Спосіб реєстрації цілісного електричного сигналу серця – двополярної петлі qrs і потенціалкардіограми (пкг) серця

1. Спосіб реєстрації двополярної петлі QRS і потенціал-кардіограми, що відображають повну, однозначну і легкоаналізовану інформацію про електричну активність серця в період збудження, який відрізняється тим, що реєстрацію необхідних для їх побудови електрокардіографічних сигналів (ЕКГ-сигналів) здійснюють на передній стінці грудної клітки на лінії між точками реєстрації однополярних, позитивної і негативної полярності, максимальної амплітуди ЕКГ-комплексів (повних комплексів) або на периметрі горизонтального перетину, що проходить через точки реєстрації повних комплексів, ліву бокову стінку, спину і верх правої бокової стінки. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що визначення величини потенціалів векторів петлі QRS і потенціалкардіограм здійснюють по величині амплітуд їх складових позитивної полярності для векторів правого шлуночка (ПШ) і негативної по 2 (19) 1 3 Винахід відноситься до медицини, розділ кардіологія. В даний час в практичній кардіології електрична активність серця відображається електрокардіограмами, зареєстрованими в 12-ти стандартних відведеннях. Початок цієї методики запропонував на початку двадцятого сторіччя Ейєнтговен ([1], с.5). Пізніше був запропонований цілий ряд методик ([1], с.52-67), в яких використовувалися різні способи накладення електродів (у вигляді квадратів, кубів, пірамід (Акулінічев), у стравоході, із використовування багатьох коригувальних опорів і т.ін.). Але всі ці методики мають один загальний недолік - вони відображають електричну активність серця у виді фрагментів цілісного його сигналу, конфігурація і параметри яких у великій мірі залежать від анатомічних особливостей пацієнта, що обумовлює низьку інформаційність і неоднозначність електрокардіографічних сигналів (ЕКГсигналів), які реєструються. У Всесвітній організації охорони здоров'я був проведений експеримент: п'ятьом фахівцямкардіологам було дано для аналізу 100 електрокардіограм. В результаті загальний, погоджений висновок був отриманий лише в 7-ми випадках [1]. Навіть зареєстровані випадки, коли тому самому фахівцеві повторно надходила раніше розглянута їм електрокардіограма, він давав їй інше тлумачення. Таким чином, в сучасній електрокардіографії електрокардіограми, зареєстровані по методиках, запропонованих у минулому столітті, тлумачаться по принципу «хто як розуміє». Самі кардіологи признають цей суб'єктивний фактор ([1], с.394). Метою дійсного винаходу є теоретичне обґрунтування і практичне підтвердження методики реєстрації цілісного (не фрагментного) електричного сигналу серцевого м'яза, що збуджується, результатом застосування якої буде однозначне і легко з'ясоване відображення, незалежно від анатомічних особливостей пацієнта, його електричної активності із чітким встановлення як «норми», так і патології із її локалізацією без впливання суб'єктивного фактору. Низька інформативність існуючих методик визначена невірним представленням про формування електричного поля в грудній клітці, як об'ємного провідникового (електричного) середовища, в якому діє електричне джерело - серце, і його закономірності відображені на її поверхні. Це - фізична задача і вирішувати її потрібно із урахуванням положень теоретичної електротехніки. В сучасній теоретичній електрокардіології існує запропоноване ще Ейєнт-говеном представлення про електричне поле серця з його прямолінійними осями найбільшого і нульового потенціалів, і проекції на поверхні грудної клітки цих осей і проміжних еквіпотенціальних ліній під різними кутами (Фіг.1). Але положення теоретичної електротехніки показує, що таке поле може бути тільки в симетричному провідному середовищі, де електроджерело (диполь) розташований також симетрично 91887 4 (Фіг.2). Але грудна клітка - це несиметричне провідне середовище, і серце в ній розташоване не симетрично. В цьому випадку електричне поле буде мати конфігурацію, показану на Фіг.3, характерною рисою якого є те, що головні осі (повздовжня і поперечна) диполя і еквіпотенціальні лінії згинаються убік границі розділу двох середовищ (грудна клітка - повітря), до якої зміщений сам диполь і проектуються на цю границю під прямим кутом. Це положення визначає першу, важливу помилку сучасної електрокардіографії, але одночасно показує, що електрична активність серця в період збудження може цілком відображатися на передній стінці грудної клітки. Багатьма фахівцями-кардіологами вказується, що еквівалентний моментний вектор єдиного диполя серцевого м'яза за цикл порушення описує своїм позитивним полюсом (вістрям) замкнену