Как отфильтровывает шумы Кардиовизор, ведь часто уровень полезного сигнала намного меньше их?

Добрый день.
Я врач и пытаюсь разобраться с возможностями измерителями микроальтернаций.
И, в частности, обратил внимание на Ваше решение Кардиовизора для дома, так как фактически конкурентов данному предложению нет на сегодняшний день. Причем не только в России, но и в мире в данном ценовом диапазоне.

Насколько я понял, программное обеспечение Кардиовизора просчитывает, опасны для жизни или нет изменения зубцов во времени. Но в реальной жизни даже у здорового человека имеются “микроальтернации”, т.е. амплитудные изменения любого зубца, т.к. очень трудно представить себе абсолютно одинаковые зубцы и интервалы. Но до настоящего момента очень сложно объяснить, почему у одного человека при отсутствии видимой патологии появляются фатальные нарушения ритма, а у другого нет.
Как Вы это объясняете?
Только в последние годы найдены изменения на генетическом уровне, вызывающие нарушения функции клеточной мембраны в проводящей системе.

Исключительно важно снимать ЭКГ в одних и тех же точках, что ни один пациент, а даже и медработник практически не соблюдают. А в Вашем случае пациент дома снимает ЭКГ, явно сдвигая электроды, а не в одних точках. Или я как-то не правильно понимаю технологию?
Мне не совсем понятно, как отфильтровывает шумы система, ведь часто уровень полезного сигнала намного меньше их? Как эта проблема решается? И вроде бы как проблема фильтрации шумов не решена при коротком интервале регистрации или я не прав?

Как я понимал до данного момента, почти что невозможно на настоящее время выделить полезный сигнал из микроальтернаций на поверхностной ЭКГ из-за широкодиапазонных шумов, а особенно в домашних услових, где одновременно включено много приборов, создающих мощные помехи. Так, что и обычную ЭКГ иногда тяжело сделать. Поясните, пожалуйста, и этот момент.

Заранее, спасибо большое за ответ.

