Обнаружение биомеханических проявлений ишемической болезни сердца тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

На правах рукописи

Шерозия Георгий Георгиевич

ОБНАРУЖЕНИЕ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА: КОМПЬЮТЕРНАЯ КАРДИОКИМОГРАФИЯ

01.02.08 - Биомеханика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в НИИ экспериментальной кардиологии Российского кардиологического научно-производственного комплекса МЗ РФ

Научные руководители:

Доктор медицинских наук, профессор

Доктор биологических наук, инженер-физик

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Доктор медицинских наук, главный врач-терапевт

Ведущая организация:

НИИ кардиологии им. В.А. Алмазова

Владимир Михайлович Хаютин

Елена Владимировна Лукошкова

Михаил Александрович Ханин

Евгений Валерьевич Жиляев

РФ, Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится

26 февраля 2004 г. в 1400 часов

на заседании Диссертационного совета ДМ 002.059.03 в Институте машиноведения им. А.А. Благонравова РАН по адресу:

101990, г. Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института. Автореферат разослан января 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного сове^ доктор технических наук, профессор f А.К. Скворчевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) и ее осложнения все еще остаются «убийцей № 1». Центральное место в инструментальной диагностике ИБС принадлежит нагрузочной ЭКГ пробе. Впервые изменения ST сегмента ЭКГ при мышечной нагрузке зарегистрировал Эйнтховен (1908 г.), но использование ЭКГ для диагностики стенокардии началось лишь в 1932 г. Однако относительно низкая чувствительность этой пробы — 68 % [Detrano et al., 1989] - привела ряд кардиологов, особенно в США, к отказу от нагрузочной пробы в пользу более совершенных, но и более дорогостоящих диагностических исследований. Тем не менее, другие видные кардиологи, в частности Фройлихер [Froelicher, 2000], считают подобный отказ преждевременным, так как оптимизация пробы может обеспечить результаты не хуже, чем более совершенные (ультразвуковые, радиационные), но и более дорогие методы..

Чувствительность нагрузочной пробы можно повысить, если во время мышечной работы или сразу после нее (велоэргометрия, тредмилл) будут обнаружены характерные для ИБС изменения не только ЭКГ, но и локальной сократимости сердца. У здорового человека вся передняя стенка левого желудочка (ЛЖ) при систоле несколько смещается в грудную полость, увлекая за собой мягкие ткани межреберий. При ИБС сократимость участка миокарда этой стенки, не получающего при мышечной работе необходимого объема крови, понижается. При систоле такой участок не способен развить напряжение, достаточное для противодействия повышающемуся давлению в ЛЖ. Поэтому он образует «выпячивание» [Горлин, 1980] и приближается к стенке грудной полости, оттесняя мягкие ткани межреберий «наружу». Именно такое их малое смещение и является диагностическим признаком ИБС. Регистрировать низкочастотные смещения мягких тканей межреберий позволяет метод, названный кардиокимографией. Метод кардиокимогра-фии неинвазивен, прост в использовании и недорог. Многоцентровое исследование в США [Weiner et al., 1985] показало, что кардиокимография (ККГ), применяемая как дополнение к обычной ЭКГ через 1-2 минуты после окончания мышечной нагрузки, улучшает как чувствительность, так и специфичность пробы (> 90 %). Как дополнительный к ЭКГ метод кардиокимографии с 1988 г. официально разрешен в США для клинического применения [Handelsman, 1988]. На современном этапе, благодаря использованию компьютера [Paulat, 1991], ККГ можно применять во время пробы с мышечной нагрузкой. Это позволяет сократить длительность пробы и тем самым уменьшить нагрузку, так как при недостаточном кровоснабжении (ишемии) ЛЖ нарушения его локальной сократимости возникают еще до изменений ЭКГ.

Создание компьютерной ККГ [Paulat, 1991] значительно усовершенствовало метод. Тем не менее, с начала 90-х гг. предыдущего века в США, а к концу того же периода и в Германии публикации о результатах применения этого метода практически прекратились. На письменные запросы о причине этого явления проф. Даймонд (США) и д-р Геринг (Германия) ответили одинаково: врачи-кардиологи не слишком заинтересованы методом ККГ, так как его диагностическое применение очень дешево и медицинские страховые компании столь малые затраты не возмещают. Вместе с тем, д-р Геринг заметил, что постоянное повышение стоимости медицинского обслуживания должно привести к необходимости более рентабельных (чем, например, ультразвуковые и радиационные) устройств для неинвазивной диагностики ИБС, и в частности, компьютерной кардиокимографии. Поиски в Интернете (январь 2000 г.; ноябрь 2003 г.) подтвердили,

что показания к применению кардиокимографии, 4Í —__л- у -г^ц-д-д- -___

еще в 1991 г., остаются в силе (программы "Medicar мето-

Лтщиально утвержденные в США

да оплачивается лишь некоторым лицам, начиная с 65 лет, при условии использования его совместно с нагрузочной ЭКГ пробой и при следующих медицинских показаниях: для мужчин - атипичная грудная жаба и боли в грудной клетке неишемического происхождения, для женщин - типичная или атипичная грудная жаба.

Актуальность проблемы. В нашей стране метод кардиокимографии не применяется и остается практически неизвестным. Поэтому разработка этого метода и изучение его применимости во время выполнения нагрузочной велоэргометрической пробы является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с комплексным проектом "Разработка методов диагностики и лечения больных ишемической болезнью сердца", подпрограммой "Национальные приоритеты в медицине и здравоохранении", проводимых Российским кардиологическим научно-производственным комплексом Минздрава России.

Цель работы — создать кардиокимограф и провести его предварительные испытания на здоровых людях, больных с перенесенным инфарктом миокарда, а также на больных ИБС - для подтверждения полезности метода кардиокимографии в диагностике ишеми-ческой болезни сердца.

Задачи исследования:

1) создать действующий макет кардиокимографа с учетом необходимости получения свидетельства об электробезопасности макета;

2) исследовать технические характеристики созданного прибора;

3) разработать методику кардиокимографического исследования;

4) провести испытания нового кардиокимографа на здоровых людях, лицах, перенесших инфаркт миокарда, и на больных ИБС, не имевших инфаркта в анамнезе.

Научная новизна. Создан прибор кардиокимограф и применено программное обеспечение (для персонального компьютера типа IBM; создано Е.В. Лукошковой), позволяющее, при одновременной записи ЭКГ, получать методом когерентного накопления усредненные кардиокимограммы непосредственно в ходе выполнения проб с мышечной нагрузкой. Компьютеризированный кардиокимограф создан в России впервые.

Компьютерная обработка сигнала кардиокимографа позволяет исследователю видеть усредненные кардиокимограммы на экране монитора в реальном времени. Усреднение сигналов кардиокимографа повышает диагностическую эффективность нагрузочной ЭКГ пробы.

Показана возможность проведения нагрузочных кардиокимографических проб в положении сидя, т.е. с использованием вертикального велоэргометра (они несравненно более распространены в нашей стране, чем горизонтальные).

Для предотвращения накапливания пота в камере емкостного преобразователя во время проведения велоэргометрической пробы впервые применено продувание камеры воздухом.

Практическая значимость. Созданный кардиокимограф позволяет записывать движения прекордиальной поверхности грудной клетки непосредственно во время проведе-

ния нагрузочной велоэргометрической пробы. Это должно увеличить диагностическую точность нагрузочной ЭКГ пробы, выполняемой для диагностики ИБС.

Использование персонального компьютера позволяет наблюдать процессы записи и усреднения кардиокимограммы, очищенной от резчайших искажений, обусловленных дыхательными движениями грудной клетки и, в особенности, резкими движениями ног и тела во время нагрузочной пробы. Это снижает число технически неудачных проб.

Применение компьютеризированной кардиокимографии во время велоэргометри-ческой нагрузки позволяет своевременно - при появлении у больного сигнала (кривой) патологического типа [Silverbeig et al., 1980; Gehiing et al., 1998] - принимать решение о прекращении пробы и тем самым способствует повышению ее безопасности.

Внедрение в практику. Степень внедрения - первичная: создана аппаратура, и после получения разрешения Этического комитета Института кардиологии им АЛ. Мясникова РКНПК МЗ РФ (протокол заседания № 60 от 25 декабря 2000 г.) проведены испытания на здоровых лицах, больных с перенесенным инфарктом миокарда и больных ИБС, не имевших инфаркта в анамнезе.

Апробация диссертации состоялась 28 октября 2003 г. на межлабораторном семинаре Института экспериментальной кардиологии РКНПК МЗ РФ. Диссертация рекомендована к защите.

Основные результаты и положения работы представлены на:

1. XLIII научной конференции МФТИ "Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук", Долгопрудный, 2000 г.

2. V Всероссийской конференции по биомеханике "Биомеханика-2000", Нижний Новгород, 2000 г.

3. III научно-практической конференции "Неинвазивное мониторирование состояния сердечно-сосудистой системы в клинической практике", Москва, 2001 г.

4. VI Всероссийской конференции по биомеханике "Биомеханика-2002", Нижний Новгород, 2002 г.

5. V научно-практической конференции "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы", Москва, 2003 г.

6. Юбилейной XXV Международной Интернет-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов по современным проблемам машиноведения, Москва, 2003 г.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 6 работ.

Объем и структура работы: диссертация изложена на 180 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания созданного кардиокимографа и методов исследований, изложения результатов испытаний кардиокимографа и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 174 работы отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 5 таблиц и 49 рисунков.

СОЗДАНИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КАРДИОКИМОГРАФИИ Новый принцип кардиокимографии

В отличие от впервые примененного для кардиокимографии индуктивного датчика перемещения [Золотарев, 1966; Vas, 1967], в новой, «активной» кардиокимографической системе использован емкостный датчик [Ge et al., 1998]. Один из пары электродов (в форме диска) «активной» кардиографической системы устанавливается над участком кожи прекордиальной области, перемещение которого (удаление или приближение к электроду-диску) необходимо зарегистрировать. Второй электрод прикрепляется к коже спины больного, и через него подается слабый электрический ток частотой 50 кГц (рис. 1). В результате образуется «активный» биологический [Geddes, Baker, 1968] емкостный датчик, чувствительный к изменениям расстояния между его «обкладками» - поверхностью кожи прекордиальной области и электродом-диском. Диэлектриком между этими «обкладками» является воздух, а средой, создающей дополнительное сопротивление подаваемому от генератора переменному току, оказываются, фактически, только лишь плазма крови и межклеточная жидкость.

Полный электрический импеданс среды, находящейся между '«активным» электродом и электродом-диском, равен сумме импедансов: а) перехода «электрод-кожная ткань», 6) тканей тела, находящихся между «активным» электродом и электродом-диском, и в) конденсатора, образованного поверхностью кожи и электродом-диском. Площадь перекрытия обкладок этого конденсатора равна площади электрода-диска - 9,6 см2. Расстояние между поверхностью кожи и электродом-диском при кардиокимографи-ческих исследованиях обычно устанавливают равным 0,5-2 мм, а размах колебаний поверхности кожи в разных участках прекордиальной области составляет 30-90 мкм [Eddleman, 1953], а по более новым данным [Ramachandran et а1., 1991] максимально 2040 мкм. Расчет показывает, что не только электрический импеданс такого конденсатора (порядка 1 МОм), но и величина получаемых на практике изменений этого импеданса многократно превосходят суммарный импеданс перехода «электрод-кожная ткань» и тканей тела.

Итак, измеряя импеданс конденсатора, схематически изображенного на рис. 1, можно следить за колебаниями поверхности кожи прекордиальной области.

Измерительная система кардиокимографа

Система (рис. 2) состоит из генератора, блока емкостного датчика, цепи демодуляции (перемножитель и фильтры) и компьютера. На блок-схеме показаны также обкладки конденсатора: а - "активный" электрод, прикрепленный к спине испытуемого; б — электрод-диск емкостного датчика. В основу измерительной схемы положен принцип синхронного детектирования сигнала [Момот, 1961;Манаев, 1990].

