Часть I: Электрокардиограмма и ее технология

Рекомендации по стандартизации и интерпретации электрокардиограммы

Часть I: Электрокардиограмма и ее технология

Научное заявление от Американской Ассоциации Сердца, Комитета по Электрокардиографии и Аритмии, Совета по Клинической Кардиологии, АмериканскогоКолледжаКардиологического Фонда и ОбществаСердечного Ритма

 

Подтверждено Международным Обществом Компьютеризированной Электрокардиологии

Пол Клигфилд, MD, FAHA, FACC; Леонард С. Геттес, MD, FAHA, FACC; Джеймс Дж. Бейли, MD; Рори Чайлдерс, MD; Барбара Дж. Дил, MD, FACC; E. Уильям Хэнкок, MD, FACC; Джерард ван Херпен, Доктор наук; Ян А. Корс, Доктор Наук; Питер Макфарлейн, DSc; Дэвид М. Мирвис, MD, FAHA; Оле Пальм, MD, Доктор наук; Пентти Раутахарью, Доктор наук; Гален С. Вагнер, MD

 

Резюме. В этом заявлении рассматривается отношение ЭКГ, снятой в покое, к ее технологии. Его цель - способствовать пониманию того, как выводится и отображается современная ЭКГ, и установить стандарты, которые на практике повысят точность и широкое использование ЭКГ в клинической практике. Описывается вывод репрезентативных сигналов и измерений на основе общепринятых интервалов. Особое внимание уделяется цифровому сбору сигналов и их компьютерной обработке, приводящимк диагностическим выводам, основанным на компьютерном анализе данных. В предлагаемомзаявлении рекомендации, касающиеся стандартизации ЭКГ,изложены в контексте клинических аспектов эволюции технологий ЭКГ. (Тираж 2007, 115: 1306-1324.)

 

Ключевые слова: Американская Ассоциация Сердца Научные отчеты электрокардиография компьютеры диагностика электрофизиология интервалы испытания потенциалов

В течении прошлого столетия, с момента появления струнного гальванометра, изобретенного Уильямом Эйнтховеном, ЭКГ стала наиболее часто проводимой диагностической процедурой и фундаментальным инструментом для клинической практики, необходимым для диагностики и выбора начального терапевтического метода для лечения больных с острым коронарным синдромом, а также для наиболее точного диагноза внутрижелудочковых нарушений проводимости и аритмий.

Это интерпретация позволяетраспознать электролитные нарушения, в частности содержание в сыворотке крови калия и кальция, а также обнаружить некоторые генетически опосредованные электрические и структурные нарушения сердечной деятельности. Обычно ЭКГ используется для мониторинга пациентов, получающих антиаритмические и другие препараты, для оценки состояния пациентов в предоперационном периоде некардиальных оперативных вмешательств, а так же для скрининга лиц, занятых в профессиях высокого риска по развитию сердечных заболевания и спортсменов.

В качестве исследовательского инструмента, он используется в долгосрочных исследованиях различных популяций, для наблюдения и экспериментального исследования лекарственных средств с признанными или потенциальными воздействиями на сердце.

Показания для использования ЭКГ были кратко изложены в совместном докладе Американской Ассоциации Сердца (AHA)/Американского Колледжа Кардиологии в 1992 году. Из-за его широкого использования, точная запись и точное толкование ЭКГ имеют решающее значение. Обоснование и приверженность профессионально разработанным, утвержденныминаучно- обоснованным стандартам для всех этапов процедуры ЭКГ, является важным шагом в обеспечении высокого уровня точности, требуемого и ожидаемого врачами, а также их пациентами. В период с 1978 года и по настоящее время, не проводилось внятного обновления стандартов и критериев ЭКГ.Однако, начиная с 1978 года были все же достигнуты значительные успехи в технологии электрокардиографии; в понимании анатомической, патологической, электрофизиологической и генетической информации, лежащей в основе выводов ЭКГ, а также и в клинических корреляциях аномалий ЭКГ.

