Elektrodový patch pro EKG Holter

Abstract

Elektrodový patch pro ECG Holter Kardiovaskulární onemocnění celosvětově představují nejčastější příčinu úmrtí i přesto, že fatálním následkům lze mnohdy předejít včasnou diagnostikou. Při vyšetření srdce je nejčastěji hodnocen časový průběh jeho elektrické aktivity, tedy elektrokardiograf (EKG). Zánamníky EKG byly natolik zmenšeny, že je lze integrovat do náplastí, označovaných jako elektrodové patche, které mohou být využity pro dlouhodobý záznam EKG dle Holtera. Mezi závažná onemocnění srdce, která jsou detekována holterovským vyšetřením, patří například atriální fibrilace. Pro její kompletní diagnostiku je třeba kvalitní záznam elektrické aktivity srdečních síní i komor. Doposud nebyla publikována žádná doporučení pro svodový systém elektrodového patche, který by takový záznam umožnil. Cílem této práce je návrh svodového systému elektrodového patche, umožňujícího záznam elektrické aktivity srdečních síní i komor. Pro návrh elektrodového patche byly ze záznamu povrchových potenciálů srdeční aktivity získány mapy rozložení amplitud P vln a R vln na hrudníku 18 probandů. Na těchto mapách byly nalezeny vhodné oblasti pro umístění elektrodového patche. Výpočtem Wassersteinovy metriky a indexu strukturální podobnosti byl ověřen vliv pohlaví, velikosti a pozice probanda na získanou potenciálovou mapu. Navržený svodový systém elektrodového patche byl ověřen prostřednictvím záznamu EKG v tomto systému svodů na deseti probandech. Tento záznam byl porovnán permutačním testem se záznamem ideálního svodového systému, který byl pro každého probanda navržen individuálně. Výsledkem práce je návrh svodového systému elektrodového patche, ve kterém jsou integrovány tři elektrody, tvořící dva bipolární svody. Bylo zjištěno, že návrh je vhodný pro muže i pro ženy a že snímaný signál není výrazně ovlivněn velikostí hrudníku pacienta ani pozicí pacienta v průběhu snímání. Permutační test neprokázal statisticky významný rozdíl mezi amplitudou svodů elektrodového patche a individuálních svodů každého probanda.

Electrode patch for ECG Holter Cardiovascular disease is the leading cause of death worldwide, even though fatal consequences might often be prevented by early diagnosis. Time course of hearth electrical activity, the electrocardiograph (ECG) evaluation, is the most common cardiac examination method. The size of ECG transducers has been reduced so much that it is integrable into electrode patches that might be used for long term Holter ECG monitoring. Atrial fibrillation is an example of a severe heart disease which is usually detected by an ECG Holter examination. For its comprehensive diagnostics, a high-quality record of atrial and ventricular activity is required. However, there have not been any published recommendations on an ECG electrode patch lead systém that would provide such recording. The aim of this work is to design an ECG electrode patch lead systém providing the acquisition of both atrial and ventricular electrical activity. P-wave and R-wave amplitude spreads were retrieved from surface potential recordings of 18 probands for electrode patch design. On these maps, optimal areas for electrode patch placement were found. The influence of sex, size and position of the proband on the obtained potential map was verified by the Wasserstein metric and the structural similarity index calculation. The proposed electrode patch lead system was verified by ECG recording in this lead system on ten probands. This recording was compared by permutation test with the recording of the ideal lead system, which was designed individually for each proband. The result of this work is design of an electrode patch lead system in which two bipolar leads are derived from three electrodes. In this study it was discovered that the design is suitable for both men and women and that the recorded signal is not significantly affected by the patient's chest size or patient position during the scan. It was found that the design is appropriate for both male and female and that the sensed signal is not significantly affected by the patient's chest size or patient position during sensing. The permutation test showed no statistically significant difference between the amplitude of the electrode patch leads and the individual ideal leads of each proband.