REZULTAT

Długoterminowy pomiar elektrokardiogramu dla synchronizacji pracy protezy serca

WYKONAWCA I KIEROWNIK ZADANIA

Instytut Techniki i Aparatury Medycznej ITAM w Zabrzu

prof. dr hab. inż. Tadeusz Pałko

TYTUŁ ZADANIA PROGRAMU

Nieinwazyjny pomiar parametrów biologicznych niezbędnych dla implantowanej protezy serca.

OPIS REZULTATU

Istotą technologii jest pomiar elektrokardiogramu z wykorzystaniem elektrod nasierdziowych oraz wykrywanie w sposób bezopóźnieniowy załamków R zespołów QRS. Generowany przez detektor sygnał binarny jest skorelowany z momentem wykrycia załamka R. W odróżnieniu od stosowanych obecnie rozwiązań zastosowanie elektrod nasierdziowych w znacznym stopniu redukuje zawartość szumów w sygnale elektrokardiogramu, co istotnie polepsza jakość i skuteczność detekcji zespołów QRS. Duża dynamika amplitudy elektrokardiogramu epikardialnego (30dB) jest kompensowana w układzie wzmacniacza z automatyczną regulacją wzmocnienia. Układ detektora został zbudowany w oparciu o klasyczną zasadę komparacji sygnału wejściowego z adaptacyjnie uzyskiwanym sygnałem odniesienia, będącym uśrednionym sygnałem wyjściowym z detektorów wartości szczytowej sygnału wejściowego. Dzięki temu możliwa jest adaptacja progu zadziałania detektora w zależności od amplitudy wejściowego sygnału EKG. Wszystkie istotne bloki wzmacniacza i detektora zostały zaimplementowane w programowalnym układzie matrycy analogowej FPAA. W zadaniu opracowano i wykonano dedykowane urządzenie elektroniczne, oparte o nowoczesny układ analogowej matrycy programowalnej. Epikardialne sygnały EKG były pozyskiwane z elektrod przeznaczonych do krótkoterminowego zastosowania jako elektrody bezpośredniej defibrylacji u pacjentów po zabiegach kardiochirurgicznych. Skuteczność detekcji badana była zgodnie z normą EN-60601-1-2-47 z zastosowaniem standaryzowanych sygnałów testowych oraz zarejestrowanych sygnałów elektrokardiograficznych. Wykazano, że wartości znormalizowanych parametrów czułości i dodatniej predykcji wynoszą ponad 99%, aopóźnienie wnoszone przez detektor nie przyjmuje wartości z poza zakresu -10ms÷0ms względem szczytu zespołu QRS. Urządzenie modelowe zostało wstępnie przetestowane podczas pilotażowego badania doświadczalnego na zwierzęciu.

Wykres sygnału EKG (czarny), impulsy detekcji zespołu QRS przez układ pomiarowy (czerwony) oraz asynchroniczne z sygnałem EKG ciśnienie krwi (fioletowy) na wyjściu pompy wspomagania serca

OPOTENCJAŁ WYKORZYSTANIA

Technologia może znaleźć zastosowanie w systemach wspomagania serca oraz innych urządzeniach, w których zachodzi konieczność synchronizacji pracy pompy krwi z cyklem pracy mięśnia sercowego. Dla osiągnięcia pełniej aplikacyjności przedstawionej technologii niezbędne jest opracowanie lub zaadaptowanie odpowiedniej elektrody epikardialnej (lub innej), przeznaczonej dla pracy długoterminowej.

OCHRONA WŁASNOŚCI INTELEKTUALNEJ

P 392622 Bezopóźnieniowy sposób detekcji zespołów QRS i miniaturowy detektor zespołów QRS, głównie do synchronizacji pracy urządzeń wspomagających prace serca.


(C)FRK 2009