Одним из наиболее важных изменений в области электрокардиографии является широкое использование компьютеризированных систем хранения и анализа информации. Многие, если не большинство ЭКГ в Соединенных Штатах, сейчас регистрируются цифровыми автоматизированными машинами, оснащенными программным обеспечением, которое измеряет интервалы и амплитуды ЭКГ, обеспечивает практически мгновенную интерпретацию записи, и часто сравнивает еес записями, которые были произведены ранее в той же системе. Однако различные автоматизированные системы могут иметь разные технические характеристики, которые приводят к существенным различиям в измерении амплитуд, интервалов и диагностических выводов.

По этим причинам AHA инициировала обновление директивных положений для стандартизации и интерпретации ЭКГ. Проект был одобрен Американским Колледжем Кардиологии, Обществом Сердечного Ритма и Международным Обществом Компьютеризированной Электрокардиологии. Цели этого проекта заключаются в следующем: (1) рассмотреть состояние методов, используемых в настоящее время для регистрации и интерпретации ЭКГ, и определить возможности для их модификации; (2) упростить и унифицировать различные описательные, диагностические и модифицирующие термины, используемые в настоящее время для создания общей и более легко применяемой лексики; и (3) выявить недостатки описательных, интерпретирующих и сравнительных алгоритмов и рекомендовать изменения, которые включают в себя вновь обозначенные факторы, упомянутые выше.

Председатель (L.S.G.) был выбран Комитетом по Электрокардиографии и Аритмии Совета по Клинической Кардиологии AHA. Он создал консультативную группу для оказания помощи в постановкеобщих целей и рекомендовал других членов редакторской группы. Комитет собирался пять раз для обсуждения целей, определения конкретных областей, требующих обновления, и оценки достигнутого прогресса. Для каждой темы была выбрана своя небольшая рабочая / редакторская группа, во главе с лидером. Это первая из шести статей, написанных в ответ на мандат, выданный AHA. Затем следует глоссарий описательных, диагностических и сравнительных утверждений, который пытается свести к минимуму повторяющиеся и неинформативные выводы. Дополнительные статьи, которые будут опубликованы в дальнейшем, обсудят интерпретацию ЭКГ при интравентрикулярных нарушениях проводимости, аномалияхвентрикулярной реполяризации, гипертрофии и ишемии / инфаркте.

ЭКГ и ее технологии

Целью этого заявления является (1) изучение отношения записи ЭКГ, снятой в покое, к ее технологии, (2) усовершенствование понимания того, как воспроизводится и регистрируется современная ЭКГ, и (3) продвижение стандартов, которые смогут улучшить точность и полезность использования ЭКГ на практике. Особое внимание будет уделяться методам цифровой записи и компьютерной обработки сигналов, которые используются в современных электрокардиографических приборах для обеспечения автоматических измерений, являющихся основойсоздания диагностических выводов, сгенерированных компьютерами.Редакционная группа признает, что технические подробности обработки и записи ЭКГ могут быть незнакомы клиницистам. Соответственно, основная цель этого документа - предоставить клиницистам представление о недостающей связи между технологией и результатами ееприменениядля клинической интерпретации ЭКГ. Эволюция и применение технологии ЭКГ имеют глубокие клинические последствия, о чем свидетельствует демонстрация того, что измерения, проведенные различными автоматизированными системами ЭКГ на базе стандартных данных ЭКГ, могут различаться настолько, что это может в корне изменить диагностическую интерпретацию.Чувствительность и специфичность компьютерно-сгенерированных, диагностических выводовв настоящее время улучшаются, но в то же время остается очевидным, что врачебная перепроверка и подтверждение выводов снятой с помощью компьютера ЭКГ, по прежнему необходимы.

Сигнал ЭКГ и его обработка

Автоматизированный анализ цифровой ЭКГ с двенадцатьюотведениями включает в себя анализ сигналов и диагностическую классификацию. Обработка ЭКГ происходит в течении определенных этапов, каждый из которых требует соблюдения методологических стандартов. Эти шаги включают в себя -

(1) получение сигнала, включая их отбор; (2) трансформацию данных или подготовку данных для дальнейшей обработки, в том числе нахождение комплексов, с их последующей классификацией на «доминирующие» и «недоминирующие» (эктопические) типы и формированием среднего или медианного комплекса для каждого отведения; (3) распознавание формы сигнала, которое является процессом идентификации начала и конца диагностических волн; (4) экстраполяция признаков, измеряющих амплитуды и интервалы; и (5) выработку диагностической классификации. Диагностическая классификация может быть эвристической (т.е. детерминистской или основанной на правилах, полученных опытным путем)или статистической по методу исследования.

