Soft educa țional pentru evaluarea cunoștințelor și a [605286]

UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE INGINERIE
DEPARTAMENTUL DE CALCULATOARE ȘI INGINERIE ELECTRICĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ

Conducator științific :
Prof.dr.ing.Mihu Ioan

Absolvent: [anonimizat]-Maria Oros
Specializarea : Calculatoare

Sibiu, 20 17

UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE INGINERIE
DEPARTAMENTUL DE CALCULATOARE ȘI INGINERIE ELECTRICĂ

Soft educa țional pentru evaluarea cunoștințelor și a
abilităților de diagnosticare a patologiilor cardiace , pe baza
înregistrărilor ECG

Conducator științific :
Prof.dr.ing.Mihu Ioan

Absolvent: [anonimizat]-Maria Oros
Specializarea : Calculatoare

Sibiu, 20 17

Planul tematic

CUPRINS :

1.Introducere în tema lucrării: ………………………….. ………………………….. …………………. 4
1.1Prezentarea temei: ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 4
1.2Obiec tive principale : ………………………….. ………………………….. ……………………….. 5
1.3Motivația alegerii temei: ………………………….. ………………………….. …………………… 5
2.Considerații teoretice ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 6
2.1 Principii de bază: ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 6
2.2 St ructura externă a inimii: ………………………….. ………………………….. ………………. 6
2.3 Structura internă a inimii: ………………………….. ………………………….. ………………. 8
2.4 Circulația sângelui în organism: ………………………….. ………………………….. …….. 10
2.5 Generarea curentul în celulele inimii: ………………………….. …………………………. 11
2.6 Ciclul cardiac mecanic al inimii: ………………………….. ………………………….. …… 13
2.7 Electrocardiografia: ………………………….. ………………………….. ………………………. 14
2.7.1 Electrocardiograful: ………………………….. ………………………….. ………………… 15
2.7.2 Derivațiile electrocardiologice: ………………………….. ………………………….. … 15
2.7.2.1 Derivațiile bipolare: ………………………….. ………………………….. ……………… 16
2.7.2.2 Derivațiile unipolare: ………………………….. ………………………….. ……………. 16
2.7.2.3 Derivațiile unipolare toracice: ………………………….. ………………………….. .. 17
2.7.2.4 Derivațiile unipolare de la extremitați: ………………………….. ………………. 17
2.7.3 Axul electric al cordului: ………………………….. ………………………….. …………. 18
2.7.4 Hârtia ECG: ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 18
2.7.4.1 Un da P: ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 20
2.7.4.2 Complexul QRS: ………………………….. ………………………….. …………………… 20
2.7.4.3 Segmentul S -T: ………………………….. ………………………….. …………………….. 21
2.7.4.4 Unda T si U: ………………………….. ………………………….. …………………………. 22

2.7.4.5 Intervalul Q -T: ………………………….. ………………………….. …………………….. 22
2.8 Electrocardiograma patologică: ………………………….. ………………………….. …….. 23
2.8.1 Introducere: ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 23
2.8.2 Hipertrofiile cardiace: ………………………….. ………………………….. ……………… 24
2.8.2.1 Hipertrofia atriilor: ………………………….. ………………………….. ………………. 24
2.8.2.2 Hipertrofia ventriculară: ………………………….. ………………………….. ………. 24
2.8.3 Aritmiile sinusale: ………………………….. ………………………….. ……………………. 25
2.8.3.1 Tahicardia sinusală: ………………………….. ………………………….. ……………… 25
2.8.3.2 Brahicardia sinusală: ………………………….. ………………………….. ……………. 26
2.8.4 Extrasistolele atriale: ………………………….. ………………………….. ………………. 26
2.8.4.1 Extrasistolele joncționale: ………………………….. ………………………….. ……… 27
2.8.4.2 Extrasistolele ventriculare: ………………………….. ………………………….. ……. 27
2.9 Procesarea automată a electrocardiogramei: ………………………….. ………………. 28
2.9.1 Detecția automată a ritmului: ………………………….. ………………………….. ….. 28
2.9.2 Monitorizarea automată a ritmului: ………………………….. ……………………… 29
2.9.2.1 Algoritmii de filtrare: ………………………….. ………………………….. ……………. 30
2.9.2.2 Rețele neuronale: ………………………….. ………………………….. ………………….. 31
2.9.2.3 Utilizarea rețelelor neuronale pentru detecția complexului QRS: ……. 32
2.9.3 Diagnosticarea automată a ritmului: ………………………….. …………………….. 33
2.9.4 Monitorizarea si diagnosticarea ritmului cardiac în timpul zborului: … 35
2.9.5 Procesarea și folosirea în scopuri educative: ………………………….. …………. 36
2.10 Concluzii: ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 38
3.Structura și proiectarea aplicației: ………………………….. ………………………….. ……….. 39
3.1 Prezentarea generală: ………………………….. ………………………….. ……………………….. 39
3.2 Alegerea mediului de dezvoltare utilizat: ………………………….. ……………………. 39
3.2.1 C#: ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 39

3.2.2 MySQL : ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 40
3.3 Baza de date: ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 41
3.4 Cerințele proiectului pentru evaluarea abilitățiilor de diagnosticare a
patologiilor cardiace: ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 43
4.Implementarea aplicației: ………………………….. ………………………….. ……………………. 44
4.1 Prezentare generală: ………………………….. ………………………….. ……………………… 44
4.2 Interfața grafică: ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 45
4.3 Explicarea codului sursă: ………………………….. ………………………….. ………………. 47
4.3.1 Afișarea electrocardiogramei patologice: ………………………….. ……………… 51
4.3.2 Autoevaluarea studentului: ………………………….. ………………………….. ……… 57
4.3.3 Examinarea studenților și pregătirea examenului: ………………………….. … 59
4.3.4 Comunicarea între utilizatori: ………………………….. ………………………….. …. 61
5.Concluzii: ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 65
5.1 Dificultăți întâmpinate pe parcursul pe parcursul dezvoltării proiectului: .. 65
5.2 Direcții viitoare de cercetare și eventualele îmbunătațiriile ale proiectului: 66
5.3 Concluzii: ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 67
Bibliografie și referințe: ………………………….. ………………………….. ……………………….. 68

4
1.Introducere în tema lucră rii:

Sănă tatea este darul cel mai frumos și mai de preț pe care natura știe să îl facă omului.Dar
din păcate,într -o lume a calculatoarelor ș i a tehnologiilor moderne,omul este de orice mai
preocupat decât de sănă tate.Astfel,doar c ând ne îmbolnăvim realiză m ceea ce am pierdut.
Monitorizarea ș i diagnosticarea problemelor de sănătate este foarte importantă în stilul de
viața din ziua de azi,datorită factorilor de risc externi, un sistem pentru evaluarea cunoștințelor și a
abilităț iilor de diagnosticare a patologiilor cardiace reprezintă o soluț ie prac tică și eficientă pentru
soluț ionarea boli ilor cardiovasculare.
Bolile cardiovasculare reprezintă o categorie ce cuprinde multe afecțiuni ale inimii ș i ale
vaselor de s ange.La nivel mondial acestea rămâ n cea mai mare cauza a deceselor.Î n 2008 mai mult
de 17 milioane de oameni au murit din cauza bolilor cardio vasculare,acest numar reprezentâ nd
aproxim ativ 30% din totalul deceselor.În fiecare an bolile de inimă ucid mai mulți oameni decât
cancerul.Î n ultimii ani riscul unui accident cardiovascular la femei a crescut considerabil și a ucis
mai multe femei decât cancerul de sâ n.Procentul de decese premature din cauza bolilor
cardiovasculare variază de la 4% în țările cu venituri mari la 42% în ță rile cu venituri mai reduse.
Activitatea cardiacă se î nregistreaz ă pe EKG -uri,astfel implementarea unui sistem de
diagnosticare a bolilor ca rdiovasculare se poate realiza și folosi în aplicaț ii casnice sau educative.

