Phân tích tín hiệu điện tim loạn nhịp của bệnh nhân tiểu đường tại việt

Tôi hi vọng từ nền tảng kiến thức mà tôi trình bày trong luận văn này, các bạn học viên khóa sau sẽ tiếp tục phát triển để làm ra được một hệ thống phần mềm thu nhận, xử lý, phân tích, n

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

(i) Luận văn này là sản phẩm nghiên cứu của tôi,

(ii) Số liệu trong luận văn được điều tra trung thực, (iii) Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Học viên

Hồ Văn Hùng

LỜI NÓI ĐẦU

Tim là bộ phận quan trọng trong hệ tuần hoàn của con người và động vật Vì vây, việc theo dõi khám xét các bệnh liên quan đến tim là cần thiết Một trong các triệu chứng phổ biến của bệnh liên quan đến tim là loạn nhịp tim Loạn nhịp tim là một triệu chứng gặp ở nhiều bệnh tim và ngoài tim Loạn nhịp tim có thể là nhịp nhanh, nhịp chậm, nhịp ngoại tâm thu (tim đang đập đều, thỉnh thoảng mới có một nhịp thất thường) hoặc loạn nhịp hoàn toàn Phần lớn các bệnh rối loạn nhịp tim đều

có các biểu hiện rất rõ bằng các dấu hiệu: đau ngực, choáng váng, hoa mắt, đau đầu nhẹ dai dẳng Có thể sử dụng tín hiệu điện tim loạn nhịp để chẩn đoán sớm các triệu chứng liên quan đến bệnh tiểu đường

Tôi hi vọng từ nền tảng kiến thức mà tôi trình bày trong luận văn này, các bạn học viên khóa sau sẽ tiếp tục phát triển để làm ra được một hệ thống phần mềm thu nhận, xử lý, phân tích, nhận dạng và hiển thị tín hiệu loạn nhịp tim có đầy đủ các tính năng hỗ trợ các chuyên gia, bác sĩ trong việc nghiên cứu, chẩn đoán triệu chứng rối loạn tiểu đường cũng như đưa ra các kết quả dự đoán sớm về tình trạng bệnh nhân

Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm n chân thành tới toàn thể các thầy giáo, cô

giáo trong Viện Điện tử - Viễn thông nói chung, và các thầy cô thuộc môn Mạch Xử Lý Tín Hiệu nói riêng, đ hết l ng gi p đ , tạo điều kiện và các thiết bị

cho tôi trong quá trình học tập đ tận tình gi p đ và tạo điều kiện trong quá trình thực tập của tôi.Tôi cũng xin cảm n sự hướng d n, chỉ bảo tận tình của giảng viên

hướng d n là TS Nguyễn Viết Nguyên đ định hướng cho tôi để hoàn thành luận

văn này

Hà Nội, tháng 4 năm 2015

Học viên thực hiện

HỒ VĂN HÙNG

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Tín hiệu loạn nhịp tim trước khi đưa vào phân tích cần được xử lý, chuẩn hóa dữ liệu, dữ liệu sau khi chuẩn hóa sẽ được đo đạc và phân tích Ứng dụng bộ công cụ phân tích tin hiệu loạn nhịp có nhiệm vụ phân tích sự thay đổi của nhịp tim Từ đó, đánh giá sự liên quan của tín hiệu điện tim loạn nhịp đối với bệnh nhân tiểu đường thông qua các thông số HRV (Heart Rate Variability – Sự biến động của nhịp tim) trong miền thời gian, miền tần số và miền phi tuyến Thêm nữa, một số thông số HRV phi tuyến tính được tính toán bằng các phư ng pháp đồ thị Poincaré, và DFA (phân tích sự dao động khử khuynh hướng) cũng như các phư ng pháp entropy xấp

xỉ và entropy m u là cách đánh giá khá tốt đối với bệnh nhân tiểu đường

Đề tài này tập trung nghiên cứu ứng dụng phân tích tín hiệu điện tim loạn nhịp của nhóm cácbệnh nhân tiểu đườngbằng phư ng pháp Pointcare và DFA để từ đó đánh giá sự liên quan Để tăng mức độ phản ảnh của các kết quả tính toán, tôi đ sử dụng phư ng pháp Poincaré và DFA nhằm đánh giá và tính toán chi tiết các thông

số, từ đó so sánh và đưa ra kết quả giữa nhóm người khỏe mạnh và bệnh nhân tiểu đường Bên cạnh đó việc tăng số lượng kết quả tính toán giá trị Poincaré và DFA cũng góp phần tăng độ chính xác của phư ng pháp Poincaré nhiều mức so với cách tính truyền thống

This research focused applied research analyzes ECG rhythms of sub-groups of patients duongbang Pointcare and DFA methods from which to assess the relevance

To increase reflects the results of the calculation, I used the Poincaré and DFA methods to assess and calculate the detailed parameters, and then compare the results between the groups given the healthy and diabetic patients Besides increasing the number of results and calculated values Poincaré DFA also contribute

to the accuracy of the method compared with the Poincaré more traditional way

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii

SUMMARIZE THESIS iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Khái niệm chung về HRV 1

1.1.1 Giá trị dự báo của HRV trong nhồi máu c tim 2

1.1.2 Giá trị dự báo của HRV trong bệnh thần kinh đái tháo đường 2

1.1.3 Giá trị lâm sàng của HRV trong các bệnh tim mạch khác 3

1.2 Kỹ thuật phân tích loạn nhịp 4

1.3 Cở sở sinh lý học của phân tích HRV 6

1.3.1 Tổng quát 6

1.3.2 Tổng quan về tim và quá trình điện học của tim 8

1.3.3 Tổng quan về tín hiệu tim loạn nhịp 18

1.3.4 Bệnh sinh của rối loạn nhịp tim 20

1.3.5 Biểu hiện lâm sàng của rối loạn nhịp 21

1.3.6 Phân loại tín hiệu loạn nhịp 21

1.3.7 Chẩn đoán, điều trị và ph ng ngừa rối loạn nhịp tim 33

1.3.8 Phân loại rối loạn nhịp tim 35

1.4 Các phư ng pháp phân tích HRV 35

1.4.1 Trong miền thời gian 36

1.4.2 Trong miền tần số 38

1.4.3 Trong miền phi tuyến 40

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TIM BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHI TUYẾN 41

2.1 Giới thiệu về phư ng pháp vẽ đồ thị Poincaré 41

2.1.1 Giới thiệu chung 41

2.1.2 Hình ảnh đồ thị Poincaré của HRV 41

2.1.3 Phân tích định lượng khoảng RR bằng đồ thị Poincaré 43

2.1.4 Mối liên hệ giữa hình dạng Poincaré và phư ng pháp HRV tuyến tính 50

2.3 Đánh giá các phư ng pháp phân tích tín hiệu điện tim loạn nhịp 52

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TIM CỦA BỆNH NHÂN TIỂU ĐƯỜNG 54

3.1 Giới thiệu về c sở dữ liệu 54

3.2 Nhóm bệnh nhân tiểu đường 57

3.3 Đánh giá chung chỉ số loạn nhịp tim dùng công cụ Kubios 59

3.3.1 Giới thiệu phần mềm Kubios 59

3.3.2 Tính toán và đánh giá các chỉ số Poincaré dùng công cụ Kubios HRV 67

3.4 Đánh giá chi tiết thông số HRV của nhóm bệnh nhân tiểu đường bằng phư ng pháp Poincaré nhiều mức 69

3.4.1 Đề xuất cách phân tích 69

3.4.2 Phân tích các thông số Poincaré theo các khoảng thời gian 1 giờ cho nhóm bệnh nhân tiểu đường 69

3.5 Đánh giá và so sánh kết quả 77

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: Các khoảng RR là khoảng thời gian giữa các sóng R kế tiếp 5

Hình 1.2: Chuỗi RR của người khỏe mạnh (a) và của người bị suy tim (b) 6

Hình 1.3: Hệ thống điều khiển tim mạch như một hệ thống điều khiển phản hồi 8

Hình 1.4: Hình ảnh tim người và chi tiết các bộ phận 9

Hình 1.5: Cơ tim và Hệ thống van hai lá 10

Hình 1.6: Sợi cơ tim 10

Hình 1.7: Cách mắc các điện cực trên da để ghi điện tim 13

Hình 1.8: Quá trình ghi điện tâm đồ bề mặt 13

Hình 1.9: Các mắc đạo trình II 14

Hình 1.10: Trình tự quá trình dẫn truyền trong tim tạo ra các sóng P, Q, R, S, T 16

Hình 1.11: Hình ảnh đường biểu diễn điện tim gồm 5 sóng nối tiếp nhau P, Q, R, S, T 17

