Молодежный инновационный вестникМолодежный инновационный вестник2415-7805Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации8545UnclassifiedDEVELOPMENT OF AN AUTOMATED SYSTEM FOR THE ANALYSIS OF STUDENTS' CARDIAC RHYTHM DURING THE PASSIVE ORTHOSTATIC TESTBaklanovaAnna Alexandrovnabklnv08@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2874-2068Voronezh State University2004202312S25795810503202316042023Copyright © 2023, Baklanova A.A.2023<div id="f11jnc6b-OQomu3y" class="Root Root_inited" data-state-id="1_kymw0" data-type="translate" data-subtype="empty"> <div class="Organic organic Typo Typo_text_m Typo_line_s i-bem" data-bem="{organic:{}}"> <div class="Organic-ContentWrapper organic__content-wrapper"> <div class="Translate Translate_text"> <div class="Translate-Output Translate-Output_size_l"> <div class="Translate-OutputText Translate-OutputText_scroll" role="article" aria-label="Основной перевод: Relevance. This article discusses the problems of prevention of sudden cardiac death (SCD) in patients with long QT syndrome and the need for further study of this syndrome. Goals and objectives. Development and testing of an automated system for analyzing the amplitude-time parameters of a high-resolution electrocardiogram. Registration of high-resolution ECG of student volunteers. Methods and materials. The research was carried out on the basis of the Laboratory of Normal Physiology of VSMU and the Laboratory of Electrophysiology and Functional Diagnostics named after Prof. Alexander Ivanovich Lakomkin, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Medicine and Biology, VSU. Registration of respiration, rheography and ECG of student volunteers was carried out using an electroencephalograph recorder ENCEPHALAN - EEGR - 19/26 with a sampling frequency of 250 Hz. The amplitude-time parameters of the ECG of the examined students were calculated and analyzed using the developed"> <div class="Translate-TargetText Translate-TargetText_userSelect_enabled" aria-hidden="true">Relevance. This article discusses the problems of prevention of sudden cardiac death (SCD) in patients with long QT syndrome and the need for further study of this syndrome. Goals and objectives. Development and testing of an automated system for analyzing the amplitude-time parameters of a high-resolution electrocardiogram. Registration of high-resolution ECG of student volunteers. Methods and materials. The research was carried out on the basis of the Laboratory of Normal Physiology of VSMU and the Laboratory of Electrophysiology and Functional Diagnostics named after Prof. Alexander Ivanovich Lakomkin, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Medicine and Biology, VSU. Registration of respiration, rheography and ECG of student volunteers was carried out using an electroencephalograph recorder "ENCEPHALAN - EEGR - 19/26" with a sampling frequency of 250 Hz. The amplitude-time parameters of the ECG of the examined students were calculated and analyzed using the developed</div> </div> </div> </div> </div> </div> </div>ECGcardiorhythmRR intervalQT intervalorthostatic testsyncopestudentЭКГкардиоритмRR-интервалQT-интервалортостатическая пробасинкопестудент<p>Актуальность. Сердечно-сосудистые заболевания одни из самых распространенных заболеваний с высоким уровнем инвалидизации и смертности как во всем мире, так и в Российской Федерации.</p> <p>CУQT (синдром удлинённого интервала QT или LQTS Long QT syndrome) характеризуется дисфункцией ионных каналов кардиомиоцитов <em>желудочков</em>, замедлением реполяризации миокарда желудочков. В результате возникает асинхронность реполяризации различных участков миокарда желудочков и, как следствие, увеличение ее общей продолжительности [1, 2], что проявляется на ЭКГ в удлинении интервала QT и увеличении его вариабельности.</p> <p>Синдром LQTS потенциально жизнеугрожающая каналопатия. Проявляется в удлинении интервала QT, синкопальных состояниях и развитии полиморфной пируэтной желудочковой тахикардии (TdP torsade de pointes), что приводит к повышению рисков ВСС.