V laboratóriu bola vyvinutá ucelená sada metód na mapovanie EKG potenciálov na
povrchu hrudníka. Je určená pre lekársky výskum aj pre rutínne klinické
použitie. Vo forme špeciálneho aplikačného programového balíka boli tieto metódy
implementované predovšetkým pre mapovací systém
ProCardio
, ale môžu (s výnimkou samotného meracieho programu) byť použité tiež nazávisle.
Je možné pracovať s viacerými zvodovými systémami, ktoré majú 24 až 63 elektród.
Boli vyvinuté metódy na výpočet viacerých typov povrchových máp a ich zobrazenie a
tlač. Je tiež možné meranie a zobrazenie štandardného 12-zvodového EKG a VKG podľa
Franka.
V súčasnosti uvedené programové vybavenie pracuje v režime DOS (pod operačným systémom
DOS, WINDOWS 3.x alebo 95/98). Programy pracujú okrem angličtiny aj v slovenčine alebo
češtine a využívajú sa v niekoľkých univerzitných laboratóriách a na klinikách na
Slovensku, v Rusku a v Rakúsku.
Navrhnutý prístup je plne modulárny. Jednotlivé metódy sú zahrnuté do samostatných
úloh, ktoré sú realizované v programoch, ktoré môžu byť spustené buď nezávisle alebo
volané cez ponuku úloh. V súčasnosti sú v balíku programov začlenené nasledovné úlohy:
|
|
Na nasledujúcich obrázkoch sú ukázané pozície elektród v používaných zvodových systémoch. V súčasnosti je zapracovaných 5 zvodových systémov: 24-zvodový systém podľa Barra, 32-zvodový systém NEKTAL, dva 32-zvodové systémy podľa Luxa (z toho jeden s chrbtovými elektródami a druhý bez nich), 63-zvodový systém podľa Savarda. Je možné doplniť definície ďalších zvodových systémov s pravidelným alebo nepravidelným rozmiestnenám elektród. Signály z viacerých zvodových systémov môžu byť merané súčasne až do celkového počtu meracích kanálov konkrétnej konfigurácie meracieho systému. Okrem mapovacích zvodových systémov, je možné aj meranie štandardného 12-zvodového EKG a VKG podľa Franka.
 |
 |
 |
 |
 |
Celé programové vybavenie na povrchové EKG mapovanie môže byť konfigurovaný podľa špecifických požiadaviek užívateľa. Okrem parametrov na konfiguráciu systému, ktoré sú ukázané na nasledujúcom obrázku, môže užívateľ nastaviť vlastné konfiguračné parametre aj pre všetky programy zahrnuté do tohto balíka.
Program na správu súborov umožňuje výber a manipuláciu so súbormi s meranými alebo vypočítanými EKG údajmi a mapami. Poskutuje tiež prostriedky na hľadanie súborov obsahujúcich špecifické informácie o meraní alebo o pacientovi. Príklad vyhľadávania súborov (vybraných typov) v zadanom adresári je ukázaný na nasledujúcom obrázku. Z vyhľadaného súboru je možné zobraziť detailnejšie informácie. Tieto sú uložené v hlavičke každého dátového súboru a zobrazované všetkými programami tohto balíka.
Merací program umožňuje záznam EKG údajov zo všetkých zahrnutých zvodových systémov. Je možné nastavenie celého radu parametrov merania. Ponuka na nastavenie týchto parametrov s príkladmi ich skutočných hodnôt je zobrazená na nasledujúcom obrázku.
Počas nakladania elektród pred meraním program kontroluje kontakty medzi elektródami a kožou. Stav všetkých elektród sa zobrazuje na displeji. Na nasledujúcom obrázku je ako príklad zobrazený výzor obrazovky pri kontrole kontaktov 24 zvodov podľa Barra, meraných spolu so štandardným 12-zvodovým EKG.
Počas záznamu sú merané signály monitorované na obrazovke. Formát monitora môže byť nastavený podľa želania, pričom súčasne je možné sledovať až 32 signálov. Všetky merané údaje môžu byť tiež detailne zobrazené bezprostredne po ukončení záznamu, ešte pred ich definitívnym zápisom na disk.