Сигнал ЭКГ

Стандартная ЭКГ с двенадцатью отведениями регистрирует потенциальные различия между выбранными участками на поверхности тела, которые изменяются во время сердечного цикла; она отражает различия трансмембранного потенциала клеток миокарда, которые возникают в момент деполяризации и реполяризации в каждом цикле. ЭКГ рассматривалась Эйнтховеном и др., как сигналы, возникшие в стационарном, временном,одиночном или дипольном источнике, который может быть представлен вектором, в данном случае вектором сердца. В этой модели напряжение в любом отведении объяснялось проекцией вектора сердца на прямую линию, которая определялась как ось отведения. Бургер и др. расширили эту концепцию, рассматривая оси отведений в качестве векторов. Вектор отведения, имеющий направление, отличающееся от оси отведения, также имеет длину. Напряжение отведения - это не просто проекция вектора сердца на ось отведения, но и его проекция на вектор отведения, умноженный на длину (т. е. «сила») вектора отведения. Направление и сила вектора отведения зависят от геометрии тела и от различных электрических импедансов тканей туловища. Пары электродов (или комбинация электродов, служащих как один из двух электродов) и записи, полученные в результате их использования, известны как ведущие. Размещение электродов на туловище отличается от прямого размещения на сердце, поскольку локализованная сила сигнала, возникающая при прямом контакте с электродом, заметно ослабляется и меняется из-за неоднородностей туловища, которые включают границы тканей грудной клетки и вариации импеданса.

В любой момент времени электрическая активность сердца представлена разнонаправленными силами. Соответственно, электрический потенциал в любой точке поверхности тела представляет собой мгновенные, неаннулированные электрические силы сердца, и их отмена также зависит от неоднородностей туловища.Для дальнейшего ознакомления следует прочестьвсесторонний анализ теории отведений, написанный Горацеком в 1989 году. Чем дальше электроды сдвигаются от сердца, тем значительнее уменьшаетсясила сигнала вместе с силой отведений. Согласно теории пространственного угла, величина сигнала может быть связана как с пространственными, так и с непространственными факторами. Непространственные факторы включают в себя магнитуду разности трансмембранных потенциалов в границах сердца. Пространственные факторы включают в себя прогнозируемую границу разности потенциалов относительно площади сферы размера единицы измерения, что увеличивается с абсолютным размером площади, но уменьшается с расстоянием электрода отсердца. Одновременно активные волновые фронты внутри сердца могут спутать кажущуюся простоту этих моделей.

Основная частота для комплекса QRS на поверхности тела составляет 10 Гц, и большая часть диагностической информации содержится ниже границы частоты колебаний в 100 Гц у взрослых, хотя были обнаружены и изучены низкоамплитудные высокочастотные составляющие до 500 Гц. QRS младенцев часто содержат важные компоненты, достигающие частоты 250 Гц.

Основная частота T-волн составляет приблизительно от 1 до 2 Гц. Фильтрация сигналов ЭКГ в полосе пропускания от 1 до 30 Гц дает стабильную ЭКГ, которая, как правило, не содержит артефактов, но эта полоса неприемлема для диагностической записи, поскольку она производит искажения как высоко-, так и низкочастотных составляющих сигнала. Высокочастотные компоненты сигнала ЭКГ определяют наиболее быстро меняющиеся части сигнала, включая Q-волны и зазубрены в комплексе QRS. Поскольку измерение амплитуды QRS зависит от точного обнаружения пика волны R, неадекватный высокочастотный отклик приводит к систематической недооценке амплитуды сигнала и сглаживанию зазубрин и Q-волн. С другой стороны, неадекватный низкочастотный отклик может привести к значительным искажениям реполяризации. Соответственно, передаточные функции алгоритмов фильтрации аналоговых и цифровых электрокардиографов оказывают большое влияние на итоговую ЭКГ.

