Polykardiografie. Cíle. Pulsní pletysmografie měří optickou transparentnost/odrazivost, která se mění se změnou pulzního tlaku v cévkách měkkých tkání

Podobné dokumenty
Laboratorní úloha č. 8: Polykardiografie

diogram III. II. Úvod: Elektrokardiografie elektrod) potenciálu mezi danou a svorkou Amplituda [mv] < 0,25 0,8 1,2 < 0,5 Elektrická

7. PŘEDNÁŠKA 6. dubna fonokardiogram pletysmogram polygrafické metody detekce vln v EKG signálu úvod ke cvičení

7. PŘEDNÁŠKA 5. dubna fonokardiogram pletysmogram polygrafické metody detekce vln v EKG signálu úvod ke cvičení

Úder srdečního hrotu Srdeční ozvy

SRDEČNÍ CYKLUS systola diastola izovolumická kontrakce ejekce

Krevní tlak/blood Pressure EKG/ECG

(VII.) Palpační vyšetření tepu

Rychlost pulzové vlny (XII)

Biologie. Pracovní list č. 1 žákovská verze Téma: Tepová frekvence a tlak krve v klidu a po fyzické zátěži. Lektor: Mgr.

Krevní tlak - TK. Krevní tlak Krevní tlak. Lze jej charakterizovat 2 základními hodnotami: a. (minimální hodnota). mmhg (torrů).

MECHANIKA SRDEČNÍ ČINNOSTI SRDCE JAKO PUMPA SRDEČNÍ CYKLUS SRDEČNÍ SELHÁNÍ

Oběhová soustava. Krevní cévy - jsou trubice různého průměru, kterými koluje krev - dělíme je: Tepny (artérie) Žíly (vény)

fluktuace jak dob trvání po sobě jdoucích srdečních cyklů, tak hodnot Heart Rate Variability) je jev, který

6. EKG a periferní oběh.

2. PŘEDNÁŠKA 13. října 2015

Laboratorní úloha č. 8: Elektroencefalogram

Oběhová soustava člověka srdeční činnost, tep (laboratorní práce)

& Systematika arytmií

1 Zpracování a analýza tlakové vlny

Oběhová soustava - cirkulace krve v uzavřeném oběhu cév - pohyb krve zajišťuje srdce

CZ.1.07/1.5.00/ Člověk a příroda

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

5. EKG a srdeční ozvy.

Fyziologie sportovních disciplín

Matematický model funkce aorty

& Systematika arytmií

Elektronický systém a programové vybavení pro detekci a optimalizaci pulzů kardiostimulátoru

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Biofyzikální experimenty se systémem ISES aneb snímání biosignálů lidského organismu.

Prezentace navazuje na základní znalosti z cytologie a anatomie. AUSKULTACE, srdeční ozvy. Auskultace (srdeční ozvy)

- Kolaps,mdloba - ICHS angina pectoris - ICHS infarkt myokardu - Arytmie - Arytmie bradyarytmie,tachyarytmie

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 8. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základními pojmy a informacemi o stavbě a funkci oběhové soustavy

Popis anatomie srdce: (skot, člověk) Srdeční cyklus. Proudění krve, činnost chlopní. Demonstrace srdce skotu

FYZIOLOGIE SRDCE A KREVNÍHO OBĚHU

Fyziologie pro trenéry. MUDr. Jana Picmausová

- tvořena srdcem a krevními cévami (tepny-krev ze srdce, žíly-krev do srdce, vlásečnice)

HOVÁ SOUSTAVA. Oběhová soustava. Srdce a cévy, srdeční činnost. srdce. tepny arterie žíly veny vlásečnice - kapiláry kapaliny krev míza tkáňový mok

Katedra biomedicínské techniky

EKG se čte snadno, nebo ne?

FUNKCE KREVNÍHO OBĚHU CÉVY, OBĚH LYMFY FUNKČNÍ MORFOLOGIE SRDCE FUNKCE CHLOPNÍ FUNKCE SRDCE SRDEČNÍ VÝDEJ ZEVNÍ PROJEVY SRDEČNÍ ČINNOSTI

Laboratorní úloha č.4: Elektromyogram

Hemodynamický efekt komorové tachykardie

MĚŘENÍ KREVNÍHO TLAKU

Morfologie. realista. trochu komplikovanější, než se zdá.

PEDIATRICKÉ EKG ZÁTĚŽOVÁ ELEKTROKARDIOGRAFIE

Stavba a funkce cév a srdce. Cévní systém těla = uzavřená soustava trubic, které se liší: stavbou vlastnostmi propustností stěn

Měření tepenné pulsové vlny člověka

TLAK A PULZ - JAK PRACOVAT SE TŘEMI ČÍSLY?