</p> <p>Синкопальное состояние (СС) быстро развивающаяся потеря сознания с короткой продолжительностью и внезапным окончанием. По статистике у более 30% населения был хотя бы один случай СС, а у 25% повторяется. Синкопе может выявляться в любом возрасте.</p> <p>Считают, что СУQT может быть врожденным и приобретенным. К настоящему времени обнаружено более 600 мутаций в 16 генах, которые разделили на 15 генотипов LQTS. Установлено, что эти мутации могут происходить в 6 генах калиевых каналов (KCNQ1, KCNH2, KCNE1, KCNE2, KCNJ2, KCNJ5), в 2 генах натриевых каналов (SCN5A, SCN4B), в 1 гене кальциевых каналов (CACNA1C) и в 6 генах специфических структурно-функциональных белков (AKAP9, ANK9, CAV3, SNTA1, CALM1 и CALM2) [3, 4].</p> <p>Цель: Разработка и апробация системы анализа амплитудно-временных параметров ЭКГ высокого разрешения.</p> <p>Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:</p> <ol> <li>Разработка алгоритма, программирование и тестирование системы анализа указанных параметров ЭКГ.</li> <li>Регистрация ЭКГ высокого разрешения студентов-добровольцев.</li> <li>Расчет амплитудно-временных параметров зарегистрированных ЭКГ с использованием разработанной автоматизированной системы.</li> </ol> <p>Материалы и методы. Исследования проведены на базе двух лабораторий нормальной физиологии ВГМУ и электрофизиологии и функциональной диагностики кафедры ФЧЖ ВГУ.</p> <p>В исследовании участвовали 40 юношей-добровольцев в возрасте 18-19 лет.<br />Методологическая основа исследования Национальные Российские рекомендации по применению методики холтеровского мониторирования в клинической практике (2014), Клинические рекомендации. Желудочковые нарушения ритма. Желудочковые тахикардии и внезапная сердечная смерть 2020), Клинические рекомендации Острый инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST электрокардиограммы (2020).</p> <p>Регистрацию дыхания, реографии и ЭКГ студентов-добровольцев осуществляли с помощью электроэнцефалографа - регистратора ЭНЦЕФАЛАН ЭЭГР 19/26 в течение 5 минут в каждом из положений: горизонтальном положении, под углом 30 градусов головой вверх (+30⁰), под углом 15 градусов головой вниз (-15⁰).</p> <p>ЭКГ регистрации в I стандартном отведении с использованием одноразовых электродов Medico Electrodes International Ltc, которые крепили на правую и левую руку.</p> <p>Первичный анализ зарегистрированных параметров включал удаление артефактных участков и оцифровку зарегистрированных ЭКГ. С помощью автоматизированной системы на базе Delphi в полуавтоматическом режиме выделяли отдельные кардиоциклы, включающие PQRST комплексы. Рассчитанные амплитудные и временные параметры ЭКГ-зубцов, длительности RR и QT-интервалов записывали в текстовый файл и подвергали дальнейшей статистической обработки.</p> <p>Принципиальная схема разработанной нами автоматизированной системы анализа амплитудно-временных параметров ЭКГ высокого разрешения включала несколько этапов:</p> <p>- чтение записанных в цифровом формате параметров ЭКГ;</p> <p>- визуализацию ЭКГ по каждому из отведений;</p> <p>- определение максимумов и минимумов P, Q, R, S и T зубцов;</p> <p>- расчет амплитудно-временных параметров ЭКГ зубцов и интервалов;</p> <p>- статистический анализ амплитудно-временных параметров ЭКГ зубцов и интервалов;</p> <p>- оценка вариабельности RR-интервалов и QT-интервалов;</p> <p>- формирование заключения.</p> <p>Для графического отражения большого массива данных на экране дисплея использовали Delphi компонентscrollbox с горизонтальной полосой прокрутки. Для определения точки максимума R-зубца использовали пороговый амплитудный дискриминатор. После определения точки максимума R-зубцов, проводили выделение кардиоциклов и определяли экстремумы P, Q, S и T зубцов. От выделенных экстремумов находили точки начала (start) и конца (end) основных зубцов ЭКГ: P_start, P_end, Q_start, Q_end, S_start, S_end, T_start и T_end. Для автоматизированного (программного) определения начала и конца зубцов ЭКГ использовали метод скользящей средней, позволяющий нивелировать микровольтные колебания биопотенциалов. Благодаря использованию метода скользящей средней удалось реализовать алгоритм, позволяющий автоматически определять окончание T-зубца с точностью до 0.5 с.