Емкостный преобразователь

б ± а т

Генератор Перемножитель

Фильтры

Рис. 2. Блок-схема кардиокимографа. Обозначения: а - "активный" электрод, прикрепленный к спине испытуемого; б - электрод-диск емкостного датчика (преобразователя)

Генератор вырабатывает два синфазных сигнала постоянной частоты: один сигнал имеет прямоугольную форму, другой - треугольную. Сигнал треугольной формы подают на «активный» электрод (на спине). Операционный усилитель преобразователя включен по схеме дифференциатора. Поэтому поступающий на его вход треугольный сигнал преобразуется в сигнал прямоугольный, амплитуда которого прямо пропорциональна величине емкости между пластиной электрода-диска и поверхностью кожи грудной клетки. Этот сигнал и прямоугольный сигнал от генератора поступают на перемножитель. Высокочастотная составляющая выходного сигнала перемножителя устраняется фильтром низких частот. Полученный таким образом низкочастотный сигнал отражает колебания поверхности кожи прекордиальной области.

Техническое решение кардиокимографа

В отличие от системы, предложенной Ge et я1. (1998), в разработанном нами устройстве использованы синфазные сигналы треугольной и прямоугольной формы, вырабатываемые одним и тем же генератором (микросхема ГС^038). Использование треугольного и прямоугольного сигналов упрощает техническое решение схемы.

Кардиокимограф соответствует требованиям электробезопасности ГОСТ Р 50267.092, класс I, тип BF, а в системе с компьютером - требованиям ГОСТ Р МЭК 601-1-1-96 (протокол испытаний на электробезопасность № 24-62-00 от 1 декабря 2000 г; испытания поведены лабораторией ЗАО «ВНИИМП-ВИТА», аккредитованной МЗ России).

Ниже представлены характеристики основных составляющих кардиокимографа.

Генератор собран на прецизионной микросхеме 1СЬ8038. Температурный дрейф вырабатываемой этой микросхемой-генератором частоты не превышает 250 промиль/°С.

Емкостный преобразователь. Принимающая пластина емкостного датчика (преобразователя) выполнена в виде стального диска и расположена в кольце из оргстекла; при исследовании кольцо опирается на грудную клетку (рис. 1). К кольцу прикреплен алюминиевый корпус, в котором находится дифференциатор, собранный на операционном усилителе ОРА134РА. Расстояние от принимающей пластины до поверхности кожи регулируется винтовой подачей. Контроль расстояния между обкладкой датчика и кожей осуществляют с помощью схемы, основанной на микросхеме компаратора ЬМ293ЫС (схема помогает определять «рабочее» расстояние).

Перемножитель. Для демодуляции сигнала использована микросхема линейного четы-рехквадрантного перемножителя КМ525ПСЗА Напряжение на выходе этой микросхемы является произведением напряжений двух входных сигналов. Максимальная ошибка перемножения составляет ±0,25 %, а допустимый частотный диапазон входных сигналов простирается от 0 Гц (сигналы постоянного тока) до 1 МГц. В нашем случае на перемножитель подаются сигналы с датчика (вход У1) и с генератора (вход XI).

Фильтры. Выходной сигнал перемножителя пропускается последовательно через два фильтра - высоких и низких частот. Пассивный фильтр высоких частот представляет собой дифференцирующую ЯС-цепочку с частотой среза по уровню 3 дБ 0,1 Гц. Эта частота выбрана потому, что фильтр должен не только устранять постоянную составляющую сигнала, поступающего с перемножителя, но и пропускать изменения этого сигнала, отображающие движения сердца (порядка 1 Гц и выше). Фильтр низких частот - активный, выполнен на микросхеме операционного усилителя ТЬ082. Использована схема фильтра Баттерворта второго порядка, обеспечивающая частоту среза по уровню. 3 дБ 470 Гц.

Блок гальванической развязки. Для защиты человека от поражения электрическим током использована оптоэлектронная гальваническая развязка прибора и персонального компьютера, выполненная на оптроне ЫСКИ200. Этот оптрон предназначен для передачи аналоговых сигналов при низкой (не более 0,01 %) нелинейности. Полоса пропускания оптрона по частоте - от сигналов постоянного тока до 1 МГц.

Источник питания. Собран специальный стабилизированный источник питания, который работает при подключении к сети переменного тока частотой 50-60 Гц, 220±20В и обеспечивает выполнение требований электробезопасности. Напряжение на выходах блока питания постоянное, равное + 15Ви-15В относительно общей «земли». Уровень пульсации (переменной составляющей) выходного напряжения не превышает 0,3 мВ от пика до пика.

Технические характеристики кардиокимографа

Размеры и вес. Кардиокимограф выполнен в виде трех блоков: 1) емкостного преобразователя; 2) детектирующего устройства, содержащего генератор, перемножитель, фильтры и устройство гальванической развязки, и 3) блока питания.

Вес преобразователя 30 г, высота 35 мм, наружный диаметр опорного кольца, накладываемого на грудную клетку, 55 мм, внутренний - 39 мм. Диаметр принимающей пластины датчика 37 мм. Расстояние от поверхности кожи до принимающей пластины ус-

танавливают винтом, припаянным к середине пластины перпендикулярно ее поверхности. Максимальный ход винтовой подачи от плоскости опорного кольца внутрь корпуса, преобразователя 8 мм. Размеры- детектирующего блока кардиокимографа 137x190x40 мм, вес приблизительно 150 г. Размеры блока питания 120x170x210 мм, вес 4,4 кг.

Для оценки измерительных свойств системы проведено модельное исследование — определена зависимость постоянной составляющей сигнала на выходе перемножителя от расстояния между обкладками плоского конденсатора, образованного двумя параллельными металлическими пластинами, и измерены шумовые параметры этого сигнала. Одна пластина имитировала поверхность кожи человека, другая - принимающую пластину датчика.

Экспериментально определенная зависимость напряжения на выходе перемножителя (В) от расстояния х (мм) между обкладками конденсатора описывается формулой 17 = 1,14х<9

Измерение характеристики шума кардиокимографа показало, что при расстоянии между пластинами датчика 1 мм отношение амплитуд сигнал/шум равняется 70. Расчетное максимальное расстояние, на котором можно производить измерения, составляет приблизительно 6 мм. На практике это расстояние обычно не более 3 мм.

В работе аналитически показано, что зависимость величины сигнала кардиокимо-графа от амплитуды колебаний поверхности кожи прекордиальной области практически линейная.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБСЛЕДОВАННЫХ ЛИЦ

Регистрация и обработка кардиографических сигналов

Одновременно с регистрацией сигнала кардиокимографа во всех исследованиях -как на здоровых, так и на больных людях - регистрировали также ЭКГ. Кроме того, испытывая работоспособность кардиокимографа на здоровых добровольцах, для определения моментов начала и окончания фазы изгнания крови из левого желудочка регистрировали фонокардиограмму, а для уточнения природы наиболее медленных колебаний. сигнала кардиокимографа, с периодом несколько секунд, - пневмограмму. Для получения первичных сигналов ЭКГ и ФКГ использовали стандартные методы. Особенности размещения ЭКГ электродов в разных сериях испытания кардиокимографа описаны в соответствующих разделах. Сигнал, отражающий фазы и глубину дыхания, получали методом индукционной пневмографии [Cohn, 1982; Sinton, 1988]. Этот метод реализован в нашей лаборатории [Лукошкова, Вабниц, 2002] на основе реографа РПЦ 01 (ЗАО НТЦ «Медасс», Москва). Для визуализации, регистрации и, если необходимо, дополнительной обработки всех кардио- и пневмографических сигналов использовали персональный компьютер. Предварительную дискретизацию сигналов (с частотой 1000 Гц) обеспечивала специальная дополнительная плата - 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь ADC-12M (НПФ «Биола», Москва), - вставляемая непосредственно в системный блок компьютера.

Методика регистрации кардиокимограммы. Определив выбранное межреберье прекордиальной области грудной клетки, над его серединой устанавливали центр принимающей пластины емкостного преобразователя кардиокимографа. Преобразователь фиксировали резиновой лентой или эластичным бинтом, прижимая кольцо из оргстекла к грудной клетке с силой, достаточной для надежного крепления, но не вызывающей у обследуемого лица неприятных ощущений. Активный электрод кардиокимографа прикрепляли либо на спину, либо, во время велоэргометрической пробы, на боковую поверхность грудной клетки.

После подключения электродов к генератору и ко входу аналого-цифрового преобразователя производили настройку емкостного преобразователя. Цель настройки - используя специально предусмотренную винтовую подачу, установить расстояние между кожей и принимающей пластиной преобразователя так, чтобы: 1) отношение амплитуд полезного сигнала и шума было достаточно большим; 2) движения грудной клетки, не связанные с деятельностью сердца, т.е. вызываемые дыханием или движениями ног и туловища во время велоэргометрии, не препятствовали обнаружению полезного сигнала.

При исследованиях в состоянии покоя, лежа на спине, для фиксации преобразователя применяли относительно жесткую резиновую ленту (длина 130 см, ширина 4 см, толщина 1,5 мм). Во время велоэргометрических проб преобразователь фиксировали более растяжимым эластичным бинтом, применяемым для профилактики варикозного расширения вен нижних конечностей. Использование более эластичного крепления позволило значительно уменьшить величину сигналов, обусловленных дыхательными движениями и движениями ног. Результаты измерения жесткости эластичного бинта и резиновой ленты (их исходная, до растяжения длина - 1 м) таковы: бинт - 0,5 кГ/м, лен-та-12,5 кГ/м.

Еще один источник сигнала-помехи во время велоэргометрической пробы - вызываемые движениями тела перемещения проводов, которые соединяют емкостный преобразователь с перемножителем. Для ослабления такого рода помех использовали гибкие тонкие одножильные провода в тефлоновой оплетке и лейкопластырем прикрепляли их к телу обследуемого лица.

Наконец, чтобы устранить пот, накапливающийся под преобразователем во время велоэргометрической нагрузки, его корпус продували воздухом при скорости подачи 1 л/мин. Использовали обычный компрессор для аквариума. Воздух подавали по тонкой (внутренний диаметр 2 мм) силиконовой трубочке. Для обеспечения оттока воздуха в корпусе преобразователя предусмотрены отверстия.

В зарубежной литературе положение датчика обозначают буквой V, добавляя к ней индекс из двух цифр. Первая цифра - номер воображаемой прямой линии, проходящей вдоль грудной клетки через ту или другую позицию отведения ЭКГ (по системе Вильсона), а вторая - обозначение номера межреберья. Эти линии соответствуют: V! - правому краю грудины; "У2 — левому краю грудины; Уз - середине между линиями Vг и V4, (последняя - это левая срединно-ключичная линия), V - левой передней подмышечной линии.

Для того чтобы контакт электродов с телом больного во время движений не нарушался, провода, идущие от ЭКГ электродов к усилителю, фиксировали на теле повязкой, состоящей из нескольких слоев эластичного бинта.

Программное обеспечение для регистрации и обработки кардиокимограмм. Созданная Е.В. Лукошковой компьютерная программа позволяет: 1) наблюдать на экране монитора персонального компьютера все регистрируемые сигналы в реальном времени, 2) записывать их на жесткий диск (для повторного воспроизведения и, при необходимости, дополнительной обработки), 3) производить фильтрацию и когерентное усреднение сигналов, 4) распечатывать результаты исследования. Для выявления во время велоэргометрической пробы кардиокимографических сигналов, вызываемых деятельностью сердца, использовали когерентное усреднение с синхронизацией по R-зубцу ЭКГ.

Протоколы исследований

Исследования в покое: лежа на спине или сидя. После фиксации преобразователя кардиокимографа, датчика фонокардиограммы и наложения ЭКГ электродов (ЭКГ записывали в отведении, которое применяют при мониторировании ЭКГ по Холтеру), испытуемый отдыхал в течение 5 минут. В это время исследователь настраивал преобразователь кардиокимографа.

Для решения ряда задач кардиокимограмму регистрировали в течение 10-15 секунд в условиях произвольной остановки дыхания сразу после выдоха обычной глубины. Такая остановка ни у кого из обследуемых затруднений не вызвала. Кардиокимограммы регистрировали над одним из участков (или несколькими, поочередно) прекордиальной области.

Исследования во время велоэргометрической ЭКГ пробы. В этих исследованиях использовали стандартную систему 12 отведений ЭКГ. При велоэргометрической пробе в вертикальном положении тела ЭКГ электрод для отведения V3 располагали несколько ниже стандартного, оставляя место для преобразователя кардиокимографа.

