AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie

Podobne dokumenty
AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie

QT_DISP. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie. WEAIiE, Katedra Automatyki Laboratorium Biocybernetyki

1. ABSTRAKT REZULTATY I WNIOSKI PODSUMOWANIE LITERATURA DODATEK C: OPIS INFORMATYCZNY PROCEDUR...

3. KONCEPCJA PROPONOWANEGO ROZWIĄZANIA DODATEK A: OPIS OPRACOWANYCH NARZĘDZI I METODY POSTĘPOWANIA...10

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie

II KATEDRA KARDIOLOGII CM UMK

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie

Automatyczna klasyfikacja zespołów QRS

ANALIZA HIERARCHICZNA PROBLEMU W SZACOWANIU RYZYKA PROJEKTU INFORMATYCZNEGO METODĄ PUNKTOWĄ. Joanna Bryndza

EKG (Elektrokardiogram zapis czasowych zmian potencjału mięśnia sercowego)

1.ABSTRAKT REZULTATY I WNIOSKI PODSUMOWANIE LITERATURA...5 DODATEK C. OPIS INFORMATYCZNY PROCEDUR... 7

Zastosowanie Informatyki w Medycynie

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

10. Zmiany elektrokardiograficzne

PRZETWORNIKI C / A PODSTAWOWE PARAMETRY

SYMULATOR EKG. Bartłomiej Bielecki 1, Marek Zieliński 2, Paweł Mikołajaczak 1,3

P R Z E T W A R Z A N I E S Y G N A Ł Ó W B I O M E T R Y C Z N Y C H

Lek. Olgierd Woźniak. Streszczenie rozprawy doktorskiej

Wykład 3. Opis struktury zbiorowości. 1. Parametry opisu rozkładu badanej cechy. 3. Średnia arytmetyczna. 4. Dominanta. 5. Kwantyle.

Elektrokardiografia dla informatyka-praktyka / Piotr Augustyniak. Kraków, Spis treści Słowo wstępne 5

1. Podstawowe pojęcia

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 15/15

Dariusz Kozłowski, Krzysztof Łucki Klinika Kardiologii i Elektroterapii Serca, II Katedra Kardiologii, Gdański Uniwersytet Medyczny

Modelowanie wektora magnetycznego serca na podstawie jonowych prądów komórkowych

Podstawy elektrokardiografii część 1

Drzewa Decyzyjne, cz.2

Detekcja zmienności rytmu serca

Detekcja zespołów QRS w sygnale elektrokardiograficznym

(L, S) I. Zagadnienia. 1. Potencjały czynnościowe komórek serca. 2. Pomiar EKG i jego interpretacja. 3. Fonokardiografia.

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Prowadzący(a) Grupa Zespół data ćwiczenia Lp. Nazwisko i imię Ocena LABORATORIUM 4. PODSTAW 5. AUTOMATYKI

OCENA JAKOŚCI DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Interaktywne wykresy. Interaktywne histogramy. Analiza granicznych wartości w zapisie EKG. Pełne dostosowanie do indywidualnych potrzeb

Analiza wariancji - ANOVA

Projekt ZSWS. Instrukcja uŝytkowania narzędzia SAP Business Explorer Analyzer. 1 Uruchamianie programu i raportu. Tytuł: Strona: 1 z 31

Wyniki badań dla trasy kolejowej Wrocław - Gdynia.

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE. Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej. Raport końcowy projektu

WZMACNIACZ OPERACYJNY

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Wyniki badań dla trasy kolejowej Warszawa - Wrocław.

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Ćw. 8 Bramki logiczne

Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Aby mieć możliwość przeglądania danych z 12 kanałów rejestrator powinien być ustawiony na 12-kanałowy tryb pracy. Dostępne tryby 12-kanałowe to:

Ćwiczenie nr 25: Interferencja fal akustycznych

URZĄD MARSZAŁKOWSKI WOJEWÓDZTWA OPOLSKIEGO DEPARTAMENT POLITYKI REGIONALNEJ I PRZESTRZENNEJ Referat Ewaluacji

WYZNACZANIE CECH PUNKTOWYCH SYGNAŁÓW POMIAROWYCH

II KATEDRA KARDIOLOGII CM UMK

CENTRUM KSZTA CENIA PODYPLOMOWEGO PIEL GNIAREK I PO O NYCH

Interpretacja krzywych sondowania elektrooporowego; zagadnienie niejednoznaczności interpretacji (program IX1D Interpex) Etapy wykonania:

PL B1. Sposób i układ pomiaru całkowitego współczynnika odkształcenia THD sygnałów elektrycznych w systemach zasilających

Analiza wyników sprawdzianu w województwie pomorskim latach

Przyczyny nieadekwatnych interwencji kardiowertera-defibrylatora

DOBÓR ŚRODKÓW TRANSPORTOWYCH DLA GOSPODARSTWA PRZY POMOCY PROGRAMU AGREGAT - 2

Holter. odprowadzeń CM5, CS2, IS.

