Экг с компьютерной обработкой и обычное экг в чем отличия
Annotation
The comparative analysis of the inaccuracies occurring in analogue and computer electrocardiography is presented.
ВВЕДЕНИЕ
Для повышения качества диагностики заболеваний сердца на ранней стадии необходимо, в частности, увеличивать точность измерения электрокардиосигнала. О возможностях электрокардиографии высокого разрешения сообщалось в [1, 5, 6, 7, 10]. Данная работа посвящена сравнению точности, которую может обеспечить традиционная (аналоговая) аппаратура и цифровой электрокардиограф. Авторы статьи выражают надежду, что приведённый материал поможет врачам глубже понять достоинства и недостатки аналоговой и компьютерной ЭКГ-регистрации.
Обычные аналоговые электрокардиографы представляют собой электронно- механические системы. Напряжение, наведённое на электроды в результате сердечной деятельности, усиливается электронным усилителем и регистрируется на бумажной ленте при помощи механического самописца.*
К усилителю предъявляются жёсткие требования по линейности, отношению сигнал/шум, дрейфу нуля, равномерности амплитудно-частотной характеристики и т.д. В то же время самописцу, как и всем механическим системам присущ ряд недостатков, связанных с подверженностью износу, необходимостью периодического технического обслуживания, погрешностью изготовления. А значит, в процессе эксплуатации характеристики самописца меняются, и запись ЭКГ становится менее достоверной.
Сам самописец обладает постоянной времени. Учитывая всё это, в технической документации прилагаемой к кардиографу, заводом-изготовителем указывается реальная погрешность измерения порядка 10-20%. Для диагностики, например, некоторых нарушений ритма сердца (НРС) нужна длительная запись потенциалов сердца.
Однако при длительном мониторинге длина ленты может выражаться десятками метров, и обработка ЭКГ становится неудобной. Имеется ещё ряд задач в кардиологии, когда аналоговая регистрация становится тормозом. Учитывая изложенное, целесообразно отказаться от механического звена в цепи обработки ЭКГ и записывать потенциалы сердца в память компьютера.
При этом открываются большие возможности по автоматизации анализа кардиограмм. Точность записи и разрешающая способность метода компьютерной ЭКГ позволяют получить большую информацию, и тем самым увеличить достоверность диагноза на ранней стадии заболевания, по сравнению с традиционной ЭКГ [1, 5, 6, 7, 9, 10].
ЭКСПЕРИМЕНТ
На базе серийного одноканального электрокардиографа ЭК1T 03 М2 создан прибор, позволяющий вести запись электрических потенциалов сердца как, традиционно, на бумажной ленте, так и в памяти компьютера. Упрощённая блок-схема устройства показана на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема экспериментального электрокардиографа: 1 - усилитель, 2 - самописец, 3 - преобразователь напряжение-ток.
Сигнал, снимаемый с электродов, подаётся на вход усилителя. Усиленный сигнал является входным для двух независимых цепей. Сохранена заводская часть: после преобразования напряжение -ток сигнал подаётся на самописец. Суть разработки составляет другая цепь (рис. 1).
Аналоговый сигнал подвергается дискретизации при помощи устройства выборки и хранения (УВХ) и оцифровывается аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Цифровые отсчёты записываются в память компьютера. Пример компьютерной ЭКГ представлен на рис. 5.
Частота дискретизации, задаётся тактовым генератором (ТГ) и составляет 1200 Гц. В устройстве применён 10-ти разрядный АЦП, т.е. выходной цифровой сигнал имеет 2 10 = 1024 дискретных уровня.
ПОГРЕШНОСТЬ АНАЛОГОВОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ЭКГ
Подсчет ошибки, возникающей при аналого-цифровом преобразовании. Квантование, при котором сигнал аппроксимируется ближайшим уровнем называется округлением (рис. 2) [2, 3, 4, 8]. Очевидно, что максимальная абсолютная ошибка округления не превышает половину ступени квантования. Относительную ошибку можно выразить формулой (1), то есть, чем больше входной сигнал, тем меньше погрешность, естественно, при условии U < Umax.
Рис. 2. Аппроксимация аналогового сигнала дискретной последовательностью методом округления.
