Znaczenie analizy funkcji kardiostymulatora

Kardiostymulator jest rekomendowanym środkiem terapeutycznym, gdy naturalny rozrusznik serca trwale przestaje spełniać swoją rolę, lub występują zaburzenia przewodzenia bodźców Jest to urządzenie elektroniczne stosowane zewnętrznie (kardiostymulator zewnętrzny), lub częściej - wszczepiane w ciało chorego (kardiostymulator implantowany) służące do elektrycznego pobudzania rytmu serca. Kardiostymulator jest jednocześnie detektorem i generatorem impulsów elektrycznych, zawiera także układ automatyki generowania impulsów. Kardiostymulatory programowalne umożliwiają dostosowanie ich funkcji i parametrów do indywidualnych potrzeb stymulacji, a także zmianę parametrów np. w miarę postępu choroby. Współczesne kardiostymulatory są urządzeniami o bardzo wysokiej niezawodności, jednak układy automatyki determinujące ich zachowanie w sytuacjach nagłych, mogą zostać błędnie zaprogramowane.

Do nadzoru pracy kardiostymulatora stosowane jest analiza długoczasowych zapisów elektrokardiogramu. W przypadku kardiostymulatorów implantowanych, analizę funkcji kardiostymulatora za pomocą nieinwazyjnych zapisów EKG utrudnia brak bezpośredniego sprzężenia pomiędzy elektrodą stymulującą, a rejestratorem. Powoduje to konieczność detekcji impulsów kardiostymulatora w sygnale zarejestrowanym z powierzchni ciała - przeprowadza się ją zwykle w jednym lub niekiedy w kilku kanałach zapisu EKG.

Najczęściej poruszane problemy

Niestety, skracanie czasu trwania impulsu stymulującego, chociaż korzystne z fizjologicznego punktu widzenia, jest przyczynami trudności technicznych napotykanych przy jego detekcji. Z tego powodu próba rejestracji impulsów stymulatora za pomocą standardowego rejestratora EKG jest skazana na niepowodzenie. Fazy impulsów stymulujących w stosunku do próbkowania zapisu EKG są przypadkowe, co powoduje, że skutek filtracji impulsu dolnoprzepustowej w filtrze przeciwzakłóceniowym lub antyaliasingowym jest nieokreślony. Dodatkowym zagrożeniem jest możliwość przesterowania analogowego toru sygnałowego.

W prostych rejestratorach o częstotliwości próbkowania 120 Hz impuls kardiostymulatora jest przechwytywany sprzętowo przez przerzutnik. Odczyt i zerowanie stanu przerzutnika następuje równocześnie z próbkowaniem.

Rejestratory zaawansowane mają możliwość znacznego zwiększenia częstotliwości próbkowania zapisu (do wartości kilkudziesięciu kHz będącej wielokrotnością częstotliwości podstawowej) w jednym wybranym kanale (najczęściej w odprowadzeniach przedsercowych). Sygnał zarejestrowany w tym kanale reprezentujący aktywność stymulatora jest odrębnie zapisywany lub analizowany na bieżąco. W tym drugim przypadku rezultatem analizy jest lista parametrów czasowo-amplitudowych impulsów stymulatora. Zawiera ona informacje dotyczące czasu wystąpienia, długości i amplitudy impulsu.

Z punktu widzenia informatyka, ciekawym zadaniem jest synchronizacja serii punktów detekcji iglic kardiostymulatora i serii detekcji zespołów QRS.

Uwagi praktyczne dotyczące analizy funkcji kardiostymulatora

Metoda detekcji impulsów kardiostymulatora za pomocą próbkowania wybranego sygnału z użyciem wielokrotności podstawowej częstotliwości próbkowania okazuje się niezastąpiona, gdy wymagane jest precyzyjne określenie momentu wystąpienia pobudzenia. Przykładem jest analiza stymulacji dwukomorowej, która jest wprowadzana obecnie jako bardziej fizjologiczna.

Możliwość detekcji błędów kardiostymulatora jest znacząco ograniczona przez brak powiązania pomiędzy oprogramowaniem analizującym (będącym zazwyczaj częścią systemu interpretacji zapisu holterowskiego), a oprogramowaniem kardiostymulatora. Na skutek tego braku powiązanie przyczynowo-skutkowe impulsu stymulującego i skurczu serca może być stwierdzone jedynie z określonym prawdopodobieństwem.

Drugą niedogodnością jest brak dostępu do parametrów zaprogramowanych w konkretnym stymulatorze. Zwłaszcza, że kardiostymulator programowalny pozwala na daleko posuniętą personalizację i ustawienie parametrów stymulacji przekraczających granice przyjęte dla stymulatorów uniwersalnych. W większości przypadków nie udaje się rozróżnić, czy stymulator jest zepsuty, czy źle zaprogramowany.

Identyfikacja błędów kardiostymulatora może być zatem przeprowadzona wiarygodnie tylko w jednym z trybów standardowych (np. VVI), ale z kolei przełączenie urządzenia w ten tryb jest związane z innymi mankamentami:

- nie może być dokonane na dłuższy czas, np. na całą dobę, gdyż wyklucza spełnienie specyficznych potrzeb stymulacji,

- pozwala na przetestowanie podstawowej funkcjonalności urządzenia, z pominięciem skomplikowanych zależności logicznych.

Dodatkowe informacje