Артефакты на записи RR-интервалов. Причины возникновения и методы коррекции

Время чтения: 15 минут.

Отправим вам материал на e-mail

28.09.2011 | |

Когда в 1996 году Американская Кардиологическая Ассоциация (American Heart Association, Inc) опубликовала документ «Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологическая интерпретация и клиническое использование» (Heart Rate Variability. Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use), то в разделе «Редактирование последовательностей RR-интервалов» (Editing of the RR Interval Sequence) было указано:
«…при использовании статистических методов временной и/или частотной области проводимое вручную редактирование массива RR-интервалов должно осуществляться в соответствии с высокими стандартами корректной идентификации и классификации каждого QRS-комплекса.

(«…the statistical time domain and/or frequency domain methods are used, the manual editing of the RR data should be performed to a very high standard, ensuring correct identification and classification of every QRS complex».)

Этот документ фактически является библией для любого специалиста, работающего с вариабельностью ритма сердца. Я его процитировал, чтобы заострить внимание пользователей АПК «ВедаПульс» на необходимости после регистрации ЭКГ-сигнала внимательно изучить запись и вручную ее отредактировать.

Чтобы понять, где именно должен стоять маркер, оператору нужно уметь выявлять вершины R-зубцов, для чего нужно иметь представление о структуре ЭКГ.

ЭКГ

R-зубцы являются самыми явными элементами на ЭКГ, и программа, как правило, их распознает автоматически, если, конечно, оператор перед этим правильно указал программе величину порога вольтажа. Как это делается, было описано в инструкции, но так как у многих пользователей вопросы остаются, то для большей наглядности изображаю ответ графически.

Это окно регистрации ЭКГ-сигнала. В данном примере самая низкая величина R-зубца – 400 мкВ, а самый высокий T-зубец – 150 мкВ. Среднее значение составляет примерно 300 мкВ, что и впечатываем в окошечко. Если быть скрупулезным, то в нашем примере любая величина от 200 до 350 мкВ будет верной, но лучше придерживаться среднего значения. В этом случае я округлил среднюю величину, но изредка приходится определять величину порога с точностью до 5 мкВ. Такая точность требуется, когда вершины R-зубцов очень низкие (порядка 50-70 мкВ) и почти равны T-зубцам.
У каждого человека своя индивидуальная величина амплитуды R-зубцов, поэтому перед тем, как начать запись, нужно понаблюдать 10-15 циклов, после чего выставить пороговое значение. Если все сделано правильно, то на каждой вершине R-зубца будет вырастать символ-сердечко, а после окончания записи ЭКГ-сигнала эти сердечки превратятся в маркеры R-зубцов.

Кроме того, что требуется проверить корректность автоматического распознания R-зубцов, необходимо очистить запись от артефактов. Артефактами принято называть помехи, которые возникают на записи ЭКГ-сигнала. Они могут иметь самую различную природу: плохой контакт между прищепками-электродами и запястьями обследуемого (высох гель или увлажняющий раствор, движение рук обследуемого или задевание элементов крепления электродов об одежду и тело обследуемого); электростатические разряды от движения (если во время записи рядом кто-то двигался, особенно сильно это проявляется при низкой влажности воздуха и наличии синтетической или шерстяной одежды); помехи от сети переменного тока.

Также требуется решить судьбу каждого кардиоинтервала, чья длительность отличается от соседних более чем на 20%. В большинстве случаев их следует исключить из обработки, так как это является проявлением нерегулярного ритма, но в этом вопросе есть свои нюансы, и о них будет рассказано в этой статье.

И необходимо убедиться, что на ритмограмме отсутствуют длинные нестационарные участки, которые значительно отличаются от средней картины записи. Подобный пример был разобран в начале статьи «О важности живого непосредственного ощущения пульса…».

В принципе, нет нужды просматривать последовательно каждый кардиоинтервал в поисках артефактов. Любой артефакт в обязательном порядке отобразится на кардиоинтервалограмме в виде резкой зарубки или вертикальной черты, инородно врезающихся в живую волнистую линию. И если щелкнуть левой клавишей мыши по такому элементу на кардиоинтервалограмме, то автоматически программа переместит на ЭКГ нужный участок с артефактом.

Артефакты в результате наводки электростатического разряда на ЭКГ-сигнал.

Артефакты в результате наводки электростатического разряда на ЭКГ-сигнал

Я специально сложил два варианта – собственно запись ЭКГ-сигнала и вариант с маркерами R-зубцов, чтобы было лучше видно, как программа распознает R-зубцы. Конечно, в этом примере первые 5 кардиоинтервалов нужно выделить вручную. Для чего следует подвести курсор в нужное место на ЭКГ и нажать правую клавишу мыши, выбрать из выпадающего меню команду «Вставить новый маркер R-зубца», затем подвести курсор к этому новому маркеру, при этом маркер изменит свой вид и вместо стрелки превратится в «тисочки», которые своими губками зажмут маркер. После чего нужно будет нажать левую клавишу мыши, совместить маркер с вершиной R-зубца и отпустить левую кнопку мыши. Если маркер был ошибочно вставлен не в то место, то есть возможность это исправить, удалив его. Для чего существует специальная команда в выпадающем меню.
Как происходит редактирование в реальном времени, можно посмотреть на анимированном изображении.

Начинающие операторы, как правило, совершают ошибку, когда у них возникает сомнение, где именно нужно поставить маркер, предпочитая исключить из обработки весь участок.

