Образный анализ ритма ЭКГ

Страница: 2/3

Эта ритмограмма в отличие от других построена на интегральных характеристиках цикла. Каждый цикл анализируется по ряду произвольно задаваемых признаков и классифицируется по двум (возможно, и больше) градациям: "норма" или "не норма". Образное представление ЭКГ в данном случае состоит в том, что каждому циклу соответствует некоторый фрагмент плоскости (например, квадрат), позволяющий выстраивать их в виде прямоугольной матрицы, содержащей строки и столбцы. На экране цветного дисплея нормальный цикл ЭКГ изображается на ритмограмме квадратом одного цвета, а патологический - квадратом другого цвета.

В общем случае ЭКГ будет представлена на экране прямоугольной мозаикой, составленной из разноцветных квадратов, причем структура расположения квадратов одного цвета получится регулярной или хаотичной, как, например, на рис. 3, а. Меняя модуль, можно преобразовать матрицу таким образом, чтобы квадраты одного цвета выстроились в некую регулярную структуру, выявляя ее периодику.

На этой стадии иерархического анализа ничего большего об анализируемой ЭКГ сказать нельзя. На следующем уровне матричной ритмограммы каждый квадрат, соответствующий одному циклу, в свою очередь содержит аналогичное отображение состояний ряда признаков данного цикла. В результате перехода на второй уровень матричная мозаика оказывается составленной из тех же квадратов, но имеющих собственную структуру из цветных фрагментов. Это позволяет,

во-первых, настраивать всю матрицу по любому из фрагментов второго уровня и, во-вторых, рассматривать более подробно изменение значений параметров от цикла к циклу уже не для всей ЭКГ, а только

для группы циклов, выделенной на предыдущем этапе. На рис. 3, б представлена матричная ритмограмма второго уровня для той же ЭКГ, что и на рис. 3, и, откуда видно, что интервал Р - Р сохраняет свою стабильность, а интервал Р - R в четырех циклах нормальный, а в пятом цикле - увеличенный, что характерно, например, для выскальзывающего импульса.

Дальнейшее уточнение диагноза может использовать другие, более тонкие параметры, например форму импульсов, что потребует перехода на еще более высокий уровень.

Последние две ритмограммы в отличие от предыдущих ориентированы в первую очередь на выявление характера взаимодействия двух источников импульсов: предсердного и желудочкового. Они являются динамическими в том смысле, что представляют собой траекторию движения на плоскости некоторой точки, параметры которой определяются ритмической структурой ЭКГ. В отличие от самой ЭКГ, которая также представляет собой некоторую траекторию, протяженную во времени, эта траектория, подобно вектор-кардиограмме, свернута на плоскости, занимая на ней ограниченную область. Такая свертка, так же как и в случае спиральной и веерной ритмограмм, является результатом своего рода наложения цикла на цикл для более удобного сопоставления их между собой.

Ритмограмма, названная линейной (рис. 4), представляет собой кусочно-линейную траекторию точки, каждый линейный участок этой траектории соответствует последовательности временных отсчетов ЭКГ между соседними импульсами, причем по одной из осей (х) откладывается время, отсчитываемое от последнего импульса Р, а по другой оси (y) - время от последнего импульса R. Для случая идеальной ЭКГ линейная динамическая ритмограмма представляет собой непрерывное движение по одной и той же замкнутой кусочно-линейной траектории, состоящей из четырех фаз (см. рис. 4, а). Вертикальные и горизонтальные скачки траектории отражают появление на ЭКГ зубцов Р (вертикальные) и R (горизонтальные), а наклонные участки соответствуют отсчетам ЭКГ в интервалах Р - R и R - Р.

Постоянства временных интервалов Р - Р, Р - R и R - R и их равенства недостаточно для нормальности ЭКГ, нужно еще, чтобы значения интервалов лежали в заданных пределах. На ритмограмме угловые точки такой ЭКГ должны располагаться в отмеченных на рисунке областях, соответствующих нормальным значениям интервалов. Примером нарушений количественного характера может служить брадикардия, ритмическая структура ЭКГ которой не отличается качественно от нормальной, но связана с увеличением интервалов Р ­-Р и R - R за счет увеличения интервалов R - Р. На ритмограмме при этом наблюдается, как и в норме, кусочно-линейная

самопересекающаяся петля той же формы, но с увеличением отдельных размеров.

Если количественные изменения интервалов ЭКГ приводят лишь к диспропорции ритмограммы, то изменения характера взаимодействия источников приводят к качественным изменениям формы траектории. Примером может служить один из случаев неполной (3 : 1) атриовентрикулярной блокады. На ритмограмме (см. рис. 4, б) указанный случай блокады выражается в виде цикла, состоящего из вертикально расположенной пилообразной линии с тремя горизонтальными скачками, соответствующими трем импульсам Р, и одного вертикального скачка, соответствующего импульсу R.

