Опыт использования прибора КардиоВизор в кардиологической практике.

Кардиологические аспекты синдрома гипермобильности суставов Текст научной статьи по специальности « Клиническая медицина»

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Есина Е. Ю., Зуйкова А. А., Болышева О. Е.

Цель определить возможности прибора «Кардиовизор-06С» в диагностике кардиологических аспектов синдрома гипермобильности суставов (СГМС). Материал и методы. В исследование включено 12 студентов с СГМС. Всем респондентам проведено обследование на приборе «Кардиовизор-06С». Результаты. У всех студентов выявлены отклонения от нормы интегральных индикаторов: «Миокард», «Ритм», «Пульс», «Код детализации», некоторых показателей электрокардиограммы: продолжительность интервалов P-Q, Q-Т, длительность зубца Р. Заключение. С помощью прибора «Кардиовизор-06С» можно обнаружить ранние доклинические проявления возможной патологии сердца при СГМС.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Есина Е. Ю., Зуйкова А. А., Болышева О. Е.

Objective: to identify the capacities of a Cardiovisor-06C device in the diagnosis of the cardiological aspects of the joint hypermobility syndrome (JHMS). Subjects and methods. The study covered 12 students with JHMS. All the respondents were examined using a Cardiovisor-06C device. Results. All the students were found to have deviations from the normal integral indicators: Myocardium, Rhythm, Pulse, Specification code, as well as some electrocardiogram indicators: the durations of P-Q and Q-T intervals and P wave. Conclusion. The early and preclinical manifestations of possible heart abnormalities in the JHMS can be detected by a Cardiovisor-06C device.

Текст научной работы на тему «Кардиологические аспекты синдрома гипермобильности суставов»

1. Smolen J., Aletaha D., Bijlsma J.W.J.

et al. Treating RA to target: recommendation of an international task force. Ann Rheum Dis 2010;69:631-7.

2. Pincus T., Brooks R.H., Callahan L.F. Prediction of long-term mortality in patients with rheumatoid arthritis according to simple questionnaire and join count measures. Ann Intern Med 1994;120:20-34.

3. Fries J.F., Spitz P.W., Kraines R.G., Holman H.R. Measurement of patient outcome in arthritis. Arthr Rheum 1980; 23:137-45.

4. Pincus T., Bergman M.J., Yazici Y. RAPID3 — An Index of Physical Function, Pain, and Global Status as «Vital Signs» to Improve Care for People with Chronic Rheumatic Diseases. Bull NYU Hospital Joint Dis 2009;67(2):211-25.

5. Pincus T., Swearingen C., Wolfe F. Toward a multidimensional health assessment questionnaire (MDHAQ): assessment of advanced activities of daily living and psy-

chological status in the patient friendly health assessment questionnaire format. Arthr Rheum 1999;42:2220-30.

6. Meenan R.F., Gertman P.M., Mason J.H. Measuring helth status in arthritis the Artrithis Impact Measurement Scales. Arthr Rheum 1980;23:146-52.

7. Pincus T., Amara I., Segurado O., Koch G. An index based on only patient reported outcome (PRO) measures, routine assessment of patient index data (RAPID3), distinguishes adalimumab from control at levels similar to disease activity score (DAS28) and clinical disease activity index (CDAI) [Abstract]. Ann Rheum Dis 2007;184:66.

8. Smolen Js., Breedveld F.C., Schiff M.H. et al. A simplified disease activity index for rheumatoud artritis for use in clinical practice. Rheumatology (Oxford) 2003; 42:244-57.

9. Aletaha D., Smolen J. The Simplified Disease Activity Index (SDAI) and the Clinical Disease Activity Index (CDAI): A

review of their usefulness and validity in rheumatoid arthritis. Clin Exp Rheum 2005;23(Suppl. 39):100-8.

10. Олюнин Ю.А., Балабанова РМ. Определение активности ревматоидного артрита в клинической практике. Тер арх 2005;5:23-6.

11. Новик А.А., Ионова Т.И. Руководство по исследованию качества жизни в медицине. СПб.: Олма-Пресс, 2002;300 с.

12. Pincus T., Bergman M.J., Yazici Y. et al. An index of only patient reported outcome measures, routine assessment of patient index data 3 (RAPID3), in two abatacept clinical trials: similar results to disease activity score (DAS28) and other RAPID indices that include physician-reported measures. Rheumatology (Oxford) 2008; 47(3):345-9.

13. The EuroQol group. EuroQol — a new facility for the measurement of health related quality of life. Helth Policy 1990; 16:199-208.

Е.Ю. Есина, А.А. Зуйкова, О.Е. Болышева

Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко, Воронеж

КАРДИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНДРОМА ГИПЕРМОБИЛЬНОСТИ СУСТАВОВ

Контакты: Елена Юрьевна Есина elena.esina62@mail.ru

Цель — определить возможности прибора «Кардиовизор-06С» в диагностике кардиологических аспектов синдрома гипермобильности суставов (СГМС).

Материал и методы. В исследование включено 12 студентов с СГМС. Всем респондентам проведено обследование на приборе «Кардиовизор-06С».

Результаты. У всех студентов выявлены отклонения от нормы интегральных индикаторов: «Миокард», «Ритм», «Пульс», «Код детализации», некоторых показателей электрокардиограммы: продолжительность интервалов P—Q, Q—Т, длительность зубца Р. Заключение. С помощью прибора «Кардиовизор-06С» можно обнаружить ранние доклинические проявления возможной патологии сердца при СГМС.

Ключевые слова: синдром гипермобильности суставов, «Кардиовизор-06С», кардиологические аспекты

CARDIOLOGICAL ASPECTS OF THE JOINT HYPERMOBILITY SYNDROME E.Yu. Esina, A.A. Zuikova, O.E. Bolysheva

N.N. Burdenko Voronezh State Medical Academy, Voronezh

Contact: Elena Yuryevna Esina elena.esina62@mail.ru

Objective: to identify the capacities of a Cardiovisor-06C device in the diagnosis of the cardiological aspects of the joint hypermobility syndrome (JHMS).