Hình 1.12: Cấu tạo tim: Nút xoang, Nhĩ phải - trái, Thất phải - trái… 19

Hình 1.13: Hình ảnh nhịp xoang bình thường 22

Hình 1.14: Nhịp xoang chậm 22

Hình 1.15: Nhịp nhanh xoang 23

Hình 1.16: Điện tâm đồ loạn nhịp xoang 24

Hình 1.17: Nhịp nhĩ lang thang 24

Hình 1.18: Nhịp nhanh nhĩ đa ổ 25

Hình 1.19: Cơ chế vòng vào lại 25

Hình 1.20: Nhịp nhanh kịch phát trên thất 26

Hình 1.21: Hình ảnh điện tâm đồ của tín hiệu cuồng nhĩ 26

Hình 1.22: Hình ảnh điện tâm đồ của tín hiệu rung nhĩ 27

Hình 1.23: Nhịp nhanh thất 28

Hình 1.24: Hình ảnh rung thất 29

Hình 1.25: Block nhĩ thất độ I 30

Hình 1.26: Block nhĩ thất độ II – Mobitz I (Wenckebach) 31

Hình 1.27: Block nhĩ thất độ 2-Mobitz II 32

Hình 1.28: Block nhĩ thất độ III 32

Hình 1.29: Block bó nhánh 33

Hình 1.30: Hình (a) là phổ HRV Thành phần về hô hấp gần 0,3 Hz và các thành phần về vận mạch gần 0,1 Hz Hình (b) là đồ thị Poincaré của cùng một dữ liệu Chiều dài và chiều rộng được hiển thị bằng biểu đồ trên đồ thị 38

Hình 2.1: Đồ thị Poincaré của khoảng RR của bệnh nhân khỏe mạnh với hình sao

chổi 42

Hình 2.2: Đồ thị Poincaré của khoảng RR của bệnh nhân suy tim với hình ngư lôi42 Hình 2.3: Đồ thị Poincaré của khoảng RR của bệnh nhân suy tim với hình quạt 43

Hình 2.4: Đồ thị Poincaré của khoảng RR của bệnh nhân suy tim với dạng phức tạp 43

Hình 2.5: Một đồ thị Poincaré tiêu chuẩn của khoảng RR của một người khỏe mạnh (N=3000) Đường chéo liên tực thể hiện đường đồng nhất 44

Hình 2.6: Các chi tiết về việc xây dựng chiều rộng (hoặc khoảng delta-RR) Histogram, Histogram khoảng RR và Histogram về độ dài Mỗi Histogram là một hình chiếu của các điểm của đồ thị Poincaré 49

Hình 3.1: Giao diện đồ hòa của phần mềm phân tích Kubios HRV 60

Hình 3.2: Giao diện các tùy chọn chuỗi RR 61

Hình 3.3: Hiệu chỉnh thành phần lạ: Chuỗi đã hiệu chỉnh thành phần lạ được quan sát trên đầu của chuỗi RR thô 62

Hình 3.4: Khối hiển thị dữ liệu trên giao diện chính 63

Hình 3.5: Khối tùy chọn phân tích trên giao diện chính 64

Hình 3.6: Giao diện hiển thị kết quả miền thời gian 65

Hình 3.7: Giao diện hiển thị kết quả miền tần số 66

Hình 3.8: Khung theo dõi kết quả phi tuyến 66

Hình 3.9: A) Các khoảng R-R của đối tượng khỏe mạnh (nhịp xoang bình thường) và B) Đồ thị Poincaré của đối tượng khỏe mạnh 68

Hình 3.10: Quy trình tính toán và phân tích các chỉ số Poincaré theo các khoảng thời gian 1 giờ cho nhóm bệnh nhân tiểu đường 71

Hình 3.11: Sự phân tán của các chỉ số Poincaré SD1 và SD2 của các bệnh nhân tiểu đường 73

Hình 3.12: Hình ảnh đồ thị Poincaré của bệnh nhân tiểu đường khoảng thời gian 1 giờ 73

Hình 3.13: Tỉ lệ phần trăm tỉ số SD1/SD2 nằm trong dải bất ổn so với tổng số mẫu tính toán 76

Hình 3.14: Tỉ lệ phần trăm SD1/SD2 nằm trong dải bất ổn khi so với toàn bộ 151 mẫu 76

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Các chỉ số Poincaré SD1, SD2 và tỷ lệ SD1/SD2 được tính toán đối với

cơ sở dữ liệu gồm 18 đối tượng khỏe mạnh 68 Bảng 3.2 Tổng quát thông số Poincaré của nhóm bệnh nhân CHF trên toàn bộ bản ghi điện tâm đồ 72 Bảng 3.3: Bảng dữ liệu Poincaré của một bệnh nhân CHF theo các khoảng thời gian 1 giờ 74 Bảng 3.4: Phân bố tỉ số SD1/SD2 theo giải giá trị xuất hiện 74

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

1 HRV Heart Rate Variability Sự biến thiên nhịp tim

2 ANS Autonomic Nervous

9 ApEn Approximate Entropy Entropy xấp xỉ

10 DFA Detrended Fluctuation

Analysis

Phân tích khử khuynh hướng động tín hiệu động

11 PSD Power Spectrum Density Mật độ phổ năng lượng

12 FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

14 VPCs Ventricular Premature

15 SDNN Standard deviation NN Độ lệch tiêu chuẩn của RR

liên tiếp

17 RMSD Root Mean Square

18 RSA Respiratory Sinus

Arrhythmia Rối loạn nhịp xoang do hô hấp

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Khái niệm chung về HRV

HRV là sự biến động của nhịp tim

Khi ch ng ta nghĩ về nhịp tim của ch ng ta, ch ng ta thường nghĩ về một số giữa khoảng 60 và 100 nhịp mỗi ph t Con số này nói lên phạm vi nhịp tim trung bình Trong thực tế, nhịp tim của bạn thay đổi từng nhịp Khi bạn hít vào nhịp tim của bạn tăng và khi bạn thở ra nó chậm lại.Vì vậy, thay vì đề cập đến một nhịp cố định, ví dụ như 60 nhịp mỗi ph t, nhịp tim sẽ thực sự khác nhau giữa 55 nhịp và 65 nhịp mỗi ph t HRV là một đ n vị đo các biến động xảy ra tự nhiên trong nhịp tim Gần một phần tư thế kỷ, các nghiên cứu lâm sàng đ chỉ ra rằng khi mức HRV cao, con người sẽ trải qua mức căng thẳng thấp và khả năng phục hồi tốt h n Khi mức HRV thấp, đây là dấu hiệu sự căng thẳng lớn h n và khả năng phục hồi thấp h n [1]

Trái tim liên tục dao động tăng và giảm tốc độ trong một cuộc chiến trong hệ thần kinh tự trị, kiểm soát bởi hai "máy tạo nhịp" ởtrái tim mà tạo ra nhịp tim

Suy nghĩ, cảm x c, và trải nghiệm của thế giới bên ngoài được kết nối chặt chẽ với các chức năng của hệ thống thần kinh, nhịp tim và hệ hô hấp của ch ng ta Chúng ta càng linh hoạt, ch ng ta càng có khả năng xử lý những căng thẳng không thể tránh khỏi của cuộc sống Sự linh hoạt này được phản ánh trong hệ thống thần kinh của ch ng ta và có thể đo được, bằng cách sử dụng HRV như một chỉ số Hai thập kỷ qua đ phải thừa nhận một mối quan hệ quan trọng giữa hệ thần kinh tự trị và tử vong do tim mạch, bao gồm cả đột tử do tim [2] Bằng chứng thực nghiệm cho mối liên hệ giữa một xu hướng cho các rối loạn nhịp nguy hiểm và dấu hiệu của một trong hai: hoạt động giao cảm tăng hoặc hoặt động đối giao cảm giảm

đ làm tăng sự phát triển về các dấu hiệu định lượng của hoạt động tự trị Biến thiên nhịp tim (HRV) điển hình cho một trong những dấu hiệu hứa hẹn nhất Việc sử dụng giá trị này đ được phổ biến rộng r i Việc chỉ số HRVgiảm đ được báo cáo

có liên quan trong một số bệnh tim mạch và các bệnh khác H n nữa, HRV cũng có giá trị dự báo các nguy c và do đó là rất quan trọng trong việc phân loại các nguy

c về bệnh Phần này sẽ cung cấp tổng quan về các lĩnh vực trong các lĩnh vực đó

đ chứng minh được tính hữu dụng của HRV và dựa trên một số bài báo đ xem xét các khả năng của HRV

Tuy nhiên, một kết quả chung của việc sử dụng HRV trong thực tế đối với người trưởng thành chỉ đạt được trong hai tình huống lâm sàng HRV giảm có thể được sử dụng như một yếu tố dự báo rủi ro sau khi nhồi máu c tim cấp tính (MI) và là một dấu hiệu cảnh báo sớm của bệnh thần kinh đái tháo đường