PLAN WYNIKOWY DLA KLASY DRUGIEJ POZIOM PODSTAWOWY I ROZSZERZONY. I. Proste na płaszczyźnie (15 godz.)

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

Doświadczalnictwo leśne. Wydział Leśny SGGW Studia II stopnia

z zapisu EKG 1. WSTĘP CELE PROJEKTU KONCEPCJA PROPONOWANEGO ROZWIĄZANIA... 8

ZAŁOŻENIA ORGANIZACYJNO PROGRAMOWE

Wzmacniacze operacyjne

Układ bodźcoprzewodzący

Laboratorium Programowanie Obrabiarek CNC. Nr H04

OBRAZY WEKTOROWE W MAGNETOKARDIOGRAFII

USTALANIE WARTOŚCI NOMINALNYCH W POMIARACH TOROMIERZAMI ELEKTRONICZNYMI

MONITOROWANIE EKG, ZABURZENIA RYTMU SERCA RC (UK)

Tom 6 Opis oprogramowania

========================= Zapisujemy naszą funkcję kwadratową w postaci kanonicznej: 2

W celu obliczenia charakterystyki częstotliwościowej zastosujemy wzór 1. charakterystyka amplitudowa 0,

Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji STATYSTYCZNA KONTROLA PROCESU

ANALIZA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ ANALIZA WARUNKÓW ZASILANIA

POMIAR NAPIĘCIA STAŁEGO PRZYRZĄDAMI ANALOGOWYMI I CYFROWYMI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

1. ABSTRAKT WSTĘP KONCEPCJA PROPONOWANEGO ROZWIĄZANIA... 6

Analiza i Przetwarzanie Biosygnałów

A61B 5/0492 ( ) A61B

SZCZEGÓLNE ROZWAśANIA NAD UŚREDNIONYMI POMIARAMI Special Considerations for Averaged Measurements

P r a w d o p o d o b i eństwo Lekcja 1 Temat: Lekcja organizacyjna. Program. Kontrakt.

Model referencyjny doboru narzędzi Open Source dla zarządzania wymaganiami

1. Zestawienie wymaganych parametrów techniczno-uŝytkowych monitora modułowego w ilości - 1 sztuka.

Dla naszego obiektu ciągłego: przy czasie próbkowania T p =2.

ANALIZA WYNIKÓW NAUCZANIA W GIMNAZJUM NR 3 Z ZASTOSOWANIEM KALKULATORA EWD 100 ROK 2012

ANALIZATOR TOPAS 1000 (FLUKE 1760) POMIARY PARAMETRÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

LABORATORIUM TECHNIKA CYFROWA BRAMKI. Rev.1.0

SPRAWDZIAN NR 1 ROBERT KOPERCZAK, ID studenta : k4342

Wyznaczanie budżetu niepewności w pomiarach wybranych parametrów jakości energii elektrycznej

Laboratorium przedmiotu Technika Cyfrowa

Analiza metod prognozowania kursów akcji

RAMOWY PROGRAM VII ŚWIĘTOKRZYSKICH WARSZTATÓW EKG, HOLTERA EKG I ABPM

Laboratorium MATLA. Ćwiczenie 6 i 7. Mała aplikacja z GUI

Laboratorium nr 5. Temat: Funkcje agregujące, klauzule GROUP BY, HAVING

1. ABSTRAKT WSTĘP KONCEPCJA PROPONOWANEGO ROZWIĄZANIA REZULTATY I WNIOSKI PODSUMOWANIE LITERATURA...

Tom 6 Opis oprogramowania Część 8 Narzędzie do kontroli danych elementarnych, danych wynikowych oraz kontroli obmiaru do celów fakturowania

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

Załącznik nr 1 Wyniki badań dla miasta Kielce

środkowego bez towarzyszących cech ostrego stanu zapalnego prowadzi środkowego, ale również w pływać niekorzystnie rozwój mowy oraz zdolności

RECENZJA ROZPRWAY DOKTORSKIEJ MGR JOANNY JAROMIN

Transkrypt:

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. St. Staszica w Krakowie WEAIiE, Katedra Automatyki Laboratorium Biocybernetyki Przedmiot: Dedykowane algorytmy diagnostyki medycznej. Temat: Obliczenie dyspersji odcinka QT Spis treści: 1. ABSTRAKT...2 2. WSTĘP...3 3. KONCEPCJA PROPONOWANEGO ROZWIĄZANIA...6 4. REZULTATY I WNIOSKI...8 5. PODSUMOWANIE...12 6. LITERATURA...13 7. DODATEK A: OPIS OPRACOWANYCH NARZĘDZI I METODY POSTĘPOWANIA...14 8. DODATEK B: REALIZACJA PROPONOWANEGO ROZWIĄZANIA...15 9. DODATEK C. OPIS INFORMATYCZNY PROCEDUR...18 10. DODATEK D. SPIS ZAWARTOŚCI DOŁĄCZONYCH NOŚNIKÓW...20 Wykonali:Judyta Porębska Grzegorz Herman V rok IB_EiIM konsultant: dr hab. inŝ. Piotr Augustyniak Kraków, styczeń 2011. 1

1. Abstrakt Autorzy w trakcie realizacji projektu zaimplementowali algorytm umoŝliwiający wyznaczenie długości odcinka QT w zapisie jednokanałowym i w konsekwencji jego dyspersji (rozrzutu) w zapisie wielokanałowym sygnału EKG. Podstawowe załoŝenia określały implementacje programu w pełni kompatybilnego ze strukturami opisu sygnału EKG i sterującymi a takŝe moŝliwość jego komunikacji z resztą prowadzonych projektów poprzez pliki. Całość została zaimplementowana w środowisku C, a program przetestowany z udziałem zarejestrowanych sygnałów EKG. Algorytm miał na celu: detekcję końca załamka T, wyznaczenie długości odcinka QT oraz jego dyspersji między poszczególnymi kanałami. W rezultacie otrzymano: - listy długości QT w kaŝdym z kanałów, - listę maksymalnej dyspersji i przekroczeń wartości progowej z referencjami do sygnału. Uzyskane wyniki świadczą o poprawności zaimplementowanej metody. Aplikacja, dzięki pełnej kompatybilności, jest dobrym narzędziem do badania dyspersji odcinka QT. Słowa kluczowe: EKG, odcinek QT, dyspersja QT 2

2. Wstęp 2.1 Cele i załoŝenia projektu Celem projektu jest zaimplementowanie algorytmu słuŝącego do wyznaczania długości odcinka QT w zapisie jednokanałowym i jego dyspersji (rozrzutu) w zapisie wielokanałowym sygnału EKG. Odcinek QT w zapisie elektrokardiogramu odpowiada za całkowity czas potrzebny na depolaryzacje i repolaryzacje komór. Mierzy się go od początku zespołu QRS do końca załamka T. Sam odcinek QT zmienia się wraz z akcją serca co powoduje problemy związane z normalizacją jego długości. Określenie zakresu wartości prawidłowych niezaleŝnych od akcji serca moŝliwe jest przez zastosowanie wzorów [2]: - wzór Bazetta: poprawne wyniki uzyskuje się niestety tylko dla zakresu akcji serca 50-100/min. normokardia, - wzór Hodges a uzyskuje się tu wyniki zaniŝone o ok. 10-20 ms w stosunku do wzoru Bazetta. Przyjmuje się jednak Ŝe wartość odcinka QT w stanach fizjologicznych wynosi ok. 400 ms i takiej naleŝało by oczekiwać w testach aplikacji. W przypadku rejestracji wielokanałowej napotyka się na znaczne róŝnice (do ok.50 ms) w czasach trwania odcinka QT w poszczególnych odprowadzeniach co wskazuje na niejednorodność procesów repolaryzacyjnych w mięśniu serca[1]. Stąd wprowadzono pojęcie dyspersji odstępu QT (QTd), która jest definiowana jako róŝnica pomiędzy najdłuŝszym i najkrótszym odstępem QT 12-odprowadzeniowego EKG. Jest to prosta, nieinwazyjna metoda oceny dyspersji repolaryzacji komór. Dzięki swej prostocie technicznej i przydatności klinicznej badanie to zyskało w ostatnich latach znaczną popularność jako przedmiot badań[3]. Dodatkowym załoŝeniem projektowym jest osiągnięcie pełnej kompatybilności programu ze strukturami opisu sygnału EKG i sterującymi, z kolei komunikacja z resztą prowadzonych projektów ma odbywać się poprzez pliki. 3

