А.В.Крамаренко
Красное смещение как универсальный признак поражения
сердечно-сосудистой системы.


Ко всяким интегральным, а, тем более, универсальным параметрам чего бы-то ни было следует относиться с осторожностью. Обычно за первоначальным оптимизмом следует обнаружение математической несостоятельности всего метода обработки сигнала или необходимости жестких границ его использования, что в свою очередь отменяет универсальность. Поэтому разработка и применение подобных методов должны базироваться на обнаруженном и подтвержденном феномене, причем результаты должны быть отнюдь не "статистическими". Желательно также иметь некоторое физиологическое обоснование т.к. бредовая интерпретация несомненного феномена к методам обработки сигналов не относится. Таким образом, имеет смысл сначала предъявить феномен, затем предложить более или менее адекватное теоретическое обоснование и только потом переходить к некоторым выводам.

Спектральное оценивание электрокардиограммы (просьба не путать с вариабельностью сердечного ритма) может быть проведено различными способами. В традиционном варианте получения энергетического спектра некоторой реализации основной гармоникой будет периодическое (меняющееся по частоте, амплитуде и форме комплексов) колебание, обусловленное электрическими феноменами сокращения сердечной мышцы.

5K
Рис.1

При этом вследствие достаточно большой (много больше одного периода) реализации частотное разрешение будет высоким (и зависеть согласно принципу неопределенности от длины реализации), частота основной гармоники будет определяться сердечным ритмом т.е. частотой сердечных сокращений, ее амплитуда - усредненной амплитудой электрокардиограммы, а ее ширина по оси х - частотной девиацией сигнала. При этом энергия различных зубцов и сегментов электрокардиограммы будет перенесена в высшие гармоники (разумеется, это упрощенная трактовка). Хотя полученный спектр и будет корректным преобразованием сигнала из временной в частотную область, отслеживание изменений электрокардиограммы внутри данной реализации станет невозможным, кроме того, всегда присутствующая частотная модуляция (частота сердечных сокращений постоянно меняется) не даст возможности оценить истинную ширину основного лепестка спектра, а его гармоники и неустранимые погрешности спектрального оценивания в виде переноса энергии затруднят оценку низкоамплитудных составляющих, представляющих собой результат преобразования зубцов и интервалов ЭКГ, в первую очередь интересующих кардиолога. Но "... практика применения методов спектрального оценивания с испольованием конечных наборов данных не составляет собой некую точную науку: она в значительной мере основывается на результатах экспериментов и обычно требует тех или иных конкретных компромиссов." [1].

Динамика электрокардиограммы, особенно в случаях длительного Холтеровского мониторирования, может быть отслежена с помощью метода сжатых спектральных областей. Однако и в этом случае спектры хотя и относительно коротких реализаций будут иметь тот же недостаток, обусловленный наличием мощного и смещающегося по частоте основного лепестка. Поэтому имеет смысл выбрать скользящее окно минимального размера и усреднять данные внутри каждой реализации, представляющей единичный элемент сжатых спектральных областей, что, кроме того, позволит снизить требования к вычислительному устройству. Так, в представленной программе для каждой реализации длительностью в одну минуту выбрано скользящее окно протяженностью в одну секунду. Естественно, частотным разрешением пришлось пожертвовать, но получаемые спектры описывают поведение зубцов и интервалов электрокардиограммы, что и требовалось. Самым главным достоинством такого подхода будет все же устранение основного лепестка с его непредсказуемой частотной модуляцией и высокой энергией (нулевая гармоника из анализа исключается).

С помощью такого инструмента и можно попытаться зарегистрировать гипотетическое красное смещение. Не адресуясь пока к физиологической интерпретации, допустимо предположить появление искомого феномена в моменты дискредитации системы кровоснабжения. Различные типы патологии пока не следует рассматривать, главное требование, чтобы наглядные изменения наступили в процессе регистрации ЭКГ, т.е. некоторое время их не было, а потом они развились. На рис 2. представлен именно такой случай - у больного наступило рецидивирование инфаркта миокарда, что легко заметить по смещению сегмента ST, причем процесс развился остро, в течение нескольких минут.

13K
Рис.2

17K
Рис.3

Сжатые спектральные области демонстрируют типичное красное смещение, выражающееся как в виде сдвига всех спектральных компонентов влево, так и в виде перераспределения энергии в низкочастотную область спектра (Рис.3).

Для оценки величины красного смещения можно предложить два близких по смыслу параметра - синус угла наклона спектра и отношение низкочастотной и высокочастотной полос, выраженное в децибелах. Более традиционный способ вычисления медианной частоты спектра при проверке оказался менее эффективным, что связано, вероятно, с несколько нестандартным подходом к спектральному оцениванию.

На рис.4 видно как в момент рецидивирования инфаркта миокарда обе кривые начали подниматься и остались в последующем на высоком уровне.

34K
Рис.4

Следует обратить внимание на появление кратковременного подъема кривых до развития инфаркта, причем форма комплексов ЭКГ в это время еще не имела визуально обнаруживаемых изменений, что, возможно связано с недостатками одноканальной регистрации, т.е. изменения уже были, но в этом канале проявлялись слабо, незаметно для глаза.

Инфаркт, однако, - грубая и явная патология сердечной мышцы, вызывающая, катастрофические (в математическом смысле) изменения в функционировании всей системы. Поэтому феномен красного смещения, если он действительно универсален, необходимо подтвердить наблюдениями за не столь явной патологией.

31K

На рис.5 представлен случай кратковременного восстановления синусового ритма у больного с постинфарктным кардиосклерозом.

Следует обратить внимание, что кроме восстановления синусового ритма ничего иного (имеется в виду катастрофического) не случилось.Тем не менее, оба параметра меняются значительно, что, пожалуй, является неочевидным результатом. Действительно, если красное смещение в случаях существенной деформации (расширения) кардиокомплексов можно предсказать и при визуальной оценке электрокардиограммы, уменьшение его при нормализации ритма потребует некоторого физиологического или даже биофизического объяснения.

Имеет смысл исследовать также случай катастрофы с фатальными последствиями для всей системы и организма в целом. При этом величина красного смещения должна асимптотически приближаться к некоторому критическому уровню и достигнуть его. Именно в этот момент и должна наступить катастрофа с фатальными последствиями.

Рассмотрим такой случай более подробно (рис.6). Больной С., 63 лет поступил в кардиологическое отделение по поводу острого трасмурального инфаркта миокарда. Несмотря на проводимое комплексное лечение состояние больного оставалось тяжелым - рецидивировали ангинозные боли, течение болезни осложнилось пароксизмальной формой фибрилляции предсердий, экстрасистолической аритмией. На восьмой день пребывания в стационаре состояние внезапно ухудшилось - у больного наступила клиническая смерть, обусловленная фибрилляцией желудочков. Реанимационные мероприятия успеха не имели. Через 1 час констатирована биологическая смерть. На секции диагносцирован острый трансмуральный передне-перегородочно-верхушечный инфаркт миокарда с образованием острой аневризмы с пристеночным тромбом. Причина смерти - линейный разрыв передней стенки левого желудочка с гемотампонадой сердца.

41K
Рис.6

Обратим внимание на очень большие и нарастающие значения двух отслеживаемых параметров - ни в одном из наблюдений их у выживших пациентов такого не регистрировалось. Для здоровых испытуемых оба параметра стабильно держатся в областях
sin(a): -0.1...+0.2 и L/H: 4...8db Рис.7.

29K
Рис.7


Новости|О компании|Продукция|Прайс-лист|Контакты|Публикации|Архив|Медицинский центр|Наши партнеры