Протокол велоэргометрической пробы соответствовал принятому в Отделе новых методов диагностики Института клинической кардиологии им. АЛ. Мясникова РКНПК МЗ РФ. Нагрузка непрерывная, возрастающая ступенями при начальной мощности 25 Вт. Продолжительность каждой ступени 3 минуты, по истечении которых нагрузку увеличивали на 25 Вт. Пробу прекращали по решению врача. После прекращения нагрузки больной отдыхал сидя в седле велоэргометра (в случае горизонтального велоэргометра -лежа) в течение 5-10 минут. Продолжительность отдыха зависела от скорости восстановления состояния больного. Пробу считали положительной, т.е. подтверждающей заболевание ИБС, при появлении ишемических изменений на ЭКГ (снижение или подъем относительно изолинии сегмента ST на 1 мм (100 мкВ) и более), либо при возникновении типичного приступа стенокардии.

Кардиокимограмму регистрировали: 1) в покое до начала пробы; 2) во время нагрузочной пробы; 3) во время отдыха после нагрузки. После прекращения нагрузки кардио-кимограмму продолжали регистрировать до момента исчезновения ишемических изменений на ЭКГ, а если таковые отсутствовали, то по решению врача.

Методы регистрации при работе на горизонтальном велоэргометре (положение тела лежа) не отличались от уже указанных. Единственное существенное отличие - ЭКГ электроды оказалось удобнее крепить в подключичных областях и нижней части живота.

Характеристика лиц, включенных в исследование

В исследование включено 58 человек, среди которых были: 1) здоровые испытуемые, 2) больные, перенесшие инфаркт миокарда, 3) больные с подозрением на ИБС. Средний возраст, пол и распределение обследованных лиц по группам приведены в Таблице.

Больные, госпитализированные в связи с подозрением на ишемическую болезнь сердца, прошли ангиокоронарографию. Именно у них регистрировали кардиокимограм-му во время велоэргометрической пробы. При подборе больных исключали лиц с: 1) дисфункцией синусового узла; 2) постоянной формой мерцания и трепетания предсердий; 3) вживленным электрокардиостимулятором; 4) некоррелированной артериальной гипертонией; 5) декомпенсированной сердечной недостаточностью.

Таблица

Число и характеристики обследованных лиц

Групла лиц Число лиц Мужчин Женщин Средний возраст, лет (m ± SD)

Здоровые испытуемые 18 17 1 26 ±6

Больные, перенесшие инфаркт миокарда 27 22 5 64±7

Больные с подозрением на ИБС 13 12 1 57 ± И

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ КАРДИОКИМОГРАФА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Кардиокимограммы здоровых испытуемых

Форма кардиокимографических кривых. Для отработки метода кардиокимографии и установления соответствия получаемых кривых известным из литературы у 14 здоровых людей емкостный преобразователь устанавливали над позициями V34 и "V35. Участок V34 обычно приходится на центр передней стенки ЛЖ, и именно над ним чаще всего регистрировали кардиокимограммы у больных ИБС [Vas et al., 1979; Silverberg et al., 1980; Werner et al., 1985]. На время записи испытуемые задерживали дыхание. Фрагмент соответствующей записи сигналов (без усреднения) одного из здоровых испытуемых приведен на рис. 3.

В кардиокимографическом сигнале, записанном над участками "У34 и "У35 у здоровых людей в положении лежа, выявляется, прежде всего, основная волна большой амплитуды - глубокое понижение кривой, происходящее, как можно судить по напраа!ению сигнала кардиокимографа вниз, во время систолического изгнания крови из левого желудочка, т.е. определяемая уменьшением его объема. Начало глубокого понижения записи обычно совпадает с концом первого тона ФКГ (конечная низкочастотная часть I тона соответствует открытию аортального и легочного клапанов; Кассирский, 1980). Начало возвращения записи к исходному уровню несколько опережает возникновение второго тона ФКГ или совпадает с его началом. Малые волны, т.е. относительно медленные низкоамплитудные колебания, появляются после сокращения предсердий (после волны Р на ЭКГ) и регистрируются до или даже несколько позднее появления рИЗ-комплекса. Кроме того, у некоторых испытуемых малые волны возникают также перед вторым тоном ФКГ.

_ | 1 | ; : ; | | ; |

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Рис. 3. Кардиокимограмма, записанная над участком Уз< у здорового испытуемого ' Ш.Г.Г. 26 лет. Положение лежа. Задержка дыхания.

Сверху вниз: электрокардиограмма, кардиокимограмма, фонокардиограмма, время - в миллисекундах. Цифрами 1,2 и 3 обозначены точки, использованные при измерениях, цель и результаты которых изложены в тексте.

На записи, представленной на рис. 3, вслед за первым резким отклонением кардио-кимограммы вниз (участок 1-2) обычно возникает относительно небольшая волна (ее вершина обозначена как точка 3). Отметим, что на рис. 3 эта волна выражена значительно сильнее, чем у других здоровых испытуемых. Физиологическая причина появления этой волны у здоровых лиц до сих пор точно не выяснена. Вероятно, эта волна отражает явление «сердечного толчка». Об этом можно судить, в частности, по данным картирования микродвижений 16 участков прекордиальной области: в участке УИ (правый желудочек) волна 3 почти отсутствует, а наиболее выражена она в участках У35 и "У45 (изохронная регистрация относительно пика рИЗ комплекса ЭКГ; ОкжЗа е! а1., 1988).

Кардиокимографические кривые, подобные приведенной на рис. 3, обычно регистрируются при размещении преобразователя над участками У34 и У35 прекордиальной области, реже над "У24 и \Ш. По форме они соответствуют приведенным Сильвербергом и соавт. ¡ЖуеЛещ е! а1., 1980], и обозначены ими как тип I, характерный для здоровых людей.

Исследователи, создававшие метод кардиокимографии [обзоры: Forrester et al., 1978; Vas, 1981; Handelsman, 1988; Gehring, 1992], почти не уделяли внимания физиологическим явлениям, определяющим происхождение малых волн. Этому методу предшествовал (50-70 гг. прошлого века) метод, названный кинетокардиографией и заключающийся в регистрации микродвижений прекордиальной области грудной клетки у лежащих людей во время произвольной остановки дыхания. Кинетокардиограмму регистрировали различными контактными датчиками малых перемещений [Андреев и Андреева, 1971; Eddleman, 1974]. Создатели этого, более старого метода уделили значительное внимание происхождению малых колебаний. Форма кардиокимограммы у здоровых людей достаточно удовлетворительно совпадает с формой кинетокардиограммы, так как регистрируются одни и те же перемещения тканей межреберья, вызванные циклами сокращение-расслабление сердца, но в первом случае дистантным, а во втором - контактным преобразователем.

Чтобы убедиться в соответствии низкоамплитудных колебаний кинетокардиограм-мы и кардиокимограммы, на 20 записях последней (14 испытуемых, позиции V34 и V3j) были измерены три временных интервала. Их начальный отсчет - зубец Q комплекса QRS, а конечные указаны цифрами 1, 2 и 3 на кардиокимограмме рис. 3. Точка 1 соответствует началу изоволюмического сокращения левого желудочка, точка 2 - началу «сердечного толчка», а точка. 3 - пику последнего и началу фазы изгнания. Средние величины интервалов (± стандартное отклонение) таковы: 34 ± 15 мс; 73 ± 20 мс; 119 ± 20 мс.

Усреднение кинетокардиограмм (участок V45) 102 здоровых испытуемых при начале отсчета времени от Q зубца ЭКГ дало следующие результаты: 1) окончание предсердной волны - 30 мс; 2) начало волны «сердечного толчка» - 80 мс; 3) ее окончание и начало изгнания крови из ЛЖ - 125 мс [Eddleman, Bancroft, 1967]. С учетом индивидуального разброса (стандартное отклонение ±15-20 мс), различия участков записи (в нашем случае V34 и V35) и методов регистрации совпадение данных хорошее, а значит, точки 1,2 и 3 на рис. 3 соответствуют тем же моментам кардиоцикла, которые определили Эддлеман и Банкрофт, как итог многолетних исследований. По более новым данным, вошедшим в учебник [Braunwald, 1992], интервал от Q зубца до начала фазы предызгнания равен 132 ± 10 мс (среднее ± стандартное отклонение). Это соответствует третьему из измеренных нами временных интервалов.

Таким образом, перенос представлений о происхождении низкоамплитудных волн кинетокардиограммы на кардиокимограмму является правомочным.

Карты кардиокимографических кривых

Имеет ли смысл, используя кардиокимографию при диагностике ИБС, записывать кривые над какими-либо еще участками прекордиальной области кроме V34 или V35? Чтобы ответить на этот вопрос, у 4-х здоровых людей (от 25 до 42 лет) в положении лежа на спине регистрировали кардиокимограммы над рядом участков. Затем располагали кривые соответственно местам их регистрации, получая карту кардиокимограмм.

В первой серии испытаний регистрировали кардиокимограммы, располагая преобразователь над 9 участками прекордиальной области: по линиям 2, Зи4вЗ,4и5 межре-берьях. Во второй серии преобразователь перемещали над одним из межреберий, и после каждой записи все более смещали его в латеральном направлении. В третьей серии испытаний преобразователь помещали над различными участками прекордиальной об-

ласти, лежащими на одной из линий: У2, V3 или У,. Расстояние между соседними участками, над которыми регистрировали кардиокимограммы, равнялось 1 см.

Выводы, следующие из результатов картирования, таковы: 1) кардиокимограммы типичной формы обычно регистрируются над участками У4, У34 и У3'; 2) форма кар-диокимограмм над третьим межреберьем подвержена сильным индивидуальным изменениям и, очевидно, подобные записи мало подходят для диагностики ИБС; 3) форма кардиокимограмм, записанных над участками У44 (иногда У45), часто сходна с апекс-кардиограммой (см. ниже); 4) записи кардиокимограмм над участком У25 не всегда информативны.

Воспроизводимость формы кардиокимограмм

Устанавливая опорное кольцо емкостного преобразователя на прекордиальную область, центр принимающей пластины старались совместить с серединой выбранного межреберья. Понятно, что установить преобразователь всякий раз в точности одинаково невозможно. Возникает вопрос: насколько точно воспроизводится форма кардиокимо-грамм при повторном расположении кольца преобразователя на одном и том же месте прекордиальной области?

Испытания кардиокимографа на воспроизводимость формы кривых осуществлены на 5 здоровых людях. У каждого из них датчик в разные дни устанавливали по одним и тем же линиям - У3 и У4 и над теми же самыми - 3,4 и 5-ым - межреберьями. На время записи испытуемые задерживали дыхание.

Для выяснения степени воспроизводимости кардиокимограмм проведен анализ 96 записей, полученных над различными участками прекордиальной области. Подсчитывали количество совпадающих и несовпадающих по форме записей, произведенных в разное время над одним и тем же участком прекордиальной области у каждого испытуемого. Критерий несовпадения - сильное изменение формы записи ККГ (вплоть до инвер-тации основной волны кардиокимограммы).

В 83 % случаев (80 го 96) форма многократно повторенных записей, над одними и теми же участками прекордиальной области у одного и того же человека, практически не изменилась. То, что воспроизводимость не достигает 100 %, видимо, объясняется недостаточно строгими условиями регистрации кривых. В частности, их записывали в различное время рабочего дня. Другая возможность: не строго идентичная установка преобразователя при повторных исследованиях. Кроме того, часть записей кардиокимо-грамм являлись <сгренировочными», то есть некоторое их количество потребовалось для того, чтобы научиться регистрировать кардиокимограммы. Учитывая все три указанные причины, воспроизводимость, кардиокимограмм можно считать удовлетворительной.

Каково же допустимое при установке преобразователя отклонение от некоторого вполне определенного участка, при котором сигнал кардиокимографа не претерпевает существенных изменений? Несколько проведенных испытаний показали, что если смещение преобразователя относительно начальной «точки» - У34 не превышает 1 см, то форма кардиокимограммы изменяется незначительно.

Главный вывод из полученных результатов: установка преобразователя при регистрации кардиокимограмм требует внимания и тщательности.

