vysoke u cen i technicke v brn e - core · av blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn ,...

52
VYSOK ´ EU ˇ CEN ´ I TECHNICK ´ E V BRN ˇ E BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKA ˇ CN ´ ICH TECHNOLOGI ´ I ´ USTAV BIOMEDIC ´ INSK ´ EHO IN ˇ ZEN ´ YRSTV ´ I FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF BIOMEDICAL ENGINEERING GENER ´ ATOR EKG SIGN ´ ALU V LABVIEW BAKAL ´ A ˇ RSK ´ A PR ´ ACE BACHELOR’S THESIS AUTOR PR ´ ACE ZUZANA BOHATCOV ´ A AUTHOR

Upload: others

Post on 26-Feb-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

VYSOKE UCENI TECHNICKE V BRNEBRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKACNICH TECHNOLOGIIUSTAV BIOMEDICINSKEHO INZENYRSTVI

FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATIONDEPARTMENT OF BIOMEDICAL ENGINEERING

GENERATOR EKG SIGNALU V LABVIEW

BAKALARSKA PRACEBACHELOR’S THESIS

AUTOR PRACE ZUZANA BOHATCOVAAUTHOR

Page 2: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

VYSOKE UCENI TECHNICKE V BRNEBRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKACNICHTECHNOLOGIIUSTAV BIOMEDICINSKEHO INZENYRSTVI

FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING ANDCOMMUNICATIONDEPARTMENT OF BIOMEDICAL ENGINEERING

GENERATOR EKG SIGNALU V LABVIEWECG GENERATOR IN LABVIEW

BAKALARSKA PRACEBACHELOR’S THESIS

AUTOR PRACE ZUZANA BOHATCOVAAUTHOR

VEDOUCI PRACE Ing. JIRI SEKORASUPERVISOR

BRNO 2010

Page 3: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

VYSOKÉ UČENÍTECHNICKÉ V BRNĚ

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Ústav biomedicínského inženýrství

Bakalářská prácebakalářský studijní obor

Biomedicínská technika a bioinformatika

Studentka: Zuzana Bohatcová ID: 106162Ročník: 3 Akademický rok: 2009/2010

NÁZEV TÉMATU:

Generátor EKG signálu v LabVIEW

POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ:

Seznamte se s principy vzniku elektrické srdeční aktivity a s možnými poruchami v EKG signálu.Nastudujte vhodné metody pro generování EKG signálu se zadanými parametry.Vytvořte virtuální stroj generátoru EKG signálu v prostředí LabVIEW. Generátor rozšiřte o možnostivolby parametrů signálu a o moduly simulující poruchy ve fyziologii srdečního průběhu.V teoretické části práce popište příčiny vzniku patologie v EKG signálu. Výstupem praktické části prácebude program v LabVIEW s možností volby jednotlivých poruch i základních parametrů EKG signálu.

DOPORUČENÁ LITERATURA:

[1] Lukl, J.: Klinická kardiologie stručně. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2004. 1. vydání,270 s. ISBN 80-244-0876-7.[2] Hampton, J.R.: EKG stručně, jasně, přehledně. Praha, Grada Publishing, 2005. 6. vydání, 152 s.ISBN 80-247-0960-0

Termín zadání: 8.2.2010 Termín odevzdání: 31.5.2010

Vedoucí práce: Ing. Jiří Sekora

prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D.Předseda oborové rady

UPOZORNĚNÍ:

Autor bakalářské práce nesmí při vytváření bakalářské práce porušit autorská práva třetích osob, zejména nesmízasahovat nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a musí si být plně vědom následkůporušení ustanovení § 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávníchdůsledků vyplývajících z ustanovení části druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku č.40/2009 Sb.

Page 4: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

ABSTRAKTBakalarska prace popisuje principy vzniku srdecnı aktivity a zabyva se poruchami v EKG signalu.V prostredı programu LabVIEW byl vytvoren virtualnı prıstroj, ktery generuje EKG signal. Nazaklade seznamenı se s metodami pro generovanı EKG signalu byla pouzita metoda, vyuzıvajıcıpodobnosti jednotlivych useku EKG krivky se sinusovym a trojuhelnıkovym prubehem. Virtualnıprıstroj umoznuje menit tepovou frekvenci a amplitudy jednotlivych vln a kmitu. Dale je moznesimulovat nektere poruchy ve fyziologii srdecnıho prubehu. Naprıklad ruzne typy AV blokad,sinusove, supraventrikularnı a komorove arytmie.

KLICOVA SLOVA

AV blokady, arytmie sinusove, supraventrikularnı, komorove, generator EKG signalu, LabVIEW,simulace patologiı, srdce

ABSTRACTBachelor thesis describes the principles of cardiac activity and deals with problems in the ECGsignal. In an environment LabVIEW program was created a virtual instrument that generatesthe ECG signal. On the basis of familiarity with the methods for generating ECG signal methodwas used, using the similar sections of ECG curves with sinusoidal and triangular course. Virtualdevice allows you to change the heart rate and amplitude of waves and oscillations. It is possibleto simulate a disturbances in the physiology of the heart. For example, different types of AVblock, sinus, supraventricular and ventricular arrhythmias.

KEYWORDS

AV block, arrhytmias, sinus, supraventricular, vetricular, ECG signal generator, LabVIEW, si-mulation disorders, heart

BOHATCOVA, Zuzana GENERATOR EKG SIGNALU V LABVIEW : bakalarska prace.Brno: Vysoke ucenı technicke v Brne, Fakulta elektrotechniky a komunikacnıch technologiı,Ustav biomedicınskeho inzenyrstvı, 2010. 38 s. Vedoucı prace byl Ing. Jirı Sekora

Page 5: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

PROHLASENI

Prohlasuji, ze svou bakalarskou praci na tema”GENERATOR EKG SIGNALU V LAB-

VIEW“ jsem vypracovala samostatne pod vedenım vedoucıho bakalarske prace a s pouzitım

odborne literatury a dalsıch informacnıch zdroju, ktere jsou vsechny citovany v praci a uvedeny

v seznamu literatury na konci prace.

Jako autorka uvedene bakalarske prace dale prohlasuji, ze v souvislosti s vytvorenım teto

bakalarske prace jsem neporusila autorska prava tretıch osob, zejmena jsem nezasahla nedo-

volenym zpusobem do cizıch autorskych prav osobnostnıch a jsem si plne vedoma nasledku

porusenı ustanovenı § 11 a nasledujıcıch autorskeho zakona c. 121/2000 Sb., vcetne moznych

trestnepravnıch dusledku vyplyvajıcıch z ustanovenı § 152 trestnıho zakona c. 140/1961 Sb.

Brno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(podpis autora)

Page 6: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

PODEKOVANI

Na tomto mıste bych rada podekovala panu Ing. Jirımu Sekorovi, vedoucımu sve bakalarske

prace, za jeho podporu, trpelivost, cas straveny pri konzultacıch, cenne pripomınky a predevsım

samotny namet semestralnı prace.

V Brne dne . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(podpis autora)

Page 7: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

OBSAH

1 Uvod 5

2 Stavba a cinnost srdce 62.1 Stavba srdce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 Elektricka a mechanicka slozka cinnosti srdce . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Elektricke deje na bunecne urovni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.4 Mechanicke deje na bunecne urovni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.5 Elektricke a mechanicke deje na urovni organove . . . . . . . . . . . . . . . 92.6 Srdecnı cyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3 EKG 113.1 Elektricky srdecnı vektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2 Elektrokardiografie (EKG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.3 Elektrokardiogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.4 EKG krivka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4 Patologie v EKG 144.1 Arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.1.1 Srdecnı rytmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.1.2 Arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2 Sinusove arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.2.1 Sinusova tachykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.2.2 Sinusova bradykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.2.3 Sinusova zastava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.3 Supraventrikularnı arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.3.1 Supraventrikularnı tachykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.3.2 Flutter sını . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.4 Komorove arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.4.1 Fibrilace komor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.4.2 Flutter komor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.4.3 Komorova zastava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.5 Prevodnı poruchy v AV uzlu a Hisove svazku . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.5.1 AV blokada prvnıho stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.5.2 AV blokada druheho stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.5.3 AV blokada tretıho stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.6 Abnormality useku ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.6.1 Elevace useku ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.6.2 Deprese useku ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Page 8: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

5 Realizace EKG generatoru v LabVIEW 215.1 LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.2 Celnı panel virtualnıho prıstroje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.3 Blokove schema programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6 Realizace poruch ve fyziologii srdecnıho prubehu 266.1 Prevodnı poruchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6.1.1 AV blokada prvnıho stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.1.2 AV blokada druheho stupne - Mobitzova blokada typ II . . . . . . . 276.1.3 Weckenbachuv typ AV blokady druheho stupne . . . . . . . . . . . . 276.1.4 Prevod 2 : 1 nebo 3 : 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.2 Sinusove arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.2.1 Sinusova tachykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.2.2 Sinusova bradykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316.2.3 Sinusova zastava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6.3 Supraventrikularnı arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326.3.1 Supraventrikularnı tachykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326.3.2 Flutter sını s blokem 4 : 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.4 Komorove arytmie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336.4.1 Flutter komor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336.4.2 Komorova zastava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6.5 Zmeny useku ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.5.1 Elevace ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.5.2 Deprese ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