1.1Prezentarea temei:

Lucrarea de licenț a are ca scop p rincipal realizarea unei aplicaț ii care face posibilă
monitorizarea activitaț ii cardiace a inimii pe baza unor î nregis trari ECG dintr -o baza de date și
evaluarea cunostinț elor de diagnosticare a bolilor cardiovasculare.
În principiu am urmărit realizarea temei, prin intermediul unei intefețe grafice prietenoase
care să faciliteze interacțiune cu utilizatorul dornic să își aprofundeze cunoștințele despre
patologiile cardiace. Proiectul trebuie să ofere posibilitatea profesorul ui să exami neze studenții, să
creeze noi subiecte de examen și un mediu simplu de comunicare.

5
1.2Obiective principale :

Din punct de vedere software obiectivul major a fost de a oferi utilizatorului posibilitatea
de a vedea o reprezentare în timp real a activității cardiace sub forma unei electrocardiograme cu
posibil itatea evaluă rii cunostinț elor l egate de anomaliile prezente.
Obiective principale ale proiectului sunt:
– realizarea unei intefețe grafice care să ușureze interacțiunii cu utilizatorul
– vizualizarea electr ocardiogramelor patologice
– posibilitatea studierii mai multor electrocardiograme din baze de date diferite
– realizarea de noi subiecte de examen de către profesor
– posibilitatea de autevaluare a cunostințelor
– realizarea unei metode de comunicare între stude nți și profesor

1.3Motivaț ia alegerii temei:

Dificultatea evaluării cunostinț elor despre patologiil e cardiace este o problema reală atât
a studențiilor,cât și a profesorilor.Astfel motivația stiințifică este focalizată pe importanța temei
studiate atât în domeniul medical cat ș i cel universitar.
Un alt motiv pentru alegerea lucră rii de diploma cu tema “ Program pentru evaluarea
cunoștințelor și a abilității de diagnosticare a patologiilor cardiace, pe baza înregistrărilor ECG
din baza de date “ a fost de clanșat de lipsa informă rii suficie nte a oamenilor despre importanța
existenței unei inimi sănătoase.Este trist că acestă atitudine total dezinteresată se datorează ,din
cauza lipsei de informație. Existenț a aces tei probleme mi -a declansat următoarea î ntrebare: “ De ce
aleg oamenii sa se supună unor riscuri atât de uriaș e,din cauza unei atit udini gresite sau a unei
informă rii insuficiente? ”. Pe tema aceasta exista o afirmație ce spune că “jumătate de viață ,omu l
consumă sănătatea pentru a castiga toți banii, iar în timpul râmas – consumă toți banii pentru ca să –
și reîntoarcă sanată tea pe care a pierdut -o ”.
Având în vedere că inima este considerată ”comoara” organismului, trebuie să fim mult
mai precauți cu sănă tatea noastră și să o pastrăm câ t de mult putem.

6
2.Consideraț ii teoretice

2.1 Principii de bază :

Inima este un organ muscular care pompează sânge prin vasele de sâ nge ale sistemului
circula tor.Astfel ea are un rol vital în circulația sângelui ș i implicit în menținerea vieț ii.
Inima este situată în mediastinum(cavitatea toracică centrală ce conț ine inima si alte
organe vitale),l a nivelul vertebrelor toracice și are o forma ușor conică,cu baza poziționată în sus
și se îngustează până la vâ rf numit “apex”.Suprafața din spate a inimii se află î n apropie rea
coloanei vertebrale,iar suprafaț a frontal ă se află în spatele sternului ș i cartilajelo r costale,fiind
astfel protejată de structura osoasă.Partea superioară este situată la nivelul celui de al treilea ca rtilaj
costal,iar apexul,se află în partea stangă a sternului între joncțiunea celei de a patra și a cincea
coastă lângă articularea lor cu cartilajele costale. [W.4]
O inimă adultă are o masă de aproximativ 250 -350 de grame ș i este de obicei de m ărimea
unui pumn: 12 cm lungime , 8 cm lățime si 6 cm î n grosime .Chiar dacă nu are o greutate mare,
inima deține suficientă putere ca să bată de peste aproximativ 70 de ori pe minut. Sportivii foarte
bine pregatiți pot a vea inimi mult mai mari datorită efect elor asupra mușchiului cardiac,similar cu
răspunsul musc ulaturii scheletice.

2.2 Structura externă a inimii:

Peretele musculos al inimii este format din trei straturi de ț esut numite epicard, miocard
și endocard. Cavitatea în care se află este umplută cu lichid ș i se numeste pericard.
Pericardul este tunica externă a inimii.Astfel el este un sac dublu care cuprinde două foi
: una viscerală, care acoperă miocardul, și alta parietală, care vine în contact cu organele
învecinate. Între cele două foi se a flă cavitatea pericardiacă ,spațiu î ngust umplut cu lichid apos
care împiedică frecarea acestora în timpul bată ilor inimii. R olul pericardului este de a menține un
spațiu gol pentru a permite extinderea inimii, dar ș i pentru a limita umplerea ei cu sâ nge.

7
Epicardul este stratu l exterior al peretelui inimii și este doar o altă denumire pentru stratul
visceral al pericardul ui.Rolul lui este de a proteja ș i lubrifia exteriorul inimii.
Miocardul este muș chiul cardiac sau tunica mijlocie și este cea mai groasă secțiune a
peretelui inimii .În functie de tipul de ț esut musc ular,miocardul este unic printre celelalte ț esuturi
musculare din corpul uman. El conț ine celule musculare
cardiace numite cardiomiocite, prinse pe un schelet
fibros,care ajută la asigurarea contracției inimii și un
sistem excito -conductor. Grosimea peretelui
miocardului determină puterea inimii de a pompa
sângele î n corpul uman. Aceste fibre muscula re sunt
delimitate de o membrană celulară numită sarcolema. În
această membrană se găsesc un numă r mare de c anele
de calciu, care au rolul în menținerea con tracției
cardiac e. Astfel generarea unui potential de actiune prin
transportul activ de ioni asigură depolarizarea ș i
repolarizarea fibrelor musculare. [W.7]
Fig 2.1 Structura externa a inimii [B.8]

Endocardul este tunica internă a inimii. Ea este formată dintr -o fașie subțire de ț esut
lucios, alb, ce că ptușește suprafeț ele interioare ale camerelor i nterioare.Pliurile sale formează
apartele valvulare.Aceasta asi gură netezimea suprafețelor ce vin î n contact cu sangele. Rolul
endocardul est e foarte important deoarece dacă el ar fi deterior at sau lezat atunci s -ar forma în
cavitaț iile inimii cheaguri de sang e, care ar duce la lipirea perețiilor inimii ș i la blocarea diferitelor
artere.