</p> <p>В ходе вариационного анализа кардиоинтервалов рассчитаны средние значения (mean, M) длительности RR и QT-интервалов, среднеквадратического отклонения (СКО, standard deviation, SD) , коэффициента вариации (КВ) и вариационного размаха. Достоверность анализируемых средних определяли с использованием t-Стьюдента.</p> <p> Результаты исследования и их обсуждение. С использованием разработанной автоматизированной системы проведен первичный анализ зарегистрированных ЭКГ 40 студентов-добровольцев.</p> <p>Установлено, что в горизонтальном положении средняя длительность RR-интервалов составила 921.4151.18 мс (MSD), коэффициент вариации не превышал 5.5%. Временные параметры QT-интервалов характеризовались средней длительностью 300.4940.91 мс, КВ=13.61%. Ортостатическая нагрузка +30⁰ в обследованной группе студентов вызывала достоверное умеренное увеличение (p0.05) средней длительности RR-интервалов (снижение ЧСС). Перевод обследованных студентов в положение -15⁰, напротив, достоверно снижал среднюю длительность RR-интервалов на 6-8% (p 0.05).</p> <p> Проведенный нами графический анализ ЭКГ наглядно показал электрическую неоднородность миокарда обследованных студентов, которая особенно проявлялась в вариабельности амплитудно-временных параметров зубцов P и T зубцов и интервала QT.</p> <p>Заключение. С использованием языка объектно-ориентированного программирования Delphi разработана рабочая версия программы, позволяющая определять и оцифровывать из записи ЭКГ амплитудно-временные параметры основных зубцов и интервалов электрокардиограммы. Разработаны и реализованы в машинном коде алгоритмы нахождения экстремумов основных ЭКГ зубцов с использованием метода скользящей средней. Разработаны и реализованы в программе алгоритмы автоматического определения длительности QT-интервалов, уточнены средние значения продолжительности и вариабельность электрической систолы желудочков. Установлено, что пассивная ортостатическая проба вызывает достоверное изменение длительности кардиоинтервалов обследованных студентов.</p>1.Сединкина Р.Г. Сестринское дело в терапии: учебное пособие для медицинских училищ и колледжей / Р.Г. Сединкина // – М.: ГЭОТАР-Медиа. – 2013.-2.272 с.3.Авилова А.А. Синдром удлиненного интервала Q-T / А. А. Авилова, Е. И. Кириченко, О. В. Родионова // Здравоохранение Дальнего Востока. – 2021. – № 2(88). – С. 44-48. – DOI 10.33454/1728-1261-2021-2-44-48.4.Воробьев Л.В. ЭКГ анализ интервала Q-T с позиций физиологичности сердечных сокращений // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2019. – № 1. – С. 10-15; URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=10595.Делягин В.М. Врождённый синдром удлинённого интервала QT / В. М. Делягин // Лечение и профилактика. – 2021. – Т. 11. – № 4. – С. 57-65.6.Киякбаев Г.К. Аритмии сердца. Основы электрофизиологии, диагностика, лечение и современные рекомендации / Г.К. Киякбаев.; под ред. В. С. Моисеева. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2013. - 240 с.7.Снежицкий // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. – 2018. – Т. 16. – № 4. – С. 388-393. – DOI 10.25298/2221-8785-2018-16-4-388-393.8.Нестерец А.М., Максимов В.Н. Молекулярно-генетические маркеры длительности интервала QT и внезапная сердечная смерть: обзор литературы. Бюллетень сибирской медицины. 2022;21(1):133–143.9.Ревишвили А.Ш. Всероссийские клинические рекомендации по контролю над риском внезапной остановки сердца и внезапной сердечной смерти, профилактике и оказанию первой помощи. / А.Ш. Ревишвили, Н.М. Неминущий, Р.Е. Баталов и др. // Вестникаритмологии. - 2017 г. - № 89. - С. 2-104.