Регистрация «верхушечного» толчка

Запись низкочастотных колебаний прекордиальной области в точке максимального «верхушечного» толчка называют апекс-кардиограммой (от лат. apex - верхушка). Движение сердца «наружу», направленное к датчику, отображается отклонением записи вверх, а втягивание стенки ЛЖ при сокращении внутрь — опусканием записи. Верхушечный толчок, вопреки своему названию, вызывается движением не анатомической верхушки сердца, а перемещением участка стенки левого желудочка, находящегося выше и правее верхушки [O'Rahilly, 1952; Олейник, 1966]. Форма записи «верхушечного» толчка весьма характерна. «Верхушечный» толчок записывали у 15 здоровых людей (от 20 до 41 года) в положениях сидя и лежа на спине.

Место верхушечного толчка обычно определяли пальпацией: оно находилось в 4 либо в 5 межреберье, вблизи линии 4 (срединно-ключичной). Форма кривых, зарегистрированных при расположении преобразователя над зоной пальпации «верхушечного толчка», соответствует типичным апекс-кардиограммам здоровых людей, зарегистрированным как при помощи кардиокимографического преобразователя [Ollendorf et al., 1971], так и при сопоставлении записей сделанных таким же и контактными преобразователями [Hendel et al., 1979]. Таким образом, новая модель кардиокимографа и в этом случае успешно прошла испытание.

Дыхательный компонент сигнала кардиокимографа

Кардиокимограф чувствителен к дыхательным движениям грудной клетки. Соотношение амплитуд «дыхательной» и «сердечной» составляющих сигнала ККГ сильно зависит от глубины дыхания и от его фазы, а также от степени прижатия кольца преобразователя к грудной клетке, участка прижатия, наконец, от конституции обследуемого лица. Влияния дыхательных движений на сигнал кардиокимографа проявляются в виде медленных колебаний большой амплитуды. Амплитуда колебаний, вызванных движениями сердца, существенно меньше. Попадая в различные фазы дыхания, эти колебания (полезный сигнал) сильнейшим образом изменяются, особенно на фронтах дыхательных колебаний. Таким образом, дыхательные изменения кардиокимографического сигнала являются помехами, которые затрудняют, а нередко даже делают невозможным чтение кардиокимограмм.

Дыхательные колебания кардиокимографического сигнала устранялись компьютерной программой при помощи адаптивной фильтрации. После такой фильтрации, т.е. устранения дыхательных волн механического происхождения, в сигнале ККГ сохраняются некоторые изменения, повторяющиеся при каждом дыхательном цикле. Очевидно, эти компоненты сигнала отражают физиологические влияния дыхания на работу сердца, в первую очередь, характерные изменения величины ударного объема в течение дыхательного цикла [Elstad et al., 2001].

Выявление изменений формы кардиокимограмм у больных, перенесших инфаркт миокарда

Еще одно испытание нового кардиокимографа заключалось в проверке возможности выявить изменения кардиокимограмм у больных, перенесших инфаркт миокарда. Исследовали 27 больных (возраст от 50 до 76 лет), госпитализированных по поводу аритмий и постинфарктного кардиосклероза (давность перенесенного инфаркта миокарда от двух месяцев до 20 лет). Испытание проведено с участием врача-кардиолога, к.м.н. М.С. Бек-

босыновой. Кардиокимограммы записывали во время задержки дыхания (10-15 с) после обычного выдоха. Во всех случаях имелись заключения исследования сердца ультразвуковым методом.

У 15 больных (55,5%) выявлены аномальные кардиокимограммы типа II или Ш (рис. 4). По Сильвербергу и соавт. ^ДуеЛещ Ы а1, 1980] кардиокимограммы типа II характерны для больных с начальной стадией ишемической болезни сердца, а типа III -для больных с тяжелой ее формой.

О 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000

Рис. 4. Аномальные кардиокимограммы тип И (слева; И.Б.А., 66 лет) и тип III (справа; Ф.Л.И., 55лет) у больных, перенесших инфаркт миокарда. Левая запись - над участком Уз5, правая - над Ум. Сверху вниз: электрокардиограмма, кардиокимограмма, время в миллисекундах.

При ультразвуковом исследовании у этих больных обнаружены: а) аневризма верхушки сердца, гипокинез или дискинез в этой области; б) гипо- или акинез нижней трети передней стенки левого желудочка; в) гипокинез боковой и нижней половины передней стенки левого желудочка.

Кардиокимограммы у 5 больных оказались нормальными, типа I. При ультразвуковом исследовании зоны дискинезии у них не обнаружены. У 6 других больных кар-диокимограммы так же оказались типа I. Однако при ультразвуковом исследовании у них установлен перенесенный инфаркт задней или заднебоковой локализации, либо ги-покинез задней стенки левого желудочка.

У одного больного с диагнозом ИБС дискинезия в областях, доступных для эхолокации, не обнаружена. Однако кардиокимограмма у этого больного оказалась аномальной, типа II.

Кардиокимограммы со стороны спины или левой боковой поверхности грудной клетки мы не исследовали. В принципе они регистрируются [Оау й а1., 1976], но их форма и значимость для диагностики ИБС не изучены.

В предшествующем исследовании [Тягот е! а1., 1980] аномальные кардиокимограммы выявлены у 54 % больных с перенесенным инфарктом миокарда, а при данном испытании нового прибора - у 55,5 %, что одно и то же.

Кардиокимографические исследования во время велоэргометрической ЭКГ пробы у лиц с предполагаемой ишемической болезнью сердца

Явления, затрудняющие кардиокимографические исследования при нагрузочной пробе. Условия кардиокимографического исследования на человеке, находящемся в спокойном состоянии лежа на спине, и во время велоэргометрической нагрузки существенно отличаются: в последнем случае обследуемый активно движется. Значительные движения ног и тела, как и дыхательные движения, для кардиокимографии являются сильными помехами. Высокоамплитудные волны, вызываемые движениями тела, не позволяют распознать колебания, отражающие работу сердца. Однако метод когерентного усреднения позволил устранить влияние даже столь значительных помех на кардиоки-мографические сигналы.

Еще одно явление, затрудняющее использование кардиокимографии при нагрузочной пробе - выделение пота. Для предотвращения скопления пота под воспринимающей пластиной преобразователя его корпус (а соответственно, и узкую щель между этой пластиной и участком кожи) продували воздухом. Такой способ применен впервые.

Влияниеположения тела.на кардиокимограмму. Первоначально при выполнении нагрузочной пробы по Мастеру (степ-тест) [Ollendorf et al., 1971], а позже на беговой дорожке (тредбане) [Silverberg et al., 1980; Weiner et al., 1983, 1985] кардиокимограмму регистрировали до начала пробы и через 2-3 минуты после ее окончания, в условиях произвольной остановки дыхания на время записи. Как до, так и после пробы кардиоки-мограммы у здоровых испытуемых [Ollendorf et al., 1971] и у больных [Silverberg et al., 1980; Weiner et al., 1983,1985] записывали в положении лежа.

Во всех работах немецких исследователей усредненные кардиокимограммы регистрировали во время выполнения нагрузочной ЭКГ пробы на горизонтальном вело-эргометре, т.е. в положении лежа [Gehring et al., 1994,1998; Schmucker et al., 1995; Вей-деманн и соавт., 1996; Gauss et al., 2001]. В нашей стране несравненно более распространена нагрузочная ЭКГ проба на вертикальном велоэргометре, т.е. в положении сидя. Поэтому предварительно следовало выяснить, изменяется ли форма кардиокимо-граммы в положении сидя по сравнению с положением лежа.

При изменении положения тела человека с горизонтального на вертикальное положение сердца относительно ребер и позвоночника изменяется. Эти изменения подробно изучены рентгеновским методом [Mainland, Gordon, 1941]. У молодых здоровых людей нижняя граница сердца в положении стоя опускается по сравнению с положением лежа не более чем на одно межреберье. При изменении положения тела с лежа на сидя опускание нижней границы сердца едва ли превышает эту величину. Насколько существенно изменяется при этом форма кардиокимограммы?

Чтобы определить это, мы записали кардиокимограммы у 15 здоровых людей (от 20 до 78 лет) сначала в положении лежа, затем сидя, в покое. После записи в положении лежа испытуемый садился, и преобразователь повторно устанавливали над тем же самым участком прекордиальной области, как правило, над V34. Всего зарегистрировали 37 пар кардиокимограмм в положениях сидя и лежа. Из них совпали 31, а не совпали шесть. Критерий совпадения - наличие характерных волн на сопоставляемых парах кар-диокимограмм. Для всех записей над участком Vj4 форма кардиокимограмм не претерпела значительных изменений. Обычно она изменялась при записи над участками V44 или V4J. Это, вероятно, объясняется опусканием области «сердечного толчка». В неко-

торых случаях, в положении сидя, «сердечный толчок» становился более выраженным, т.е. амплитуда его увеличивалась.

Таким образом, в 84 % случаев опускание сердца при вертикальном положении тела существенно не влияло на форму кардиокимограммы. И хотя в остальных случаях эта форма заметно изменялась, представлялось целесообразным осуществить нагрузочную ЭКГ пробу, используя вертикальный велоэргометр.

Результаты нагрузочной ЭКГпробы на вертикальном велоэргометре и анализ кардиокимограмм. В испытаниях кардиокимографа во время велоэргометрической ЭКГ пробы приняли участие 13 больных (от 38 до 73 лет) с предварительным диагнозом ИБС и, для сравнения, 4 здоровых испытуемых (от 21 до 42 лет). Испытания проведены при непосредственном участии кардиолога, д.м.н., проф. Г.В. Рябыкиной. Сопоставляли результаты кардиокимографии и электрокардиографии при одновременной записи. Эти результаты сопоставляли также с данными ангиокоронарографии, проведенной до или после велоэргометрической пробы. Преобразователь помещали над участком У34.

У всех здоровых испытуемых кардиокимограммы были нормальными, типа I. Повышение нагрузки вызывает у здоровых людей увеличение амплитуды «сердечного толчка» и укорочение систолы, что, надо думать, связано с усилением сокращений всех отделов сердца.

Результаты для 10 обследованных больных следующие (в 3 случаях из 13 записи ККГ, либо ЭКГ были непригодны для анализа).

Подгруппа I. Совпадение изменений ЭКГ и кардиокимограмм, характерных для ИБС: 5 больных.

На кардиокимограммах 4-х больных из этой подгруппы признаки ИБС имелись еще до начала пробы (кардиокимограммы II или III типа), или они появлялись по мере роста велоэргометрической нагрузки (рис. 5). У этих 4-х больных диагноз ИБС подтвержден при ангиокоронарографии.

На кардиокимограммах одного из больных характерных для ИБС изменений не обнаружено. У этого больного при коронарографии выявлена окклюзия огибающей коронарной артерии и гемодинамически незначимый стеноз правой коронарной артерии. Велоэргометрическая ЭКГ проба отрицательная, толерантность к нагрузке высокая. Можно предположить, что постстенотический и постокклюзионный отделы сердца хорошо снабжаются кровью по межсистемным коллатералям, поэтому при нагрузке не наблюдается изменения движения стенки левого желудочка.

Подгруппа II. Несовпадение изменений ЭКГ и кардиокимограмм, характерных для ИБС: 5 больных.

У 3-х больных из этой подгруппы обнаружены аномальные изменения кардиокимо-грамм патологического характера, тогда как типичная для ишемии миокарда депрессия 8Т сегмента ЭКГ не выявлена. У 2-х из этих больных велоэргометрическую пробу прекратили по достижении субмаксимальной частоты сердечных сокращений, а у третьего - из-за утомления. У этих больных кардиокимография при велоэргометрической ЭКГ пробе оказалась, вероятно, чувствительнее ЭКГ. Но точно утверждать это нельзя, так как ангиокоронарографию не проводили.

ЭКГ ккг

■100 0 100 200 300 «О 500 600 -100 О 100 200 ЭОО ' 400 500 600

Рис. 5. Появление признака ишемии на кардиокимограммах, записанных над участком Узд в процессе выполнения больным ИБС (Ч.А.Б., 42 лет) нагрузочной ЭКГ пробы иа вертикальном велоэргометре

Представлены усредненные по 120 последовательным кардиоцихлам электрокардиограммы (левый столбец) и соответствующие им по времени кардиокимограммы (правый столбец).