8
2.3 Structura internă a inimii :

Inima este alcatuită din patru cavităț i si anume: 2 atrii superioare care reprezintă camerele
receptoare și 2 ventriculii care reprezintă camerele de descărcare.Atriile se deschid î n ventricule
prin valvele atrioventriculare, prezente î n peretele ce desparte atriile de ventri cule numit sanț
coronar.Există o structură în formă de ureche î n atriul drept superior numit apendice atrial drept
sau auriculul,iar altul în atriul stâ ng superior numit apendice a trial stâng.Ventriculii sunt separați
unul de celă lalt prin septul inte rvent ricular,vizibil pe suprafaț a inimii. Scheletul cardiac este
realizat din țesut conjuctiv dens și acesta dă structura inimii.El preved e, de asemenea, o
caracteristică importantă î n sistemul de conducere electrică a inimii, deoarece colagenul nu poate
conduc e electricitate.
Miocardul este format din două parț i distincte numite mio cardul de lucru sau contractil și
țesutul cu celule specializate în generarea ș i conducerea impulsului el ectric,care sunt grupate î n
mai multe structuri ale sistemului de conducere. Sistemul specific excito -conductor al inimii este
dispus î n diferite regiuni din atrii si ven triculi,sub aspectul unor formaț iuni numit e
noduri,fascicule,tracte si reț ele.
Nodul s inusal se află în atriul drept î n imediata apropiere de vena cavă superioară .Trei
tracturi intraatriale internodale,aflate î n peretele atriului drept asigură conducerea rapidă a
impulsului de la nodul sinus al spre nodul atrioventricular, î n medie de 0.03 secunde, iar tractul
interatrial Bachmann trece de la atriul drept spre atriu l stâng, asigurând propagarea rapidă a
impulsului de la nodul sinusal spre atriul stang.
Nodu l atrioventricular este situat în partea dreaptă a septului interatrial imediat deasupr a
valvei tricuspide ș i anterior de orificiul sinusului coronar. Funcția prin cipală a nodului
atrioventricular este de a transmite impulsurile electrice de la atrii spre ventriculi la timpul potrivit.

9

Fig 2.2 Structura internă a inimii [W.22]

Inelele fibroase izolează atriile de ventriculi,prevenind propag area undei de polarizare pe
altă cale decâ t prin nodul atrioventricular.Retenția impulsului î n celulele nodului atrioventricular,
de la 0.06 la 0.12 secunde , datorată vitezei mici de conducere. Astfel face ca contracția atrială să
se termine înainte de a începe contracția ventric ulară , deci, în timpul diastolei ventriculare.
Fasciculul atrioventricular sau fasciculul His i ese din nodul atrioventricular și trece prin
partea posterioară a septului interventricular. Când ajunge la partea musculară a septului
interventricula r, fascicu lul His se divizeaza în două părți -ramura dreaptă și ramura stangă , aflate
subendocardial de fiecare parte a septul ui , care ulterior dau ramificații tot mai mici și mai mici î n
subendocardul ambilor ventriculi. Cele mai mici ramificații se unesc cu retea ua fină de fibre
Purkinje, care împânzesc miocardul și terminațiile că rora se unesc cu fibre musculare.
Viteza de conducere prin fibrele fasciculului His este mare, astfel că timpul necesar
trecerii impulsului de la momentul intrării în ramura fasciculului His până î n fibrele Purkinje este
de numai 0.01 secunde.
În mod normal impulsul electric apare î n nodul sinusal și se răspandește prin atrii până
ajunge la nodul atrioventricular. De aici impulsul poate ajunge la ventriculi numai prin fibrele

10
rapid conductoare ale f asciculului His si ale ramificaț iilor sale. De aceea în ventriculi mai intâi se
activează septul, urmat apoi de endocard. Numai după aceea impulsul se ră spandeste spre epicard.

2.4 Circ ulația sâ ngelui în organism :

Principalul sistem de trans port al corpului uman, este alcătuit din inimă ș i vase
sanguine(artere, vene, capilare) și se numeste sistem cardiovascular. El furnizează organismului
oxigen și substanțe nutritive și elimină dioxidul de carbon și substanț ele rezu ltate din metabolism,
transportă hormonii realizând legâtura între sistemul endocrin ș i organele umane.
Rolul principal al sistemului cardiovascular este să realizeze un echilibru între energia
consumată și energia fur nizată de că tre organism. Vasele de sânge reprezintă mediul de transport
și formează un sistem închis de conducere a sâ ngelui. Circulația continuă a sângelui este menținută
prin contracția ritmică a inimii. Sistemul circulator apelează la o organizare ramificată ,
arborescentă , care asigură adunarea sâ ngelu i venos spre organele centrale ș i apoi trimiterea lor
spre organele periferice.
Sistemul cardiovascular este un sistem comp us din inima și arborele circula tor.Inima
îndeplineste rolul de pompă, astfel sângele venos care vine dinspre ț esuturi, pătrunde î n atriul drept
prin sinusul venos în care se varsă venele cave, de aici î n ventricul ul drept prin valvula tricuspidă
și este î mpins prin artera pulmonară spre plămâ ni. Sângele revine apoi în atriul stâ ng, sub forma
de sâ nge arterial, pătrunde în ventriculul stâng prin valvula bicuspidă și este împins prin artera
aortă spre ț esuturi.
Circulația sângelui prin inimă are, așadar , un s ingur sens, și acesta se datore ază
musculaturii inelare a pereții venelor ș i a aparatului valvular. În afară de valvulele atrio –
ventriculare, aparatul valvular conține și câ te un sistem de trei valvule sigmoide, care împiedică
scurgerea sâ ngelui din artera p ulmonară și aortă spre ventri culi, în momentul relaxă rii acestora.

11
2.5 Generarea curentul în celulele inimii :

Inima pompează sangele cu un ritm determinat de un grup de celulele pacemarker,aflate
în nodul sinoatrial . Acestea generează un curent care cauzează contracț ia inimii, călătorind prin
nodul atriventricular apo i de-a lungul sistemului conducă tor al inimii.
Există două tipuri de celule musculare cardiace: celulele mus culare, responsabile de
contracția și relaxarea cu ușurință a muș chiului inimii și celulele pacemarker.
Celulele musculare reprezintă cea mai mare parte din compoziț ia de celule din atrii și
ventricule. Aceste celule sunt conectate prin discuri intercalate care permit un răspuns rapid la
impulsurile de natura electrică de la celule pacemarker. Discurile interca late permit celulelor să
acționeze ca un sincițiu și să activeze contracții care pompează sânge prin inima și î n cele mai
importante artere.
Celulele pacemarker alcă tuiesc 1% din celulele cardi ace și formează sistemul conducă tor
al inimii. Ele sunt, în gen eral, mult mai mici decât celulele musculare și au puține
miofibrile(organit e celulare specific fibrei musculare) ceea ce le co nferă contractibilitate limitată .
Funcția lor este similară în multe privințe cu neuroni. Țesutul muscular cardiac are auto -ritm, o
capacitatea unică de a iniția un potențial electric cardiac la o rată fixă. Răspândirea imp ulsul se
face rapid de la celulă la celulă pentru a declanșa contracția întregii inimii.
Atunci când celulele cardiace se află î n starea de repaus, concentrația i onilor de sodiu Na
în exterioru l celulei este mult mai ridicată decât î n interiorul ei. În acelaș i timp, concentraț ia ionului
pozitiv de potasiu K ș i a ionilor negativi, a sulfaț ilor organici este mult mai ridicată î n interiorul
celulei. Gradientul de conc entrație dintre interiorul și exteriorul celulei este menț inut de către
pompa sodiu -potasiu, care elimină sodiul din celulă .
Chiar dacă membrana este permeabilă , ionul pozitiv de potasiu este reținut î n interiorul
celulei. Astfel apare o diferența de potențial între interiorul ș i exteriorul m embranei de
aproximativ 90 mV, numit potenț ial trans membranic de repaus. Din această cauză fibra musculară
miocardică î n stare de repaus este polarizată .
Sub acț iunea unui impuls electric mem brana polarizată devin e permeabilă pentru ioni
pozitivi de Na, permitând intrarea sodiului î n celula. În interiorul celulei se micșorează încărcătura

