Проект: Разработка системы мониторирования нарушений ритма сердца у больных раннего послеоперационного периода в сердечно-сосудистой хирургии

Конечный продукт должен состоять из серии портативных приборов для снятия ЭКГ с эпикардиальных электродов у пациентов раннего послеоперационного периода после открытых операций на сердце и центрального пульта для приема данных и быстрого реагирования на возникшую ситуацию и принятия решения. К сердцу обычно подшиваются два временных электрода. Два свободных конца электродов выводятся через кожные покровы передней поверхности грудной клетки и фиксируются отдельным швом к коже пациента. После этого концы электродов должны надежно соединяться с самим корпусом монитора ЭКГ. В течение 10 последующих дней имеется необходимость постоянного мониторирования сердечной деятельности оперированных пациентов и передачи этих показателей на центральный пульт (пост медицинской сестры). На центральном пульте должна постоянно выводится помехоустойчивая информация о сердечном ритме наблюдаемых пациентов в виде ЭКГ и их геолокации в пределах клиники НИИ кардиологии. При возникновении непредвиденных нарушений ритма у наблюдаемых больных центральный пульт должен выдавать красный световой и звуковой сигналы. Прибор для снятия ЭКГ должен одновременно нести в себе функцию холтеровского мониторирования. Это необходимо для выявления отдельной категории пациентов, у которых потребуется более внимательное наблюдение и коррекция лечения в отдаленном послеоперационном периоде. На настоящем этапе пока рассматривается рабочий вариант, когда один центральный пульт будет способен одновременно автономно обслуживать до 10 регистраторов ЭКГ. Указанная разработанная диагностическая система будет, как минимум, востребована во всех кардиохирургических клиниках РФ. По мере решения проблемы с фиксацией поверхностных электродов, она может быть трансформирована для применения во всех кардиологических клиниках, которые оказывают современную медицинскую помощь.

Ежегодно во всем мире от внезапной сердечной смерти (ВСС) умирают более 5 млн человек [1]. Вопросами раннего выявления таких пациентов с ВСС занимаются кардиологи всех ведущих медицинских учреждений в РФ и за рубежом. Такая же проблема стоит и перед кардиохирургами всего мира, потому что даже успешно выполненная хирургическая операция на сердце не освобождает от риска возникновения жизнеугрожающих аритмий, а порой даже может и провоцировать их появление. Нередко такие аритмии являются дополнительной причиной высокой летальности в раннем послеоперационном периоде. Для того, чтобы объективно снизить такие риски, требуется самая быстрая диагностика таких состояний и применение необходимого лечения. Как правило, все пациенты в течение первых 10 суток после успешно выполненных операций находятся в зоне таких рисков. Поэтому разработка новых диагностических систем, которые позволят своевременно выявлять такие нарушения сердечного ритма, безусловно, являются актуальными. Преимуществом настоящего проекта от других следящих систем ЭКГ является то, что электрограмма сердца записывается непосредственно с поверхности сердца, следовательно, обладает более высоким диагностическим потенциалом, в отличие от ЭКГ, регистрируемой с кожных покровов. При успешной реализации этого этапа проекта, открываются перспективы использования этого принципа регистрации ЭКГ и передачи данных и для других пациентов кардиологического профиля.

Ключевым предметом разработки и исследования является подбор необходимых параметров ЭКГ сигнала, снимаемого с поверхности эпикардиальных электродов для регистрирующего устройства, которое будет носить на себе пациент в раннем послеоперационном периоде, и решение вопросов с передачей этих данных на центральный пост медицинской сестры для устойчивого слежения этих параметров, их записи и сохранения в "облаке". Технологическое решение одновременной слаженной работы всего диагностического комплекса, начиная от самого регистратора ЭКГ носимого пациентом и заканчивая центральным пультом, который принимает и анализирует данные с регистратора