7 Zaver 36

Literatura 37

A Funkce generatoru EKG signalu v LabVIEW I

B Srovnanı EKG prubehu II

C Ukazka celnıho panelu uzivatelskeho rozhranı V

D Blokova schemata programu VI

Page 9: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

SEZNAM OBRAZKU

2.1 Prevodnı system srdecnı [18] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2 Vztah mezi AP a EKG [15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.1 EKG krivka [14] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.1 Sinusova tachykardie [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.2 Sinusova bradykardie [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.3 Sinusova zastava [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.4 Supraventrikularnı tachykardie [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.5 Flutter sını [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.6 Fibrilace komor [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.7 Flutter komor [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.8 AV blokada 1. stupne [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.9 Weckenbachuv typ AV blokady [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.10 Prevod 2 : 1 [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.11 Elevace useku ST (vlevo), Pardeeho vlna (vpravo) [19] . . . . . . . . . . . . 204.12 Deprese useku ST [19] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.1 Celnı panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225.2 Sestavenı jedne periody signalu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.3 Zobrazenı signalu (vlevo), nastavenı rozsahu y-ove osy (vpravo) . . . . . . . 235.4 Realizace vypoctu delky trvanı jednotlivych useku EKG krivky . . . . . . . 256.1 Tlacıtka typu Slide Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266.2 Nabıdka Combo boxu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266.3 Textove pole String s popisem zvolene patologie . . . . . . . . . . . . . . . . 276.4 Ukazka realizace AV blokady 1.stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.5 Ukazka realizace Mobitzovy blokady typu II . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286.6 Ukazka realizace blokady Weckenbachova typu - hodnota True . . . . . . . 296.7 Ukazka realizace blokady Weckenbachuva typu - hodnota False . . . . . . . 306.8 Ukazka realizace blokady typu 2:1 a 3:1 - hodnota False . . . . . . . . . . . 306.9 Ukazka realizace blokady typu 2:1 a 3:1 - hodnota True . . . . . . . . . . . 316.10 Ukazka realizace sinusove tachykardie a bradykardie . . . . . . . . . . . . . 316.11 Ukazka realizace supraventrikularnı tachykardie . . . . . . . . . . . . . . . . 326.12 Ukazka realizace flutteru sını . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336.13 Ukazka realizace flutteru komor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.14 Ukazka realizace elevace ST useku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.15 Ukazka realizace deprese ST useku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35B.1 EKG prubehy - TF 60/min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIB.2 EKG prubehy - TF 90/min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIB.3 EKG prubehy - TF 120/min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIB.4 EKG prubehy - Sinusova zastava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIIB.5 EKG prubehy - Flutter sını . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III

Page 10: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

B.6 EKG prubehy - AV blokada 1. stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIIB.7 EKG prubehy - AV blokada 2. stupne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIIB.8 EKG prubehy - Deprese ST useku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IVB.9 EKG prubehy - Elevace ST useku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IVC.1 Ukazka celnıho panelu - sinusova tachykardie . . . . . . . . . . . . . . . . . VD.1 Blokove schema I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VID.2 Blokove schema II. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII

Page 11: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

1 UVOD

Nizozemsky lekar a fyziolog Willem Einthoven zavedl elektrokardiografii jako klinickoumetodu jiz na samem zacatku dvacateho stoletı, presto je v soucasne dobe jednou z nej-cennejsıch metod lekarske diagnostiky.

Elektrokardiografie je zakladnı vysetrovacı metoda v kardiologii zalozena na snımanıelektricke srdecnı aktivity. Umoznuje graficky zaznamenavat elektricke potencialy, kterevznikajı v prubehu srdecnı cinnosti. Krome monitorovanı jedne ze zakladnıch zivotnıchfunkcı – cinnosti srdce, take umoznuje zaznamenat jejı poruchy.

Cılem bakalarske prace bylo vytvorenı virtualnıho generatoru EKG signalu v prostredıprogramu LabVIEW. Generator je rozsıren o moznosti volby parametru signalu a o modu-ly simulujıcı patologie ve fyziologii srdecnıho prubehu. Vychozım bodem k realizaci pracebylo nastudovanı vhodnych metod pro generovanı EKG signalu se zadanymi parametrya moznymi modely patologiı v EKG signalu. V teoreticke casti prace je popsan principvzniku elektricke srdecnı aktivity a prıciny vzniku patologiı v EKG signalu. Vystupemprakticke casti je samotny generator EKG signalu v LabVIEW, ktery je ovladan prostred-nictvım uzivatelskeho rozhranı – tzv. celnıho panelu. Umoznuje volit simulace nekterychpatologiı srdecnı cinnosti a signalu EKG a zaroven zobrazuje popis techto patologiı.Uzivatelske menu je rozsıreno o nastavenı tepove frekvence a amplitud jednotlivych vlna kmitu.

Virtualnı prıstroj bude slouzit k demonstraci patologickych prubehu v EKG signalupro vyukove ucely.

5

Page 12: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

2 STAVBA A CINNOST SRDCE

2.1 Stavba srdce

Srdce je svalovy organ, ulozeny v mezihrudı. Ma tvar trojboke pyramidy, jejız zakladnasmeruje doprava, dozadu a nahoru. Srdecnı hrot smeruje dolu, dopredu a doleva. Spodnıstena spocıva na branici.

Srdce je rozdeleno prepazkou na pravou a levou polovinu. Kazda polovina srdce se delına hornı oddıl – predsıne srdecnı a dolnı oddıl – komory srdecnı.

Do prave predsıne ustı hornı a dolnı duta zıla. Tyto zıly privadejı do srdce odkyslicenoukrev z hornı a dolnı poloviny tela. Z prave komory vystupuje plicnı kmen, ktery se delı natepnu pro pravou a levou plıci. Temi je vedena odkyslicena krev do plic, kde je v alveolarnıkapilarnı sıti okyslicena. Okyslicena krev se vracı do leve predsıne ctyrmi plicnımi zılami.Z leve predsıne putuje sınokomorovym ustım okyslicena krev do leve komory, z nız vys-tupuje srdecnice. Ta rozvadı okyslicenou krev do celeho tela.

Srdce je vyzivovano dvemi vencitymi tepnami, jejichz dostatecna pruchodnost je ne-zbytna pro jeho spravnou cinnost. [1]

2.2 Elektricka a mechanicka slozka cinnosti srdce

Cinnost srdce na urovni mikroskopicke i makroskopicke se sestava ze dvou slozek – elek-tricke a mechanicke. Mezi obema existuje velmi tesny vztah nazyvany excitace s kontrakcı.

Urcite casti srdce se behem vyvoje prednostne specializovaly na tvorbu a prenos elek-trickeho signalu, jedna se o tzv. prevodnı system srdecnı (Obr. 2.1).

Tvorı jej:

• Sinoatrialnı uzel (SA) - ulozeny ve stene prave sıne v blızkosti vustenı dutych zil;rıdıcı soucast prevodnıho systemu srdecnıho, udava srdecnı frekvenci (pacemaker);rytmus, ktery je rızen SA uzlem se oznacuje jako sinusovy• Preferencnı sınove drahy• Atrioventrikularnı uzel (AV) - lezı v prave sıni v blızkosti prave komory• Hisuv svazek• Tawarova ramenka (prave a leve)• Purkynova vlakna

Bunky prevodnıho myokardu jsou charakteristicke malym mnozstvım myofibril a vy-sokym obsahem glykogenu. Rozlisujeme dva typy techto bunek. Jeden typ je specializovanpro vytvarenı spontannıch vzruchu, je tedy zdrojem srdecnı automacie. Druhy typ jespecializovan pro rychle vedenı vzruchu.

6

Page 13: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 2.1: Prevodnı system srdecnı [18]

Ostatnı bunky myokardu nazyvame pracovnı. Tvorı steny sını a komor, vcetne septa.Tyto bunky jsou typicke centralne ulozenym jadrem a velkym mnozstvım myofibril, sarko-plazmatickeho retikula a mitochondriı. Koordinovanym stahem bunek pracovnıho myokar-du je zajistena mechanicka prace srdecnıho cerpadla. [13]

2.3 Elektricke deje na bunecne urovni

Myokard ma tri charakteristicke elektrofyziologicke vlastnosti: drazdivost, vodivost a au-tomacii.

Drazdivost spocıva v existenci klidoveho membranoveho napetı, ktere se na dostatecnesilny vnejsı podnet zmenı na akcnı napetı. Klidove napetı u pracovnıho myokardu sınıa komor je -70 az -80 mV.

