Các hệ thống đạo trình tâm đồ véc tơ đã hiệu chỉnh

ĐIỀU KIỆN ĐẦU :

NGUỒN:lưỡng cực ở vị trí cố định

VẬT DẪN:Xác định,đồng nhất

Vào năm 1956 Ernest Frank (Frank ,1956) đã giới thiệu một hệ thống đạo trình các vecto dựa trên những dữ liệu được đưa ra trước đây của bề mặt tưởng tượng (Frank ,1954).Do bề mặt tưởng tượng đã được một cho một việc xác định,mô hình lồng ngực đồng nhất,mô hình vật dẫn khối cho hệ thống VCG các đạo trình Frank cũng giống như vậy.Trong phần sau,chúng ta bắt đầu thảo luận về nguyên tắc thiết kế của hệ thống các đạo trình Frank.Sau đó chúng ta thảo luận về việc xây dựng của các thành phần trực giao lấn nhau và hệ thống đo lường.Mắc dù chúng ta tham khảo tại đây đề công bố bản gốc của Frank,chúng ta sử dụng hệ thống phối hợp trực giao được diễn tả trong phần Phụ lục.

Vị trí điện cực yêu cầu

Để đo ba thành phần lưỡng cực,ít nhất là bốn điện cực (một trong những tài liệu tham khảo ) là cần thiết.Frandk đã quyết định tăng số lượng của điện cực lên thành bảy,để giảm lỗi do sự biến thiên của những cá thể riêng lẻ về vị trí của tim và hình dạng cơ thể.

Nó là quan trọng để vị trí các điện cực có thể dẽ dàng tìm thấy để tăng khả năng lặp lại của việc đo lường.Khả năng lặp lại của những điện cực chân tay là rất tốt.Tuy nhiên,điện cực tay có vấn đề đó là trường đạo trình thay đổi đáng kể nếu bệnh nhân chạm đến tay đối diện,bởi vì dòng điện chảy qua lớp da ướt một cách trực tiếp đến ngực.Vấn đề này có một tầm quan trọng đặc biệt đến cánh tay trái,vì rằng nó gần tim hơn.

Xác định vị trí các điện cực

Dựa trên các yêu cầu nêu trên Frank đã phát mình ra một hệ thống đạo trình,bây giớ mang tên ông,trong đó cung cấp những đạo trình trực giao đã hiệu chỉnh.Số và vị trí các điện cực được chon rất có ý đồ,và dựa trên cơ sở mô hình bề mặt ảnh của ông (xem Hình 11.14 ).Ông đã chọn cấp độ 6 cho việc đặt các điện cưc,bởi vì vecto đạo trình là lớn nhất ở cấp độ này.Một cách cụ thể,ông đã chọn các điểm được kí hiệu là A,E,I,và M tương ứng với trái,phải,trước và sau.Ông cũng đã chọn điểm C giữa A và E bởi vì nó gần tim.Ngoài ra,còn bao gồm một điểm trên cổ và một điểm ở chân trái.

Thành phần từ phải qua trái (thành phần y)

Chúng ta bắt đầu với thành phần từ phải qua trái ( thành phần y ) bới vì cấu trúc của nó là đơn giản nhất và dễ hiểu.Vecto đạo trình trong hướng này được xác định bởi việc áp dụng các phương pháp đã được đề cập trước đó trong Hình 16.8.Hình này cho thấy hình vẽ giải phẫu ở cấp độ 6 cũng tốt như bề mặt ảnh được đo bởi Frank.Vị trí không gian ảnh của các điện cực A,C va I cũng chỉ ra từ việc đã được chọn để nhận ra thành phần y của điện tâm đồ vecto.

Nguyên tắc cơ bản trong việc thiết kế thành phần y của hệ thống đạo trình là tổng hợp không gian ảnh,với việc xuất hiện các điểm điệc cực,một vecto đạo trình được định hướng theo hướng y.Đây chỉ là yêu câu phải được hoàn thành cho đạo trình để ghi lại thành phần y.

Ngoài ra,đó là thuận lợi để lựa chọn trong số tất cả những vecto đạo trình theo hướng y một cái là lớn nhất.Điều này đảm bảo tỷ lệ tín hiệu- nhiễu là càng cao càng tốt.

Nếu chúng ta thiết kế không gian ảnh điểm I’ là một trong những điểm vecto đạo trình được chọn song song với trục y,các điểm kết thúc khác được tìm thấy trên đường A’-C’,và được đặt tên là a’.Điểm a’ chia A’-C’ theo tỉ lệ 1:3,59.Bằng việc kết nối hai điện trở có giá trị theo tỉ lệ này giữa các điểm A và C trong không gian thực,điểm a được nhận ra tại các giao điểm.

