Диагностика дисфункций кардиостимуляторов

Введение

Причинами нарушений естественного ритма сердца, при которых показана постоянная электрокардиостимуляция, могут быть приобретенные, врожденные заболевания или аномалии в проводящей системе сердца.

До конца пятидесятых годов медицина была бессильна помочь таким пациентам. Но четыре с половиной десятилетия назад, 1 октября 1958 года, в Каролинском госпитале в Стокгольме впервые в мире 43-летнему пациенту с полной внутрисердечной блокадой был имплантирован электрокардиостимулятор (ЭКС), ознаменовав тем самым начало качественно нового этапа медицинской помощи больным с брадикардиями. С тех пор это замечательное изобретение помогло более чем двум миллионам человек.

Современная операция по имплантации водителя ритма это обычная медицинская процедура, которая может проводиться в любом возрасте, в том числе новорожденным детям. Имплантация ЭКС относится к одному из немногих методов лечения, польза которого не нуждается в доказательствах. Летальность среди больных блокадой высоких степеней в первый год с момента проявления первых признаков нарушения проводимости составляет 50%. Но современные кардиостимуляторы призваны не только спасать жизнь человека, но улучшать качество жизни пациентов. Сейчас существуют специальные электрокардиостимуляторы, которые, наряду с функциями обычного искусственного водителя ритма, обладают специальными режимами работы, предупреждающими возникновение приступов тахиаритмии, и, прежде всего, конечно, приступов фибрилляции предсердий. В настоящее время появилась возможность помогать пациентам с тяжелой сердечной недостаточностью, вызванной ишемическим поражением, дилатационной кардиомиопатией, воспалительными заболеваниями сердца с помощью еще более сложных трехкамерных моделей электрокардиостимуляторов.

Ежегодно отмечается рост числа больных с постоянными электрокардиостимуляторами, неуклонное нарастание степени сложности стимулирующих систем, в связи с чем, врачи сталкиваются с необходимостью индивидуальной оптимизации параметров кардиостимуляции у каждого пациента с целью продления продолжительности жизни больных и срока службы ЭКС. В то же время существует множество различных нарушений в системах постоянных электрокардиостимуляторов, что может снижать качество жизни пациентов, заставляет неоднократно повторно обращаться в поликлиническую службу и службу скорой помощи, может препятствовать активной профессиональной и социальной деятельности, а в некоторых случаях, может нести и непосредственную угрозу для жизни пациентов.

Цель работы является определение наиболее часто встречающихся видов дисфункций электрокардиостимуляторов, разработать способ их диагностики.

Типы электрокардиостимуляторов.

Все современные ЭКС включают источник энергии, стимулирующую цепь и воспринимающую цепь.

При имплантации однокамерных ЭКС используется один электрод, размещаемый или в правом предсердии, или в правом желудочке. Двухкамерный ЭКС воспринимает электрическую активность и стимулирует как предсердия, так и желудочки. Для большинства двухкамерных ЭКС требуется два электрода, при этом один из них расположен в правом предсердии, а другой — в правом желудочке.

1. Теоретическая часть

1.1 Типы электродов

Электроды для постоянной стимуляции имеют следующие компоненты: проводники, покрытие, соединительные кончики и механизм фиксации. Идеальный электрод должен иметь маленький радиус (увеличивается плотность тока) и большую плотность поверхности (улучшается чувствительность). Современные электроды имеют пористую поверхность для увеличения площади кончика (улучшается чувствительность и контакт с эндокардом).

В ходе технологического прогресса в области технологии поверхности был найден новый подход для увеличения площади электрохимически активной поверхности: фрактальное покрытие электродов. Кончик электрода с фрактальным покрытием покрыт маленькими полусферами, каждая из полусфер покрыта еще более маленькими полусферами и так далее. Каждое «удвоение» этой структуры влечет увеличение площади активной поверхности в два раза, что приводит к суммарному увеличению этой площади в 2N степени раз, где N — есть число шагов удвоения.

По механизму фиксации существуют электроды с пассивной и активной фиксацией. Электроды с пассивной фиксацией имеют специальные «усики», которые цепляются за трабекулы правых отделов сердца. Механизм активной фиксации для эндокардиального варианта — закручивающаяся спираль («screw-in»).

В зависимости от того, где располагаются полюса эндокардиальных электродов, различают униполярные и биполярные электроды.

При монополярной стимуляции отрицательным полюсом является головка имплантируемого электрода, а положительным — корпус ЭКС. Вектор артефакта стимуляции зависит от расположения ЭКС по отношению к головке электрода и проекции его на сторону треугольника Эйтховена. В биполярных системах оба полюса находятся интракардиально. Это приводит к уменьшению амплитуды артефакта стимула по сравнению с монополярными системами, в которых корпус ЭКС является противоположным полюсом. Все модели ЭКС и электродов позволяют проводить монополярную стимуляцию, некоторые модели ЭКС и электродов позволяют проводить также и биполярную стимуляцию.

Униполярная и биполярная чувствительность определяет разность потенциалов между двумя полюсами электродов, при этом при униполярной чувствительности вторым полюсом электрода является корпус пейсмейкера. Поэтому при униполярном варианте из-за большого межэлектродного расстояния, равного 30−50 см, ЭКС может воспринимать все сигналы, попадающие в эти пределы (сокращения скелетных мышц, электрическую активность других сердечных камер и т. д.), тогда как при биполярном варианте (межэлектродное расстояние 1−2 см) — все эти сигналы невоспринимаются. Особенно важно имплантировать биполярные электроды в предсердия, так как предсердная электрограмма ниже по амплитуде.

Имеются также одноэлектродные двухкамерные системы, в которых предсердные и желудочковые полюса смонтированы в единую электродную конструкцию. Предсердные полюса свободно флотируют в полости правого предсердия. В последнее время желудочковая стимуляция с атриовентрикулярной синхронизацией снова пользуется в электротерапии интересом. Благодаря техническому совершенствованию плавающих единых электродов, например, электроды с фрактальным покрытием типа SingleLead (Biotronik, Германия), и специальным кардиостимуляторам для стимуляции в режиме VDD происходит надежная детекция зубца Р, что позволяет обеспечить правильную АВ-синхронную стимуляцию. Был также применен и изучен новый метод одноэлектродной стимуляции, работающий в режиме DDD — метод OLBI (Over Lapping Biphasic Impulsesперекрывающиеся бифазные импульсы). Данный метод стимуляции имеет функцию стимуляции предсердий и позволяет стимулировать электрическим полем большое количество миоцитов независимо от того, фиксирован электрод к миокарду или нет.

Современные электроды часто содержат на кончике кортикостероид (в дальнейшем — стероидные электроды), который позволяет иметь низкий острый и хронический пороги стимуляции и получать хороший сигнал от миокарда.

Существуют также высоко импедансные электроды, которые позволяют использовать более низкие значения энергии пейсмейкера. Эти электроды с высоким импедансом способствуют значительному увеличению срока службы электрокардиостимуляторов.

Не без основания некоторые исследователи утверждают, что именно электроды в наше время определяют продолжительность функционирования эндокардиальной системы кардиостимуляции.

1.2 Частотно-адаптивная электрокардиостимуляция

электрокардиостимулятор программатор пациент Частотно-адаптивный режим означает способность имплантированного устройства автоматически увеличивать частоту ЭС в ответ на нагрузку. Для обозначения частотно-адаптивной функции к соответствующему трехбуквенному коду добавляется четвертая позиция -«R». Частотно-адаптивные ЭКС нередко называют «физиологическими», хотя этот термин в полной мере можно применить только к двухкамерным частотно-адаптивным устройствам либо однокамерным частотно адаптивным системам, стимулируемой камерой в которых является предсердие, поскольку только они могут обеспечить постоянную нормальную АВ-синхронизацию.

Частотно-адаптивная ЭКС принята в качестве предпочтительного режима у соответствующих пациентов с хронотропной недостаточностью.

Некоторые сенсоры (акцелерометр, сенсор движения) дают сигналы, пропорциональные движениям тела или скелетных мышц, и поэтому пригодны для определения исключительно физической активности. Они на сегодняшний момент являются наиболее широко распространенными частотно-адаптивными устройствами. 4]Сенсоры движения (пьезоактивныесенсоры, сенсоры вибрации) действуют как передатчики вибрации, удара и давления, оказываемых на корпус ЭКС. Акцелерометр определяет линейное ускорение тела по трем осям, и, соответственно, он отвечает на движения тела и независим от локального давлениям силы, прилагаемых к его корпусу.

Другие сенсоры детектируют явления, связанные с метаболическими процессами (например минутная вентиляция легких, частота дыхания, QTинтервал, ударный объем и в первом приближении являются более физиологичными, чем предыдущие.

Ограничения имеющихся в настоящее время сенсоров; означают, что ни один из них не подходит для любого пациента при любых обстоятельствах, и любой выбор односенсорного частотно-адаптивного аппарата ЭКС обязательно имеет некоторые недостатки. Время отклика детекторов, связанных с активностью мышц, очень быстрое, но иногда не соответствует реальным потребностям пациента, в то время как «физиологичные» датчики — имеют отклик, более адекватный реальный потребностив перфузии, но их отклик существенно более медленный.

В последние годы появились частотно-адаптивные системы, имеющие комбинацию из двух сенсоров, что позволяет обеспечить прирост частоты ритма на разные виды нагрузки (физическая, умственная, эмоциональная ит.д.) и осуществлять их перекрестный контроль. В результате прирост частоты сердечных сокращений максимально адекватен нормальной функции синусового узла. Обычно используется один сенсор, способный быстро реагировать на начало физической нагрузки, и второй, более физиологичный сенсор, реагирующий на умственную и долговременную, физическую активность. Примером подобных сенсорных комбинаций является сочетание акцелерометра с сенсором интервала QT (ЭКС «VITA 2D», Vitatron, Нидерланды).

Существуют стимуляционные системы, в которых потребность пациента в частоте сердечных сокращений распознается по внутрисердечному импедансу, измеряемому кардиостимулятором. Этот импеданс, измеренный с помощью CLS-пейсмейкера (ClosedLoopStimulationстимуляция с замкнутым контуром регуляции), дает информацию о динамике сокращения правого желудочка и используется для адаптации частоты стимуляции. 7]В норме, управляемые механизмом электромеханического сопряжения, упругие свойства и, таким образом, сократимость миокарда (инотропия) подстраивается под частоту сокращения (хронотропная функция сердца) [ИЗ]. Эта особенность была успешно использована для восстановления замкнутого контура регуляции функции сердца у пациентов с хронотропной недостаточностью, но интактной инотропной функцией. Изменения сократительной функции миокарда, отслеживаемые посредством униполярных измерений импеданса в правом желудочке, используются в качестве критерия для согласования частоты стимуляции с гемодинамическими потребностями организма. Таким образом, частота сокращений сердца регулируется автономной нервной системой на основе замкнутого контура с обратной связью. Это обеспечивает физиологичность стимуляции при различных условиях.

Имеется широкий диапазон возможностей, которые врач может выбирать при программировании частотно-адаптивного ЭКС. Может потребоваться несколько нагрузочных тестов, Холтеровских мониторирований, длительных телеметрических исследований, прежде чем пациент будет чувствовать себя комфортно. При имплантации ЭКС, в первоначальном программировании необходимо оценить клинические характеристики пациента, включающие его возраст (резерв частоты ритма уменьшается с возрастом), наличие застойной сердечной недостаточности, уровень активности, атриовентрикулярную проводимость, сопутствующие внесердечные заболевания, чтобы обеспечить наиболее физиологический режим стимуляции в покое и при физической нагрузке.

1.3 Многофокусная электрокардиостимуляция

Многофокусная ЭС, при которой происходит стимуляция сердечных камер из более чем одной точки, призвана синхронизировать работу этих камер, если имеются нарушения электрического проведения между ними. Предсердная многофокусная ЭС применяется для профилактики пароксизмов фибрилляции предсердий. 14] Показано, что если достаточная доля миокарда предсердий сможет быть охвачена одновременной стимуляцией в нескольких точках, критическая масса миокарда не будет доступна для поддержки процесса фибрилляции предсердий. Клинический опыт последних лет показывает, что одновременная стимуляция предсердий, а также одновременная стимуляция разных отделов правого предсердия оказывается более эффективной для профилактики фибрилляции предсердий, чем монофокусная стимуляция. Электрофизиологической основой этого феномена является исчезновение разницы рефрактерных периодов различных отделов предсердий и устранение замедления проведения по предсердиям. Биатриальная стимуляция приводит к успеху у более чем 80% пациентов с пароксизмальной ФП, не поддающейся медикаментозному лечению.

Совершенствование техники для электрокардиостимуляции привело к тому, что уже в 80-х годах минувшего века возникли новые сферы применения электрокардиотерапевтических устройств для лечения сердечной недостаточности [И, 82]. У немалой части больных с сердечной недостаточностью (около 10%) на ЭКГ отмечается расширение комплекса QRS — блокада внутрижелудочкового и межжелудочкового проведения и, связанная с этим, электрическая асинхрония желудочков. В последние годы разработана специальная модификация кардиостимуляторов для коррекции асинхронии желудочков, применение которых для лечебных целей получило название кардиоресинхронизационной терапии. Прибор для КРТ имеет левожелудочковый электрод, располагающийся в коронарной вене, который обеспечивает стимуляцию ЛЖ синхронно с деполяризацией ПЖ. Многофокусная желудочковая ЭС может устранять блокаду внутрижелудочкового и межжелудочкового проведения, синхронизировать желудочковую систолу, обеспечивая увеличение сократительной способности миокарда ЛЖ и увеличение минутного объема, что повышает толерантность к физической нагрузке, улучшает качество жизни и функциональный класс СН.

1.4 Антитахикардитическая электрокардиостимуляция

Имплантируемые антитахикардитические устройства в настоящее время в основном используются для профилактики и лечения пароксизмальной формы фибрилляции и трепетания предсердий, пароксизмальной желудочковой тахикардии и фибрилляции желудочков. Современные антитахикардитические системы, как правило, представляют собой двухкамерные частотно-адаптивные ЭКС с полным набором функций и алгоритмов, характерных для традиционного DDD-ЭКС и дополнительными антитахикардитическими функциями, набор которых зависит от конкретного устройства.

Известно, что предсердная экстрасистолия способна провоцировать наджелудочковые тахиаритмии, в частности, фибрилляцию и трепетание предсердий. 5] При этом существенную роль могут играть как сами экстрасистолы, так и постэкстрасистолические паузы, создавая в миокарде предсердий дисперсию рефрактерности, которая и лежит в основе индукции предсердных тахиаритмии. В антитахикардитических ЭКС имеются специальные алгоритмы диагностики и подавления экстрасистолии, устранения постэкстрасистолических пауз, а также предотвращения резкого падения частоты ритма после физической нагрузки или купирования пароксизма ФП. Кроме того, имеется функция автоматического переключения режима для предупреждения частой желудочковой ЭС и стабилизации ритма во время пароксизма ФП, предотвращающая значительные колебания частоты сердечных сокращений.

Предсердная антитахикардитическая стимуляция обеспечивает специфичную и надежную терапию наджелудочковых аритмий.

При пароксизмальных желудочковых тахиаритмиях (желудочковая тахикардия или фибрилляция) имплантируются кардиовертеры-дефибрилляторы (ИКД), также представляющие собой полноценные двухкамерные ЭКС с антитахикардитическими функциями (электростимуляция и разряд). Современные двухкамерные ИКД способны автоматически осуществлять дифференциальную диагностику синусовой тахикардии, предсердных и желудочковых тахиаритмий и, в соответствии с видом нарушения ритма, применять соответствующий метод его лечения (различные виды антитахикардитической ЭС, разряды разной мощности в соответствующей камере сердца).

В подобных устройствах имеется емкий встроенный монитор сердечного ритма, предоставляющий врачу информацию о времени и длительности нарушений ритма в предсердиях и желудочках, регистрирующий эндокардиальную электрограмму предсердного и желудочкового ритмов, предшествующие развитию дизритмии. Эти данные помогают выбрать оптимальную программу профилактики, диагностики и лечения нарушений сердечного ритма, при необходимости назначить адекватную антиаритмическую терапию.

В последние годы появились двухкамерные системы, сочетающие возможности многофокусной ЭС и антитахиаритмических функций. 13]

1.5 Влияния на пороги стимуляции и чувствительности электрокардиостимуляторов

Порог электростимуляции это минимальный выход энергии, которая деполяризирует (захватывает) ткани миокарда. В клинической практике порог ЭС измеряется в единицах напряжения (В), силы тока (мА) или длительности стимула (мс).

Поскольку порог ЭС может изменяться в течение суток в зависимости от физической активности пациента, электролитного баланса, медикаментозной терапии и т. д., традиционной практикой является программирование вольтажа стимула в 2 раза выше порогового или длительности стимула в 3 раза выше пороговой, что, естественно, значительно повышает расход энергии. Для измерения порогового значения необходимо обеспечить более высокую частоту ЭС, превышающую максимальную частоту спонтанного ритма. Существуют ручной, полуавтоматический и автоматический методы определения порога ЭС. В большинстве современных ЭКС ручной тест уже не используется, так как при перепрограммировании ЭКС для возврата к исходному значению параметра требуется определенное время, и такой способ не является оптимальным для ЭКС-зависимых пациентов. Поэтому во многих моделях ЭКС предусмотрен так называемый «временный» режим, когда для восстановления исходной программы требуется лишь прервать его простым нажатием кнопки или удалением дистанционного модуля программатора (программирующей головки) от области ЭКС.

Перспективным представляется использование ЭКС с функцией автоматического контроля захвата («autocapture»), позволяющей в соответствии с колебаниями порога ЭКС автоматически регулировать амплитуду стимула, постоянно поддерживая ее минимально необходимый уровень. В обычной стандартной клинической практике; амплитудастимуляции импульсного генератора пейсмейкера программируется назначение, которое, по крайней мере, в два раза превышает значение измеренного порога стимуляции. Из-за различных факторов, эта амплитуда не всегда обеспечивает эффективность стимуляции. С другойстороны, излишне высокая амплитуда импульса увеличивает затраты энергии и сокращает срок службы кардиостимулятора. Предыдущие исследования показали, что даже оптимальное программирование мощности кардиостимулятора вручную позволяет продлить срок его службы. Функция АКЗ позволяет автоматически оценивать качество сигнала дляраспознавания потенциала отклика от артефакта стимула, проводить непрерывный поударный мониторинг, дифференцировать потерю захвата от сливного комплекса, реагировать на потерю захвата посылкой страховочного импульса, периодически измерять порог стимуляции и подстраивать энергиюстимулов. Это значительно снижает энергозатраты по сравнению с традиционными ЭКС, в которых приходится программировать амплитуду импульса минимум в 2 раза выше порогового значения. Чувствительность алгоритма автоматического контроля захвата (то есть вероятность того, что захват детектирован, при том что событие действительно является захватом) составляет99,6%. Специфичность (т.е. вероятность того, что детектировано отсутствие захвата при том, что событие не является захватом) составляет 99,5%.

Программируемый параметр, определяющий восприимчивость ЭКС к электрической активности сердца, — чувствительность ЭКС-системы (sensing) — представляет собой минимальное значение амплитуды зубцов P/R, которое будет расцениваться как сокращение предсердий/желудочков. ЭКС регистрирует любой сигнал, равный или больший чем запрограммированное значение порога чувствительности. Амплитуда спонтанного сигнала из соответствующей камеры сердца может изменяться в зависимости от положения тела, физической активности пациента, электролитного баланса, медикаментозной терапии и т. д. По данным ряда современных исследований, значение чувствительности должно быть в два раза выше значения, соответствующего амплитуде внутрисердечного сигнала. 1] В некоторых моделях ЭКС проверка порога чувствительности происходит автоматически, и ЭКС самостоятельно регулирует уровень своей чувствительности в соответствии с полученными результатами теста, предупреждая тем самым неадекватную детекцию внесердечных сигналов и сигналов несоответствующей сердечной камеры, а также гипочувствительность при снижении амплитуды спонтанных внутрисердечных сигналов.

Величина порога стимуляции зависит от множества различных факторов. При имплантации электрода порог стимуляции небольшой, в пределах 0,1 — 1,0 В, и он называется острым. Устойчивая или интермиттирующая блокада выхода или повышение порога стимуляции может быть следствием выраженной соединительнотканной инкапсуляции головки электрода (в области контакта верхушки электрода с эндокардом происходит местный воспалительный процесс с последующим образованием более или менее выраженной соединительнотканной капсулы). Данное явление чаще встречается в периоде «созревания» электрода, затем увеличивается в первые 2 недели из-за продолжающегося асептического воспалительного процесса в миокарде вокруг электрода и, по истечении 1−3 месяцев после имплантации, остается постоянным и называется хроническим.

Электроды с импрегнацией в области «головки» кортикостероидного препарата, выделяющие его в окружающие ткани, способны в определенной степени предотвращать этот процесс, поэтому блокада выхода для них менее характерна. Из стероидных гормонов только глюкокортикоиды снижают порог диастолической деполяризации, а минералокортикоиды его увеличивают. В ряде случаев курсы стероидной терапии помогают избежать ревизии системы ЭКС при значительном повышении порога стимуляции. Стероиды могут быть эффективны в ранние сроки после имплантации и даже несколько лет спустя.

Порог стимуляции зависит также от качества электрода (сопротивления и структуры материала, площади кончика), вида стимуляции (биполярная или униполярная), степени изменений самого миокарда и величины капсулы, образующейся вокруг кончика электрода. Изменения в величине порога стимуляции пропорционально зависят от уровня катехоламинов (порог уменьшается во время нагрузки и увеличивается во сне). Порог стимуляции увеличивается после еды (стимуляция блуждающего нерва), во время гипергликемии, гипоксемии, гиперкапнии, гиперкалиемии, при метаболическом ацидозе и алкалозе, вирусных заболеваниях, особенно у детей. По данным некоторых исследователей некоторые препараты способны повышать порог ЭС, поэтому может потребоваться их отмена. 2]

Почти все исследования о влиянии антиаритмических препаратов на порог стимуляции на людях проводились у пациентов с постоянными трансвенозными электродами, но иногда и с временными электродами.

В терапевтических дозах антиаритмические препараты класса IA не вызывают клинически значимых изменений порога желудочковой стимуляции.

По сравнению с другими противоаритмическими препаратами, препараты класса 1С вызывают наибольшее увеличение порога кардиостимуляции. Adomato и др. исследовали эффект пропафенонана предсердный и желудочковый пороги стимуляции: хронические пороги предсердной ЭКС увеличились на 82,1%, а желудочковой — на 56,5%. По данным Bianconi и др. также выявлено увеличение порога стимуляции от 55% до 300% в зависимости от дозы. 3] Также была найдена корреляция между возрастанием желудочкового порога стимуляции и расширением стимулированных комплексов QRS.

При изучении влияния амиодарона на пороги ЭКС исследователями не было обнаружено достоверного их изменения при длительной терапии. Большинство исследований, посвященных эффектам бетаадреноблокаторов на желудочковый порог ЭС, не выявили никаких его изменений. Соталол также не влиял на хронический порог желудочковой стимуляции.

Сердечные гликозиды, по данным исследований многих авторов, не изменяют или даже несколько уменьшают порог желудочковой стимуляции. 4]

1.6 Способы наблюдения за пациентами с имплантированными электрокардиостимуляторами

Динамическое наблюдение за больными с имплантированными ЭКС предусматривает проведение периодических контрольных исследований системы электрокардиостимуляции (контроль состояния кардиостимулятора и электрода) и состояния пациента. Необходимо контролировать состояние уже имплантированного электрода для того, чтобы предупредить его дисфункцию, которая может представлять опасность для пациента. Измерение порога стимуляции можно использовать для уменьшения потребляемого тока батареи путем выбора параметров импульса. Поэтому необходимо иметь возможность тестировать электрод спустя месяцы и годы после имплантации, что подразумевает необходимость неивазивных, т. е. телеметрических измерений.

Существенную помощь для диагностики различных нарушений работы ЭКС и контроля процесса истощения батареи играет магнитный тест. Помещение магнита над ложем ЭКС активирует специальный магнитоуправляемый переключатель, переводя аппарат в асинхронный режим с так называемой «магнитной» или «контрольной» частотой, которая различна для каждой модели ЭКС. Магнитный тест прекращается сразу же после удаления магнита. Номинальная частота стимуляции зависит от модели стимулятора. Снижение частоты стимуляции до указанного в паспорте ЭКС значения служит индикатором замены ЭКС. У некоторых, частотно-адаптивных кардиостимуляторов индикатором разряда батареи служит также переход аппарата в режим «по требованию» без частотной адаптации.

Самые современные стимулирующие системы имеют большое разнообразие телеметрических функций. Внутрисердечные электрограммы, получаемые путем телеметрии, несут в себе информацию о функционировании сердца, которую невозможно извлечь из поверхностных ЭКГ. При этом во внутренней (холтеровской) памяти сохраняются различные данные о ходе лечения, как, например, число стимулированных и спонтанных событий, число экстрасистол, ход изменения частоты стимуляции, рабочие параметры и даже фрагменты внутрисердечной электрограммы.

Запоминаемая и считываемая с помощью программатора информация может быть условно разделена на несколько категорий.

Сведения о пациенте Накопитель данных пациента содержит важнейшие сведения о больном и его ЭКС-системе: фамилия пациента, дата имплантации пейсмейкера, дата последнего обследования, данные о симптомах, этиологиии ЭКГ-показаниях к имплантации ЭКС, наличие или отсутствие у пациентастимуляционной зависимости. Кроме того, там содержится конфигурацияимплантированных электродов, модель и серийный номер ЭКС (рис. 1).

Рисунок 1 — Пример считываемых с ЭКС сведений о пациенте Параметры батареи ЭКС и электродов Методом пейсмейкерной телеметрии для диагностики состояния электрода можно получить следующие данные измерений: напряжение (амплитуда импульса), длительность импульса, заряд на импульс, среднее значение тока электрода, энергия на импульс, импеданс электрода и потребляемый ток батареи.

Точные показатели напряжения батареи, внутреннего сопротивления и потребляемого тока позволяют дать надежную оценку ожидаемого срока службы ЭКС. Данные о сопротивлении (импедансе) электрода и динамика импеданса по сравнению с предыдущим опросом могут дать информацию о возможном дефекте электрода, нарушении изоляции и состоянии контакта электрода с эндокардом. Если заряд батареи снизится до определенного значения, соответствующего времени замены аппарата, то в отчете это так же будет отражено (рис. 1.).

Параметры стимуляции К ним относятся все параметры работы ЭКС: базовая частота, стимуляции, верхний предел частоты стимуляции, параметры АВ-задержки, режим стимуляции, параметры настройки сенсора частотной адаптации, информация об активации специальных дополнительных функций кардиостимулятора и т. д. (рис. 2).

Рисунок 2 — Пример считываемых с ЭКС сведений о состоянии батареи и электродов ЭКС Диагностическая информация Современные стимуляторы способны сохранять в своей памяти и, при необходимости, выводить на экран монитора огромное количество информации о сердечном ритме и работе ЭКС. Счетчик событий в течение длительного времени регистрирует и показывает соотношение стимулированных и детектированных событий в предсердиях и желудочках, количество предсердных и желудочковых экстрасистол, число эпизодов аритмии, требующих активации функции переключения режима (ModeSwitch) (рис. 4). Эта информация является чрезвычайно полезной дляоценки эффективности проводимой антиаритмической терапии, оценки реальной зависимости пациента от ЭКС.

Профиль ритма пациента отражается в виде различного типа гистограмм, в которых так же отражаются различные типы событий в зависимости от частоты сердечных сокращений.

Рисунок 3 — Пример считываемой информации о параметрах кардиостимуляции Рисунок 4 — Пример считываемого с ЭКС счетчика событий Данные встроенного холтеровского монитора значительно облегчают врачам процесс динамического наблюдения за пациентом, давая ценную информацию об адекватности программы и проводимого лечения. Объем диагностических данных, получаемых при помощи некоторых современных ЭКС, фактически позволяет отказаться от проведения нагрузочных тестов с целью подбора частотно-адаптивных параметров.

В последние годы большое внимание уделяется упрощению программирования и обслуживания кардиостимуляторов. Определение порога стимуляции может проводиться автоматически разными способами самим стимулятором, что приводит к большей надежности для пациента и одновременно к более длительному сроку его службы. То же самое относится и к чувствительности. Во многих случаях автоматическая программа контроля помогает врачу в лечении пациентов.

Динамическое наблюдение является жизненно необходимой частью клинического ведения пациентов с имплантированными ЭКС и должно осуществляться опытными специалистами в помещениях, оснащенных всем необходимым оборудованием.

1.7 Виды нарушений электрокардиостимуляции

Имплантация ЭКС позволяет улучшить прогноз и качество жизни пациентов, но не всегда положительно влияет на проявление основного заболевания, его осложнений и способна вызвать свои собственные осложнения, снижающие эффективность этого радикального вмешательства. Наблюдение за пациентами после имплантации ЭКС позволяет выявить отдельные факторы, учет и адекватная коррекция которых могут улучшить результаты лечения и повлиять на ближайший и отдаленный прогнозы у этих больных.

Отсутствие захвата Отсутствие захвата при наличии на ЭКГ нормального артефакта стимула происходит вследствие блокады выхода, дефекта изоляции электрода или коннектора, неполного перелома или смещения электрода, перфорации электродом сердечной стенки, наличия воздуха в ложе униполярного ЭКС, попадания стимулов в рефрактерный период миокарда. На ЭКГ постоянно или транзиторно регистрируются артефакты стимулов, не сопровождающиеся комплексом СЖ-Б (желудочковая ЭС) или зубцом Р (предсердная ЭС).

При блокаде выхода при программировании ЭКС определяется увеличение порога ЭС, снижение порогового значения чувствительности. Избыточное возрастание порога стимуляции связано со многими факторами: старением электрода, состоянием его поверхности, поломкой, нарушением изоляции, резким возрастанием сопротивления электрода, реактивным воспалением вокруг конца электрода. Электродный импеданс может быть нормальным или повышенным. При повышении порога ЭС необходимо увеличение выходных параметров ЭС (амплитуды и/или длительности стимула) и более частый контроль порога ЭС на фоне терапии. Необходимо помнить, что высокие выходные параметры ЭКС значительно ускоряют истощение батареи. При невозможности добиться устойчивой эффективной ЭС может потребоваться репозиция электрода (перестановка в другое место с более благоприятными характеристиками внутри соответствующей сердечной камеры) или замена электрода.

Дефект изоляции электрода или коннектора может проявляться стимуляцией грудных мышц или диафрагмы. При программировании ЭКС нередко регистрируется значительное снижение импеданса электрода по сравнению с предыдущим визитом из-за утечки тока. Скорректировать данную проблему можно путем уменьшения выходных параметров стимулирующего тока, что не всегда бывает возможным из-за высокого порога стимуляции, что заставляет в ряде случаев прибегать к хирургической коррекции: изоляции места дефекта, если оно расположено поблизости от ЭКС, либо замене электрода.

Нарушение захвата может встречаться и при неполном переломе электрода. На ЭКГ при этом регистрируется преходящее отсутствие захвата при пальпации ложа или перемещении корпуса ЭКС. Это может подтверждаться рентгенографически. Подобные нарушения чаще всего корригируются путем замены электрода.

Потеря контакта электрода с миокардом (дислокация электрода) наиболее часто встречается в раннем послеоперационном периоде, и этот показатель составляет от 2 до 20%.

При программировании ЭКС определяется повышение порога ЭС или отсутствие навязывания при максимальных параметрах ЭС.

Освобождение электрода от фиброзной капсулы при микродислокации приводит к уменьшению импеданса электродной системы и к увеличению силы тока электрического импульса кардиостимулятора, тогда как повышение порога стимуляции сопровождается увеличением импеданса электродной системы и уменьшением силы тока импульса кардиостимулятора.

Для коррекции чаще всего приходится выполнять репозицию или замену пассивного электрода на электрод с активной фиксацией.

При перфорации сердечной стенки электродом на ЭКГ наблюдается снижение амплитуды комплекса при наличии перикардиального выпота, при желудочковой перфорации — изменение морфологии стимулированного комплексf.

Диагноз подтверждается рентгенографически и требует немедленной хирургической коррекции.

Отсутствие артефактов стимулов Отсутствие артефактов стимулов на ЭКГ может быть вследствие нарушения контакта электрода и ЭКС, перелома электрода, полного истощения батареи ЭКС, неадекватного ингибирования работы ЭКС.

В случае нарушения контакта ЭКС и электрода, как и при переломе электрода по кардиомонитору при наружных манипуляциях с корпусом ЭКС, при глубоком дыхании, при перемене положения тела могут транзиторно появляться артефакты стимулов ЭКС, эффективные либо неэффективные. Диагноз подтверждается рентгенологически и при ревизии стимулирующей системы. В большинстве случаев требуется хирургическая коррекция: пластика либо замена электрода.

При полном истощении батареи ЭКС артефакты стимулов на ЭКГ отсутствуют, также отсутствует реакция на магнит, при ревизии стимулирующей системы выявляются нормальные параметры функционирования электрода. В этом случае необходима замена кардиостимулятора.

Гиперчувствительность Неадекватное ингибирование работы ЭКС наблюдается при гиперчувствительности одного или обоих каналов ЭКС. К ним относится перекрестная чувствительность — изменение в хронометрии кардиостимулятора, вызванное восприятием в одной камере сигнала, образующегося в противоположной сердечной камере. Наиболее простой вариант перекрестной чувствительности это неадекватнаядетекция предсердного стимула желудочковым каналом при двухкамерной стимуляции. Последующее ингибирование желудочкового стимула может быть жизнеопасным для ЭКС-зависимого пациента. Перекрестная чувствительность более характерна для униполярного режима работы ЭКС, чем для биполярного. К таким нарушениям относится и детекция потенциалов скелетных мышц с последующим ингибированием работы ЭКС, которая также характерна для униполярных систем. В униполярных двухкамерных системах восприятие скелетно-мышечных потенциалов может приводить к ингибированию предсердного и желудочкового стимулов. Если данная ситуация не разрешается путем перепрограммирования параметров чувствительности, рефрактерности и т. д., может встать вопрос о замене ЭКС-системы на биполярную.

Еще одним из часто встречающихся нарушений работы ЭКС-системы, опосредованная гиперчувствительностью, является так называемая пейсмейкерная (ЭКС-опосредованная) тахикардия, при которой возникает детекция предсердным каналом ретроградно проведенного с желудочков зубца Р с последующим, в свою очередь, проведением на желудочки. Это нарушение в большинстве случаев корригируется увеличением предсердного рефрактерного периода, начинающегося сразу за началом желудочкового стимула.

Большинство современных ЭКС-систем имеют автоматическую функцию прерывания пейсмейкерной тахикардии, автоматически перепрограммируя значения АВ-задержки и, при необходимости, постжелудочкового предсердного рефрактерного периода.

После имплантации ЭКС рекомендуется активизировать эти превентивные функции, так как в заводских установках ЭКС они неактивны.

Гипочувствительность Неадекватно низкая чувствительность одного или обоих каналов ЭКС к собственной сердечной активности, проявляющаяся в появлении конкурирующего ритма, может появляться вследствие превышения порога чувствительности (т.е. минимального воспринимаемого сигнала) над параметрами чувствительности. Чаще всего эту ситуацию можно разрешить путем перепрограммирования параметров ЭКС.

В 90-е годы производители ЭКС ввели в двухкамерные системы типа DDD (VDD) функцию переключения режимов стимуляции («automaticmodeswitching»). Снабженные этой функцией ЭКС позволяют осуществлять Рсинхронизированную стимуляцию на синусовом ритме и автоматически переключаться в однокамерный режим (точнее, в зависимости от модели, в режимы DDI, DVI или VVI) при пароксизме предсердной тахисистолии, предотвращая передачу (tracking) неадекватно частого предсердного ритма на желудочки. Двухкамерная частотно-адаптивная стимуляция с функцией automaticmodeswitching в сравнении с однокамерной стимуляцией позволяет улучшить качество жизни пациентов с пароксизмальными формами предсердных тахиаритмий и АВ-блокадой. В работе кардиостимуляторов, снабженных этой функцией, могут существовать некоторые специфические проблемы: это принципиальная возможность недетекции кардиостимулятором предсердных аритмий, особенно при фибрилляции предсердий с низкоамплитудным и нестабильным эндокардиальным сигналом, распознавание программой ЭКС синусовой тахикардии как «патологической». Таким образом, если величина эндокардиального сигнала при фибрилляции предсердий меньше минимально возможной чувствительности ЭКС, то детекция патологического ритма и переключение режимов стимуляции будут невозможны.

Внесердечная стимуляция Стимуляция большой грудной мышцы в виде ритмичных подергиваний в области ложа ЭКС синхронно с генерируемыми импульсами ЭКС или стимуляция диафрагмы в виде ощущения подергиваний в эпигастральной области корригируется, если это возможно, путем уменьшения стимулирующего тока или переводом в биполярный режим стимуляции.

Синдром электрокардиостимулятора Неблагоприятные гемодинамические последствия желудочковой однокамерной стимуляции впервые описаны Т. Mitsui et al. (1969). Этим термином объединяют симптомокомплекс клинических расстройств, зависящий от неблагоприятных гемодинамических и (или) электрофизиологических эффектов постоянной стимуляции желудочков (но не от других причин). Они сообщили о пациенте, который жаловался на боль в груди, головокружение, одышку, холодный пот и приливы крови к лицу. Эти симптомы были расценены как следствие неадекватной частоты стимуляции, не обеспечивающей оптимальный сердечный индекс. Авторы назвали данный феномен «pacemakingsyndrome» .

Синдром кардиостимулятора состоит из целого ряда клинических признаков, не все из которых обязательно присутствуют у каждого индивидуального пациента. Основные симптомы пейсмейкерного синдрома можно сгруппировать следующим образом: гипотонические реакции (в виде постоянного низкого АД, ортостатических гипотонических реакций), неврологические расстройства, связанные с низким минутным объемом сердца (обмороки, головокружения, спутанность сознания, головные боли, ослабление слуха и зрения, общая слабость), усугубление сердечной недостаточности (сердцебиение, одышка, ортопноэ, застойная печень, отеки и т. д.).

По наблюдениям Ю. Ю. Бредикиса и соавт. наиболее характерное проявление синдрома кардиостимулятора — быстро возникающее у больного ощущение усталости при умеренной физической нагрузке: пациент прилагает усилия, чтобы заставить себя выполнить привычную для него работу.

Синдром ЭКС наблюдается у пациентов обоего пола в любом возрасте при самой различной этиологии заболевания. Синдром ЭКС может возникать сразу после имплантации, а может иметь стертые формы и оставаться незамеченным в течение многих месяцев и лет. В таких случаях симптомы либо слабо выражены, либо носят непостоянный характер, или же пациенты считают эти неприятные ощущения «ожидаемыми» при наличии ЭКС.

Согласно данным развитие пейсмейкерного синдрома связано с рядом механизмов: потерей связи между сокращениями предсердий и желудочков, асинхронизмом систолы желудочков, недостаточностью створчатых клапанов, парадоксальными рефлексами (уменьшение ОПС при низком МО). Наличие ВА-проведения большинство исследователей считают фактором, увеличивающим вероятность возникновения синдрома ЭКС. При наличии ВА-проведения во время желудочковой ЭКС повышаются средние и фазовые давления в предсердиях. Это обусловливается сокращением предсердий при закрытых створчатых клапанах с передачей увеличенной волны давления с предсердия на яремные, печеночную и легочные вены. Такие симптомы, как головная боль, ощущение распирания в голове и шее, кашель и боль в челюстях, ощущение пульсации в правом подреберье могут быть обусловлены этим феноменом.

Истинную частоту развития этого синдрома определить трудно, она колеблется, по данным разных авторов, от 7% - 15% до 65%. 5] Диагноз синдрома ЭКС лучше всего подтверждается путем исключения нарушений функции ЭКС и корреляции с сердечным ритмом до и на фоне появления симптоматики. Кроме того, помогает измерение кровяного давления в горизонтальном и вертикальном положении при желудочковой и предсердной ЭКС. Если имеется снижение АД при желудочковой ЭКС на более чем 20 мм рт ст., вероятно, наблюдается синдром ЭКС.

Лечение пейсмейкерного синдрома сводится к перепрограммированию кардиостимулятора с целью возможного восстановления АВ-синхронизации, и предотвращению ВА-проведения.

Дисфункции электрокардиостимуляторов, связанные с сенсором частотной адаптации У пациентов с ЭКС-системами, снабженными функцией частотной адаптации, часто встречается как избыточный прирост частоты стимуляции (так называемые сенсор-опосредованные тахикардии) так и недостаточный ее прирост. Сенсор-опосредованные тахикардии появляются, когда указанная сенсором частота выше, чем того требует данное физиологическое состояние. Кроме редких технических дефектов или неадекватного программирования, подобные состояния являются отражением несовершенной специфичности и пропорциональности сенсора в дифференцировании шума и физиологических изменений, которые он должен детектировать.

В связи с этим крайне важно индивидуально и тщательно подбирать настройки частотной адаптации на каждом (особенно на ранних послеоперационных) этапах наблюдения, особенно при расширении двигательного режима.

Во многих современных ЭКС-системах для оценки адекватности частотных параметров существует встроенный монитор ритма, что значительно облегчает подбор этих параметров.

Превышение частоты кардиостимуляции Немотивированное избыточное превышение частоты работы ЭКС чаще всего наблюдается в работе частотно-адаптивных систем кардиостимуляции. Это происходит при избыточно-большой чувствительности сенсора частотной адаптации.

У пациентов с имплантированными ЭКС, снабженными акцелерометрами, немотивированное повышение частоты стимуляции может наблюдаться при контакте с вибрацией (езда в поезде, метро, автомобиле, смехе).

Корригировать данное состояние в большинстве случаев возможно настройками чувствительности сенсора и кривой разгона сенсора. В системах кардиостимуляции, снабженных двумя сенсорами частотной адаптации, нарушения подобного рада встречаются значительно реже. Другой, намного более опасный вид превышения частоты работы ЭКС связан с нарушением электронной схемы ЭКС.

При данном виде нарушений кардиостимулятор может генерировать импульсы с частотой до 300 и более имп/мин, что грозит при желудочковом варианте стимуляции индукцией жизнеопасных желудочковых аритмий.

В подобных случаях необходимо без промедления отделить имплантированные электроды от стимулятора.

Инфекционные осложнения Инфекционные осложнения после имплантации стимуляторов встречаются в 0,5 — 12,6% случаев. Острый инфекционный процесс может развиваться в любой части стимулирующей системы, однако чаще всего связан с ложем стимулятора. Отсроченная инфекция обычно возникает через несколько месяцев после операции, и ее возбудителем в большинстве случаев является золотистый стафилококк. Септические осложнения при временной стимуляции встречаются значительно чаще, чем при постоянной стимуляции. К факторам, которые предрасполагают к развитию инфекции, относят сахарный диабет, длительные или повторные операции, послеоперационные гематомы и нарушения иммунной системы. Среди этих факторов наиболее значимым является повторное хирургическое вмешательство. Наиболее эффективным методом лечения нагноений стимулирующих систем является полное их удаление (ЭКС и электроды), что предупреждает распространение инфекции. При частичном удалении системы частота реинфекции составляет 51−77%.

Рисунок 5 — Фрагмент ЭКГ: нарушение электронной схемы ЭКС. Частота желудочковой стимуляции около 300 имп/мин Изменения импеданса электродов электрокардиостимуляторов Чрезмерно высокий импеданс электрода может наблюдаться при нарушении целостности проводника, а, наоборот, слишком низкий импеданс —при дефекте изоляции. Изменение импеданса более чем на 200 Ом в ту или другую сторону по сравнению с предшествующим контролем, особенно в сочетании с нарушениями ЭС и/или чувствительности всегда требует тщательной оценки, при необходимости— дополнительных диагностических исследований (например, рентгенографии), вплоть до хирургической ревизии.

Резюмируя вышеописанное, необходимо отметить, что в развитии кардиостимуляционных методов лечения происходит непрерывный прогресс. Современные кардиостимуляторы становятся все более сложным, увеличивается количество их программируемых параметров. В связи с этим соответственно увеличивается и количество дисфункций в системах постоянных ЭКС, требующих индивидуальной настройки параметров стимуляции для каждого конкретного пациента. Остаются открытыми многие вопросы: какие нарушения функционирования ЭКС-систем преобладают в настоящее время, какие факторы влияют на возникновение этих нарушений и каковы возможные пути исправления и предупреждения самых распространенных дисфункций ЭКС-систем.

1.8 Дисфункции ЭКС, корригируемые хирургическим путем

К нарушениям в системах постоянных ЭКС, подлежащих устранению хирургическим путем относятся инфекционные осложнения, переломы и дислокации электродов, преждевременный разряд батареи ЭКС и нарушения электронной схемы пейсмейкера.

Из всех пациентов осложнения инфекционного характера наблюдаются в 0,6% случаев.

Клинический пример:

Пациентка, 57 лет, поступила в отделение хирургического лечения нарушений ритма сердца в феврале 2004 г с жалобами на приступы сердцебиения длительностью до 1 — 3 часов и частотой до 2 — 3 раз в неделю, приступами потери сознания на фоне аритмии и в момент купирования пароксизма.

Из анамнеза: артериальная гипертония — около 10 лет с максимальным АД до 180/100 мм ртст, с профилактической целью длительное время принимала эналаприл 20 мг/сут в сочетании с арифоном 2,5 мг/сут с клиническим эффектом. Пароксизмальная фибрилляция предсердий — около 3 лет, приступы были редкие (1 — 2 раза в год), но последние полгода участились до еженедельных и присоединились обморочные состояния.

При обследовании, по ХМЭКГ выявлена пароксизмальная форма фибрилляции предсердий, на фоне ФП регистрировались асистолические паузы до 3550 мс, также в момент купирования пароксизма ФП зарегистрирован отказ синусового узла с асистолической паузой 5140 мс. Клинический диагноз: Артериальная гипертензия 3 ст. (риск 3). Синдром слабости синусового узла, II типа. Пароксизмальная фибрилляция предсердий. Преходящий отказ синусового узла.

По абсолютным показаниям пациентке был имплантирован ЭКС-300 с биполярным электродом CapSure SP в VVI-режиме в связи с имеющимся у нее нарушением АВ-проведения при фибрилляции предсердий. В течение периода госпитализации у пациентки развился ранний синдром кардиостимулятора, проявляющийся головокружениями, ощущения мисердцебиения, одышкой и ощущением нехватки воздуха, пульсацией в висках, совпадающие по времени с включение ЭКС. На фоне антиаритмической терапии (соталекс 240 мг/сутки) процент навязанных желудочковых комплексов на базовом ритме ЭКС 50 в минуту составлял около 50%. В связи с этим в апреле 2004 г пациентке была проведена замена ЭКС-ЗОО на двухкамерный аппарат Sigma 203 DR. После второй операции больная чувствовала себя хорошо, аритмия не рецидивировала, полностью купировались явления СН и ЭКС-синдрома. Однако по прошествии 1,5месяцев пациентка пожаловалась на покраснение и припухлость в области ложа ЭКС. При пункции ложа диагностировано гнойное содержимое, пациентка была госпитализирована. При этом симптомов общей интоксикации, лихорадки, воспалительных изменений анализа крови не было. В течение 4-х недель проводилась консервативная терапия, включающая парентеральную антибиотикотерапию с учетом чувствительности возбудителя и местные промывания ложа ЭКС антисептиками и введение в ложе антибиотиков. Положительный результат был получен: исчезновение накопления гнойного отделяемого в ложе ЭКС. Пациентка была выписана, но поступила вновь в отделение через месяц с гнойным отделяемым из ложа ЭКС.

Пациентке было выполнено полное удаление ЭКС системы с иссечением капсулы ЭКС с быстрым (в течение Г недели) и неосложненным заживлением послеоперационной раны.

Через неделю пациентке ЭКС-система была имплантирована справа в подключичную область, заживление послеоперационного шва первичное, послеоперационный период без особенностей. Наблюдение за больной в течение года не выявило признаков наличия инфекции ложа ЭКС.

Частичный перелом электрода был диагностирован в одном случае через 6 месяцев после имплантации. Все случаи частичной или полной дислокации электродов (1,8% от общего количества имплантированных электродов) с нарушением навязывания импульса были диагностированы в течение первой недели после их имплантации, из них 2 предсердных и 3 желудочковых. Во всех случаях проведена успешная операция репозиции электродов.

По заявлению производителей аппаратов ЭКС срок работы батареи кардиостимулятора составляет не менее 7 лет при 100% его работе с заводскими параметрами тока. 18] Степень заряда батареи ЭКС проверяется при каждой проверке его работы. В современных отечественных ЭКС (300, 501, 500, 500М) одним из признаков начавшегося «разряда» батареи является уменьшение, по сравнению с исходной, частоты стимуляции на 5 имп/мин или ее увеличение. В аппаратах с функцией телеметрии заряд батареи определяется и показывается на экране программатора после автоматического тестирования ЭКС: при сохраненном рабочем заряде батареи на экране высвечивается «ОК», при его снижении — «ElectedreplacementindicationERI», рекомендованное время замены.

Однако имплантируемые устройства нередко не вырабатывают гарантийного срока эксплуатации из-за технических неисправностей.

За 1 год наблюдения за группой пациентов преждевременное истощение батареи ЭКС было зарегистрировано у 4 человек. У 2 пациентов с имплантированными ЭКС-ЗОО было зарегистрировано снижение контрольной частоты магнитного теста до 80 имп/мин и одновременно с этим в одном случае переход работы стимулятора в асинхронный режим работы. У 2 других пациентов были имплантированы двухкамерные кардиостимуляторы ЭКС-4000, у которых при контроле ЭКС через 1 год на экране программатора появилось сообщение о времени рекомендованной замене ЭКС — «ERI». При наблюдении за пациентами с имплантированными пейсмейкерами иногда встречаются случаи ненормальной работы постоянного электрокардиостимулятора, нарушения в системе которых невозможно отнести ни к одному виду существующих нарушений нормального их функционирования. В подавляющем большинстве случаев эти нарушения представляют собой беспричинное немотивированное преходящее или постоянное увеличение частоты работы пейсмейкера, часто неритмичное, причем это увеличение частоты превышает все допустимые настройки ЭКС.

Навязанный ритм с большой частотой в VVI-системах представляет опасную ситуацию, так как возникает угроза фибрилляции желудочков. Для аппаратов, работающих в AAI-режимах превышение частоты работы стимулятора не настолько жизнеопасно, но, все же, оно, во-первых, клинически значимо, во-вторых, может являться индуктором суправентрикулярных тахиаритмий.

Было зарегистрировано 3 случая нарушения электронной схемы работы кардиостимулятора из 180 имплантированных аппаратов. Все случаи были зарегистрированы у пациентов, которым были имплантированы ЭКС-300 отечественного производства, что составило 5,6% данных аппаратов.

У одной пациентки нарушение электронной схемы было зарегистрировано после проведения непродолжительного времени около кабинета ЯМР-томографии. ЭКС был имплантирован в АА1-режиме и перепрограммировался под воздействием электромагнитного поля на частоту 150 имп/мин. Пациентка ощущала выраженную тахикардию и явилась на прием. Данное нарушение удалось устранить, программировав кардиостимулятор в стандартный режим. 19]

У другой пациентки нарушение электронной схемы ЭКС, имплантированного в АА1-режиме, произошло после контакта со статическим электричеством через 6 месяцев после операции. При этом частота работы кардиостимулятора была асинхронной и варьировала то 100 до 150 в минуту. По экстренным показаниям этой пациентке была проведена замена ЭКС. Третьему пациенту Б., 78 лет, в сентябре 2004 года была проведена имплантация ЭКС-300 в режиме VVI по поводу полной АВ-блокады на фоне хронической ИБС. В послеоперационном периоде пациент чувствовал себя удовлетворительно: сохранялась эффективная желудочковая ЭКС с частотой 70 имп/мин. При последней проверке работы ЭКС порог стимуляции составил 0,99 В, в магнитном тесте частота составляла 100 имп/мин, нарушений функции ЭКС не выявлялось. В марте 2005 г у пациента начали рецидивировать синкопальные состояния. При записи ЭКГ отмечались периоды эффективной и неэффективной желудочковой ЭКС. Пациент экстренно был доставлен в стационар, где при программировании ЭКС были получены следующие результаты: на амплитуде стимулирующего импульса 5 В по кардиомонитору регистрировалась периодическая неэффективная желудочковая стимуляция, порог стимуляции определялся около 5 В, при увеличении амплитуды импульса до 10 В порог диастолической деполяризации определялся на уровне 0,99 В, но кардиостимулятор работал в режиме V00 в частотой 40 имп/мин. Этому пациенту также в экстренном порядке была выполнена замена неисправного кардиостимулятора.

Таким образом, представляется, что повторные операции являются существенным фактором риска инфекционных осложнений и консервативный подход к решению этой проблемы если и дает положительный, то временный результат. Эффективным радикальным методом лечения нагноений стимулирующих систем является полное их удаление (ЭКС и электроды), что предупреждает распространение инфекции. Такие дисфункции, как дислокации постоянных электродов в большинстве случаев происходят в ближайший послеоперационный период, до формирования фиброзной капсулы в месте контакта электрода с эндокардом. Данное осложнение может привести к жизнеугрожающим ситуациям из-за потери навязывания импульса и неэффективной стимуляции, прежде всего у стимуляционно-зависимых пациентов. Несомненно, огромную помощь в диагностике частичной дислокации и неполного перелома электрода оказывает телеметрия: нестабильность и резкие изменения импеданса электрода по сравнению с предыдущими визитами или в течение одной проверки функционирования ЭКС-системы говорит о нарушении целостности электрода либо системы «электрод-эндокард».

Несмотря на высокую надежность кардиостимуляционной техники, спорадически имеют место немотивированные изменения функционирования постоянных ЭКС, не объяснимые никакими из запрограммированных параметров, либо случаи преждевременного разряда батареи ЭКС, что тоже связано с дефектом электронной схемы кардиостимулятора. Подобное поведение имплантированных приборов диктует необходимость срочной, а иногда и экстренной замены пейсмейкера в связи с непредсказуемостью его дальнейшего функционирования. За период наблюдения в течение 1 года из94 имплантированных аппаратов ЭКС отечественного производства у 4,3% из них было выявлено преждевременное истощение батареи ЭКС, а у 3,2% -нарушение электронной схемы ЭКС, что потребовало срочной преждевременной операции замены ЭКС.

Оценка электрических параметров электродов и временных параметров ЭКС у пациентов с имплантированными стимулирующими системами очень важна для выявления и коррекции нарушений нормального функционирования ЭКС-систем.

От порога диастолической деполяризации миокарда в точке позиционирования эндокардиального электрода зависит как долговременная эффективность работы системы, так и продолжительность срока службы имплантированного прибора. При этом важнейшим моментом являются характеристики самого электрода. Современные электроды имеют поверхность из пористого углерода для увеличения площади кончика с целью улучшения контакта электрода с эндокардом и, тем самым, уменьшения порога кардиостимуляции. Для большего увеличения площади кончика электрода были созданы эндокардиальные электроды с фрактальной поверхностью. Поскольку значение порога диастолической деполяризации зависит от качества контакта электрода и эндокарда, большинство современных зарубежных электродов имеют на кончике импрегнацию кортикостероида, уменьшающего степень асептического воспаления эндокарда в месте стояния электрода и препятствующего образованию выраженной соединительнотканной капсулы.

Анализируя результаты пороговых значений кардиостимуляции различных типов электродов, было выявлено, что при применении электродов пассивной фиксации минимальный предсердный и желудочковый порог стимуляции достигается при имплантации электродов со стероидным включением и электродов с фрактальной поверхностью головки по сравнению с электродами ПЭЭД и ЭЭМ-ВИТА, не имеющими стероидного и фрактального покрытия. Это связано с тем, что фрактальная структураголовки электрода позволяет получить наибольшую площадь поверхности контакта головки электрода с эндокардом при одинаковой площади сечения самого электрода, что уменьшает сопротивление в системе электрод-эндокард, астероидное включение препятствует развитию асептического воспаления в месте контакта головки электрода и эндокарда.

Однако, при сравнении электрических характеристик стероидных и фрактальных электродов, нами было выявлено, что порог кардиостимуляциикак предсердий, так и желудочков, как острый, так и хронический, как в монополярном, так и в биполярном режимах достоверно ниже у электродов, имеющих на кончике стероидное покрытие по сравнению с фрактальными электродами. Этот факт говорит, по нашему мнению, о ведущей роли асептического воспаления эндокарда и, соответственно, степени выраженности фиброзной капсулы в формировании порогов кардиостимуляции.

Данное заключение подтверждается и тем фактом, что все случаи клинически значимого повышения порога диастолическои деполяризации в послеоперационном периоде наблюдались у пациентов с повышенным аллергическим фоном. У всех этих пациентов кратковременный курс стероидной терапии был эффективен, что соответствует литературным данным. Настоящее наблюдение еще раз подчеркивает роль аллергического асептического воспаления в формировании порогов кардиостимуляции. Таким образом, по нашему наблюдению, 17,6% пациентов, имеющие в анамнезе сопутствующие заболевания аллергического характера, имеют риск увеличения пороговых значений кардиостимуляции и, поэтому, не только нуждаются в более частом ближайшем послеоперационном наблюдении, но и в первичной имплантации электродов со стероидной импрегнацией.

По некоторым литературным данным порог кардиостимуляциизависит также и от варианта стимуляции (униполярной или биполярной). По данным наблюдений достоверно значимых различий в значениях порогов диастолическои деполяризации, определяемых в униполярном и биполярном режимах получено не было, за исключением электродов со стероидным покрытием. При применении данных электродов было выявлено достоверное превышение лишь хронического ПДД желудочков в биполярном режиме над униполярным, сами же пороговые значения и в том и в другом режиме были достаточно низкие. По нашему мнению, это связано с достаточно высоким качеством современных эндокардиальных электродов зарубежного производства и низкими острыми и хроническими порогами кардиостимуляции при применении этих электродов, как в биполярном, так и в униполярном режиме стимуляции.

За годы существования кардиостимуляционных методов лечения проведено много исследований по влиянию противоаритмической терапии на значения порогов кардиостимуляции. По данным литературы наиболее значимое влияние на пороги диастолическои деполяризации оказывают противоаритмические препараты 1С класса, при назначении которых увеличение ПДД может происходить на 80% и более. При изучении влияния амиодарона на пороги ЭКС исследователями не было обнаружено достоверного их изменения при длительной терапии. При наблюдении за пациентами в течение года было выявлено, что достоверное повышение минимального тока диастолическои деполяризации при назначении антиаритмической терапии происходит лишь в биполярном варианте предсердной кардиостимуляции. Данное утверждение касается назначения не только пропанорма, но и амиодарона: величина минимального тока диастолическои деполяризации предсердий при биполярном режиме стимуляции достоверно больше в среднем в 1,4 раза у пациентов, постоянно принимающих данные препараты, чем у пациентов, не принимающих антиаритмическую терапию.

Отсутствие значимого влияния приема пропафенона на значение острого и хронического желудочкового порога стимуляции и на величину острого и хронического ПДД предсердий в монополярном режиме связано, по мнению, также с высоким качеством современных электродов. Указания об отсутствии влияния амиодарона на величину ПДД по данным литературы связано с тем, что такие исследования проводились только в монополярном режиме кардиостимуляции. Соответственно, при назначении амиодарона и пропафенона пациентам, имеющим предсердную стимуляцию в биполярном режиме, в остром послеоперационном периоде необходимо контролировать параметры предсердной стимуляции через 1—2 дня и устанавливать не менее чем 5-кратный запас по амплитуде стимулирующего тока. При амбулаторном назначении данных препаратов этих пациентов необходимо направить на внеочередной контроль ЭКС-системы.

У пациентов с постоянными пейсмейкерами важнейшее значение имеет наличие или отсутствие зависимости пациента от имплантированного прибора. Определение стимуляционной зависимости является важнейшим компонентом проверки функционирования ЭКС-системы для выявления степени потенциального риска для жизни пациента при внезапном отказе кардиостимулятора. В доступной нам литературе данных о факторах, влияющих на риск формирования стимуляционной зависимости, мы не нашли. По нашему наблюдению самый высокий риск возникновения ЭКС-зависимости имеют пациенты, оперированные по поводу АВ-блокады и подвергшиеся радиочастотной деструкции АВ-соединения. Исследование показало, что через 1, 5 — 2 месяца после имплантации постоянного ритмо водителя стимуляционно-зависимыми стали 51,5% пациентов, прооперированных по поводу АВ-блокады и 92,9% пациентов, подвергшихся РЧ-деструкции АВ-соединения. У пациентов, оперированных по поводу СССУ, риск развития стимуляционной зависимости был невелик и составлял 8,3%. Таким образом, риск развития ЭКС-зависимости при спонтанных атриовентрикулярных блокадах превышает таковой при СССУ в 6,5 раз, а при хирургических АВ-блокадах в 11,6 раз вне зависимости от этиологиинарушений проводимости, режима и базовой частоты ЭКС. Такая зависимость является, по-видимому, результатом значительно большего подавления у пациентов с АВ-блокадами на фоне кардиостимуляции водителей ритма второго порядка, находящихся в области АВ-соединения. Также было показано, что на риск возникновения стимуляционной зависимости влияет и характер существующей у пациента брадиаритмии: у пациентов в постоянными брадиаритмиями стимуляционная зависимость развивается значимо чаще, чем у пациентов с преходящим характером брадиаритмии (48,4% против 14,3%). Все это, несомненно, следует учитывать при определении профессиональной пригодности и стойкой утраты трудоспособности пациентов.

С появлением современных многофункциональных систем электрокардиостимуляции, с увеличением числа программируемых параметров ЭКС требуется более тонкая и тщательная настройка этих параметров в соответствие с индивидуальными особенностями сердечной деятельности, физической активности и образа жизни каждого пациента. Существует множество различных нарушений в системах постоянных ЭКС, что может снижать качество жизни пациентов, заставлять повторно к врачу и в службу скорой помощи, может препятствовать активной профессиональной и социальной деятельности, а, в некоторых случаях, может нести и непосредственную угрозу для жизни пациентов. Своевременное выявление и коррекция нарушений в системе ЭКС имеет огромное значение.

В отечественной и зарубежной литературе имеется много данных о таких нарушениях в системах постоянных ЭКС, как инфекционные осложнения, переломы и дислокации постоянных электродов, то есть нарушениях, корригируемых хирургическим путем. Наш опыт диагностики и лечения данных дисфункций совпадает с данными отечественной и зарубежной литературы. Что касается дисфункций в системах постоянных кардиостимуляторах, коррекция которых возможна путем настройки программируемых параметров ЭКС, то данных по частоте встречаемости, времени появления и результатах лечения таких нарушений крайне мало.

Анализ дисфункций ЭКС показал, что подавляющее их большинство (93,1%) выявляется в течение первых 2 месяца после имплантации кардиостимулятора, что говорит об обязательной необходимости тщательного и неоднократного наблюдения за пациентами в этот период. Пациенты должны направляться на проверку ЭКС в обязательном порядке через 1,5−2 месяца после выписки из стационара даже при хорошем самочувствии, отсутствии жалоб и удовлетворительной работе кардиостимулятора. Относительно позднее выявление таких нарушений как дисфункции сенсора частотной адаптации, дисфункции детекции, связанные с гиперчувствительностью ЭКС к миопотенциалам, по нашему мнению, связано с рекомендацией ограничения физической активности в течение месяца после имплантации кардиостимулятора, медленным и постепенным расширением пациентами режима физической и социальной активности из-за опасения повредить кардиостимулятор. Индивидуальная окончательная настройка временных и адаптивных параметров ЭКС возможна лишь после вхождения пациента в нормальный обычный для него ритм жизни, что у большинства пациентов происходит через 1,5−2 месяца после имплантации ЭКС.

По наблюдениям подавляющее большинство дисфункций ЭКС составляют нарушения детекции и внесердечная стимуляция. В общей сложности нарушения детекции предсердного канала кардиостимулятора были диагностированы у 50,9% имплантированных предсердных и 17,1%. желудочковых электродов. Это говорит о том, что оптимальная настройка предсердной чувствительности и оптимальная синхронизация предсердной и желудочковой чувствительности в двухкамерных системах ЭКС представляет на сегодняшний день большие трудности, чем настройка желудочковой чувствительности. Преобладание нарушений предсердной детекции над нарушениями желудочковой происходит по той причине, что сигнал предсердной активности в норме невелик и гораздо меньше желудочкового, и вынуждены программировать чувствительность на гораздо большее значение. Именно поэтому среди нарушений чувствительности и преобладает гипердетекция, которая составляет 94,1% этих нарушений.

В большинстве случаев гиперчувствительность какого-либо канала ЭКС по типу миопотенциального ингибирования выявляются по данным литературы с помощью ХМ ЭКГ, хотя, по нашему мнению, существует достаточно простой и доступный способ выявления подобных нарушений работы ЭКС, которые составляют 46,5% дисфункций детекции: силовая нагрузка на соответствующую руку под контролем кардиомонитора. Правда, такой тест может быть успешно проведен лишь при заживлении послеоперационной раны и исчезновении в болевых ощущений в области ложа ЭКС, когда пациенты перестают щадить руку со стороны операции, что происходит по происшествии 1,5−2 месяцев.

Вышеописанный способ высокоэффективен и для диагностики другого варианта гипердетекции, составляющего 42,6% нарушений чувствительности — превышения частоты работы желудочкового канала ЭКС, связанного с избыточной чувствительностью предсердного канала к миопотенциалам или синхронизированной ЭКС. Возможности решения этой проблемы путем программирования параметров чувствительности, особенно чувствительности предсердного канала, весьма ограничены. Интраоперационные значения униполярного предсердного сигнала составляют, в среднем, 2,5−3,5 мВ, интраоперационное тестирование с целью выявления миопотенциального воздействия на ЭКС проводить невозможно. Ложе ЭКС формируется по стандартной методике, в подкожной клетчатке над большой грудной мышцей без вскрытия ее фасции. Хронический порог предсердного сенсинга составляет в среднем 1,0- 1,5 мВ на электродах ЭЭМ-ВИТА и ПЭЭД, на электродах с импрегнацией кортикостероидов- 2,0 — 3,0 мВ. У пациентов, показанием к имплантации которым явился СССУ II типа с тахикардитическим компонентом, в большинстве случаев, в виде фибрилляции предсердий, предсердная чувствительность программируется на уровне 0,5 мВ. Триггерное миопотенциальное воздействие на ЭКС регистрируется и при меньшей чувствительности — 3,5 — 4,0 мВ. Снижение уровня чувствительности приводит к потере чувствительности нормальной спонтанной предсердной активности, без устранения нарушения. Для увеличения цикла желудочковой стимуляции возможно снижение «upperrate», однако, у молодых, физически активных пациентов это приводит к учащению эпизодов антитахикардитического функционирования ЭКС в режиме атриовентрикулярной блокады 2:1 или по типу Венкебаха с резким падением частоты кардиостимуляции и соответствующими отрицательными клиническими проявлениями в виде плохой переносимости физических нагрузок.

Столь частую встречаемость избыточной детекциимио потенциалов нельзя объяснить только недостатками первичного программирования и неадекватно установленными параметрами чувствительности ЭКС. Об этом говорит тот факт, что в униполярных системах кардиостимуляции нарушения детекции по типу миопотенциального ингибирования удалось успешно устранить перепрограммированием значения чувствительности лишь в 22,2% случаев. В остальных случаях, как и в случаях нарушения детекции по типу синхронизированной ЭКС при попытке уменьшения чувствительности появлялись эпизоды недетекции нормальных сердечных потенциалов.

Таким образом, реальных возможностей устранения нарушений чувствительности в виде гипердетекции в монополярном режиме чувствительности путем программирования ЭКС не имеется. Принципиальный момент — биполярность электрода. Нарушения детекции в виде гиперчувствительности внесердечных потенциалов актуальны только в монополярном режиме чувствительности и легко устраняется перепрограммированием ЭКС в биполярный режим. Однако до сих пор мы не имеем предсердных биполярных электродов отечественного производства, и, по экономическим соображениям, вынуждены имплантировать биполярные ЭКС-3000, ЭКС-4000, ЭКС-ЮНИОР в комплекте с монополярными электродами. Данная практика, может приводить к повторным оперативным вмешательствам по замене электродов, а с учетом данного наблюдения, потенциально угрожает фатальными желудочковыми тахиаритмиями.

Не меньшую клиническую значимость имеют случаи так называемой внесердечной стимуляции, большинство которых составляет стимуляция большой фудной мышцы в области ложа ЭКС. Это происходит из-за утечки электрического тока в системе ЭКС-электрод. По нашему наблюдению все случаи миостимуляции были зарегистрированы у пациентов с имплантированными униполярными электродами ПЭЭД и ЭЭМ-ВИТА. Данный факт связан, по-видимому, с недостаточным качеством места соединения аппаратного конца данных электродов и корпуса ЭКС и, соответственно, недостаточной герметизацией этого соединения. Данное наблюдение также диктует необходимость совершенствования отечественных имплантируемых электродов.

Синдром электрокардиостимулятора тоже относится к числу часто встречаемых дисфункций ЭКС. В данном исследовании он был диагностирован у 6,7% от общего количества больных, что соответствует частоте развития данного синдрома по данным литературы. Более угрожаемыми по развитию пейсмейкерного синдрома являются пациенты с СССУ и искусственной АВ-блокадой по сравнению с пациентами, прооперированными по поводу приобретенной АВ-блокады и синдрома Фредерика. Хотя, по литературным данным, наличие вентрикулоатриального проведения является фактором риска развития синдрома ЭКС, по нашему наблюдению у большинства пациентов с этим синдромом — у 83,4% - был зарегистрирован полный ретроградный блок проведения импульса. Соответственно, по нашему мнению, наличие ретроградного ВА-проведения не является определяющим фактором в развитии пейсмейкер-синдрома.

С другой стороны, наличие физиологических двухкамерных систем кардиостимуляции не гарантирует отсутствия развития синдрома ЭКС, который определяется у 4,3% пациентов с DDD-системами ЭКС. Лишь у пациентов с предсердным вариантом постоянной кардиостимуляции не было зарегистрировано ни одного случая ЭКС-синдрома. Это связано с тем, что, несмотря на то, что режим кардиостимуляции DDD/R считается физиологическим, ход возбуждения желудочков при этом виде стимуляции является ретроградным с запаздыванием активации левого желудочка по сравнению с правым, в связи с чем, появляется десинхроноз сокращений желудочков. Поэтому, несмотря на синхронизацию сокращений предсердий и желудочков, и при данном варианте кардиостимуляции может возникать пейсмейкер-синдром.

Таким образом, только восстановление физиологического антероградного хода возбуждения желудочков, восстановление синхронизации сокращения желудочков совместно с АВ-синхронизацией способно радикально уменьшить проявления ЭКС синдрома.

Следует подчеркнуть, что широчайший спектр возможностей современных кардиостимуляторов может быть в полной мере использован лишь при тщательном анализе состояния пациента и параметров функционирования ЭКС, начиная с момента отбора на операцию и заканчивая постоянным динамическим наблюдением за больными с имплантированными пейсмейкерами.

2. Практическая часть

2.1 Разработка медико-технических требований для программатора ЭКС

1. Наименование и область применения изделия.

1.1 Наименование и обозначение изделия (полное и сокращенное).

Стационарный программатор для диагностики электрокардиостимуляторов.

1.2 Область применения.

Для проведения функциональной диагностики системы электрокардиостимулятора в условиях медицинских учреждений.

2. Основание для разработки

2.1 Полное наименование документов и номера их позиций, на основании которых планируется разработка изделия, организации, утвердившие эти документы, и дата утверждения, в том числе номер и дата рекомендации Минздравмедпрома России о целесообразности разработки (модернизации) изделия. Дипломный бакалаврский проект.

3 Цель и назначения разработки

3.1 Основная цель разработки и ожидаемый медицинский, технический, экономический или социальный эффект при использовании изделия. Целью разработки является предоставление возможности диагностики электрокардиостимулятора в условиях медицинского учреждения.

3.2 Непосредственно функциональное назначение изделия в лечебно-диагностическом процессе, область использования (применения) в соответствии с методикой диагностических исследований, лечебных воздействий (с указанием величины воздействия), измерений (с указанием измеряемых величин), хирургических вмешательств, вспомогательных операций и т. п. Прибор предназначен для диагностики электрокардиостимулятора и изменения различных параметров.

4.3. Возможности разрабатываемого изделия, расширяющие целевое назначение и обеспечивающие преимущества по сравнению с существующими аналогами.

Счетчик событий в течение длительного времени регистрирует и показывает соотношение стимулированных и детектированных событий в предсердиях и желудочках, количество предсердных и желудочковых экстрасистол, число эпизодов аритмии, требующих активации функции переключения режима.

6 Медицинские требования

6.1 Требования к выполнению изделием функциональных задач в лечебно-диагностическом процессе. Оценка медицинских последствий нарушения функционирования изделия во время его применения.

Изделие должно обеспечивать регистрацию сигналов электрокардиостимулятора.

6.2 Физический, медико-биологический, биохимический и т. д. эффекты или явления, на которых основан принцип действия изделия.

Электрокардиостимуляция (ЭКС) — это метод, с помощью которого на какой-либо участок сердечной мышцы наносят внешние электрические импульсы, вырабатываемые искусственным водителем ритма (электрокардиостимулятором), в результате чего происходит сокращение сердца.

6.3 Количество каналов, объектов исследования рабочих мест, число обслуживаемых пациентов, пропускная способность или производительность изделия.

Количество каналов — 1,

Количество обслуживаемых одновременно пациентов — 1,

Количество рабочих мест — 1,

Пропускная способность изделия — до 6 человек в час.

6.4 Требования к средствам установки, контроля и регулирования режимов работы.

Телеметрический блок должен безболезненно фиксироваться на теле пациента. Устройство должно быть безопасно для пациента и медперсонала.

6.7 Требования об отсутствии отрицательных побочных эффектов в результате применения разрабатываемого изделия При работе прибора не должно происходить поражения пациента высокочастотным либо низкочастотным током. Для этого необходимо соблюдать методику воздействия и технику безопасности, описанные в руководстве по эксплуатации прибора. Там же рассмотрены причины поражения и способы их предотвращения. Зондирующий ток не должен превышать значения 2мА.

6.8 Специальные медицинские требования, определяемые назначением и принципом действия изделия Не предъявляются.

7. Технические требования

7.1 Состав изделия.

7.1.1 Основные составные части изделия Телеметрический блок (работает с компьютером через последовательный порт);

7.1.2 Запасные части и принадлежности Запасной кабель.

7.1.3 Эксплуатационные документы (при необходимости).

Инструкция по применению изделия.

7.2 Показатели назначения

7.2.1 Технические параметры Число каналов регистрации реограммы: 1;

Частота дискретизации: 500 Гц;

Форма выходного сигнала ИТ — синусоидальная;

Частота выходного тока 50 кГц;

Диапазон измерения базового импеданса на рабочей частоте 0,1.200 [Ом];

Диапазон измерения дифференциального импеданса на рабочей частоте — 0,1.1000 [мОм]

Полоса пропускания измерительного преобразователя импеданса, не менее 45 Гц;

Неравномерность в полосе пропускания измерительного преобразователя импеданса, не более 3 дБ.

7.2.2 Метрологические характеристики средств измерения медицинского назначения по ГОСТ 8.009, ГOCT 8.259, ГОСТ 22 261 и стандартам на виды средств измерения.

Требования к метрологическим характеристикам средств измерения медицинского назначения предъявляются по ГОСТ 8.009−84 (группа 2) (Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений), ГОСТ 22 261–94 (Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия).

7.2.3 Характеристики энергопитания Прибор должен работать от сети переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 220 В при отклонении напряжения сети от номинального значения на ±10%.

7.2.4 Временные характеристики

7.2.4.1 Требуемое время непрерывной работы Аппарат должен обеспечивать работу в течение 3ч при номинальной выходной мощности в любом из режимов в повторно-кратковременном цикле работы: включение высокочастотного генератора — 10с, пауза — 30с.

7.2.4.3 Время готовности (подготовки) к работе.

Не более 2 мин.

7.3. Условия эксплуатации (использования, транспортирования и хранения)

7.3.1 Требования устойчивости разрабатываемого изделия к воздействующим факторам внешней среды.

Прибор при экплуатации должен быть устойчив к воздействию климатических факторов по ГОСТ Р 80 444 и ГОСТ 15 150 для видов климатического исполнения УХЛ 4.2. Прибор при экплуатации должен быть устойчив к механическим воздействиям по ГОСТ Р 80 444 для изделий группы 2.

7.3.4 Требования к периодичности и видам контроля технического состояния, обслуживания Технический осмотр должен производиться один раз в месяц. Техническое обслуживание должно производиться один раз в год.

7.4 Требования безопасности по стандартам на виды изделий

7.4.2 Требования к уровню вредных и опасных воздействий, возникающих при работе изделия.

При разработке изделия не должно возникать вредных и опасных воздействий.

7.4.4 Требования электробезопасности (для изделий имеющих физический или электрический контакт с пациентом во ГОСТ Р 50 267.0)

По степени защиты от опасностей поражения электрическим током реографы относятся к классу II, тип BF по ГОСТ Р 50 267.0−92 (МЭК 601−1-88) и ГОСТ Р 50 267.25−94 (МЭК 601−2-25−93)

7.4.7 Требования к температуре наружных частей изделия.

Не ниже +10 и не выше + 38 градусов

7.5 Требования к надежности

7.5.1 Класс изделия и (или) его составных частей в зависимости от последствий отказов по ГОСТ Р 80 444.

В зависимости от возможных последствий отказа в процессе эксплуатации прибор относится к группе В по ГОСТ Р 80 444 и РД 50−707.

7.5.2 Показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости изделия и (или) его составных частей (каналов, блоков и т, п.) по РД 50—707.

7.5.2.1 Средняя наработка на отказ не менее 650ч при условии проведения регламентных работ в объеме и периодичностью, предусмотренными в технической документации. Критериями отказа являются несоответствия п.п. 7.2.1.2 — 7.2.1.9.

7.5.2.2 Средний срок службы аппарата до списания должен быть не менее 5 лет. Критерием предельного состояния является изменение характеристик по п.п. 7.2.1.2 — 7.2.1.9 и невозможность или экономическая нецелесообразность восстановления работоспособности аппарата.

7.5.2.3 По ремонтопригодности аппарат должен соответствовать РД 50−707. Конструкция должна обеспечивать быструю разборку и сборку и легкий доступ к наиболее отказоопасным деталям и сборочным единицам. В конструкции должна быть предусмотрена возможность проверки промежуточных характеристик, необходимых для поиска неисправностей. Среднее время восстановления должно быть не более 4ч.

7.6 Требования к конструктивному устройству

7.6.1 Габаритные размеры, масса (объем) изделия.

Габаритные размеры аппарата — не более (200×200×100) мм.

Масса аппарата без запасных частей и принадлежностей должна быть не более 1 кг, а в полном комплекте поставки — не более 4 кг.

7.6.2 Площадь, занимаемая изделием.

40 000 мм2

7.6.3 Требования к материалам, полуфабрикатам и комплектующим изделиям.

7.6.3.1 Шероховатость рабочей части электродов должна быть не более 0,32 мкм по ГОСТ 2789.

7.6.4. Требования к покрытиям и средствам защиты от коррозии.

7.6.4.1 Металлические и неметаллические неорганические покрытия должны соответствовать ГОСТ 9.303 для группы условий эксплуатации I.

7.6.4.2 Лакокрасочные покрытия аппаратов — по ГОСТ 9.032 для группы условий эксплуатации УХЛ 4 по ГОСТ 9.104. Наружные поверхности аппаратов должны иметь покрытия не ниже III класса по ГОСТ 9.032.

7.7 Эргономические требования Конструкция модуля должна соответствовать требованиям технической эргономике по ГОСТ 20.39.108 — 85.

7.8 Эстетические требования Конструкция модуля должна соответствовать требованиям технической эстетики по ГОСТ 20.39.108 — 85.

7.9. Требования патентной чистоты и патентоспособности

7.9.1 Требования по обеспечению патентной чистоты разрабатываемого изделия.

Наличие в разрабатываемом изделии технических решений, защищенных патентами:

— на изобретение;

— на полезную модель;

— на промышленный образец.

Технические решения, защищенные патентами на изобретение, полезную модель, на промышленный образец в разрабатываемом изделии не применяются.

7.10 Требования к маркировке и упаковке

7.10.1 Требования к качеству маркировки, содержанию, способу и месту нанесения мapкировки.

Маркировка прибора должна содержать: товарный знак предприятия — изготовителя, наименование или обозначение типа (вида, модели), номер изделия по системе нумерации предприятия — изготовителя, год изготовления изделия, знак Государственного реестра по ПР 50.2.009, обозначение стандартов или технических условий на изделие, номинальное напряжение питания, потребляемая мощность при номинальном режиме работы.

Место нанесения маркировки на изделии или табличке, прикрепленной к нему, — в соответствии с конструкторской документацией.

7.10.2 Требования к консервации и упаковке изделия, я том числе требования к таре, материалам, применяемым при упаковке, и т. д.

Упаковка должна обеспечить защиту от воздействия механических и климатических факторов во время транспортирования и хранения, а также наиболее полное использование грузоподъемности транспортных средств и удобство выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

8 Метрологическое обеспечение

8.1.1 Требования к разработке, аттестации и постановке на производство специальных средств поверки, стендовой аппаратуры, стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, при необходимости в них при испытаниях и эксплуатации.

Средства испытаний и измерений должны иметь соответствующую документацию (техническое описание, формуляр или паспорт) и свидетельства об аттестации и поверке (калибровке) соответственно.

8.1.2 Требования к разработке и включению в состав изделия средств и устройств его калибровки, самоконтроля и технического диагностирования.

Технические характеристики средств испытаний и измерений должны быть достаточными для подтверждения соответствия испытываемых изделий установленным требованиям.

8.2 Программное обеспечение

8.2.1. В состав программного обеспечения (далее — ПО) разрабатываемой БТМС должен входить:

1) драйверы подключения устройства к ПК

2) ПО с интерфейсом для отображения регистрируемых сигналов и результатов расчетов.

8.2.2.ПОразрабатываемого модуля должно обеспечивать:

Передачу на ПК и обработку сигналов с выводом требуемой информации об измеряемых параметрах и результатов проведенного анализа.

9. Ориентировочная потребность.

Ориентировочная потребность 100 штук в год.

2.2 Разработка структурной схемы

Выделим основные блоки в структурной схеме программатора электрокардиостимулятора АРЧ — автоматический регулятор чувствительности;

ТБ — телеметрический блок;

БОС — блок обработки сигнала;

ДАЧ — детектор абсолютной частоты;

АЦП — аналогово-цифровой преобразователь;

Рисунок 6 — Структурная схема программатора ЭКС Аналого-цифровой преобразователь Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, англ. Analog-to-digitalconverter, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал).Необходимый сигнал на входе в АЦП примем равным 3.6 V.

Диапазон измерения базового сопротивления 0,1 — 200 [Ом], дифференциального сопротивления — 0,1 — 1000 [мОм]. Величина измерительного тока 1 [мА].

Рассчитаем разрядность АЦП для базового сопротивления.

Если принять величину младшего разряда оцифровки равной, разрешающая способность АЦП Ra будет определяться из условия:

(2.1)

Таким образом:

где nразрядность АЦП.

Определим минимальную величину n из условия выше:

nmin=12

Тогда разрешающая способность АЦП:

Рассчитаем разрядность АЦП для дифференциального сопротивления.

Если принять величину младшего разряда оцифровки равной, разрешающая способность АЦП Ra будет определяться из условия:

Таким образом:

где nразрядность АЦП.

Определим минимальную величину n из условия выше:

nmin=16

Тогда разрешающая способность АЦП:

Выбор микроконтроллера В данной работе используется микроконтроллерSTM32F373, который является компромиссом в отношении цены и производительности между популярной линейкой микроконтроллеров STM32F1 и самой производительной линейкой на рынке STM32F4 с 168 МГц и ядром Cortex-M4 на рынке.

Основные особенности:

4 x 12-бит АЦП 5 МГц (18 МГц в режиме чередования)

3 x 16-бит Сигма-Дельта АЦП 50 КГц (до 21 одиночных или до 11 дифференциальных каналов)

До 3×12-бит ЦАП До 7 быстрых компараторов (50 нс) ОУ с программируемым коэффициентом усиления (PGA) (4 gains, 1% accuracy)

до 17 таймеров: 16 и 32 бит с частотой до 144 МГц до 12 интерфейсов включая:

5x USART (9 Mbit/s)

3x SPI/IІS (18 Mbit/s)

2x IІC (1 MHz fast mode plus)

CAN (1 Mbit/s)

USB device full speed

3. Исследовательская часть

Выделение характерных точек электрокардиосигнала Предложенный алгоритм анализа ЭКГ-сигналов разработан в среде Matlab с использованием пакета Wavelet Toolbox. Данный алгоритм позволяет обнаружить девять важных координат точек кардиосигнала: начало, пик и смещение P-зубца, QRS-комплекса и T-зубца во всех отведениях ЭКГ-сигнала.

Общая постановка проблемы

Электрокардиограмма (ЭКГ) представляет собой запись электрических потенциалов активности сердца, снятую с одного или нескольких отведений, и состоит из периодической последовательности кардиоциклов. В типичном кардиоцикле выделяют несколько элементов: P-волна, QRS-комплекс и T-волна (рис. 7).

Рисунок 7 — Типичный комплекс ЭКГ-сигнала Сигнал ЭКГ характеризуется набором зубцов на кардиограмме по временным и амплитудным параметрам которых ставится диагноз. До недавнего времени процедуру нахождения характеристик зубцов выполнял врач-кардиолог, используя при этом только чертежные принадлежности. Такая схема достаточно проста и надежна, но требует много времени, и она работала в течение долгого времени из-за отсутствия альтернативных подходов к решению данной задачи.

В настоящее время ни одна область экспериментальной, клинической или профилактической медицины не может успешно развиваться без широкого применения электронной медицинской аппаратуры. Инструментальные методы исследований и контроля используются в космической и подводной физиологии, спортивной и экстремальной медицине, сложных видах хирургического вмешательства. Задачи инженерно-психологической экспертизы при проектировании сложных управляющих комплексов, связанные с текущей диагностикой состояния организма человека-оператора, также не могут решаться без использования электронной диагностической аппаратуры.

Сравнение эффективности различных диагностических методов показывает, что наиболее полезная информация о функционировании внутренних органов и физиологических систем организма содержится в биоэлектрических сигналах, снимаемых с различных участков под кожным покровом или с поверхности тела. Прежде всего, это относится к электрической активности сердца, электрическому полю головного мозга, электрическим потенциалам мышц.

Обобщенно любое электрофизиологическое исследование представляется тремя последовательными этапами: съем, регистрация и обработка сигналов биоэлектрической активности. Специфические особенности, присущие конкретному методу реализации каждого из этапов, определяют комплекс требований и ограничений на возможную реализацию остальных. На протяжении нескольких десятилетий достоверность получаемых результатов ограничивалась техническими возможностями средств регистрации и отображения информации. Это сдерживало развитие методов автоматической обработки биоэлектрических сигналов. Последнее десятилетие, характеризующееся бурным развитием микроэлектроники и средств вычислительной техники, позволяет, с одной стороны, практически исключить инструментальные искажения, а с другой — применять методы цифровой обработки сигналов, реализация которых была ранее невозможна.

Особое место среди электрофизиологических методов диагностики занимает измерение и обработка электрокардиосигнала. Это связано с тем, что электрокардиограмма является основным показателем, который в настоящее время позволяет вести профилактический и лечебный контроль сердечнососудистых заболеваний. Эффективности электрокардиографических методов диагностики способствует развитая и устоявшаяся система отведений и широкое использование количественных показателей ЭКГ.

С развитием компьютеров стали появляться специализированные комплексы, позволяющие выявлять сердечные заболевания, на основе автоматизированного анализа временных параметров ЭКГ. На сегодняшний день известны разработки фирм MedIT, Innomed Medical Co. Ltd. и другие. Кардиографы этих компаний выполняют основные операции, необходимые для работы в реальных условиях. Программное обеспечение является одной из частей кардиографической системы. Оно обеспечивает фильтрацию сигналов, анализ данных и постановку диагноза на основе временных параметров ЭКГ.

Целью исследовательской работы является разработка алгоритма для автоматизированного выделения PQRST-признаков в сигнале ЭКГ с помощью вейвлет-инструментария математического пакета Matlab.

Компоненты электрокардиограммы После того, как электрический ток, произведенный деполяризацией и реполяризацией предсердий и желудочков, регистрируется электродами, он отображается на осциллографе, записывается на бумаге кардиограммы или данные сохраняются в памяти компьютера. Электрический ток, произведенный деполяризацией предсердия, регистрируется как P волна; произведенный желудочковой деполяризацией регистрируется как Q, R, S волны: комплекс QRS. Относящаяся к предсердию реполяризация регистрируется как относящаяся к предсердию T волна; желудочковая реполяризация — как желудочковая T волна, или просто, зубец T. Поскольку относящаяся к предсердию реполяризация обычно происходит во время желудочковой деполяризации, T волна скрыта в комплексе QRS.

В нормальном сердечном цикле сначала образуется P волна, сопровождаемая комплексом QRS и зубцом T (Рис. 8).

Рисунок 8 — Компоненты электрокардиограммы Секции кардиограммы между волнами и комплексами называют сегментами и интервалами: PR сегмент, ST сегмент, сегмент TP, интервал PR, интервал QT, и интервал RR. Интервалы включают волны и комплексы, тогда как сегменты нет. Когда электрическая активность сердца не регистрируется, кардиограмма — прямая, плоская линия — изоэлектрическая линия или основание.

Диагностика выделения признаков Задача распознавания волн кардиограммы (комплекс PQRST) составляет существенную часть большинства систем анализа кардиограмм и алгоритмов сжатия. В системах распознавания частоты сердцебиений требуется определить местоположение волны R. В других приложениях для постановки диагноза, а также для сжатия сигнала ЭКГ есть потребность найти и распознать другие волны и особенности сигнала такие, как T и P волны, или сегмент ST. У некоторых из алгоритмов сжатия, особенно у тех, которые основаны на таблицах кодирования ритма, есть стадия предварительной обработки для того, чтобы найти местоположение волны R и одну из границ каждого цикла, которая используется, чтобы определить конец текущего удара и начало следующего удара сердца.

Алгоритм, предложенный в этой работе, содержит стадию предварительной обработки ЭКГ для обнаружения QRS комплекса в каждом колебании. На этой стадии производится определение местоположений волн. Алгоритм также использует другие диагностические особенности для того, чтобы сравнить сжатый сигнал колебания (после реконструкции) и оригинальный сигнал.

Выделение признаков Существует много алгоритмов для выделения признаков PQRST, особенно алгоритмов поиска комплекса QRS [Гамильтон и Tompkins, 1986]. В этом разделе описан алгоритм выделения признаков, используемый только в этой работе.

Главная проблема в выделении признаков PQRST это нахождение точного местоположения волн (Рисунок 10 показывает волну PQRST и ее базовые точки). После определения местоположений волн определение амплитуд и форм волн значительно упрощается. Стратегия по поиску местоположения волн состоит в том, что сначала надо распознать комплекс QRS, у которого самые высокие компоненты частоты. Затем распознается T волна, и, наконец, волна P, которая обычно является самой малой волной. Базовый уровень и ST признаки относительно легко оценить позже.

Рисунок 9 — PQRST комплекс Помехи при регистрации электрокардиограммы Электрокардиограммой считается составляющая поверхностных потенциалов, обусловленная электрической активностью сердца. Остальные составляющие потенциалов рассматриваются как помехи.

Причиной помех могут быть электрическая активность тканей, через которые проводится импульс, сопротивление тканей, особенно кожи, а также сопротивление на входе усилителя. Примером помех такого рода является электрическая активность мышц, поэтому при регистрации электрокардиограммы необходимо рекомендовать пациенту максимально расслабить мышцы. Колебания, вызываемые мышечными токами, иногда трудно отличить от трепетания предсердий. Артефакты, возникающие на кривой при случайном толчке аппарата или кушетки, могут имитировать желудочковые экстрасистолы. Однако при внимательном рассмотрении артефакты легко распознаются. При сопоставлении динамических изменений нельзя придавать диагностическое значение изменениям амплитуды зубцов, если серийные электрокардиограммы у одного и того же пациента зарегистрированы при разной чувствительности электрокардиографа.

Большое значение имеет постоянство нулевой (или базовой) линии, от которой производится отсчет амплитуды зубцов. Стабильность нулевой линии зависит от наличия достаточно высокого входного сопротивления усилительной системы и минимального кожного сопротивления.

Нередко основная линия электрокардиограммы колеблется вместе с элементами кривой. Подобную электрокардиограмму не следует считать патологической, так как причиной могут быть нарушения режима питания аппарата, форсированное дыхание пациента, кашель, икота, чиханье, перистальтика кишечника. В грудных отведениях подобные изменения нередко проявляются при трении электрода о выступающие ребра.

Уменьшенная амплитуда зубцов иногда обусловливается плохим контактом электродов с кожей. Значительные помехи вызывают токи наводки от осветительной сети, распознаваемые по частоте колебаний 50 Гц. Подобные помехи могут появиться при плохом контакте электродов с кожей. Нетрудно распознать локализацию возникновения помех. Например, если «наводка» видна во II и III отведении, а в I отведении ее нет, то провод от левой ноги имеет плохой контакт с электродом, или последний неплотно прилегает к коже. Если «наводка» видна в I и II отведении, то имеется плохой контакт на правой руке. Для устранения «наводки» часто прибегают к различным фильтрам.

Для оценки соотношений между полезным сигналом и помехами в таблице 1 приведены значения амплитудно-временных параметров ЭКГ, соответствующих норме.

Таблица 1 — Параметры элементов нормальной ЭКГ

Теория обнаружения особенностей сигнала и оценивания его параметров достаточно хорошо разработана, однако прямое применение ряда классических решений к исследованию биоэлектрических сигналов затруднено, а часто невозможно. В первую очередь это обусловлено значительной степенью априорной неопределенности свойств сигналов и помех, которые определяется индивидуальными особенностями пациентов.

Анализ алгоритма выделения положение R пиков в сигнале ЭКГ Мной был проанализирован алгоритм выделения положение R пиков при анализе сигнала ЭКГ с помощью вейвлет-декомпозиции в среде Matlab.

Работа алгоритма будет показана на примере анализа данных ЭКГ, полученных из базы данных MIT-BIH в формате.mat.

Прежде всего, необходимо выбрать файл. mat и загрузить его:

[fnamepath]=uigetfile ('*.mat');=strcat (path, fname);(fname);

Отобразим график исходного сигнала средствами Matlab (рисунок 10).

Рисунок 10 — Окно программы Matlab c демонстрацией исходного сигнала ЭКГ Добавим 100 нулей до и после сигнала, чтобы избежать выхода окна за пределы границ сигнала во время поиска пиков.

=zeros (100,1);=[z;A;z];

Произведём вейвлет-декомпозицию, после которой я буду рассматривать сигнал с гораздо более низкой частотой, чем в оригинале, что означает отсутствие лишних деталей при сохранении QRS-комплекса.

[c, l]=wavedec (s, 4,'db4');

Извлечёмкоэффициентыпослепреобразования:=appcoef (c, l,'db4', 1);=appcoef (c, l,'db4', 2);=appcoef (c, l,'db4', 3);=appcoef (c, l,'db4', 4);

Если мы отобразим (рисунок 11) полученные коэффициенты, мы увидим разделение частотных диапазонов, сигналы ca1, ca2, ca3 и ca4 оказываются чище, чем исходный сигнал, однако они также будут иметь меньшее количество значений вследствие вейвлет-преобразования.

Рисунок 11 — Окно программы Matlab c демонстрацией четырёх уровней вейвлет-декомпозиции исходного сигнала ЭКГ Можно заметить, что первый сигнал (верхний левый график на рисунке 11) имеет некоторое сходство с исходным сигналом, но включает только четвертую часть значений исходного сигнала, подвергшегося четырехуровневой декомпозиции.

Сигнал второго уровня (верхний справа) включает половину значений сигнала первого уровня. Сигнал третьего уровня (нижний слева) включает половину значений второго и т. д.

Видно, что данные второго уровня декомпозиции свободны от шума. Значит, именно эти данные были бы оптимальны для определения QRS. Однако, первый Rпик расположен на третьем уровне декомпозиции приблизительно на 40 значении, в то же время как этот же пик расположен в исходном сигнале на 260 позиции. Следовательно, поскольку R-пик обнаружен на третьем уровне декомпозиции, именно он должен быть соотнесён с исходным сигналом.

Определим R-пик в преобразованном сигнале. Сначала найдём значения, которые превышают 60% максимального уровня исходного сигнала. Несомненно, это будут R-пики. Вначале, мы обнаруживаем R-пики в незашумлённом декомпозированном сигнале, а затем соотносим их с исходным сигналом.

Пусть y1 — наш декомпозированный сигнал. Введём следующие команды:

=max (y1)*.60;=find (y1>=m1);

Таким образом, P будет набором точек, которые удовлетворяют нашему критерию.

Если рассмотреть сигнал очень внимательно, можно заметить, что R-пик не является одиночным значением, следовательно, есть вероятность, что в наш набор попадёт множество точек, удовлетворяющих критерию, на одном и том же пике. Удалим значения, которые слишком близки:

=P; =[]; =P1(1);=[P2 last]; (i=2:1:length (P1))(P1(i)>(last+10))

% На этом шаге мы находим R-пики, которые отстоят друг от друга

% хотя бы на 10 позиций =P1(i);=[P2 last];

Теперь переменная P2 отражает позиции R-пиков в декомпозированном сигнале.

Перейдём к определению R-пиков в исходном сигнале.

Помня о том, что позиции R-пиков в преобразованном сигнале являются, по крайне мере, ј от соответствующих значений в исходном сигнале, умножим содержащиеся в P2 значения на 4: P3=P2*4;

Однако, процесс декомпозиции также смещает позиции R-пиков, поэтому нам нужно будет найти максимальные значения в исходном сигнале в окне ± 20 значений от позиции соответствующего R-пика во множестве P3:

=[]; (i=1:1:length (P3))= [P3(i)-20:P3(i)+20]=max (A (range));=find (A (range)==m);=range (l);=[Rloc pos]; =A (Rloc);

Ясно, что Ramp и Rloc содержат теперь амплитуды и позиции R-пиков в исходном сигнале. Отобразим их на графике (рисунок 12).

Рисунок 12 — Найденные R-пики на графике исходного сигнала Таким образом, с помощью проанализированного мной алгоритма, использующего вейвлет-декомпозицию для очистки исходного сигнала от шума, мы автоматизировано распознаём положение R пиков в сигнале ЭКГ в среде Matlab.

Заключение

Мировое лидерство среди заболеваний принадлежит сердечно-сосудистым. Наличие биотехнических систем, которые способны диагностировать параметры электрокардиостимулятора с высокой точностью позволят своевременно приступить к лечению, тем самым резко снижая опасность развития заболеваний сердца. Представленная работа направлена на решение данной проблемы путем разработки биотехнической системы для диагностики электрокардиостимуляторов.

В процессе выполнения работы были получены следующие результаты:

Произведен анализ существующих методов диагностики и мониторинга электрокардиостимуляторов. Выделены основные причины нарушения электрокардиостимуляции.

На основе анализа современных технологий и требований к программаторам электрокардиостимуляторов подобрана элементная база, разработаны структурная, принципиальные электрические схемы.

В ходе проведения исследовательской части была разработана методика выделения характерных точек электрокардиосигнала.

1. Гуков О. А. Использование кардиостимуляторов с функцией автоматического переключения режимов стимуляции при операциях радиочастотной абляции АВ-соединения / О. А. Гуков, С. А. Термосесов, А. М. Жданов // ProgressinBiomedicalResearch. — 2000.

2. Оганов Р. Г., Фомина И. Г. Болезни сердца. Руководство для врачей. М.: Литтерра, 2006. — 1344 с.

3. Воробьев А. С., Электрокардиография. СПб.: Сова, 2003. — 543 с. — ISBN 5−699−4 808−1.

4. Кестер У. [Kester W.] Аналого-цифровое преобразование. Изд-во: Техносфера. Год: 2007

5. Хемминг Р. В. [Hamming R.W.] Цифровые фильтры / пер. с англ. Ермишина В. И.: Москва, «Советское радио», 1980.

6. Техническая документация фирмы AnalogDevices на операционный усилитель OP1177 (Datasheet).

7. Техническая документация фирмы AnalogDevices на операционный усилитель AD8626 (Datasheet).

8. Техническая документация на микроконтроллер STM32F373xx (Datasheet).

9. Акчурин Р. С. Рентгенотелеметрический метод диагностики микродислокации эндокардиального электрода / Р. С. Акчурин, В. Л. Козлов, И. 3. Коробкова // ProgressinBiomedicalResearch. — 2001.

10. Элленбоген К. А. Синдром электрокардиостимулятора: клинические, гемодинамические и нейрогуморальные характеристики / К. А. Элленбоген, М. А. Вуд, Б. Стемблер. — Санкт-Петербург: Сильван, 1995.

11. Шальдах М. Развитие электротерапии сердца — перспективы / М. Шальдах // ProgressinBiomedicalResearch. — 1999.

12. Чирейкин Л. В. Чреспищеводная электрическая стимуляция сердца / Л. В. Чирейкин, В. А. Сулимов, В. И. Маколкин — Москва: Медицина, 2001.

13. Чирейкин Л. В. Чреспищеводная электрокардиография иэлектрокардиостимуляция / Л. В. Чирейкин, Ю В. М. М. Шубик — Санкт-Петербург: Инкарт, 1999.

14. Хирманов В. Н. Электрокардиотерапия сердечной недостаточности / В. Н. Хирманов, С. А. Юзвинкевич, М. Шальдах // ProgressinBiomedicalResearch. — 2001.

15. Сгарбосса Е. Б. Новые перспективы в электрокардиостимуляции. Побочные эффекты и ограничения частотно-адаптивной электрокардиостимуляции / Е. Б. Сгарбосса, С. Л. Пински, Э. Чинг. Санкт-Петербург: Сильван, 1995.

16. Отчет об исследовании фирмы БИОТРОНИК: Стимуляция в режиме VDD с использованием единого электрода «Single Lead» с фрактальным покрытием // ProgressinBiomedicalResearch. — 1996.

17. Смоленцев Н. К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. — М: ДМКПресс, 2008.

18. Инструкция к программатору ПРОГРЕКС-04 (Электронный ресурс) URL: http://www.elestim-cardio.ru/to_doctors/manual_progreks-04m/(дата обращения: 25.02.2015)

19. Инструкция к программатору Medtronic Vitatron (Электронный ресурс) URL: http://www.volynka.ru/Equipment/Details/48(дата обращения: 5.03.2015)

20. Описание ИКД (Электронный ресурс) URL: http://intercardio.ru/opisanie-ikd (дата обращения: 27.02.2015)

Приложение 1

Структурная схема

Приложение 2

Вид общий

Приложение 3

Схема БТС

Приложение 4

Анализ биообъекта

Приложение 5

Электрическая принципиальная схема

Приложение 6

Блок-схема