Единицы измерения значения не имеют. Это может быть напряжение на электродах в мВ или эквивалентное отклонение пера самописца, выраженное в миллиметрах. Диапазон регистрируемых сигналов серийного кардиографа колеблется от 0.03 до 5 мВ, эффективная ширина записи канала - 40 mm. При наиболее часто устанавливаемой чувствительности 10 mm/mV максимальный регистрируемый сигнал составляет 4 mV, что соответствует 40 mm на бумажной ленте. Эти величины логично принять в качестве Umax.
На графике (рис. 3), иллюстрирующем зависимость e(U) отмечены некоторые характерные точки. Видно, что во всём рабочем диапазоне входных сигналов относительная ошибка квантования, вносимая АЦП, не превосходит 6.5%, в то время как паспортная погрешность измерения напряжения аналогового ЭКГ-сигнала (табл. 1) составляет не более 20% в диапазоне от 0.1 до 0.5 мВА и 10% в диапазоне от 0.5 до 4.0 мВ.
Рис. 3. Зависимость относительной ошибки измерения напряжения от амплитуды входного сигнала.
Сравнение разрешающей способности серийного и компьютерного электрокардиографов
Рабочий диапазон от 0.03 до 4 mV
Разрешающая способность по времени
Относительная погрешность измерения временных интервалов в диапазоне от 0.1 до 1 s
Генератор тактовых импульсов, управляющий УВХ, стабилизирован кварцевым резонатором, поэтому его относительная нестабильность частоты оценивается как 10 в минус четвертой степени %. Относительная же погрешность скорости движения ленты аналогового электрокардиографа по паспорту составляет 5%.
Оценка разрешающей способности прибора по времени, если принять следующие допущения: разрешающая способность человеческого глаза при анализе ЭКГ, записанной на бумаге, равна толщине линии самописца; разрешающая способность при анализе ЭКГ с экрана монитора равна одному пикселю (один дискретный отсчёт). Толщина линии самописца равна 0.2 мм.
При скорости протяжки ленты равной 50 мм/с на бумаге записывается 5-10/0.2 = 250 "толщин", в то же самое время в память компьютера записывается 1200 отсчётов ЭКГ. Таким образом, представление ЭКГ на экране монитора эквивалентно увеличению скорости протяжки ленты в 4.8 раза.
Если необходимо более детальное исследование ЭКГ то, теоретически, её можно полностью восстановить по дискретным отсчетам, так как ЭКГ можно считать сигналом с ограниченным спектром, и частота дискретизации удовлетворяет требованию теоремы Котельникова fд>2fв [2]. Реально точность ограничивается быстродействием УВХ.
Таким образом, анализ эксперимента показал, что погрешность измерения амплитуды при помощи компьютерного кардиографа по сравнению с аналоговым меньше в 10-25 раз, в зависимости от уровня входного сигнала; разрешающая способность по времени у компьютерного варианта в 4.8 раза больше, чем у аналогового, относительная погрешность измерения временных интервалов у компьютерного меньше в 100 раз.
Однако погрешность вносится не только аппаратной частью. Как уже отмечалось, цифровой сигнал обрабатывать проще, чем аналоговый. Для обработки аналогового сигнала необходимо изготавливать реальные приборы "в железе". Каждая операция предполагает использование нового прибора. Такая "жёсткая" структура оказывается громоздкой, дорогой, трудно поддающейся изменению.
Обработка цифровых сигналов ведётся при помощи компьютера. Чтобы изменить параметры обработки не нужен новый компьютер, достаточно лишь изменить программу, что очень важно при внедрении новых технологий при диагностике и т.д. Например, как видно из рис. 4,а и 5,а в спектре ЭКГ присутствует сетевая наводка, которая проявляется как дребезжание линии ЭКГ с частотой около 50 и около 100 Гц.
Рис. 4. Спектр ЭКГ: ДПФ по 1024 точкам, где а - полный спектр; б - искусственно усечённый спектр.
Рис. 5. Фрагмент компьютерной электрокардиограммы (пример); а - неочищенная ЭКГ; б - очищенная ЭКГ.
При компьютерной обработке эта помеха легко устраняется, что облегчает интерпретацию и анализ кардиограмм (рис. 5б). Под обработкой сигнала подразумевается фильтрация. Для обработки кардиографических сигналов нами применялись программы - цифровые фильтры нижних частот и дифференциаторы. Попробуем оценить ошибку, вносимую этими фильтрами.