Từ một điểm thực tế của việc quan sát đó là quan trọng để khuyếch đại trở kháng thấy trong mỗi đạo trình là bình đẳng.Một sự cân bằng tốt đảm bảo việc hủy bỏ chế độ phổ biến tín hiệu nhiễu.Nếu chúng ta thiết kế trở kháng này như R,chúng ta phải thêm vào một điện trở đến đạo trình ở điện cực I và nhân các điện trở song song của đạo trình A và C bởi các yếu tố 1.28.Điều này mang lại giá trị điện trở là 1.28R và 4.59R,một cách tương ứng.(Chú ý rằng bây giớ trở kháng song song của hai điện trở đó là R ).Từ một việc đo lường trong không gian ảnh chúng ta xác định độ dài của vecto đạo trình y là 174 đơn vị liên quan...

Xác định thành phần từ phải quá trái (thành phần y) trong hệ thống đạo trình Frank.Không gian ảnh hiển thị bên trái tương ứng với mặt phẳng nằm ngang thực tế bên phải.

Thành phần từ chân tới đầu (thành phần z )

Từ những không gian ảnh trong Hình 16.9,chúng ta có thể xác định rằng nếu chúng ta chọn một điểm cuối của hình ảnh vecto điểm H’ trong cấp độ 1 (tức là trên cổ ),ở đó tồn tại một điểm k’ trên đường F’-M’ ,như vậy K’-H’ tạo thành một vecto đạo trình song song với truc z.Điểm k’ chia trục theo tỉ lệ 1:1.9.Một lần nữa đạo trình được cân bằng bởi đặt một điện trở R vào trong điện cực F và M bởi một yêu cầu 1.53 có giá trị tương ứng là 1.53R và 2.90R.Chiều dài của vecto đạo trình z là 136 đơn vị.

Thành phần từ mặt sau ra mặt trước (thành phần x)

Trong thiết kế của thành phần x mà Frank mong muốn,thêm vào những yêu cầu trước,chọn lựa một trọng số cho các điện cực để sự biến thiên các vecto đạo trình trong toàn bộ tim sẽ được thống nhất khi có thể.Do đó,Frank sử dụng toàn bộ năm điện cực ở cấp độ 6.Mặt phẳng chiếu nằm ngang của bề mặt ảnh được hiển thị lần nữa ở Hình 16.10,và các điện cực A,C,E,I và M được mô rất trong cả không gian thực và không gian ảnh.

Frank đã vẽ các đường A’-M’ ,E’-C’ và g’-I’ trong không gian ảnh,từ đó các điểm g’ đã được nằm trên E’-C’.Giữa các đường A’-M’ và g’-I’ ông đã vẽ một đoạn f’-h’ song song với trục x.Đây là vecto đạo trình tương ứng với đạo trình x và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đã thảo luận ở trên.

Bản chất vật lý của các đạo trình tương ứng với sự chọn lựa vecto đạo trình được tìm kiếm như sau:Từ không gian ảnh,nó có thể thiết lập điểm f’ chia đoạn trên đường A’-M’ theo tỉ lệ 5.56:1.Nhân chúng với 1.18,chúng ta có được các giá trị 6.56:1.18 có một trở kháng song song giá trị 1.Bằng sự kết nối giữa hai điện trở và tỉ lệ tương tự trong dãy,giữa điện cực A và M,chúng ta thấy rằng các điểm của chúng của việc kết nối ở không gian thực là f.

Tương tự như điểm g’ chia đoạn không gian ảnh của đường C’-E’ theo tỉ lệ 1.61:1.Giá trị song song của chúng là 0.62.Điểm h’ chia đoạn của đường g’-I’ theo tỉ lệ 1:2.29.Nếu chúng nhân với 0.62,chúng ta thu được 0.62:1.14.Bây giờ chúng ta có quan hệ các giá trị điện trở 1.61,1, và 1.41 tương ứng với các điện cực C,E và I.Để điều chỉnh trở kháng song song đều bằng 1,chúng ta nhân tứng giá trị với 2.32 và chũng ta thu được 3.74R ,2.32R và 3.72R.Bây giờ chúng ta có thể tổng hợp vecto đạo trình Cx;liên quan đến các giả định về quy mô không gian ảnh,nó có độ lớn là 156 đơn vị…

Xác định thành phần chân tới đầu (thành phần z ) trong hệ thống đạo trình Frank.Không gian ảnh được hiển thị ở bên trái tương ứng với mặt giữa thực tế ở bên phải.