12
negativă , iar pentru scurt timp interiorul devine pozitiv în comparaț ie cu exteriorul, numită faza 0.
Acest proces, prin care ce lula își inversează starea de polarizare, este numit depolarizare.
În continuare urmează repolarizarea, un lanț de procese complexe de miș care a ionilor
prin membrana celulară , având ca scop restabilirea potenț ialului negativ de repaus.Se î nchid
canalele d e sodiu, astfel se pierde cantitatea de potasiu din celulă , numă rul de sarc ini pozitive se
scade iar potențialul coboară la aproximativ 0 mV. Apoi prin ieșirea ionilor de potasiu și prin
pătrunderea în celulă a ionilor de sodiu, se restabile ste încarcătura negativă î n interiorul celulei.
Potenț ialul revine la aproximativ 90 de mV.
În inima cel mai scurt timp de depolarizare îl au celulele nodului sinusal, în astfel de
situație ele dictâ nd ritmul cardiac. Dacă î n urma unei cauze oarecare activitatea nodului sinusal
scade, sau dacă o altă regiune începe să manifeste o activitate mai mare, atunci un alt focar va
deveni pacemarker.
O celulă musculară miocardică în stare de repaus , poate fi reprezentată schematic ca un
pătrat cu încărcătură negativă în interior ș i pozitivă î n exterior, astfel un fascicul muscular ar putea
fi reprezentat grafic ca o multitudine de astfel de pă trate. Dacă se stimulează o celulă la unul di ntre
capete, ea se depolarizează iar celula și suprafața ei devine negativă comparat iv cu celule le
înconjură toare. Impulsu l electric generat depolarizează celulele vecine și astfel apare o sarcină
negativă , care se răspândește progresiv în toate direcț iile unde sunt celule excitabile. Combinația
între sarcinile negative ș i cele pozitive str âns apropi ate se numeste dipol elect ric.
Dipolul în mișcare generează un câmp electric , care poate fi mă surat cu ajutorul unui
electrod. Convenț ional, partea pozitivă a dipolului spre electrod este reprezentată printr -o
deflecțiune î n sus, iar partea negativ ă printr -o deflecțiune î n jos.
Inima poate fi privită ca o totalitate de fașii musculare poziționate în mod complex.Î n
orice momen t din ciclul cardiac se formează numeroș i dipoli, care se mișcă în direcții diferite,
măsurate cu un singur electod câ mpurile el ectrice ale mu ltora dintre ei se neutralizează reciproc.
În oricare moment de timp câ mpul electric generat de fiecare din dipolii existenț i poate fi însumat
și reprezentat printr -o singură forță electrică .

13
2.6 Ciclul cardiac mecanic al inimii:

Ciclul mecanic cardiac constă din diastolă sau repausul diastolic ș i sistola.
Diastola reprezintă umplerea inimii cu sânge oxigenat î ntors de la p lămâni și cu sânge
venos revenit din circulația sistemică. Sistola începe prin contracția muschilor care înconjoară
atriile, în urma căreia este împinsă î n ven tricule o cantitate suplimentară de sânge față de umplerea
pasivă din diastolă . Contracț ia ventricu lară care urmează provoacă creș terea presiunii ventriculare
care în faza inițială î nchide valvele atrioventricular e, iar în faza finală deschide valvele aortică și
pulmonară și aruncă sângele î n artere.
După ce conținutul ventriculelor a fost parț ial eject at, miocardul se relaxează, presiunea
ventriculară scade, valvele aortică și pulmonară se î nchid, iar la scurt timp se desch id valvele atrio –
ventriculare, î ncepe diastola.
Ciclul cardiac debutează în starea de relaxare generală a miocardului, așa numită diastola
generală, câ nd valvulele atrioventriculare s unt deschise,iar cele sigmoide închise. Î n faz a aceasta
atriile se umplu cu sânge, și anume, atriul drept cu sânge venos , neoxigenat, iar cel stâng cu sâ nge
arterial , oxigenat provenit din circulaț ia pulmo nară.
Este important faptul că la baza proceselor care au loc în muschiul inimii stă fenomenul
de depolarizare spontană a fibrei miocardice. Astfel, zona din muschiul ca rdiac cu depolarizare
mai rapidă conduce restul zonelor, determinând frecvenț a de contrac ție a î ntregului miocard.
Inima poate fi considerată ca fiind constituită din două sisteme, ș i anume sistemul electric
care generează ritmic impulsuri electrice și sistemul mecanic care reacționează la aceste impulsuri
sau contracții. În funcție de această clasificare putem spune că bolile cardiace se caracterizează
prin două mari categorii: scăderea forței de co ntracție cardiacă datorită maladiilor care afectează
musculatura cardiacă și neregularitatea apariț iei stimulului cardiac ,numite aritmii cardiace ș i au
drept urmare o activitate ineficienta a cordului.
Activitatea ritmică a inimii trebuie să se reflecte î n imaginile reprezentative grafice ale
diverselor aspecte ale activitați cardiace, curbe ale fenomenelor ele ctrice prin electrocardiograma
și a zgomotelor cardiace prin fonocardiograma.

14
2.7 Electrocardiografia :

Electrocardiografia este metoda de înregistrare grafică a fenomenelor electrice, apărute
în rezultatul activitaț ii cordului .
Activitatea electrică constituie una din proprietațile esenț iale ale inimii ș i serve ste drept
stimul pentru contracția miocardică. În bolile inimii tulburările funcți ei electrice sunt î ntalnite
frecvent. Astfel că , înregistr area lor pe o electrocardiogramă ECG joacă un rol important î n
diagnosticarea infarctului miocardic, a tulburărilor de ritm ș i de conducere. Electroca rdiografia
poate furniza informții substanțiale despre hipertrofia atrială sau ventriculară , ea poate contribui
la detectarea tulburărilor electrolitice și a intoxicați ilor cu unele medicamente.
Înca din secolul XIX oamenii de stiința au încercat să creeze modalitații de a măsura
semnalele electrice făr ă a fi nevoiți să pătrundă î n interiorul corpului uman. Au fost ne voie de
multe studii riguroase ș i experimente de laborator, iar print re cele mai importante descoper iri în
domeniu se numară medical olandez Willem Einthoven, care a creat primul electrocardiograf î n
1901.
Anterior, în 1895, Eithoven a atribuit literele P, Q, R, S și T la deformările în forma de
undă teoretică.Einthoven a descris, de asemenea, caracteristicile electrocardiografice ale unui
număr de tulburări cardiovasculare. În 1924, el a primit Premiul Nobel pentru fiziolofie sau
medicină, pentru descoperirea mecanismului electrocardiogramei.
Pentru a crea o bază stiințifică ș i de calcul a metodei, Eithoven a considerat: camp electric
explorat un triunghi echilateral, central s ursei electrice în centru l triun ghiului,câ mpul electric
omogen, cele trei puncte de explorat la egală distanță de sursa electrică , iar punctele de explorat și
central sursei în acelaș i plan. [W.18]
Deși toate aceste afirmaț ii sunt criticabile, metoda de exploatare nu ș i-a pierdut din
valoare n ici după aproape nouă decenii. Conducerile standard sunt reprezentate pe cele trei laturi
ale triunghiului,fiecare latură având o jumătate pozitivă și una negativă . Ulterior a fost necesară
completarea metodei printr -o explorare dintr -un singur punct. Din toate premise le, adevarată era
doar aceea că inima este un dipol, o premisă suficientă pentru explicarea formă rii undelor ECG.