Merané signály môžu byť spracované a zobrazené v rôznych formátoch. Spracovanie zahŕňa číslicovú filtráciu, korekciu nulovej línie signálu a automatické alebo interaktívne určenie časových okamihov dôležitých pre mapovanie. Na nasledujúcom obrázku ja ukázaný prípad, kedy je zapnutý kurzor, pomocou ktorého je možné merať časy a amplitúdy signálov. Merané hodnoty sa zobrazujú v druhom riadku v pravom hornom paneli.
Spracované signály s označenými časovými okamihmi je možné detailne prezerať. Na nasledujúcom obrázku je vybraný jeden signál po požadovanom spracovaní a označení.
Program na spracovanie a zobrazenie signálov umožňuje tiež zobrazenie jednotlivých VKG signálov a vektorkardiografických sľučiek alebo ich kombinácie. Parametre spracovania a zobrazenia sú ukázané v ľavej časti obrazovky.
Na nasledujúcom obrázku je zobrazenie jedného cyklu VKG sľučky z toho istého merania v ľavej sagittálnej rovine. V tomto prípade boli údaje filtrované a sľučka je zobrazená prerušovane s krokom 5 ms, pričom šípky ukazujú smer vývoja sľučky. Zapnutý kurzor umožňuje odčítanie parametrov srdcového vektora v každom bode sľučky. Tieto sa zobrazujú na ľavom dolnom paneli.
Pri povrchovom mapovaní EKG potenciálov sa z meraných EKG signálov berú hodnoty potenciálov v tom istom časovom okamihu a tieto sa zobrazia vo forme jednej potenciálovej mapy. Pri mapovaní z obmezeného počtu zvodov sa na rekonštrukciu hodnôt potenciálov v úplnej mapovacej mriežke používajú algoritmy špecifické pre ten-ktorý zvodový systém. Mapy potenciálov môžu byť vypočítané až pre 12 časových intervalov, pričom pre každý interval môže byť zadaný časový krok medzi mapami alebo počet máp, ktoré sa majú vypočítať. Hranice intervalov môžu byť zadané pomocou časov udaných v milisekundách alebo pomocou časových okamihov, ktoré boli vyznačené pri spracovaní EKG signálov.
Definovanie požadovaného formátu na zobrazenie máp sa zabezpečí nastavením príslušných parametrov zobrazenia. Ako príklady sú v nasledujúcom texte uvedené mapy v niekoľkých formátoch, zobrazené farebne alebo čiernobielo, s pomocou izopotenciálnych plôch alebo čiar a s vyznačením rôznych markerov. Mapy je možné prezerať v statickom alebo v dynamickom (animovanom) režime.
Na nasledujúcom obrázku je zobrazená mapa získaná pomocou spline a bilineárnej interpolácie. Okamihy, v ktorých boli počítané mapy, sú vyznačené na priebehu referenčného EKG zvodu. V mape sú tiež zobrazené markery základných čiar na torze (sternum, ľavá stredná axilárna čiara, chrbát, transverzálna rovina), mapovacia mriežka a pozície meracích elektród.
Na ďalšom obrázku sú súčasne zobrazené 4 kontrastné čierno-biele mapy. Mapované časové okamihy sú vyznačené v strednokvadratickom (rms) EKG sugnále. Na konštrukciu máp bola použitá lineárna interpolácia. V mapách sú tiež ukázané značky základných čiar na torze a hranice projekcie jednotlivých segmentov ľavej komory (podľa Selvestera) na povrch hrudníka.
Nasledujúci obrázok ukazuje sériu 9 povrchových potenciálových máp zobrazených pomocou farebných izopotenciálových čiar. V mapách sú zobrazené značky základných čiar na hrudníku a mapovacej mriežky. Nad každou mapou sú uvedené mapované okamihy a hodnoty maxima a minima.
Pri povrchovom integrálnom mapovaní sa mapujú integrály potenciálu cez definovaný časový interval. Hodnoty v jednotlivých mapovaných bodoch sa vyberajú z príslušných meraných zvodov. Pri mapovaní z obmedzeného počtu zvodov sa na rekonštrukciu hodnôt v úplnej mapovacej mriežke používajú algoritmy špecifické pre príslušný zvodový systém. Na ďalšom obrázku je znázornená obrazovka pri výpočte povrchových integrálnych máp. Pomocou predtým vyznačených časových okamihov alebo priamo zadaním časov v milisekundách je možné definovať až 16 intervalov integrácie (pre rôzne typy integrálnych máp).