Xác đinh thành phần từ mặt sau ra mặt trước (thành phần x ) trong hệ thống đạo trình Frank.Không gian ảnh hiển thị ở bên trái tương ứng với mặt ngang thực tế ở bên phải.

Ma trận các đạo trình Frank

Ngay bây giờ chúng ta có thể xác định được tất cả ba vecto đạo trình cái mà ở dạng một hệ thống đạo trình trực giao.Hệ thống này vấn phải được chuẩn hóa.Vì vậy,điện trở 13.3R và 7.15R được nối giữa các đạo trình của thành phẩn x và y để làm giảm những tín hiệu đó để có cùng cấp độ như tín hiệu đạo trình z.Bây giờ hệ thống đạo trình Frank là trực giao.

Cần lưu ý một lần nữa rằng trở kháng của mạng điện trở đã kết nối mỗi cặp đạo trình là duy nhất.Kết quả lựa chọn này trong sự cân bằng tải và tăng độ chọn lọc chế độ phổ biến của hệ thống.Giá trị tuyệt đối của R là được xác định.Đối với yếu tố này Frank khuyến cáo rằng nên có ít nhất là 25 kΩ và tốt nhất là 100 kΩ.Ngày nay tín hiệu đạo trình thường được phát hiện với một tiền khuyếch đại trở kháng cao,và hàm ma trận đạo trình được thực hiện bởi một khuyếch đại thuật toán hoặc số ngay sau đó.Hình 16.11 miêu tả ma trận đạo trình Frank đầy đủ.

Rất cần được nhắc đến rằng Hệ thống Frank ngày nay là phổ biến nhất trong tất cả các hệ thông VCG lâm sàng trên toàn thế giới.( Ngoài ra,VCG tương ứng chiếm ít hơn 5% của điện tim đồ.).

Ma trận đạo trình của hệ thống VCG Frank.Các điện cực được đánh dấu I,E,C,A,M,F và H, và vị trí thuộc về giải phẫu của chúng được hiển thị.Kết quả của ma trận điện trở với việc thiết lập của các thành phần vecto đạo trình đã chuẩn hóa x ,y và z,như được mô tả ở trên.

ĐIỀU KIỆN ĐẦU :

NGUỒN:momen lưỡng cực của một nguồn khối.

VẬT DẪN :Xác định,đồng nhất

McFee và Parungao (1961) công bố một hệ thống VCG các đạo trình đơn giản được gọi là hệ thống hướng tâm,dựa trên một phương pháp tiếp cận lý thuyết trường đạo trình.Ngoài ra,tim được mô hình hóa với một nguồn khối và ngực được giả định là đồng nhất.

Ba trường đạo trình thống nhất được thiết kế theo các nguyên tắc đã thảo luận trong Phần 11.6.10.Để phát hiện ra ba thành phần trực giao của điện tim đồ,ba cặp của (đơn hoặc đa ) các điện cực phải được sủ dụng trên mỗi trục trực giao,một trong cả hai mặt của tim.McFee và Parungao công nhận để gắn kết giữa trái tim và các điện cực thì việc đặt thêm các điện cực phải sử dụng để đạt được trường đạo trình đồng nhất trong khu vực của tim.

McFee và Parungao cảm thấy rằng ba điện cực phía trước nên được cho việc đo lường thanh phần từ phía sau đến phía trước của VCG.Điều này sẽ tạo ra một trương đạo trình với sự đồng nhất đầy đủ thậm chí mặc dù tim gần với mặt trước của ngực.Họ theo dõi phương pháp việc tổng hợp ý tưởng về trường đạo trình như đã được thảo luận ở Phần 11.5.8.Bằng sự kết nối trở kháng 100 kΩ với mỗi điện cực,trở kháng mạng đạo trình là 33 kΩ.

Các vị trí chính xác của các điện cực trên ngực được tìm như sau:Các điện cực đặt trong một hình tam giác đều để định hướng cho nó với khoảng ngắn nhất đến chân.Các điện cực có khoảng cách 6cm từ trung tâm của tam giác đó.Trung tâm của tam giác nằm tại vị trí của không gian xương sườn thứ 5,lệch 2 cm về bên trái với lề của xương ức.Vị trí này nên đảm bảo rằng các điện cực trên ngực được đặt một cách trực tiếp trên trọng tâm của tâm thất (điều này được mô tả ở Hình 16.12 ).