Фильтрация - это уже само по себе преднамеренное изменение исходного сигнала с целью выделить из него полезную информацию. Цифровой сигнал можно подвергнуть дискретному преобразованию Фурье, то есть перевести его из временной области в частотную. В этом представлении сигнал будет характеризоваться набором кратных частот - гармоник. Эти гармоники образуют спектр сигнала.
Спектр цифрового сигнала ограничен: первая гармоника зависит от длины цифрового ряда, ограничение на верхнюю гармонику накладывается частотой дискретизации в соответствии с теоремой Котельникова. Полезный спектр реального кардиосигнала ограничивается примерно частотой 50 Гц, тогда как при частоте дискретизации 1200 Гц теоретически частота сигнала может достигать 600 Гц, реально эта цифра должна быть уменьшена в 3-5 раз.
3-5-кратный запас берётся для уменьшения искажений, связанных с дискретизацией. Зная спектр сигнала можно восстановить сам сигнал. При восстановлении сигнала можно искусственно ограничить спектр, отбросив, занулив все гармоники выше некоей выбранной (рис. 4). Теперь его граничная частота совпадёт с верхней используемой гармоникой. Описанный алгоритм эквивалентен низкочастотной фильтрации.
Причём, искусственно зануляя верхние гармоники мы не вносим искажений в низкочастотную часть, которая несёт основную часть информации. То есть получается как бы фильтр нижних частот с идеальной, прямоугольной частотной характеристикой.
Эта процедура не применяется на практике, так как неудобна для обработки больших массивов данных, её невозможно использовать для обработки текущих значений ряда в реальном масштабе времени, однако ничто не мешает нам использовать этот "идеальный фильтр" в качестве эталонного при определении ошибки, вносимой "обычным" цифровым фильтром.
В качестве "обычного" цифрового фильтра понимается рекурсивный цифровой фильтр нижних частот типа Баттерворта. Ошибки, вносимые рекурсивными фильтрами связаны с непрямоугольностью амплитудно-частотной характеристики и, в большей степени, с нелинейностью фазо-частотной.
Одним из перспективных способов обработки ЭКГ является метод фазового портрета [1, 5, 6, 7]. Для применения этого метода необходимо вычисление первой производной ЭКГ-сигнала по времени. Для этого применяется цифровой дифференциатор. Этот фильтр также вносит некоторые искажения, поэтому полезно оценить масштаб ошибки, сравнив работу фильтра с идеальной моделью.
Амплитудно-частотная характеристика идеального дифференциатора представляет собой наклонную прямую с началом в нуле координат, конец линии уходит на бесконечность, но при работе с сигналами с ограниченным спектром логично ограничить полосу пропускания фильтра частотой верхней гармоники (рис. 6).
Рис. 6. АЧХ идеального дифференциатора + идеального ФНЧ. Коэффициенты образуют арифметическую прогрессию.
"Идеальное дифференцирование с идеальной фильтрацией нижних частот" сводится к дискретному преобразованию Фурье (ДПФ), занулению верхних гармоник, почленному умножению ряда Фурье на ряд образованный элементами арифметической прогрессии с нулевым элементом равным нулю, и обратному ДПФ полученной последовательности. Шаг арифметической прогрессии или наклон АЧХ дифференциатора не играет роли, поскольку влияет лишь на амплитуду выходного сигнала, но не на его форму.
На рис. 7 и 8 показаны фрагменты кардиограмм обработанных "идеальным" и "обычным" фильтром. Как и следовало ожидать, основное различие локализовано в тех местах ЭКГ, где наблюдается быстрое изменение сигнала (присутствуют высокие частоты), это - QRS-комплекс. В качестве числового параметра, позволяющего оценить погрешность, вносимую фильтрами, выбрана площадь, ограниченная кривыми. При этом полагается, что площадь под кривой, полученной с помощью "идеального" фильтра равна единице.
Рис. 7. Сравнение ЭКГ, обработанных «идеальным фильтром нижних частот»: ДПФ по 1024 точкам 70-ая верхняя гармоника; и ЦФНЧ типа Баттерворта 4-го порядка частота среза 60 Гц.
Проанализировано 10 отрезков ЭКГ с применением цифровых фильтров разного порядка. Отрезки ЭКГ содержали комплекс QRS-T. Диапазон значений полученных результатов приведен в табл. 2.