1.1.1 Giá trị dự báo của HRV trong các bệnh liên quan đến tim mạch

Mối quan hệ giữa giảm HRV và tử vong ở bệnh nhân nhồi máu c tim đ được báo cáo bởi Wolf và cộng sự [1] Tuy nhiên, mối quan hệ giữa giảm HRV và tăng nguy c tử vong sau nhồi máu c tim trở nên nổi bật vào năm 1987 với việc xuất bản các kết quả của dự án sau nhồi máu c tim ở nhiều trung tâm Giảm HRV v n

là một yếu tố nguy c tử vong sau khi đ loại bỏ các yếu tố nguy c khác, bao gồm

cả phân suất tống máu Nhiều nghiên cứu đ khẳng định rằng giảm HRV trong miền thời gian và miền tần số, đo ngay sau khi nhồi máu c tim, làm tăng nguy c tử vong Các lợi ích lâm sàng của HRV được cải thiện bằng cách kết hợp nó với các yếu tố nguy c truyền thống khác như ngoại tâm thu thất (VPCs - Ventricular Premature Complexes), tín hiệu trung bình điện tâm đồ hoặc phân suất tống máu thất trái, đ cải thiện giá trị dự đoán, với độ chính xác dự báo dư ng tính (PPA) trong khoảng 30 - 50% Kết quả gần đây của ATRAMI (Autonomic Tone and Reflexes After Myocardial Infarction – Trư ng lực tự động và phản xạ sau nhồi máu c tim) nghiên cứu 1.284 bệnh nhân sau nhồi máu c tim cho thấy hoặc giảm HRV hoặc giảm độ nhạy phản xạ áp lực (một giá trị đo của trư ng lực phế vị), bệnh nhân được xác định có nguy c tử vong cao, và khi cả hai đều giảm giá trị, đ xác định một nhóm bệnh nhân có 17% nguy c tỷ lệ tử vong trong h n 2 năm so với 2% đối với những người có chỉ số được duy trì tốt

1.1.2 Giá trị dự báo của HRV trong bệnh thần kinh đái tháo đường

Như một biến chứng của đái tháo đường, bệnh thần kinh tự chủ được đặc trưng bởi xảy ra sớm và sự thoái hóa thần kinh của sợi thần kinh nhỏ lan rộng ở cả hai vùng giao cảm và đối giao cảm Biểu hiện lâm sàng phổ biến của nó là suy giảm chức năng và bao gồm hạ huyết áp, tim đập nhanh kéo dài, đổ mồ hôi vị giác, liệt dạ dày, bàng quang mất trư ng lực và tiêu chảy về đêm Ngay khi biểu hiện lâm sàng của bệnh thần kinh tự chủ đái tháo đường (DAN) xảy ra, ước tính tỷ lệ tử vong trong 5 năm là khoảng 50% Do đó, phát hiện cận lâm sàng sớm các rối loạn chức năng tự trị là quan trọng đối với sự phân tầng nguy c và quản lý sau này Phân tích HRV thời gian ngắn và /hoặc HRV thời gian dài đ được chứng minh là hữu ích trong việc phát hiện DAN Việc giảm thông số HRV trong miền thời gian dường

như không chỉ mang giá trị dự đoán âm, mà c n đến trước biểu hiện lâm sàng của bệnh thần kinh tự trị Đối với bệnh nhân mắc hoặc nghi ngờ mắc DAN, có ba phư ng pháp HRV có thể lựa chọn:

 Phư ng pháp khoảng RR cạnh giường ngủ đ n giản;

 Các phép đo trong miền thời gian kéo dài, ch ng nhạy cảm h n và lặp lại được nhiều h n so với các kiểm tra ngắn;

 Phân tích trong miền tần số được thực hiện với điều kiện trạng thái ổn định ngắn và ch ng có ích trong việc phân chia những bất thường do giao cảm và đối giao cảm [3,4]

Giảm HRV là một chỉ số nhạy cảm h n nhiều của sự điều biến tự trị bị thay đổi

so với các xét nghiệm chức năng tự trị chuẩn được sử dụng trước đó, và nó có thể xác định bệnh nhân có nguy c cao đ i hỏi phải điều trị tích cực

1.1.3 Giá trị lâm sàng của HRV trong các bệnh tim mạch khác

Việc nghiên cứu vể HRV ở người hiến tặng trái tim bị đứt dây thần kinh trong bệnh nhân ghép tim cung cấp một mô hình lâm sàng tuyệt vời để hiểu sự điều chỉnh sinh lý học của tim khi dây thần kinh điều khiển trái tim bị suy yếu hoặc thiếu Nói chung, khoảng RR giảm đ tiếp tục được quan sát thấy trong khi ghi nhận các thành phần phổ rời rạc đ gây nhiều tranh c i Trong đa số các nghiên cứu, có sự liên quan nhỏ về hô hấp với thành phần tần số cao (HF), được coi là độc lập với c chế thần kinh, đ được ghi nhận Trong một nghiên cứu trên 120 người nhận trái tim và 4 ghép tim-phổi, người ta thấy rằng một phần ba số bệnh nhân cho thấy một thành phần HF rất nhỏ trong phổ năng lượng Hai phần ba khác cho thấy một phổ phẳng, cho thấy nhịp đập của trái tim không có bất kỳ sự thay đổi nào H n nữa, HRV không thể phát hiện sự đào thải của trái tim người hiến

Tiểu đường có liên quan đến sự sáo trộn hoàn toàn của hệ thống thần kinh tự trị, làm cho bệnh càng tiến triển trầm trọng Trư ng lực giao cảm tăng rõ rệt trong khi điều biến đối giao cảm của nhịp tim giảm đi rõ rệt Giảm HRV được tìm thấy ở các bệnh nhân CHF H n nữa, chỉ số trong miền thời gian của HRV, như SDNN cũng giảm với sự rối loạn chức năng thất trái tăng lên Mặc dù giảm HRV được mong đợi

để dự đoán tỷ lệ tử vong trong CHF, kết quả đ được lấy từ nhiều nghiên cứu Một

số nghiên cứu không tìm thấy mối quan hệ giữa các chỉ số tiêu chuẩn của HRV và

tỷ lệ tử vong Những người khác thấy rằng HRV có giá trị dự đoán đáng ch ý, ví

dụ như chỉ số SDNN <30 ms có độ nhạy 75% và độ đặc hiệu 90% trong việc dự

đoán tử vong trong CHF Tư ng tự như vậy, Mortara và cộng sự[2] báo cáo rằng bệnh nhân gần như không có năng lượng tần số thấp (LF) có tiên lượng bệnh xấu

h n Sau đó, nhóm của Mortara báo cáo rằng HRV không có giá trị tiên lượng ở bệnh nhân được chỉ d n cấy ghép tim, nhưng trong một nhóm khác đang chờ được ghép tim, những người có SDANN <55 ms có nguy c tử vong tư ng đối gấp 20 lần so với những người với giá trị cao h n

Một số nghiên cứu đ chỉ ra rằng giảm trư ng lực đối giao cảm và tăng trư ng lực giao cảm làm giảm ngư ng rung thất và tăng tỷ lệ mặc nhịp nhanh thất tự phát ở động vật và ở người thiếu máu cục bộ Nó không phải là điều gì bất ngờ, do đó, những bệnh nhân có nguy c đột tử do tim có HRV giảm Các nhà nghiên cứu đ so sánh việc điều khiển HRV trong bệnh nhân ngoại tr , dường như người trung niên khỏe mạnh đ ghi Holter trước khi họ đột tử, bệnh nhân tỉnh lại từ rung thất, và bệnh nhân đột tử trong khi mang một Holter theo dõi Kết quả đ liên tục thể hiện

sự sụt giảm HRV đáng kể trong số bệnh nhân đột tử, độc lập với tình trạng bệnh Một báo cáo sự giảm nhanh HRV trong hai bệnh nhân bị đột tử cuối cùng trong

v ng hai năm của các bản ghi đầu tiên cung cấp khả năng rằng giám sát Holter liên tục có thể xác định bệnh nhân có nguy c đặc biệt cao về đột tử Khi biến kết quả đ bao gồm rối loạn nhịp ác tính cũng như đột tử, kết quả thu được tư ng tự, với HRV giảm và không có các biến đổi sinh học trong chỉ số đối giao cảm của HRV gắn liền với nguy c đột tử cao

1.2 Kỹ thuật phân tích loạn nhịp

Việc nghiên cứu phân tích tín hiệu HRV tập trung vào việc phân tích sự biến đổi từng nhịp của nhịp tim và khả năng chẩn đoán những biến động Hàng loạt các khoảng thời gian giữa những nhịp tim, được gọi là khoảng RR, được xác định trong khoảng thời gian ở bất cứ đâu từ 10 ph t đến 24 giờ và hình thức phổ biến nhất được nghiên cứu là khoảng thời gian HRV Phần lớn các biến đổi đ được chứng nhận trong các bản lưu nhịp tim là do hệ thần kinh tự trị điều chỉnh nhịp tim Theo