Do mặt phía sau của ngực có khoảng cách lớn hơn đến tim ,nên chỉ một điện cực cần thiết được đặt tại đó.Điện cực phía sau nằm một cách trực tiếp phía sau trung tâm của tam giác trên ngực.McFee và Parungao không cân bằng hệ thống đạo trình chống lại chế độ tiếng ồn phổ biến.Các tác giả đề nghị rằng nếu một điện trở 33 kΩ đã được kết nối với điện cực phía sau ,sự cân bằng yêu cầu,được thảo luận trước,đã được hoàn thành.

Thành phần phải qua trái ( thành phần y )

Đối với thành phần y cũng giống như một thủ tục được mô tả ở trên đã được làm theo.McFee và Parungao đã đặt hai điện cực với điện trở 66 kΩ ở phía bên trái và một điện cực phía bên phải của ngực.Điện cực bên phải được đặt cùng một mức giống với trung tâm của điện cực tam giác trên ngực.Nó được đặt bên phải,một phần ba của đường từ ngực trở về sau.Các điện cực ở bên trái cũng được đặt ở một phần ba của đường trở về sau theo chiều dọc ở mức 5.5 cm ở trên và dưới mức độ trung tâm của tam giác trên ngực.Các điện cực do đó có khoảng cách là 11cm.Những điện cực đó được đặt một cách hợp lí thống nhất trường đạo trình từ phải sang trái trong vùng của tim.

McFee và Parungao cũng không cân bằng đạo trình y.Tác giả cho rằng việc thêm một điện trở 33 kΩ vào điện cức bên phải cân bằng đạo trình chống lại chế độ nhiễu phổ biến.

Thành phần từ chân tới đầu (thành phần z )

Các điện cực được thiết kế để đo lường thành phần z của VCG là rất xa so với tim cái mà McFee và Parungao chỉ sử dụng một điện cực trên cổ và một ở chân trái.Những điện cực này có thể được trang bị với điện trở 33 kΩ cho hệ thống đạo trình nào đã được cân bằng.Hệ thống đạo trình VCG đầy đủ McFee và Parungao được hiển thị ở Hình 16.12

Hệ thống đạo trình VCG McFee và Parungao

ĐIỀU KIỆN ĐẦU :

NGUỒN :Momen lưỡng cực của một nguồn khối

VẬT DẪN :Xác định,đồng chất Otto H.Schimitt và Ernst Simonson đã phát triển nhiều phiên bản của hệ thống đạo trình điện tâm đồ vecto,và gọi chúng là ghi vecto điện tim nổi (stereovectorelectrocardiography SVEC).Phiên bản thứ ba,SVEC III,được công bố năm 1955 (Schmitt và Simonson,1955 ).Nó đòi hỏi tổng ố 14 điện cực và tạo thành một trường đạo trình trên ngực cái mà rất đối xứng với mặt phẳng giữa.Hệ thống đạo trình này được mô tả ở Hình 16.13. Trong hệ thống đạo trình SVEC III,cá điện cực được đặt trên ngực theo cách sau:Cơ thể được chia thành các góc 30o có các phần đối xứng qua một trục trung tâm thẳng đứng,để mà bắt đầu với một ở phía trước,các chữ số Ả Rập tới 12 phần chia cơ thể theo chiều dọc.Chữ số La Mã được đặt cho khoảng trống ở giữa xương ức và được tiến hành theo chiều ngang trong một bảng điều khiển rộng để một đường kẻ ô được thiết lập trong một vị trí như V 7 ở một vị trí tại mức độ thẳng đứng của khoảng trống ở giữa thứ 5 và ở giữa phía sau.

Thành phần mặt sau ra mặt trước (thành phần x )

Thành phần từ phía trước ra phía sau,thành phần x,được hình thành từ bốn điện cực ở phía sau và bốn điện cực trước ngực.Các điện cực phía sau được đặt tại các ô điểm III 6,III 8,VI 6 và VI 8.Mỗi trong số các điện cực được kết nối với điện trở 100 kΩ đến điểm cuối phía sau duy nhất (-x).Những điện cực trước ngực được đặt ở các ô điểm III 12,III 2,VI 2 và VI 12.Một điện trở &70 kΩ được kết nối từ cái đầu tiền (III 12 ),và điện trở 100 kΩ được kết nối từ những điện cực khác tới điểm cuối duy nhất của ngực (+x).

