Znaczenie kliniczne morfologii pobudzeń

Procedura wyznaczania morfologii pobudzeń ma na celu identyfikację podstawowych grup ośrodków bodźcotwórczych reprezentowanych przez klastry (np. w analizie zapisu holterowskiego) lub pojedyncze pobudzenia (np. w badaniu elektrokardiograficznym próby wysiłkowej). Celem wyznaczania morfologii jest wskazanie źródła pobudzenia, tj. ośrodka bodźcotwórczego będącego przyczyną pobudzenia. Identyfikacja może przebiegać na różnych poziomach ogólności:

rozróżnienie ewolucji komorowych, nadkomorowych, pozostałych ewolucji i artefaktów,

rozróżnienie ewolucji w obrębie grup podstawowych na podstawie kontekstu, parametrów czasowych i kształtu sygnału w poszczególnych odprowadzeniach.

Wyższy poziom ogólności pozwala na identyfikację zjawisk sprzyjających generowaniu pobudzeń zastępczych, detekcję podstawowych arytmii oraz kwalifikację pobudzeń do kolejnych etapów analizy (np. analiza HRV i odcinka ST jest prowadzona tylko dla zespołów zatokowych). Identyfikacja szczegółowa jest przydatna do wykrywania rytmu wiodącego, rozróżniania arytmii z udziałem wielu ośrodków bodźcotwórczych oraz stanowi wstęp do analizy konturu. Szczegółowe rozróżnienie kilkudziesięciu typów morfologicznych wymaga skomplikowanych obliczeń – nawet stwierdzenie rytmu zatokowego miarowego dokonywane jest na podstawie położenia granic załamka P i zespołu QRS oraz osi elektrycznych w ich obrębie. Z medycznego punktu widzenia wskazanie źródła pobudzenia ma na celu opis jego własności (a na tej podstawie przewidywanie zmian funkcjonowania serca), oraz możliwości wzajemnych interakcji i innymi ośrodkami bodźcotwórczymi. Topologiczna lokalizacja ośrodka bodźcotwórczego ma znaczenie drugorzędne.

Najczęściej poruszane problemy

Określenie morfologii ewolucji serca wykorzystuje cechy zapisu typowe dla pobudzeń pochodzących z poszczególnych ośrodków bodźcotwórczych. Wśród cech przydatnych do wyznaczania morfologii można wyróżnić parametry uniwersalne (niezależne od odprowadzenia) i parametry specyficzne dla poszczególnych odprowadzeń. Najbardziej typowymi cechami uniwersalnymi są: długość zespołu QRS i szybkość narastania wartości sygnału. Podstawą obu tych cech jest zróżnicowanie mechanizmu przewodzenia bodźca dla pobudzeń nadkomorowych (odnogi pęczka Hisa i włókna Purkinjego) i komorowych (przewodnictwo międzykomórkowe). Inną cechą charakterystyczną pobudzeń komorowych jest skrócenie poprzedzającego je interwału międzyuderzeniowego, co wynika z warunku uaktywnienia ektopowego generatora bodźców.

Projektant procedury do wyznaczania morfologii ewolucji serca stoi przed następującymi zagadnieniami konstrukcyjnymi:

określenie poziomu ogólności rozpoznania morfologii w zależności od dostępnych zasobów i jakości sygnału, ew. podział procedury na dwa etapy: ogólniejszy i bardziej szczegółowy,

wybór optymalnego zestawu cech charakterystycznych, tj. niezbędnej liczby cech wystarczającej do uzyskania wystarczającej wiarygodności rozpoznania,

wybór i zastosowanie cech globalnych i specyficznych oraz odprowadzeń, w których skuteczność rozpoznania jest największa,

wybór wartości granicznych dla poszczególnych cech, minimalizujących ryzyko niepoprawnego rozpoznania morfologii,

adaptacja wzorców morfologii, zestawu cech lub wartości granicznych do indywidualnych cech zapisu z uwzględnieniem spodziewanych statystyk morfologii,

obsługa interakcji operatora, w szczególności analiza jego akcji będąca podstawą uczenia się programu i dalszej klasyfikacji automatycznej,

obsługa przypadków nietypowych i sygnałów o znaczny poziomie szumu.

Praktyczne wskazówki do realizacji zadania

Wyznaczanie morfologii ewolucji serca jest niekiedy łączone z klasteryzacją zespołów QRS, a niekiedy także z detekcją. W tym ostatnim przypadku detekcja wykorzystuje zestaw wzorców sygnału lub zestaw cech charakterystycznych dla poszczególnych typów ewolucji. Większość systemów interpretacji zapisu dokonuje wyznaczenia morfologii (typu) ewolucji serca w sposób uogólniony i wykorzystuje separację pobudzeń nadkomorowych do kwalifikowania ich do dalszych etapów przetwarzania. Zaletą ogólnej identyfikacji morfologii jest niski nakład obliczeniowy, możliwość jej implementacji w systemach o znacznych ograniczeniach mocy obliczeniowej, a także łatwość wykonania obliczeń w czasie rzeczywistym. Należy zwrócić uwagę, że niektóre systemy rejestrujące oferują zbyt niską rozdzielczość czasową lub amplitudową, aby umożliwić wiarygodną analizę załamka P.

Z punktu widzenia niektórych dalszych analiz zapisu (ST, HRV i innych) bazujących wyłącznie na pobudzeniach zatokowych omyłkowe wskazanie morfologii jako zatokowej może poważnie zaburzyć statystyki mierzonych parametrów. Przeciwnie, omyłkowe wskazanie morfologii jako komorowej powoduje wykluczenie ewolucji typowej, co może zostać nie zauważone. Przeciwna zależność obowiązuje dla analizy HRT, bazującej na zachowaniu rytmu serca w następstwie pobudzeń komorowych.

Szczegółowa analiza morfologii wykonywana jest w obrębie uprzednio wydzielonych grup morfologicznych tylko przez najbardziej zaawansowane oprogramowanie. W każdej z tych grup wykonywane są specyficzne pomiary, niekiedy (np. w grupie pobudzeń nadkomorowych) wchodzące w skład analizy konturu.

Dodatkowe informacje