Расположение угловых точек траектории свидетельствует о нормальности интервалов Р - Р и значительном отклонении от нормы интервалов R - R. Обратная картина с горизонтально расположенной пилообразной линией наблюдается при экстрасистолии. При этом горизонтальные скачки по величине соответствуют нормальным интервалам Р - Р, а вертикальные - укороченным интервалам R - R, что характерно для рассматриваемой патологии.

Гармоническая ритмограмма (рис. 5), как и линейная,

ориентирована в первую очередь на выявление характера

взаимодействия двух источников. Траектория ритмограммы задается системой периодических функций с параметрами, определяемыми

ритмической структурой ЭКГ.

Для идеальной ЭКГ, где наблюдается взаимно однозначное соответствие зубцов Р и R с равными по всей ЭКГ интервалами, траектория ритмограммы каждого цикла представляет собой эллипс (см. рис. 5, а), отношение полуосей которого задается интервалом Р - R. Количественные отклонения от нормы сохраняют форму эллипса, изменяя соотношение полуосей. К примеру, в случае тахикардии он будет уже. Качественные нарушения ритмической структуры ЭКГ приведут к разрушению стандартной формы траектории.

Ряд патологий имеет в гармонической ритмограмме хорошо

интерпретируемый вид. Примером может служить изображенная на рис. 5, б ритмограмма для ЭКГ, использованной выше для иллюстрации линейной ритмограммы. Так как в этом случае одному интервалу R - R соответствуют три интервала Р - Р, то каждый период обращения траектории получается трехфазным.

Особенностью двух последних ритмограмм является то, что для наиболее эффективного их использования необходимо наблюдать динамику прослеживания синхронно со снятием ЭКГ.

Реализованные на ЭВМ программы являются скорее научной

разработкой, нежели прикладной системой, пригодной для немедленного использования в медицинской практике. Дальнейшее развитие предлагаемого подхода представляется целесообразным, поскольку прикладной комплекс ритмограммы обещает оказаться

полезным при решении ряда задач медицинской диагностики.

Одной из таких задач является задача мониторинга.

Использование, например, двух последних ритмограмм позволяет значительно облегчить наблюдение за ритмом сердечной деятельности. Изображая ритмическую структуру ЭКГ на экране в виде замкнутой траектории простого для нормальной ЭКГ вида, ритмограмма позволяет заменить длительное прослеживание с непрерывным оцениванием временных соотношений на слежение за сохранением стабильности формы траектории. Следует отметить, что по этой же причине использование предложенных ритмограмм для целей скрининга предъявляет минимальные требования к медицинской квалификации оператора, так как обнаружение отклонений от нормы не требует специальных знаний по электрокардиографии. Другой задачей, решаемой с помощью разработанного комплекса, является определение различных периодик в структуре ЭКГ как в целом, так и по отдельным признакам, имеющим важное диагностическое значение. Наконец, комплекс ритмограмм может помочь провести подробный анализ ритмической структуры ЭКГ, используя как отдельные универсальные ритмограммы, так и сочетание разных ритмограмм.

Существенное преимущество предлагаемого подхода по сравнению с автоматическим состоит в том, что автоматические системы

основаны, как правило, на пороговых критериях и как бы тщательно ни были выбраны пороги, нельзя гарантировать разумную оценку пограничных ситуаций, что является причиной определенного

недоверия к ним. Например, в некоторых ситуациях специалист может пренебречь случайным выбросом, превосходящим порог, в то время как автоматическая система квалифицировала бы его как признак патологии. Предлагаемая система, преобразования в которой

происходят в основном без потери информации, позволяет специалисту в процессе анализа самому правильно расставить акценты. Предлагаемый подход не отвергает иные средства диагностики, разработанные к настоящему моменту в медицинской кибернетике. Он представляет собой еще один инструмент, который, аппелируя к образно-интуитивному мышлению специалиста, может быть использован параллельно с другими.

Применение описанного в статье метода предполагает

предварительную идентификацию зубцов ЭКГ. Для этого может быть использована любая из существующих разработок. Вместе с тем следует отметить, что ряд возможностей описываемой системы может быть использован для анализа ЭКГ и без выделения зубцов.

Приведенные в работе примеры не исчерпывают всех патологий,

выявляемых с помощью описанных ритмограмм. Расширение области

применения изложенных методов требует их развития с целью увеличения круга сложных патологий, выявляемых ритмограммами. Дальнейшие исследования должны быть нацелены на обеспечение специалиста более широким спектром средств наглядного представления ритмической информации, что позволит выявлять более тонкие нарушения ритма сердечной деятельности.

Реферат опубликован: 23/05/2005 (6136 прочтено)