Часто пациенты спрашивают: почему мне назначают ЭКГ, почему не назначают Эхо? Какой из этих двух видов диагностики более информативен? Что нужно сделать, чтобы мне сделали именно Эхо?
ЭКГ и ЭхоКГ не являются взаимозаменяемыми методами; и тот, и другой активно используется при диагностике различных заболеваний сердца, однако между ними есть значительная разница. На ЭКГ мы получаем проекцию продвижения электрического импульса по сердечной мышце, видим все преграды на пути импульса, и это позволяет нам составить относительно полное представление о том, как работает сердце и в какой именно области есть проблемы. ЭхоКГ, напротив, дает нам двумерное или трехмерное изображение сердца, и мы можем увидеть особенности его строения, заметитьклапанные и другиепороки, оценить состояние полостей сердца и т.д.
Нельзя сказать, что одно из этих исследований более информативно, чем другое. К примеру, при визуализации можно увидеть исключительно трансмуральные повреждения миокарда (то есть, проходящие через все стенки), а на ЭКГ видны нетрансмуральные изменения и рубцы. В то же время, визуализация дает нам представление о размерах всех отделов сердца, о скорости кровотока в каждом из них, о состоянии клапанов и полостей – чего на ЭКГ увидеть невозможно. Поэтому, например, частый диагноз «пролапс митрального клапана» нельзя поставить по результатам одной только ЭКГ.
Увидеть или услышать сердце?
Назначить тот или иной вид инструментального исследования сердца должен врач-кардиолог или терапевт; в этом вопросе он опирается на полученную от пациента информацию о жалобах, общем состоянии здоровья, а также на результаты клинического осмотра.
Чаще всего ЭКГ назначают раньше ЭхоКГ, так как, во-первых, ЭКГ является оптимальным методом для выявления неотложных состояний, таких как инфаркт миокарда, а во-вторых – это наиболее доступный метод, вполне информативный и при плановых профилактических проверках здоровья.
Получив результаты ЭКГ, врач может заподозрить конкретное заболевание и назначить пациенту ЭхоКГ. Это стандартный маршрут плановой диагностики, позволяющий выявить почти все патологии сердца.
Памятка пациенту: чем отличается ЭКГ от ЭхоКГ
Электрокардиография
Эхокардиография
Ультразвуковое исследование сердца; регистрация ультразвуковых волн в тканях, преобразуемых в электрический сигнал
Выявление острого инфаркта миокарда или следов перенесенного инфаркта (рубцов);
Наличие блокад; Ишемические или дистрофические повреждения сердечной мышцы.
Точные размеры камер сердца, аорты, легочной артерии и вен, подходящих к сердцу;
Толщина стенок желудочков сердца, или степень гипертрофии;
Оценка систолической и диастолической функции сердца;
Скорость кровотока на каждом из клапанов сердца;
Врожденные и приобретенные пороки сердца, патологии перикарда.
Показания к проведению исследования
Подозрение на острый инфаркт миокарда;
Стенокардия, боли за грудиной;
Перенесенный инфаркт миокарда;
Нарушения сердечного ритма, частое сердцебиение;
Выявленные пороки и ишемическая болезнь сердца
Периодические боли в области грудной клетки;
Частая одышка, ощущение нехватки воздуха;
Частые головные боли, обмороки, отеки, повышенное артериальное давление;
Нарушения сердечного ритма, частое сердцебиение;
Выявленные пороки и ишемическая болезнь сердца
ЭКГ можно сделать в любом амбулаторно-клиническом центре, любом стационаре, в любой машине «скорой помощи» - как планово, так и экстренно.
ЭхоКГ можно сделать в плановом порядке в амбулаторно-поликлиническом центре или в профильном отделении стационара
Сроки получения результата
В экстренном порядке – до 5-10 минут, в плановом порядке – в течение 3-5 рабочих дней.
В плановом порядке – в среднем около 5 рабочих дней.
Совет пациенту
Если вас беспокоят повторяющиеся боли в сердце или за грудиной, частая одышка при физических нагрузках или в состоянии покоя, вы чувствуете, что сердце «заходится» - обратитесь к врачу общей практики в поликлинике по месту прикрепления. Врач направит вас на обследования, в числе которых может быть не только ЭКГ, но и некоторые лабораторные анализы, а также откроет для вас запись на консультацию кардиолога.
