High-Frequency ECG in Ischemic Heart Disease

Abstract

Analysis of high-frequency QRS components (HF-QRS) is one of the emerging methods for increasing the diagnostic performance of the electrocardiogram (ECG). The overall objective of the thesis is to investigate whether analysis of HF-QRS has the ability to provide information about ischemic heart disease and so serve as an adjunctive diagnostic tool in several clinical situations. Investigation of the basic properties at rest of the HF-QRS showed large individual variations, in patients both with and without previous myocardial infarction. Analysis of HF-QRS therefore cannot differentiate between patients with and without previous infarction. During acute myocardial ischemia evoked by prolonged percutaneous transluminal coronary angioplasty, there were significant changes in HF-QRS. The changes in HF-QRS were compared with the ST-segment deviations in the standard 12-lead ECG. The sensitivity for detection of coronary-artery occlusion was higher for HF-QRS than for ST-segment elevation. The changes in HF-QRS during ischemia were distributed among many leads regardless of which artery was occluded. High-frequency analysis thus probably is not as useful as standard ECG for localization of ischemia. Analysis of HF-QRS could provide an adjunctive tool to detect ischemic heart disease. The large individual variations in HF-QRS probably make high-frequency analysis most applicable in monitoring situations when it is possible to identify changes from baseline, such as during thrombolytic therapy, during unstable angina, and in conjunction with exercise testing.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

NY METOD ATT ANALYSERA EKG KAN FÖRBÄTTRA DIAGNOSTIK AV HJÄRTSJUKDOM



Hjärtsjukdom står för en betydande del av sjukvårdskonsumtionen och är en av de vanligaste dödsorsakerna i västvärlden. Förträngningar i hjärtats kranskärl är den enskilt vanligaste orsaken till hjärtsjukdom. Tillståndet resulterar i nedsatt blodflöde och syretillförsel till den arbetande hjärtmuskulaturen. De klassiska symptomen vid syrebrist i hjärtats muskulatur är kärlkramp, d.v.s. smärtor i bröstet som ibland strålar ut i armarna. Vid svår syrebrist kan patienten drabbas av en akut hjärtinfarkt varvid en del av hjärtmuskulaturen dör. Stora krav ställs på korrekt diagnostik vid denna potentiellt livshotande sjukdom. I vissa kliniska situationer, t.ex. akut hjärtinfarkt, är det också viktigt med snabb diagnos för att kunna ge rätt behandling. En lång rad diagnostiska metoder finns att tillgå. Elektrokardiogram (EKG) har sedan decennier haft en särställning i diagnostiken. EKG-registrering har flera fördelar som metod; den är relativt enkel, billig och riskfri för patienten. Dock är diagnostiska prestanda långt ifrån optimala. Särskilt svårt kan det vara att utifrån EKG ställa rätt diagnos hos patienter med tidigare hjärtsjukdom och hos medelålders kvinnor. I dessa situationer kan dyrare och mer riskfyllda undersökningar, t.ex. kranskärlsröntgen, bli aktuella. Förbättrad EKG-diagnostik skulle därför få betydande effekter i det kliniska arbetet och skulle minska behovet av mer komplicerade undersökningar. Datortekniken har inneburit helt nya möjligheter att registrera, lagra och analysera EKG-signaler. En ny, datorbaserad metod som kan ha diagnostisk potential är analys av de högfrekventa signalkomponenterna i EKG. Målet för denna avhandling var att undersöka om analys av EKG-signalens högfrekventa innehåll kan tillföra diagnostisk information som inte finns tillgänglig i standard-EKG. Registrering av EKG för högfrekvensanalys kräver speciell utrustning. Man måste bl.a. kunna mäta signalstyrkan i olika EKG-avledningar minst tusen gånger per sekund. Analysen kräver effektiv brusundertryckning eftersom det högfrekventa innehållet har låg signalstyrka. Under dynamiska förlopp måste speciella metoder användas för att uppnå en låg brusnivå samtidigt som informationen i signalen inte förvrängs. Då sjukhusmiljön innehåller många bruskällor ställs ytterligare krav på signalbehandlingen. För att analysera registreringarna har vi utvecklat nya metoder tillsammans med Avd. för Signalbehandling vid Lunds Tekniska Högskola. Bl.a. har metoder utarbetats som medger att dynamiska EKG-förändringar kan följas under samtidig brusundertryckning. Registreringar utfördes på patienter i vila för att belysa grundläggande egenskaper hos de högfrekventa EKG-komponenterna. Resultaten visade att det föreligger en stor variation mellan olika individer. Vid upprepade registreringar på samma patient noterades dock endast mycket små variationer i signalstyrkan. Samma resultat erhölls både vid undersökning av patienter med och utan tidigare genomgången hjärtinfarkt. Metoden kan därför inte användas för att utifrån en enskild mätning påvisa en genomgången infarkt. Undersökningarna låg till grund för att studera förändringar i högfrekvenskomponenter under akut syrebrist i hjärtmuskulaturen. Registreringar utfördes under terapeutisk ballongvidgning av ett kranskärl. Denna behandling medför en period med övergående syrebrist och ger möjlighet att studera förhållanden som liknar de första minuterna vid akut hjärtinfarkt. Det visade sig att akut syrebrist framkallade förändringar i de högfrekventa komponenterna hos de flesta av patienterna. Dessa förändringar kunde ses även hos patienter där standard-EKG inte indikerade akut syrebrist. Resultaten visar att akut syrebrist lättare kan påvisas med analys av högfrekventa EKG-komponenter jämfört med konventionell bedömning av standard-EKG. Det var dock i flera fall svårare att bestämma lokalisationen av det drabbade området med högfrekvensmetoden än med standard-EKG. Arbetet har visat att analys av högfrekventa EKG-komponenter kan vara ett komplement till standard-EKG vid undersökning av patienter med känd eller misstänkt kranskärlssjukdom. Den stora variationen i signalstyrka mellan patienter, även hos dem med genomgången hjärtinfarkt, gör att metoden sannolikt mest lämpar sig för att följa förändringar över tiden hos samma patient. Möjliga framtida användningsområden kan vara vid övervakning av patienter med akut hjärtinfarkt då det är viktigt, ofta direkt livsavgörande, att rätt behandlingsalternativ väljs. Även vid arbetsprov skulle högfrekvensanalys kunna vara ett användbart redskap. Tidigare studier och våra preliminära resultat antyder att högfrekvensanalys skulle kunna förbättra diagnostiken i dessa kliniska situationer.

• author: Pettersson, Jonas
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Kligfield, Paul, Cornell University, New York
• organization: Division of Clinical Genetics
• publishing date: 2000
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Respiratory Medicine and Allergy; Cardiac and Cardiovascular Systems
• keywords: radiology, Clinical physics, high-frequency QRS components, electrocardiogram, myocardial infarction, myocardial ischemia, Ischemic heart disease, tomography, medical instrumentation, Klinisk fysiologi, radiologi, tomografi, medicinsk instrumentering
• pages: 118 pages
• defense location: N/A
• defense date: 2000-10-12 10:15:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MEFL-1017-SE
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 8a5f668b-260e-437f-a623-179d4b639146 (old id 40757)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:26:54
• date last changed: 2018-11-21 20:58:49