Prvnı faze akcnıho napetı pracovnıch bunek myokardu – depolarizace a transpolarizace(prekmit do kladnych hodnot) – je shodna s akcnım napetım nervove bunky nebo vlaknakosternıho svalu a je stejne odpovedna za propagaci, tj. vodivost. Repolarizace ma prubehodlisny. Zvlastnı chovanı vodivosti membrany pro draslık zpusobı, ze myokard repolarizujese zpozdenım 250 − 300 ms za depolarizacı. Pritom se rozvıjı proud vapnıku do bunky.Oba mechanismy jsou odpovedne za typickou fazi plato, a tım dlouhou fazi nedrazdivosti– refrakterity.

Zatımco u bunek pracovnıho myokardu je hodnota klidoveho membranoveho napetıstala, u bunek prevodnıho systemu muzeme pozorovat pomaly prubezny pokles hodnotmembranoveho napetı smerem ke kladnym hodnotam – spontannı depolarizace. Tato vlast-nost je podkladem automacie, tj. schopnosti techto bunek tvorit samovolne vzruchy.

V okamziku, kdy membranove napetı pacemakerovych bunek dosahne spontannı de-polarizacı hodnoty, pri ktere se otevırajı vapnıkove nebo sodıkove kanaly, nastava depo-larizace a vznika sırıcı se akcnı napetı.

7

Page 14: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

O tom, jaka bude frekvence vzruchu vznikajıcıch v prıslusne bunce, rozhoduje rychlostjejı spontannı klidove depolarizace. Bunky v SA uzlu, kde tento dej probıha nejrychleji,jsou tzv. primarnım centrem automacie (klidovy sinusovy rytmus 72 /min). V prıpadeposkozenı SA uzlu prejıma jeho ulohu ve tvorbe vzruchu AV uzel – sekundarnı centrum(40−60 /min). V prıpade potreby nasledujı i tzv. tercialnı centra v zakoncenı Purkynovychvlaken (40 − 20 /min). Tuto posloupnost v tvorbe vzruchu nazyvame gradient srdecnıautomacie. Jedna se o jeden z vyznamnych pojistnych mechanismu naseho organismu.

Vztah mezi akcnım potencialem (AP) a elektrokardiografickym (EKG) signalem jeznazornen na Obr. 2.2. [13]

Obr. 2.2: Vztah mezi AP a EKG [15]

2.4 Mechanicke deje na bunecne urovni

Zmeny elektricke jsou doprovazeny zmenami mechanickymi – stahem (kontrakcı) a uvol-nenım (relaxacı).

Myokard nemuze pracovat bez vstupu Ca2+ z vnejsku. Dochazı zde k cirkulaci Ca2+

mezi extracelularnım prostorem a cytoplazmou – vnejsı cyklus vapnıku. Tento cykluspredstavujı pomaly proud Ca2+ do bunky behem faze plato akcnıho napetı a membranovaNa+/Ca2+ protismena. Vnitrnı cyklus vapnıku probıha mezi sarkoplazmatickym retiku-lem a sarkoplazmou a je zajist’ovan sarkoplazmatickou Ca2+ ATPazou. Regulace pohybu

8

Page 15: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

vapnıku v obou dvou cyklech menı sılu stahu srdecnıho svalu a nahrazuje casovou a pros-torovou sumaci, ktera u myokardu nenı mozna.

Funkcne vyznamna odlisnost myokardu od ostatnıch typu svalu spocıva v delce trvanıstahu. Kontrakce je jen o malo delsı nez je doba trvanı akcnıho napetı. Dalsım elektrickympodnetem nelze vyvolat dalsı stah v tzv. refrakternı fazi (od zacatku depolarizace do dobyzotavenı depolarizacnıch proudu z inaktivace). Tento ochranny mechanismus zabranujenarusenı cerpacı funkce srdce tetanickym stahem. [13]

2.5 Elektricke a mechanicke deje na urovni organove

Za fyziologickych podmınek vznika vzruch v pacemakerovych bunkach SA uzlu a odtud sesırı ke svalovine sını. Jednotlive bunky pracovnıho myokardu jsou depolarizovany lokalnımiproudy. Vzruch se sırı preferencnımi sınovymi drahami k sınokomorovemu (AV) uzlu.Spolu s navazujıcım Hisovym svazkem je to jedine mısto, ktere umoznuje sırıt elektrickysignal ze sını na komory. AV uzel zpomaluje vedenı vzruchu, tım se vytvorı odstup mezistahem sını a komor. Dale ma AV uzel funkci filtracnı. Pri vyrazne tachykardii na komoryprevadı pouze nektere vzruchy, aby nebyla jejich funkce vysokou frekvencı sını ohrozena.Dalsımi castmi prevodnıho systemu, Hisovym svazkem a systemem Purkynovych vlaken,je veden vzruch ke svalovine komor rychle a bez dekrementu. Postupne je depolarizovanadolnı cast mezikomorove prepazky vlevo a potom postupne cela prepazka, srdecnı hrot,stena prave a leve komory a nakonec baze leve komory. Vlna depolarizace se v celem srdcisırı stenami od dutinove strany k povrchove. [13]

2.6 Srdecnı cyklus

Cerpacı funkce srdce spocıva v pravidelnem strıdanı diastoly a systoly. Pri diastole jsousrdecnı steny relaxovane a plnı se krvı, zatımco v systole se srdecnı oddıly stahujı a vy-puzujı krev do obehu. Vlastnı tlakove objemovou praci srdce vykonavajı komory.

Srdecnı cyklus se odehrava ve ctyrech fazıch:

1. Faze plnenı komor - na jejım konci se uzavrou cıpate chlopne a sıne se stahnou2. Faze izovolumicke (izometricke) kontrakce - na samotnem zacatku stahu ko-

mor jsou sınokomorove i polomesıcite chlopne uzavreny a branı zpetnemu prutokukrve, kontrakce sten takto uzavreneho prostoru se projevı strmym vzestupem tlakuuvnitr, na konci je dosazeno vyssıho tlaku nez v aorte, respektive v plıcnici a otevırejıse semilunarnı chlopne

3. Faze ejekcnı (izotonicka) - vypuzovanı krve z komory, kdyz tlak krve v ochabujıcıkomore klesne pod tlak v elasticke aorte (ci plıcnici), obraceny tlakovy gradientchlopne uzavre a zabranı tak zpetnemu toku krve do komory, sınokomorove chlopnejsou take uzavreny

9

Page 16: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

4. Faze izovolumicke relaxace - vsechny chlopne jsou uzavreny, v komorach zbyvatelesystolicky objem krve a tlak klesa az do okamziku, kdy jej prevysı v te doberostoucı tlak v sınıch a sınokomorove chlopne se otevrou

Mechanicka prace srdce je rızena predevsım dvema pro srdce specifickymi autoregulacnımimechanismy:

Starlinguv princip - cım vıce se srdecnı dutiny naplnı krvı, tım vıce se sakromeryprotahnou a tım mohutnejsı stah se vyvine.

Frekvencnı efekt - pri zkracenı intervalu cyklu se do srdce dostava vıce vapenatychiontu a mene je vypuzeno z bunky ven, na kazdy stah je tak k dispozici vetsı mnozstvıaktivatoru a srdce vyvine vetsı sılu v kratsım case. [13]

10

Page 17: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

3 EKG

3.1 Elektricky srdecnı vektor

Rozhranı mezi depolarizovanou a klidove polarizovanou bunkou predstavuje dipol. Tentodipol muzeme povazovat za vektor, ktery ma velikost a smer. Je orientovan od depolar-izovane tkane k polarizovane. Souctem vsech techto elementarnıch vektoru v celem srdcivznika okamzity integralnı vektor srdecnı. Tento vektor v kazdem okamziku elektricke ak-tivity menı svou velikost a smer podle toho, jak se vzruch sırı srdcem. U zdraveho srdceprobıha srdecnı vektor cyklus od cyklu konstantne.

Jsou-li vsechny bunky klidove polarizovany nebo naopak vsechny depolarizovany, jeelektricky vektor nulovy. Mezi temito stavy vektor postupne opisuje ctyri smycky: pridepolarizaci sını, repolarizaci sını, depolarizaci komor a repolarizaci komor. [13]

3.2 Elektrokardiografie (EKG)

Napetı tvorene elektrickym polem srdecnım je tak silne, ze je lze snımat nejen z povrchusrdce, ale i z povrchu tela, cehoz vyuzıva elektrokardiografie (EKG). Jedna se o zakladnıvysetrovacı metodu v kardiologii zalozenou na snımanı elektricke aktivity srdecnıho svalua jejım zaznamu ve forme elektrokardiogramu. K registraci elektrickeho srdecnıho poleslouzı elektrody, zapojene do svodu. Elektrody se prikladajı na povrch tela. Umist’ujı sebud’ na prave a leve predloktı a levy berec, odkud zachycujı prumet elektrickeho vektorusrdecnıho ve frontalnı rovine, nebo na hrudnık, kde 6 elektrod snıma prumet elektrickehovektoru v horizontalnı rovine.

