Reprodukovatelnost a klinický přínos parametrů popisujících tvar T vlny v EKG signálu

Bc. Jiří Šilar

Master's thesis

Reproducibility and Clinical Benefit of Parameters Descibing Shape of T waves in ECG Signals

Abstract:

Smyslem této diplomové práce bylo hodnocení repolarizačních dějů srdeční tkáně na záznamu elektrokardiogramu (EKG) a rozšíření poznatků o několika navržených parametrech schopných popsat morfologické vlastnosti vlny T. V teoretické části je přiblížena elektrická srdeční činnost a její záznam na EKG, hlavní útvary vyskytující se na normální EKG křivce a v současné době nejpoužívanější techniky hodnocení repolarizace pomocí analýzy QT intervalu. Praktická část této práce se věnovala algoritmu, vytvořenému pro předzpracování vstupního EKG signálu a automatickou detekci pozic tvarových charakteristik vlny T v každém srdečním cyklu. Na jejich základě došlo k porovnání několika navržených parametrů u 22 pacientů před a po zavedení kardiostimulátoru. Největšího statistického rozdílu bylo zaznamenáno na parametrech popisujících vzdálenost od vrcholu vlny T do bodu na sestupné části T vlny v 30 (LRD30), popřípadě 50 procentech celkové amplitudy vlny T (LRD50). U těchto charakteristik, popisujících pozdní trvání repolarizace, přesahoval rozdíl 12 % (p ≤ 0,026). Další významné změny dosahoval parametr vyjadřující plochu pod vlnou T do 50 % amplitudy (Tarea50) a to jak snížením průměrné hodnoty o 18,4% (p = 0,048), tak zvýšením směrodatné odchylky o 37,8% (p = 0,037). Posledním parametrem s prokázaným snížením hodnoty byl poměr výkonů RT vůči RR intervalům (p ≤ 0,049) se změnou do 4,3%.

Abstract:

The aim of this diploma thesis was to investigate the heart tissue repolarization process on electrocardiogram record (ECG) and to increase knowledge about designed repolarization parameters, which are able to describe the T wave morphology. In the theoretical part, there were the heart electric activity and its recording on ECG, the main ECG features and the latest most used techniques of repolarization evaluation, based on QT interval analysis, closely described. The empirical part of this study examined an algorithm, created for pre-processing of the input ECG signal and for automatic detection of the T wave morphology characterizations in each heart beat. Based on this detection, the designed parameters were compared among 22 patients before and after the implementation of a cardiostimulator. The biggest statistical difference was found in the parameter describing the distance between the T wave peak and the point on decreasing part of the T wave in 30 (LRD30), eventually in 50 percent of the whole T wave amplitude (LRD50). Among these characteristics, which describe the late repolarization duration, the difference exceeded 12 percent (p ≤ 0.026). Another significant change was observed in the parameter expressing the area under the T wave to 50 percent of the amplitude (Tarea50), whose mean value had decreased by 18,4% (p = 0.048) and standard deviation had increased about 37.8% (p = 0.037). The last parameter with a significant decrease of the mean value was the RT to RR intervals power ratio (p ≤ 0.049) with a change up to 4.3%.

Keywords

Elektrokardiogram (EKG), T vlna, repolarizace, morfologie T vlny, QT interval, RR interval, Electrocardiogram (ECG), T wave, repolarization, T wave morphology

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 18. 6. 2015
• Supervisor: Ing. Josef Halámek, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Mathematical Biology