Пунктиром на кардиокимограммах показано постепенное формирование зубца, обусловленного появлением "выпячивания" в стенке левого желудочка - характерного признака ишемии. Формирование аномальной волны, наиболее выраженной в течение 10 минуты (600 с) пробы, позволяет отнести кардиохимограмму к типу III. Время от начала велоэр-гометрической пробы указано слева. Шкала времени на горизонтальной развертке - в миллисекундах.

Результаты коронарографии и велоэргометрической ЭКГ пробы подтверждают наличие у больного ишемической болезни сердца. Характерные для ИБС изменения на электрокардиограмме обнаружены через 480 с от начала пробы, а на кардиокимограмме их можно увидеть на 60 -120 с раньше.

У 4-го больного по данным ангиокоронарографии передняя нисходящая артерия в проксимальном отделе поражена субтотальным стенозом длиной 11 мм, правая коронарная артерия в среднем отделе имеет протяженный эксцентрический 50 %-й стеноз. Ве-лоэргометрическая ЭКГ проба — положительная, депрессия сегмента 8Т до 1,5 мм, толерантность к нагрузке. средняя. На кардиокимограмме можно отметить только расширение волны, приходящейся на первый тон сердца. Можно считать, что кардиокимо-грамма относится к первому"типу. С ростом нагрузки кардиокимограмма практически не изменилась.

У 5-го больного, перенесшего операцию аортокоронарного шунтирования, изменений формы кардиокимограммы не обнаружено. Толерантность к велоэргометрической нагрузке низкая, на третьей минуте нагрузки (50 Вт) появилась депрессия сегмента 8Т до 1 мм. Все шунты проходимы. Возможно, изменения кардиокимограммы не обнаружено из-за раннего прекращения нагрузки.

ВЫВОДЫ

1. Созданный макет кардиокимографа с "активным" емкостным преобразователем успешно прошел предварительные испытания на здоровых лицах и больных ишеми-ческой болезнью сердца. У таких больных прибор способен выявлять изменения сократимости, локализованные на передней стенке левого желудочка.

2. Емкостный преобразователь в большинстве случаев следует располагать над участком V34 или "V35 прекордиальной области. Если смещение преобразователя относительно начального участка - V34 не превышает 1 см, то форма кардиокимограмм изменяется незначительно. Воспроизводимость. формы кардиокимограмм • при повторной установке преобразователя на тот же участок—удовлетворительная.

3. Характерные для здоровых людей волны кардиокимограмм, зарегистрированные над участками V34 и V35, по времени появления соответствуют: 1) циклу сокращение-расслабление предсердий; 2) изоволюмическому сокращению ЛЖ; 3) «сердечному толчку», т.е. толчку передней стенки ЛЖ; 4) изгнанию крови; 5) изоволюмическому расслаблению ЛЖ.

4. Применение метода когерентного усреднения сигнала кардиокимографа позволяет получать кардиокимограммы во время велоэргометрической пробы с использованием не только горизонтального, но и вертикального велоэргометра, который обычно применяется в нашей стране.

5. Снижение веса преобразователя до 30 г обеспечило надежное его закрепление на грудной клетке обследуемого лица во время велоэргометрической ЭКГ пробы. Продувание камеры преобразователя воздухом предотвращает накапливание пота в камере, обеспечивая надежность применения кардиокимографии при мышечной нагрузке.

6. Проведенные испытания подтвердили, что кардиокимография, как индикаторный метод, способна выявлять ранее установленные типы кривых: нормальный тип I и патологически измененные типы П и III. Это обеспечивает дополнительный критерий для решения вопроса о положительном или отрицательном результате нагрузочной пробы при диагностике ишемической болезни сердца.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Г.Г. Шерозия, И.К. Евстифеев. Обнаружение измененной сократимости сердца человека дистантным емкостным датчиком: новый принцип кардиокимографии. Электронный журнал "Исследовано в России". 2002; 121: 1337-1346. http: / /zhumal.ape .relarn.ru/articles/2002/121 .pdf.

2. Г.Г. Шерозия, Е.В. Лукошкова, В.М. Хаютин. Начальные испытания нового миниатюрного прибора для кардиокимографии. Тезисы V научно-практической конференции "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы". Главный клинический госпиталь МВД России. Москва, 2003 г., с. 221-229.

3. Г.Г. Шерозия, Е.В. Лукошкова, В.М. Хаютин. Биомеханические признаки ишемичес-кой болезни сердца: выявление методом кардиокимографии. Тезисы VI Всероссийской конференции по биомеханике "Биомеханика-2002". Нижний Новгород, 2002 г. с. 194.

4. В.М. Хаютин, Е.В. Лукошкова, Г.Г. Шерозия. Кардиокимография при нагрузочной ЭКГ пробе: прошлое, настоящее, будущее. Тезисы III научно-практической конференции "Неинвазивное мониторирование состояния сердечно-сосудистой системы в клинической практике". Главный клинический госпиталь МВД России. Москва, 2001 г., с. 94-100.

5. В.М. Хаютин, Г.Г. Шерозия, Е.В. Лукошкова. Кардиокимография: проблемы для биомеханики и радиофизики. Тезисы V всероссийской конференции по биомеханике "Биомеханика-2000". Нижний Новгород, 2000 г. с. 26.

6. А.В. Ложкин, Е.В. Лукошкова, В.М. Хаютин, ГТ. Шерозия. Компьютерная кардиокимография. Тезисы XLIII научной конференции МФТИ "Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук", часть VI. Долгопрудный, 2000 г. с. 5.

Типография ИМАШ РАН, г. Москва, М. Харитоньевский пер., 4

Лиц. ПД > 00492 от 12.04.2000

Зак.№ 3 от • С/ 20СЧ тир. <СС экз.

* • 18 4 2

РНБ Русский фонд

2004-4 27028

Принятые сокращения.

Введение.

Глава I. Обзор литературы.

1.1. Ишемический каскад.

1.2. Утрата сократимости миокарда при экспериментальной ишемии: динамика и «инверсия».

1.3. Первые применения емкостных и индуктивных датчиков для дистантной регистрации биомеханических процессов у человека.

1.4. Асинергии - биомеханические проявления ишемической болезни сердца.

1.5. Кинетокардиография.

1.6. Первые попытки создать бесконтактный кинетокардиограф.

1.7. Кардиокимография.

1.7.1. Начальный этап.

1.7.2. Первые испытания в клинике и на животных.

1.7.3. Свойства «дистантного кардиографа» как измерительного устройства.

1.7.4. Исследования в США с участием Р. Васа.

1.7.4.1. Экспериментальное исследование.

1.7.4.2. Клинические исследования.

1.7.5. Другие исследования в США.

1.7.6. Перелом в истории кардиокимографии.

1.7.7. Дальнейшие клинические исследования.

1.7.8. Многоцентровое исследование.

1.7.9. Исследования в Японии.

1.7.10. Австрийские и немецкие исследования.

1.7.11. Компьютерная кардиокимография.

1.7.12. Английский эпизод.

1.7.13. Китайский вариант кардиокимографа.

Глава II. Создание устройства для кардиокимографии.

2.1. Новый принцип кардиокимографии.

2.2. Измерительная система кардиокимографа.

2.3. Техническое решение кардиокимографа.

2.3.1. Генератор

2.3.2. Емкостный датчик.

2.3.3. Перемножитель.

2.3.4. Фильтры.

2.3.5. Блок гальванической развязки.

2.3.6. Источник питания.

2.3.7. Ввод сигнала в компьютер.

2.3.8. Размеры и вес кардиокимографа.

2.4. Технические характеристики прибора.

2.4.1. Измерительные свойства кардиокимографа.

2.4.2. Нелинейность зависимости емкости от расстояния между обкладками конденсатора.

2.4.3. Характеристика шума прибора.

2.5. Программное обеспечение для регистрации и обработки кардиокимограмм.

2.5.1. Возможности обрабатывающей программы.

2.5.2. Запись данных на жесткий диск компьютера.

2.5.3. Фильтрация медленных волн, обусловленных дыханием.

2.5.4. Когерентное усреднение кардиокимограмм.

Глава III. Методы исследований и материал.

3.1. Методы регистрации.

3.1.1 Электрокардиограмма.

3.1.2. Кардиокимограмма.

3.1.3. Фонокардиограмма.

3.1.4. Пневмограмма.

3.2. Протоколы исследований.

3.2.1. Исследования в покое: лежа и сидя.

3.2.2. Кардиокимографическое исследование во время велоэргометрической ЭКГ пробы.

3.3. Характеристика лиц, включенных в исследование.

Глава IV. Результаты испытаний кардиокимографа и их обсуждение.

4.1. Введение.

4.2. Кардиокимограммы здоровых испытуемых.

4.2.1. Форма кардиокимографических кривых.

4.2.2. Карты кардиокимографических кривых.

4.2.3. Воспроизводимость формы кардиокимограмм.

4.2.4. Регистрация «верхушечного» толчка.

4.2.5. Дыхательный компонент сигнала кардиокимографа.

4.3. Выявление изменений формы кардиокимограмм у больных, перенесших инфаркт миокарда.

4.4. Кардиокимографические исследования во время велоэргометрической ЭКГ пробы у лиц с предполагаемой ишемической болезнью сердца.

4.4.1. Влияние положения тела на кардиокимограмму.

4.4.2. Явления, затрудняющие кардиокимографические исследования при нагрузочной пробе.

4.4.3. Результаты нагрузочной пробы на вертикальном велоэргометре и их анализ.

Выводы.

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) и ее осложнения все еще остаются «убийцей № 1». Центральное место в инструментальной диагностике ИБС принадлежит нагрузочной ЭКГ пробе. Впервые изменения ST сегмента ЭКГ при мышечной нагрузке зарегистрировал Эйнтховен (1908 г.), но использование ЭКГ для диагностики стенокардии началось лишь в 1932 г. Однако относительно низкая чувствительность этой пробы — 68% [1] привела ряд кардиологов, особенно в США, к отказу от нагрузочной пробы в пользу более совершенных, но и более дорогостоящих диагностических исследований. Тем не менее, другие видные кардиологи, в частности Фройлихер [2], считают подобный отказ преждевременным, так как оптимизация пробы может обеспечить результаты не хуже, чем более совершенные (ультразвуковые, радиационные), но и более дорогие методы.

Чувствительность нагрузочной пробы можно повысить, если во время мышечной работы или сразу после нее (велоэргометрия, тредмилл) будут обнаружены характерные для ИБС изменения не только ЭКГ, но и локальной сократимости сердца. У здорового человека вся передняя стенка левого желудочка (ЛЖ) при систоле несколько смещается в грудную полость, увлекая за собой мягкие ткани межреберий. При ИБС сократимость участка миокарда этой стенки, не получающего при мышечной работе необходимого объема крови, понижается. При систоле такой участок не способен развить напряжение, достаточное для противодействия повышающемуся давлению в ЛЖ. Поэтому он образует «выпячивание» [3] и приближается к стенке грудной полости, оттесняя мягкие ткани межреберий «наружу». Именно такое их малое смещение и является диагностическим признаком ИБС. Регистрировать низкочастотные смещения мягких тканей межреберий позволяет метод, названный кардиокимографией. Метод кардиокимографии неинвазивен, прост в использовании и недорог. Многоцентровое исследование в США [4] показало, что кардиокимография (ККГ), применяемая как дополнение к обычной ЭКГ через 1-2 минуты после окончания мышечной нагрузки, улучшает как чувствительность, так и специфичность пробы (> 90 %). Как дополнительный к ЭКГ метод кардиокимографии с 1988 г. официально разрешен в США для клинического применения [5]. На современном этапе, благодаря использованию компьютера [6], ККГ можно применять во время пробы с мышечной нагрузкой. Это позволяет сократить длительность пробы и тем самым уменьшить нагрузку, так как при недостаточном кровоснабжении (ишемии) ЛЖ нарушения его локальной сократимости возникают еще до изменений ЭКГ.