Subjects and methods. The study covered 12 students with JHMS. All the respondents were examined using a Cardiovisor-06C device. Results. All the students were found to have deviations from the normal integral indicators: Myocardium, Rhythm, Pulse, Specification code, as well as some electrocardiogram indicators: the durations of P—Q and Q—T intervals and P wave.

Conclusion. The early and preclinical manifestations of possible heart abnormalities in the JHMS can be detected by a Cardiovisor-06C device.

Key words: joint hypermobility syndrome, Cardiovisor-06C, cardiological aspects

Проблема диагностики и лечения наследственных Наследственные нарушения соединительной ткани

нарушений (дисплазий) структуры и функции соедини- (ННСТ) — гетерогенная группа моногенных заболеваний,

тельной ткани является одной из самых сложных и акту- обусловленных генетическими дефектами синтеза и/или

альных в медицине. распада белков внеклеточного матрикса либо нарушением

Антропометрические показатели респондентов с СГМС (п = 12)

Масса тела, кг (Ме[ИР])

ИМТ, кг/рост2 (Ме[ИР])

Общее количество жировой ткани, % (Ме[ИР]) Количество жировой ткани туловища, % (Ме[ИР]) Абдоминальный жир, % (М±SD)

Общее количество мышечной массы, кг (М±SD) Общее количество жидкости, % (М±SD)

Рейтинг физического развития (Ме[ИР])

171, 0 [167,5; 172,5] 60,6 [53,2; 66,8] 19,25 [18,35; 20,9]

13.4 [10,8; 22,6] 1,5+1,3 47,5+8,4 60,1+5,4

Примечание. Ме — медиана; ИР — интерквартильный размах; М±SD — среднее арифметическое ± стандартное отклонение.

морфогенеза соединительной ткани (СТ). В основе развития ННСТ лежат мутации генов, ответственных за синтез или распад компонентов экстра-целлюлярного матрикса СТ, что приводит к развитию множества видов ННСТ, число которых в настоящее время превышает 250 [1]. СТ присутствует во всех органах и тканях человека, это делает понятным разнообразие патологии, связанной с ее дефектами, и выводит ННСТ в ранг мульти-дисциплинарной проблемы.

Среди всех ННСТ наиболее распространенным в клинической практике является синдром гипермобильности суставов (СГМС). Важную роль при этом заболевании играют мутации генов, кодирующих коллаген, эластин, фибриллин и тенасцин Х. При СГМС не укорачивается срок жизни пациента, однако качество жизни снижено из-за характерных клинических признаков. Высокую социальную значимость имеют кардиологические аспекты ННСТ В литературе нет информации об особенностях электрофизиологических процессов, происходящих в миокарде пациентов с СГМС. Учитывая большую распространенность СГМС, мы решили рассмотреть его кардиологические аспекты у пациентов с этим состоянием, используя прибор «Кардиовизор-06С».

Материал и методы

В исследование было включено 12 студентов ВГМА им. Н.Н. Бурденко. У всех студентов диагноз СГМС устанавливался в соответствии с пересмотренными «Брайтонскими критериями» СГМС [1]. Выраженность СГМС оценивали по девятибалльной шкале Beighton.

Средний возраст студентов составил 21,91±0,31 года (от 21 года до 25 лет). СГМС диагностировали на основании сочетания одного большого критерия (показатель Beighton 4/9 или выше) и двух малых критериев. У 4 обследованных малые критерии были представлены сочетанием артралгий в 1—3 суставах более 3 мес с марфано-идной внешностью. У 3 студентов артралгии в 1—3 суставах более 3 мес сочетались с аномалиями кожи. Сочетание вышеописанного большого критерия с глазными признаками (миопия) и подвывихами более чем в одном суставе наблюдались у 3 и 2 обследованных соответственно.

Среди сопутствующих заболеваний хронический тонзиллит выявлен у 5 (42%) студентов, внезапная сердечная смерть (ВСС) среди родственников также отмечалась у 5 (42%) студентов. У всех студентов исследовались антропометрические данные: рост, масса тела, индекс массы тела (ИМТ), общее количество жировой ткани в организме, количество мышечной массы, общее количество жидкости в организме, количество абдоминального жира, рейтинг физического развития на диагностических весах-анализаторе Тапка ВС-545, основанных на принципе биоимпеданса (табл. 1).

Всех студентов обследовали на приборе «Кардиови-зор-06С», принцип действия которого основан на методе дисперсионного картирования электрокардиограммы (ЭКГ). К основным интегральным индикаторам (ОИИ) прибора относятся: «Миокард», «Ритм», «Пульс», «Код детализации». Значения индикаторов «Миокард» Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ В СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ У БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ НА ФОНЕ ЛЕЧЕНИЯ РИТУКСИМАБОМ

Контакты: Лариса Александровна Князева kafedra_n1@bk.ru

Цель — изучение динамики содержания остеопротегерина (ОПГ), лиганда активации ядерного фактора каппа В (RANKL), интерлейкинов (ИЛ) ip и 6, фактора некроза опухоли а (ФНО а) в синовиальной жидкости у больных ревматоидным артритом (РА) под влиянием терапии ритуксимабом.

Результаты и обсуждение. Содержание ИЛ 1в, ИЛ 6, ФНО а, ОПГ и RANKL исследовалось в синовиальной жидкости 54 больных с серопозитивным по ревматоидному фактору и антителам к циклическому цитруллинированному пептиду РА. Выявлены различия в уровне исследованных цитокинов у больных с различной длительностью заболевания.

Выводы. Большая эффективность корригирующего действия ритуксимаба на показатели цитокинового статуса наблюдалась при раннем РА.