đó, cần ch ý tập trung vào HRV như một phư ng pháp định lượng chức năng tự trị của tim Trư ng lực phế vị (vagal tone) có ảnh hưởng chi phối trong điều kiện nghỉ

ng i và phần lớn các biến động nhịp tim là kết quả của sự điều chế dây thần kinh phế vị Điều này cung cấp cho bác sĩ lâm sàng kỹ thuật không xâm lấn để giám sát hoạt động thần kinh đối giao cảm đáng tin cậy Điều này, và các thông tin khác có thể được bắt nguồn từ các bản ghi HRV, rất quan trọng cho các bác sĩ trong việc chẩn đoán, điều trị và nghiên cứu của nhiều căn bệnh liên quan đến hệ tim mạch và

hệ tự trị

Hình 1.1: Các khoảng RR là khoảng thời gian giữa các sóng R kế tiếp

Trong HRV, một bản ghi điện tâm đồ được lấy và xử lý để xác định vị trí các thời gian của nhịp tim Việc này được thực hiện bằng cách định vị sóng R trong bản ghi điện tâm đồ, vì ch ng là độ lệch lớn nhất và sóng mà có thể được xác định một cách chính xác nhất Thời gian giữa các sóng R kế tiếp, khoảng thời gian được gọi

là RR, là chuỗi thời gian mà là kết quả của nghiên cứu này Hình 1.1 mô tả chi tiết việc xây dựng các khoảng RR từ điện tâm đồ Các bản ghi điện tâm đồ thời gian ngắn hoặc thời gian dài có thể được thực hiện Bản ghi ngắn thường ít nhất dài 5

ph t, nhưng không có giá trị dài h n nhằm đảm bảo tính dừng Bản ghi dài thường được thực hiện trong 24 giờ sử dụng một thiết bị Holter Các đối tượng khỏe mạnh thường biểu hiện trong các bản ghi khoảng RR là một mức độ biến đổi lớn Điều này là do các hoạt động tích cực của các v ng điều khiển khác nhau chi phối HRV Các đối tượng bị bệnh có xu hướng HRV đ được giảm Điều này có thể là kết quả của các phần (hoặc tất cả) của các hệ thống điều chỉnh nhịp tim đang bị hỏng Nó cũng có thể là do một sự thay đổi trong tác động của hệ thần kinh tự trị thứ phát do tác động của một căn bệnh không trực tiếp ảnh hưởng đến hệ tim mạch Hình 1.2 cho thấy hai ví dụ về các bản ghi khoảng RR Hình đầu tiên (Hình 1.2a) là của một người khỏe mạnh và thể hiện một mức độ biến đổi đáng kể, bao gồm cả biến đổi tần

số thấp và cao Hình thứ 2 (Hình.1.2b) bản ghi của đối tượng bị suy tim, người mà

hệ thần kinh đối giao cảm đ bị tổn thư ng đáng kể Mức độ biến đổi trong bản ghi này ít h n nhiều so với đối tượng khỏe mạnh Việc thiếu các thay đổi chủ yếu là của các dạng tần số cao như là được dự tính cho các chức năng đối giao cảm bị suy biến (kiểm soát đối giao cảm là chỉ điều biến nhanh nhịp tim)

Hình 1.2: Chuỗi RR của người khỏe mạnh (a) và của người bị suy tim (b)

Mục đích chính của phân tích HRV là để đánh giá chức năng của hệ thần kinh

Nó đặc biệt không được quan tâm trong việc xác định quả tim, là một đ n vị riêng

lẻ, n i tạo ra nhịp xoang bình thường Phân tích ECG trực tiếp là tốt nhất để đánh giá các vấn đề với sự hình thành nhịp Phân tích HRV giả định rằng mỗi nhịp riêng

lẻ là một nhịp tim bình thường với một dấu hiệu điện tâm đồ bình thường Nói cách khác, các bản ghi khoảng RR chỉ nên chưa nhịp tim mà được tạo ra từ n t xoang Điều này được biết đến như là "nhịp xoang" Hệ thần kinh tự trị trực tiếp điều khiển nhịp xoang Khi nhịp tim được tạo ra từ một vị trí khác điều khiển trái tim, các khoảng RR không chứa bất kỳ thông tin về các chức năng của hệ thần kinh Tóm lại, HRV đánh giá nhịp của tim, không phải là làm cách nào mà trái tim thực sự tạo thành một nhịp

1.3 Cở sở sinh lý học của phân tích HRV

1.3.1 Tổng quát

Nhiều nhịp sinh lý điều chỉnh nhịp tim thông qua hệ thống thần kinh tự trị Nhịp tim tức thời thể hiện tổng cộng tất cả các tác động đối với hệ thống thần kinh tự trị Trong các chủ thể khỏe mạnh bình thường có một số phản xạ hoạt động một cách đồng thời Những phản xạ có chứa nhịp này được truyền tới hệ thống quản lý tim mạch trong n o và bị ảnh hưởng trong nhịp tim Sự tư ng ứng giữa các nhịp và các nhánh của hệ thống thần kinh tự trị cho phép phân tích HRV để cung cấp thông tin

về chức năng của các phần khác nhau của hệ thống thần kinh tự trị

Sự hô hấp: Rối loạn nhịp xoang do hô hấp (RSA) đề cập đến sự thay đổi lâm

sàng trong nhịp tim liên quan đến hô hấp Hô hấp là nguyên nhân gây rối loạn huyết

áp, được cảm nhận bởi các bộ phận nhận cảm áp Cung phản xạ áp lực xử lý những

thay đổi trong huyết áp và gây ra biến động tư ng ứng với nhịp tim Bởi vì hô hấp

là khoảng định kỳ với một khoảng thời gian tư ng đối ngắn (khoảng 3s), các biến động được giải quyết chỉ bằng hệ thần kinh đối giao cảm Kết quả là, kiểm soát đối giao cảm có thể hoạt động trên quy mô thời gian nhanh chóng, trong khi các hệ thống giao cảm có thể không Một số nhà nghiên cứu tin rằng mức độ loạn nhịp xoang cung cấp một chỉ số về mức độ hoạt động phế vị của tim RSA cũng dựa trên phản xạ hoạt động của bộ phận nhận cảm áp và do đó đánh giá các chức năng phản

xạ của bộ phận nhận cảm áp Cho dù RSA chỉ ra toàn bộ mức độ hoạt động đối giao cảm hoặc chỉ phần điều biến của ch ng là một vấn đề trong một số cuộc tranh luận

Dao động vận mạch: dao động vận mạch là một dao động tự phát tần số thấp ở

huyết áp với thời gian khoảng 10 giây Bóp chặt diện tích mặt cắt ngang của động mạch thông qua việc kích hoạt c tr n điều chỉnh lưu lượng máu đến các vùng khác nhau của c thể Quá trình này được kiểm soát theo cách phi tuyến của thân n o và các bộ phận nhận cảm áp Do sự chậm trễ trong hệ thống xử lý và các đặc tính của việc kích hoạt c tr n, một dao động tự phát khoảng 10 Hz xuất hiện trong huyết

áp Dao động này được phát hiện bởi các bộ phận nhận cảm áp và được chồng lên nhịp tim do cung phản xạ bộ phận nhận cảm áp Dao động vận mạch bị điều phối bởi hệ thống thần kinh giao cảm Có cuộc tranh luận về việc liệu ch ng có bị điều phối bởi hệ thống đối giao cảm và ở giai đoạn này kết quả là không thuyết phục Đây là một lỗ hổng trong kiến thức về cách hệ thống thần kinh giao cảm ảnh hưởng đến nhịp tim và đ i hỏi phải nghiên cứu thêm

Kiểm soát nhịp tim: kiểm soát nhịp tim thời gian ngắn có thể được coi như một

hệ thống kiểm soát n i các hệ thống sinh lý được chia thành các thành phần sau:

 Hệ thống tim mạch: nhà máy;

 Hệ thống quản lý tim mạch: bộ điều khiển;

 Hệ thần kinh tự trị: kiểm soát đầu vào /đầu ra;

 Vận mạch và hô hấp: Các rối loạn

Hình 1.3 cho thấy các thành phần này như một hệ thống kiểm soát thông tin phản hồi Các rối loạn huyết áp được truyền đi thông qua hệ thần kinh tự trị đến bộ điều khiển, gây ra hoạt động giao cảm và đối giao cảm dao động trong nhịp độ Các biến động trong huyết áp do đó cũng được nhìn thấy trong nhịp tim

Hình 1.3: Hệ thống điều khiển tim mạch như một hệ thống điều khiển phản hồi

1.3.2 Tổng quan về tim và quá trình điện học của tim

1.3.2.1 Cấu trúc chức năng sinh lýtim

Tim

Tim là bộ phận quan trọng trong hệ tuần hoàn của động vật, với chức vụ b m đều đặn để đẩy máu theo các động mạch và đem dư ng khí và các chất dinh dư ng đến toàn bộ c thể; h t máu từ tĩnh mạch về tim sau đó đẩy máu đến phổi để trao đổi khí CO2 lấy khí O2

Tim là một khối c rỗng, trọng lượng khoảng 300gr, được chia thành 4 buồng: 2 tâm nhĩ và 2 tâm thất Nhĩ phải và nhĩ trái, thành mỏng, nhận máu tĩnh mạch, đưa xuống thất; thất phải và thất trái, thành dày, b m máu vào động mạch với áp lực cao Hai tâm nhĩ ngăn cách nhau bởi vách liên nhĩ, hai tâm thất ngăn cách nhau bởi vách lên thất