Если у вас внезапные сильные боли за грудиной, тяжелый приступ одышки, повышенное сердцебиение – не терпите боль в сердце, не ждите, пока «само отпустит». Вызовите «Скорую помощь». Врачи «Скорой помощи» также могут снять ЭКГ, а также быстро распознать неотложное состояние, требующее госпитализации.
А.Ю. ЮРОВСКИЙ, С.С. СУХОВ
ООО «АТЕС МЕДИКА софт», 115419, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 11
Статья посвящена современным компьютерным электрокардиографам и системам дистанционного анализа ЭКГ на их основе. Изложены общие принципы построения систем дистанционной ЭКГ, приведены конкретные примеры. Описаны преимущества компьютерных электрокардиографов перед традиционными приборами с термопечатью, обоснована необходимость широкого распространения дистанционного анализа цифровых ЭКГ для повышения оперативности и качества ЭКГ-диагностики и обеспечения совместимости полученных данных с медицинскими информационными системами.
Ключевые слова: компьютерный электрокардиограф, цифровая ЭКГ, дистанционный анализ ЭКГ, кардиоцентраль, рабочее место врача, медицинская информационная система (МИС).
A.Yu. YUROVSKIY, S.S. SUKHOV
«ATES MEDIKA soft» Ltd, 11 Ordzhonikidze Str., Moscow, Russian Federation, 115419
Distant analysis of ECG and computerized electrocardiography ― modern alternatives to classic «paper» solutions
The paper is devoted to the modern computerized electrocardiographs and computer-based systems for distant analysis of ECG. The general principles of forming the systems for distant analysis of ECG are discussed, accompanied by examples.
The advantages of computerized electrocardiographs are described, compared to traditional devices with thermal printing. The necessity of broader application of the distant analysis of digital ECGs is proved, which will increase the urgency and quality of ECG diagnosing and provide the compatibility of the obtained data with medical informational systems.
Key words: computerized electrocardiograph, digital ECG, distant analysis of ECG, main cardio-center, physician’s working place, medical informational system (MIS).
- Где и почему нужны системы дистанционной ЭКГ
Патологии сердечно-сосудистой системы (ССС) занимают второе место среди причин заболеваемости и первое ― среди причин смертности населения РФ. Заболеваемость населения в этой сфере выросла за 10 лет в 1,6 раза и в 2010 году составила 22 855,9 случаев на 100 000 жителей России (т. е. около 23 %). Своевременно проведенная диагностика для выявления и лечения заболеваний ССС была и остается важнейшей задачей отечественного здравоохранения.
ЭКГ покоя ― едва ли не самый востребованный диагностический инструмент при исследовании состояния ССС. В проведении этого исследования постоянно нуждается широкий контингент населения. В настоящее время отечественная медицина может удовлетворить этот запрос лишь в небольшой степени. Проблема здесь не столько в том, чтобы зарегистрировать ЭКГ, сколько в том, чтобы провести анализ записи и доставить врачебное заключение на место регистрации.
Местные ЛПУ (ФАПы, районные больницы)
Обеспечение местных ЛПУ нужным количеством электрокардиографов и обучение среднего медперсонала регистрации ЭКГ не решает проблему с ЭКГ-диагностикой. Из-за дефицита специалистов большинство ЭКГ-записей некому анализировать. Частой практикой является транспортировка распечаток с ЭКГ в центральные ЛПУ; потом приходится везти назад заключения врача. Ясно, что это трудоемко и неэффективно, а в острых случаях может оказаться, к сожалению, уже не нужным.
Служба скорой медицинской помощи (СМП)
Экипаж машины СМП может записать ЭКГ на улице и дома у пациента, но не может провести анализ ЭКГ и сформировать врачебное заключение. Хотя такое заключение часто бывает востребовано самым срочным образом. Например, принять решение о проведении тромболизиса в случае острого инфаркта экипаж может только при получении рекомендаций кардиолога. Если такие рекомендации поступят только после доставки больного в ЛПУ, то такая задержка может иметь самые серьезные последствия.