Ключевые слова: провоспалительные цитокины, ритуксимаб, ревматоидный артрит

TIME COURSE OF CHANGES IN THE SYNOVIAL FLUID LEVELS OF PROINFLAMMATORY CYTOKINES IN RHEUMATOID ATHRITIS PATIENTS DURING RITUXIMAB TREATMENT

A.V. Bezgin, L.A. Knyazeva

Internal Medicine Department One, Kursk State Medical University, Kursk

Contact: Larisa Aleksandrovna Knyazeva kafedra_n1@bk.ru

Objective: to study the time course of rituximab therapy-induced changes in the synovial fluid levels of osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL), interleukins (IL) ip and 6, and tumor necrosis factor-a (TNF-a) in patients with

Читайте также  Как восстановить женское здоровье после родов?

Опыт использования прибора КардиоВизор в кардиологической практике.

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) остаются основной причиной смертности в стране, и эффективных инструментов для снижения этой статистики пока недостаточно. Необходимо развитие неинвазивных технологий доклинического обследования и персонального мониторинга здоровья людей из группы риска ССЗ. Современное состояние радиотехнических и вычислительных средств представляет такую возможность: портативные кардиоанализаторы могут отслеживать жизненные показатели пациента и передавить их в медицинские учреждения.

Данная статья посвящена описанию портативного кардиоанализатора, созданного в рамках компьютерной диагностической системы (КДС) «Кардиовид» [1]. Тенденции в современной медицине таковы, что все большее значение придается профилактике заболеваний. Обнаруженные на ранней стадии отклонения в функциональном состоянии организма от нормы позволяют «снизить» нагрузку на систему здравоохранения, так как лечение заболевания в прогрессирующей стадии намного сложнее и дороже, чем в начальной стадии. Концепция обработки кардиографической информации в КДС «Кардиовид» представлена на рисунке 1 и призвана помочь системе здравоохранения повысить эффективность профилактики ССЗ.

Рис. 1. Обработка кардиографической информации в КДС «Кардиовид»

Из рисунка 1 следует, что одной из основных функциональных единиц «технологического конвейера» обработки кардиографической информации в КДС «Кардиовид» является портативный кардиоанализатор, в состав которого входят миниатюрный беспроводной сенсор-кардиоусилитель и мобильное вычислительное устройство (см. рисунок 2).

Рис. 2. Состав портативного кардиоанализатора

Существует ряд приборов с функцией экспресс-оценки состояния сердца. Так, в отечественном портативном кардиоанализаторе «Миткард» [5] используется проводная передача данных, которая делает невозможным его использование в условиях свободной двигательной активности пациента. Кроме того, стоимость портативного кардиоанализатора «Миткард» составляет 95000 рублей и недоступна подавляющему числу пользователей в нашей стране.

Также среди отечественных приборов с функцией экспресс-оценки состояния сердца можно выделить прибор «Кардиовизор» [4]. Данный комплекс позволяет, по заявлению производителей, осуществлять регистрацию электрокардиосигнала (ЭКС) и последующий расчет функционального состояния сердца и состоит из ноутбука или смартфона с программным обеспечением (ПО) и устройства с четырьмя или более электродами, крепящимися к телу пациента. Стоимость домашней версии 17 500 рублей, каждое обследование платное.

Из зарубежных устройств можно выделить кардиомонитор для iPhone фирмы AliveCore (США) [3]. Для проведения ЭКС исследования прибор вкладывается в ладони, электроды соприкасаются с фалангами пальцев рук. При удерживании соединения в течение 30 секунд пользователь получает показания кривой сердечного ритма. Запись ЭКС также отображается на мониторе. Фирма-разработчик AliveCore обеспечивает конфиденциальность и безопасный доступ к записанным ЭКС. Стоимость устройства около 200 долларов.

Вышеперечисленные технические решения обладают существенными недостатками. Эти приборы производят кратковременную регистрацию ЭКС, что снижает достоверность предварительного заключения. Увеличение продолжительности регистрации позволило бы отслеживать состояние сердечно-сосудистой системы в режиме реального времени, а также снизить возможное влияние артефактов и шумов. Вторым существенным недостатком является слишком высокая цена для российского рынка. Для обеспечения мониторинга большого числа людей из группы риска требуется прибор с более низкой ценой, при этом, не уступая в качестве регистрации и обработки ЭКС.

Таким образом, анализ рынка портативных кардиоанализаторов показывает, что они не удовлетворяют требованиям, предъявляемым в КДС «Кардиовид» к портативному кардиоанализатору по функциональным возможностям, цене и удобству пользования. Портативный кардиоанализатор должен качественно регистрировать и производить анализ ЭКС непрерывно не менее 24-ех часов, при этом не должен вызывать неудобств пациенту и иметь доступную цену для людей из группы риска, в том числе пенсионеров.

В рамках КДС «Кардиовид» разработан портативный кардиоанализатор, отвечающий всем этим требованиям. Он состоит из нательного сенсора-регистратора и смартфона или другого мобильного вычислительного устройства в качестве кардиоанализатора. Использование принципов открытости и модульности построения кардиоанализатора обеспечивает снижение стоимости, сокращение времени разработки, а также наращивание функциональных возможностей за счет других модулей и обновления программного обеспечения.

Небольшой сенсор прикрепляется к коже с помощью специального адгезивного вещества, безвредного для здоровья пациента. Небольшие размеры сенсора делают его пригодным для ношения во время обычных дневных занятий, в том числе даже принятия душа и выполнения физических упражнений. По мере регистрации данные беспроводным путем передаются на мобильное вычислительное устройство и подвергаются анализу. В ходе комплексного анализа осуществляется:

При этом пользователь имеет возможность просмотра результата анализа с помощью смартфона или веб-браузера. Пример интерфейса изображен на рисунке 3.

Рис. 3. Пример интерфейса мобильного устройства

Основная сложность создания портативного кардиоанализатора состоит в разработке нательного сенсора, который должен отвечать всем заявленным требованиям. Сложные громоздкие схемы кардиорегистраторов уходят в прошлое, им на смену приходят интегральные схемы специального назначения.