Обработка сигналов ЭКГ

Обработка сигнала ЭКГ с помощью цифрового электрокардиографа включает в себя начальную выборку сигнала от электродов на поверхности тела. Затем цифровая ЭКГ должна устранять или подавлять низкочастотный шум, возникающий в результате базового блуждания сигналов, движения, дыхания и высокочастотного шума, возникающего в результате артефакта сокращения мышц и электромагнитных помех, генерированных линиями электропередач. В результате сигналы ЭКГ на поверхности тела необходимо фильтровать и усиливать с помощью электрокардиографа. Цифровые фильтры могут быть спроектированы так, чтобы иметь линейные фазовые характеристики, и это позволяет избежать некоторых искажений, введенных классическими аналоговыми фильтрами. После фильтрации строятся отдельные шаблоны для каждого отведения из данных, отобранных в основном из доминантных комплексов, на базе которых производятся измерения амплитуды и продолжительности. Общие измерения производятся исходя из данных отдельных отведений или же из математических комбинаций одновременно собранныхданных индивидуальных отведений. Ошибки в измерениях оказывают важное влияние на точность диагностических выводов.

Сделана ссылка на всесторонний анализ технических факторов, влияющих на интерпретацию ЭКГ по Zywietz. В настоящем заявлении факторы, которые влияют на обработку сигнала ЭКГ, будут обсуждаться с точки зрения технологии, клинических аспектов и рекомендаций.

Выборка сигналов ЭКГ

Технологии

Электрокардиографы с прямой записью, которые преобладали до 1970-х годов, регистрировали сигналы, которые сопоставимыми по своей природе с непрерывными сигналами. Почти все компьютерные устройства текущего поколения преобразуют аналоговый сигнал ЭКГ в цифровую форму перед дальнейшей обработкой.

Аналого-цифровое преобразование в современных цифровых ЭКГ обычно происходит через входной канал, соединенный с модулем кабеля отведения. Начальная частота дискретизации при аналого-цифровом преобразовании на входе выше, чем частота дискретизации, которая используется для дальнейшей обработки сигнала ЭКГ. Первоначально повторный отбор проб сигналов («передискретизация») было введендля обнаружения и обозначения начала стимулирующих сигналов кардиостимулятора, которые обычно длятся 0,5 мс. Фронтальная выборка проводилась со скоростью от 1000 до 2000 сигналов в секунду, но более новые преобразователи могут регулярно отбирать от 10 000 до 15 000 сигналов в секунду или даже выше; другие преобразователи адаптированы по частоте дискретизации, при этом выходной сигнал пропорционален уровню обнаруженной энергии.

Клинические последствия

Начальная частота дискретизации, используемая компьютером для преобразования аналогового электрического сигнала в серию дискретных цифровых точек (как правило, описывается в единицах выборок в секунду или как частота дискретизации «х» Гц) чаще всего во много раз превышает требуемую для дальнейшей обработки сигнала ЭКГ. Это известно как «передискретизация». Длительность началасигнала стимулов кардиостимулятора обычно короче чем 0,5 мс, и поэтому они не могут быть надежно обнаружены обычным способом обработки сигналов при частоте 500-1000 Гц. Соответственно, основным преимуществом передискретизации является обнаружение короткихимпульсов кардиостимулятора. Во всех современных системах обнаружение коротких импульсов кардиостимулятора выполняется ненадежно или не совсем точно. Передискретизация может улучшить качество сигнала при высокочастотномсрезе.Отдельно от трудностей, связанных с длительностью началаимпульса кардиостимулятора, очень маленькие амплитуды сигнала стимуляциисовременных биполярныхкардиостимуляторовчасто просто слишком малы, чтобы их можно было распознать на стандартной ЭКГ, и эта проблема требует решения без необходимости введения искусственно усиленных сигналов кардиостимулятора в запись.

 

Рекомендации

Передискретизация, проводимая путем проведения многократныхверхнечастотных срезов сигнала, рекомендуется для образования рекомендованнойполосы пропускания в оцифрованном сигнале. Производители должны продолжать разрабатывать улучшенные алгоритмы для определения стимулов кардиостимуляторов и их количественного показа, а так же для процессов сохранения полученных данных и успешного извлечения записей ЭКГ по мере надобности. Низкоамплитудные сигналы кардиостимулятора не следует увеличивать искусственно, чтобы улучшить их распознавание, поскольку это искажает форму записанной ЭКГ. Вместо этого рекомендуется, чтобы производители включали отдельное отображение обнаруженного сигналакардиостимуляторатолько в первый ряд записи стандартного отведения, которое помогло бы идентифицировать сигналы предсердной, желудочковой и бивентрикулярной стимуляции. Выбранная строка может быть ритмической полосой, которая сопровождает стандартные 3 строки сигналов отведений в 4 столбцах; или в отсутствие строки ритма, для этой цели может быть выбранапервая из стандартных строк.