Крупные ЛПУ и кардиоцентры. Общие недостатки «бумажной» ЭКГ
В ЛПУ с большим количеством кардиологических больных (прежде всего, в специализированных кардиоцентрах) ежедневно регистрируются и обрабатываются сотни записей ЭКГ. Использование для этой цели набора классических «бумажных» электрокардиографов, никак не связанных между собой, все меньше согласуется с требованиями времени. Необходимость ежедневной регистрации ЭКГ в палатах, блоках реанимации и интенсивной терапии, в приемном покое, т. е. в различных местах, часто расположенных в разных корпусах ЛПУ, приводит к проблемам, схожим с проблемами анализа ЭКГ в глубинке. Общее в том, что регистрация ЭКГ и ее анализ проводятся в разных местах, а единственным хранилищем записей ЭКГ является бумажный носитель.
Медперсоналу при этом приходится носить горы бумаг с записями ЭКГ от мест регистрации к местам анализа и затем доставлять по назначению проанализированные записи. Поиск ранее сделанных записей и, в частности, сравнение записей, сделанных в разное время для одного и того же пациента, могут быть затруднены. Кроме того, записи на термобумаге со временем выцветают и становятся нечитаемыми. С бумажными записями нельзя использовать компьютерный анализ ЭКГ, который может существенно облегчить и ускорить обработку ЭКГ и написание врачебного заключения. Наконец, затруднено занесение протокола исследования ЭКГ в электронную историю болезни: нужно заново набирать на клавиатуре врачебное заключение и сканировать бумажную ЭКГ.
Решение проблем ― системы дистанционной ЭКГ
Внедрение систем дистанционной ЭКГ находит свое отражение и в проекте МЗ СР РФ «Создание систем персонального мониторинга здоровья человека», и в приказе МЗ РФ № 388н, предполагающем оснащение машин скорой помощи электрокардиографами с дистанционной передачей ЭКГ, и в других документах.
- Общие принципы устройства систем дистанционной ЭКГ. Преимущество объединенных систем для удаленной и внутригоспитальной регистрации ЭКГ
Стационарные и мобильные компьютерные электрокардиографы (КЭ)
Для регистрации ЭКГ в машинах скорой помощи, в палатах ЛПУ или на дому у пациента нужно использовать компактные облегченные приборы с автономным питанием ― мобильные КЭ, а для работы в приемном покое или кабинете функциональной диагностики больше подходят стационарные КЭ.
Стационарные КЭ могут иметь большой экран для визуализации ЭКГ (выгодная альтернатива печати ЭКГ в процессе регистрации) и распечатку готовой записи на обычном компьютерном принтере (выгодная альтернатива печати ЭКГ на термобумагу). Такие приборы обладают полной функциональностью 12-канального классического электрокардиографа. Для мобильных КЭ требования компактности и легкости приводят к уменьшению уровня функциональности. Используется небольшой экран в 7-8 дюймов, устройства печати в комплекте может не быть.
Стационарный КЭ может быть укомплектован ноутбуком на тележке, если его нужно иногда передвигать по кабинету или перемещать по больнице. Если это не требуется, то стационарный КЭ комплектуют обычным компьютером и монитором с экраном не менее 19 дюймов.
Мобильный КЭ ― это, как правило, прибор на базе планшетного компьютера с экраном не менее 7 дюймов и отдельным термопринтером (если КЭ предназначен для машины СМП с оснащением по приказу 388н).
Во всех случаях на компьютер устанавливается специализированное программное обеспечение (ПО) для регистрации и передачи цифровой ЭКГ.
Каналы связи для передачи ЭКГ от регистрирующих модулей к рабочим местам врача, оснащенным ПО для анализа ЭКГ.
При работе в машинах скорой помощи используется мобильный Интернет, в местных ЛПУ обычно можно использовать стационарный Интернет, в крупном ЛПУ при наличии централизованной компьютерной сети целесообразно передавать ЭКГ через эту сеть. При этом стационарные КЭ подключаются непосредственно к сети, а для мобильных КЭ нужен беспроводной доступ к ней (Wi-Fi).
Анализирующая часть систем дистанционной ЭКГ
В системе анализа ЭКГ выделяются два типа модулей: кардиоцентраль (КЦ) ― компьютер, куда поступают записи ЭКГ, и РМ врача ― компьютер, на котором они анализируются. Для малых систем эти модули могут быть совмещены на одном компьютере (например, система, установленная у частнопрактикующего кардиолога). Но система дистанционной ЭКГ в крупном ЛПУ, как правило, включает отдельную кардиоцентраль и несколько согласованно работающих РМ врача. Такое устройство системы надежно и предусматривает возможность расширения ― подключение дополнительных РМ врача в случае увеличения потока ЭКГ. База данных пациентов и результатов обследований хранится на кардиоцентрали. Через кардиоцентраль также осуществляется связь с медицинской информационной системой (МИС).
