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Lez 7 cati
- 1. AA 2010/2011 Facolt del Design - Politecnico di Milano 3.o anno Disegno Industriale LElettrocardiogramma G. Andreoni - Politecnico di Milano
- 2. 2 Lattivit elettrica del cuore Strumentazione biomedica (Rappresentazione schematica) Controllo e Feedback Biosensore Alimentazione Elemento sensibile Elemento di Elaborazione del Presentazione del primario conversione segnale segnale Memorizzazione dei Trasmissione dei Segnale di dati dati calibrazione Stimolo applicato (radiazione, energia) Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 3. 3 Introduzione Il Cuore e il suo funzionamento Il cuore e i vasi sanguigni formano un complesso sistema di spinta e trasporto del sangue a tutti gli organi e tessuti del corpo, in un ciclo continuo di ritorno. un vero e proprio sistema idraulico costituito dal muscolo cardiaco, che agisce contraendosi ritmicamente, e arterie e vene che si diramano a tutto il corpo arrivando a sottili capillari. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 4. 4 Introduzione Il Cuore e il suo funzionamento 1) Rilasciamento: gli atri si riempiono, di sangue venoso latrio destro e sangue arterioso quello sinistro. 2) Riempimento: aumenta la pressione degli atri, le valvole cardiache si aprono consentendo il riempimento dei ventricoli corrispondenti. 3) Diastasi: gli atri e i ventricoli sono pieni e il flusso di sangue agli atri diminuisce e si interrompe. 4) Sistole atriale: si contraggono gli atri mentre i ventricoli sono pieni e distesi. 5) Sistole ventricolare: si contraggono i ventricoli e aumenta la pressione al loro interno. Le valvole si chiudono. 6) Efflusso: continua la contrazione dei ventricoli e laumento della pressione al loro interno. Si aprono le valvole semilunari che consentono al sangue laccesso allarteria polmonare se venoso e allarteria aorta se arterioso sotto la forte spinta del pompaggio cardiaco. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 5. 5 Introduzione Il Cuore e il suo funzionamento Il sistema di conduzione del cuore Il nodo seno-atriale (nodo SA), dalle dimensioni paragonabili ad una punta di matita e formato da un insieme di cellule aventi propriet auto-eccitatorie (cellule pacemaker). Esse generano un potenziale dazione alla frequenza di 70 impulsi al minuto. Dal nodo seno-atriale tale segnale elettrico si propaga lungo gli atri fino al nodo atrio-ventricolare (nodo AV). Il nodo AV)竪 localizzato nella regione di confine tra atri e ventricoli; esso possiede una frequenza intrinseca di 50 impulsi al minuto. Tuttavia se il nodo AV 竪 innescato ad una frequenza superiore alla sua frequenza intrinseca, la frequenza con cui esso genera potenziali dazione si accorda al valore di tale frequenza maggiore; in ogni caso in un cuore in condizioni fisiologiche, il nodo AV costituisce solamente un percorso conduttivo che consente agli impulsi provenienti dal nodo SA di propagarsi dagli atri ai ventricoli. La propagazione degli impulsi elettrici dal nodo AV ai ventricoli avviene attraverso un sistema di conduzione specializzato. A livello prossimale questo sistema 竪 costituito dal fascio di His, a livello distale si ramifica in due fasci (destro e sinistro) che si propagano in entrambi i lati del setto del cuore, con il fascio destro che a sua volta si divide in un ramo superiore ed un ramo inferiore. A livello ancora pi湛 distale le diramazioni si dividono nelle fibre di Purkinje divergono allinterno della parete del ventricolo. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 6. 6 Introduzione Il Cuore e il suo funzionamento Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 7. 7 Elettrocardiogramma Il Cuore e il suo funzionamento Lelettrocardiogramma L'elettrocardiogramma (ECG) 竪 la registrazione dell'attivit elettrica del cuore che si verifica nel ciclo cardiaco. Il tracciato elettrocardiografico rappresenta il metodo pi湛 facile, meno dispendioso e pi湛 pratico per osservare se l'attivit elettrica del cuore 竪 normale oppure se sono presenti patologie di natura meccanica o bioelettrica. Il normale tracciato ECG presenta un aspetto caratteristico che varia soltanto in presenza di problemi. Il tracciato 竪 caratterizzato da diversi tratti denominati onde, positive e negative, che si ripetono ad ogni ciclo cardiaco. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 8. 8 Elettrocardiogramma Il Cuore e il suo funzionamento Lelettrocardiogramma Onda P::竪 la prima onda che si genera nel ciclo, e corrisponde alla depolarizzazione degli atri. di piccole dimensioni, poich辿 la contrazione degli atri non 竪 cos狸 potente. La sua durata varia tra 0.06 e 0.10 s. Complesso QRS: si tratta di un insieme di tre onde che si susseguono l'una all'altra, e corrisponde alla depolarizzazione dei ventricoli. L'onda Q 竪 negativa e di piccole dimensioni, e corrisponde alla depolarizzazione del setto interventricolare; la R 竪 un picco molto alto positivo, e corrisponde alla depolarizzazione dell'apice del ventricolo sinistro; la S 竪 un'onda negativa anch'essa di piccole dimensioni, e corrisponde alla depolarizzazione delle regioni basale e posteriore del ventricolo sinistro. La durata dell'intero complesso 竪 compresa tra i 60 e 90 ms. In questo intervallo avviene anche la ripolarizzazione atriale che per嘆 non risulta visibile perch辿 mascherata dalla depolarizzazione ventricolare. Onda T: rappresenta la ripolarizzazione dei ventricoli. Non sempre 竪 identificabile, perch辿 pu嘆 anche essere di valore molto piccolo. Onda U: 竪 un'onda che non sempre 竪 possibile apprezzare in un tracciato, dovuta alla ripolarizzazione dei muscoli papillari Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 9. 9 Elettrocardiogramma Lelettrocardiogramma classico 竪 detto anche elettrocardiogramma basale. L'elettrocardiogramma ha una durata di pochi secondi e di norma accompagna la visita cardiologica evidenziando patologie sospettate durante l'esame clinico oppure decorse in maniera silente e quindi riscontrate casualmente. Le patologie cardiache nelle quali l'ECG riveste rilievo diagnostico sono la cardiopatia ischemica nelle sue manifestazioni cliniche, infarto miocardico e angina pectoris, le aritmie, i disturbi di conduzione. Nella diagnosi delle malattie delle valvole cardiache e nello scompenso cardiaco, lECG integrato nel contesto clinico, svolge un ruolo importante. L'ECG basale pu嘆 non essere sufficiente nella diagnosi di patologie le cui manifestazioni cliniche sono espresse da sintomi non sempre presenti. E' evidente come la registrazione dell'ECG durante la manifestazione del sintomo possa aiutare nella conferma o nella esclusione della diagnosi di patologia cardiaca. Viceversa, in assenza del sintomo, la registrazione pu嘆 evidenziare una situazione di normalit anche in presenza di cardiopatia. Quest'ultimo aspetto 竪 forse il limite maggiore di questa metodica che rimane comunque di fondamentale importanza nella diagnostica cardiologica. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 10. 10 Elettrocardiogramma Lelettrocardiogramma da sforzo, o test ergometrico, 竪 un esame strumentale che consiste nella registrazione dellelettrocardiogramma durante lesecuzione di uno sforzo fisico; genericamente LECG ergometrico segue ad uno basale. Solitamente lo sforzo 竪 effettuato sulla cyclette o sul tappeto ruotante ed 竪 reso progressivo dall'aumento costante del carico di lavoro attraverso la variazione della pendenza del tappeto o dall'aumento della resistenza opposta dai pedali della cyclette. Durante la prova, il ritmo cardiaco 竪 tenuto costantemente controllato attraverso monitor collegati all'elettrocardiografo. Viene altres狸 registrata, durante i vari carichi di lavoro, la pressione arteriosa. Rispetto all'ECG basale, questa metodica offre maggiori informazioni in quanto sollecita il cuore ad aumentare il lavoro svolto evidenziando patologie non rilevabili in condizioni di riposo. Le cardiopatie che trovano indicazione a questo esame sono la cardiopatia ischemica, l'angina pectoris e l'infarto miocardico nelle fasi successive all'episodio acuto. Altre indicazioni riguardano lo studio della capacit funzionale del sistema cardiovascolare nelle situazioni di scompenso cardiaco. Durante l'esame, particolare attenzione 竪 rivolta ai sintomi avvertiti dal paziente ed alla loro correlazione con le eventuali modificazioni dellECG. La prova ha una durata media di circa 30 - 45 minuti, variando in relazione alle condizioni cardiovascolari e all'et del paziente ed 竪 svolta presso laboratori attrezzati per fronteggiare qualunque complicanza insorgente durante la prova. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 11. 11 Elettrocardiogramma Elettrocardiogramma da sforzo Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 12. 12 Elettrocardiogramma Lelettrocardiogramma dinamico, o Holter, consiste nella registrazione prolungata del comune elettrocardiogramma e, a differenza di quest'ultimo, il tracciato viene trascritto e successivamente elaborato da un apposito software dedicato. Il registratore Holter registra i segnali da elettrodi sul torace e avendo dimensioni ridotte non interferisce con le normali attivit quotidiane del paziente. Lapparecchio viene applicato ambulatorialmente e la registrazione dura in genere 24 ore (a seconda della patologia e della rilevazione richiesta pu嘆 variare anche dalle 48-72 ore, persino a diverse settimane), durante le quali il paziente 竪 invitato a svolgere le abituali attivit, compreso eventuali sforzi fisici. Durante l'esame 竪 importante la corretta compilazione di un diario dove vengono annotate le varie attivit svolte, gli eventuali sintomi avvertiti e la loro correlazione temporale. Questo aspetto 竪 di grande importanza per mettere in relazione eventuali modificazioni del tracciato ECG con i disturbi avvertiti o le attivit svolte. L'Holter trova indicazione soprattutto nellindividuazione delle aritmie cardiache e dei disturbi di conduzione; fornisce inoltre informazioni importanti riguardo alla cardiopatia ischemica , in special modo nelle fasi successive ad infarto miocardico, contribuendo alla valutazione di eventuali rischi aggiuntivi. Sostanzialmente lholter ECG si presenta come una piccola scatolina che contiene un registratore e una batteria, si indossa con l'aiuto di un cerotto e va portato, in vita o su una spalla per 24 ore. Alla scatola sono collegati 5-7-10 elettrodi, che si applicano sul torace, e trasmettono ininterrottamente al monitor gli impulsi elettrici generati dal cuore. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 13. 13 ECG e sensori Strumentazione biomedica (Rappresentazione schematica) Controllo e Feedback Biosensore Alimentazione Elemento sensibile Elemento di Elaborazione del Presentazione del primario conversione segnale segnale Memorizzazione dei Trasmissione dei Segnale di dati dati calibrazione Stimolo applicato (radiazione, energia) Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 14. 14 Elettrodi Elettrodi adesivi Tipi di elettrodi Elettrodi di superficie Adesivi usa e getta (pre-jelled) A suzione (ventosa + elettrolita) A pinza Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 15. 15 Derivazioni ECG Derivazioni di Einthoven Einthoven ( 1860/1927) registr嘆 per primo lattivit elettrica del cuore. Egli propose tre modi di collocare gli elettrodi sulla superficie corporea ( tre derivazioni ) e ne diede una interpretazione teorica. Le derivazioni di Einthoven sono tre e prevedono il posizionamento degli elettrodi sui due arti superiori e sulla gamba sinistra quasi che tali posizioni potessero ritenersi vertici di un triangolo equilatero con il cuore al centro. Per queste derivazioni sono state poste delle convenzioni tali per cui: DI = RA-LA (braccio destro - braccio sinistro ) DII = RA-LF (, braccio destro - piede sinistro ) DIII = LA-LF (braccio sinistro - piede sinistro ) Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 16. 16 Derivazioni ECG Derivazioni di Goldberger Per unanalisi efficace 竪 necessario aggiungere altre tre derivazioni, che esplorino il piano frontale lungo le bisettrici degli angoli del triangolo di Einthoven: collegando gli estremi di ciascuna derivazione con due resistenze uguali e utilizzando la giunzione tra di esse come riferimento, rispetto all'elettrodo posto sul vertice opposto del triangolo, ottengo la registrazione lungo altre tre direttrici, corrispondenti appunto alle bisettrici del triangolo stesso. In tali derivazioni lelettrodo di riferimento 竪 costituito da un terminale centrale che, attraverso resistenze da 5揃10続 ohm 竪 connesso con due dei 3 arti considerati dal triangolo di Einthoven, mentre lelettrodo esplorante 竪 posto sul terzo arto: - a VR con elettrodo esplorante posto sul braccio destro - a VL con elettrodo esplorante posto sul braccio sinistro - a VF con elettrodo esplorante posto sulla gamba sinistra. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 17. 17 Derivazioni ECG Derivazioni di Goldberger Si registra: - In VR, lattivazione delle camere ventricolari che, propagandosi in senso opposto allelettrodo genera un ampia S negativa. - In VL, lattivazione della parte sinistra superiore del cuore che, propagandosi verso lelettrodo origina un ampia R positiva. - In VF, infine, lattivazione della base e della parte inferiore del cuore, che causa unalta R. Anche in questo caso sono state necessarie delle convenzioni: - innanzi tutto i valori ottenuti vengono amplificati, in modo da poter essere raffrontati con quelli delle derivazioni bipolari, in questo modo i valori si indicano con aVr, aVl e aVf. - per convenzione la curva va verso l'alto quando l'elettrodo esplorante diviene positivo rispetto a quello di riferimento,ovvero quando l'onda di depolarizzazione va verso l'elettrodo esplorante. - poich辿 nella derivazione aVr, il tracciato diviene negativo, per facilitare la lettura si moltiplica questo segnale per -1 (questa 竪 una operazione che la macchina elettrocardiografica attua automaticamente). Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 18. 18 Derivazioni ECG Derivazioni di precordiali Per concludere e per avere una maggior definizione dell'attivit cardiaca 竪 necessario avere degli elettrodi che siano abbastanza vicini al cuore, al contrario di quelli delle derivazioni uni e bipolari che si trovano lontane. In particolare questi nuovi elettrodi serviranno per identificare e localizzare, in maniera molto precisa, delle lesioni che potrebbero sfuggire con l'uso delle altre derivazioni, e per analizzare il vettore della depolarizzazione cardiaca sul piano trasversale, diverso da quello frontale precedentemente analizzato. Si usa allora un elettrodo di riferimento, detto di Wilson, ottenuto come media dei potenziali di Einthoven, e sei elettrodi esploranti posti rispettivamente: V1: nel 4属 spazio intercostale sulla linea parasternale destra V2: nel 4属 spazio intercostale sulla linea parasternale sinistra V3: tra V2 e V4 V4: nel 5属 spazio intercostale sulla linea emiclaveare sinistra V5: nel 5属 spazio intercostale sulla linea ascellare anteriore sinistra V6: nel 5属 spazio intercostale sulla linea ascellare media sinistra Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 19. 19 Derivazioni ECG ECG In tutto abbiamo quindi 12 derivazioni ottenute posizionando sul corpo un totale d 10 elettrodi. - 6 degli arti che misurano lattivita elettrica sul piano frontale (3 bipolari: D1, D2, D3; e 3 unipolari: aVR, aVL, aVF); - 6 derivazioni precordiali, che misurano lattivita elettrica sul piano orizzontale (6 unipolari: V1, V2, V3, V4, Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 20. 20 ECG e strumentazione Strumentazione biomedica (Rappresentazione schematica) Controllo e Feedback Biosensore Alimentazione Elemento sensibile Elemento di Elaborazione del Presentazione del primario conversione segnale segnale Memorizzazione dei Trasmissione dei Segnale di dati dati calibrazione Stimolo applicato (radiazione, energia) Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 21. 21 ECG e strumentazione Elettrocardiografo Lelettrocardiografo 竪 il dispositivo che raccoglie ed analizza i segnali captati sulla superficie cutanea del paziente. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 22. 22 ECG e strumentazione Elettrocardiografo Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 23. 23 ECG e strumentazione Il tasto Speed serve a stabilire che tipo di velocit Elettrocardiografo deve avere lo scorrimento della carta millimetrata:velocit di avanzamento.Di regola 竪 automaticamente settato 25mm/sec che 竪 considerata la velocit standard Il tasto Sensibilit serve a stabilire quanto 竪 alta una oscillazione nel tracciato dando per parametro standard che 1 mv = 10 mm Questa 竪 la calibratura. Ossia la pressione di questo tasto deve essere fatta prima di ogni tracciato,subito dopo o subito prima (dipende dal tipo di elettrocardiografo) del tasto START.Essa indica che il tracciato che stai per eseguire e quindi refertare utilizza le misure standard per cui un cm in senso verticale 竪 uguale ad un millivolt. In pratica sulla carta millimetrata appare questo simbolo: Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 24. 