Hình 1.4: Hình ảnh tim người và chi tiết các bộ phận

Độ dày của các thành tim ở các buồng thay đổi tùy theo chức năng của nó Thành c tim thất trái dày gấp hai đến bốn lần thành thất phải, do nó phải b m máu với áp lực cao h n để thắng sức cản lớn của tuần hoàn hệ thống Năng lượng cần thiết cho sự chuyển động của máu xuất phát từ thành c tim

Hệ thống van tim

Hướng chảy của máu được xác định bởi sự hiện diện của các van tim Các van tim là những lá mỏng, mềm dẽo, là tổ chức liên kết được bao quanh bởi nội tâm mạc

Van nhĩ - thất: ngăn giữa nhĩ và thất, bên trái có van hai lá, bên phải có van ba

lá Nó gi p máu chảy một chiều từ nhĩ xuống thất Các cột c gắn với van nhĩ-thất bởi các dây chằng Cột c co r t khi tâm thất co, nó không gi p cho sự đóng của van, mà nó kéo chân van về phía tâm thất, ngăn sự lồi của các lá van về tâm nhĩ trong kỳ thất co r t Nếu dây chằng bị đứt hoặc nếu một trong các cột c bị tổn thư ng, máu có thể trào ngược về tâm nhĩ khi thất co, đôi khi gây nên rối loạn chức năng tim trầm trọng

Van bán nguyệt: giữa tâm thất trái và động mạch chủ có van động mạch chủ, van

động mạch phổi ở giữa tâm thất phải và động mạch phổi Nó gi p máu chảy một chiều từ tâm thất ra động mạch

Tất cả các van đóng mở một cách thụ động, sự đóng mở tùy thuộc vào sự chênh lệch áp suất qua van Ví dụ như khi áp lực tâm nhĩ vượt quá áp lực tâm thất thì van nhĩ-thất mở ra, và máu từ nhĩ xuống thất; ngược lại khi áp lực tâm thất lớn h n áp lực tâm nhĩ, van đóng lại, ngăn máu chảy ngược từ thất về nhĩ (Hình 1.5)

Hình1.5: Cơ tim và Hệ thống van hai lá

Sợi cơ tim

Tim được cấu thành bởi 3 loại c tim: c nhĩ, c thất và những sợi c có tính kích thích, d n truyền đặc biệt C nhĩ, c thất có hoạt động co r t giống c vân, loại c n lại co r t yếu h n nhưng ch ng có tính nhịp điệu và d n truyền nhanh các xung động trong tim

Hình 1.6: Sợi cơ tim

Các tế bào c tim có tính chất trung gian giữa tế bào c vân và tế bào c tr n

Đó là những tế bào nhỏ, có vân, chia nhánh và chỉ một nhân Khác với c vân, các

tế bào c tim có các cầu nối, kết với nhau thành một khối vững chắc, có những đoạn màng tế bào h a với nhau Các sợi c tim mang tính hợp bào, hoạt động như một

đ n vị duy nhất khi đáp ứng với kích thích, lan truyền điện thế giữa các sợi c tim nhanh chóng qua các cầu nối Sự lan truyền điện thể từ nhĩ xuống thất được d n qua một đường d n truyền đặc biệt gọi là bộ nối nhĩ-thất

Các sợi c tim chứa nhiều ty lạp thể và mạch máu, phù hợp với đặc tính hoạt động ái khí của tim Thành phần chủ yếu của tế bào c tim là các t c

(myofibrille), chứa các sợi dày (myosin) và sợi mỏng (actin, tropomyosin, troponin), sự co r t của ch ng gây ra co r t toàn bộ tế bào c tim Xung quanh các sợi c có mạng nội sinh c chất (reticulum sarcoplasmique) là n i dự trữ canxi Như vậy chức năng chính của c tim là tự co r t và ch ng cũng phản ứng theo cùng một cách thức trong trường hợp bệnh lý: ch ng cùng phì đại trong sự quá tải hoặc ch ng hoại tử thành những mô x trong trường hợp khác

Hệ thống dẫn truyền

Gồm các tế bào m nh có khả năng phát nhịp (pacemaker) cho toàn bộ tim,

ch ng tạo thành hệ thống d n truyền, d n truyền điện thế qua c tim Hệ thống d n truyền này đảm bảo cho các buồng tim co r t đồng bộ, gồm:

Nút xoang nhĩ: c n gọi là n t Keith-Flack, nằm ở c tâm nhĩ, chổ tĩnh mạch chủ

trên đổ vào tâm nhĩ phải N t xoang nhĩ phát xung khoảng 80 lần – 100 lần/phút, là

n t d n nhịp cho tim, nhận sự chi phối của sợi giao cảm vàđối giao cảm (dây X)

Nút nhĩ-thất: c n gọi là n t Aschoff-Tawara, ở phía sau bên phải vách liên nhĩ,

cạnh lỗ xoang tĩnh mạch vành Phát xung 40-60l/ph t, được chi phối bởi dây giao cảm và dây X

Bó His: đi từ n t nhĩ-thất tới vách liên thất, chạy dưới nội tâm mạc xuống phía

phải của vách liên thất khoảng 1cm, c n gọi là bộ nối nhĩ-thất, d n truyền điện thế giữa nhĩ và thất, rồi chia làm hai nhánh phải và trái

Nhánh phải tiếp tục đi xuống phía phải vách liên thất, chia thành những nhánh nhỏ chạy giữa các sợi c tim thất phải gọi là sợi Purkinje Nhánh trái chui qua vách liên thất, chia một nhánh phía trước mỏng, nhỏ và một nhánh phía sau, dày, rồi cũng chia thành sợi Purkinje để đến nội tâm mạc thất trái Bộ nối nhĩ-thất, hai nhánh hoặc các sợi Purkinje tần số phát xung rất chậm 20-40l/ph t, chỉ nhận sợi giao cảm

Hệ thần kinh

Chi phối tim là hệ thần kinh tự trị

Dây X phải chi phối cho n t xoang và dây X trái chi phối n t nhĩ-thất Các sợi đối giao cảm đến c nhĩ chứ không đến c thất

Dây giao cảm đến đáy tim theo mạch máu lớn, sau đó phân thành mạng vào c tim, thường là theo sau mạch vành

Thần kinh giao cảm tiết Norepinephrin, làm tăng tần số n t xoang,tăng tốc độ

d n truyền, và tăng lực co bóp.Thần kinh đối giao cảm làm giảm tần số n t xoang,

giảm tốc độ d n truyền qua trung gian Acetylcholin.Tác dụng của hai hệ này trái ngược nhau, nhưng có tác dụng điều h a để đảm bảo cho sự hoạt đông tim

1.3.2.2 Điện tâm đồ (Electrocardiogram: ECG)

Điện tâm đồ (viết tắt là ECG – electrocardiogram) là một cách để ghi lại các hoạt động điện của tim Điện tâm đồ là một đường cong ghi lại các biến thiên của các điện lực do tim phát ra trong hoạt động co bóp Điện lực đó rất nhỏ, chỉ tính bằng milivôn nên rất khó ghi Cho đến năm 1903, Einthoven mới lần đầu ghi được

nó bằng một điện kế có đầy đủ mức nhạy cảm

Phư ng pháp ghi điện tâm đồ cũng giống như cách ghi các đường cong biến thiên tuần hoàn khác: người ta cho d ng điện tim tác động lên một b t ghi làm b t này dao động qua lại và vẽ lên một mặt giấy, nó được động c chuyển động đều với một tốc độ nào đó Ngày nay, người ta đ sáng chế ra rất nhiều loại máy ghi điện tim nhạy cảm, tiện lợi Các máy đó có bộ phận khuếch đại bằng đèn điện tử hay bán

d n và ghi điện tim đồ trực tiếp lên giấy hay vẽ lên màn huỳnh quang Ngoài ra,

ch ng c n có thể có một hay nhiều d ng, ghi đồng thời được nhiều chuyển đạo cùng một l c, ghi điện tim đồ liên tục 24 giờ trên băng của một máy gắn nhỏ gắn vào người (Cardiocassette Type Holter)

Khi tim hoạt động xuất hiện d ng điện hoạt động của các sợi c tim Những

d ng điện này có thể ghi lại từ những điện cực đặt trên da Như vậy điện tâm đồ thể hiện sự hoạt động điện của tim và có thể cho biết tình trạng của tim, tần số, bản chất

và sự phát sinh nhịp tim, sự lan tỏa và hiệu quả của các hưng phấn cũng như cho biết các rối loạn có thể có

Để thu được d ng điện tim, người ta đặt những điện cực của máy ghi điện tim lên c thể Tùy theo vị trí đặt điện cực mà thu được các chuyển đạo khác nhau nhằm nghiên cứu d ng điện tim bình thường và bệnh lý một cách có lợi nhất (Hình 1.7)

