Кардиомонитор

 

1.Цель работы: дать определение, что такое кардиомонитор и сформулировать его основное назначение, эксплуатационные требования, привести  структурную схему, принцип работы и классификацию.

    

2.Определение и назначение кардиомонитора. 

Кардиомонитор - комплекс приборов и аппаратов, обеспечивающих возможность продолжительного непрерывного наблюдения за сердечной деятельностью у больного, сигнализацию о нарушениях сердечного ритма, а также возможность электрической стимуляции сердца. 

В процессе совершенствования электрокардиографии (ЭКГ) достаточно быстро выявились недостатки, характерные для нее, а именно: невозможность длительного непрерывного контроля за состоянием сердца из-за технических сложностей длительной записи электрической разности потенциалов, сложностей анализа длинных бумажных лент, трудностей с их хранением. Наблюдение за ЭКГ с помощью специального осциллографа - осциллоскопа позволяет получать сведения о сердечном ритме сколь угодно долго. Однако возможности визуального наблюдения ограничены из-за утомления, наступающего у обслуживающего персонала. Кроме того, в этом случае затруднено документирование информации, что в ряде случаев является необходимым.

Поэтому для повышения  уровня автоматизации, улучшения технологии лечения больных, созданы электронные приборы, комплексы и системы для автоматизированного длительного непрерывного контроля за состоянием тяжелобольных - медицинские мониторы.

Применение кардиомониторов  в несколько раз снижает риск внезапной смерти у больных с  инфарктом миокарда, существенно улучшает качество диагностики и лечения кардиологических больных, облегчает медицинскому персоналу непрерывное наблюдение за их состоянием. Ведь около каждого больного невозможно поставить медработника с электрокардиографом или электрокардиоскопом.

Поэтому большим  достижением в развитии кардиомониторов  является разработка кардиоскопов с  памятью, обеспечивающих негаснущее движущееся в реальном масштабе времени по экрану ЭЛТ изображения ЭКГ больного в критической ситуации.

Основная задача мониторинга - автоматическая диагностика аритмий. Но даже при врачебном анализе ЭКГ возможна ее различная интерпретация, связанная с терминологией, ограниченностью записи, помехами записи и умением отличать патологическую ЭКГ от нормальной.

Для повышения надежности автоматической диагностики аритмий имеет значение такая методика анализа электокардиосигналов (ЭКС), которая может обеспечить оптимальный по затратам и клинической ценности результат анализа. Тем более, что ЭКГ - диагностика не может быть окончательной без ознакомления с клинической картиной заболевания.  

Поэтому выбирают параметры  ЭКС, которые имеют максимальную надежность при измерениях в условиях помех различного вида и могут  лечь в основу алгоритмического обеспечения  КМ. 

 К таким параметрам можно отнести:  

- текущее значение RR-интервала (Ri);

- среднее значение RRинтервала за определенное количество кардиоциклов (Rср);

- отношение текущих значений RR-интервалов (RR/RRi+1);

- частота сердечных сокращений за 15 с, 30 с, приведенная к 1 мин.;

- параметры формы QRS-комплекса: длительность, амплитуда, суммарная площадь всех зубцов.  

 
 
 

3.Основные медицинские и эксплуатационные требования к кардиомониторам (КМ).  

Для каждого типа КМ необходим оптимальный набор  диагностических признаков. При избыточности диагностических признаков усложняются программные и аппаратные средства, что в некоторых случаях является причиной ошибочной диагностики.  

Кардиомониторы должны с высокой надежностью обнаруживать особо опасные аритмии, при этом число ложных тревог должно сводиться к минимуму.  

Сигнализация тревоги  в КМ должна быть дифференцирована по степени опасности для больного и различаться характером звука  и цветом табло.  

Уровень помех в  ЭКС должен контролироваться и при  повышении им допустимого предела индицироваться на передней панели КМ. Зашумленные участки ЭКС должны исключаться из анализа аритмий.  

В КМ должен быть детектор нарушений в системе отведений (отрыв электрода, увеличение переходного  сопротивления кожа-элекрод).  