24 ECG e strumentazione Elettrocardiografo Il tasto Speed serve a stabilire che tipo di velocit deve avere lo scorrimento della carta millimetrata:velocit di avanzamento.Di regola 竪 automaticamente settato 25mm/sec che 竪 considerata la velocit standard Il tasto Sensibilit serve a stabilire quanto 竪 alta una oscillazione nel tracciato dando per parametro standard che 1 mv = 10 mm Questa 竪 la calibratura. Ossia la pressione di questo tasto deve essere fatta prima di ogni tracciato,subito dopo o subito prima (dipende dal tipo di elettrocardiografo) del tasto START.Essa indica che il tracciato che stai per eseguire e quindi refertare utilizza le misure standard per cui un cm in senso verticale 竪 uguale ad un millivolt. In pratica sulla carta millimetrata appare questo simbolo: Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 25. 25 Il tracciato ECG Strumentazione biomedica (Rappresentazione schematica) Controllo e Feedback Biosensore Alimentazione Elemento sensibile Elemento di Elaborazione del Presentazione del primario conversione segnale segnale Memorizzazione dei Trasmissione dei Segnale di dati dati calibrazione Stimolo applicato (radiazione, energia) Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 26. 26 Il tracciato ECG LECG viene di norma stampato su carta millimetrata che serve per poter fare le misurazioni necessarie: Il quadratino pi湛 piccolo della carta 竪 1mm x 1mm di lato, equivale sul lato verticale a 0,1 millivolt, sul lato orizzontale a 0,04 secondi , Verticalmente si misurano lampiezza delle onde in millivolt, mentre orizzontalmente si misura la lunghezza dei tratti e delle onde espressa in secondi. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 27. 27 Il tracciato ECG Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 28. 28 Il tracciato ECG Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 29. 29 Il referto ECG Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 30. 30 Il referto ECG Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 31. 31 Il referto ECG Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 32. 32 I sistemi indossabili: concetti e definizioni I Sistemi di Salute Personale (Personal Health Systems) rappresentano un recente concetto per sviluppare servizi sanitari grazie allinnovazione nelle scienze e tecnologie quali le discipline biomediche, le micro- e nano- tecnologie, lICT. I Sistemi Biomedicali Indossabili possono essere definiti come sistemi integrati su piattaforme indossabili (nel senso di indumenti o dispositivi agganciabili al corpo) e che possano offrire soluzioni di monitoraggio continuo attraverso la misura non invasiva di parametri biomedici, biochimici e fisici. Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 33. 33 I Sistemi Biomedicali Indossabili I Sistemi Biomedicali Indossabili sono sistemi integrati intelligenti che sono in contatto o in prossimit del corpo e capaci di misurare, elaborare e trasmettere parametri biomedici, biochimici e fisici, e persino eseguire azioni meccaniche ove necessario. Smart textiles ovvero lintroduzione di sensori negli indumenti con lo sviluppo di tessuti intelligenti e sensorizzati per applicazioni biomediche (telemonitoraggio). Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 34. 34 Esempi Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 35. 35 Esempi Calciatori professionisti, serie A allenamento maglietta + poligrafo Walk ECG Walk Run Vertical accel 3000 Antero-post accel lareral Accel Breathing 2500 2000 ADC levels 1500 1000 500 2.8 2.85 2.9 2.95 3 3.05 3.1 Samples (Fc=125Hz) 4 x 10 Giuseppe Andreoni Cesare Alippi
- 36. 36 Docente: Giuseppe Andreoni Dip. di INDACO Politecnico di Milano Tel. 02 2399.8881 Fax 02 2399.5989 giuseppe.andreoni@polimi.it Giuseppe Andreoni Cesare Alippi