Hình 1.7: Cách mắc các điện cực trên da để ghi điện tim

Tuỳ theo cách mắc điện cực, ta sẽ có 12 chuyển đạo :

 Chuyển đạo song cực các chi : D1, D2, D3;

 Chuyển đạo đ n cực chi tăng cường : aVR, aVL, AVF;

 Chuyển đạo trước tim : V1, V2, V3, V4, V5, V6

Để ghi điện tâm đồ, thường được gọi là một "điện tâm đồ bề mặt", thủ tục này bao gồm việc đặt ít nhất hai điện cực trên da của bệnh nhân Hai điện cực - một điện cực dư ng, đại diện ở đây trong màu đỏ, một điện cực âm khác, đại diện ở đây trong trắng được kết nối với một bộ khuếch đại điện(Hình 1.8)

Hình 1.8: Quá trình ghi điện tâm đồ bề mặt

Các tín hiệu ghi là rất nhỏ, từ 0,1mV đến 1mV Tuy nhiên, bằng cách gửi các tín hiệu đến một bộ khuếch đại (đại diện là hình tam giác màu xanh lá cây), tín hiệu có thể được phóng to và có thể nhìn thấy các tín hiệu để phân tích

Sự vắng mặt của hoạt động điện trong tim được ghi lại bởi một đường thẳng trên một biểu đồ điện tim Đường thẳng này trên điện tâm đồ được biết đến như đường đẳng áp Khi không có hoạt động điện, kể cả các hoạt động c học

Khi sóng khử cực đi khắp trái tim và các điện cực bề mặt cảm nhận được hoạt động điện, độ võng của đường đẳng áp sẽ diễn ra Một sóng khử cực đi về phía điện cực dư ng kết quả là một đường cong lên trên điện tâm đồ

Điện cực có thể được đặt trong một số vị trí khác nhau trên ngực Mỗi vị trí điện cực sẽ mang lại một biểu đồ khác nhau hay góc nhìn khác của hoạt động điện của tim

Phối cảnh ("vector") được hiển thị ở đây được gọi là vị trí Đạo trình II Đây là một cách rất phổ biến để đặt điện cực, với điện cực dư ng về phía đầu nhọn (phía dưới) của tim và các điện cực âm về phía trên của trái tim (Hình 1.9)

Trong một trái tim khỏe mạnh, mỗi sóng phù hợp về kích thước, hình dạng, và trình tự

Hình 1.9: Các mắc đạo trình II

Dẫn truyền trong tim

D n truyền tim d n đến nhịp đập c học của tim Cụ thể h n nữa, nhịp đập c học này được tạo ra bởi xung điện di chuyển khắp hệ thống d n truyền Sóng cụ thể xuất hiện trên điện tâm đồ tư ng ứng với cả nhịp đập và khử cực (hoặc tái cực) của một khu vực cụ thể của quả tim

Chu kỳ tim bình thường bắt đầu với xung khởi đầu từ n t xoang nhĩ, hay n t xoang (SA node)

Sau khi xuất phát từ n t xoang, kết quả là sóng khử cực d n đi qua nhĩ trái và nhĩ phải, kích thích co tâm nhĩ và hình thành các sóng P trên ECG bề mặt

Sau khi kích hoạt ở tâm nhĩ, xung thu được đến n t nhĩ - thất, thường gọi là “AV node” Đây chỉ là đường d n truyền bình thường giữa tâm nhĩ và tâm thất Trên điện tâm đồ, d n truyền này xuất hiện như một đoạn bằng phẳng ngay sau sóng P

N t nhĩ thất làm chậm xung d n truyền, cho phép thời gian để tâm nhĩ co và máu được b m từ tâm nhĩ đến tâm thất trước khi tâm thất co Thời gian d n truyền qua n t nhĩ thất chiếm hầu hết thời gian khoảng PR

Ngay dưới n t nhĩ thất, xung điện đi qua bó His Khi các xung truyền vào và đi qua His, các xung thu được đi đến bên phải và bên trái bó nhánh

Sau khi rời khỏi bó Nhánh, các xung đi qua các sợi Purkinje, đó là sợi xen kẽ để điều chỉnh c tim Trên điện tâm đồ d n truyền này được biểu diễn như là sóng Q

Đi nhanh qua bó His, trái và phải bó Nhánh, và sợi Purkinje, các xung gây ra quá trình khử cực và sự co của tâm thất QRS trên điện tâm đồ thể hiện quá trình khử cực của khối lượng c tâm thất

Tiếp theo phức hợp QRS, điện tâm đồ mô tả một giai đoạn ổn định, kéo dài lên đến vài trăm mili giây Giai đoạn tái phân cực của tâm thất tạo ra một d ng điện trong c thể và tạo ra sóng T trên điện tâm đồ Điều này diễn ra từ từ, do đó tạo ra một sóng rộng

Hình 1.10: Trình tự quá trình dẫn truyền trong tim tạo ra các sóng P, Q, R, S, T

Đo các khoảng thời gian

Đường biểu diễn điện tim (điện tâm đồ) gồm có 5 sóng nối tiếp nhau với 6 chữ cái liên tiếp được đặt tên P, Q, R, S, T, U Ba sóng Q, R, S tập hợp lại thành phức

bộ QRS Sóng ở phía trên đường đẳng điện là sóng dư ng, sóng ở phía dưới đường đẳng điện là sóng âm (Hình 1.11)

Hình 1.11: Hình ảnh đường biểu diễn điện tim gồm 5 sóng nối tiếp nhau P, Q, R, S, T

- Sóng P: Là sóng khử cực của tâm nhĩ Biên độ < 0,25mV, thời gian < 0,1s Tái cực nhĩ không thấy trên ECG vì nó l n trong sóng tiếp theo

- Phức hợp QRS: Thể hiện trạng thái khử cực tâm thất Thời gian 0,08s Sóng

Q biên độ 0,3mV, thời gian 0,03s.Sóng R biên độ có thể đến 2mV.Sóng S gần giống sóng Q

- Sóng T: Thể hiện sự tái cực của tâm thất Biên độ < 0,5mV, thời gian 0,2s Mặc dù khử cực và tái cực là những hiện tượng đối ngược nhau, nhưng sóng

T thường dư ng tính như sóng R Điều này cho thấy sự hình thành hưng phấn và sự lan rộng của nó được thực hiện theo những cách thức khác nhau

- Khoảng PQ: Là thời gian d n truyền xung động từ tâm nhĩ đến tâm thất, thời gian < 0,2s

- Khoảng QT: Tùy thuộc vào tần số tim, thời gian 0,35s đến 0,4s với tần số tim 75lần/ph t Đó là thời gian hoạt động của tâm thất

Thời gian giữa sóng là một đặc điểm quan trọng trong việc xác định nhịp tim bình thường Thời gian này, hoặc khoảng thời gian, được đo bằng mili giây

Khoảng thời gian là yếu tố quan trọng khi xác định có hay không một nhịp khỏe mạnh Một khoảng thời gian ngoài thời gian bình thường có thể là một dấu hiệu của bệnh tim

Hai khoảng thời gian quan trọng trong hỗ trợ đặc biệt trong việc phân tích tín hiệu điện tâm đồ Ch ng là những khoảng PR và khoảng phức hợp QRS

Thời gian bình thường của một khoảng PR là 120-200 mili giây, trong khi thời gian bình thường của một phức hợp QRS là 60-100 mili giây [5]

1.3.3 Tổng quan về tín hiệu tim loạn nhịp

1.3.3.1 Khái niệm:

Loạn nhịp tim là sự rối loạn hoạt động điện sinh học của tim về ba mặt: sự tạo thành xung động, d n truyền xung động, sự phối hợp giữa tạo thành và d n truyền xung động

Nhịp tim không bình thường là dấu hiệu có rối loạn nào đó trong việc khởi xướng các xung lực điện năng từ trung tâm tự động tim hoặc trong việc d n truyền các xung lực này tới tế bào tim Trung tâm tự động tự nhiên của tim (pacemaker) nằm ở vách sau tâm nhĩ phải Trung tâm này điều hoà nhịp tim đập

Loạn nhịp tim có thể là tim co bóp quá nhanh, quá chậm hoặc không đều nhau Thực ra, ở người bình thường đôi khi cũng có vài thay đổi thoảng qua, vô hại của nhịp tim Đang lim dim suy nghĩ, mà có tiếng động mạnh là giật mình hoảng hốt Gặp người tình lần đầu h hẹn, chắc là nhiều người cũng đỏ mặt hồi hộp Và trong cả hai trường hợp, tim đều rộn r đập nhanh trong vài giây

Nhưng nếu loạn nhịp kéo dài, khó thở, đau ngực, buồn nôn, chóng mặt, bất tỉnh thì nên cẩn thận, thông báo cho bác sĩ gia đình Đây có thể là dấu hiệu một bệnh nào đó ở bệnh tim hoặc của c thể