Программа анализа ЭКГ на РМ врача предоставляет собой значительно более мощный инструмент анализа ЭКГ, чем анализ по бумаге. Базовые возможности ― открыть вновь поступившую запись (как и любую другую запись из базы данных), визуализировать сигнал ЭКГ и результаты его обработки, написать врачебное заключение. Качество сигнала ЭКГ и миллиметровой сетки на экране должны быть не хуже, чем на традиционной распечатке ЭКГ. Также должна быть возможность:
- выбирать фрагмент сигнала для анализа, изменять фильтры, развертку и чувствительность ЭКГ;
- изменять при необходимости положение маркеров зубцов ЭКГ, поставленных программой;
- вставлять во врачебное заключение любые фрагменты из автоматического заключения и строки из заранее приготовленного шаблона;
- предоставить возможности сравнения разных ЭКГ одного и того же пациента.
Кроме этого, программа анализа может предоставить врачу расширенные возможности, выходящие за рамки рутинного анализа, в частности:
- обработку длинных записей ЭКГ (от одной до нескольких минут) с элементами холтеровского анализа (классификация кардиоциклов различной формы) и анализом вариабельности сердечного ритма;
- анализ ЭКГ в ортогональных отведениях и векторкардиографию, как в истинных ортогональных отведениях, так и интерполированную из обычной ЭКГ 12.
Для работы с программой анализа ЭКГ лучше использовать широкоформатный дисплей с экраном не менее 23 дюймов для одновременного показа сигнала ЭКГ и результатов его обработки.
Интеграция с МИС
Все более востребована возможность интеграции систем дистанционной ЭКГ с МИС, т. е. автоматическое сохранение результатов ЭКГ ― исследования в электронной истории болезни. Полная интеграция предусматривает получение данных пациента из МИС, проведение ЭКГ ― исследования и сохранение в МИС текста врачебного заключения и электронного образа распечатки результатов исследования. Цифровая запись ЭКГ обычно хранится только в базе данных системы дистанционной ЭКГ, т. к. для работы с ней требуется специальное ПО.
Для возможности интеграции с МИС система дистанционной ЭКГ должна иметь соответствующий программный интерфейс (HL7, DICOM и др.).
- Система дистанционной ЭКГ на примере ГБУ «РКНПК» (Москва). Особенности и преимущества компьютерного анализа ЭКГ
Система Easy ECG установлена в одном из ведущих кардиологических центров страны ― ГБУ «РКНПК» МЗ РФ (Москва) в 2009 году.
Она обрабатывает записи ЭКГ, сделанные:
― в кабинете ЭКГ, в палатах различных отделений и блоке РИТ (реанимации и интенсивной терапии);
― поликлинике РКНПК (отдельный корпус ЛПУ);
― Урюпинской ЦРБ (Волгоградская область) и других ЛПУ этого района;
― ЛПУ, пользующихся услугами РКНПК по анализу ЭКГ на коммерческой основе.
Для регистрации ЭКГ в кабинете используются стационарные КЭ. Для регистрации в палатах и блоке реанимации ― мобильные (носимые) КЭ; они же могут использоваться для регистрации ЭКГ на выезде.
В поликлинике РКНПК установлена своя система дистанционной ЭКГ; она передает записи ЭКГ основной системе РКНПК. В ЛПУ Урюпинского района и других сторонних ЛПУ также установлены системы дистанционной ЭКГ, передающие часть полученных ими записей ЭКГ в РКНПК для анализа. Врачебные заключения передаются на места отправки ЭКГ автоматически.
Анализ записей ЭКГ, поступающих на кардиоцентраль системы, производится на десяти согласованно работающих РМ врача.
Все записи ЭКГ хранятся в единой базе данных «пациенты ― исследования». Врачебные заключения сохраняются в базе данных сразу после их создания в программе, установленной на РМ врача. Одновременно с этим автоматически производится передача протокола исследования ЭКГ в МИС «Интерин» и печать протокола исследования ЭКГ с заключением врача для включения в традиционную бумажную истории болезни.
