Методы электрокардиографии с повышенной разрешающей способностью

 

ЭКГ КМ (английское название additionally amplified ECG) зародилась в начале 1980-х годов как результат попыток выявления и анализа низкоамплитудных элементов ЭКС. В ней используются технические решения, позволяющие перейти от стандартной чувствительности кардиографа 10 мм на 1 мВ к повышенной – от 50 мм до 50 см и более на 1 мВ при скоростях записи на бумажный носитель 50, 100 и 250 мм/с. Таким образом, была достигнута максимальная чувствительность регистрации ЭКС – 2 мкВ/мм (по амплитуде) и 4 мс/мм (по времени) [2]. В результате исследований по предложенной методике были достоверно обнаружены дополнительные волны в кривой ЭКС, отмечены характерные особенности кардиограммы, не видимые на обычной (стандартной) ЭКГ, а в ходе клинических исследований выявлены показатели их диагностической значимости [2, 3].

ЭКГ ВР (английское название High resolution ECG), судя по количеству публикаций, как отечественных, так и зарубежных, приведенных, например, в [4] – одно из самых быстро развивающихся направлений современной электрокардиографии. К настоящему времени опубликован ряд работ по медицинской тематике, посвященных вопросам выявления с помощью методов ЭКГ ВР признаков кардиопатологий на ранних стадиях их развития. В ЭКГ ВР регистрируются составляющие ЭКС достаточно низкого уровня (около 1 мкВ), проявляющиеся после QRS-комплекса и не различимые на стандартной кардиограмме. Эти «поздние потенциалы» (late potentials) являются результатом нарушений проводимости в области желудочков сердца и связаны с опасной для жизни патологией – желудочковой тахикардией [4]. При этом в данном цикле работ регистрация ЭКС производилась по системе трех ортогональных отведений XYZ в классическом для ЭКГ частотном диапазоне от 0,05 до 100 Гц, а в других работах, например, в [5] – в расширенном до 250-300 Гц. На основе записанного таким образом достаточно протяженного ЭКС (100 – 200 RR интервалов) в ЭКГ ВР производится его синхронный анализ – синхронное относительно R-зубца суммирование сигналов отдельных кардиоциклов, известное, применительно к регистрации «поздних потенциалов», как метод Симсона. Сигналы, снимаемые с трех отведений XYZ, объединяются в векторную величину и полученный результат оценивается по определенным критериям. Эти критерии, а также их диагностическая значимость подробно описаны в [4].

ЭКГ ВЧ (английское название High frequency ECGs (HFECGs) [6], а некоторые зарубежные исследователи используют название High-Frequency QRS ECG (HFQRS-ECG) [7], подчеркивая особую роль QRS-комплекса в ЭКС), появилась в пятидесятых-шестидесятых годах прошлого века. Необходимо отметить, что до настоящего времени единой терминологии и единых стандартов в ЭКГ ВЧ не установилось. В России данное направление электрокардиографии, в отличие от ЭКГ ВР, не развито. Метод ЭКГ ВЧ направлен на регистрацию, выделение и анализ только высокочастотных (ВЧ) компонентов ЭКС в частотном диапазоне от 150 до 250 Гц и лишь на интервале QRS-комплекса (подчеркнем это!) как в режиме реального времени, так и после синхронного накопления. Следует отметить, также, что при таком анализе ЭКС происходит потеря информации из низкочастотной области 0,05 – 150 Гц.

Уже в первых исследованиях, относящихся к 1960-м годам, еще не по методу ЭКГ ВЧ, но в расширенном частотном диапазоне, предпринимались попытки найти способы регистрации и анализа низкоамплитудных ВЧ-информационных составляющих электрокардиосигнала, позволяющих выявлять признаки заболеваний сердца на ранних этапах их развития [8, 9]. В одной из таких экспериментальных работ использовался электрокардиограф, имеющий верхнюю границу частотного диапазона регистрации ЭКС равную 2000 Гц [8], хотя большинство других исследователей ограничивалось значением в 250 Гц. В результате было показано, что наличие ВЧ-компонентов ЭКС не зависит от возраста человека, а пациенты с ишемической болезнью сердца (ИБС) имеют в электрокардиограмме гораздо большее количество этих высокочастотных составляющих ЭКС, чем здоровые [8]. Там же отмечено, что некоторое увеличение количества ВЧ-компонентов было обнаружено у пациентов без ИБС, т.е. с обычными электрокардиограммами, но имеющими отклонения в ST-сегменте и с патологическими Q-зубцами. Изменение спектральной плотности мощности ВЧ-компонентов в этих работах не оценивалось.

Современное развитие ЭКГ ВЧ начинается с конца 80-х – начала 90-х годов XX века, когда различными исследователями была доказана диагностическая значимость ВЧ‑составляющих электрокардиосигнала [10, 11]. В последующие годы стали появляться компьютеризированные ЭКГ-системы, ориентированные на регистрацию ВЧ‑компонентов ЭКС до 250 Гц. В частности, следует обратить внимание на комплекс NASA HFQRS-ECG, разработанный в США в 2004 году совместно Neuroautonomic Laboratory, Johnson Space Center (NASA), Cardiosoft, Wyle Laboratories и другими [12]. На фоне стремительного развития этого метода за рубежом выделяется явный недостаток отечественных работ, направленных на аппаратно-программную реализацию регистрации и анализа ЭКС в ВЧ-области.

Таким образом, описанные методы электрокардиографии, только частично преодолевая ряд существенных научно-технических проблем, подробно описанных в работе [1], следуют путем повышения разрешающей способности средств регистрации и обработки ЭКС. Это достигается за счет развития как аппаратных средств, расширяющих их амплитудный (в ЭКГ КМ) и частотный (в ЭКГ ВР и ЭКГ ВЧ) диапазоны, так и алгоритмических средств – синхронное накопление ЭКС в ЭКГ ВР и ЭКГ ВЧ.