Mạch chậm khi tim đập dưới 60 nhịp một phút

Mạch chậm có thể là bình thường đối với các lực sĩ, các vận động viên thể dục, thể thao hoặc trong khi đang ngủ Qua tập luyện c thể, trái tim của họ đ trở nên mạnh mẽ, khả năng b m rất tốt sau mỗi lần co bóp, nên tim không cần đập nhiều

mà v n đủ máu nuôi dư ng mọi c quan, bộ phận Ban đêm, c thể không cần nhiều máu, tim cũng nghỉ ng i đôi ch t, để ngày hôm sau làm việc

Với nhiều người khác, nhịp tim chậm có thể là do rối loạn ở n t xoang nhĩ, n i phát xuất tín hiệu điện để tim co bóp hoặc do gián đoạn sự d n truyền tín hiệu tới tế bào tim

Bệnh tim, thư ng tích tim, tác dụng phụ của một vài dược phẩm (atenolol, ditiazem chữa cao huyết áp), bẩm sinh, suy nhược tuyến giáp có thể là những nguyên nhân đưa tới chậm nhịp tim, và tim sẽ không b m đủ máu nuôi c thể

Hình 1.12: Cấu tạo tim: Nút xoang, Nhĩ phải-trái,Thất phải-trái…

Nhịp tim nhanh khi tim đập trên 100 lần trong một phút

Tim đập tạm thời nhanh h n bình thường có thể xẩy ra khi vận động c thể mạnh mẽ, nóng sốt, sợ h i, tác dụng phụ vài loại dược phẩm, kích thích tố và không có ảnh hưởng nhiều lắm tới khả năng b m máu của tim

Nhưng khi nhịp tim liên tục thật nhanh và kéo dài thì có thể là do rối loạn ở n t xoang nhĩ và hệ thống d n truyền xung lực điện ở tim Ngoài ra, các tế bào tim cũng

có thể tự mình phát ra xung lực điện, tạo ra những nhịp tim riêng và gây rối loạn cho nhịp bình thường

Sau đây là mấy trường hợp đáng lưu ý:

- Rung tâm nhĩ và tâm thất là những trường hợp tim đập nhanh và hỗn loạn, khiến cho tim không duy trì được sự co bóp đồng đều và giảm khả năng b m máu

- Rungnhĩ có thể là hậu quả của cao huyết áp, vữa x động mạch, thấp khớp tim, cường tuyến giáp Vì tâm nhĩ rung giật, máu không b m hết xuống tâm thất, nên máu sót lại, đưa tới một hậu quả nghiêm trọng là tạo ra khối huyết Huyết cục có thể

di chuyển lên n o gây ra tai biến n o, tới động mạch tim gây ra nhồi máu c tim

- Rung tâm thất thường gây ra do nhồi máu c tim và tim có thể ngưng đập Tâm thất có nhiệm vụ b m máu ra ngoài tim qua mỗi lần tim đập Khi c của tâm thất

rung liên hồi thay vì co bóp, máu sẽ không được đẩy ra để nuôi dư ng các c quan

bộ phận và hậu quả trầm trọng sẽ xẩy ra

- Tế bào ở một điểm nào đó của tâm thất cũng có thể khởi xướng một nhịp tim đập rất nhanh, có khi tới gần 300 nhịp một ph t Người bệnh thấy chóng mặt, đau ngực, hồi hộp, khó thở và có thể đưa tới bất tỉnh, nguy hiểm cho tính mạng Rối loạn này thường thấy trong trường hợp động mạch tim bị nghẹt, bệnh của các van tim, c tim

hư hao

- Nhịp đập lạc vị (extrasystole) do một xung lực điện phát ra từ một n i nào đó của tim, bên ngoài nút xoang-nhĩ Nhịp tim không thay đổi, nhưng giữa những lần tim đập bình thường thì xuất hiện những tim đập thêm Loạn nhịp này không nguy hiểm lắm và có thể gây ra do bất cứ một bệnh nào của tim, do sử dụng cafeine quá độ, do nicotine trong thuốc lá, do vài hoạt chất trong thuốc chữa cảm lạnh, thuốc trị bệnh hen suyễn đôi khi cũng thấy ở người bình thường

Rối loạn nhịp tim có nhiều loại, gặp ở tất cả các khoa lâm sàng và ngay cả ở những người bình thường, một người bệnh cùng một l c có thể gặp nhiều loại rối loạn nhịp tim khác nhau, mặt khác từ rối loạn nhịp tim này có thể chuyển thành các rối loạn nhịp tim khác Ngay cả các thuốc điều trị rối loạn nhịp tim cũng có thể gây rối loạn nhịp tim Nếu phân tích kỹ lư ng từng trường hợp có loại loạn nhịp tim cần thiết phải điều trị, nhưng cũng có khi có những rối loạn nhịp tim không cần phải điều trị, những vấn đề này các thầy thuốc cần phải nắm vững để đáp ứng yêu cầu thực tiễn trong lâm sàng

1.3.3.2 Nguyên nhân

Rối loạn nhịp tim chức năng: xuất hiện ở những người bình thường có rối loạn tâm lý; lao động gắng sức; liên quan đến ăn uống; h t thuốc lá; uống chè, rượu, cà phê

Rối loạn nhịp tim thực thể do tổn thư ng thực thể tại tim như: thiếu máu c tim, nhồi máu c tim, viêm c tim, các bệnh van tim, các bệnh tim bẩm sinh

Rối loạn nhịp tim do bệnh của các c quan khác, ví dụ: cường chức năng tuyến giáp, bệnh viêm phổi-phế quản cấp hay mạn tính, thiếu máu, rối loạn thăng bằng kiềm-toan và điện giải, do thuốc

1.3.4 ệnh sinh của rối loạn nhịp tim

Bệnh sinh của rối loạn nhịp tim c n phức tạp, nhiều điều chưa rõ

Nhưng cũng có nhiều vấn đề đ được sáng tỏ: những yếu tố nguy c và nguyên nhân đ gây ra những biến đổi chức năng hoặc thực thể hệ thần kinh tự động của tim (n t xoang, đường d n truyền nhĩ-thất, n t Tawara, bó His ) và c tim.Rối loạn cân bằng của hệ giao cảm (adrenalin, nor-adrenalin) và hệ đối giao cảm (acetylcholin) Rối loạn hưng phấn hoặc ức chế thụ cảm thể bêta giao cảm Rối loạn quá trình khử cực và tái cực màng của tế bào c tim, tế bào thuộc hệ thần kinh tự động của tim Rối loạn hệ men chuyển (ATPaza), rối loạn điện giải đồ trong máu: natri, kali, canxi, magie Rối loạn hướng d n truyền xung động (thuyết vào lại-Reentry) Xung động đi theo những đường d n truyền tắt (ví dụ: hội chứng Wolf-Parkinson-Wite:WPW)

1.3.5 iểu hiện lâm sàng của rối loạn nhịp

Lâm sàng của rối loạn nhịp tim cũng phức tạp và phụ thuộc vào từng thể bệnh, từng loại và bệnh gây ra rối loạn nhịp Một số rối loạn nhịp tim luôn phải cấp cứu vì

có tỉ lệ tử vong cao do rối loạn huyết động nặng nề

Ví dụ: nhịp nhanh thất, rung thất, blốc nhĩ-thất cấp III,

1.3.6 Phân loại tín hiệu loạn nhịp

Rối loạn nhịp tim là sự rối loạn hoạt động điện sinh học của tim về ba mặt:

 Sự tạo thành xung động;

 Sự d n truyền xung động;

 Phối hợp cả hai mặt trên

1.3.6.1 Rối loạn nhịp xoang

Nhịp xoang (sinus rhythm) là nhịp tim do n t xoang làm chủ nhịp, là nhịp bình thường của tim

Những nhịp đập khỏe mạnh của tim được gọi là “Nhịp xoang bình thường”

Ch ng ta bắt đầu với điện tâm đồ cho thấy nhịp xoang bình thường, NSR (Normal Sinus Rhythm – Nhịp xoang bình thường) (Hình 1.13)

Nhịp nhĩ từ 60-100 nhịp mỗi ph t Khoảng PR là từ 120 đến 200ms, với khoảng QRS 60 đến 100ms và khoảng QT từ 360 và 440ms Cũng lưu ý rằng luôn có một sóng P trước mỗi phức hợp QRS, khoảng PR là trong phạm vi bình thường (120-

200 ms), và không có nhịp sớm hoặc nhịp dừng

Hình 1.13: Hình ảnh nhịp xoang bình thường

Nhịp xoangbị ảnh hưởng bởi nhu cầu trao đổi chất oxy và chất dinh dư ng Trong khi tập luyện, c thể cần nhiều oxy và chất dinh dư ng và các n t xoang sẽ tạo ra nhịp nhanh h n Trong khi ngủ, nhu cầu về oxy và dinh dư ng cho các tế bào không phải là lớn, nhịp sẽ chậm lại

1.3.6.1.1 Nhịp chậm xoang

Nhịp chậm xoang xảy ra khi n t xoang phát ra xung với một tốc độ chậm bất thường, dưới 60 nhịp mỗi ph t