Zaznamenavame-li rozdıl elektrickych potencialu mezi dvema elektrodami (jedna sepovazuje za kladnou, druha za zapornou), oznacujeme svod jako bipolarnı. Spojı-li se elek-trody dohromady pres dostatecne velky odpor, dostavame mısto s nulovym potencialem– Wilsonovu svorku. Merı-li se napetı na jedne z elektrod oproti teto svorce, jde o svodunipolarnı.

Zapojenı elektrod umıstenych na koncetinach vytvarı 6 koncetinovych svodu, z nich3 jsou bipolarnı (standartnı, I, II, a III, vzdy mezi 2 elektrodami) a 3 unipolarnı (VR, VL,VF, prıpadne zvetsene svody Goldbergovy aVR, aVL, aVF). Hrudnı svody jsou rovnezunipolarnı a oznacujı se jako V1-V6. [13]

3.3 Elektrokardiogram

Graficky zaznam casoveho prubehu elektricke cinnosti srdce, zaznamenany elektrodamive strategickych mıstech telesneho povrchu, se nazyva elektrokardiogram. EKG krivkaznazornuje elektricke proudy, jejich smer a velikosti, stejne jako frekvenci srdecnıch stahu.

11

Page 18: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Na EKG krivce (Obr. 3.1) rozeznavame nasledujıcı utvary:

• Vlny – majı obly tvar a nizsı amplitudu (vlna P, T, U)• Kmity – jsou vetsinou hrotnate a majı vetsı amplitudu (kmity Q, R, S)• Segmenty – zahrnujı usek mezi koncem jedne vlny nebo kmitu do zacatku nasledu-

jıcı vlny nebo kmitu (segment PQ, ST)• Intervaly – zahrnujı segment a prilehajıcı vlnu nebo kmit (interval PQ, QT, ST)

Cast elektrokardiogramu, kde nenı prıtomna zadna vlna nebo kmit, se oznacuje jakoizoelektricka linie. [6]

3.4 EKG krivka

Vlny a kmity

• P vlna – pozitivnı vlna zpusobena depolarizacı sını, ma amplitudu do 2, 5 mVa netrva dele nez 0, 10 s

• QRS komplex – podkladem QRS komplexu je depolarizace komor, depolarizaceprobıha postupne, nejprve je depolarizovano septum z vetve leveho Tawarova ra-menka, nasledne jsou aktivovany subendokardialnı vrstvy obou komor, odkud sepodrazdenı sırı naprıc pracovnım myokardem az k epikardu, QRS komplex se sestavaze 3 kmitu – Q, R, S a delka trvanı komplexu je 0, 06− 0, 10 s

• Q kmit – prvnı negativnı kmit komplexu QRS (pod izoelektrickou liniı), ktery vzdypredchazı kmit R, vyjadruje depolarizaci septa a papilarnıch svalu, je siroky do0, 03 s, vyskou nepresahuje 1/4 vychylky R v tomtez svodu

• R kmit – prvnı pozitivnı kmit komplexu, amplituda vychylky je zavisla na mıstesnımanı EKG signalu, delka trvanı je do 0, 2 ms

• S kmit – druhy negativnı kmit, ktery nasleduje po kmitu R, nevyskytuje se vzdy,amplituda je v rozsahu 0− 0, 8 mV, delka trvanı do 0, 05 ms• T vlna – nachazı se za QRS komplexem a vznika pri repolarizaci komor, vlna je

pozitivnı, amplituda bezne dosahuje 0,2 az 0, 8 mV, delka trvanı 0, 1− 0, 25 s• U vlna – nachazı se za vlnou T, ale je patrna jen na nekterych EKG zaznamech,

naprıklad u mladych lidı a sportovcu, prıcina vlny U nenı jasna, prisuzuje se pozdejsırepolarizaci septa nebo opozdene repolarizaci nekterych oblastı komory, muze byttake vysledkem repolarizace Purkynovych vlaken

Segmenty a intervaly

• RR (PP) interval – vzdalenost mezi dvema kmity R (P) po sobe jdoucıch ko-morovych (sınovych) komplexu (vln), pri pravidelnem rytmu je tato vzdalenost re-lativne nemenna• PQ(R) interval – interval, ktery merıme od zacatku vlny P k zacatku komoroveho

komplexu (kmitu Q nebo R), predstavuje dobu, za kterou prejde vzruch ze SA uzlu

12

Page 19: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

pres AV uzel k odstupu komorovych ramenek z Hisova svazku, informuje nas tedyo trvanı sınokomoroveho vedenı, interval PQ je normalne izoelekricky a trva 0, 12−0, 20 s

• QRS interval – merıme od zacatku kmitu Q(R) na konec kmitu S, je to doba trvanıkomorove depolarizace

• QT interval – predstavuje elektrickou systolu, interval merıme od zacatku Q(R) nakonec vlny T, hodnoty QT vyrazne ovlivnuje tepova frekvence• ST segment – zaujıma izoelektrickou linii mezi koncem QRS komplexu a zacatkem

vlny T v dobe repolarizace komor, pokles nebo vzrust do 0, 1 mV vuci izoelektrickelinii je fyziologickyPozn. Bod, kterym koncı QRS komplex a zacına usek ST, se oznacuje jako junkcnıbod (bod J). Tento junkcnı bod je normalne ve stejne linii jako zacına odstupovatkmit Q.• QTU interval – merıme v prıpade, kdy se vlna U promıta do konce vlny T a interval

QT nelze presne stanovit

Obr. 3.1: EKG krivka [14]

13

Page 20: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

4 PATOLOGIE V EKG

4.1 Arytmie

4.1.1 Srdecnı rytmus

Srdecnı rytmus urcuje skupina bunek s nejrychlejsı zmenou spontannıho klidoveho napetı,ktere prvnı dosahne prahu pro akcnı napetı. Za normalnıch okolnostı vznika vzruch v sinoa-trialnım uzlu, a proto mluvıme o sinusovem rytmu. Vzruch zde vznika s frekvencı 60 −90 /min.

Bunky se spontannı depolarizacı se nachazejı i mimo SA uzel. Mısta, kde muze vzruchvznikat, se oznacujı jako centra nahradnı automacie. Sekundarnım centrem je pak AV uzela tercialnım jsou komory. Vlastnı rytmus techto center klesa od sını ke komoram.

Nahradnı mısta automacie jsou pod neustalym vlivem SA uzlu, ktery spoustı a potlacu-je jejich spontannı automatickou cinnost. Rytmus srdce je rızen vzdy centrem s nejrychlejsıspontannı frekvencı. Proto se mohou nahradnı centra automacie uplatnit teprve tehdy,kdyz ustane vliv nadrazeneho SA uzlu. [3, 10]

4.1.2 Arytmie

Arytmie jsou poruchy srdecnıho rytmu zpusobene postizenım prevodnıho systemu rıdıcıhosrdecnı cinnost. Nektere arytmie jsou zcela nevyznamne, jine vsak zivot ohrozujıcı.

Mohou byt vyvolany poruchou prokrvenı v dusledku ICHS, zanetem, nekterymi lekyaj.

Arytmie se z pohledu pacienta mohou projevovat ruznym busenım srdce, pocitemobcasneho vynechanı srdce, naprosto nepravidelnym tepem, slabostı, pocitem na omdlenı,v nejtezsıch prıpadech muze pacient upadnout do bezvedomı s nutnostı rychle resuscitace.

Rozlisujı se ruzne typy arytmiı. Podle mısta vzniku v prevodnım systemu srdecnımse delı na sinusove (vznikajıcı v sinoatrialnım uzlu), na supraventrikularnı (vznikajıcınad urovnı Hisova svazku) a komorove (vychazejıcı z myokardu komor). Podle rychlostisrdecnıho rytmu se delı na tachykardii – zrychlenou srdecnı cinnost (s tepovou frekvencınad 90 /min) a bradykardii – zpomalou srdecnı cinnost (pod 60 /min). [3, 10]

4.2 Sinusove arytmie

4.2.1 Sinusova tachykardie

Jedinou odchylkou na EKG oproti normalnımu zaznamu je tachykardie – zvysena tepovafrekvence nad 90 tepu/min.

Na EKG (Obr. 4.1) je sinusovy rytmus, akce pravidelna, P vlny jsou normalnı. U prılisrychlych tachykardiı P vlny nenajdeme, jelikoz jsou skryty ve vlne T predchazejıcıho QRS

14

Page 21: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

komplexu. Komorovy QRS komplex je normalnı, stıhly. Pri vyrazne tachykardii mohoubyt ascendentnı deprese ST useku. Umerne tachykardii je zkracen PQ interval.