Необходимо обеспечить правильную работу КМ во время электрической стимуляции сердца.  

Кардиомонитор должен иметь выход текущего ЭКС - для  записи на кардиографе ЭКГ и вывод  записанных фрагментов ЭКС по сигналу  тревоги, для анализа причин, вызывающих этот сигнал.  
 

КМ должен работать в автоматизированной системе оперативного врачебного контроля путем передачи данных в центральный пост наблюдения.  

В КМ должна быть автоматическая начальная установка усиления ЭКС, стабилизация изолинии, центровка ЭКС, что позволит начать работу с прибором сразу после включения.  

Кардиомонитор должен иметь устройства документирования текущей и накопленной информации о сердечном ритме.  

Должен быть самоконтроль КМ в момент включения и в процессе работы без перерыва в обработке  ЭКС с сигнализацией о неисправностях.  

В КМ должны быть автоматические методы поиска неисправностей при помощи встроенных программных и аппаратных средств.  

Кардиомонитор должен иметь защиту от повреждения при воздействии на больного дефибриллирующим импульсом.  

КМ должны быть выполнены по высшему классу защиты от поражения электрическим током больного и обслуживающего персонала (класс II, тип CF).  

4. Классификация кардиомониторов. 

Разнообразное применение КМ в медицинской практике привело  к определенной специализации приборов. Кардиомониторы можно разделить на виды и группы, отличающиеся друг от друга контролируемыми параметрами, эксплуатационными свойствам, методами обработки и представления информации. Предлагаемая классификация является в какой-то мере условной, но дает представление о сферах применения и особенностях КМ: амбулаторные (носимые), скорой помощи, клинические, тестирующие, реабилитационные, санаторно-курортные.  

Амбулаторные  КМ используются в стационаре и после выписки из стационара для контроля таких изменений состояния сердечной деятельности за весь период суточной активности, которые не могут быть выявлены во время непродолжительного ЭКГ-исследования в покое. На основании полученных данных производится выбор и дозировка лекарственных препаратов и определение допустимых физических нагрузок. Малые габаритные размеры, масса и автономное питание позволяют носить КМ на себе с укрепленными электродами 24 ч.

В кардиомониторе Холтера  ведется непрерывная запись ЭКС  на магнитную ленту с очень  малой скоростью (1 мм/с). Для этого производится трансформация низкочастотного спектра ЭКС область частот, регистрируемых магнитным носителем. Обычно применяется широтно-импульсная и реже амплитудная или частотная модуляции ЭКС. Кассета с записью просматривается кардиологом при помощи специального устройства со скоростью, превышающей скорость записи в 60-120 раз. В дальнейшем метод Холтера был усовершенствован путем автоматического машинного скоростного анализа ЭКС. Обычно диагностируются основные типы аритмий и параметры смещения ST-сегмента.

Применение в амбулаторных КМ полупроводниковых запоминающих устройств и микропроцессоров позволило  провести автоматический анализ аритмий  и смешения сегмента ST непосредственно  в приборе с запоминанием патологических фрагментов ЭКС. Удобство КМ с полупроводниковой памятью заключается в том, что данные обработки ЭКС можно получить оперативно в любой момент времени, и запуск может быть осуществлен самим больным при плохом самочувствии или во время сердечного приступа.  

Кардиомониторы скорой помощи предназначены для контроля состояния сердечной деятельности, восстановления утраченного или нарушенного ритма сердца на дому и в машине скорой помощи. Все КМ позволяют вести наблюдение ЭКГ, измерять частоту сердечных сокращений (ЧСС), проводить дефибрилляцию или стимуляцию сердца. Кардиомониторы должны работать от аккумулятора машины, внутренней батареи и от сети. Масса КМ около 5-8 кг.  

Клинические КМ предназначены для стационаров и могут в зависимости от назначения быть нескольких типов.  