15
2.7.1 Electrocardiograful:

Electrocardiograful reprezintă aparatul cu ajutorul că ruia se poate efectua o
electrocardiograma. Electroca rdiograful este alcătuit din electrozi și cabluri pentru realizarea
legăturilor dintre campul electric cardiac ș i aparat, din comutatori de derivatii, de sistem de filtrare
a zgomotelor și de sistemul de înre gistrare care diferă după tipul aparatului. Tensiu nile ECG
măsurate pe corp sunt d e ordinul sutelor de microvolți până la un milivolt. Această tensiune joasă
neces ită un circuit de zgomot redus ș i un amplificator bun.
Electrocardiografele folosite î n trecut erau construite cu convertoare analogice, iar
semnalul e ra transmis spre un motor care î l tiparea pe o hartie. În ziua de azi se folosesc
electrocardiografele cu convertoare analogice digitale, pri n care semnalul este convertit într -unul
digital și apoi afiș at pe ecranul digital. Acest lucru permite înregistrarea digitală a ECG -urilor și
utilizarea pe computere.
În cele din urmă, electrocardiograf poate să includă un algoritm de analiză a ritmului care
produce o interpretare computerizată a electroca rdiogramei. Rezultatele acestor algoritmi sunt
considerate „preliminare“, până când sunt verificate de că tre cineva antrenat în interpretarea
electrocardiograme.

2.7.2 Derivaț iile electrocardiologice :

Termenul de derivație electrocardiografică se referă la înregistrarea cu ajutorul a doi
electrozi a diferen ței de potential dintre două puncte pe corpul uman.
De obicei se înregistrează potențialul electric de pe suprafaț a corpului, deși în situații
speciale se înregistrează potenț ialul direct de la cord.
Electrocardiograma evaluează starea electrică a inimii, prin analiza variațiilor în timp a
proiecțiilor vectorului cardiac în plan frontal(xOy), transversal(xOz) ș i sagital(yOz). Înregistrarea
fenomenelor bioelectrice cardiace într -o derivație ECG poate fi concepută ca echivalând cu
proiecția ortogonală a vecto rilor cardiaci pe axa derivaț iei respective.

16
În planul frontal există 6 derivaț ii uzuale, din care 3 sunt derivaț ii standard sau bipolare(I,
II, III ) și 3 derivaț ii unipolare ale membrelor(aVR ,aVL , aVF ).

2.7.2.1 Derivaț iile bipolare:

Derivaț iile bip olare înregistrează diferența dintre potenț ialul de la capătul pozitiv ș i
cel de la c apatul negativ al axului derivaț iei respective.
În aceste derivații electrozii se așează de extremități, existâ nd mai multe variante de a le
poziționa. În derivația I se înregistrează diferența de potențial dintre mâna stângă unde este
electrodul pozitiv și mâna dreaptă cu electrodul negativ. În derivaț ia II electrodul pozitiv se fixează
pe piciorul stâ ng, iar electro dul negativ pe mâna dreaptă. Pentru a înregistra derivaț ia III se unesc
picior ul drept cu electrodul pozitiv și mâna stângă cu electrodul negativ. Pentru o întelegere mai
ușoară se po ate reprezenta schemativ derivaț iile astfel:
– derivația I = mana stângă mi nus mâna dreaptă => MS – MD;
– derivația II = picior stâ ng mi nus mâna dreaptă => PS – MD;
– derivația III = picior stâng minus mâna stangă => PS – MS;
Einthoven privea fiecare extremitate, de la ca re se înregistrează electrocardiograma
bipolară, drept vâ rful u nui triu nghi echilateral situat la aceași distanța electrică de centrul
triunghiului unde se află inima. Conceptul triunghiului lui Einthoven este foarte utilă, desi într -un
anumit sens aproximativă, deoarece se bazează pe supoziția, că corpul uman reprezi ntă o sferă
omogenă din punct de vedere a proprietaț ilor electrice.

2.7.2.2 Derivaț iile unipolare:

Derivați ile unipola re au un electrod activ situat î ntr-un punct anume al corpului, legat cu
un electrod indiferent, neutru avand un potential electric extrem de mic.Pentru a formula
„electrodu l zero” Wilson a propus unirea î mpreuna a tuturor celo r trei electrozi de la extremități
prin rezistenț e de 5000 ohmi.

17
2.7.2.3 Derivaț iile unipolare toracice:

Electrodul activ se plasează în anumite puncte pe suprafața anterioară a toracelui, de
aceeea derivaț iile se numesc toracice sau precordiale. Pentru înregistrările de rutină se folosesc
șase poziț ii ale el ectrodului activ, care semnifică :
V1 – spațiul intercostal IV imediat la dreapta de stern;
V2 – spațiul intercostal IV imediat la stânga de stern;
V3 – echidistant punctelor V2 si V4 ;
V4 – spațiul intercostal V pe linia medioclaviculară stângă ;
V5 – pe linia axilară anterioară stângă la acelaș i nivel orizontal ca V4 ;
V6 – linia medie axilară la același n ivel orizontal ca ș i punctul V4 ;
În lipsa unor deformă ri toracice semnificative V1 – V2 reflectă potențialul ventriculului
drept și sunt numite derivaț ii toracice drepte, d erivatia V3, este numită septală, V4 este apicală, iar
V5 – V6 sunt derivații toraci ce stâ ngi.

2.7.2.4 Derivaț iile unipolare de la extremitaț i:

La electrodul negativ se foloseste punctul zero Wilson modificat, exclus din
interconexiunea prin rezistența electrodului de la membru l respectiv, la care se plasează electrodul
activ. Electrodul activ se plasează la mâna dreaptă aVR, mâna stângă aVL sau piciorul stâ ng aVF.
Sumarea dipolilor electrici generați î n miocard la fiecare moment de timp formează un
potenț ial electric, care î n orice moment de timp are o anumită mărime și o anum ită direcț ie spațială .
Electrocardiograma reprezintă de fapt înregistrarea grafică a amplitu dinii și a direcției forț elor
electr ice provocate de depolarizarea și de repolarizarea atriilor ș i a ventriculilor.

18
2.7.3 Axul electric al cordului:

Vectorul cardiac efectuează o mișcare complexă în spaț iul pe parcursul ciclului
cardiac.Complexul PQRST al ECG -ului poate fi privit ca o înregistrare a miș carii acestui ve ctor,iar
media vectorilor Q, R ș i S va preze nta vectorul mediu al depolarizării ventriculare ș i se numeste
axul electric al cordului.
Dacă un asemenea vector este poziționat î n centrul triunghiului Einthoven, atunci
proiecția lui pe derivaț iile respective va permite d eterminarea mărimii lui în derivaț iile
standard.Sunt elaborate tabele ce permit d eterminarea cu precizie a direcț iei axului electric,
cunoscand mărimea vectorului QRS în derivaț iile standard.
Legiile de adunarea și scăderea vectorilor spun că un vect or proiectat pe diferite derivații
va fi mai mare în derivaț ia, care are un unghi mic c u direcția vectorului. În derivația perpendiculară
pe direcția vectorului proiecț ia acestui vect or va fi egala cu 0, iar în axa aflată sub un unghi de 180
de grade vectorul va fi maxim ca marime, dar cu semnul minus, deoarece este în direcția opusă.
Se obs ervă că în fiecare din derivați ile planului frontal vectorul QRS are marimea maximă, axa
electrică va fi apropriată de această derivaț ie.