Создание компьютерной ККГ [6] значительно усовершенствовало метод. Тем не менее, с начала 90-х гг. предыдущего века в США, а к концу того же периода и в Германии публикации о результатах применения этого метода практически прекратились. На письменные запросы о причине этого явления проф. Даймонд (США) и д-р Геринг (Германия) ответили одинаково: врачи-кардиологи не слишком заинтересованы методом ККГ, так как его диагностическое применение очень дешево, и медицинские страховые компании столь малые затраты не возмещают. Вместе с тем, д-р Геринг заметил, что постоянное повышение стоимости медицинского обслуживания должно привести к необходимости более рентабельных (чем, например, ультразвуковые и радиационные) устройств для неинвазивной диагностики ИБС, и в частности, компьютерной кардиокимографии. Поиски в Интернете (январь 2000 г.; ноябрь 2003 г.) подтвердили, что показания к применению кардиокимографии, официально утвержденные в США еще в 1991 г., остаются в силе (программы "Medicare" и "Medicaid"). Применение метода оплачивается лишь некоторым лицам, начиная с 65 лет, при условии использования его совместно с нагрузочной ЭКГ пробой и при следующих медицинских показаниях: для мужчин - атипичная грудная жаба и боли в грудной клетке неишемиче-ского происхождения, для женщин - типичная или атипичная грудная жаба.

Актуальность проблемы. В нашей стране метод кардиокимографии не применяется и остается практически неизвестным. Поэтому разработка этого метода и изучение его применимости во время выполнения нагрузочной велоэр-гометрической пробы является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с комплексным проектом "Разработка методов диагностики и лечения больных ишемической болезнью сердца", подпрограммой "Национальные приоритеты в медицине и здравоохранении", проводимых Российским кардиологическим научно-производственным комплексом Минздрава России.

Цель работы - создать кардиокимограф и провести его предварительные испытания на здоровых людях, больных с перенесенным инфарктом миокарда, а также на больных ИБС - для подтверждения полезности метода кардиокимографии в диагностике ишемической болезни сердца. Задачи исследования:

- создать действующий макет кардиокимографа с учетом необходимости получения свидетельства об электробезопасности макета;

- исследовать технические характеристики созданного прибора;

- разработать методику кардиокимографического исследования;

- провести испытания нового кардиокимографа на здоровых людях, лицах, перенесших инфаркт миокарда, и на больных ИБС, не имевших инфаркта в анамнезе.

Научная новизна. Создан прибор кардиокимограф и применено программное обеспечение (для персонального компьютера типа IBM; создано Е.В. Лу-кошковой), позволяющее, при одновременной записи ЭКГ, получать методом когерентного накопления усредненные кардиокимограммы непосредственно в ходе выполнения проб с мышечной нагрузкой. Компьютеризированный кардиокимограф создан в России впервые.

Компьютерная обработка сигнала кардиокимографа позволяет исследователю видеть усредненные кардиокимограммы на экране монитора в реальном времени. Усреднение сигналов кардиокимографа повышает диагностическую эффективность нагрузочной ЭКГ пробы.

Показана возможность проведения нагрузочных кардиокимографиче-ских проб в положении сидя, т.е. с использованием вертикального велоэрго-метра (они несравненно более распространены в нашей стране, чем горизонтальные).

Для предотвращения накапливания пота в камере емкостного преобразователя во время проведения велоэргометрической пробы впервые применено продувание камеры воздухом.

Практическая значимость. Созданный кардиокимограф позволяет записывать движения прекордиальной поверхности грудной клетки непосредственно во время проведения нагрузочной велоэргометрической пробы. Это должно увеличить диагностическую точность нагрузочной ЭКГ пробы, выполняемой для диагностики ИБС.

Использование персонального компьютера позволяет наблюдать процессы записи и усреднения кардиокимограммы, очищенной от резчайших искажений, обусловленных дыхательными движениями грудной клетки и, в особенности, резкими движениями ног и тела во время нагрузочной пробы. Это снижает число технически неудачных проб.

Применение компьютеризированной кардиокимографии во время велоэргометрической нагрузки позволяет своевременно - при появлении у больного сигнала (кривой) патологического типа [7,8] - принимать решение о прекращении пробы и тем самым способствует повышению ее безопасности.

Внедрение в практику. Степень внедрения - первичная: создана аппаратура, и после получения разрешения Этического комитета Института кардиологии им A.J1. Мясникова РКНПК МЗ РФ (протокол заседания № 60 от 25 декабря 2000 г.) проведены испытания на здоровых лицах, больных с перенесенным инфарктом миокарда и больных ИБС, не имевших инфаркта в анамнезе.

Апробация диссертации состоялась 28 октября 2003 г. на межлабораторном семинаре Института экспериментальной кардиологии РКНПК МЗ РФ. Диссертация рекомендована к защите.

Основные результаты и положения работы представлены на:

1. XLIII научной конференции МФТИ "Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук", Долгопрудный, 2000 г.

2. V Всероссийской конференции по биомеханике "Биомеханика-2000", Нижний Новгород, 2000 г.

3. III научно-практической конференции "Неинвазивное мониторирование состояния сердечно-сосудистой системы в клинической практике", Москва, 2001 г.

4. VI Всероссийской конференции по биомеханике "Биомеханика-2002", Нижний Новгород, 2002 г.

5. V научно-практической конференции "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы", Москва, 2003 г.

6. Юбилейной XV Международной Интернет-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов по современным проблемам машиноведения, Москва, 2003 г.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 6 работ. Объем и структура работы: диссертация изложена на 180 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания созданного кардиокимографа и методов исследований, изложения результатов испытаний кардиокимографа и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 174 работы отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 5 таблиц и 49 рисунков.

Выводы

1. Созданный макет кардиокимографа с "активным" емкостным преобразователем успешно прошел предварительные испытания на здоровых лицах и больных ишемической болезнью сердца. У таких больных прибор способен выявлять изменения сократимости, локализованные на передней стенке левого желудочка.

2. Емкостный преобразователь в большинстве случаев следует располагать над участком У34 или V35 прекордиальной области. Если смещение преобразователя относительно начального участка — V34 не превышает 1 см, то форма кардиокимограмм изменяется незначительно. Воспроизводимость формы кардиокимограмм при повторной установке преобразователя на тот же участок - удовлетворительная.

3. Характерные для здоровых людей волны кардиокимограмм, зарегистрированные над участками V34 и V35, по времени появления соответствуют: 1) циклу сокращение-расслабление предсердий; 2) изоволюмическому сокращению ЛЖ; 3) «сердечному толчку», т.е. толчку передней стенки ЛЖ; 4) изгнанию крови; 5) изоволюмическому расслаблению ЛЖ.

4. Применение метода когерентного усреднения сигнала кардиокимографа позволяет получать кардиокимограммы во время велоэргометрической пробы с использованием не только горизонтального, но и вертикального велоэргометра, который обычно применяется в нашей стране.

5. Снижение веса преобразователя до 30 г обеспечило надежное его закрепление на грудной клетке обследуемого лица во время велоэргометрической ЭКГ пробы. Продувание камеры преобразователя воздухом предотвращает накапливание пота в камере, обеспечивая надежность применения кардиокимографии при мышечной нагрузке.

6. Проведенные испытания подтвердили, что кардиокимография, как индикаторный метод, способна выявлять ранее установленные типы кривых: нормальный тип I и патологически измененные типы II и III. Это обеспечивает дополнительный критерий для решения вопроса о положительном или отрицательном результате нагрузочной пробы при диагностике ишемической болезни сердца.

1. Detrano R, Gianrossi R, Froelicher V. Diagnostic accuracy electrocardiogram: a meta-analysis of 22 years of research. Prog in Cardiovas Disease. 1989; 32: 173-206.

2. Ashley EA, Myers J, Froelicher V. Exercise testing in clinical medicine. Lancet. 2000; 356: 1592-1597.

3. Горлин P. Болезни коронарных артерий: Пер. с англ. Москва: Медицина; 1980. С. 335.

4. Weiner DA, and principal investigators. Accuracy of cardiokymography during exercise testing: results of a multicenter study. J Am College Cardiol. 1985; 6: 502-509.

5. Handelsman H. Reassessement of cardiography. Public health service. Health Technol. Assess. Rep. 1988; 1: 1-3.

6. Paulat K. Nichtinvasives Monitoring von Herzbeweungsstorungen und Blutdruck. VDI Berichte. 1991; 886: 97-106.

7. Silverberg RA, Diamond GA, Vas R, et al. Noninvasive diagnosis of coronary artery disease: the cardiokymographic stress test. Circulation. 1980; 61: 579-589.

8. Gehring J, Koenig W, Donner M, et al. The diagnostic value of signal-averaged stress cardiokymography compared with exercise electrocardiography. The J of noninvasive cardiol. 1998; 2: 32-41.

9. Nesto RW, Kowalchuk GJ. The ischemic cascade: temporal sequence of hemodynamic, electrocardiographic and symptomatic expressions of ischemia. Am J Cardiol. 1987; 57: 23-30.

10. Alam M, Khaja F, Brymer J, et al. Echocardiographic evaluation of left ventricular function during coronary artery angioplasty. Am J Cardiol. 1986; 57: 20-25.

11. Aroesty JM, MkKoy RG, Heller GV, et al. Simultaneous assessment of left ventricular systolic and diastolic dysfunction during pacing-induced iscemia. Circulation. 1985; 71: 889-900.

12. Levy RD, Shapiro LM, Wright C, et al. Haemodynamic response to myocardial ishaemia during unrestricted activity, exercise testing, and atrial pacing assessed by ambulatory pulmonary artery pressure monitoring. Br Heart J. 1986; 56: 12-18.

13. Distante A, Rovai D, Picano E, et al. Transient changes in left ventricular mechanics during attacks of Prinzmetal angina: a two-dimentional echocardiographic study. Am Heart J. 1984; 108: 440-446.

14. Tennant R, Wiggers CJ. Effect of coronary occlusion on myocardial contraction. Am J Physiol. 1935; 112: 351-361.

15. Geft IL, Fishbein MC, Ninomiya K, et al. Intermittent brief periods of ischemia have a cumulative effect and may cause myocardial necrosis. Circulation. 1982; 66: 1150-1153.

16. Applegate RJ, Walsh RA, O'Rurke RA. Comparative effects of pacing-induced and flow-limited ischemia of left ventricular function. Circulation. 1990; 81: 1380-1392.

17. Forrester JS, Wyatt HL, Tyberg JV. Functional significance of regional ischemic contraction abnormalities. Circulation. 1976; 54: 64-70.

18. Nogueira EA, Carvalhal SS, Jorge PR, et al. Sequence of shortening of the normal human left ventricle. Cardiovasc Research. 1979; 13: 703-710.

19. Ihara T, Komomura K, Shen YT. Left ventricular systolic dysfunction preceeds diastolic dysfunction during myocardial ischemia in conscious dogs. Am J Physiol. 1994; 267: H333-H343.

20. Atzler E, Lehman G. Uber ein neues Verfahren Zur Darstellung der Herztatigkeit (Dielectrografie). Arbeitsphysiologie. 1932; 5: 636-680.

21. Арденне фон M. Электроннолучевая трубка и ее применение в технике слабых токов. Москва: Госизд. по вопросам радио. 1936.

22. Cembala D. Zastoswanie matody resonansowej w electrosflgmografii. Przeglad lekarski. Krakow. 1950; 6: 349-353.

23. Fromowicz KK. Zastosowanie electrosfigmografre we flebografii. Przeglad lekarski. Krakow. 1950; 6: 353-362.

24. Chlebus H. Value of examination of carotid pulse by means of resonance electrosphygmographs in relation of intra-arterial pressure tracings. Am Heart J. 1962; 64: 22-32.

25. Bodrogi G, Ко vacs A. Uber die Verzogerung der Volumwellen der Venenpulskurve. Acta med AcadSci Hungaricae. 1963; 29: 109-115.

26. Makela P, Osterlund K, Wallgren EI. A method for continuous recording of movement. Actaphysiol Scand. 1959; 45: 43-47.

27. Большов BM, Помельцов АН, Смирнов ВИ. Аппарат для бесконтактной регистрации кровенаполнения внутренних органов и тканей человека и животных. В кн.: Вопросы сердечно-сосудистой патологии. Москва: Медицина; 1965: 135-141.

28. Помел ьцов АН. Новый бесконтактный метод исследования артериального пульса. Эксперим. хирургия и анестезия. 1966; 11: 21-24.

29. Groom D, Medina LH, Shivonen YT. The proximity transducer. Am J Med Electronics. 1964.

30. Groom D, Shivonen YT, Francis WW, et al. A high sensitivity pickup for cardiovascular sounds. Am Heart J. 1957; 54: 592-601.

