Obsahem článku je popis měřicího systému určeného k záznamu biopotenciálů. Záznam biopotenciálů je možný pomocí až 128 snímacích povrchových elektrod. Vysoká kvalita měřeného signálu je dosažena díky aktivním elektrodám a programovatelné záznamové jednotce. Vysokou ochranu pacienta zaručuje jednotka díky napájení pomocí Li-ion baterie a propojením s USB portem řídicího počítače přes optický kabel. Systém dále zahrnuje software pro zpracování a vizualizaci signálu v reálném čase a řešení inverzní úlohy pro neinvazivní lokalizaci bioelektrických zdrojů v srdci nebo v mozku. Získaný signál je v počítači zpracován a vizualizován pomocí softwaru LiveMap. Tento modulární, open-source software určený k záznamu, zpracování a vizualizaci multikanálového EKG a EEG signálu umožňuje 2D a 3D vizualizaci dat přímo na model lidského hrudníku nebo hlavy. Software je schopen počítat potenciálové a integrální povrchové mapy stejně jako rozdílové mapy použitelné pro diagnostiku srdce nebo mozku. V systému je obsažena také softwarová podpora řešení inverzní úlohy pro zjišťování lokálních ischemických ložisek v myokardu. K nalezení odpovídajícího dipólu představujícího ischemické ložisko používá systém rozdíly v časových integrálech povrchových potenciálů způsobených změnami repolarizace ischemických buněk myokardu spolu s informacemi o rozměrech hrudníku pacienta. Výsledky měření u pacientů s podezřením na ischemii dokazují, že mapování biopotenciálů spolu s inverzní úlohou by mohlo být využíváno k neinvazivnímu odhalení změn srdeční aktivity již v počátcích ischemie.

Portable measuring system with real-time visualization and signal processing software and an inverse-problem-solving method enabling non-invasive location of bioelectric sources in the heart or brain are presented. Measuring system enables simultaneous recording of biopotentials measured in up to 128 body surface nodes relatively to a chosen reference potential. Active electrodes and intelligent data acquisition unit powered by a Li-ion cell enable to achieve high quality of measured signals. Connection to the USB port of a host computer over an optical cable minimizes capacitive coupling and guaranties high level of patient safety. On the computer side, acquired signals are processed and visualized by LiveMap real-time windows-based software. This modular, open source software package for acquisition, processing and visualization of multichannel ECG and EEG signals provides real-time 2D and 3D visualization of various types of data mapped directly to a human chest model. It can compute isopotential and isointegral surface maps, as well as difference and departure maps applicable for direct heart or brain diagnostics. A simple inverse method for identification of local ischemia of myocardial cells was implemented in the system. It uses alterations in time integrals of surface potentials connected with changed repolarization of ischemic myocardial cells together with information on torso volume conductor to find an equivalent dipole representing the ischemic lesion. Results on patients with suspected ischemia suggest that mapping of biopotentials combined with simple inverse solution might be a useful tool for non-invasive identification of changed heart activities during starting ischemia.

České vysoké učení technické Praha Fakulta biomedicínského inženýrství Kladno

High resolution multichanel ECG monitoring system for noninvasive heart diagnostics

Lit.: 4