Βίλεμ Αϊντχόφεν: Τι είναι το ηλεκτροκαρδιογράφημα που εφηύρε ο Ολλανδός γιατρός

Ο Βίλεμ Αϊντχόφεν γεννήθηκε πριν από 159 χρόνια και μερικά χρόνια αργότερα εφηύρε το ηλεκτροκαρδιογράφημα. Διαβάστε τι είναι και πως βοήθησε τον κόσμο.

Το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ) ή καρδιογράφημα είναι μια απλή, γρήγορη, ανώδυνη, φθηνή εξέταση της δραστηριότητας της καρδιάς, με αρκετά καλή ειδικότητα και ευαισθησία. Στην πραγματικότητα καταγράφει την ηλεκτρική δραστηριότητα των μυών της παλλόμενης καρδιάς αποδίδοντας μέσω του ηλεκτροκαρδιογράφου σε ειδικό χαρτί ή οθόνη χαρακτηριστικά γραφήματα που ονομάζονται επάρματα. Στα επάρματα, ο οριζόντιος άξονας αντιστοιχεί στο χρόνο και ο κάθετος στο ηλεκτρικό δυναμικό. Ο Βίλεμ Αϊντχόφεν  ανακάλυψε τις αρχές καταγραφής και ερμηνείας του ΗΚΓ από το 1893, κερδίζοντας το Νομπέλ ιατρικής το 1924.

Η ονομασία του προέρχεται από την ελληνική γλώσσα προδίδοντας τις αρχές της λειτουργίας του. Ήλεκτρο=ηλεκτρική δραστηριότητα της καρδίας, Καρδιο=καρδιά Γράφος=καταγραφή. Με το ηλεκτροκαρδιογράφημα(ΗΚΓ) μπορούμε να διαπιστώσουμε οξείες (πχ. οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου) αλλά και χρόνιες (κολπική μαρμαρυγή, καρδιακές αρρυθμίες) διαταραχές που μπορούν να αφορούν τον καρδιακό ρυθμό αλλά και την αρχιτεκτονική της καρδιάς.

Το ΗΚΓ μπορεί όχι μόνο να διαπιστώσει το έμφραγμα, αλλά και την θέση εντόπισης του προβλήματος, η οποία διακρίνει το έμφραγμα σε: πρόσθιο εκτεταμένο, κατώτερο, προσθιοπλάγιο και πρόσθιο διαφραγματικό. Στην ίδια αρχή της ηλεκτροκαρδιογραφικής καταγραφής στηρίζονται και άλλες εξετάσεις της καρδίας όπως το Holter ρυθμού και το τεστ κοπώσεως με διαφορετικές όμως ενδείξεις ως προς την διενέργεια τους.

Αυτοματοποιημένη ερμηνεία ΗΚΓ

Η αυτοματοποιημένη ερμηνεία ΗΚΓ είναι η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης και λογισμικού αναγνώρισης προτύπων και βάσεις γνώσεων(knowledge base) για να πραγματοποιήσει αυτόματα την ερμηνεία, την υποβολή εκθέσεων δοκιμών, και με τη βοήθεια υπολογιστή την διάγνωση του ηλεκτροκαρδιογραφήματος που λαμβάνεται συνήθως από έναν ασθενή.

Φάσεις αυτοματοποιημένης ερμηνείας ΗΚΓ

• 1)Η ψηφιακή αναπαράσταση κάθε καναλιού του ΗΚΓ που καταγράφεται επιτυγχάνεται μέσω μιας συσκευής μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό σήμα και με ένα ειδικό λογισμικό απόκτησης δεδομένων ή μια ψηφιακή επεξεργασία σήματος (DSP) chip.
• 2)Το προκύπτον ψηφιακό σήμα υποβάλλεται σε επεξεργασία από μια σειρά εξειδικευμένων αλγορίθμων, που ξεκινούν από τον κλιματισμό αυτό, π.χ., την απομάκρυνση του θορύβου, παραλλαγή baselevel κ.λπ.

• 3)Εξαγωγή χαρακτηριστικών: η μαθηματική ανάλυση εκτελείται πλέον στο καθαρό σήμα από όλα τα κανάλια, για τον εντοπισμό και τη μέτρηση μιας σειράς χαρακτηριστικών που είναι σημαντικά για την ερμηνεία και διάγνωση. Αυτά θα αποτελέσουν την είσοδο σε προγράμματα βασισμένα σε Τεχνητή Νοϋμοσύνη(ΤΝ), όπως το πλάτος κορυφής, η περιοχή κάτω από την καμπύλη, η μετατόπιση σε σχέση με την αρχική τιμή, κλπ, του Ρ, Q, R, S και Τ κύματα, ο χρόνος καθυστέρησης μεταξύ αυτών των κορυφών και των κοιλάδων, η συχνότητα του καρδιακού ρυθμού (στιγμιαία και μέση), και πολλά άλλα. Κάποιο είδος της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας, όπως η ανάλυση Fourier και wavelet μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί, προκειμένου να συνεισφέρουν εισόδους σε άλλα προγράμματα αναγνώρισης που βασίζονται στην αναγνώριση μοτίβων.
• 4)Λογική επεξεργασία και αναγνώριση προτύπων, χρησιμοποιώντας expert συστήματα βασισμένα σε κανόνες, πιθανολογική Μπεϋζιανή ανάλυση ή ασαφής λογική αλγορίθμων, ανάλυση συστάδων,τεχνητά νευρωνικά δίκτυα,γενετικούς αλγόριθμους και άλλες τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή συμπερασμάτων, την ερμηνεία και την διάγνωση.
• 5)Ένα πρόγραμμα αναφοράς ενεργοποιείται και παράγει μια σωστή απεικόνιση των αρχικά και υπολογιζόμενων δεδομένων, καθώς και τα αποτελέσματα της αυτοματοποιημένης ερμηνείας.
• 6)Σε ορισμένες εφαρμογές, όπως οι αυτόματοι απινιδωτές, μια δράση κάποιου είδους μπορεί να προκληθεί από τα αποτελέσματα της ανάλυσης, όπως είναι η εμφάνιση μίας κολπικής μαρμαρυγής ή καρδιακής ανακοπής, ο ήχος συναγερμού/προειδοποίησης σε ένα ιατρικό μόνιτορ σε εφαρμογές μονάδας εντατικής θεραπείας (ΜΕΘ) , και ούτω καθεξής.