Hình 1.14: Nhịp xoang chậm

Trong ECG này (Hình 1.14), tất cả mọi thứ là bình thường, ngoại trừ thời gian kéo dài giữa mỗi phức hợp Tốc độ xung điện phát ra từ n t xoang là chậm, ở đây cho thấy nhịp chậm xoang khoảng 40 nhịp mỗi ph t

Cả hai khoảng thời gian PR và phức hợp QRS giảm trong phạm vi bình thường 1.3.6.1.2 Nhịp nhanh xoang

Nhịp nhanh xoang xuất hiện khi n t SA cung cấp một xung nhịp lớn h n 100 nhịp mỗi ph t

Hình 1.15: Nhịp nhanh xoang

ECG này (Hình 1.15) cho thấy một thân hẹp của xung bình thường Khoảng PR

là bình thường, tại 120-200 ms, và QRS cũng là bình thường ở 60 đến 100 ms Khi nhịp nhanh PR và QT ngắn lại, sóng P có thể l n vào sóng T của phức bộ đi trước

1.3.6.1.3 Loạn nhịp xoang

Đặc trưng của loạn nhịp xoang là xen kẽ giữa nhịp nhanh xoang và nhịp chậm xoang (Hình 1.16) Loạn nhịp xoang do hô hấp chỉ là một hiện tượng sinh lý: nhịp tim nhanh khi hít vào và chậm lại khi thở ra

Loạn nhịp xoang là một nhịp bắt nguồn từ n t xoang và phóng ra các xung bất thường Tốc độ nhịp có thể bình thường, từ 60-100 nhịp mỗi ph t, nhưng nó thường được kết hợp với nhịp chậm xoang Sóng P và phức hợp QRS là bình thường về kích thước, hình dạng, và hướng

Các khoảng PR và QRS v n bình thường

Hình 1.16: Điện tâm đồ loạn nhịp xoang

1.3.6.2 Rối loạn nhịp nhĩ

1.3.6.2.1Nhịp nhĩ lang thang (Wandering atrial pacemaker=WAP)

Nếu như hình dạng của sóng P thay đổi từ nhịp này sang nhịp khác ở cùng một chuyển đạo, kèm theo sự thay đổi của khoảng PR cũng như PP và RR, thì điều này chứng tỏ vị trí phát xung ở nhĩ không phải là một vị trí mà là nhiều vị trí Đây gọi là nhịp nhĩ lang thang (Wandering atrial pacemaker) Như vậy, định nghĩa nhịp nhĩ lang thang là nhiều ổ ở nhĩ thay phiên nhau phát xung Cả nhịp nhĩ lang thang l n nhịp nhĩ không phải nhịp xoang đều có thể xuất hiện trên một bệnh nhân có bệnh lý của n t xoang Sự rối loạn này cũng có thể là biểu hiện của một sự bất thường ở tâm nhĩ, gặp trong bệnh thấp tim[6]

Hình 1.17: Nhịp nhĩ lang thang

Sóng P hình dạng không nhất định thể hiện vị trí phát xung ởnhĩ thay đổi từ vị trí này qua vị trí khác

Tiêu chuẩn đánh giá:

1 Tiêu chuẩn nhịp xoang không đ ng

2 Sóng P hình dạng nó không nhất định ở trên cùng 1 chuyển đạo

3 Các khoảng RR, PP không đều nhau

Hình 1.19: Cơ chế vòng vào lại

Xung động từ nhịp xoang gây khử cực nhĩ rồi truyền xuống n t nhĩ thất, ở đây, theo c chế vào lại, xung động sẽ truyền ngược lên và khử cực lại n t xoang Quá trình này cứ lập đi lập lại tạo ra một nhịp nhĩ có thể lên tới 140 – 220 lần/ph t

Hình 1.20: Nhịp nhanh kịch phát trên thất

Tiêu chuẩn đánh giá:

Tần số thất nhanh >140 lần/ph t và đều QRS bình thường, sóng P thường l n vào QRS đi trước nó, có thể có ST chênh xuống Ấn nh n cầu hoặc xoa xoang cảnh thường cắt đưọc c n

1.3.6.2.4Cuồng nhĩ

Hình 1.21: Hình ảnh điện tâm đồ của tín hiệu cuồng nhĩ

Cuỗng nhĩ làm tốc độ tâm nhĩ từ 250 đến 400 nhịp đập mỗi ph t, nhưng là phổ biến nhất ở 300 nhịp mỗi ph t Nhịp tâm thất có thể có hình dạng nhăn, nhưng nó

luôn luôn là chậm h n so với nhịp tâm nhĩ Có nhiều sóng P đi trước phức bộ QRS, các sóng P xuất hiện như dạng răng cưa

Trong quá trình cuồng nhĩ, các xung ở tâm nhĩ được d n xuống tâm thất ở tỷ lệ khác nhau Mô hình răng cưa nhìn thấy trong điện tâm đồ là do tiền kích thích của một khu vực trong mô tim bởi một xung duy nhất mà tiếp tục cho một hoặc nhiều chu kỳ, quá trình này được gọi là tái nhập

Tỷ lệ d n truyền như 2:1 và 4:1 là phổ biến h n tỷ lệ lẻ như 3:1 và 5:1 Theo tỉ

lệ 2:1, có hai sóng rung cho mỗi phức hợp QRS

1.3.6.2.5 Rung nhĩ

Rung tâm nhĩ, hay AF, là rất phổ biến ở bệnh nhân Đặc trưng bởi ng u nhiên, hoạt động điện hỗn loạn của c tim tâm nhĩ, tình trạng này là do nhiều tế bào khử cực trên tất cả các buồng tim

Bệnh nhân với AF có nhịp nhĩ là 400 nhịp mỗi ph t hoặc h n, mà thường là quá nhanh để đo trên điện tâm đồ Các hoạt động hỗn loạn không cho phép tâm nhĩ tổ chức lại Những điểm lạc vị ở trạng thái này được cho là nằm xung quanh hoặc trong tĩnh mạch phổi

Một điện tâm đồ bề mặt cho thấy rung nhĩ không đều, độ võng lượn sóng gọi là sóng F (fibrilation), giữa các phức hợp QRS hẹp Sóng F thay đổi hình dạng, biên

độ và hướng

Hình 1.22: Hình ảnh điện tâm đồ của tín hiệu rung nhĩ

Loạn nhịp nhanh thất được phân loại như là một trong hai đ n hình (trong đó các QRS giống hệt nhau) hoặc đa hình (với các QRS liên tục biến đổi)

Hình thái đ n hình cho thấy hoạt động điện có nguồn gốc một điểm đ n hoặc tập trung Đ n hình VT thường được bắt đầu bởi một PVC và duy trì bởi tái nhập của một v ng lặp đ n Kể từ khi có khuynh hướng nhiều h n một VT, đoạn khác nhau của VT có thể có hình thái khác nhau

Các đặc tính điện tâm đồ sau đây gi p xác định VT:

 Các phức hợp QRS nhanh, rộng và đồng đều - Các phức hợp QRS rộng vì tính tự động không bình thường xảy ra bên ngoài con đường d n truyền trong tâm thất Bởi vì tốc độ nhanh, phải kiểm soát hoặc ngăn chặn các nút xoang;

 Nhịp đồng đều xuất hiện;

 Sóng T lớn có độ võng đối diện phức hợp QRS;

 Sóng P thường không nhìn thấy - Điều này có nghĩa là khoảng PR là

P có mặt trên điện tâm đồ, nó sẽ không được theo sau bởi một QRS Các phức hợp QRS ở VT thường rộng và trông giống hệt nhau (đ n hình VT) Sóng P không đứng trước các phức hợp QRS

Bởi vì tâm thất được rung lên hay co giật, nó không thể đưa máu khắp c thể

Nó là một nhịp nguy hiểm cần điều trị ngay bằng một c sốc năng lượng cao từ một máy khử rung tim

Đặc điểm quan trọng khác bao gồm không rõ sóng P hoặc phức hợp QRS và nhịp tim là rất bất thường

Nếu không được điều trị ngay lập tức, trái tim không cung cấp máu cho c thể

 Nhịp tim không xác định được, đó là, không có phức hợp QRS xuất hiện

1.3.6.4 Block nhĩ thất

Là tình trạng tổn thư ng ở n t nhĩ hay bó His làm chậm trễ hay tắc nghẽ hẳn sự

d n truyền xung động từ nhĩ xuống thất do đó làm biến đổi khoảng QT

1.3.6.4.1 Block nhĩ thất độ I

Block nhĩ thất có thể được mô tả khi khoảng thời gian PR bị kéo dài

Block nhĩ thất độ Iđược xác định bởi một khoảng PR lớn h n 200 ms Loại Block nhĩ thất này có thể được coi như một sự chậm trễ trong d n truyền nhĩ thất, nhưng mỗi tín hiệu nhĩ được dấn đên tâm thất theo tỉ lệ 1:1

Hình 1.25: Block nhĩ thất độ I

Block nhĩ thất độ I có thể được gây ra bởi:

 Nhồi máu c tim (MI);