Razločevanje komponent bližnjega in daljnega polja v signalih znotrajsrčnega elektrogramaIršič, Jernej (Avtor) Jarm, Tomaž (Mentor) elektrofiziologija srcaatrijska fibrilacijakatetrska ablacijaznotrajsrčni elektrogram (iEGM)signal bližnjega poljaobdelava signalovalgoritem za detekcijoAtrijska fibrilacija (AF) je motnja srčnega ritma, ki postaja vedno večji problem javnega zdravja. Najbolj razširjena minimalno invazivna metoda za zdravljenje AF je radiofrekvenčna ablacija (ang. radiofrequency ablation, RFA), pri kateri skozi konico ablacijskega katetra v tkivo dovajamo visokofrekvenčni izmenični tok. Ob tem se na stiku s srčnomišičnim tkivom sprosti energija v obliki toplote, ki pri temperaturi višji od 50 °C povzroči trajno točkasto poškodbo (lezijo) tkiva, s čimer trajno prekine prevajanje akcijskih potencialov v abliranem področju. Osnovna ideja radiofrekvenčne ablacije za zdravljenje AF je neprekinjeno nizanje točkastih poškodb tkiva okoli izraščanja pljučnih ven v levi atrij. Tako ustvarimo ablacijsko linijo, ki električno izolira pljučne vene od atrija, s tem pa se tudi izniči vpliv sprožilcev AF, ki se v približno 90 % primerov nahajajo v pljučnih venah. Omenjenemu postopku krajše rečemo izolacija pljučnih ven. Med posegom z RFA znotraj srčnih komor z elektrodnimi katetri zajemamo unipolarne in bipolarne znotrajsrčne signale (ang. intracardiac electrograms, signali iEGM), ki so posledica električne aktivnosti srčne mišice. Električna aktivnost srčne mišice, ki se dogaja pod elektrodo na katetru, se v signalu iEGM kaže kot kratkotrajni izbruh visokofrekvenčne aktivnosti. To je komponenta tako imenovanega bližnjega električnega polja v signalu iEGM, ki ga v strokovnem žargonu imenujemo krajše signal bližnjega polja (ang. near-field signal, signal NF). Prisotnost signalov NF v signalu iEGM na ablacijski liniji ali za njo po zaključeni radiofrekvenčni ablaciji je pokazatelj preostalih vrzeli v ablacijski liniji, ki so največkrat vzrok ponovitve epizod AF. V signalu iEGM so poleg signalov NF prisotni tudi signali daljnega električnega polja (ang. far-field signal, signal FF), ki so posledica električne aktivnosti oddaljenih delov srčne mišice. Signali FF so po obliki in amplitudi pogosto podobni signalom NF, zato so pri preverjanju neprekinjenosti ablacijske linije moteče komponente. V magistrskem delu obravnavamo problematiko prepoznave signalov NF v signalih iEGM pri katetrski ablaciji za izolacijo pljučnih ven. Namen raziskave je razvoj algoritma za prepoznavo signalov NF, ki bi lahko služil v podporo ekspertom pri odločanju o neprekinjenosti ablacijske linije. Predlagamo algoritem, ki temelji na frekvenčni razgradnji signalov iEGM z diskretno valčno transformacijo. Z diskretno valčno transformacijo vhodni signal iEGM razgradimo na več komponent, ki se nahajajo v različnih frekvenčnih področjih. Nato iz izbranih pridobljenih komponent rekonstruiramo signal iEGM, s čimer izoliramo določeno frekvenčno področje vhodnega signala iEGM. Iz amplitudnih lastnosti rekonstruiranega signala iEGM z algoritmom določimo, ali so v signalu iEGM prisotni signali NF ali ne. V nalogi se bomo najprej seznanili z osnovami anatomije in fiziologije električnega prevodnega sistema v človeškem srcu. Predstavili bomo tudi problem AF, mehanizme za njen nastanek in katetrsko ablacijo kot metodo za njeno zdravljenje, pri čemer opišemo tudi ozadje zajema signalov iEGM. V nadaljevanju bralca seznanimo s postopkom zajema signalov iEGM pri 6 rutinskih posegih katetrske ablacije za izolacijo pljučnih ven v elektrofiziološkem laboratoriju Oddelka za kirurgijo srca in ožilja UKC Ljubljana. Poleg postopka zajema signalov predstavimo postopek določitve zlatega standarda za prepoznavo signalov NF v signalih iEGM, ki smo ga določili na podlagi ocene treh neodvisnih ekspertov o prisotnosti signalov NF v zajetih signalih iEGM. V tem delu naloge tudi podrobno opišemo delovanje našega algoritma in različne načine preizkušanja njegovega delovanja. Pri tem ocenimo, kako se rezultati prepoznave z našim algoritmom razlikujejo glede na število ekspertov, ki jih upoštevamo pri določitvi zlatega standarda, in kako se spreminjajo pri manjših množicah signalov iEGM, na katerih preizkusimo njegovo delovanje. Rezultati raziskave kažejo, da je naš algoritem bolj učinkovit pri prepoznavi signalov NF v bipolarnih kot unipolarnih signalih iEGM. Z njim dosežemo 93,6 % občutljivost in 90,0 % specifičnost pri prepoznavi signalov NF v bipolarnih signalih iEGM ter 93,8 % občutljivost in 70,8 % specifičnost pri prepoznavi signalov NF v unipolarnih signalih iEGM, v katerih o prisotni signali NF. Doseženi rezultati so primerljivi z rezultati treh drugih raziskav, ki jih navedemo v razpravi. Ugotovimo tudi, da se rezultati prepoznave z našim algoritmom bolje približajo rezultatom zlatega standarda, ki ga tvori konsenz vsaj dveh ekspertov, kot standardu, ki ga predstavlja katerikoli individualni ekspert, so pa razlike pri tem zelo majhne in klinično verjetno niso pomembne. Rezultati našega algoritma pri prepoznavi signalov iEGM, v katerih so prisotni signali NF, ki so zajeti pri posameznem posegu, so v 5/6 primerov primerljivi rezultatom, ki jih algoritem doseže na celotni skupini signalov iEGM.20252025-02-11 11:10:02Magistrsko delo/naloga167165sl