Znaczenie diagnostyczne odcinka QT Dyspersja odcinka QT jest następstwem niejednoczesnych zmian repolaryzacji w sąsiadujących ze sobą komórkach, ocenianych w literaturze [2] jako czynnik arytmogenny. Stąd uzasadnienie badania dyspersji QT w standardowym 12-odpowadzeniowym EKG. Rozproszenie odstępu QT, mierzonego najczęściej jako róŝnica między najdłuŝszym i najkrótszym QT w danym zapisie, to właśnie QTD czyli dyspersja odcinka QT. Odzwierciedla ono niejednorodność przestrzenną (spatial, ocenianą w czasie tego samego pobudzenia) repolaryzacji. Największa dyspersja występuje u chorych z zawałem serca powikłanym migotaniem komór. Ten prosty i dostępny parametr moŝe być kolejnym wartościowym wskaźnikiem niestabilności elektrycznej, a zatem zagroŝenia nagłą śmiercią sercową. WydłuŜenie odcinka QT stanowi dobry marker zaburzeń rytmu i zagroŝenia nagłym zgonem takŝe w wielu niekardiologicznych stanach chorobowych, na przykład u osób z poalkoholowym uszkodzeniem wątroby, u których pomiar QT powinien być elementem wstępnej oceny przy rozpatrywaniu ewentualnej transplantacji tego narządu. W niewydolności krąŝenia stwierdzano większą dyspersję QT u pacjentów, którzy w dalszej obserwacji zmarli nagle, w porównaniu do tych, którzy przeŝyli lub zmarli na skutek postępu niewydolności.. Znamienną róŝnicę stwierdzano takŝe pomiędzy chorymi z przerostem nadciśnieniowym i zdrowymi. Dyspersja QT moŝe zmieniać się pod wpływem leków antyarytmicznych, ich podawanie wpływa na wzrost dyspersji tego odcinka Trudność w interpretacji danych z badania QTD stanowi brak norm dla populacji zdrowej oraz niejednoznaczne opinie na temat optymalnego sposobu dokonywania pomiarów i obliczeń. Dlatego wartość tego badania w codziennej praktyce jest, jak dotąd niewielka. 2.2 Zarys ogólny proponowanego rozwiązania Implementacja omawianego algorytmu odbywa się z uŝyciem środowiska C. Główne zadania jakie ma spełniać aplikacja to: - detekcja początku załamka Q uŝycie danych z pliku wejściowego, - detekcja końca załamka T za pomocą metody wyznaczenia stycznej do zstępującego ramienia załamka T w punkcie o maksymalnej prędkości, 4

- wyznaczenie długości odcinka QT w poszczególnych kanałach - wyznaczenie dyspersji odcinka QT między kanałami a więc róŝnica odpowiadających sobie odcinków QT w poszczególnych kanałach. W rezultacie naleŝy otrzymać zapisane do pliku listy długości odcinków QT z badanych kanałów oraz listę maksymalnej dyspersji i przekroczeń wartości progowej z referencjami do sygnału. 2.3 Dyskusja alternatywnych rozwiązań MoŜliwym alternatywnym rozwiązaniem implementacji algorytmu jest wykorzystanie innego środowiska programowania. Przykładowym środowiskiem umoŝliwiającym w sposób efektywny analizę danych sygnału EKG jest Matlab bądź LabView. Za pomocą tych środowisk równieŝ moŝliwe jest napisanie aplikacji w pełni kompatybilnej i komunikującej się z innymi projektami związanymi z sygnałem EKG. Inną alternatywą którą moŝna zastosować juŝ w samym algorytmie jest zmiana metody detekcji końca załamka T. Zamiast metody wyznaczania stycznej moŝna uŝyć paraboli dopasowanej do punktów chronologicznie późniejszych, ale poprzedzających globalnie wyznaczony koniec załamka T, której wierzchołek określa połoŝenie końca załamka T. 5

3. Koncepcja proponowanego rozwiązania Aby analiza dyspersji końca załamka T była odpowiednio skuteczna i poprawna naleŝy przyjąć pewne załoŝenia [1] : 1. Pojęcie dyspersji odnosić się moŝe jedynie do elektrokardiogramów rejestrowanych współbieŝnie. 2. W celu początkowej synchronizacji sygnałów jako punkt odniesienia przyjmuje się początek zespołu QRS wyznaczony wspólnie dla wszystkich analizowanych kanałów. Koniec załamka T obliczony wspólnie dla wszystkich kanałów moŝe być punktem wyjściowym dla obliczenia połoŝenia punktu końcowego załamka T w poszczególnych odprowadzeniach. W przypadku sygnału o silnych zakłóceniach punkt końcowy załamka T moŝe zostać wyznaczony z duŝym błędem lub jego wyznaczenie moŝe być niemoŝliwe. Jednym z utrudnień w wyznaczeniu załamka T moŝe być znalezienie się fali U w obrębie załamka T. (Rys.1.). NaleŜy wtedy narysować styczna do ramienia wstępującego załamka T aŝ do przecięcia z linią izoelektryczną. Rys.1 Zachodzenie fali U na załamek T. Źródło: [2] 6