Низкочастотная фильтрация

Технологии

Частота сердечных сокращений в битах (циклах) в минуту (уд ​​/ мин) при делении на 60 (секунд в минуту) составляет нижнюю границу для частотного содержания в герцах (Гц, циклы в секунду). На практике это вряд ли будет ниже 0,5 Гц, что соответствует частоте сердечных сокращений 30 уд / мин; при этом частота сердечных сокращений ниже 40 уд / мин (0,67 Гц) на практике крайне необычна. Однако при традиционной аналоговой фильтрации частота среза фильтра нижних частотв 0,5 Гц вызывает значительные искажения в ЭКГ, особенно в отношении уровня сегмента ST. Это искажение возникает из-за фазовых нелинейностей, которые происходят в областях сигнала ЭКГ, где частота и амплитуда волны резко изменяются, как это происходит, когда окончание комплекса QRS переходит в сегмент ST. Цифровая фильтрация обеспечивает методы для увеличения низкочастотной границы срезабез появления фазовых искажений. Это может быть выполнено с помощью двухполюсного фильтра с повторной фильтрацией, которая применяется в обратном времени, то есть с конца волны T к началу Р-волны. Этот подход может быть применен к сигналам ЭКГ, которые хранятся в памяти компьютера, однакопри этом невозможно обеспечить непрерывный мониторинг в режиме реального времени без присутствия временной задержки. Альтернативно, сдвиг нулевой фазы может быть достигнут с помощью фильтра с плоской фильтрацией, который позволяет уменьшить базовый дрейф без низкочастотных искажений.

Клинические последствия

Низкочастотный шум, например, вызванный дыханием, приводит к тому, что запись сигналов блуждает выше и ниже базовой линии. Частота среза фильтра нижних частот 0,5 Гц, которое когда-то широко использовалось в мониторах ритма ЭКГ, уменьшает базовый дрейф из-за обычно более низкой частоты дыхательных движений, но может привести к выраженному искажению реполяризации, что соответсвенно приводит к артефактам отклонения сегмента ST. В 1975 году в рекомендациях AHA была примененачастота среза фильтра нижних частот 0,05 Гц для диагностической электрокардиографии. Эта рекомендация позволяет сохранить точность реполяризации, но не устраняет проблему базового дрейфа. Базовое подавление дрейфа необходимо для когерентного выравнивания последовательных комплексов, которые используют многие современные системы ЭКГ при формировании репрезентативного комплекса PQRST, который иногда называют шаблоном; в противном случае базовый дрейф может исказить амплитуды шаблонов. Новые цифровые фильтры могут корректировать базовый дрейф, сохраняя при этом точность уровней ST-сегмента, и эти цифровые методы требуют пересмотра предыдущих стандартов, применяемых для аналоговых фильтров.

Рекомендации

Чтобы уменьшить артефактное искажение сегмента ST, в документе AHA 1990 года была рекомендована частота среза фильтра нижних частот 0,05 Гц для обычных фильтров, однако подчеркивалось, что рекомендованная частота среза может быть ослаблена и до 0,67 Гц или еще ниже для линейных цифровых фильтров с нулевым фазовым искажением. Рекомендации ANSI / AAMI 1991 года, утвержденные в 2001 году, закрепили эти расширенные пределы низкочастотного среза для стандартных ЭКГ с двенадцатьюотведениями, с учетом уровня максимально допустимых ошибок для отдельных детерминант воспроизведения общего входного сигнала. Эти стандарты по-прежнему остаются в силе.

Высокочастотная фильтрация

Технологии

Цифровая частота дискретизации (выборки в одну секунду) определяет верхний предел частоты сигнала, который может быть представлен с достаточной достоверностью. Согласно теореме Найквиста, цифровой отбор проб должен выполняться в два раза быстрее скорости требуемой высокочастотнойграницы среза. Поскольку эта теорема справедлива только для бесконечного интервала выборки, в отчете AHA за 1990 г. рекомендуются частоты дискретизации, превышающие в два или в три раза теоретический минимум.