Obr. 4.1: Sinusova tachykardie [19]

Sinusova tachykardie vznika pri fyzicke namaze, rozrusenı nebo stresu. Muze do-provazet zvysenou teplotu, anemii, hypertyreozu, graviditu, sok, srdecnı selhanı atd. [3, 10]

4.2.2 Sinusova bradykardie

Oznacenı pro normalnı tvar krivky se snızenou tepovou frekvencı pod 60 tepu/min.

Na EKG (Obr. 4.2) je sinusovy rytmus, akce pravidelna, P vlna je normalnı. U vyraznebradykardie muze byt oplostela, naopak T vlna byva vysoka, QRS komplex je stıhly.Interval PQ je prodlouzeny umerne bradykardii.

Obr. 4.2: Sinusova bradykardie [19]

Sinusova bradykardie se fyziologicky vyskytuje u zdravych mladych osob, u treno-vanych sportovcu a ve spanku. Patologicka je pri hypotermii, hypotyreoze, po podanınekterych leku a pri zvysene vagotonii. [3, 10]

4.2.3 Sinusova zastava

Jedna se o blokadu vzniku vzruchu v SA uzlu, vesmes docasnou.

Na EKG zaznamu (Obr. 4.3) vznika dlouha diastolicka pauza bez elektricke aktivitysını.

Obr. 4.3: Sinusova zastava [19]

Sinusova zastava se ojedinele vyskytuje u mladych osob s vagotoniı, dale napr. popodanı digitalisu, pri organickem postizenı sıne a oblasti sinusoveho uzlu, pri zanetu ciischemii. [19]

15

Page 22: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

4.3 Supraventrikularnı arytmie

4.3.1 Supraventrikularnı tachykardie

Frekvence komor je 140 − 220 /min. Vlny P jsou abnormalnı nebo mohou byt skrytyv QRS komplexech a jejich frekvence je stejna jako frekvence komorovych komplexu, tzn.140− 220 /min. Komorove komplexy QRS jsou stıhle (nepresahujı 0, 10 s).

Atrioventrikularnı vedenı je zachovano, a proto sınovy stah je nasledovan normalnım,stıhlym QRS komplexem. Vlny T mohou, ale nemusı byt identifikovatelne, casto jsou ploseinvertovane. ST usek je snızen (Obr. 4.4).

Supraventrikularnı tachykardie se ojedinele vyskytuje u zdravych jedincu, napr. prinamaze ci stresu. Dale jako projev ICHS a vzacne pri hypertyreoze nebo hypertenzi. [19]

Obr. 4.4: Supraventrikularnı tachykardie [19]

4.3.2 Flutter sını

Flutter sını se vyznacuje naprosto pravidelnou cinnostı sını s frekvenci 250−350 /min. Prifrekvenci sını nad 250 /min jiz mizı izoelektricka linie mezi vlnami P.

Na EKG (Obr. 4.5) jsou flutterove sınove vlnky ”F”, ktere jsou zcela zretelne patrnea majı stale stejny pilovity tvar.

U teto arytmie pusobı AV uzel jako fyziologicky blok. Na komory se prevadı kazdydruhy, tretı nebo ctvrty vzruch (flutter sını s blokem na komory v pomeru 2 : 1, 3 : 1 nebo4 : 1). Protoze je blok na komory vetsinou staly, je akce srdecnı pravidelna. [19]

Obr. 4.5: Flutter sını [19]

4.4 Komorove arytmie

Jedna se o skupinu zivot ohrozujıcıch (malignıch) arytmiı. Jiz prvnı epizoda teto aryt-mie muze u pacienta zpusobit nahlou srdecnı smrt. Radı se sem komorove tachykardie,komorovy flutter, komorova fibrilace a komorove extrasystoly. Vetsina techto arytmiı mapodklad ve strukturalnım onemocnenı srdce.

16

Page 23: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Mezi symptomy komorovych tachykadiı patrı palpitace, tlak na hrudi, slabost, nevol-nost, doprovodna stenokardie, synkopa. [19]

4.4.1 Fibrilace komor

Je charakterizovana chaotickou elektrickou aktivitou vedoucı k rychle se opakujıcım neko-ordinovanym kontrakcım komor. Fibrilace komor je vzdy nasledovana bezvedomım, rozvo-jem obehove zastavy a nahlou srdecnı smrtı.

Na EKG (Obr. 4.6) jsou zcela nepravidelne a deformovane komorove komplexy, v nichznelze rozeznat jednotlive kmity. Amplitudy jednotlivych vykyvu jsou ruzne.

Obr. 4.6: Fibrilace komor [19]

Fibrilace komor je casto komplikacı akutnıho infarktu myokardu, vznika tez pri urazechelektrickym proudem, podchlazenı aj. Jedinou moznou akutnı terapiı je casna defibrilace.[19]

4.4.2 Flutter komor

Flutter (kmitanı) komor je oznacenı pro rychle, ale pravidelne stahy srdecnıho svalu.

Na EKG (Obr. 4.7) jsou komorove komplexy ve forme stejnych, pravidelnych a vy-sokych kmitu, ktere pripomınajı sinusoidu o frekvenci 180 − 220 /min. Jednotlive castikomoroveho komplexu nelze rozlisit. [19]

Obr. 4.7: Flutter komor [19]

4.4.3 Komorova zastava

Svalovina komor nenı elektricky aktivovana.

Na EKG pozorujeme pouze vlny P nebo nezjistıme zadne znamky elektricke aktivitysrdce (izolelektricka linie).

Kratkodobe komorove zastavy jsou charakteristicke pro sick sinus syndrom. Ke kratko-dobe zastave komor muze dojıt i u zdraveho jedince pri anestezii. [19]

17

Page 24: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

4.5 Prevodnı poruchy v AV uzlu a Hisove svazku

Cas potrebny k sırenı depolarizace z SA uzlu do komorove svaloviny odpovıda intervaluPR. Za normalnıch okolnostı interval nenı delsı nez 0, 20 s. Udalosti na EKG se vetsinouudavajı v milisekundach, limit pro interval PR je tedy 200 ms. Poruchy prevodnıho systemuzpusobujı na EKG fenomen zvany atrioventrikularnı blokada.[3]

4.5.1 AV blokada prvnıho stupne

Atrioventrikularnı blokada prvnıho stupne (Obr. 4.8) je stav, kdy je kazda vlna depolari-zace pocınajıcı v SA uzlu prevedena na srdecnı komory, ale nekde v prubehu prevodnıhosystemu existuje zpozdenı. V dusledku tohoto zpozdenı dochazı k prodlouzenı intervaluPR.

Srdecnı blokada prvnıho stupne muze byt znamkou ischemicke choroby srdecnı, akutnırevmaticke kartritidy, digitalisove toxicity nebo elektrolytovych poruch. [3]

Obr. 4.8: AV blokada 1. stupne [19]

4.5.2 AV blokada druheho stupne

Pri AV blokade druheho stupne pravidelne nastava vypadek prevodu pres AV uzel neboHisuv svazek.

Existujı tri varianty tohoto stavu:

Mobitzova blokada typ II

Vetsina stahu je prevedena s konstantnım intervalem PR, ale obcas se vyskytne sınovakontrakce bez nasledne kontrakce komor. Jedna vlna P nenı nasledovana komplexem QRS.

Weckenbachuv typ AV blokady druheho stupne

Pro tento typ blokady (Obr. 4.9) je typicke progresivnı prodluzovanı intervalu PR, pokterem nedojde k prevedenı sınove kontrakce. Dalsı prevedeny stah ma kratsı interval PRnez predchozı prevedeny stah. Cely cyklus se opakuje.

18

Page 25: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 4.9: Weckenbachuv typ AV blokady [19]

Prevod 2 : 1 nebo 3 : 1

Strıdajıcı se prevedene a neprevedene sınove stahy, nebo jeden prevedeny a pote dvaneprevedene stahy, vytvarı obraz dvojnasobku ci trojnasobku P vln na jeden komplexQRS (Obr. 4.10). Interval PR je normalnı a konstantnı.

Obr. 4.10: Prevod 2 : 1 [19]

Prıciny AV blokady druheho stupne jsou stejne jako u AV blokady prvnıho stupne.Weckenbachuv typ je vetsinou benignı. Mobitzova blokada typu II a blokada 2 : 1 muzepredznamenavat kompletnı blokadu, nebo-li blokadu tretıho stupne. [3]

4.5.3 AV blokada tretıho stupne

Kompletnı AV blokada je stav, kdy jsou sınove kontrakce normalnı, ale neprevadejı sena komory. V tomto prıpade jsou komory aktivovany uniklym mechanismem z depolari-zujıcıho loziska ve svalovine komor. Na EKG nepozorujeme zadny vztah mezi vlnami Pa komplexy QRS. Tvar komplexu QRS je vetsinou abnormalnı.