Основой разрабатываемого ЭКГ-датчика является серийно выпускаемое устройство (микросхема) нового поколения, так называемый аналоговый входной каскад (Analog Front-End – AFE). На данный момент существует несколько семейств микросхем AFE для различных применений, производства Texas Instruments и Analog Device. Представляет интерес AFE ADS1291 фирмы Texas Instruments [9] – двухканальный 24 разрядный сигма-дельта АЦП, специально предназначенный для регистрации ЭКС. Устройство имеет встроенный усилитель с программируемым коэффициентом усиления, источник опорного напряжения. ADS1291 имеет размер 5×5 мм, сверхнизкое энергопотребление (335 мкВт / канал), быстродействие достаточное для регистрации ЭКС, низкий уровень шума (8мкВ).

В состав функциональной схемы микросхемы ADS1291 входят:

  • RC фильтр;
  • входные мультиплексоры;
  • компараторы;
  • усилители каналов 1 и 2 с программируемым коэффициентом усиления;
  • схема для электрода «правой ноги» для фильтрации синфазной составляющей;
  • 24 битный сигма-дельта АЦП;
  • внутренний источник опорного напряжения.

На входе микросхемы располагается RC фильтр, он действует как фильтр электромагнитных помех для каналов 1 и 2. Полоса пропускания фильтра составляет [0..3] МГц. Входные мультиплексоры являются очень гибкими и обеспечивают множество настраиваемых вариантов переключения входных сигналов, а также использования тест-сигналов. Это позволяет проводить диагностику, калибровку и конфигурацию устройства.

Вводные сигналы возбуждения подаются на мультиплексор перед переключателями. Компараторы, которые регистрируют состояние сигналов, также связаны с блоком мультиплексора перед переключателями.

Каждый канал ADS1291 имеет 24-битный сигма-дельта АЦП. Этот преобразователь использует модулятор второго порядка, оптимизированный для маломощных приложений. Встроенный прореживающий цифровой фильтр может быть использован для подавления шумов на высоких частотах. Фильтры децимации также обеспечивают сглаживание фильтрации.

ADS1291 имеет 24-битные информационные выходы для каждого канала в дополнительном коде. Для передачи данных между узлами в микросхеме ADS1291 реализован интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface).

Таким образом, использование микросхемы ADS1291 позволяет значительно уменьшить количество элементов в схеме, габариты и затраты на проектирование портативного кардиоанализатора. Габариты макетного образца портативного кардиоанализатора КДС «Кардиовид» составляют 45 мм х 35 мм х 6 мм.

Беспроводная передача данных является основным требованием использования портативного кардиоанализатора в условиях свободной двигательной активности пациента. Беспроводная связь кардиоусилителя и мобильного устройства накладывает ограничения на протокол обмена данными: он должен обеспечивать требуемый радиус действия устройства и низкий расход заряда батареи. Таким протоколом является протокол Bluetooth 4.0 (Bluetooth Low Energy – BLE) [8]. Благодаря использованию специального алгоритма работы, при котором передатчик включается только на время передачи данных, в Bluetooth 4.0 обеспечивается ультранизкое энергопотребление. Наиболее доступным на данный момент решением, реализующим Bluetooth 4.0, является система беспроводной передачи данных на микросхеме СС2540 фирмы Texas Instruments [7].

При проектировании ЭКГ-датчиков для диагностической системы особое внимание следует уделить качеству регистрации ЭКС, которое определяется в первую очередь эффективным подавлением помех [6].

Основы качественного автоматического анализа ЭКС закладываются на этапах регистрации и предварительной обработки. Алгоритмы предварительной обработки ЭКС, основной целью которых является помехоподавление, закладывают основы достоверности автоматического анализа в целом.

Проблема подавления помех при регистрации и обработке ЭКС состоит в том, что полезная информация сосредоточена в циклически повторяющихся коротких информативных участках. Поэтому, если в результате помехоподавления происходят даже незначительные искажения формы информативных участков ЭКС, то такие искажения могут привести к ошибочным диагностическим заключениям. Следовательно, основным требованием, предъявляемым к процедурам помехоподавления, является значительное подавление помех при минимальном искажении полезного сигнала. Кроме того, производительность алгоритмов подавления помех в ЭКС должна соответствовать скорости входного потока данных (т.е. должна обеспечиваться работа в реальном времени).

В настоящее время в области обработки ЭКС хорошо изученными являются линейные методы цифровой обработки сигналов. При использовании линейных фильтров нижних частот (ФНЧ) для устранения высокочастотного шума в ЭКС обычно полагают, что информационный спектр сигнала находится в полосе пропускания фильтра. Однако в спектре ЭКС содержатся компоненты с частотами, находящиеся в одном диапазоне с помехой. Поэтому при применении линейных ФНЧ острые зубцы Q, R, S, пики, изломы информационной составляющей, представляющие высокочастотные компоненты ЭКС, сглаживаются.

Применение линейных фильтров верхних частот (ФВЧ) для устранения дрейфа изолинии приводит к искажению параметров ST-сегментов, поскольку частотный спектр дрейфа изолинии, как правило, почти полностью совпадает с частотным спектром ST-сегментов. Смещение ST-сегмента в электрокардиографии является признаком повреждения различных отделов миокарда (вплоть до инфаркта миокарда), поэтому его искажение недопустимо.

С целью устранения недостатков линейных фильтров в последние годы все чаще находят применение фильтры нелинейные, в том числе и для подавления помех в биомедицинских сигналах. Особый интерес для обработки ЭКС представляют нелинейные процедуры на основе порядковых статистик (ранговые алгоритмы) [2]. Ранговые алгоритмы фильтрации в отличие от линейных методов лишены такого недостатка, как пространственная инерционность, которая заключается в том, что влияние отдельных элементов сигнала (импульсных помех) проявляется на результирующем сигнале на расстоянии порядка размеров апертуры фильтра. Это заметно в частности в размывании границ и искажении формы информативных импульсов при сглаживании сигналов. Кроме того, за последнее время разработано несколько вариантов быстрых процедур ранжирования.

