Пензенские ученые сократили погрешность при суточном измерении сердечного ритма в 3,5 раза
В России примерно 31 млн человек страдают заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Выявить или предупредить развитие патологии помогает холтер-мониторинг. Это метод исследования состояния сердца, при котором на тело пациента крепятся датчики и фиксируют сердечный ритм в течение дня и ночи. Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ) предложили собственный алгоритм суточной непрерывной регистрации ЭКГ, который уменьшает погрешность измерений и позволяет пациентам вести привычный образ жизни. Предсерийные образцы холтера уже прошли экспертизу на базе кардиологического отделения одной из больниц Пензы.
Созданный учеными ПГУ прибор суточного мониторирования ЭКГ выполняет две главные функции: регистрирует электрокардиограмму на протяжении двух суток и измеряет импеданс (сопротивление) биологических тканей. С помощью импеданса определяют массовую долю жиров в человеческом теле и частоту дыхательных движений. В вузе отмечают, что ранее в медицинской технике импеданс не измеряли как информативный параметр. Ученые ПГУ первыми предложили измерять импеданс для коррекции формы ЭКГ.
По словам разработчика холтера нового поколения, инженера кафедры информационно-измерительной техники и метрологии ПГУ Максима Сафронова, изменение кожной проводимости делает бесполезным мониторирование, так как увеличивается уровень шумов и помех. Биоимпеданс человека меняется постоянно. Например, он изменяется при потоотделении, вызванном физическими нагрузками: подъема по лестнице, ношения сумки с продуктами из магазина, уборки дома. Все это неблагоприятно влияет на считывание показаний. Принимать душ, заниматься плаванием — строго противопоказано при регистрации ЭКГ холтером. Это не только стесняет пациента, но и ограничивает обычный образ жизни.
«Наш прибор способен учитывать изменение кожной проводимости, что существенно расширяет условия его эксплуатации. Он достовернее классических холтеровских мониторов. Прибор регистрирует ЭКГ и параллельно измеряет биоимпеданс кожи. Дополнительный канал измерения позволяет оценить влияние некардиальной составляющей ЭКГ, что позволяет исключить ее», — поделился Максим Сафронов.
К тому же, в ПГУ разработали собственный алгоритм работы холтера.
«Два параметра — сигнал ЭКГ (зависимость напряжения от времени) и биоимпеданс (зависимость активного и реактивного сопротивления от времени) — измеряются на разных частотах», — добавил исследователь.
Алгоритм запатентован. Патент также распространяется и на частотный диапазон алгоритма. Он прошел исследования, в которых было зарегистрировано на каких частотах изменение биоимпеданса влияет на сигнал ЭКГ.
«На этих участках изменение биоимпеданса исключается из показаний, а значит устраняется его влияние на ЭКГ», — пояснил Сафронов.
Холтер уже прошел клинические испытания. В выборку пациентов вошли 15 человек, страдающих от сердечно-сосудистых заболеваний и не имеющих патологий. Погрешность снизилась более чем в 3,5 раза — с 17 до 5%. Прибор прошел экспертизу на базе пензеского кардиологического отделения Клинической больницы № 6.
Ученые посвятили изучению вопроса влияния биоимпеданса на форму ЭКГ четыре года. Это стало основой кандидатской диссертации Максима Сафронова.
«Исследований на эту тему много, приборов с этой функцией нет даже в виде прототипов. Хотя приборы на основе измерения параметров биоимпеданса человека существуют (для разных целей, в том числе для диагностики раковых опухолей), ни один из них не корректирует форму ЭКГ», — рассказал он.
Как отмечают в вузе, холтеры нового поколения позволят пациентам носить датчики, точно считывающие сигнал ЭКГ. Новшество минимизирует ошибки в постановке диагноза, облегчит и ускорит работу врачам-кардиологам, сохранит привычный уклад жизни пациентов.
Предсерийная партия собрана на базе лаборатории Казахского национального исследовательского технического университета имени К. И. Сатпаева. Проект поддержан грантом РФФИ.