2.7.4 Hârtia ECG:

Potenț ialul electric generat la depolarizarea și repolarizarea consecutivă a atriilor și a
ventriculilor este detectat de electrozi, amplificat de aparat ș i apoi p rezentat pe ecranul
osciloscopului sau înregistrat pe hartie sub formă de unde si complexe.
Hârtia electrocardiografică are o grilă cu linii subț iri, la intervale de 1 mm pe verticală și
1 mm pe orizontală, ș i linii mai groase la 5 mm una de alta. La o calibrare standard 1 mV = 10
mm, distanța dintre două linii subțiri pe verticală este egală cu 0.1 mV. Prezenta gradațiilor pe
hârtie ajută la simplificarea mă suratorilor. Valoarea unui m m pe axa orizontala evident va depin de
de viteza miș carii hartiei. De regula, hârtia se mișcă cu viteza de 25 mm/sec sau 50 mm/sec, deși
în majoritatea aparatelor există posibilitatea de a varia viteza de la 10 mm/sec la 100 mm/sec.

19
La o viteză de 50 mm/se c distanța de 1mm dintre două linii subțiri, va fi egală cu 0.02
sec, iar la o viteză de 25 mm/sec distanța va fi egală cu 0.04 sec. Distanța dintre liniile mai groase
și anume de 5 mm va reprezenta 0.2 sec pentru viteza de 25 mm/sec ș i 0.1 sec pentru vite za de 50
mm/sec.
Pe o electrocardiogr amă se pot evidenția o serie de deflecțiuni în sus de tip pozitive și î n
jos de tip negative de la linia zero, denumită linia izoelectrică . Aceste deflecț iuni sunt P, Q, R, S,
T si U.
Activitatea electrică în urma depol arizării atriale este înregistrată ca undă P, iar cea
provenită din depolarizarea ventriculilor produce unde Q, R, S, sau cu alte cuvinte complexul QRS.
Repolarizarea atriilor generează unda T atrială notată Ta, iar repolarizarea ventriculara se
înregistre aza ca unda T ventriculara notata simplu T. Deoarece in mod normal repolarizarea atrială
decurge concomitent cu depolarizarea ventriculilor, unda T atrială este mascată , ascunsă î n
complexul QRS .

Fig 2.3 Interval al semnalului cardiac [W.25]

20
2.7.4.1 Unda P:

Unda P re prezintă depolarizarea atriilor, iar prima parte a undei este formată de ex citarea
atriului drept și a doua parte provin e din depolarizarea atriului stâ ng. Depolarizarea nodului sinusal
nu se poa te observa pe ECG de la suprafaț a corpului .
Deoarece valul depolarizării se răspandeste î n mod normal de la dreapta la stânga și de
sus î n jos, unda P este pozitiva în derivațiile I, II, aVF și este negativă în derivaț ia aVR . În
dependența de caz poate fi pozitivă , negativă în derivaț iile III, aVR si V.
Durata undei P nu trebuie sa depășească 0.10 secunde, iar amplitudinea 3mm în derivaț iile
bipolare sau 2.5 mm în derivaț iile unipolare. În mod normal unda P trebuie să preceadă fiecarui
complex QRS. Se poate întampla să apară modifică ri patologic e ale undei P cauzele fiind div erse
de la inversarea depolarizării atriale, întarzierea depolariză rii atriilor sau absenț a ritmului.
Intervalul P -Q reprezintă timpul ne cesar pentru ca valul depolarizării să treacă prin î ntreg
sistemul c onductor, de la nodu l sinusal până la miocardul ventricular. Se masoară de la începutul
undei P până la î nceputul undei Q s au până la începutul undei R, în caz de lipsă a undei Q. Durata
intervalului variază cu vârsta, este mai scurtă la o frecvență cardiacă mai mare, dar tre buie să se
afle î n limitele 0.12 – 0.20 secunde. Un interval P -Q mai m are de 0.20 secunde se observa î n
blocurile atrio -ventriculare, iar un interval mai m ic de 0.12 secunde se observa când pacemarker –
ul este ectopic și este situat î n apropiere de nodul at rio-ventricular. Un interval P -Q mai mic de
0.12 secunde se mai întalneste în situațiile, câ nd impulsul electric de la atrii se propagă spre
ventriculi prin căi anormale de conducere, evitând nodul atrio -ventricular și fasciculul His, și
provoacă depolariz area precoce a ventriculilor. [B.6]

2.7.4.2 Complexul QRS:

Complexul reprezintă depolarizarea miocardului a mbilor ventriculi ș i este form at din una
sau mai multe deflecțiuni pozitive denumite unde R, și deflecțiuni negative denumite Q ș i S.
Unda R este oricare deflecțiune pozitivă , mai sus de linia izoelectrică, din componența
complexului QRS. Deflecț iunea ne gativă care precede un da R se numeste unda Q, iar dacă

21
deflecțiunea negativă succede un da R, ea se numeste unda S. Dacă în complexul depolarizării
ventriculare lipsește unda R, adică complexul este în î ntregime do ar negativ, atunci el se notează
QS.
Unda Q patologică este semn al inf arctului miocardic, iar diferențierea ei de una dată se
face prin înregistrarea derivației III î n inspir, deoarece unda Q nu dispare din infarct la modificarea
pozitiei cordului în cutia toracică .
Durata normală a complexului QRS est e de 0.06 – 0.09 secunde, iar lărgirea complexului
reflectă o tulburare a depolarizării ventriculilor și se observă în blocurile intraventricu lare, în
sistola ventriculară .

2.7.4.3 Segmentul S -T:

Segmentul S -T se întinde de la sfârșitul complexului QRS până la î nceputul undei T, iar
locul de trecere a complexului QRS în segmentul S -T se numeșt e “ punctul J “. Segmentul S -T
reflectă potențialul transmembranic de acți une, iar segmentul este izoelectr ic la majoritatea
persoanelor sănă toase. La unele perso ane tinere se poate observa o ușoară supradenivelare,
deplasare î n sus de la izolinie , a segmentului S -T care atinge până la 1mm în derivațiile standard
și până la 2 mm în derivaț iile precordiale drepte. Deplasarea î n jos sau subdenivelarea segmentului
peste 0.5 mm este întotdeauna patologica. Î n tahicardie se poate observa o subdenivelare de S -T ,
care are o fo rmă oblic ascendentă .
Modifică rile patologice ale seg mentului S -T sunt de o importanță foarte mare pentru
diagnosticarea electrocardiografică .
În infarctul miocardic acut segmentul S-T este supradenivelat cu o ușoară convexitate
îndreptată în sus î n deriv ațiile corespunză toare regiunii infarctului . Ulterior în evoluț ia bolii
supradenivelarea devine mai puțin pronunțată și este însoțită de formarea undei T negative.
În pericardită la fel are loc o supradenivelare a segmentului S -T , dar concavă în sus, ș i
care este înregistrată în majoritatea derivaț iilor spre deosebire de inf arct, unde aceasta este limitată
numai la derivațiile din regiunea infarctată .

22
Hipertrofia vetriculară poate provoc a subdenivelarea marcată de S -T în derivaț iile de la
ventriculul respec tiv asociată cu o inversie asimetrică a undei T. Ischemia miocardului provoacă o
subdenivelare de S -T orizontală sau oblic descendentă .

2.7.4.4 Unda T si U:

Unda T reflectă repolarizarea ventriculară și are, de obicei, aceeași direcție cu
deflecț iunea maximă a complexului QRS. Astfel unda T este pozitivă în derivațiile I, II, V3 -V6 și
la adult este întotdeauna negativă î n aVR . La copii unda T în V1 -V3 este negativă ș i devine
pozitivă odată cu maturizarea. La unii adulț i tineri unda T se poate pastra negativă și până peste
30 de ani.
Marirea excesivă a amplitudinii undei T se observă în debutul infarctului miocardic .
Aplatizarea undei T se observă câ nd amplitudinea tuturor undelor ele ctrocardiografice este
diminuată .
Inversarea undei T , negativă î n derivațiile unde normal este pozitivă, se observă la
hiperventilație, la fumă tori. Mai important este că unda T negativă poate traduce o ischemie adâncă
sau un infarct miocardic, deasemenea se observă î n hipertrofiile ventriculare.
Unda U nu se î nregistrea ză la toți pacienț i. Preveniența ei este încă discutabilă . De obicei,
încep e peste 0.02 – 0.04 secunde după sfarș itul undei T, ampl itudinea nu trebuie sa depășească 2
mm.