Základy EKG. Alena Volčíková Interní kardiologická klinika FN Brno Koronární jednotka

Snímání a hodnocení EKG aktivity u člověka

Celkový stav. Stav vědomí. Funkce krevního oběhu. Poranění

Základy hemodynamiky. Michael Želízko Klinika kardiologie IKEM

SPIROERGOMETRIE. probíhá na bicyklovém ergometru, v průběhu zátěže měřena spotřeba kyslíku a množství vydechovaného oxidu uhličitého

Mechanismy bradykardií

Zvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku

ÚČINKY ELEKTRICKÉHO PROUDU NA LIDSKÝ ORGANIZMUS

& Systematika arytmií

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Základ pro poskytování ošetřovatelské péče. Vyšetřovací metody - elektrografické metody

PRACOVNÍ LIST- SOUSTAVA DÝCHACÍ A CÉVNÍ

& Systematika arytmií

3. Účinky cvičení na kardiovaskulární systém.

Pedagogická poznámka: Grafy v zadání na tabuli nepromítám, žáci je dostávají na papírku.

Biofyzikální laboratorní úlohy ve výuce budoucích učitelů fyziky

Název: MĚŘENÍ KREVNÍHO TLAKU, TEPOVÉ FREKVENCE A EKG

Výstupový test (step-test), Letunovova zkouška. - testy fyzické zdatnosti a reakce oběhového systému na zátěž

Hemodynamika srdečních vad. Hana Maxová Ústav patologické fyziologie 2. LF UK

Mobilní lékařské přístroje ve škole

MATEMATIKA V MEDICÍNĚ

Oběhová soustava II.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ MĚŘENÍ TEPOVÉ FREKVENCE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Dechové techniky. Dechová cvičení a harmonizace Typy dýchání svalstvo, polohy

MUDr. Jozef Jakabčin, Ph.D.

MOBILNÍ SYSTÉM PRO MONITOROVÁNÍ SPORTOVNÍ AKTIVITY

Fakulta elektrotechnické. Analýza variability srdečního rytmu

Jméno Datum Skupina EKG

FYZIOLOGIE ŢIVOČICHŮ A ČLOVĚKA

Kardiovaskulární systém

Vliv zátěže na tepovou frekvenci

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ MĚŘENÍ A ANALÝZA PARAMETRŮ KARDIOVASKULÁRNÍHO SYSTÉMU BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

DÝCHACÍ SOUSTAVA FUNKCE

Jak se měří rychlost toku krve v cévách?

Bioelektromagnetismus. Zdeněk Tošner

Týká se i mě srdeční selhání?

První pomoc při úrazu (nejen elektrických) proudem

Rychlost pulzové vlny

Vysvětlení výsledků měření na přístroji Max Pulse MEDICORE

Biologické signály. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Jméno Datum Skupina EKG. Jak můžete zjistit z 12 svodového EKG záznamu, že jste přehodili končetinové svody?

ANTROPOLOGICKÉ VYŠETŘENÍ

QRS DETEKTOR V PROSTŘEDÍ SIMULINK

Výhody : - jednoduché výrobní přístroje s minimálními náklady, - lehce proveditelná metodika.

ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU SRDEČNÍCH ZVUKŮ

OBĚHOVÁ SOUSTAVA SRDCE, OBĚH

Snímání a hodnocení EKG aktivity u člověka

Úvod do praxe stínového řečníka. Proces vytváření řeči

Světlo jako elektromagnetické záření

Ultrasonografická diagnostika v medicíně. Daniel Smutek 3. interní klinika 1.LF UK a VFN

Oběhová soustava. Oběhová soustava je tvořena složitou sítí cév a srdcem

Adaptivní model kardiovaskulárního systému

Transkript:

Polykardiografie Úvod Polykardiografie je současný záznam několika metod sledujících různé projevy srdečního cyklu. Základem jsou elektrokardiografie (EKG), pulsní pletysmografie (PPG), fonokardiografie (FKG), které umožňují zjistit trvání jednotlivých fází srdečního cyklu (systolické intervaly, diastolické intervaly atd.). Metodou polygrafie lze někdy rozpoznat počínající slabost srdečního svalu, resp. hrozící srdeční selhání. Pulsní pletysmografie měří optickou transparentnost/odrazivost, která se mění se změnou pulzního tlaku v cévkách měkkých tkání Fonokardiografie akustický záznam zvuků, které vznikají v srdci při otevírání a zavírání chlopní (ozvy, šelesty) Srdeční cyklus je fyziologicky propojen i s činností jiných orgánů v závislosti na regulaci sympatiku a parasympatiku. Např. při řízeném nádechu se srdeční rytmus zrychluje, naopak při výdechu klesá. Jedním z důvodů může být např. efektivnější výměna plynů v plicích při nádechu a šetření energie při výdechu. Společně s útlakem srdce uvnitř hrudního koše při zachování stejného srdečního výdeje dochází k jeho kompenzaci zkrácením cyklu při nádechu. Změnou objemu a hustoty hrudního koše dochází i ke změně elektrické impedance, která se projeví změnou amplitudy EKG signálu a to zejména v amplitudě R-špičky. Pletysmogram poskytuje informaci o aktuální hodnotě tlaku v krevním řečišti. Vrcholy průběhu odpovídají systolickému tlaku, minima pak diastolickému tlaku. V pružném těle odražená pulzní vlna nasedá za systolou a může vytvořit zdvojení s lokálním minimem zvaným dikrotický zářez. Maximální krevní tlak je při stahu srdečních komor, v EKG odpovídá R-špičce. Pulzní tlaková vlna se šíří od srdce dále krevním řečištěm, proto při měření pletysmogramu na prstech ruky shledáváme zpoždění systolického maxima za R-špičkou. Rychlost pulzní vlny reflektuje kondici a pružnost tepen a cév (pomalá=pružné, rychlá=zkornatělá). Variabilita amplitudy systoly krevního tlaku je taktéž ovlivněna dýcháním a tlaku uvnitř hrudního koše. Srdeční ozvy jsou způsobeny vibracemi částic krve, chlopní a stěn komor. Nejvýraznějšími jsou I. a II. srdeční ozva. První srdeční ozvu způsobuje zejména uzavírání cípatých chlopní, vibrace krve a stěn komor při zvýšeném nitrokomorovém tlaku v průběhu kontrakce. Trvá přibližně 150 ms a v EKG se objevuje těsně za QRS komplexem. Druhá srdeční ozva vzniká vibracemi aortální a pulmonální chlopně při jejich zavírání na konci ejekční fáze. Je kratší než předešlá ozva (100 ms), začíná po skončení T-vlny. Cíle a) Zaznamenejte si vlastní nebo analyzujte vybraný polykardiografický signál (EKG, respirace, FKG, PPG). Změřte vzdálenost od srdce k senzoru PPG. b) Extrahujte parametry z vybraných signálů, které jsou ovlivněny dýcháním. a. EKG: variabilita srdečního rytmu (HRV) b. EKG: amplituda R-špiček (přesněji rozdíl R a S kmitu) c. PPG: amplituda systoly d. Korelujte parametry s respirací (měřeno hrudním pásem) c) Určete počet dechových cyklů za minutu a. Rozhodněte, který parametr lze použít pro nepřímé měření respirace d) Změřte rychlost pulzní vlny (zpoždění mezi R-špičkou a systolou) e) Pomocí EKG segmentujte 1. a 2. srdeční ozvy v FKG a. Spočtěte průměrné spektrum 1. a 2. ozvy b. Spočtěte první dva spektrální momenty

Pořízení biologických signálů: standardní bipolární II. EKG svod, elektroda na pravém zápěstí + elektroda na levé noze zemnící elektroda REF na pravé noze hrudník je obepnut pásem s tenzometrem (dechový pás) fonokardiograf je zasunut pod hrudní pás v oblasti sterna a případně přidržován prsty levé ruky pletysmograf je bez přiškrcení upevněn na ukazováčku pravé ruky Během měření osoba sedí, relaxuje, nemluví a pravidelně dýchá. Struktura dat: fs=500 Hz 1. sloupec EKG [mv] 2./3. sloupec FKG 2./3. sloupec dech 4. sloupec pulzní pletysmogram Užitečné funkce: butter, filtfilt, diff, median, corr, disp, num2str