Ряд исследований теперь показал, что данные со скоростью 500 выборок в секунду необходимы дляустановления высокочастотнойграницы цифрового фильтра 150 Гц, необходимой для уменьшения амплитудных погрешностей измерений до уровня 1% у взрослых. Однако может потребоваться большая полоса пропускания для точного определения амплитуд у младенцев. Европейская группа CSE рекомендовала распознаваниеволновых форм сигналов, имеющих амплитуду не менее 20 вольт и длительность не менее 6 мс. Это подразумевает высокочастотный сигнал в диапазоне 150 Гц. В голландском докладе 2001 года было показано, что для того, чтобы сохранить амплитудные ошибки в 25 вольт в 95% случаев, необходима полоса частот до 250 Гц для педиатрических случаев и полоса до 150 Гц для подростков.

Клинические последствия

Чем выше частоты, содержащиеся в отфильтрованном сигнале, тем точнее будут измерения скорости подъема волны, ее максимальной амплитуды и волн малой длительности. Неадекватный высокочастотный сигналсокращает амплитуду QRS-измерений и способность обнаруживать небольшие отклонения. Поскольку цифровые ЭКГ имеют временное разрешение в миллисекундах и амплитудное разрешение в микровольтах, рекомендации по высокочастотнымсигналам ЭКГ менялись на протяжении многих лет. Высокочастотныеграницы среза 100 Гц считались адекватными в AHA в 1975 году для поддержания диагностической точности при визуальном контроле прямойзаписи электрокардиографами. Несмотря на это, всеми уже давно признано, что высокочастотные компоненты комплекса QRS существуют в действительности, и что эти компоненты могут иметь клиническое значение у пациентов с различными формами сердечных заболеваний. Для рутинного измерения точной длительности и амплитуды сигналов у взрослых, подростков и детей требуется использование высокочастотных сигналов среза не менее 150 Гц; в тоже время, верхняя частота среза 250 Гц более подходит для младенцев. Очевидным следствием этих рекомендаций является то, что уменьшение шума путем установки высокочастотной границы среза стандартной или контрольной ЭКГ до 40 Гц, приведет к аннулированию измерений амплитуды, используемых для диагностической классификации.

Рекомендации

Стандарт ANSI / AAMI 1991 года, утвержденный в 2001 году, рекомендует высокочастотную границу среза не менее 150 Гц для всех стандартных ЭКГ с двенадцатьюотведениями. В документе ANSI / AAMI также указаны максимально допустимые ошибки для отдельных детерминант общего воспроизведения входного сигнала, которые выходят за рамки настоящего доклада, но являются важными ориентирами для производителей. Самые последние ограничения по-прежнему остаются для подростков и взрослых, с увеличением частоты границы среза до 250 Гц у детей, при условии демонстрации проверки точности воспроизведения отдельными изготовителями в соответствии со стандартными методами. Электрокардиографы должны автоматически предупреждать пользователя, если используется неоптимальная высокочастотная граница, такая как 40 Гц; надлежащее высокочастотная границасреза должна автоматически восстанавливаться между рутинными стандартными записями ЭКГ.

Технологии

Амплитуды и длительности волны QRS связаны с внутренней изменчивостью ритма от сокращения к сокращениюи вариациями частоты дыхательных движений.

Соответственно, стандарты ANSI / AAMI рекомендуют использовать отклонения с наибольшей амплитудой в каждом отведении как определенный показатель значения для этого измерения. Измерения, извлеченные из оцифрованных записей являются более воспроизводимыми, чем аналоговые записи. Цифровые электрокардиографы могут уменьшать или устранять нежелательные внутренние «от сокращения к сокращению» вариациипутем формирования «шаблонов» для отдельных отведений, которые служат стандартами для комплексов. Виллемс и др. показали, что программы, которые анализировали усредненный ритм, показали значительно меньшую изменчивость, чем программы, которые измеряли каждый комплекс или избранный ритм; аналогичные данные были получены Zywietz и его коллегами.