2.7.4.5 Intervalul Q -T:

Acest interval reflectă timpul necesar pentru depolarizarea și repolar izarea ventriculilor.
Se masoară de la începutul undei Q, sau de la începutul undei R în lipsa lui Q, până la sfarș itul
undei T. Este dependent de f recvența contracț iilor cardiace , devine mai scurt la o frecve nța mai
mare.

23
În legatură cu dependența de alura ventriculară valorile normale p entru intervalul Q -T se
determină din tabele speciale, dar int ervalul nu trebuie sa depașească 0.45 secunde la barbați ș i
0.50 secunde la femei.
Importanta clinică a intervalului Q -T prelungit constă î n asocierea cu riscul s porit de
tahicardie ventriculară . Mărirea intervalului Q -T se poate observa la tratamentul cu medicamente
puternice.

2.8 Electrocardiograma patologică :

2.8.1 Introducere:

Bolile cardiovasculare sunt cauz e principale de mortalitate, atât în țările bogate cât și în
țările sărace. Î n Europa de Vest ele sunt responsabile de aproximat iv 50% din decese, din care
jumă tate sunt date de boala coronariană . Hipertensiunea arterială este o cauza principală d e cauză
de deces, iar reumatismul cardioarticular este responsabil de a proximativ 2% din mortalitatea în o
serie de țări din Asia, Africa ș i America de Sud.
Studiul bo lilor cardiovasculare se bazează pe cunostințe acumulate î n anii de studiu a
cercetatoril or în domeniu ș i a clinicilor specializate. Arta stabilirii diagnost icului include aplicarea
corectă a culegeri i datelor din electrocardiogramă , istoricul bolii, antecedentele personale ,
condițiile de muncă și viată, examinarea corectă a pacientului. Astfe l achizitia d e date trebuie sa
sugereze, dacă pacientul are o boală primară cardiovasculară, sau aceasta este secundară unei alte
boli.
Confirmarea sau infirmarea suferinț ei cardiovasculare se face prin examene paraclinice
de la cele mai simple, până la ce le mai complexe. O mo dalitate de examinare mai simplă și
eficientă este examinarea pacientului cu aj utorul electrozilor, pentru obți nerea unei
electrocardiograme.
Electrocardiograma e ste un examen paraclinic de bază , care permite afir marea
tulburărilor de ritm ș i sindr oamele de preexcitatie, obstrucție arterială , riscul unei tulburari de ritm
ventriculare grave. Prescrierea investigațiilor trebuie facute cu rațiune prin aceasta putând

24
contribui la siguranța diagnosticului ș i protejarea pacientu lui de la un efort suplimentar ș i pericole.
[B.7]

2.8.2 Hipertrofiile cardiace :

2.8.2.1 Hipertrofia atriilor :

Hipertrofia atriului stâng se observă la supraso licitarea de volum sau rezistență a atriului
stâng, hipertensiune arterială . Vectorul sumar al depolarizării atriale deviază spre stânga și
posterior, ceea ce determină cresterea amplitudinii undei P în derivaț iile I, II, aVL .
Astfel amplit udinea undei P din prima derivație poate să egaleze sau chiar să depasească
amplitudinea undei P din cea dea doua dervaț ie.
Vectorul sumar P rezultă din contopirea depolarizării atriului drept, care începe prima din
cauza prezenței nodului sinusal, și a atriului stâ ng ceva m ai tarziu. Pe electrocardiogramă se va
observa o lă rgire a undei P cu aspect bifid , peste 0.11 sec și o adâncire și lă rgire a f azei a doua
negative a undei P în derivaț iile V1, V2.
Hipertrofia atriului drept se întalnește î n cordul pulmonar cronic, insuficiența tricuspidă .
Vectorul sumar se deplasează în jos ș i usor spre dreapta, ceea ce duce la creș terea amplitudinii
undei P în derivaț iile II, III,aVF . Deoare ce atriul drept se depolarizează primul, baza undei P va
rămâne îngustă, cu un aspect gotic ș i de amplitudine mare, peste 3mm.
2.8.2.2 Hipertrofia ventriculară :

Hipertrofia ventriculară stângă poate fi provocată de orice supraîncărcare cu volum sau
rezistență a ventriculului stâng, dar cea mai frecventă cauză este hipertensiunea arterială .
Masa musculară sporită a ventriculului stâng produce cresterea undei R în derivațiile
stângi și a un dei S în derivaț iile drepte. Hipertrofia avansată a peretelui ventricular modifică
semnificativ ș i procesele de repolariare, astfel unda T se poate ap latiza sau chiar deveni negativă
de râ nd cu s egmentul S -T subdenivelat în derivaț iile cu R maximal. Aceste criterii nu sunt absolute,
deoarece segmentul QRS este influentat de grosimea peretelui toracic și de vâ rsta pacientului.

25
Hipertrofia ventriculară dreaptă se observă la suprasolicitarea ventriculului drept cu
volum sau presiune, insuficiența tricuspidiană , cord pulmonar cronic. Produce cresterea
amplitudinii undei R în derivațiile drepte V1 -V2 și a undei S în derivațiile stâ ngi V5 -V6, deviaț ia
axului electric spre dreapta. Criteriile electrocardiogra fice sunt ca unda R sa fie amplă, peste 7 mm
în derivația V1 și ca axul electric să fie deviat spre dreapta plus semne de bloc incomplet.

2.8.3 Aritmiile sinusale :

2.8.3.1 Tahicardia sinusală :

Reprezintă accelerarea ritmului sinusal peste valorile normale. Î n mod normal este
considerat ca la adult ritmul să fie peste 90 batai/min, iar la copii poate fi cuprins cu mult mai sus
de 100 batai/min, în primele luni de viață chiar peste 150 batai/min.
La persoanele sănătoase se observă o crestere a ritmului cardiac î n anxietate, la efort fizic,
dupa cafea, ceai, a lcool sau tutun.Tahicardia sinusală se observă la aproximativ o treime din
cazurile de infarct miocardic acut ca expresie a compromiterii serioase a funcției de pompă cu
diminuarea debitului cardiac.
Fig 2.4 Tahicardie sinusală [W.23]

Simptomul de bază a pacienților cu tahicardie sinusală este palpitaț ia. Clinic se
semnalează tahicardia cu ritm regulat. Deseori pe pa rcursul examenului alura se micșorează odată
cu calmarea treptată a pacientului.Criteriile electrocardiografice sunt intervale R -R sau P -P
regulate și scurte, de regulă frecvența contracțiilor de 100 – 150 bă tai/min, unda pe de origin e
sinusală,iar dacă frecvența este peste 140 de bă tai/min unda P se poat e suprapune pe unda T
precedentă creând dificultăți î n depist area ș i identificarea ei.