Nápověda: 1. Dechově vázané parametry. Ze signálů EKG a PPG extrahujte parametry, které se mění v závislosti na dechovém cyklu. Parametry korelujte se signálem z hrudního pásu a stanovte korelační koeficient a jeho statistickou signifikanci. Z EKG, PPG a hrudního pásu spočtěte počet dechových cyklů za minutu. ecg=data(:,1); % EKG-II. svod resp=data(:,2); % respirace pcg=data(:,3); % fkg (phonocardiogram) ppg=data(:,4); % pulsní pletysmogram t=linspace(0,(size(data,1)-1)/fs,size(data,1))'; % filtrujte ecg (0.5-40 Hz) resp (<0.5 Hz) max. 30 cyklů/minutu pcg (nefiltrovat) ppg (0.5-8 Hz) % Rozměřte EKG komponenty: R-špičky, S-kmity, konec T-vln. Použijte detektor z předchozího cvičení, v případě potřeby upravte a ošetřete algoritmus. Uvědomte si, že počet R-špiček je o jednu větší než S a T. [~,~,~,~,~,~,Rm,Sm,~,~,~,Te]=my_ecg_fun(ecg,fs); a) Změřte R-R intervaly a přepočítejte je na okamžitou tepovou frekvenci za minutu (HR). Pozn. časové indexy R-R intervalů (thr) stanovte doprostřed intervalu. RR=diff(Rm); HR=60*1./(RR/fs); % 60*(1/T) BPM HRidx=Rm(1:end-1)+round(RR/2); % čas R-R /2 = t(hridx) b) Změřte amplitudy EKG mezi R-špičkou a S-kmitem R-S, zobrazte variabilitu v čase. Pro časovou osu použijte indexy S

c) Získejte obálku pletysmografického signálu (PPG). Použijte např. MA-filtr s oknem 1-3 s. Detekujte systoly v PPG signálu. Použijte obálku k prahování a lokalizaci lokálních maxim. Zobrazte vývoj systol v čase. th_max=0.5*max(ppg)*ppg_env/max(ppg_env); d) Korelujte jednotlivé parametry se signálem hrudního pásu. Okamžitá tepová frekvence respirace v čase R-R /2 R-S amplitudy respirace v čase S-kmitu Systoly respirace v čase systoly [C_rr,p_rr]=corr(resp(HRidx),HR) === Respiratory correlation to === Heart rate: C= (p< ) R-S amplitude: C= (p< ) PPG amplitude: C= (p< ) e) Ze signálů/parametrů určete počet dechových cyklů za minutu. nádech=kladná diference, výdech = záporná diference signum diference = (+) nádech, (-) výdech počet nádechů = změna z (-) do (+) počet výdechů = změna z (+) do (-) dechů za minutu = celkový počet nádechů/výdechů za dobu trvání signálu v minutách === Respiratory rate === chest sensor: BPM RR-intervals: BPM RS-amplitude: BPM PPG-amplitude: BPM Lze z EKG a PPG spolehlivě určit dechovou frekvenci? Jaký parametr je nejspolehlivější?

2. Rychlost pulzní vlny. Kontrakcí srdečních komor (R-špička) dochází k vypuzení krve odpovídající systolickému tlaku (maximum v PPG). Prudký nárůst tlaku se šíří tepnami celým tělem v podobě pulzní vlny, která do periferních částí těla (končetin) dorazí s časovým zpožděním. Ze vzdálenosti od srdce k PPG senzoru můžeme definovat rychlost pulzní vlny (m/s), která s věkem roste (kornatění tepen/cév, tělo je méně pružné). a) Změřte zpoždění mezi R-špičkami a systolou, hodnoty přepočtěte na rychlost. Jako výslednou rychlost použijte medián. b) Pozor! Při výpadku PPG senzoru nemusí být detekována systola k odpovídající R-špičce. Při měření zpoždění systoly následované za R-špičkou ověřte, zdali zpoždění nepřekročilo R-R interval.

3. Segmentujte 1. a 2. srdeční ozvu. První ozvy začínají od R-špičky a trvají asi 150 ms. Druhé ozvy začínají s koncem T-vlny a trvají asi 100 ms. Použijte EKG k segmentaci ozev. Pro každou jednotlivou srdeční ozvu spočtěte spektrum. Z průměrného spektra (jednostranného) spočtěte první a druhý spektrální moment. t1=0.15; % první ozva 150 ms t2=0.1; % druhá ozva 100 ms S1=[]; S2=[]; for i=1:length(rm)-1 hs1=pcg(rm(i):rm(i)+round(t1*fs)); hs2=pcg(te(i):te(i)+round(t2*fs)); end S1=[S1;(1/length(hs1)*fft(hs1))']; % spektrum 1. ozvy S2=[S2;(1/length(hs2)*fft(hs2))']; % spektrum 2. ozvy M 1 = fs/2 f S(f) fs/2 S(f) M 2 = fs/2 f2 S(f) 2 M fs/2 1 S(f) 1. srdeční ozva 2. srdeční ozva 1. spektrální moment (Hz) 2. spektrální moment (Hz)