PoniŜej na Rys. 2 przedstawiono schemat proponowanego rozwiązania. On równieŝ zakłada, Ŝe punkt przecięcia stycznej do ramienia zstępującego załamka T z linią izoelektyczna poznana na wyznaczenie próbki odpowiadającej końcowi załamka T. Rys.2 Schemat proponowanego rozwiązania 7

4.Rezultaty i wnioski. W poniŝszym rozdziale przedstawione zostaną wyniki zaimplementowanego algorytmu. Długości odcinków QT, róŝnice tych wartości oraz maksima tych róŝnic Tabela1. Wartości długości odcinków QT dla 36 okresów, w poszczególnych kanałach, oraz dyspersji QT (QTD). QT[ms] QTD[ms] kanał 2-1 kanał 3-2 kanał 3-1 304 304 250 0 54 54 250 250 289 0 39 39 273 289 273 16 16 0 289 273 281 16 8 8 265 265 265 0 0 0 273 250 273 23 23 0 273 265 281 8 16 8 281 265 265 16 0 16 265 273 265 8 8 0 250 265 242 15 23 8 265 250 257 15 7 8 242 265 273 23 8 31 257 265 265 8 0 8 257 265 265 8 0 8 265 265 265 0 0 0 265 250 265 15 15 0 265 273 250 8 23 15 250 265 265 15 0 15 250 234 257 16 23 7 265 265 265 0 0 0 250 273 250 23 23 0 265 265 265 0 0 0 257 257 265 0 8 8 265 265 257 0 8 8 273 257 273 16 16 0 265 265 265 0 0 0 265 257 265 8 8 0 250 273 234 23 39 16 257 250 250 7 0 7 273 273 265 0 8 8 265 250 273 15 23 8 265 281 273 16 8 8 234 281 265 47 16 31 250 273 250 23 23 0 265 265 257 0 8 8 257 257 273 0 16 16 273 281 250 8 31 23 kanał 1 kanał 2 kanał 3 8

Tabela 1. Przedstawia długości odcinków QT zarchiwizowanych w 3 kanałach. Zaprezentowano takŝe wartości dyspersji dla poszczególnych okresów. Na zielono zaznaczono maksymalne wartości dla poszczególnych par kanałów. Dla kanałów 1 i 2 wartość ta wynosi 47ms, dla kanałów 3 i 2 54ms, taką sama wartość zanotowano dla maksymalnej dyspersji między kanałami 3 i 1. Są to wartości zbliŝone do tych przedstawionych w literaturze[3], gdzie wykazano Ŝe róŝnice w czasie trwania odcinków QT w poszczególnych odprowadzeniach nie powinny być większe niŝ 50ms. W analizowanym sygnale tylko jedna z obliczonych wartości dyspersji przekroczyła tą wartość. Na Ŝółto zaznaczono komórki odpowiadające zerowej wartości dyspersji. PoniŜej przedstawiono wykresy ilustrujące częstotliwość wystąpień danych wartości dyspersji Rozkład wartości dyspersji dla kanałów 1 i 2 ilośc wystąpięń dyspersji z danego przedziału 14 12 10 8 6 4 2 0 0-5 5-10. 10-15. 15-20 20-25 25-30 35-40 40-45 45-50 Dyspersja między kanałami 1 i 2 Rys.2 Rozkład wartości dyspersji dla kanałów 1 i 2. Większość wartości dyspersji nie przekracza 25 ms. 9

Rozkład wartości dyspersji dla kanałów 2 i 3 Ilość wystąpień dyspersji z danego przedziału 12 10 8 6 4 2 0 0-5 5-10. 10-15. 15-20 20-25 25-30 35-40 40-45 45-50 50-55 Dyspersja między kanałami 2 i 3 Rys.3 Rozkład wartości dyspersji dla kanałów 2 i 3. Większość wartości dyspersji nie przekracza 30 ms. Rozkład wartośći dyspersji dla kanałów 1, 2 i 3 Ilośc wystąpień dyspersji z danego przedziału 25 20 15 10 5 0 0-5 5-10. 10-15. 15-20 20-25 25-30 35-40 40-45 45-50 50-55 Dyspersje między kanałami (suma dla kanałów 1 i 2 oraz 2 i 3 ) Rys.4 Rozkład wartości dyspersji dla kanałów 1,2 i 3. Większość wartości dyspersji nie przekracza wartośći 30 ms. Dyspersja QT kanał 2-1 kanał 3-2 kanał 3-1 Suma opóźnień dla 36 okr. [ms] 396 498 366 Ilość dyspersji = 0 12 10 13 Liczba dyspersji powyŝej 50ms 0 1 1 Rys.5 Przedstawia zestawienie sum dyspersji między kolejnymi kanałami w celu wyznaczenia pary kanałów dla których obserwowane są największe i najmniejsze wartość opóźnień. 10