31. Фигар Ш. Электроемкостная плетизмография. Physiol Bohemoslovenica. 1959; 8: 275-282.

32. Willoughby EO. A constant frequency, differential electronic capacitance plethysmograph. Proc I.R.E.E. 1965; 8: 264-272.

33. Рашков П. Транзисторный прибор для емкостной регистрации сфигмограмм. Медицинская техника. 1967: 48-50.

34. Филякин БФ, Провотворов ВМ. Устройство для бесконтактной регистрации пульса и кинетокардиограммы. Медицинская техника. 1971; 6: 21-22.

35. Лукьянов ЕК, Скорунская ТН, Виноградова ИС и др. Бесконтактная регистрация венного пульса. В кн.: Материалы 1-го всероссийского съезда кардиологов. Воронеж; 1968: 412.

36. Лукьянов ЕК, Кипоренко ЛФ, Филиппов Г и др. Емкостный датчик для бесконтактной регистации физиологических функций. В кн.: Труды ВНИИ медиц. приборостроения. Новости медиц. приборостроения. Москва; 1970: 3-5.

37. Лукьянов ЕК, Лапшина ГБ. Физические основы бесконтактной однопо-лярной электроемкостной регистрации физиологических функций. В кн.: Труды ВНИИ медиц. приборостроения. Новости медиц. приборостроения. Москва; 1971: 3-9.

38. Лукьянов ЕК, Лапшина ГБ, Кипоренко ЛФ и др. Некоторые технические аспекты метода электроемкостного съема биоинформации. В кн.: 4-я Всесоюзная конфер. Свердловск; 1972: 13-15.

39. Большое ВМ, Смирнов ВИ. Устройство для бесконтактной регистрации венного пульса. В кн.: Современные приборы и техника физиологического эксперимента. Москва: Наука; 1969: 65-66.

40. Фунтова ИИ, Цветков АА. Емкостной датчик дыхания. В кн.: Биологическая и медицинская электроника. (Материалы 4-ой Всесоюзн. конф.). Свердловск; 1972: 67-68.

41. Herman MV, Gorlin R. Implications of left ventricular asynergy. Am J Cardiol 1969; 23: 538-547.

42. Chauveau A, Marey EJ. Determination graphique des rapports de la pulsation cardiaque avec les mouvements de l'oriellette et du ventricule, obtenue au moyen d'un appareil, enregistreur. Gazette Medicale de Paris. 1861; 31: 675-678.

43. Benchimol A, Dimond EG. The normal and abnormal apex cardiogram. Its physiological variation and its relation to intracardiac events. Am J Cardiol. 1963; 12: 368-382.

44. Tavel ME, Campbell RW, Feigenbaum H, et al. The apex cardiogram and its relationship to hemodynamic events within the left heart. Br Heart J. 1965; 27: 829-839.

45. Eddleman EE, Willis K, Reeves TJ, et al. The kinetocardiogram. I. Method of recording precordial movements. Circulation. 1953; 8: 269-275.

46. Eddleman EE, Willis K, Christianson L. Kinetocardiogram. II. The normal configuration and amplitude. Circulation. 1953; 8: 370-380.

47. Eddleman EE, Willis K. The kinetocardiogram. III. The distribution of forces over the anterior chest. Circulation. 1953; 8: 569-577.

48. Eddleman EE. Paradoxal pulsation of the precordium in myocardial infarction and angina prectoris. Am Heart J. 1962; 5: 579-581.

49. Davie JC, Langley JO, Dodson WH, et al. Clinical and kinetocardiographic studies of paradoxical precordial motion. Am Heart J. 1962; 63: 775-807.

50. Eddleman EE, Harrison TR. The kinetocardiogram in patients with ischemic heart disease. Prog Cardiovasc Diseases. 1963; 6: 189-211.

51. Eddleman EE. Kinetocardiographic changes in ischemic heart disease. Circulation. 1965; 32: 650-655.

52. Bancroft WH, Eddleman EE. Methods and physical characteristics of the kinetocardiography and apexcardiography systems for recording low-frequency precordial motion. Am Heart J. 1967; 73: 756-764.

53. Eddleman EE. Kinetocardiography. In: Weissler AM, ed. Noninvasive cardiology. N.Y.: Grune & Stratton; 1974: 227-273.

54. Wilson FN, Johnston FD, McLeod AG, et al. Electrograms that represent the potential variatidns of a single electrode. Am Heart J. 1934; 9: 447-479.

55. Материалы I -го Всероссийского съезда кардиологов. Издательство Воронежского университета; 1968. С. 432.

56. Андреев ЛБ, Андреева НБ. Кинетокардиография: Изд. Ростовского у-та; 1971. С. 307.

57. Аксенова ГА. Диагностические возможности кинетокардиографии в определении нарушений внутрисердечной гемодинамики. Терап. Архив. 1981;53: 106-109.

58. Божок ПЕ, Гусаров ГВ, Семенова ЛА. Кинетокардиография в диагностике стеноза легочной артерии. Терап. Архив. 1984; 56: 115-117.

59. Помелыдов АН. Индукционный метод исследования кровенаполнения сердца и сосудов. В кн.: Проблемы кардиологии и гастроэнтерологии. Москва: МЗ СССР; 1969: 62-65.

60. Crawford MN, Moody JM, O'Rourke RA, et al. Limitations of the cardiokymograph for assessing left ventricular wall motion. Am Heart J. 1979;97:719-725.

61. Золотарев АИ. Исследование аппарата кровообращения человека как кибернетической системы. Дис. докт. мед. наук. Воронеж; 1966.

62. Кондакова ВК. Использование индуктографии для определения регионарного (органного) кровенаполнения. В кн.: Материалы I Всероссийского съезда кардиологов. Воронеж; 1968: 80-81.

63. Кондакова ВК. К вопросу об изучении величины кровотока в крупных сосудах шеи методом индуктографии. В кн.: Электроника и химия в медицине. Вып. 6. (Труды Воронежского Мед. ин-та): Изд. Воронежского У-та. 1971.

64. Бендерский BJI, Фуки ВБ, Кондакова ВК. Определение кровенаполнения сосудов, основанное на принципе поглощения электромагнитного поля. В кн.: Электроника и химия в кардиологии. Вып. 7. Воронеж; 1973:73-75.

65. Ворошилина JIM, Ковалевский ME. Применение индуктографии для исследования гемодинамики гепатолиенальной системы при гепатитах и циррозах печени. В кн.: Электроника и химия в кардиологии. Вып. 9. Воронеж: Изд. Воронежского У-та. 1976: 54-57.

66. Кондакова ВК, Рудис МА. Автокорреляционный метод обработки ин-дуктограмм сердца. В кн.: Электроника и химия в кардиологии. Вып. 9.: Изд. Воронежского У-та; 1976: 58-60.

67. Тумановский МН, Постников СВ, Провотворов ВМ и др. Метод бесконтактной кинетокардиографии. Бюлл. Экспер. Мед. Биол. 1970; 70: 121-123.

68. Провотворов ВМ, Филякин БФ. Бесконтактное исследование механической деятельности сердца человека на основе регистрации изменений электромагнитного поля. В кн.: Биолог, и Медцин. Электроника, (матер. 4-й Всесоюзной конф.). Свердловск; 1972: 23-24.

69. Филякин БФ. Некоторые вопросы построения первичных пеобразова-телей для бесконтактной механокардиографии. В кн.: Электроника и химия в кардиологии. Вып. 8.: Изд. Воронежского У-та; 1975: 53-55.

70. Vas R. Electronic device for physiological kinetic measurements and detection of extraneous bodies. IEEE Trans Biomed Eng. 1967; 14: 2-6.

71. Ollendorf F, Vas R, Valero A. Effect of exercise and acclimatization on displacement apex cardiogram in normal young subjects. British Heart J. 1971;33:37-45.

72. Дорофеев AJI. Вихревые токи. Москва: Энергия; 1977. С. 72.

73. Соболев ВС, Шкарлет М. Накладные и экранные датчики. Новосибирск: Наука; 1967. С. 144.

74. Valero A. Recording actual heart movements and arterial pulsations with a new electronic device. Am J Cardiol. 1967; 19: 224-230.

75. Tafur E, Cohen LS, Levine HD. The normal apex cardiogram. Circulation. 1964; 30: 381-391.

76. Tavel ME. Clinical Phonocardiography and external pulse recording. Third ed. Chicago, London: Year book medical publishers, Inc.; 1979. P. 391.

77. Valero A, Peleg H, Molocho J. Focal cardiography. An experimental study in dogs. Israel J Med Sci. 1969; 5: 13-22.

78. Valero A. Focal displacement cardiography for bedside detection of myocardial dyskinesis. Am J Cardiol. 1970; 25: 443-449.

79. Fenton TR, Vas R. Measuring characteristics of displacement cardiograph. Med Biol Engn.\913\ 11: 552-559.

80. Grassie TG, Fenton TR, Vas R. The magnetokinetograph and its characteristics. In: Kenedi RM, ed. Perspectives in biomedical engineering. Glasgow: Macmillan; 1973: 243-245.

81. Visser KR, Mook GA, van den Wall E, et al. Theory of the determination of systolic time intervals. Biol Psychology. 1993; 36: 43-50.

82. McGuinness JB, Semple T, Lith M, et al. Displacement cardiography studies of ischemic heart disease. In: Kenedi RM, ed. Perspectives in biomedical engineering. Glasgow: Macmillan; 1973: 251-253.

83. Vas R, Thursfield CD, Mackenzie ET. Recording of heart movements from the oesophagus. Cardiovasc Research. 1974; 8: 811-815.

84. Vas R, Joyner CR, Pittman DE, et al. Reproducibility studies on the displacement cardiograph DCG. In. New Orlean; 1975: 132.

85. Schuette WH, Simon AL. A new device for recording cardiac motion. Med Research Engn. 1968; 8: 25.

86. Detwiler J, Crawford M, Vas R. Comparative effectiveness of video-tracing (VT) and displacement cardiography (DCG) in detecting wall motion abnormalities. Circulation. 1975; Vols. 51 and 52: 2-51.

87. Vas R, Joyner CR, Pittman DE, et al. The displacement cardiograph. IEEE BiomedEngin. 1976; 23: 49-54.

88. Gay TC, Vas R, Pittman DE, et al. The displacement cardiograph. Circulation. 1976; 53: 139-143.

89. Vas R, Diamond GA, Wyatt HL, et al. Noninvasive analysis of regional myocardial wall motion: cardiokymography. Am J Physiol. 1977; 233: H700-H706.

90. Silverberg RA, Hendel J, Diamond G. Noninvasive diagnosis of regional ischemia: superiority of displacement cardiography over EKG treadmill in the detection of coronary disease. Am J Cardiol. 1977; 39: 288.

91. Diamond GA, Chag M, Vas R, et al. Cardiokymography: quantitative analysis of regional ischemic left ventricular dysfunction. Am J Cardiol. 1978; 41: 1249-1257.

92. Forrester JS, Vas R, Diamond GA. Cardiokymography: a new method for assessing segmental wall motion in man. Adv Cardiol. 1978; 22: 48-64.

93. Silverberg R, Tzivoni D, Vas R. The false positive treadmill test: identification by cardiokymography. Am J Cardiol. 1978; 41: 375.

94. Vas R, Diamond GA, Silverberg RA, et al. Assessement of functional significance of coronary artery disease with atrial pacing and cardiokymography. Am J Cardiol. 1979; 44: 1283-1289.

95. Diamond GA, Forrester JA, Hirsch M. Application of conditional probability analysis to the clinical diagnosis of coronary artery disease. J Clin Invest. 1980; 65: 1210-1221.

96. Tzivoni D, Diamond R, Vas R, et al. The resting cardiokymogram: distribution of morphologies in normal patients and patients with coronary heart disease. Clin Cardiol. 1980; 3: 384-390.

97. Vas R. The cardiokymograph a noninvasive system to record myocardial wall motion. In: Jageneau AHM, ed. Noninvasive methods on cardiovascular haemodynamics. Amsterdam: Elsevir; 1981: 245-257.

98. Tzivoni D, Vas R, Silverberg R, et al. Cardiokymographic wall motion pattern in patients with acute myocardial infarction. International J Cardiol. 1982; 1: 423-432.