Thành phần từ phải qua trái (thành phần y)

Điểm cuối bên phải (-y ) đã đạt được bởi việc kết nối điện trở 100 kΩ giữa tay phải và ô điểm V 11.Điểm cuối bên trái (+y) được hình thành tương tự bằng việc kết nối điện trở 100 kΩ giữa tay trái và ô điểm V 3.Để chuẩn hóa đạo trình,sự tăng lên được điều chỉnh ở mức 75 %.

Thành phần từ chân tới đầu (thành phần z )

Thành phần z đạt được một cách đơn giản bằng cách đặt các điện cực ở chân trái và đầu.Lần nữa,để chuẩn hóa đạo trình,sự tăng lên được điều chỉnh ở mức 71 %.

Hệ thống đạo trình SVEC III

ĐIỀU KIỆN ĐẦU :

NGUỒN :Momen lưỡng cực của một nguồn khối với sự di chuyển (tối ưu ) vị trí.

VẬT DẪN :Xác định,đông nhất

E. J. Fischmann, M. R. Barber, và G. H. Weiss (1971) đã xây dựng một hệ thống đạo trình VCG cái mà sự đo lường lưỡng cực điện tương đương theo định lý Gabor-Nelson.

Thiết bị của họ bao gồm ma trận các điện cực 7x8 ở phía sau của bệnh nhân và 11x12 ở phía ngực.Sau đó được cố định trên một cần cái mà có thể di chuyển dọc trục của chúng.Tương tự những ma trận điện cực với 7x7 các điện cực cũng đã được đặt trên mặt của bênh nhân.Khi di chuyển cần các điện cực được ép chống lại bề mặt của ngực,sự di chuyển này đưa thông tin về hình dạng của ngực.Thông tin này là cần thiết trong giải pháp của công thức Gabor-Nelson.

Hệ thống đạo trình này đã không được y tế lâm sàng sử dụng nhưng thay vào đó các biểu thức của lý thuyết của Gabor-Nelson được sử dụng trong đo lường của phép ghi điện tâm đồ.

ĐIỀU KIỆN ĐẦU :

NGUỒN :Momen lưỡng cực của một nguồn khối với việc di chuyển (tối ưu )vị trí.

VẬT DẪN :Xác định,đồng nhất

Năm 1971 Clifford V.Nelson và các cộng sự của ông đã công bố một hệ thống đạo trình phù hợp cho y tế lâm sàng sử dụng dựa trên định lý Gabor-Nelson (Nelson et al.,1971).Hệ thống đạo trình này cung cấp các điện cực đặt ở ba mức của lồng ngực với tám trong mỗi mức,một điện cức trên đầu và một ở chân trái.Các hàng điện cực được thiết kế là A,B và C,được hiển thị ở Hình 16.14.Các mức được xác định bởi việc đo khoảng cách H’ giữa dấu trên xương ức và rốn.Khoảng cách này được chia thành 8,và các hàng được đặt tại 1/8 H’,4/8 H’ và 7/8 H’ từ dấu đó hoặc rốn.Hiển thị trong Hình 16.14,các điện cực 1 và 5 được đặt ở trung tâm phía sau và giữa đường xương ức,một cách tương ứng.Các điện cức 2,3 và 4 được đặt ngang bằng ở mặt phải,và các điện cực 6,7 và 8 được đặt ngang bằng ở mặt trái.Nếu những cánh tay can thiệp vào mức C,điện cực 3 và 7 được đặt ở tay phải và tay trái một cách tương ứng.Góc θ là góc giữa bề mặt của lồng ngực và mặt phẳng phía trước.Điện trở 500 kΩ (R) được kết nối với các điện cực trên hàng A,B và C (xem Hình 16.15 ).Từ những điện trở đó,trong mỗi ba mức bốn (Rx và Ry ) là biến thiên và được điều chỉnh theo hình dạng của lồng ngực của bệnh nhân tuân theo lý thuyết Gabor-Nelson.Sự điều chỉnh này được thực hiện để:

Rx /R = sin θ (16.1)Ry /R = cos θ Trong đó θ = góc giữa bề mặt thường và bề mặt giữa.

Nelson và các cộng sự cho rẳng trên cơ sở đo lường của họ hệ thống đạo trinh VCG này sẽ đúng hơn nhiều so với hệ thống đạo trình Frank hoặc McFee.Hơn nữa hệ thống này rất không nhạy với lỗi vị trí các điện cực.

Vị trí điện cực của hệ thống đạo trình Nelson

Ma trận điện cực trong hệ thống đạo trình VCG Nelson