В данном проекте необходимо написание программы для регистрации ЭКГ с двух временных эпикардиальных электродов, которые в течение 10 дней будут подшиты к правому желудочку сердца у пациента в раннем послеоперационном периоде. Свободные концы временных электродов через кожные проколы выводятся на переднюю брюшную стенку и фиксируются к кожным покровам. Эти концы электродов необходимо будет вставить в регистратор ЭКГ, который будет носить пациент в раннем послеоперационном периоде. Его функция- круглосуточная регистрация ЭКГ с эпикардиальных электродов и передача этих данных на центральный пульт (медицинский пост). Функция регистратора центрального пульта- постоянная регистрация и запись ЭКГ с эпикардиальных электродов по типу холтеровского мониторирования, их анализ и подача тревоги (звуковой и световой) в случаях выявленных отклонений. На первых этапах работы желательно одновременно проводить регистрации ЭКГ от 10 до 20 пациентов раннего послеоперационного наблюдения.

К научной новизне проекта следует отнести то, что регистрация показателей нарушений ритма сердца будет производиться с эпикардиальных временных электродов, которые стандартно профилактически подшиваются к сердцу пациента во время операции и удаляются в среднем через 10 дней после операции. За указанный период времени возможно составление индивидуальный карты пациента и выявление потенциальных рисков при проспективном наблюдении в условиях кардиологического диспансера или кардиолога в условиях поликлиники.

Коллектив отделения сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии Томского НИМЦ имеет практический опыт в регистрации различных нарушений ритма сердца в раннем послеоперационном периоде, следовательно в организации снятия показателей ЭКГ с эпикардиальных электродов для выработки надежных диагностических алгоритмов, для разработки будущего ЭКГ мониторирования. Подготовка техзадания для функциональной разработки центрального пульта регистрации ЭКГ с эпикардиальных электродов и минимизировать возможные ложные срабатывания медицинской техники. В доступной нам литературе мы не встретили публикаций и разработок, которые бы полностью соответствовали целям и задачам представленного проекта. Наиболее близка по медицинской тематике разработка компании Медтроник, США, которые вывели на рынок имплантируемое в подкожную клетчатку пациентов устройство, которое передает данные ЭКГ на центральный пульт. https://medtronic-cardiovascular.ru/upload/iblock/327/M977359A022A_view_d1582822353332.pdf

В том виде и форме, в которой представлен настоящий проект, он находится пока вне конкуренции. В отличие от разработки вышеупомянутой компании американской компании Медроник, здесь не требуется пожизненная имплантация устройства в тело пациента. Основным конкурентным преимуществом перед всеми аналогичными мировыми разработками является то, что регистрация ЭКГ будет производиться через временные эпикардиальные электроды, которые всегда стандартно подшиваются к сердцу на предмет быстрого оказания медицинской помощи (временной электростимуляции сердца) в случаях возникновения у пациентов различной степени атрио-вентрикулярных блокад сердца. Обычно эти электроды удаляются на 10 сутки при снятии кожных швов на грудине. В доступной нам литературе мы нигде не увидели описания применения этих электродов для постоянного мониторинга ЭКГ в раннем послеоперационном периоде. Обычно такой мониторинг ЭКГ осуществляется с помощью клеящихся к кожным покровам пациента электродов. Но этот способ не всегда надежен тем, что эти электроды часто могут отпадать во время активных движений пациентов или сна, а также причинять тактильные неудобства при их ношении. Особенно когда идет речь о длительном временном мониторировании. Поэтому использование временных электродов для снятия ЭКГ непосредственно с поверхности сердца одновременно решает сразу ряд важных задач: 1. Удобство для пациента. 2. Постоянное получение важных показателей работы сердца для врачебного персонала. 3. Самая быстрая диагностика возникновения жизнеугрожающих аритмий. 4. Минимизация случаев ложного срабатывания прибора из-за дислокации электродной системы.5. Высокая амплитуда самого электрического сигнала для регистратора ЭКГ. 6. Возможность непрерывного холтеровского мониторирования ЭКГ на протяжении 10 суток с целью создания индивидуальной карты пациента по рискам возникновения жизнеугрожающих аритмий.