99. Diamond GA. Computer-assisted diagnosis in the noninvasive evaluation of patients with suspected coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 1983; 1: 444-455.

100. Pichler M, Vas R, Diamond GA, et al. Cardiokymographie: nichtinvasive Beurteilung der regiononalen myokardien Wandbewegung zur Erkennung der koronaren Herzkrankheit. ZKardiol. 1978; 67: 695-701.

101. Bruce RA, Hornsten TR. Exercise stress testing in evaluating of patients with ischemic heart disease. Prog cardiovasc Disease. 1969; 9: 371-390.

102. Kattus AA. Exercise electrocardiography: recognizion of the ischemic response, falsh positive and negative patterns. Am J Cardiol. 1974; 33: 721731.

103. Joyner CR. Cardiokymography. Another technique to record myocardial wall motion. Intern J Cardiol. 1982; 1:433-434.

104. Davis JG. An acoustic transducer for application in kinetocardiography. IEEE Trans BiomedEng. 1977; 24: 484-486.

105. Sheffield LT, Roitman D, Kansal S. Exercise cardiokymography. Alabama J MedSci. 1983; 20: 434-440.

106. Wilson D, Geselowitz DB. Physical principles of displacement cardiograph including a new device sensitive to variations in torso resistivity. IEEE Trans on BiomedEng. 1981; 28: 702-710.

107. Geselowitz DB, Wilson DL, Towe ВС. Is the displacement cardiograph an apexcardiograph? In: Proc. 12th Annual Meeting Assoc. Advancement Med. Instrumentation. San Francisco; 1977: 250.

108. Humal LH, Vedru J. Physiological measurement based on Foucault principle: set-up of the problem. Med Biol Eng Comput. 1996; 34: 183-184.

109. Vedru J, Skaburskas K, Malchenko S. Solving simply the forward problem for Foucault cardiography. In: Proc. IX Intern. Confer. EBI; Oslo; 2001: 565-568.

110. Uhl GS, Froelicher V. Screening for asymptomatic coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 1983; 1: 946-955.

111. Burke JF, Morganroth J, Soffer J, et al. The cardiokymography exercise test compared to the thallium -201 perfusion exercise test in the diagnosis of coronary artery disease. Am Heart J. 1984; 107: 718-725.

112. Geselowitz DB. Mechanism cardiokymography. Am Heart J. 1984; 108: 1590-1591.

113. Hendel J, Apstein CS, Jabbour S, et al. Noninvasive assessment of cardiac motion: comparison of the apexcardiogram and cardiokymogram. Clin Cardiol. 1979; 2: 333-340.

114. Bellows WH, Bode RH, Levy JH, et al. Noninvasive detection of periinduction ischemic ventricular dysfunction by cardiokymography in human: preliminary experience. Anesthesiology. 1984; 60: 155-158.

115. Weiner DA, McCabe CH, Dagostino G, et al. Cardiokymography during exercise testing: a new device for detection of coronary artery disease and left ventricular motion abnormalities. Am J Cardiol. 1983; 51: 1307-1311.

116. Hurst JW. The improper use of the words "Significant" and "Nonsignificant" for the classification of coronary atherosclerotic plaques. Circulation. 1994; 90: 2163-2165.

117. Kuan P, Ellestad MH. Cardiokymography during exersice testing. Am J Cardiol. 1984; 53: 1413.

118. Cardiokymography for noninvasive cardiological diagnosis. JAMA. 1984; 251: 1094.

119. Cardiokymography. J A MA. 1987; 257: 2973-2974.

120. Medicare medical policy bulletin. Cardiokymography. 1991; M-29: 1-3.

121. Medicare and Medicaid Program Manuals. Cardiokymography. 2000.

122. Tamura K, Furukawa N, Yutaka A, et al. Detection of regional cardiac wall motion abnormalities in myocardial infarction by cardiac wall kymography. Japanese Heart J. 1980; 21: 621-632.

123. Okada M. 3-dimensional graphic display of electrocardiogram. Japanese CirculJ. 1976; 40: 167.

124. Arai Y. Factors determining the waveforms of cardiokymography. Japanese Heart J. 1981; 22: 191-200.

125. Okada M, Nakajima T, Eizuka N, et al. Isochronic map of chest wall vibration with cardiokymography. Comp Methods and Programs in Biomedicine. 1988; 26: 105-114.

126. Ogawa T, Ishii M, Iida K, et al. Mechanisms of stress-induced ST elevation and negative T-wave normalization in patients with a previous myocardial infarction. Am J Cardiol. 1990; 65: 962-966.

127. Braunsteiner T, Muhlberger V, Schwaiger A. Kardiokymographie: relative Quantifizierung der Ergebnisse bei Normalpersonen. Wien Klin Wochensch. 1987; 99: 726-731.

128. Muhlberger V, Knapp E. Kann die kardiokymographie bei bestimmenten Patientengruppen die Vorhersagbarkeit einer reversibenlen linksventricularen Wandbewegungsstorung verbessern? ZKardiol. 1985; 74: 18.

129. Muhlberger V, Schwaiger A, Noes N, et al. Methodenvergleiher zur Quantifizierung des Buckels kardiokymographischer Registrirungen. Acta med Austriaca. 1986; Jg. 14: 41-46.

130. Gehring J, Koenig W, Haendel M, et al. Noninvasive detection of anterior wall asynergies by cardiokymography compared to electrocardiography. Cardiology. 1988; 75: 100-107.

131. Gehring J, Koenig W, Donner M, et al. Diagnostische Wertigkeit der Belastungskardiokymographie (CKG) im vergleich zur Belastungselectrokardiographie (EKG). Perfusion. 1994; 7: 240-249.

132. Scherhag AW, Pfleger S, Ceconi C, et al. Evaluation of signal-averaged cardiokymography for the detection of ischaemic left ventricular dysfunction. International J Cardiol. 1997; 59: 305-312.

133. Schichtel C, Weidemann H. Die Belastungskardiokymographie im Vergleich zum Belastungs-EKG, zur Rechtsherkatheteruntersuchung und zur Tallium 201-Szitigraphie bei koronarer Herzkrankheit. Z Kardiol. 1995; 84: 117.

134. Вейдеманн Г, Шихтель К, Комник Е. О значении нового метода нагрузочной кардиокимографии в неинвазивной диагностике ишемической болезни сердца. Кардиология. 1996: 51-54.

135. Schichtel С, Weidemann Н, Schuon J, et al. Die Cardiokymographie -Belastungsuntersuchung mit einer neuen Pseudo-3-dimensionalen Farbdastellung in der nichtinvasiven Diagnostik der Koronaren Herzkrankheit. ZKardiol. 1995; 84.

136. Schmucker G, Giannitsis E, Mutusch R, et al. Wert der computergestutzten Belastungs-Cardiokymographie in der nichtinvasiven Diagnostik der koronaren Herzkrankheit. ZKardiol. 1995; 84: 117.

137. Schmucker G, Mitusch R, Stierle U, et al. Nichtinvasive Diagnostik der koronaren Herzerkrankung mit Kardiokymographie: Einsatz der Signalmittelungstechnik. ZKardiol. 1995; 84: 146-153.

138. Gauss A, Rohm HJ, Strahle A, et al. Noninvasive diagnosis of coronary artery disease: a comparison between cardiokymographic and electrocardiographic stress testing. Cardiology. 2001; 96: 100-105.

139. Gehring J. Stellenwert der Cardiokymographie (CKG) in der nichtenvasiven Diagnostik der koronaren Herzkrankheit. Notabene Medici. 1992; 10: 447450.

140. Gianrossi R, Detrano R, Mulvihill D, et al. Exercise induced ST depression in the diagnosis of coronary artery disease: a meta-analysis. Circulation. 1989; 80: 87-98.

141. Pepper MG, Taylor DJE, Kwok MC. Noninvasive detection of ventricular wall motion by electromagnetic coupling. Part 2: experimental cardiokymography. Med Biol Eng Comput. 1991; 29: 141-148.

142. Ge WQ, Luo ZC, Jin J. Cardiokymograph system with a capacitance transducer and its preliminary application in the measurement of heart wall movement. Med Biol Eng Comput. 1998; 36: 22-26.

143. Geddes LA, Baker LE. Principles of applied biomedical instrumentation. Ch. 5. Capacitive transducers. New York: J. Wiley & sons; 1968.

144. Бухгольц ВП, Тисевич ЭГ. Емкостные преобразователи в системах автоматического контроля и управления. Москва: Энергия; 1972. С. 80.

145. Михлин БЗ. Высокочастотные емкостные и индуктивные датчики. Москва: Госэнергоиздат; 1960. С. 72.

146. Момот ЕГ. Проблемы и техника синхронного радиоприема. Москва: Связьиздат; 1961. С. 172.

147. Манаев ЕИ. Основы радиоэлектроники. 3-е издание, перераб. и доп. ed. Москва: Радио и связь; 1990. С. 512.

148. Науменко АИ, Скотников ВВ. Основы электроплетизмографии. Ленинград: Медицина; 1975. С. 216.

149. Ramachandran G, Swarnamani S, Singh M. Reconstruction of out-of-plane cardiac displacement patterns as observed on the chest wall during various phases of ECG by capacitance transducer. IEEE Trans Biomed Eng. 1991; 38: 383-385.

150. Cohn MA, Rao AS, Broudy M, et al. The respiratory inductive plethysmograph: a new non-invasive monitor of respiration. Bull Eur Physiopathol Respir. 1982; 18: 643-658.

151. Sinton AM, Suntheralingam R. Respiratory inductance plethysmography with an electrical impedance plethysmograph. Med Biol Eng Comput. 1988; 26:213-217.

152. Методы исследования сердечно-сосудистой системы. В кн.: Болезни сердца и сосудов. Руководство для врачей. Т.1, под ред. Е.И. Чазова. Москва: Медицина; 1992. С. 491.

153. Tavel ME. Normal sounds and pulses: relationships and intervals between the various events. In: Clinical phonocardiography and external pulse recording. Chicago-London: Yearbook medical publishers, Inc.; 1979.

154. Циммерман M, Ениг В, Вутке В и др. Физиология человека. Т.2, 2-е изд. Москва: Мир; 1996. С. 642.

155. Фундаментальное руководство по физиологии. Физиология кровообращения. Физиология сердца. Ленинград: Наука; 1980. С. 598.

156. Карпман BJI. Фазовый анализ сердечной деятельности. Москва: Медицина; 1965. С. 275.

157. Strozzi С, Соссо G. The kinetocardiogramm during the isoproterinol test for assessement of coronary heart disease. Cardiology. 1977; 62: 277-290.

158. Eddleman EE, Bancroft WH. Quantification of the kinetocardiogram. Comput Biomed Res. 1967; 1: 237-250.

159. Heart disease. Braunwald E. ed. Philadelphia, London, Toronto: W.B. Saunders company; 1992. V.l. P. 930.

160. Harrison TR, Lowder JA, Hefner LL, et al. Movements and forces of the human heart. Circulation. 1958; 17: 82-91.

161. Кардиология в таблицах и схемах. Москва: Практика; 1996.

162. Coghlan С, Prieto G, Harrison TR. Movements of the heart during the period between the onset of ventricular excitation and the start of left ventricular ejection. Am Heart J. 1961; 62: 65-82.

163. O'Rahilly R. The normal cardiac apex and apex beat: a critical review of recent data. Am Heart J. 1952; 44: 23-34.

164. Олейник СФ, Балабаева ПН. Биомеханика сердца. Львов: Изд. Львовского университета; 1966. С. 166.

165. Heart disease. 2 ed., Braunwald E. ed. Philadelphia, London, Toronto: W.B. Saunders company; 1984. V.l. P. 939.

166. Mainland D, Gordon EJ. The position of organs determined from thoracic radiographs of young adult males, with a study of the cardiac apex beat. Am JAnat. 1941; 68: 457-496.

167. Пропедевтика внутренних болезней. Москва: Медицина; 1974. С. 528.

168. Elstad М, Toska К, Chon КН, et al. Respiratory sinus arrhytmia: opposite effects on systolic and mean arterial pressure in supine humans. Journal of Physiology. 200i; 536: 251-259.

169. Аронов ДМ, Лупанов ВП. Функциональные пробы в кардиологии. Москва: Медпресс-информ; 2002. С. 295.