криву, названу петлею QRS. Але те, що петля QRS описується еквівалентним вектором «єдиного» серцевого диполя, є другою помилкою сучасної електрокардіографії, інакше - якби це було вірним, то на всій поверхні грудної клітки реєструвалися б тільки поодинокі однополярні ЕКГ-комплекси. На всій поверхні грудної клітки реєструються двополярні ЕКГ-комплекси, позитивна й негативна складові яких зрушені в часі. При цьому якщо перша складова, що відображає більш раннє збудження, реєструється на передній стінці в позитивній полярності, то на спині або бокових стінках воно в той же час реєструється в негативній полярності - і аналогічно, якщо друга складова, що відображає більше пізніше збудження, реєструється на передній стінці в негативній полярності, то на спині або бічних стінках вона в той же час реєструється в позитивній полярності. Все вище наведене свідчить про те, що в серцевому м'язі, що збуджується, діє не «єдиний» Ейєнтговенський диполь, а два диполі. А в яких відділах серцевого м'яза діють ці диполі, показує наведена на Фіг.4 підтверджена багатьма дослідниками тимчасова послідовність збудження ділянок серцевого м'яза (в деяких роботах показані трошки інші тимчасові показники, але послідовність така сама), яка показує, що спочатку збуджується правий шлуночок (ПШ) - інтервал часу 0,0120,025с., потім відразу ж збуджується лівий шлуночок (ЛШ) - інтервал часу 0,025-0,065с. Таким чином у серцевому м'язі, що збуджується, діють послідовно в часі диполі ПШ і ЛШ. Це ж дозволяє зробити висновок, що перша складова реєструємих на поверхні грудної клітки ЕКГ-комплексів, незалежно від її полярності, відображає збудження ПШ, а друга складова цих же ЕКГ-комплексів - збудження ЛШ. Що являє собою цілісний електричний сигнал серця, утворений спільною дією диполів ПШ і ЛШ, показує наступне. Тимчасові показники збудження ділянок серцевого м'яза на Фіг.4 визначаються в момент проходження фронту хвилі збудження або, також, в момент проходження еквівалентних моментних 5 векторів диполів шлуночків відносно моменту початку збудження перегородки (точка 0,000 на Фіг.4). А прийнявши цю точку як електричний «нуль» серця (реально, з урахуванням анатомічних особливостей серцевого м'яза, вона може бути трохи зміщена) і з'єднавши її пунктирними лініями із точками тимчасових показників, ми одержимо напрямок моментних векторів диполів шлуночків, величина яких визначається параметрами ЕКГкомплексів, що зареєстровані на поверхні грудної клітки (точки 1-6 і 7-13). З'єднавши точки 1-13 лінією, що плавно змінює свою кривизну, ми одержимо графічне відображення процесу зміни потенціалу серцевого м'яза, що збуджується, тобто петлю QRS - цілісний електричний сигнал серця, де область векторів 1-6 відображає збудження ПШ, а область векторів 713 - збудження ЛШ. Тому реальна петля QRS і має вигляд, показаний на Фіг.4. Відображення цього цілісного сигналу на поверхні грудної клітки здійснюється на основі наведеного вище положення теоретичної електротехніки про електричне поле в несиметричному провідному середовищі (Фіг.3) - положення про «крайовий ефект». Як показує Фіг.5, поздовжня вісь петлі QRS із проекціями на ній всіх її векторів (за винятком перпендикулярних до неї) вигибається до передньої стінки і реєструється на її поверхні у вигляді однополярних, максимальної амплітуди ЕКГ-комплексів позитивної й негативної полярності +R2 і -R2 (далі повні комплекси). Еквіпотенціальні лінії всіх проміжних векторів також вигибаються до передньої стінки і відображаються на її поверхні на лінії між повними комплексами у вигляді двополярних ЕКГ-комплексів. Таким чином, цілісний електричний сигнал серця, тобто петля QRS повністю відображається на передній стінці й може бути зареєстрована на лінії між повними комплексами +R2 і -R2. При цьому, як показує Фіг.4, еквівалентні вектори шлуночків обертаються в одній площині навколо єдиного центра в протилежних напрямках: вектор ПШ - в напрямку годинникової стрілки, його позитивний полюсзвернений до передньої стінки й прописує лінію між повними комплексами, на якій відображається зміна його потенціалу в позитивній полярності; вектор ЛШ - проти руху годинникової стрілки, і його позитивний полюс звернений до спини, тому на передній стінці він своїм негативний полюсом прописує лінію між повними комплексами, на якій відображається зміна його потенціалу в негативній полярності. Із цього виходить, що реальна петля QRS відображається в двох полярностях (двополярна петля QRS): збудження ПШ відображається складовими позитивної полярності, що реєструються на лінії +R2 і -R2 ЕКГ-комплексів, а збудження ЛШ складовими негативної полярності цих же