Wnioski; 1. Testowane narzędzie jest algorytmem słuŝącym analizie całodobowego sygnału EKG, a konkretnie detekcji końca załamka T, wyznaczenie długości odcinka QT oraz jego dyspersji między kolejnymi kanałami. 2. Analizie poddano 3 kanałowy zapis EKG i pomiędzy tymi trzema kanałami mierzono dyspersję. 3. W celu obliczenia dyspersji między kanałami konieczne było wyznaczenie długości odcinka QT. Wartości wyznaczonych odcinków przyjmują wynoszą ok. 260-300ms. Jest to wartość niŝsza od oczekiwanej - ok.400ms. Tak krótki czas wyznaczonego odcinka QT moŝe być przyczyną niewłaściwego wyznaczenia dyspersji między kolejnymi kanałami. Będzie to prawdopodobnie wpływać na zaniŝenie wartości opróŝnienia między kanałami. 4. Wartości dyspersji w większości przypadków nie przekraczają oczekiwanej wartości 50ms. Jedynie ok 2% z analizowanych dyspersji przekroczył wartość 50 ms. 5. Nie wszystkie analizowane okresy charakteryzowały się rozrzutem wartości odcinka QT w poszczególnych kanałach. Ok 66% spośród analizowanych wartości dyspersji miała wartość większą od 0. 6. W przypadku ok 40% zaobserwowanych dyspersji jej wartość przekroczyła czas 10ms. 7. Ocena sum wartości dyspersji dla poszczególnych par kanałów pozwala stwierdzić, Ŝe najmniejsze róŝnice w długości odcinków QT występują między kanałami 3 i 1. Zaobserwowano tam najmniejszą sumę dyspersji oraz największą ilość dyspersji równą 0. 11

8. Podsumowanie Reasumując, wszelkie załoŝenia projektu udało się w pełni zrealizować. Uzyskano docelowe wyniki w postaci długości odcinków QT z poszczególnych kanałów a takŝe dyspersje odcinków QT między kanałami. Wartości długości odcinków QT są co prawda mniejsze od wskazań literaturowych ale obliczone dyspersje QT wydają się być prawidłowe. NaleŜy zwrócić uwagę iŝ aplikacja słuŝy do analizy juŝ zarejestrowanych wartości sygnałów EKG i nie ma wpływu na moŝliwe błędy pomiarowe. Dobór środowiska był trafny i nie przysporzył dodatkowych problemów. Realizacja tego zadania wydaje się mieć duŝe znaczenie praktyczne. WydłuŜenie odcinka QT jest oznaką róŝnych stanów patologicznych: hipotermii, zmian w centralnym układzie nerwowym uszkodzenie mózgu i opon mózgowych, niedoczynności tarczycy, hipokalcemii ( Ca + ), hiperkaliemii ( K + ). Z kolei ocena dyspersji odstępu QT dla poszczególnych odprowadzeń ma szerokie zastosowanie kliniczne[1]: - ocena ryzyka wystąpienia arytmii komorowych oraz nagłego zgonu sercowego (SCD, sudden cardiac death), - metoda kontroli efektywności i bezpieczeństwa leczenia środkami antyarytmicznymi, - ocena ryzyka pojawienia się arytmii spowodowanej stosowaniem leków oddziałujących na przebieg repolaryzacji komór. Istnieją jednak kontrowersje zarówno co do wiarygodności pomiarów QTd, jak i jej wartości prognostycznej szczególnie w przypadku nagłego zgonu sercowego. SCD występuję znacznie częściej u męŝczyzn niŝ u kobiet oraz u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca (CHD, coronary heart disease). SCD wzrasta takŝe z wiekiem. Badania dyspersji odstępu QT pod tym kątem nie wykazały tych zaleŝności[3]. Jest to jednak punkt zapalny to usprawnienia metody i dalszych badań. 12