Kompletnı blokada se vyskytuje jako akutnı stav u pacientu s infarktem myokardu.V tomto prıpade se jedna o prechodnou blokadu. Muze vsak byt i chronicka, vetsinouna podklade fibrozy v oblasti Hisova svazku. Take muze byt dusledkem blokady obouTawarovych ramenek. [3]

4.6 Abnormality useku ST

Usek ST se nachazı mezi komplexem QRS a vlnou T. Jeho podstatou je repolarizace komor.Za normalnıch okolnostı je usek ST izoelektricky. Jeho odchylky (denivelace), tj. zvysenı(elevace) ci snızenı (deprese), provazejı nektera srdecnı onemocnenı, zejmena ischemickezmeny. [3, 19]

4.6.1 Elevace useku ST

Zvyseny usek ST probıha nad izoelektrickou liniı (Obr. 4.11).

19

Page 26: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

K elevaci ST vede poskozenı epikardu, a proto se vyskytujı zejmena u akutnıch trans-muralnıch infarktu myokardu a u akutnıch perikarditid. Svody, ve kterych je elevaceprıtomna, poukazujı na cast srdce, kde k poskozenı doslo. Vyjımkou je perikarditida, kteravetsinou nenı lokalizovana, a proto jsou elevace useku ST prıtomny ve vetsine svodu.

Obr. 4.11: Elevace useku ST (vlevo), Pardeeho vlna (vpravo) [19]

Pardeeho vlna je elevace useku ST na EKG splyvajıcı s naslednou vlnou T v jedinouvlnu. Muze svedcit pro akutnı infarkt myokardu. [3, 19]

4.6.2 Deprese useku ST

Snızenı useku ST (Obr. 4.12) ve spojenı s pozitivnı T vlnou je prıznakem ischemie. Pokudje EKG v klidu normalnı, deprese useku ST muze vzniknout behem fyzicke namahy, zvlastepokud dojde take k vyvolanı anginy pectoris. [3, 19]

Obr. 4.12: Deprese useku ST [19]

20

Page 27: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

5 REALIZACE EKG GENERATORU V LABVIEW

5.1 LabVIEW

LabVIEW je vyvojove prostredı vyuzıvajıcı graficky programovacı jazyk. Programy, kterese v LabVIEW vytvarı se nazyvajı virtualnı instrumenty (VI). Zakladnımi castmi kazdehoVI je celnı panel a blokovy diagram. Celnı panel obsahuje ovladacı prvky, zatımco blokovydiagram prvky funkcnı, ktere vykonavajı jednotlive operace. Obe slozky jsou vzajemnesvazany.

5.2 Celnı panel virtualnıho prıstroje

Celnı panel – Front Panel – tvorı uzivatelske rozhranı aplikace. Jeho vzhled je na Obr.C.1. Prostrednictvım tlacıtek a ovladacu na celnım panelu muze uzivatel rıdit beh aplikace,zadavat parametry a zıskavat informace o vysledcıch.

Prvky celnıho panelu

Celnı panel je tvoren ovladacımi a zobrazovacımi prvky.

Ovladacı prvky:

• Tlacıtka Stop a Ukoncit program - zastavuje beh programu, ukoncuje LabVIEW• Cıselne ovladace - slouzı k nastavenı tepove frekvence, amplitud jednotlivych vln

a kmitu• Spınace a LED diody - spoustı simulace poruch srdecnıho prubehu a signalizujı jejich

generovanı• Rolovacı nabıdka - umoznuje volbu dalsıch patologiı v EKG signalu

Zobrazovacı prvky:

• Graficky zobrazovac - zobrazenı vygenerovaneho EKG signalu• Textovy zobrazovac - zobrazenı popisu zvolene poruchy

Napoveda

Vsechny ikony na celnım panelu jsou opatreny popiskem, ktery se zobrazı pri spustenıprogramu a soucasnem zapnutı kontextove napovedy.

21

Page 28: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 5.1: Celnı panel

5.3 Blokove schema programu

Blokove schema programu je na Obr. D.1 a D.2.

Zakladnı struktura programu

Vsechny soucasti blokoveho schematu jsou uzavreny ve smycce While Loop. Tato strukturazajist’uje opakovanı algoritmu po dobu platnosti vlozene ukoncovacı podmınky. Podmınkoupro ukoncenı behu programu je zmena pravdivostnı hodnoty tlacıtka Stop. Cyklus tedymuze byt ukoncen po stisknutı tlacıtka Stop na celnım panelu.

Sestavenı EKG krivky

Na zaklade seznamenı se s metodami generovanı EKG signalu byla k vytvorenı prıstrojepouzita metoda vyuzıvajıcı podobnosti jednotlivych useku EKG krivky se sinusovyma trojuhelnıkovym prubehem. [16]

22

Page 29: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

EKG krivka je sestavena z nasledujıcıch funkcı skupiny Signal Generation (Obr.5.2):

• Sine Pattern• Pulse Pattern• Triangle Pattern

Obr. 5.2: Sestavenı jedne periody signalu

Sinusovy vzor Sine Pattern je pouzit pro vytvorenı vln P a T, Pulse Pattern pro usekyPQ, ST a TP a trojuhelnıkovy vzor Triangle Pattern k realizaci komplexu kmitu Q, R, S.

U vsech vyse uvedenych prvku jsou nastaveny parametry – amplituda (Amplitude)a pocet vzorku (Samples) tvorıcıch dany usek. Amplitudy jednotlivych vln a kmitu jemozne v prubehu generovanı EKG signalu menit, zatımco pocet vzorku je nastaven fixne.Useky PQ, ST a TP jsou izoelektricke, proto je amplituda prednastavena na hodnotu0. K zobrazenı kladne pulvlny u sinusoveho vzoru slouzı parametr Cycles nastaveny nahodnotu 0,5.

Perioda EKG signalu je sestavena pomocı bloku Insert Into Array, ktery jednotliveuseky zaradı za sebe.

Zobrazenı signalu

Obr. 5.3: Zobrazenı signalu (vlevo), nastavenı rozsahu y-ove osy (vpravo)

23

Page 30: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

K zobrazenı vysledneho EKG signalu slouzı prvek Waveform Chart vybrany z paletyGraph Indicators. V nastavenı zobrazovace jsou k dispozici jeho tri varianty: prubeznyzapisovac, zapisovac obdobny osciloskopu a zapisovac s moznostı nastavenı svisle znackypocatku obnovy dat. Prestoze je pro prubeh EKG signalu obvyklejsı varianta pripomınajıcıosciloskop – Scope Chart, v programu je pouzit prubezny zapisovac – Strip Chart. Jednase o vychozı rezim, ktery zobrazuje data v poradı, v jakem na vystup prisla. Je-li grafnaplnen, vykreslena cast se postupne posunuje doleva. Funkce umoznujıcı zobrazenı jeumıstena ve strukture For Loop. Casovanı struktury je realizovano s ohledem na zvolenouvzorkovacı frekvenci. Vstupnı hodnotou funkce Wait Until Next ms Multiple je tedy 4 ms.Na Obr. 5.3 je ukazka casti blokoveho schema, ve ktere je reseno zobrazenı signalu.

Nastavenı tepove frekvence a amplitud vln a kmitu

Vstupnım parametrem EKG signalu, ktery lze nastavit, je tepova frekvence. Pro jejı nas-tavenı byl pouzit cıselny ovladac Numeric Control. Tepova frekvence ovlivnuje vsechnyuseky EKG krivky prostrednictvım vzorcu pro vypocet jejich delky ze zadane tepovefrekvence. Vypocty probıhajı ve vzorcovem uzlu MATLAB Script Node (Obr. 5.4). Tatostruktura umoznuje vlozit do programu algebraicke vyrazy. Zde je take uskutecnen prepo-cet delky jednotlivych useku na pocet vzorku. Vzorcovy uzel navıc obsahuje vypocty prosırky trojuhelnıkovych vzoru.

Ve vzorcovem uzlu MATLAB Script Node jsou pouzity nasledujıcı vztahy:

tP = −0, 21 · TF + 102, 9 (5.1)

tPQ = −0, 45 · TF + 88, 9 (5.2)

tQRS = 290, 9 · TF−0,215 (5.3)

tST = 1, 879 · 104 · TF−1,336 (5.4)

tT = 748, 7 · TF−0,3245 (5.5)

tTP = 3167 · exp−0,03202·TF (5.6)

kde t[ms] je delka trvanı konkretnıho useku a TF [min−1] je tepova frekvence. [16]

Pro vypocet delky trvanı jednotlivych kmitu komplexu QRS byl pouzit pomer 2 : 5 : 3.[8]

Dalsımi parametry, ktere muze uzivatel nastavit, jsou amplitudy jednotlivych vln.Rozsahy jednotlivych ovladacıch prvku Vertical Pointer Slide odpovıdajı fyziologickymhodnotam uvedenym v kapitole o EKG.

