Geometrické ohraničenie zdrojov pri neinvazívnej lokalizácii ložiska komorových arytmií

Riešitelia: J. Švehlíková, M. Teplan, M. Tyšler

V simulačnej štúdii sme riešili inverznú úlohu elektrokardiografie EKG s cieľom vyhodnotiť možnosť lokalizácie predčasnej komorovej aktivity (PCA) simulovanej v 8 rôznych bodoch realistického modelu srdcových komôr. Použili sme simulované dáta, ktoré poskytol Ústav biomedicínskeho inžinierstva Karlsruhe, Nemecko v rámci spolupráce Konzorcia pre EKG zobrazovanie. K simulovaným povrchovým potenciálovým mapám (BSPM) bol pridaný šum s pomerom signál-šum (SNR) 20, 15 a 10 dB. Pri riešení inverznej úlohy sme skúmali tri typy modelov ekvivalentného elektrického generátora srdca: transmembránové napätia, epikardiálne potenciály a dipóly. Namiesto regularizácie vo všeobecnosti zle podmieneného inverzného problému sme uplatnili predpoklad bodového ekvivalentného zdroja ako reprezentanta počiatočnej PCA. Chyba lokalizácie (LE) jednotlivých zdrojov PCA bola viac závislá od polohy ako od typu generátora. Ak sa zdroj PCA nachádzal na voľnej stene ľavej komory, alebo na anteriórnej stene pravej komory, LE bola stabilná do 20 mm a robustná voči šumu do SNR 10dB. Pre SNR 10dB boli výsledky nestabilné a ak sa zdroj PCA nachádzal v septe alebo posteriórne v pravej komore, LE dosiahla až 50 mm. Spoločné vyhodnotenie výsledkov pre rôzne typy generátorov viedlo pre všetky simulované polohy zdroja PCA k zmenšeniu LE.

 

Obr. 1: Vľavo: Simulované pozície PVC (RV – pravá komora, LV – ľavá komora, ANT – anteriórne, POST – posteriórne, LAT – laterálne, APEX – apikálne, EP – epikardiálne, CEN – centrálne). Vpravo: chyby lokalizácie [mm] pri najväčšom šume (10 dB) pre jednotlivé pozície zdrojov PVC a rôzne typy modelových generátorov znázornené pomocou krabicových grafov.

 

Súvisiace projekty:

  • APVV-14-0875 “Neinvazívna lokalizácia ektopických arytmií srdcových komôr pomocou EKG mapovania a jej využitie pre účely kauzálnej liečby.”
  • VEGA 2/0071/16 “Modelovanie elektrického poľa srdca na výskum prejavov funkčných a štrukturálnych zmien myokardu v meraných EKG signáloch.”

 

Publikácie:

  1. ŠVEHLÍKOVÁ, J. – TEPLAN, M. – TYŠLER, M. Geometrical constraint of sources in noninvasive localization of premature ventricular contractions. In Journal of Electrocardiology, 2018, vol. 51, no. 3, p. 370-377.
  2. SVEHLIKOVA, Jana – TYSLER, Milan. Noninvasive Localization of Premature Ventricular Activity using Different Equivalent Point Sources. Computing in Cardiology 2016; 43:313-316. ISSN 2325-8861-2.