Nowa wersja popularnego urządzenia powstaje w odpowiedzi na potrzeby medycyny: holter EKG, bo o nim mowa, ma nie tylko rejestrować przebieg pracy serca, ale także monitorować oddech pacjenta.
Innowacyjna wersja holtera EKG to inicjatywa prof. Jerzego Sachy z Katedry Fizjoterapii Wydziału Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii Politechniki Opolskiej, który jest także kierownikiem Pracowni Badań Hemodynamicznych Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego. Podczas wykonywania różnego rodzaju zabiegów kardiologicznych stwierdził, że oprócz monitorowania aktywności serca, bardzo ważne jest także monitorowanie oddechu, konkretnie jego częstotliwości.
– Obecnie do wykonania obu pomiarów stosuje się dwa różne urządzenia. Jedno do rejestracji pracy serca, drugie monitorujące unoszenie się klatki piersiowej. Każde z nich wymaga zastosowania odrębnego sprzętu. To z kolei niesie za sobą szereg utrudnień: każde dodatkowe urządzenie ogranicza ruchomość pacjenta czy też potrzebna jest synchronizacja zarejestrowanych sygnałów EKG oraz sygnałów związanych z aktywnością oddechową. Prof. Sacha zaproponował, żeby bezpośrednio z przebiegu elektrokardiograficznego odczytywać również częstotliwość oddechową – relacjonuje prof. Mirosław Szmajda, kierownik Katedry Automatyki Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej, którego zespół zajmuje się przetwarzaniem sygnałów pochodzących z różnych źródeł: sygnałów elektroenergetycznych, pochodzących z czujników wielkości fizycznych jak i generowanych przez źródła biologiczne.
– Pewne algorytmy, które do tej pory wykorzystywaliśmy, np. w przetwarzaniu sygnałów elektrycznych, można stosować w medycynie, stąd nasza współpraca z lekarzami – tłumaczy prof. Mirosław Szmajda.
Jak wyjaśnia naukowiec, są trzy grupy metod, które w tym przypadku można zastosować: postanowiliśmy wykorzystać dwie bardziej znane metody oraz jedną rzadziej stosowaną, z optymalnymi ustawieniami parametrów wejściowych. Każda z metod cierpi na pewne niedoskonałości, np. jedna bardziej sprawdza się u pacjentów stacjonarnych, na inne mają większy wpływ parametry fizjologiczne pacjenta typu indeks BMI czy pojemność płuc. Dlatego stwierdziliśmy, że zbadamy jak wygląda połączenie wyników uzyskanych za pomocą wszystkich metod, dostosowując parametry metod do właściwości fizjologicznych pacjenta. Z założenia, uznaliśmy, iż rozkład wyprowadzeń EKG powinien być standardowy, tak aby nie trzeba było przeprowadzać dodatkowych szkoleń dla personelu medycznego. Aczkolwiek przeprowadziliśmy również wstępne badania, dotyczące innych położeń elektrody na ciele pacjenta.
Praca z urządzeniem może być wykonywana w dwóch trybach. Pierwszy z nich, to standardowy system jak holter EKG, gdzie po zakończeniu pomiaru lekarz dokonuje za pomocą specjalnego oprogramowania obróbkę przebiegów EKG w celu wyłonienia tzw. fali oddechowej oraz w wyniku jej przetwarzania częstości oddechowej – tzw. postprocessing. Drugi sposób to ingerencja w strukturę urządzenia, umożliwiająca bezpośrednio, w czasie rzeczywistym, wyświetlanie zmierzonej częstości oddechowej.
Praca nad innowacyjną wersją holtera EKG zakłada także badania na ludziach. – Mamy zgodę Komisji Bioetyki, do tej pory zbadaliśmy kilkanaście osób. Przed nami badania na znacznie większej liczbie osób. Przed nami także zaawansowana analiza wyników, które pozwolą na ustalenie dla jakiego pacjenta odpowiednia jest dana metoda. Ponieważ w Katedrze Automatyki zajmujemy się również konstrukcją urządzeń pomiarowych, mamy w planie stworzenie w przyszłości prototypu urządzenia integrującego akwizycję sygnału EKG oraz obliczanie częstości oddechowej – opisuje prof. Mirosław Szmajda.
Jak dodaje, to nie pierwsza współpraca naukowców jego katedry ze światem medycyny. – To duże wyzwanie, ale także ogromna satysfakcja, że pracujemy nad urządzeniem, z którego tak wiele osób może w przyszłości skorzystać – podkreśla naukowiec.