24

Page 31: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 5.4: Realizace vypoctu delky trvanı jednotlivych useku EKG krivky

25

Page 32: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

6 REALIZACE PORUCH VE FYZIOLOGII

SRDECNIHO PRUBEHU

K vytvorenı jednotlivych patologiı byly pouzity rozhodovacı struktury Case Structure.Tyto struktury jsou prevazne rızene prıslusnymi tlacıtky typu Slide Switch na celnım pane-lu (Obr. 6.1). Vstupnımi hodnotami vetsiny rozhodovacıch struktur jsou amplitudy usekuEKG signalu a tepova frekvence. Struktury tedy navazujı na cıselne ovladace a obsahujıprıkazy pro zmenu vybranych parametru. Zmeny tepove frekvence a amplitud jednotlivychvln a kmitu ovlivnujı celkovy vzhled signalu.

Generovanı poruch je signalizovano diodami Round LED u vybrane poruchy. Soucas-nemu spustenı neslucitelych poruch stejneho typu je zabraneno jejım zablokovanım. Prozvolenı dalsı poruchy je tedy nutne nejprve probıhajıcı simulaci vypnout a teprve potomzapnout dalsı.

Obr. 6.1: Tlacıtka typu Slide Switch

Algoritmy pro zbyvajıcı poruchy pri spustenı simulace nahrazujı cast blokoveho sche-ma, ve kterem je sestavena perioda signalu. Pri realizaci patologiı jsou zde pouzity sinusovea trojuhelnıkove vzory stejne jako ve fyziologicke periode EKG signalu. V tomto prıpadevsak v jinem poctu, poradı a s jinym nastavenım jednotlivych vzoru. Patologie realizovanetımto zpusobem jsou spousteny vyberem z Combo boxu na celnım panelu (Obr. 6.2).Generovanı poruchy je opet signalizovano diodou.

Obr. 6.2: Nabıdka Combo boxu

Se spustenım poruchy se v textovem poli String (Obr. 6.3) zobrazuje jejı popis, prıcinavzniku vybrane patologie a projev na EKG zaznamu.

26

Page 33: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 6.3: Textove pole String s popisem zvolene patologie

6.1 Prevodnı poruchy

6.1.1 AV blokada prvnıho stupne

Pro tuto poruchu je charakteristicke prodlouzenı intervalu PQ.

Obr. 6.4: Ukazka realizace AV blokady 1.stupne

Informaci o delce intervalu PQ nese spoj vedoucı od vzorcoveho uzlu k sinusovemuvzoru. Do tohoto spoje byla vlozena struktura Case Structure, ktera pro hodnotu Trueobsahuje cıselny ovladac Numeric Control, dıky nemuz muze uzivatel na celnım panelumenit delku useku PQ. Vychozı hodnota je 220 ms. Ukazka realizace AV blokady 1. stupneje na Obr. 6.4.

6.1.2 AV blokada druheho stupne - Mobitzova blokada typ II

Vetsina stahu je prevedena s konstantnım intervalem PR, ale obcas se vyskytne sınovakontrakce bez nasledne kontrakce komor. Jedna vlna P nenı nasledovana komplexem QRS.

Tato porucha je realizovana strukturou, ktera po zapnutı tlacıtka jednorazove priradıamplitudam kmitu QRS a vlne T hodnotu 0 mV (Obr. 6.5).

6.1.3 Weckenbachuv typ AV blokady druheho stupne

Typicke je progresivnı prodluzovanı intervalu PQ, po kterem nedojde k prevedenı sınovekontrakce. Dalsı prevedeny stah ma kratsı interval PR nez predchozı prevedeny stah. Cely

27

Page 34: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 6.5: Ukazka realizace Mobitzovy blokady typu II

cyklus se opakuje.

K realizaci teto poruchy byl pouzit modelovy prıklad prevzaty z [3], kdy se vychozıdelka PQ intervalu 260 ms prodluzuje pres 280 ms na 320 ms a nasleduje jeden neprevedenystah.

Z vyse uvedeneho vyplyva, ze se jednotlive, vzdy po sobe nasledujıcı ctyri periody,vzajemne lisı. Pro jejich oddelenı je vyuzita hodnota z iteracnıho terminalu, ktera udavapocet vykonanych cyklu.

Do spoje, ktery vede informaci o delce PQ useku, byly vlozeny tri Case struktury. Tytostruktury postupne priradı delce useku v prvnıch trech cyklech algoritmu hodnoty 260 ms,280 ms a 320 ms. Prijde-li na radu v poradı ctvrty cyklus, amplitudam kmitu QRS a vlneT se priradı hodnota 0 mV (Obr. 6.6 a 6.7).

6.1.4 Prevod 2 : 1 nebo 3 : 1

Pomer udava strıdajıcı se prevedene a neprevedene sınove stahy, nebo jeden prevedenya pote dva neprevedene stahy.

Obdobne jako u Weckenbachova typu AV blokady vychazı realizace poruchy z hodnotyiteracnıho terminalu. Tentokrat jsou pro prevod 2 : 1 periody rozdeleny na sude a liche.

28

Page 35: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 6.6: Ukazka realizace blokady Weckenbachova typu - hodnota True

Pro liche cykly je EKG perioda beze zmeny (Obr. 6.8), zatımco v sudych cyklech dochazık vypadku QRS komplexu (Obr. 6.9). Uskutecnenı prevodu 3 : 1 je podobne prevodu 2 : 1.

6.2 Sinusove arytmie

6.2.1 Sinusova tachykardie

Jedinou odchylkou na EKG oproti normalnımu zaznamu je zvysena tepova frekvence nad90 tepu/min.

Vstupnı promennou Case struktury, prostrednictvım ktere je vytvorena tato porucha,je zadana tepova frekvence. V prıpade, kdy je simulace poruchy vypnuta, probıha spojnesoucı informaci o tepove frekvenci datovymi tunely struktury beze zmeny az do vzor-coveho uzlu. Pri zapnutı tlacıtka poruchy, je na spoj privedena prednastavena hodnota90 tepu/min (Obr. 6.10). Tuto hodnotu muze uzivatel pomocı cıselneho ovladace zvysovat.

29

Page 36: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 6.7: Ukazka realizace blokady Weckenbachuva typu - hodnota False

Obr. 6.8: Ukazka realizace blokady typu 2:1 a 3:1 - hodnota False

30

Page 37: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. 6.9: Ukazka realizace blokady typu 2:1 a 3:1 - hodnota True

6.2.2 Sinusova bradykardie

Sinusova bradykardie se v EKG projevuje snızenou tepovou frekvencı pod 60 tepu/min.Porucha je vytvorena stejnym zpusobem jako tachykardie (Obr. 6.10), pouze s rozdılnymrozmezım hodnot cıselneho ovladace.

Obr. 6.10: Ukazka realizace sinusove tachykardie a bradykardie

6.2.3 Sinusova zastava

Na EKG zaznamu vznika dlouha diastolicka pauza bez elektricke aktivity sını.

31

Page 38: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Case struktura jednorazove priradı amplitudam kmitu QRS a vlnam P a T hodnotunula.

6.3 Supraventrikularnı arytmie

6.3.1 Supraventrikularnı tachykardie

Frekvence komor je 140−220 /min. Vlny P jsou skryty v QRS komplexech a jejich frekvenceje stejna jako frekvence komorovych komplexu. ST usek je snızen.

Porucha je realizovana upravami v bloku pro sestavenı jedne periody. Sinusovy vzortvorıcı vlnu P byl zcela odstranen. Snızenı ST useku bylo dosazeno zmensenım amplitudyobdelnıkoveho vzoru predstavujıcıho interval ST. Aby na snızeny ST usek navazovala vlnaT, u prıslusneho sinusoveho vzoru byla zmenena pocatecnı faze a snızena amplituda Tvlny (Obr. 6.11). Volba supraventrikularnı tachykardie je rozsırena o moznost nastavenıtepove frekvence uzivatelem. Prednastavena hodnota je 140 tepu/min.

Obr. 6.11: Ukazka realizace supraventrikularnı tachykardie

32

Page 39: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

6.3.2 Flutter sını s blokem 4 : 1

Na EKG jsou flutterove pravidelne sınove vlnky ”F”piloviteho tvaru. Na komory se prevadıkazdy ctvrty vzruch.

Obr. 6.12: Ukazka realizace flutteru sını

Flutterova vlnka je vytvorena pomocı trojuhelnıkoveho vzoru, jehoz pocet vzorku jeroven ctvrtine celkoveho poctu vzorku tvorıcıho periodu EKG krivky (Obr. 6.12). Ctvericetechto vlnek je zarazena za sebe pomocı bloku Insert Into Array. K takto vzniklemu signaluje pricten pouze puvodnı QRS komplex.

6.4 Komorove arytmie

6.4.1 Flutter komor

Na EKG jsou komorove komplexy ve forme stejnych, pravidelnych a vysokych kmitu, kterepripomınajı sinusoidu o frekvenci 180− 220 min.

Perioda signalu je sestavena ze trı identickych sinusovych vzoru. Pocet vzorku kazdehoz nich odpovıda tretine celkoveho poctu vzorku jedne periody signalu. Ukazka realizace

33

Page 40: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

flutteru komor v programu je na Obr. 6.13. Frekvence opakovanı sinusoveho vzoru se odvıjıod zvolene tepove frekvence. Pri prednastavene tepove frekvenci 60 tepu/min je frekvencekmitu 180 /min. Amplituda sinusoveho vzoru je rovna 1 mV.