Здравствуйте уважаемый Anonymous. Сомнительно, чтобы краткие «форумные» ответы на Ваши профессиональные вопросы могли исчерпывающе закрыть затронутые в этих вопросах темы. Тем не менее, в порядке Ваших формулировок:
1). Использование микроальтернаций ЭКГ основано на абсолютно объективном физическом факте, хорошо известном как в теоретической физике (критические явления, теория протекания и т.п.), так и в теоретической кардиологии: у любого нелинейного объекта перед бифуркацией увеличивается амплитуда флуктуаций параметров состояния. Поэтому, если амплитуда микроальтернаций начинает возрастать, то это достоверное свидетельство увеличения вероятности резкой скачкообразной перестройки функций миокарда. Главная задача – уметь контролировать фоновое значение амплитуды микроальтернаций и факт ее увеличения. Утверждение, что классификатор Кардиовизора «просчитывает» в количественной форме опасность для жизни выявленных отклонений, не совсем корректно. Кардиовизор в процессе 30-секундной измерительной процедуры выполняет две основные алгоритмические операции: а) измеряет среднюю величину амплитуды микроальтернаций в каждый момент PQRST-комплекса, т.е. формирует некоторую функцию времени, которая показывает, как изменяется измеряемая средняя амплитуда от момента начала Р-зубца до окончания Т-зубца. Эта операция является главным элементом, отличающим Кардиовизор от других измерителей микроальтернаций, т.к. у аналогов измеряется только средняя (или максимальная) амплитуда за весь цикл измерения, например на интервале Т-зубца. Там нет никакой функциональной зависимости амплитуды микроальтернаций от времени PQRST-комплекса анализируемой ЭКГ. б) Вторая алгоритмическая операция связана с формированием индикатора электрической нестабильности миокарда в традиционной шкале 3-х градаций: миокард электрически стабилен, пограничное состояние, высокая вероятность злокачественной аритмии. Классификатор прибора анализирует данные этих двух алгоритмических процедур и формирует скрининговые (не диагностические) результаты и рекомендации, которые в основе своей содержат: оценку наличия электрофизиологических изменений, степень их выраженности в относительной количественной шкале, и заключение о вероятности злокачественной аритмии. Главная практическая ценность описанных измерений заключается в том, что признаки значительных скрытых изменений могут присутствовать и тогда, когда специфических изменений на ЭКГ нет, а ЭХО-КГ также дает неопределенное или неспецифическое заключение. Таким образом, прибор Кардиовизор-06с в его текущей модификации предназначен для раннего выявления скрытой негативной динамики, предшествующей рецидиву, если болезнь сердца установлена, или для своевременного информирования о хроническом нарастании донозологических отклонений в работе сердца, ведущих в конечном итоге к клиническим формам отклонений в функциях миокарда. Разработчики прибора Кардиовизор не имеют особого мнения по вопросу, почему в ряде случаев возникает фатальная аритмия на относительно благополучном клиническом фоне. Однако сейчас накапливаются практические данные о том, что систематическое использование Кардиовизора позволяет в некоторых возрастных группах гарантированно уменьшать вероятность неожиданного сердечного рецидива на основе более раннего выявления скрытых отклонений и их адекватной терапии.
2) Представление о сильной зависимости амплитуды микроальтернаций, измеряемой методом дисперсионного картирования (ДК), от положения электродов, не соответствует теории и практике метода ДК. Как раз наоборот, метод ДК кардинально отличается от аналогов выраженной независимостью результатов контроля микроальтернаций от сдвига 4-х используемых электродов в пределах 5…15 см линейного перемещения вдоль конечностей. Почему так происходит – вопрос отдельный и не форумного характера. Можно лишь отметить, что основной причиной этой инвариантности технологии является новая, более точная модель электрического биогенератора сердца, используемая в алгоритме контроля микроальтернаций.
3) Проблема увеличения отношения сигнал/шум - это центральная проблема всех измерителей микроальтернаций. Большинство известных измерителей (выпускаемых или запатентованных) осуществляют измерительные процедуры непосредственно с ЭКГ-сигналом в частной или временной области. В Кардиовизоре применена принципиально другая методика увеличения отношения сигнал/шум. Для увеличения этого показателя сначала по исходному ЭКГ-сигналу на основе модели биогенератора сердца рассчитывается косвенный (вторичный) сигнал, который является сложной функцией от ЭКГ, но у которого отношение сигнал/шум увеличивается в несколько раз. Это увеличение оказалось столь значительным, что позволило работать даже с ЭКГ-покоя, хотя в традиционных измерителях это считается невозможным. В них, чтобы достичь приемлемого отношения сигнал/шум, необходимо искусственно «разгонять» ЧСС с помощью стресс-процедуры. При этом такой алгоритм косвенной фильтрации микроальтернаций мало зависит от длительности выборки. Для достижения приемлемой достоверности достаточно всего 30-секундной реализации входной ЭКГ.
4) Действительно, в домашних условиях уровень электромагнитных помех может сильно возрастать в сравнении с медицинскими учреждениями, имеющими штатный контур высококачественного заземления. Однако, оригинальный способ косвенного измерения микроальтернаций, используемый в Кардиовизоре, как правило, эффективно фильтрует такие помехи. Случаи недопустимых помех описаны в руковдстве пользователя и могут быть преодолены простейшим удалением устройства цифрового ввода ЭКГ от источников электромагнитных помех (блоки питания, сетевые провода в стене и т.п.). По этой причине - это не критический фактор. Как показывает практика, больше проблем при домашнем использовании Кардиовизора возникает из-за плохого контакта электродов с кожей, например из-за накладывания сухих электродов, а не электромагнитных помех. Однако в подавляющем большинстве случаев, обе указанные причины пользователем успешно преодолеваются.
Возможно, в определенной степени расширить эти ответы может данный форум, на котором некоторые близкие технологические аспекты уже обсуждались.

Здравствуйте уважаемый Anonymous. Мой комментарий по вопросу подключения электродов для работы Кардиовизора.
При наложении электродов на конечности, в отличие от наложения на грудь, нет существенной разницы в каком месте руки или ноги электроды присоединены. Ведь сердце, как объемный генератор электрического сигнала, размещается в грудной клетке, а конечности представляют из себя достаточно однородные проводники электричества, которые только передают(проводят) сигнал, уже сформированный в месте примыкания конечности к туловищу. Таким образом, от места наложения зависит только выходное сопротивление (импеданс) источника сигнала. Это не вносит никакого вклада в форму ЭКГ сигнала и на доли процента может влиять на абсолютную амплитуду ЭКГ (современные ЭКГ аппараты имеют высокое входное сопротивление в десятка МОм - для Кардиовизора минимум 40 МОм). В клинике, при проведении нагрузочных проб для регистрации стандартных отведений, вместо электродов на руки (R,L) и на ноги (F,N) устанавливают одноразовые электроды на предплечья и на пояс.

Кстати, расположение электрода N (черный) не влияет на сигнал - он необходим для подавление помех и для определения качества подключения других электродов. В идеале, N электрод должен располагаться равноудалено от других.

Поэтому электроды на конечности нужно крепить там где удобно, стремясь обеспечить качественный контакт проводящей пластины электрода с телом (минимальное сопротивление). Для этого пластину электрода увлажняют специальным спреем (гелем), физраствором или водопроводной водой. Иногда кожа может быть очень сухой (индивидуальные особенности / низкая влажность / сквозняк) . В этом случае может потребоваться протереть кожу спиртом или специальным абразивом (абразивным гелем) для нарушения верхнего роговичного слоя на коже. Качественное подключение электродов - гарантия регистрации ЭКГ с минимальными наводками (помехами).