выделите несколько нормальных кардиоциклов, и добавьте на лист «ВКГ» в Excel. Выделите только один нормальный кардиоцикл вместе с патологическим кардиоциклом. Таким образом на листе «ВКГ» будет размещено три изображения:

2. 6. Что отложено по осям на графиках? В каких единицах? Можно ли обнаружить по ВКГ некоторые патологические процессы? При каких условиях применяют ВКГ?