Bibliografia: 1. Piotr Augustyniak, Przetwarzanie sygnałów elektrodiagnostycznych, Wydawnictwo AGH, Kraków 2001 2. Dariusz Kozłowski, Krzysztof Łucki, Elektrokardiografia w schematach (część 1) podstawowe zasady analizy Klinika Kardiologii i Elektroterapii Serca, Gdański Uniwersytet Medyczny 3. Andrzej Krupienicz, Robert Czarnecki, Grzegorz Kaminski, Jerzy Adamus, Dyspersja odstępu QT: brak zaleŝności od płci, wieku oraz obecności choroby niedokrwiennej serca, Klinika Kardiologii i Klinika Chorób Wewnętrznych i Kardiologii Instytutu Medycyny Wewnętrznej Centralnego Szpitala Klinicznego Wojskowej Akademii Medycznej w Warszawie 4. http://home.agh.edu.pl/~asior/stud/doc/ekg%20uklad%20krazenia.pdf, stronę odwiedzono 10.01.2011. 5. Nagła śmierć sercowa, Margerita Czerwińska, ZOZ Bystrzyca Kłodzka http://www.piwencjusz.republika.pl/prace/praca_nss/badania.html 13

DODATEK A: Opis opracowanych narzędzi i metody postępowania Zaimplementowany algorytm jest narzędziem słuŝącym do wyznaczenia długości odcinka QT a takŝe jego dyspersji, czyli róŝnicy jego wartości zarejestrowanej na kolejnych kanałach. W czasie działania programu nie jest wymagana interakcja z uŝytkownikiem. Nie przewiduje się takŝe interwencji uŝytkownika w postaci wprowadzania parametrów algorytmów. MoŜliwe jest dobranie odpowiedniego pliku zawierającego zapis elektrokardiogramu i wybór kanału z którego mają być pobierane analizowane próbki. Program nie stawia specjalnych wymagań sprzętowych. Podczas testów wykorzystano bazę trzykanałowego zapisu holterowskiego. Jest to sygnał o częstotliwości próbkowania 128 Hz i skali amplitudowej 1mV=45LSB (5,7mV pełnej skali, 1 LSB=22uV) zapisany 8-bitowo bez znaku. Testów dokonano na pliku o nazwie ah_21_3. Dane wynikowe zapisywane są do pliku o nazwie qt_attr 14

Dodatek B Realizacja proponowanego rozwiązania. Podczas realizacji projektu uŝyto języka C. Program zaimplementowano w środowisko Devc++. UŜyto systemu operacyjnego Windows. PoniŜej przedstawiono opis działania poszczególnych części algorytmu. Głównym zadaniem projektu było wyznaczenie dyspersji odcinka QT, w tym celu niezbędne było wyznaczenie numerów próbek odpowiadających początkowi zespołu QRS i końca załamka T. 1.Detekcja początku załamka Q. Autorzy projektu nie implementowali algorytmu pozwalającego na określenie numeru próbki dla której zachodzi detekcja początku załamka Q. W tym celu uŝyto danych z pliku wejściowego qrs_attr.out. 2.Detekcja końca załamka T. Ta część realizowanego projektu sprawiła najwięcej trudności, dlatego zostanie umówiona w kolejnych punktach, co pozwoli na szczegółowe omówienie jej etapów 2.1 Wyznaczenie linii izoelektrycznej. Wartości linii izoelektrycznej poszukiwano na odcinku od punktu detekcji zespołu QRS do punktu znajdującego się 120ms wstecz. Linię izoelektryczną uznaje się za odnaleziona jeŝeli róŝnice między 2 kolejnymi parami próbek nie przekraczają wartości tolerancji prędkości linii. 2.2. Wyznaczenie końca odcinka ST 2.2.1. Wyznaczenie czasu R-ST z uŝyciem wzoru: 2.2.2. Wyznaczenie czasu trwania odcinka od początku zespołu QRS do końca ST BLSTtime=RSTtime+rejestr.data[k].AMax; 2.2.3 Wyznaczenie numeru próbki końca odcinka ST. nrprobkast=rejestr.data[k].detpt+blsttime*128/1000; 2.3 Wyznaczenie próbki odpowiadającej maksimum amplitudy załamka T. Przyjęto, iŝ czas trwania załamka T wynosi od 120 do 160 ms [1]. Następnie spośród próbek reprezentujących wartości w przedziale czasu rozpoczynającego się od końca odcinka ST i trwającego przez kolejne 160ms wybrano tą o największej amplitudzie i przyjęto, Ŝe jest maximum załamka T. 15

2.4. Wyznaczenie punktu o maksymalnej prędkości na zstępującym ramieniu załamka T. W celu wyznaczenie numeru próbki odpowiadającej punktowi o maksymalnej prędkości analizowano skoki wartości dla poszczególnych próbek na ramieniu zstępującym załamka T. roznicamax = signal[j] - signal[j+1] gdzie; roznicamax to poszukiwana największa róŝnica między wartościami kolejnych próbek, signal struktura zawierająca wartości próbek sygnału. 2.5. Wyznaczenie prostej będącej styczną do ramienia zstępującego załamka T Rys. Prosta styczna do punktu o maksymalnej prędkości na ramieniu zstępującym załamka T pozwala na wyznaczenie próbki skojarzonej z końcem załamka T. Źródło[1]. 2.6. Wyznaczenie numeru próbki odpowiadającej amplitudzie sygnału w czasie odpowiadającym przecięciu się stycznej i linii izoelektrycznej. Próbka ta uznana zostaje za koniec załamka T. 3. Obliczenie dyspersji odcinka QT. W celu obliczenia dyspersji odcinka QT naleŝało porównać róŝnice długości odpowiadających sobie odcinków w poszczególnych kanałach. Efektem działania programu jest plik zawierający długocći odpowiadających sobie odcinków QT w poszczególnych kanałach. Problemy napotkane podczas realizacji projektu. Problem stanowił wybór metody wyznaczenia końca załamka T Początkowo zakładano inną metodę postępowania w celu wyznaczenia końca załamka T, opierającą się na załoŝeniu, Ŝe 16

parabola której punkty są toŝsame z punktami; o maksymalnej prędkości na ramieniu zstępującym załamka T i kolejnym chronologicznie późniejszym, ma wierzchołek w punkcie który jest końcem załamka T. Sama detekcja załamka T przysporzyła problemu. Na podstawie zaimplementowanego algorytmu wartości długości odcinków QT oceniono na ok. 250-300ms, podczas gdy w literaturze podawana jest wartość ok 400ms [4], skąd wątpliwość co to poprawności wyniku. 17

DODATEK C. Opis informatyczny procedur W poniŝszym rozdziale rozstaną opisane funkcje uŝyte w programie, najwaŝniejsze zmienne, oraz parametry. Funkcje zostaną opisane według kolejności wystąpienia w programie. /********************************************************************/ Typ nazwa funkcji: void max() Przeznaczenie: Funkcja słuŝy do wyznaczenie długości odcinków QT w danym kanale. W tym celu wyznacza się maksimum załamka T, jego koniec, linię izolelektryczną i samą wartość długości QT w ms. Argumenty funkcji: Funkcja nie pobiera argumentów. Funkcja zwraca: Funkcja jest typu void. Nie zwraca Ŝadnych wartości, Wynikiem jej działania jest plik testowy z wartościami odcinków QT dla danego kanału. UŜywane funkcje: Funkcja nie uŝywa innych funkcji jej struktura składa się z ciągu pętli pomiędzy którymi kolejno wymieniane są zmienne. UŜywane zmienne: int BLSTtime czas w ms od momentu detekcji zespołu QRS to końca odcinka ST int RSTtime czas w ms od max zespołu QRS do końca odcinka ST int nrprobkast numer próbki końca odcinka ST int nrprobkakoniect numer próbki szacowanego końca załamka T float max wartośc maksimum załamka T int nrprobkimax numer próbki maksimum załamka T int roznicamax - maksymalna róŝnica między wartościami dla 2 kolejnych próbek na zboczu zstępującym załamka T float wspkierunkowystyczn współczynnik kierunkowy stycznej w punkcie o najwiekszej prędkośći float bdostycznej - współczynnik b stycznej w punkcie o najwiekszej prędkośći float wartprobkinajwpoch wartośc próbki przy której wystąpiłą maksymalna róznica miedzy wartościami dla 2 kolejnych próbek na zboczu zstępującym załamka T int nrprobkikoncat koniec załamka T int nrostatniejprobkipq numer ostatniej próbki PQ 18

int liniaizo[] tablica wartośći izolinii w 3 kanałach dla danego okresu int punktdetekcjiqrs - numer próbki gdzie doszło do detekcji QRS (wartość pobierana z pliku) int tolerancjapredkosciliniiz maksymalna wartość amplitudy na linii izoelektrycznej int nrprobkikoncowejposzukiwania numer próbki która wyznacza koniec poszukiwać linii izoelektrycznej Uwagi: Funkcja wykorzystuje pliki; qrs_attr.out plik zawierający numery próbek prze których doszło do detekcji zespołów QRS (int DetPt) oraz wykorzystywaną przy wyznaczaniu końca załamka T wartość char AMax ( ilość ms od punktu detekcji do maksymalnej 3D wartości R). ah_21_3.dcm plik zawierający próbkowany sygnał EKG. Zapis z 3 kanałów. /********************************************************************/ Do napisania programu uŝyto języka C. 19

DODATEK D. Spis zawartości dołączonych nośników. Załączona do projektu płyta CD zawiera; 1. qt plik zawierający algorytm 2. qt_attr plik wynikowy działania algorytmu 3. qrs_attr.out plik z załamkami QRS 4. ah_21_3.dcm plik z sygnałem testującym 5. qrs_attr.h 6. Raport.QT text raportu. 20