Шаблоны для одиночных отведенийили усредненные шаблоны комплексовбыть получены из выбранных и точно выровненных в линию комплексов. Один алгоритм сочетает в себе технологии, позволяющие использовать медианные значения нескольких усредненных циклов. Методы для точного выравнивания нормальных комплексов PQRST варьируются, но все они обычно включают в себя алгоритмы сопоставления шаблонов и взаимную корреляцию, которые исключают недоминантные формы волны. Процесс выравнивания имеет решающее значение для успеха процесса измерения, который следует за формированием шаблона. Шум, измеряемый как RMS (среднеквадратичная) остаточная ошибка в выровненных шаблонных комплексах, может повлиять на значения измерения длительности и поставить под угрозу компромисс между чувствительностью и специфичностью критериев для инфаркта, среди прочих диагнозов. Остаточная ошибка уменьшается за счет включения большего количества комплексов в шаблонный комплекс. Zywietz продемонстрировал, что уровни шума в сконструированных комплексах могут быть сокращены ниже 5 вольт, чтобы позволит оценивать 20 вольтные отклонения с погрешностью не более 10%.

Однако не вся вариабельность между комплексами обусловлена шумом, и исследование с использованием базы данных CSE показало, что диагностическая ценность шаблонного комплекса может быть улучшена при некоторых обстоятельствах, путем рассмотрения деталей классификации отдельных комплексов. Хотя стандарты точности для других особенностей в ЭКГ содержатся в документе AHA 1990 года, все еще нет стандарта точности для типичногоритма.

Клинические последствия

Некоторые биологические вариации, происходящие «от сокращения к сокращению» несомненно, существует в электрической активности сердца, независимо от респираторной изменчивости, которая регистрируется в поверхностной ЭКГ. Для особых целей, таких как обнаружение альтернансаQRS и T-волн, было бы желательно сохранить возможностьизучения изменений,происходящих «от сокращения к сокращению». Однако для рутинной регистрации ЭКГ снижение шума за счет формирования единого и стабильного шаблонного комплекса для анализа каждого отведенияявляетсярезультатом исключения изменений «от сокращения к сокращению». Цифровые электрокардиографы могут быть адаптированы не только к респираторной изменчивости, они способны уменьшать шумы от «сокращения к сокращению», чтобы улучшить точность измерения в отдельных отведениях, образуя типичный комплекс для каждого отведения. Автоматизированные измерения производятся на базетаких типичных шаблонов, а не на на базе измерений отдельных комплексов. Усредненные шаблоны комплексов формируются из каждой средней амплитуды цифровой пробыдляселективных комплексов. Усредненный шаблон комплекса формируются исходя из средней амплитуды каждой цифровой пробы. В результате точность измерений сильно зависит от той достоверности, с которой формируются типичные шаблоны.

Рекомендации

Цифровые электрокардиографы должны обеспечивать выравнивание ритма, которое позволяет выбрать усредненный комплекс или сформироватьтипичный комплекс с точностью, адекватной диагностическим компьютерным программам ЭКГ. Для конструирования типичных комплексов необходимо разработать достоверные стандарты.

Технологии

Некоторые, но не все, цифровые электрокардиографы используют временную когерентность одновременно полученных типичных комплексов для получения «общепринятых» измерений интервалов. Временноеналожение комплексов позволяет определитьсамое раннее начало и самое последнее смещение волн, необходимое для измерения интервалов, которые являются более точными, чем те, которые получены из одиночных отведений. Это можно сделать, выполнив поиск самых ранних и самых поздних точек быстрого изменения напряжения вовременно наложенных друг на друга индивидуальных комплексах. Альтернативно, пространственная векторная величина может быть создана для нескольких отведений, как показано для 3-х отведений (x2 y2 z2) 1/2, где принятые за основу сравнения точки могут быть определены из величин функции. Не менее подходящая функция может быть получена из| х | | у | | z |, где «x» - разность амплитуд между двумя последовательными образцами в отведении«x»и т. д., которая является пространственной функцией скорости.

Когда в общее измерение включены только несколько выбранных типичных комплексов, интервалы могут все же быть недооценены, если не определено время наступления самого начала и последнего сдвига смещения. И наоборот, общие измерения могут завышать величину интервалов за счет включения информации одиночного отведения, которая не моглабыть воспринята визуально даже самым внимательным специалистом.Различия в измерениях могут также возникать из-за различий в методе выравнивания отведений или формирования шаблонов отведений, а также из-за различий в определении времени появления начала волны и ее последнего сдвига смещения различными алгоритмами от разных производителей. Важность этого явления проявляется в определении интервала QT, где различные подходы к определению смещения T-волн могут спутать их воспроизводимость. Именно в этом контексте должны быть размещены различия в показателях эффективности измерения ЭКГ различными компьютерными анализирующими программами.