Obr. 6.13: Ukazka realizace flutteru komor

6.4.2 Komorova zastava

Na EKG pozorujeme pouze vlny P nebo izolelektrickou linii.

Oba typy komorove zastavy jsou realizovany nastavenım amplitud komplexu QRSa vlny T popr. i vlny P na hodnotu 0 mV.

6.5 Zmeny useku ST

6.5.1 Elevace ST

Zvyseny usek ST probıha nad izoelektrickou liniı.

Obr. 6.14: Ukazka realizace elevace ST useku

34

Page 41: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Amplituda obdelnıkoveho vzoru predstavujıcıho interval ST je zvysena. U sinusovehovzoru tvorıcıho vlnu T je zmenena pocatecnı faze a snızena amplituda tak, aby vlna Tnavazovala na zvyseny usek ST (Obr. 6.14).

6.5.2 Deprese ST

Snızeny usek ST probıha pod izoelektrickou liniı. Deprese ST useku je realizovana ob-dobnym zpusobem jako elevace ST useku (Obr. 6.15).

Obr. 6.15: Ukazka realizace deprese ST useku

35

Page 42: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

7 ZAVER

V ramci bakalarske prace byl v prostredı programu LabVIEW vytvoren virtualnı prıstroj,ktery generuje EKG signal. Na zaklade seznamenı se s metodami pro generovanı EKGsignalu byla pro vytvorenı prıstroje pouzita metoda vyuzıvajıcı podobnosti jednotlivychuseku EKG krivky se sinusovym a trojuhelnıkovym prubehem.

Vytvoreny virtualnı prıstroj umoznuje uzivateli v grafickem uzivatelskem rozhranımenit tepovou frekvenci a amplitudy jednotlivych vln a kmitu. Simuluje vybrane poruchyve fyziologii srdecnıho prubehu a zobrazuje jejich popis. Pro sledovanı poruch srdecnıhorytmu je vetsinou dostacujıcı a zaroven prehlednejsı EKG zaznam z tzv. jednosvodovehomonitorovacıho svodu.

Pro srovnanı vysledku a overenı spravnosti funkce virtualnıho EKG generatoru bylpouzit EKG simulator MEDSIM 30 pripojeny na osciloskop. Jak je zrejme z ukazekv prıloze prace, vysledne EKG prubehy obou prıstroju jsou temer identicke. Ojedineleodlisnosti jsou zpusobeny tım, ze simulator vykresluje realne EKG signaly nasnımaneprımo z pacientskeho EKG, zatımco virtualnı generator simuluje pouze vzorove poruchyuvadene v ucebnicıch. V praxi se EKG prubehy jednotlivych pacientu se stejnou patologiımohou lisit.

36

Page 43: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

LITERATURA

[1] Holibkova, A., Laichman, S. Prehled anatomie cloveka. Olomouc: UniverzitaPalackeho v Olomouci, 2006. 4. vydanı, 140 s. ISBN 80-244-1480-5.

[2] Hampton, John. R. EKG pro praxi. Praha: Grada, 1997. 1. vydanı, 320 s. ISBN80-7169-426-6.

[3] Hampton, John. R. EKG strucne, jasne, prehledne. Praha: Grada, 2005. 2. vydanı,149 s. ISBN 80-247-0960-0.

[4] Jan, J. Cıslicova filtrace, analyza a restaurace signalu. Brno: VUT – VUTIUM, 2002.2. vydanı, 427 s. ISBN 80-214-1558-4.

[5] Kankova, K. Patologicka fyziologie pro bakalarske studijnı programy. Brno:Masarykova univerzita, 2007. 1. vydanı, 161 s. ISBN 978-80-210-3112-8.

[6] Khan, M. Gabriel. EKG a jeho hodnocenı. Praha: Grada, 2005. 2. vydanı, 348 s.ISBN 80-247-0910-4.

[7] Lukl, J. Klinicka kardiologie strucne. Olomouc: Univerzita Palackeho v Olomouci,2004. 1. vydanı, 270 s. ISBN 80-244-0876-7.

[8] Podlipna, P. Generator EKG signalu. Brno: Vysoke ucenı technicke v Brne, Fakultaelektrotechniky a komunikacnıch technologiı, 2009. 37 s. Bakalarska prace. Vedoucıprace Ing. Vratislav Harabis.

[9] Rybicka, J. LATEXpro zacatecnıky. Konvoj, 2003. 238 s. ISBN 80-7302-049-1

[10] Soucek, M., Spinar J., Svacina, P. Vnitrnı lekarstvı pro stomatology. Praha:Grada, 2005. 1. vydanı, 380 s. ISBN 80-247-1367-5.

[11] Vlach, J., Havlıcek, J., Vlach, M. Zacıname s LabVIEW. Praha: Ben, 2008.1. vydanı, 248 s. ISBN 978-80-73000-245-9.

[12] Vokurka, M., Hugo, J. Velky lekarsky slovnık. Praha: Maxdorf, 2006. 6. vydanı,1017 s. ISBN 80-7345-105-0.

[13] Wilhelm, Z. Strucny prehled fyziologie cloveka pro bakalarske studijnı programy.Brno: Masarykova univerzita, 2005. 3. vydanı, 115 s. ISBN 80-210-2837-8.

[14] Archive for the ’DIY ECG’ Category [online]. Poslednı aktualizace 2009 [cit. 2009-12-08].Dostupny z URL: <http://www.swharden.com/>.

[15] ECG genesis 2 [online]. Poslednı aktualizace 2009 [cit. 2009-12-17].Dostupny z URL: <http://www.lfhk.cuni.cz/>.

37

Page 44: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

[16] Generator EKG krivky pro potreby simulacnıch modelu. [online]. Poslednı aktualizace2006 [cit. 2009-12-08].Dostupny z URL: <http://dip.felk.cvut.cz/>.

[17] Multimedialnı vyukova ucebnice biologie. [online]. Clanek venovany obehove soustave.Poslednı aktualizace 2009 [cit. 2009-12-08].Dostupny z URL: <http://www.gsospg.cz:5050/bio/>.

[18] Studijnı materialy pro budoucı zdravotnı sestricky a nejen pro ne. [online]. Poslednıaktualizace kveten 2005 [cit. 2009-12-08].Dostupny z URL: <http://www.yarousch.cz/studium/>.

[19] Vyukovy web EKG [online]. Poslednı aktualizace 2006 [cit. 2009-12-08].Dostupny z URL: <http://www.ekg.kvalitne.cz/>.

38

Page 45: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

PRILOHY

Page 46: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

A FUNKCE GENERATORU EKG SIGNALU

V LABVIEW

• Nastavenı tepove frekvence• Nastavenı amplitud vln a kmitu

• AV blokada 1. stupne• AV blokady 2. stupne

– Mobitzuv typ– Weckenbachuv typ– Typ 2 : 1 a 3 : 1

• Sinusova bradykardie• Sinusova tachykardie• Supraventrikularnı tachykardie• Komorova a sinusova zastava• Flutter komor• Flutter sını• Elevace a deprese ST useku

I

Page 47: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

B SROVNANI EKG PRUBEHU

Pro porovnanı vysledku a overenı spravnosti funkce virutalnıho EKG generatoru byl pouzitEKG simulator MEDSIM 30 pripojeny na osciloskop GWINSTEK GDS-1152A. V hornıcasti nasledujıcıch obrazku je ukazka EKG prubehu zıskaneho ze simulatoru EKG signalu,ve spodnı casti EKG prubeh z virtualnıho generatoru v LabVIEW.

Obr. B.1: EKG prubehy - TF 60/min

Obr. B.2: EKG prubehy - TF 90/min

Obr. B.3: EKG prubehy - TF 120/min

II

Page 48: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. B.4: EKG prubehy - Sinusova zastava

Obr. B.5: EKG prubehy - Flutter sını

Obr. B.6: EKG prubehy - AV blokada 1. stupne

Obr. B.7: EKG prubehy - AV blokada 2. stupne

III

Page 49: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. B.8: EKG prubehy - Deprese ST useku

Obr. B.9: EKG prubehy - Elevace ST useku

IV

Page 50: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

C UKAZKA CELNIHO PANELU

UZIVATELSKEHO ROZHRANI

Obr. C.1: Ukazka celnıho panelu - sinusova tachykardie

V

Page 51: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

D BLOKOVA SCHEMATA PROGRAMU

Obr. D.1: Blokove schema I.

VI

Page 52: VYSOKE U CEN I TECHNICKE V BRN E - CORE · AV blok ady, arytmie sinusov e, supraventrikul arn , komorov e, gener ator EKG sign alu, LabVIEW, simulace patologi , srdce ABSTRACT Bachelor

Obr. D.2: Blokove schema II.

VII