Для подавления помех в ЭКС были разработаны два алгоритма, отвечающие требованиям работы в реальном времени: алгоритм подавления высокочастотных помех (мышечного тремора и сетевой помехи) и алгоритм устранения дрейфа изолинии. Оба алгоритма нелинейные с использованием порядковых статистик.

Достоинством разработанных процедур подавления помех в ЭКС является обеспечение высокого качества обработки сигналов с нестационарными характеристиками полезного сигнала и помех при ограниченных априорных знаниях о модели изменения сигнала и свойствах помех.

Читайте также  Сколько переваривается таблетка в желудке

Применение современной микропотребляющей элементной базы, стандартных беспроводных технологий и оригинальных алгоритмов обработки информации при разработке ЭКГ-датчика должно обеспечить создание конкурентоспособного изделия, необходимого современной медицине.

В настоящее время портативный кардиоанализатор КДС «Кардиовид» проходит предварительные испытания.

Рецензенты:

Чувыкин Б.В., д.т.н., профессор кафедры «Информационно-вычислительные системы», ПГУ, г. Пенза.

Трофимов А.А., д.т.н., профессор, заместитель начальника учебно-научного центра ОАО «НИИФИ», г. Пенза.

Опыт использования прибора КардиоВизор в кардиологической практике.

Компьютерный комплекс «Кардиовизор» — это ценный скрининговый метод для ранней диагностики, а следовательно- своевременной профилактики и точного лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Эта новая современная компьютерная программа регистрации работы сердца основана на методе дисперсионного картирования (проецирования) электрокардиографического сигнала на так называемую- виртуальную модель эпикарда сердца. Образно говоря- «Кардиовизор» формирует индивидуальный для каждого человека «портрет сердца». Прибор разработан российскими учеными, а чтобы понять, в чем его уникальная диагностическая ценность, следует напомнить, что дает регистрация так называемой обычной стандартной «ЭКГ покоя».

Аппарат ЭКГ, таким как мы его знаем, был разработан еще в 1920 году , а его разработчик Вильям Эйндховен был удостоин Нобелевской премии. До сегодняшнего дня метод электрокардиографии остается одним из главных для оценки состояния миокарда. Зубцы и интервалы электрокардиограммы-это результат прохождения электрического импульса по всей проводящей системе сердца-от синусового узла, где автоматически зарождается импульс , по предсердиям, предсердно-желудочковым проводящим путям и далее по левому и правому желудочку. И так от цикла к циклу, от систолы –к диастоле. Анализ обычной стандартной 6-ти канальной ЭКГ -покоя дает очень много ценной информации о состоянии сердечного ритма и проводимости, положении электрической оси сердца, выраженности гипертрофии и перегрузки различных отделов сердца, наличии ишемии или гипоксии миокарда, рубцовых изменений после перенесенного инфаркта миокарда, возможных электролитных нарушениях и многое другое. Однако с разработкой американским биофизиком Норманом Холтером в конце 50-годов прошлого века суточного (холтеровского) ЭКГ-мониторирования возможности ЭКГ-диагностики существенно расширились, так как появилась возможность динамического анализа ЭКГ- во времени. В отличие от холтеровского ЭКГ-мониторирования, регистрация на «Кардиовизоре» проводится на протяжении 1-5 мин, а пациент получает абсолютно понятную для него, наглядную «картину» деятельности его сердца. В целом обследование с консультацией специалиста длится около часа. Работа сердца-не застывшая графическая кривая ЭКГ, а динамичный, изменяющийся в зависимости от состояния гормональной ,а особенно, вегетативной нервной системы , процесс.. Именно поэтому появилось такое понятие, как вариабельность (или изменчивость) сердечного ритма. Оказалось, что колебания сердечного ритма во времени дают ценную информацию для оценки состояния регуляции сердечно-сосудистой системы, в частности преобладания симпатических (адреналин) или парасимпатических (ацетилхолин) влияний на сердце, что может помочь в подборе соответствующего лечения сердечных нарушений. С помощью «Кардиовизора» можно выявить не только текущие нарушения ритма (аритмии), но и прогнозировать риск их возниковения в будущем-по анализу динамики предсердных зубцов, ширины желудочкового комплекса, а особенно- по так назывемой альтернации зубца Т-заключительной фазы-реполяризации ( или восстановления исходного потенциала) желудочков . Формируется наглядная карта усредненных амплитуд микроальтернаций в виде 3-мерной цветовой модели сердца (дисперсионный портрет сердца с окрашенными в различные цвета проблемными зонами миокарда ). Именно анализ микроальтернаций зубца Т, например, кроме выраженности ишемии, может дать косвенную информацию о степени перетренированности и полноценности восстановления миокарда после спортивных или тяжелых физических нагрузок. Изменения же вариабельности сердечного ритма в целом дают информацию о выраженности стрессовой нагрузки на сердечно-сосудистую систему. Это те случаи, когда сердце болит, как говорят, «на нервной почве». А ведь нередко в подобных случаях ошибочно диагностируется стенокардия, и соответственно, пациент лечится неправильно абсолютно ненужными препаратами. К сожалению, встречаются и более тяжелые в плане угрозы для здоровья ситуации, когда ишемия миокарда своевременно не выявляется. При этом боль может носить нехарактерный, или как говорят «атипичный» характер: локализоваться в плече, позвоночнике, верхних конечностях, распространяться в нижнюю челюсть , подложечную область живота и т.п., или может вообще отсутствовать (это так называемые безболевые формы ишемической болезни сердца) .Именно в подобных случаях человек может перенести инфаркт миокарда, как говорится «на ногах», даже не подозревая у себя наличия такого грозного осложнения (увы, а может и не перенести. ). Своевременное обследование на «Кардиовизоре», а особенно-после пробы с физической нагрузкой, даст возможность выявить самые ранние ишемические нарушения в миокарде, когда стандартная ЭКГ-покоя еще практически не изменена. Следует дополнить, что обследовать на «Кардиовизоре» можно не только взрослых , но и детей старше 6 лет.