Благодаря объединению внутригоспитальной системы РКНПК с несколькими сторонними системами дистанционного анализа ЭКГ, жители даже самых отдаленных районов получили доступ к квалифицированной ЭКГ-диагностике.
- Компьютерные электрокардиографы как альтернатива классическим электрокардиографам
Выше КЭ рассматривались только как модули систем дистанционной ЭКГ. Вместе с тем КЭ являются самостоятельными приборами с функциями электрокардиографа и во многом превосходят классические приборы с печатью на термобумаге.
И стационарные, и мобильные КЭ могут печатать ЭКГ и результаты ее анализа на обычном принтере А4. Качество такой печати как у дорогих 12-канальных классических электрокардиографов, но вместо дорогой термобумаги шириной 210 мм используется обычная бумага формата А4.
Оба типа КЭ не требуют печати ЭКГ во время регистрации, так как ее полностью заменяет управляемая визуализация ЭКГ на экране.
Записи ЭКГ сохраняются в базе данных «пациенты ― исследования» и остаются доступными после регистрации неограниченно долго.
Стационарные КЭ, установленные на компьютере с большим экраном, можно использовать для компьютерного анализа ЭКГ и написания врачебного заключения.
КЭ обоих типов «умеют» послать протокол исследования ЭКГ в формате PDF (электронный образ распечатки) по электронной почте, что является упрощенной альтернативой цифровой дистанционной ЭКГ. Для просмотра таких протоколов не требуется специализированное ПО. Используется бесплатное ПО Adobe Reader или его аналоги.
Функциональная диагностика (ЭКГ, спирография и др.)
Общее описание
Компьютерная ЭКГ (электрокардиограмма) входит в список обязательных (скрининговых) исследований при кардиологическом обследовании. Это простой инструментальный неинвазивный метод исследования, суть которого состоит в регистрации электрических потенциалов, возникающих во время работы сердца, и их графическом отображении на дисплее монитора или бумаге. Компьютерная электрокардиограмма позволяет получить ценную информацию о состоянии сердечной мышцы и проводящей системы сердца. От обычной ЭКГ отличается тем, что предварительные результаты исследования становятся известны сразу после его окончания.
С помощью электрокардиограммы возможно:
- определить источник (водитель) сердечного ритма;
- определить время и порядок готовности к сокращению отдельных камер сердца;
- проверить состояние путей, проводящих электрический импульс к самым дальним от водителя ритма клеткам сердца;
- оценить изменения частоты сердечных сокращений;
- определить положение электрической оси сердца, дающее нам представление о пространственном расположении сердца в грудной клетке;
- вычислить угол отклонения верхушки сердца от нормального положения;
- выявить аномальные источники электрического импульса и аномальные пути его проведения.
Показания к назначению ЭКГ:
- перед оперативным вмешательством;
- при наличии профессионального риска;
- при появлении болей в районе сердца, возникновении аритмии, ухудшении состояния пациентов с заболеваниями сердца;
- если присутствует высокий риск заболеваний сердца (к факторам риска развития сердечных заболеваний относят курение, беременность, возраст старше 40 (для мужчин), гипертоническую болезнь, перенесенные инфекции и гиперхолестеринемию);
- подозрение на сердечные заболевания;
- для оценки профпригодности летчиков, водителей, моряков и т. п.;
- при подозрениях на вовлечение сердечной мышцы в патологический процесс при заболеваниях носа, нервной системы, уха, эндокринных желез, внутренних органов, кожных заболеваниях.
Важно отметить, что электрокардиография — это не только эффективный, но и абсолютно безвредный способ исследования. Специфика анализа результатов электрокардиограммы базируется на изучении зубцов: в условиях нормы зубцы легко различимы и отражаю четкие интервалы сокращения сердца. Любые изменения, касающиеся величины зубцов, неравномерности их сегментов, указывают на те или иные нарушения сердечнососудистой системы. Кроме того, компьютерная ЭКГ необходима для оперативного контроля над течением болезни.
Компьютерный электрокардиоргафический комплекс в процессе записи автоматически анализирует кардиограмму, мгновенно формирует предварительное заключение, которое печатается на электрокардиографической ленте. Результаты исследования могут архивироваться в персональный компьютер.
Нормы
В норме на ЭКГ ритм синусовый с частотой между 60 и 90 в минуту, нормальное положение электрической оси сердца.
Читайте также: