NURSE - ECG

Elektrokardiografia wysokiej rozdzielczości sygnałowej (NURSE-ECG - Numerical Signal Resolution Enhancement Electrocardiography) jest nową metodą badań w diagnostyce kardiologicznej opracowaną w Zakładzie Fizyki Medycznej Instytutu Fizyki Uniwersytetu im. A.Mickiewicza w Poznaniu przez prof.dr hab. Ryszarda Krzyminiewskiego. Metoda ta powstała na bazie elektrokardiografii z zapisem cyfrowym. Jej istotą jest zwiększenie rozdzielczości, udoskonalenie, a w konsekwencji znaczne rozszerzenie możliwości diagnostycznych standardowego elektrokardiogramu.

Wprowadzenie zapisu cyfrowego EKG pozwoliło zastosować do jego analizy specjalny program komputerowy zwiększający rozdzielczość sygnałów elektrycznych. Dzięki temu możliwe stało się wykrywanie niewidocznych w standardowym elektrokardiogramie stosunkowo niewielkich zmian w aktywności elektrycznej poszczególnych fragmentów mięśnia sercowego spowodowanych np. niedokrwieniem, wpływem leku, przebytym zawałem itp.

Metoda liniowej transformacji sygnału

Kształt sygnału można opisac funkcją postaci:

gdzie: - funkcja opisująca kształt i szerokość poszczególnych linii widmowych,
- funkcja określająca pozycje oraz intensywności poszczególnych składowych sygnału
Po zastosowaniu transformaty Fouriera do funkcji F(x) otrzymamy:

a następnie możemy wyznaczyć

Procedura zwiększania rozdzielczości sygnału

Rys. 1. Widma składające się z 9 linii (pików) o stopniowo pogarszającej się rozdzielczości (od 1 do 3):
a) widmo eksperymentalne;
b) widmo o numerycznie zwiększonej rozdzielczości sygnałowej

Zastosowanie metody liniowej transformacji do sygnału EKG

Rys.2. Fragment elektrokardiogramu: a - zapis standardowy b - zapis po analizie programem zwiększającym rozdzielczość

Dla ułatwienia interpretacji zapisów ekg o zwiększonej rozdzielczości wykorzystana została technika wektokardiografii.

Rys.3. Zasada konstrukcji wektokardiogramu. Krzywa widoczna na rysunku (czerwona) przedstawia pętlę ruchu końca wektora dipola elektrycznego depolaryzacji w mięśniu sercowym.

Przy użyciu tej metody najpierw został wyznaczony elektrokardiogram wysokiej rozdzielczości sygnałowej dla osób zdrowych, u których nie stwierdzono żadnych chorób serca, ani układu krążenia. Stanowi on wzorzec, do którego odnosi się każde inne badanie Badanie NURSE-ECG przeprowadza się przy uzyciu 12-odprowadzeniowego cyfrowego aparatu ekg (w naszym przypadku firmy MEDEA). Zapisy ekg z każdej elektrody poddaje się analizie komputerowej zwiększającej ich rozdzielczość. W wyniku tak przeprowadzonego badania i analizy komputerowej otrzymuje się:

wykres przebiegu pobudzenia - depolaryzacji w trzech płaszczyznach czołowej, poprzecznej i strzałkowej - jest to zapis obrazujący ruch chwilowego wektora depolaryzacji przegrody międzykomorowej oraz lewej i prawej komory serca (Rys.3)
zestawienie procentowe aktywności elektrycznej fragmentów mięśnia sercowego w porównaniu z wzorcem osoby zdrowej
graficzne ujęcie aktywności elektrycznej poszczególnych segmentów komór i przegrody międzykomorowej w zestawieniu z wzorcem (rys.3)

Rys.4. Przykład graficznego ujęcia aktywności elektrycznych poszczególnych fragmentów mięśnia sercowego w zestawieniu z wzorcem osoby zdrowej
Miejsce przyłożenia elektrod na ciele pacjenta

aVR - w prawym dołku podobojczykowym
aVL - w lewym dołku podobjczykowym
V1 - w czwartym międzyżebrzu po stronie prawej
V2 - w czwartym międzyżebrzu po stronie lewej
V3 - w połowie odległości między V4 i V2
V4 - w piątym międzyżebrzu w linii środkowo-obojczykowej
V5 - w linii pachowej przedniej na wysokości V4
V6 - w linii pachowej środkowej na wysokości V4 i V5
aVF - nad lewym kolcem biodrowym
N - nad prawym kolcem biodrowym

Badania serca metodą NURSE-ECG prowadzone są w Zakładzie Fizyki Medycznej IF UAM przy współpracy ze Szpitalem MSWiA w Poznaniu. Baza danych zawiera ok. 3000 elektrokardiogramów wysokiej rozdzielczości sygnałowej pacjentów z różnymi schorzeniami kardiologicznymi oraz ludzi zdrowych.