Вариабельность сердечного ритма и дисперсионное картирование ЭКГ в оценке эффективности транслюминальной баллонной ангиопластики коронарных артерий у больных ИБС

Больным ИБС, подвергнутым плановому стентированию коронарных артерий для оценки эффективности оперативного лечения исследован комплекс клинико-инструментальных показателей, включающий в себя вариабельность сердечного ритма и дисперсионное картирования электрокардиограммы до и после коронаропластики. Изучены корреляционные связи между изучаемыми параметрами и на основании их результатов была выявлена зависимость, между значением фракции выброса левого желудочка и показателем, отражающим метаболизм миокарда (индекс “миокарда”). Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца, коронопластика, вариабельность сердечного ритма, дисперсионное картирование ЭКГ.

Введение

На протяжении последних лет в России заболеваемость, связанная с патологией органов кровообращения, остаётся постоянной (26 человек на 1000 населения) и занимает 9-е место среди других классов заболеваний. Смертность от заболеваний сердечно-сосудистой системы в 2010 году составила 57% (805 человек на 10 000 населения) и заняла лидирующую позицию по причине смерти в нашей стране [10].

В последние годы в лечении пациентов ИБС все чаще используется транслюминальная баллонная ангиопластика (ТЛБАП) и стентирование коронарных артерий. Одной из проблем кардиологии остаётся оценка эффективности проводимого оперативного лечения. [5]

Метод дисперсионного картирования (ДК) основан на принципиальном новом анализе частотной и амлитудной характеристик сигналов, которые формируются при каждом сокращении в здоровом сердце и предшествуют во времени изменениям собственно ЭКГ. [8]. Использование при ДК ЭКГ сложных компьютерных моделей позволяет установить связи между новыми признаками ЭКГ и электрофизиологическими изменениями в миокарде, что несёт на себе новую информацию. Так по данным некоторых авторов ДК ЭКГ может быть использовано в качестве скринингового метода исследования лиц с артериальной гипертензией, с факторами риска ИБС, профессиональным стрессом, позволяющего выявлять ранние нейровегетативные и метаболическими расстройства миокарда, признаки его электрической нестабильности, гипертрофии, для изучения электрофизиологического статуса миокарда при проведении функциональных проб и оценки эффективности программ восстановительного лечения у больных кардиологического и пульмонологического профиля, для оценки отдалённого прогноза у пациентов с пароксизмальной формой мерцательной аритмии, а также для составления прогноза внутрибольничной смерти ургентных пациентов [6, 7, 8, 11, 13].

О зависимости степени поражения коронарных артерий и величины индекса “Миокард” говорилось в ряде работ [12], также как и о прогностической ценности данного показателя в отдалённом периоде у больных ИБС, подвергнутых реваскуляризации [8].

В свою очередь вариабельность сердечного ритма (ВСР) позволяет определить преобладающий тип регуляции автономной нервной системы, который в зависимости от его напряжения и длительности существования будет отражаться на функциональном состоянии миокарда [1, 2, 14].

Применение методов ВСР и ДК ЭКГ в оценке состояния больных ИБС до и после стентирования коронарных артерий посвящено настоящее исследование.

Методика исследования

Нами у 45 пациентов, страдающих хроническими формами ИБС: безболевой ишемией миокарда и стенокардия напряжения II по III функциональных классов, отобранных для планового выполнения стентирования коронарных артерий (38 мужчин — 82%, 7 женщин -18%) Исследована клиническая картина ИБС и данные инструментальные исследования, среди которых были проведены измерения показателей ВСР с использованием 5-минутных записей R-R интервалов синусового ритма по методике Баевского Р. М. [4] и оценены дисперсионные показатели такие как индекс «Миокарда» и «Ритм» с помощью прибора «Кардиовизор» («Медицинские компьютерные системы» (Москва, Зеленоград).

Подробные клинико-анамнестические данные пациентов представлены в табл. №1.

Таблица 1.

Клиническая характеристика больных

Медицинские интернет-конференции

Языки

  • Русский
  • English
  • КОНФЕРЕНЦИИ
  • ЖУРНАЛ
  • АВТОРАМ
  • ОПЛАТА
  • ЧаВО (FAQ)
  • НОВОСТИ
  • КОНТАКТЫ

Основы применения математических моделей в кардиологии

  • Фундаментальные дисциплины |
  • Биофизика

Резюме

Студентка 1 курса СГМУ им.В.И.Разумовского.

Ключевые слова

Статья

Основы применения математических моделей в кардиологии

Дрозд Д. Д.

ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ имени В.И. Разумовского» Минздрава России

Аннотация:

Основы применения математических моделей в кардиологии

Дрозд Д. Д.

Основы применения математических моделей в кардиологии

Дрозд Д. Д.

ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ имени В.И. Разумовского» Минздрава России

Аннотация:

Основы применения математических моделей в кардиологии

Дрозд Д. Д.

ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ имени В.И. Разумовского» Минздрава России

Аннотация:

Математическое моделирование – важнейшая составляющая процесса обучения будущих медиков. Знание основ построения и применения математических моделей — залог успешного овладения врачебной специальностью. В данной статье рассматривается ряд основных аспектов применения математических моделей в кардиологии.

Ключевые слова:

Медицина, математическое моделирование, кардиология, модель сердца.

Под моделированием понимается процесс построения, изучения и применения моделей. Главная особенность моделирования заключается в том, что это метод опосредованного познания с помощью объектов-заместителей. Модель выступает как своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект.

Необходимость использования метода моделирования определяется тем, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) непосредственно исследовать или вовсе невозможно, или же это исследование требует много времени и средств. В модели аккумулируются лишь те свойства объекта, которые являются наиболее важными с точки зрения проводимого исследования [1].

Процесс моделирования включает три элемента:

1) субъект (исследователь),

2) объект исследования,

3) модель, опосредствующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.

Любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. В процессе моделирования модель выступает как самостоятельный объект исследования. Затем осуществляется перенос знаний с модели на оригинал — формирование множества знаний об объекте [2].