Гораздо меньшим злом будет чуть-чуть ошибиться и поставить маркер не совсем точно, чем исключать этот участок. Дело в том, что исключение из обработки – это крайняя мера при редактировании массива RR-интервалов. Это все равно, что из песни вырезать кусочек.

Метод исключения участка из обработки, главным образом, предназначен для ретуширования экстрасистол. Но им допустимо пользоваться, только если их количество не превышает пяти на всей записи, то есть не более одной экстрасистолы за одну минуту. Если их больше, то следует отказаться от анализа. Или, во всяком случае, отдавать себе отчет в том, что метод исключения из обработки – это палка о двух концах: неотредактированный артефакт – источник большой ошибки, а исключенный из обработки – источник чуть меньшей, но, тем не менее, ошибки. Поэтому методом исключения из обработки следует пользоваться очень осторожно и не злоупотреблять им.

Рассмотрим, как ретушируются экстрасистолы.

На этом анимированном скриншоте я показал весь процесс. И то, как выглядит на кардиоинтервалограмме экстрасистола и как можно с помощью щелчка мыши по ней переместиться на нужный участок ЭКГ и исключить из обработки. Команда «Исключить из обработки RR-интервал» находится в выпадающем меню, которое активизируется щелчком правой клавиши мыши. Но прежде чем воспользоваться этой командой, имеет смысл оценить длительность экстрасистолы, и если обнаружится, что она кратна целому числу соседних кардиоинтервалов, то лучше добавить новый маркер, чтобы имитировать нормальный цикл работы сердца. То есть лучше попытаться сделать вид, будто экстрасистолы не было.

Вот, к примеру, длина этой экстрасистолы оказалась равной двум нормальным сердечным циклам, поэтому удалось ее отредактировать вставкой маркера в то место, где, по идее, должна была бы быть вершина R-зубца. А если длительность экстрасистолы окажется кратной 1,5 или 2,5 циклам, то честнее будет ее исключить.

А так выглядят шумы от сети питания переменного тока.

В данном случае, несмотря на шум, можно разобрать, где находятся вершины R-зубцов, но иногда при стечении нескольких факторов – старый компьютер со слабой защитой от сетевых шумов и низкий вольтаж R-зубцов, плюс плохой контакт между запястьями и прищепками-электродами — запись оказывается непригодной для расшифровки.

Самый простой способ раз и навсегда избавиться от сетевых шумов – это работать на ноутбуке от батареи. (Как говорится, лучшее средство от мигрени – это гильотина. Так и тут: лучший способ борьбы с сетевыми шумами – это выдернуть шнур из розетки.) Если батарейка не очень мощная, то переходить на питание от нее следует только на время записи и снова включать ноутбук в сеть на время анализа результатов обследования.

Но проблема с сетевыми шумами есть только у старых компьютеров, выпущенных примерно лет 5-7 назад. Причем, к сожалению, даже у очень дорогих престижных моделей. А современные компьютеры, как правило, имеют хорошую защиту. Недавно мне в руки попала дешевая модель нетбука – Samsung N145-JP02RU, и я был приятно удивлен тем фактом, что даже у компьютера стоимостью менее 10 000 рублей сетевой фильтр весьма достойного уровня и не требуется прибегать к радикальному средству – переходу на питание от батарейки. (Кстати, заряда батарейки там хватает на 8 часов, плюс матовый экран – глаза не устают. Так что, этот нетбук – отличный вариант для тех, кто работает на выезде.)

Также необходимо проверять запись последовательностей кардиоинтервалов на однородность характера пульса. Записи, в которых присутствует переходная стадия от одного физиологического состояния к другому, следует исключить из анализа. Подобный вариант был рассмотрен в начале статьи «Пример №4».

Про то, что запись с аритмией не годится для ВРС-анализа, я повторяю достаточно часто в статьях и консультациях по скайпу, но так как вопросы об этом не прекращаются, то приведу очередной пример того, что невозможно отретушировать и анализировать.

аритмия

К сожалению, различные формы аритмии встречаются гораздо чаще, чем люди думают. Многие только после прохождения обследования на «ВедаПульсе» впервые узнают, что у них аритмия. Часто обнаруженная аритмия смущает не только обследуемых, но и самих операторов «ВедаПульса», впервые получающих такой результат. Следует отметить, что по кардиоинтервалограмме невозможно достоверно сказать, где аритмия, а где запись, испорченная артефактами. Разница видна только на ЭКГ. Только убедившись, что на ЭКГ-записи правильно расставлены маркеры, которые совмещены с вершинами R-зубцов, можно оценивать скаттерограмму и констатировать наличие аритмии.

При получении подобных результатов желательно провести повторное обследование в другой день. И возможно, удастся получить запись регулярного пульса. Кстати, аритмия у обследуемого, зафиксированная на предыдущем скриншоте, прошла буквально через два дня, и показатели стали выглядеть так:

Тут даже редактировать ничего не требуется. Я это к тому, что, зафиксировав однократно аритмию, не стоит делать скоропалительных выводов, и требуется провести неоднократные повторные обследования.

Также вы можете посмотреть наши обучающие ролики

Комментарии

  1. Ирина Незгоренко · 01.03.2013 18:23 · #

    Спасибо, Леонид! Многие вещи становятся теперь более понятными.

  2. Татьяна Федотова · 18.12.2015 13:11 · #

    Леонид, благодарю за очень подробную и нужную информацию.