Клинические последствия

Возможность одновременного сбора данных с двенадцатиотведений современными цифровыми электрокардиографами обязательна для основательного пересмотра стандартов и контрольных значений для интервалов, которые первоначально были получены из аналоговых одноканальных записей. Когда векторная ориентация любого отведения приблизительно перпендикулярна вектору сердца во время начальной или конечной части волны ЭКГ, в этот момент времени будет записываться изоэлектрическая составляющая начального или конечного сегмента волны. Поскольку точное временное наложение отведений в одноканальных записях невозможно, продолжительностьизмерения отдельных отведений в большинстве случаев не способна обнаружить самое раннее начало или самое последнее смещение волн. В результате измерения, полученные от одиночных отведений, будут систематически недооценивать длительность компонентов комплекса PQRST. Простая демонстрация этого явления наблюдается при измерении QTдисперсии, которая возникает из изоэлектрических компонентов T-волны в некоторых отведениях нормальной ЭКГ.

Измерения, полученные от одновременных отведений, обеспечивают метод идентификации самого раннего начала и самого последнего смещения волн, которые используются для измерения их продолжительности. Величины измерения формы волны, взятые из анализа временно наложенных отведений, будут систематически превышать соответствующие измерения от одиночных отведений или средних измерений, полученных от нескольких отведений. Длительность Р-волны и PR-интервала, длительность QRS и интервал QT в исследованиях популяций будут больше при измерении временно наложенных отведений или от шаблона пространственного вектора отведения, чем при измерении, полученном от индивидуальных отведений. Кроме того, общие измерения могут влиять на длительность Q-волны, которые определяют диагностику ЭКГ инфаркта миокарда. Соответственно, требуется повторное определение критериев, основанных на исследовании популяций, для атриовентрикулярного блока первой степени, длительности P-волны, длительности Q-волны при инфаркте (относительно самого раннего начала комплекса QRS), длительности QRS и интервалов QT, измеренных с помощью технологии одновременных отведений.

Несколько исследований, касающихся нормальных лимитов ЭКГ-измерений, полученных из одновременно зарегистрированных ЭКГ с двенадцатью отведениями, уже опубликованы. Общее измерение интервала QT желательно для обычного электрокардиографа, но общепринятое (универсальное)измерение QT остается проблематичным даже в том случае, если оно получено из временно наложенных комплексов. Частично это объясняется различиями в доступных в настоящее время алгоритмах, которые используются для определения и идентификации конца волны T, которая может повлиять на измерения. Пока не будет создана воспроизводимая методология в этой области, сравнительный анализ ЭКГ должен признавать потенциальный эффект различных алгоритмов, влияющих на результаты измерения одновременной записи отведений. Особые ситуации, такие как мониторинг QT в испытаниях лекарственных препаратов, могут продолжать требовать альтернативных методов измерения QT от одного или нескольких отведений.

Рекомендации

Универсальные измерения интервалов должны быть основаны наданных, полученных с нескольких отведений в последовательных временных промежутках, для обнаружения самого раннего начала и самого последнего пункта смещения волн. Для обычных целей универсальные измерения длительности P-волны, интервала PR, продолжительности QRS и продолжительности QT должны быть указаны в отчете ЭКГ. Необходимо провести сравнительное исследование универсальных измерений, сделанных различными методами эталонного стандарта. Различия в универсальных алгоритмах и методах измерения должны быть сведены к минимуму для соблюдения стандартизации, но эти различия должны учитываться в сравнительных исследованиях между отдельными лицами. Следует обратить внимание на определение нормальных диапазонов ЭКГ у детей и подростков, а также у взрослых с разделением на конкретные возрастные группы, пол и расы. В тех случаях, когда методы меняются, необходимо выработать диапазоны нормы для конкретных интервалов. Что касается интервала QT, то конец T-волны, определяемый универсально, должен соответствовать четко опреде