Кардиологические  КМ применяются в палатах интенсивного наблюдения за кардиологическими сольными в острый период заболевания. Основное назначение КМ — сигнализация о нарушениях ритма и проводимости сердца. Такие КМ обычно работают в автоматизированной системе оперативного врачебного контроля за несколькими больными.  

Хирургические КМ применяются во время операций на сердце и сосудах и в послеоперационных палатах. В отличие от остальных типов КМ измеряют ряд дополнительных параметрон кровообращения и дыхания (систолическое, среднее и диастолическое кровяное давление; минутный объем сердца; периферический пульс; температуру тела; газовый состав и т. д.). Особенностью хирургических КМ является использование в основном прямых методов измерения параметров.  

Акушерские КМ устанавливаются в родильных залах, предродовых палатах и в отделениях интенсивного ухода за новорожденными. Кардиомониторы применяются при патологиях сердечно-сосудистой системы рожениц и контроля за новорожденными. Кардиомониторы матери и плода позволяют измерять ЧСС матери и плода по прямому ЭКС и доплеровскому эхокардиосигналу, обнаруживать нарушения ритмов и измерять силу маточных сокращений. Кардиомонитор для новорожденных (переношенных, недоношенных и травмированных в родах) и детей до двухлетнего возраста, страдающих воспалением легких, измеряет ЧСС, частоту дыхания и сигнализирует о нарушениях ритма сердца и остановках дыхания.  

Тестирующие КМ предназначены для функциональной диагностики состояния сердечно-сосудистой системы здоровых и больных людей. Они позволяют автоматизировать процесс ЭКГ-исследований под нагрузкой под нескольким отведениям и определять газовый состав выдыхаемого воздуха. Обычно КМ поставляются с велоэргометрами или бегущей дорожкой для дозировки нагрузки.  

Реабилитационные КМ необходимы для контроля сердечно-сосудистой системы в условиях возросших нагрузок и проверки эффективности назначенных лекарственных препаратов. Для этой цели возможно применение амбулаторных КМ, но более удобно, пользоваться мониторированием по радиоканалу или телефону. На больном укрепляется передатчик ЭКС с электродами, и ЭКС преобразуется в частотно-модулированный сигнал (для радиоканала) или в частотно-модулированный акустический сигнал (для передачи ЭКС по телефону). Анализ ЭКС ведется кардиологом или автоматически в центре наблюдения.  

Санаторно-курортные  КМ находят применение в кардиологических санаторных для контроля лечения, особенно в бальнеологических условиях; при грязе- и светолечении, лечебных ваннах и других процедурах. Электроды ЭКГ могут быть опущены в ванну и не крепиться на больном. Для дозировки нагрузки (терренкур) может быть использован КМ, который выдает сигнал тревоги при уходе ЧСС за установленные пределы.

Из всех перечисленных  типов КМ самое важное значение имеют  клинические КМ для палат интенсивного наблюдения. Кроме того, их устройство наиболее сложно и включает в себя элементы остальных типов КМ. Поэтому далее будут рассматриваться только клинические КМ для палат интенсивного наблюдения. 

5. Принцип работы  и структурная схема. 

На больном укрепляется  передатчик ЭКС с электродами. ЭКС  преобразуется в частотно-модулированный или кодовый сигналы, которые  передаются через радиоканал по телефону или по проводам. Анализ ЭКС ведется  кардиологом или автоматически  в центре наблюдения.  
 

Несмотря на большое  разнообразие КМ, все они могут  бы описаны одной обобщенной структурной  схемой (рис. 1). Электрокардиосигнал  с электродов поступает в блок усиления и преобразования, который  усиливает его до уровня, необходимого для его обработки. Блок ограничивает спектр частот входного сигнала с целью повышения помехоустойчивости и надежного выделения информативных признаков ЭКС и производит его дискретизацию (аналого-цифровое преобразование), если в дальнейшем предполагается цифровая обработка сигнала. При использовании беспроводного канала связи между больным и КМ электрокардиосигнал с электродов модулирует генератор передатчика, размещенного на больном. Принимаемый сигнал с приемника поступает в блок усиления и преобразования.