Podobne ako pri mapovaní potenciálov, môžu byť aj integrálne mapy zobrazené a vytlačené v rôznych formátoch a režimoch. Na nasledujúcom obrázku je farebná povrchová integrálna mapa počas QRS komplexu (integrál medzi časmi Qo a J) u normálneho subjektu. Všimnite si hustú mapovaciu mriežku (vyznačenú po obvode mapy) pri kombinovanej spline a bilineárnej interpolácii.
Na nasledujúcom obrázku sú s použitím farebných izointegrálnych čiar zobrazené integrálne mapy pre 4 rôzne časové intervaly (20 ms od začiatku QRS komplexu, celý QRS komplex, ST-T interval a cel QRST interval) u toho istého pacienta.
Pri odchýlkovom integrálnom mapovaní sa porovnávajú individuálne integrálne mapy jednotlivého pacienta s vybranými "vzormi". Rozdiel, vyjadrený v štandardných odchýlkach mapy vzoru je zobrazený ako odchýlková integrálová mapa a používa sa na diagnostiku v kardiológii.
Vzory sa vypočítavajú ako priemerné integrálne mapy z vybranej skupiny pacientov s normálnym alebo patologickým obrazom elektrického poľa srdca. Nasledujúci obrázok ukazuje displej pri výpočte priemerných integrálnych máp (vzorov). Ďalší súbor integrálnych máp pacienta, ktorý bude pridaný do priemeru, sa vypíše alebo vyberie z ponúknutého zoznamu. Predtým, ako je tento súbor do vzoru zahrnutý, sa kontroluje, či vyhovuje parametrom, ktoré boli pre vytváraný vzor definované.
Program umožňuje zobrazenie odchýlkových máp, máp vzorov a ich smerodajných odchýliek,
integrálnych máp pacienta a tiež ich kombinácie.
Na nasledujúcom obrázku je farebná odchýlková mapa, t.j. mapa rozdielov medzi referenčným
vzorom a integrálnou mapou pacienta, vyjadrená v smerodajných odchýlkach vzoru. Oblasť,
kde negatívna odchýlka presahuje 2 smerodajné odchýlky, je diagnosticky významná a je
preto vyznačená sivo.
Na nasledujúcom obrázku je súčasne zobrazená kombinácia všetkých typov máp vyskytujúcich sa pri odchýlkovom integrálnom mapovaní: odchýlková mapa, pacientova integrálna mapa, integrálna mapa vzoru a mapa jeho smerodajných odchýliek. Mapy sú zobrazené farebne so zvolenou škálou pre každý typ mapy.
Kombinácia všetkých typov máp používaných pri odchýlkovom integrálnom mapovaní, podobná ako v predošlom prípade, je ukázaná na nasledujúcom obrázku. V tomto prípade sú mapy zobrazené pomocou izointegrálnych čiar. Sivo vyznačená oblasť v odchýlkovej mape opäť označuje oblasť, kde hodnota odchýlkového indexu je mimo zvoleného normálneho rozsahu (obyčajne -2 smerodajné odchýlky).
Pri izochrónnom a intervalovom mapovaní sa mapujú časové okamihy vybraných udalostí na povrchu hrudníka (napr. prekročenie určitého prahového napätia, dosiahnutie minimálnej derivácie EKG signálu alebo dĺžka zvoleného časového intervalu v EKG signále - napr. intervalu Q-T). Takže tieto mapy dávajú topografickú informáciu o časovaní týchto udalostí, a môžu byť použité na doplňujúcu kardiologickú diagnostiku. Ako príklad je zobrazená izochrónna mapa ukazujúca časy, v ktorých EKG potenciály dosahujú prahovú hodnotu .05 mV, u pacienta s akútnym infarktom myokardu na inferiórnej a posteriórnej stene ľavej komory. V zodpovedajúcich častiach mapy (najmä v dolnej ľavej a pravej časti) neboli detekované žiadne potenciály nad zvoleným prahom.