На практике с помощью моделей проверяются полученные знания, которые используют для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Для студентов медвузов знание основ математического моделирования важно в плане выбора врачебной специализации [3].

Читайте также  Объем желудка взрослого человека в литрах

В медицинской практике наибольшую популярность получили геометрические и физические модели. Одной из простейших математических моделей сердца является кинетическая модель [4]. Основным параметром моделирования в ней является сердечный ритм (рис. 1).

Главным элементом компьютерных моделей в кардиологии является трехмерная модель сердца, отражающая основные изменения его функционирования в динамическом режиме. В основе моделирования — двухкамерная модель сердца, основанная на квазипериодическом характере работы сердца и сердечных циклов. Четырехкамерная модель может быть представлена как объединение двухкамерных [5]. Существует также точечная модель двухкамерного сердца, учитывающая гемодинамику сердечно-сосудистой системы (рис. 2).

В связи с этим широкое распространение получили следующие компьютерные программы для математического моделирования: MathCAD, MathLAB, Maple, SMathStudio, FreeMat, Mathematica, характерной особенностью которых является наличие мощного математического аппарата, содержащего множество функций как для аналитических преобразований, так и для численных расчётов. Указанные системы позволяют строить двух- и трехмерные графики функций, существенно облегчая процесс математического моделирования.

Для изучения электрической активности сердца применяют программы SimBioSys ECG, Adapt R Lite, предназначенные для оценки качества работы регуляторно-адаптационных систем организма на основании показателей состояния сердечно-сосудистой системы.

Одной из широко используемых для моделирования электрической активности сердца компьютерных программ является интерактивная программа ECGSIM, которая позволяет исследовать связь между электрической активностью миокарда и результатом действия электрических потенциалов на грудную клетку; распределение волновых форм PQRST, а также составлять карты распределения потенциалов по поверхности тела человека [6].

Новейшая разработка компании «Sanofi-Aventis» – тренажер для изучения электрической активности сердца CARDIO-SIMULIX EXPERT, который позволяет моделировать электрическую активность сердца в норме и патологии, создавать учебные ситуации для обучения электрокардиографии и электрофизиологии, позволяет понять взаимосвязь между деполяризацией клеток сердца и формированием элементов ЭКГ в режимах реального времени, при остановленной ЭКГ или при поэтапном наблюдении движения импульса (рис. 3) [7].

На основе электрических моделей сердца разработаны автоматизированные кардиологические диагностические комплексы CardioLab2000, Биоток-3D, Кардиовизор-06С, ЭФКР-4 и др. [5]. Практическое применение математических методов моделирования в этих комплексах позволяет повысить качество проведения диагностических исследований в кардиологии, улучшить диагностику патологических состояний, автоматизировать ряд важных функций исследования сердца, значительно расширить функциональные возможности ранее существовавших аппаратных комплексов.

Таким образом, на современном этапе существует целый арсенал математических моделей и компьютерных программ, позволяющих моделировать деятельность сердца и сердечно-сосудистой системы. Задача кардиолога – знать о наличии различных методов, разбираться в их достоинствах и недостатках, уметь выбирать от или иной метод для улучшения диагностики и прогнозирования кардиологических заболеваний.

Литература

Список литературы

1. Щербакова И.В. Основные принципы обучения математическому моделированию студентов-первокурсников медицинского вуза // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине – 2010: Материалы ежегод. Всерос. науч. школы-семинара / Gод ред. проф. Д.А. Усанова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2010. С.153-155.

2. Лищук В.А., Бокерия Л.А. Математические модели и методы в интенсивной терапии: сорокалетний опыт. К 50-летию НЦССХ им. А.Н. Бакулева // Клиническая физиология кровообращения. М., 2006. Ч. 1; Баум О.В., Волошин В.И., Попов Л.А. Биофизические модели электрической активности сердца // Биофизика. 2006. Т. 51, № 6. С.1069-1086.

3. Щербакова И.В. Методологические аспекты мотивации студентов-первокурсников медицинского вуза к изучению физики // Новые задачи медицины и пути их решения: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. / Отв. ред. А.А. Сукиасян. Уфа: Науч.-издат. центр «Аэтерна», 2014. С.62-65.

4. Математические модели квази-одномерной гемодинамики / В.Б. Кошелев и др.. М.: МАКС Пресс, 2010. 114 с.

Операции и процедуры

Кардиовизор (составление 3D топологического «портрета сердца»)

Кардиовизор — новый прибор и одноименная оригинальная технология измерения электрических микроальтернаций сигнала ЭКГ. Микроальтернации ЭКГ во многих клинических случаях являются эффективными предикторами, то есть предсказателями скрытых, никак не проявляющихся патологических изменений миокарда.

Прибор успешно зарекомендовал себя в диагностике сердечно — сосудистых заболеваний. Используется врачами России, Украины и Европейского Союза.

В настоящее время это пока еще достаточно редкое исследование, позволяющее не только «увидеть» имеющиеся нарушения в работе сердца (достоверность свыше 80%), но и предсказать их возможное появление в будущем.

Портрет сердца, нарисованный кардиовизором, показывает и врачу, и пациенту проблемные области сердца. Информативность кардиовизора очень высока, особенно когда речь идет о выявлении ишемической болезни сердца, предынфарктных состояний, уточнении причин аритмии, различных кардиомиопатий и т. д.

Данная методика обеспечивает быстрое и точное определение состояния сердца:

  • норма
  • пограничное состояние
  • невыраженная патология
  • выраженная патология

Одновременно врач получает наглядную информацию о выраженности и локализации очага изменений на трехмерном портрете сердца, о степени опасности состояния, а также о наиболее вероятном виде патологии.

С помощью цвета кардиовизор указывает о сердечных недугах и метаболических нарушениях. Например, у человека перенесшего инфаркт, сердце на портрете буквально пылает, раскалившись докрасна.

Главным результатом высокой чувствительности прибора является то, что обеспечивается выявление устойчивых негативных изменений на ранних стадиях заболеваний, задолго до того, как они будут выявлены другими инструментальными исследованиями или проявятся субъективно.