ЕКГкомплексів. Крім того, з огляду на те, що збудження ПШ відображається позитивним полюсом його еквівалентного вектора на лінії між точками реєстрації повних комплексів, а збудження ЛШ відображаєть 91887 6 ся позитивним полюсом його еквівалентного вектора на спині й бокових стінках, то петлю QRS можна відтворити по позитивних складових ЕКГкомплексів, зареєстрованих по периметру площини горизонтального перетину грудної клітки, що проходить через лінію +R2 і -R2, ліву бокову стінку, спину й верх правої бокової стінки. Реєстрація двополярної петлі QRS на передній стінці здійснюється в такий спосіб. Спочатку необхідно приготувати (можливо ксерокопії) наведену на Фіг.6 картку пацієнта, на якій показана нумерація й розташування точок реєстрації на груді пацієнта, а також векторне поле петлі QRS із відповідно пронумерованими пунктирними лініями напрямку її векторів, які розходяться як вєєр з одного центра. Далі треба: 1. Електрокардіографом, що працює в режимі реєстрації із грудних відведень, визначити й позначити на груди пацієнта точки, у яких реєструються повні ЕКГ-комплекси +R2 і -R2. 2. На лінії +R2 і -R2 позначаються рівномірно розташовані точки, число яких разом із крапками реєстрації ЕКГ-комплексів +R2 і -R2 для вищевказаної картки пацієнта повинне дорівнювати шести. Для грудної клітки більших розмірів цих точок може бути 7 або 8, але в цьому випадку необхідно збільшувати відповідно число пунктирних ліній на векторному полі. 3. Як при звичайній реєстрації із грудних відведень на всіх точках лінії +R2 і -R2 реєструються двополярні ЕКГ-комплекси. їх амплітуди складової позитивної й негативної полярності у збільшеному в 2-3 рази масштабі відкладають на відповідному номері на лініях векторного поля. При цьому значення збільшених амплітуд складових позитивної полярності відкладаються на лініях, позначених зі знаком "+", а значення збільшених амплітуд складових негативної полярності - на лініях, позначених зі знаком "-". 4. З'єднавши точки оцінок величин амплітуд лінією, яка плавно змінює свою кривизну, чим буде відновлена безперервність процесу збудження й позначена величина проміжних векторів, ми одержимо графічне відображення процесу зміни електричної активності серцевого м'яза, що збуджується, тобто двополярну петлю QRS - цілісний, легко з'ясовний електричний сигнал серця. Для здійснення реєстрації петлі QRS по периметру горизонтального перетину грудної клітки необхідний гумовий стрічковий пояс, картка пацієнта (Фіг.7). При цьому, з огляду на те, що еквіпотенціальні лінії електричного поля, внаслідок зсуву серця до передньої стінки, згущені в області серця й розосереджені на спині й бокових стінках (див. Фіг.3), на електроднім поясі електроди відповідно згущені на тій його частині, що прилягає до серця і розосереджені на спині й бокових стінках грудної клітки. Число електродів й, відповідно, число пунктирних ліній на векторному полі рекомендується прийняти рівним 16. Процес реєстрації відрізняється від попереднього тим, що в зареєстрованих по всьому периметру ЕКГ-комплексів виміряються лише амплітуди позитивних складових, значення яких 7 відкладаються в збільшеному масштабі на відповідно пронумерованих лініях векторного поля. Потенціалкардіограма - це лінійне розгорнення петлі QRS у часі, і її побудова відрізняється тим, що значення збільшених амплітуд позитивних і негативних складових ЕКГ-комплексів, що зареєстровані на лінії +R2 і -R2 відкладаються на вертикальних лініях, рівномірно розташованих на осі нульового потенціалу, число яких дорівнює подвоєному числу електродів на лінії +R2 і -R2 і у відповідному порядку пронумерованих. При цьому, значення амплітуд позитивних складових (ПШ) відкладаються на лініях, спрямованих нагору від осі нульового потенціалу, а значення амплітуд негативних складових (ЛШ) - на лініях, спрямованих вниз від осі нульового потен 91887 8 ціалу. З'єднавши точки оцінок величин амплітуд плавною лінією, ми відтворимо двополярну потенціалкардіограму (ПКГ) - цілісний електричний сигнал серця (Фіг.7). На Фіг.8 показані «нормальні» петлі QRS, зареєстровані на передній стінці і на периметрі горизонтального перетину грудної клітки, а на Фіг.9 патологічні петлі QRS реальних пацієнтів, а також двополярна потенціалкардіограма. Показані способи реєстрації петлі QRS можуть бути технологічною рекомендацією для комп'ютеризації цих способів і розробки відповідної апаратури. Джерела інформації: 1. Дехтяр.Г.Я. Электрокардиографическая диагностика. -М.: «Медицина», 1972г. 9 91887 10 11 91887 12 13 91887 14 15 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 91887 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601