Чем отличается это исследование от известной нам электрокардиограммы?

Кардиовизор это представитель нового поколения автоматических микропроцессорных анализаторов, предназначенных для регистрации и анализа микроскопических колебаний сигнала электрокардиограммы, называемых микроальтернациями ЭКГ. С его помощью можно увидеть то, что нельзя прочитать по результатам ЭКГ.

Дисперсионное картирование сердца может показать гипоксию миокарда, но это может быть и скрытой формой ишемии (кислородного голодания), когда больной еще не обращается к врачу, а лечение ему уже необходимо. Это может быть даже после перенесенного на ногах инфаркта миокарда, могут быть возрастные деградации сердца и другие серьезные нарушения.

Портрет сердца представляет собой моментальный снимок, поскольку исследование осуществляется практически мгновенно — в течение 30 -60 секунд. Происходящие в эти секунды изменения регистрируются компьютером. На экране мы видим и аорту, и предсердие, правое, левое, желудочки, желудочковую перегородку, верхушку сердца, синусовый узел. Нормально работающее сердце экран показывает в зеленом цвете. Малейшие изменения показаны в розовом, существенные — в красном цвете. Пламенное сердце свидетельствует об инфаркте. Последующая ангиография подтверждает, что на этих участках имеется коронарная недостаточность

Рис.1 Примеры портретов сердца: a) норма. b) ИБС, изменения при инфаркте миокарда

На экране мы видим и аорту, и предсердие, правое, левое, желудочки, желудочковую перегородку, верхушку сердца, синусовый узел.

Кардиовизор позволяет увидеть и патологию некоронарного характера. Например, сахарный диабет и другие метаболические изменения.

Кардиовизор позволяет параллельно снимать ЭКГ:

  • Стандартные двухполюсные отведения по Эйнтховену. I отведение, II отведение, III отведение.
  • Усиленные отведения от конечностей по Гольдбергеру. aVR, aVL, aVF.

Информативность кардиовизора увеличивается при использовании его в функциональных пробах и пробах с физической нагрузкой.

В МЦ БИОСС проводится Проба с физической нагрузкой — Проба Мастера.

Как проводится обследование кардиовизором:

На руки и ноги помещают специальные электроды в виде зажимов. Кожу предварительно обрабатывают физиологическим раствором или обычным гелем.

Затем включается кардиовизор, который снимает электрические импульсы сердца, и обрабатывает их программно. Регистрирует ЭКГ покоя в положении сидя или лежа в течение 30 или 60 секунд с 4-х электродов, наложенных на конечности (отведения I–aVF). Далее проводится автоматическое выделение и анализ низкоамплитудных колебаний ЭКГ — сигнала в последовательных сокращениях сердца, т.н. анализ микроальтернаций. Это принципиально отличается от стандартного контурного анализа ЭКГ.

Показания для обследования на кардиовизоре:

  • Пациенты в любом возрасте
  • Нейро — циркуляторная дистония (НЦД)
  • Вегето — сосудистая дистония (ВСД)
  • Нарушения сердечного ритма
  • Ишемическая болезнь сердца (ИБС)
  • Гипертоническая болезнь, симптоматическая гипертензия
  • Постинфарктный кардиосклероз
  • Кардиомиопатия, пороки
  • Эндокринологические заболевания;
  • Депрессивные состояния (стресс, психоэмоциональное перенапряжение)

Преимущества аппарата Кардиовизор

  • Позволяет за небольшой отрезок времени определить патологии сердца, особенно связанные с ишемической болезнью и аритмией сердца.
  • Применяется во всех видах медицины: кардиологии, военной медицине, медицине катастроф, спортивной, авиационной, космической и профилактической медицине.
  • Позволяет определить кардиологические патологии на ранних этапах развития, что существенно снижает риск развития болезней.

Главным результатом высокой чувствительности прибора Кардиовизора является то, что обеспечивается выявление устойчивых негативных изменений на ранних стадиях заболеваний, задолго до того, как они будут выявлены другими инструментальными исследованиями или проявятся субъективно. Кардиовизор ориентирован не на диагностирование вида патологии, а на раннее выявление электрофизиологических изменений, ведущих к тому или иному отклонению от нормы или развивающейся патологии.

Кому нужно контролировать состояние сердца на кардиовизоре?

Здоровым людям отслеживать состояние сердца, выявляя факторы риска в питании, привычках или образе жизни.

Если человек перенес инфаркт, то необходимо постоянно контролировать состояние своего сердца. Кардиовизор наглядно отражает динамику изменения состояния сердца. Если после инфаркта в течение определенного времени наблюдается негативный тренд в состоянии сердца, то необходимо сразу обратиться к врачу, чтобы врач произвел полную диагностику сердца и назначил лечение. Это позволит не допустить повторного инфаркта.

Если человек перенес операцию на сердце, то очень желательно, чтобы врач контролировал состояние Вашего сердца после операции или хотя бы во время послеоперационного восстановления.

Спортсменам и людям, которые по роду своей деятельности переносят постоянные сверхнагрузки, необходим регулярный мониторинг своего сердца. Известны многочисленные гибели спортсменов от сердечного приступа во время соревнований и тренировок. Использование данного решения позволит существенно снизить вероятность сердечного приступа у спортсмена.

Людям, которые имеют болезни сердца и получают медикаментозное лечение, кардиовизор позволит контролировать состояние сердца во время этого лечения и по динамике увидеть эффективность или неэффективность проводимого лечения.

Долго собирался лечить геморрой, самое страшное было закончить жизнь с калоприёмником. Выбирал,. >>>

Хочу от всей души поблагодарить Маевского Владимира Леонидовича за проведенную операцию по. >>>

Выражаю огромную благодарность Владимиру Леонидовичу Маевскому. Буквально на днях была проведена. >>>

Хочу выразить огромную благодарность Толстых Владимиру Сергеевичу! Я делала у него операцию по. >>>