26
2.8.3.2 Brahicardia sinusală :

Brahicardia aritmi că cu alură joasă, frecvența sub 60 bătai/min, determinată de nodul
sinusal.Această limită a fost propusă de că tre unii autori din cauza fa ptului ca aproape 25% din
barbaț ii de varstă tânăra au frecvența cardiacă între 50 si 60 de bă tai/min. Brahicardia sinusală este
partea componentă a bolii nodului sinusal sau “sindro mul sinusului bolnav”, observată la unii
vârstnici.
Brahicardia sinusală poate fi observată la persoanele sănătoase, atleții bine pregatiți care
pot avea sub 40 bătai/min în repaus, în stă riile patologice precum hipotermie, hipertensiunea
intracraniană , infarct miocardic și la acțiunea unor medicamente.La vârstnici ș i la bolnavi ii cu
infarct miocardic acut scă derea debitului cardiac poate pr oduce hipotensiune, insuficiență cardiacă
biventriculară, stări de amețeală, tulbură ri de vedere.
Din punct de vedere medical se semnalează doar alura cardiacă rară , cu rit m regulat si
care se accelerează la efort. Pe electroc ardiogramă se observă intervale R-R și P -P alungite și
regulate, o relație normală între unda P ș i segmentul QRS.

2.8.4 Extrasistolele atriale :

Extrasistolele sunt contracț ii cardiace ectropice, focar situat extrasinusal, care survine
prematur, mai devreme decât așteptat din ritmul de baza ș i sunt tulbura rile de ritm cele mai frecvent
întâlnite. Focarul ectropic se poate afla în atriu, în joncțiunea atrioventriculară sau î n ventriculi.
Extasistolele atriale se obs ervă extrem de frecvent, chiar ș i la persoanele fără leziuni
cardiace organice. Apariția lor este ș i mai mare la persoanele, care f ac abuz de cafea sau tutun, la
încordare psiho -emotională . De obicei extrasistolele atriale sunt asimptomi nce, numai rareori
produc senzaț ii de „oprire a inimii”. Palpația pulsului decelerează ba tai premature urmate de pauză ,
iar efortul fizic de obicei le înlătură .
Deoarece extrasistola provine din focarul a trial ectopic unda P nu numai că este
prematură, dar are și altă configurație decât ritmul sinusal, direcț ie anormală a depolariză rii atriale .
Intervalul P -R al bătă ii extrasistolice poate fi normal, alungit sau mai scurt. Unele extrasistole

27
atriale cu g rad mare de prematuritate pot să nu se conducă la ventriculi fiind blocate în zona
joncțională , atunci pe ECG se va observă unda P prematură ne urmată de segmentul QRS.
Complexul QRS este, de obicei, i dentic cu ce al ritmului de bază, însă dacă extrasistola
atrială apare la momentul câ nd sistemul ventricular de conducere se află î n perioada de
refracteritate relativă, QRS poate fi ușor lărgit cu o morfologie diferită, uneori asemănând
extasistola ventriculară . Precederea de catre unda P permite diferenț ierea extrasistolelor atriale
aberante de extrasitolele ventriculare.

2.8.4.1 Extrasistolele joncț ionale:

Semnificația clinică a extrasistolelor joncționale sau nodale este identică cu a
extrasistolele atriale. Clinic se poate o bserva o iregularitate temporară de contracț ii cardiace, însă
diagnost icul definitiv este imposibil fără ECG, care este f oarte asemană toare cu traseul din
extrasistola atria lă cu excepț ia undei P . Undele P sunt negative, direcția inversă fața de normal a
depolariză rii atriale, pot precede complexul ORS , succede sau pot fi incluse î n complexul QRS.

2.8.4.2 Extrasistolele ventriculare:

Focarul ectopic al depolarizării premature are sediul î n ventricule, de aceea unda P
lipseste. Complexul QRS al extrasis tolelor ventriculare este larg ș i deformat, urmat de segmentul
ST și unda T cu direcție opusă celei a segmentului QRS.
Electrocardiograma permite stabilirea sediului foc arului ectopic ventricula r, extrasistole
ventriculare stâ ngi au axul electric orientat spre dreapta ș i invers pentru extrasistolele din
ventriculul drept au aspect similar cu cel din blocul complet al ramurii opuse.
Extrasistolele pot fi fără nici o relați e fixă cu sistola normală sau sistemizate atfel fiecare
bătaie sinusală este urmată de o extrasitolă , două bătă i normale urmate de o extrasitolă sau trei
bătăi normale urmate de o extrasitol ă. Ele pot fi izolate sau gru pate în salve de către două , trei sau
mai multe ,dar de obicei tripletu l este considerat cea mai scurtă salvă de tahicardi e ventriculară .

28
Extrasistolele v entriculare pot surveni spre sfârsitul diastolei sau la î nceputul ei. Cele
foarte precoce pot să se sup rapună peste panta ascendentă și vâr ful undei T a ritmului de bază , care
constituie faza vulnerabilă a repolarizariii ventriculare. În acest timp muschiul card iac are
neuniformitate electrică maximă , unele fibre sunt comple t repolarizate, altele sunt parț ial
repolarizate iar altele pot fi în că complet refractate. Orice impuls electric venit î n acest timp poate
să inducă fibrilatie ventriculară . Aceasta constituie esenț a fenomenului R/T.
Extras istolele ventriculare se observă și la tineri și la persoanele fără afecț iuni cardiace
organice. Mai adesea î n urma abuzului de cafea, tutun, alcool sau din surmenare fizică sau
încordare psihoemotională . Prin afecț iunile, în care se înregistrează des extras istole ventriculare
sunt tulbură rile de me tabolism electrolitic, intoxitație cu medicamente, afecț iuni primare ale
muschiului cardiac. La unii pacienț ii pot evolua asimptomatic , provocând senzaț ii de „oprire a
inimii” , „lovitură puternică în piept”, „nod în gâ t”.
Diag nosticul poate fi suspectat după iregularitatea temporară de puls și după precocitate a
zgomotelor cardiace la ascultaț ie. Extrasitolele duc la contracții î n gol a ventriculului, astfel încâ t
sigmoidele nu se închid și zgomotul lipseste. Î n aceste cazuri extrasitolele nu se transmit la puls,
deoarece pot realiza un puls rar ș i regulat.
Extrasitolele ventriculare la sanatoș i nu a u nici o semnificatie patologică . Ele se asociază
cu o prognoză rezervată la persoanele cu afecț iuni cardiace. Amenință toare sunt considerate
extrasistolele ve ntriculare frecvente, peste 5 bătai/min, în salve ș i foart e precoce.

2.9 Procesarea automată a electrocardiogramei:

2.9.1 Detecția automată a ritmului:

Dezvoltarea rapidă si puternică din ultimii ani a microcalculatoarelor a influențat pozitiv
dezvoltarea dispozitivelor de detecție a undei electrocardiografice, prin aplicații software si
algoritmi mai putenici. Complexul QRS este cel mai impresionant ca si formă de undă în cadrul
electrocardiogramei. Din moment ce reflectă activitatea electrică a inimii în timpul contracției
ventriculare, dur ata si forma complexului ajută la determinarea automat al ritmului, la clasificarea
ciclului cardiac ș i de asemenea baza în algoritmii de analiză a electrocardiogramei automatizate.

29
Astfel, detectarea software a formei de undă electrocardiografice a fost d e apromixativ 30 de ani
și încă rămane unul dintre cel mai dezbătut subiect în cercetariile științifice.Progresele în acest
domeniu au fost majore ,de la detecția pe hârtie milimetrică a ritmului cardiac până la
monitorizarea digitală a ritmului. [W.8]
În ultimul deceniu au fost propuse mai multe abordări pentru detecția mai eficientă a
ritmului cardiac, de exemplu algoritmi pentru rețele neuronale artificiale, algoritmi genetici ,
metode de filtrare, precum și metode euristice bazate pe transformari neli niare.Numeroase lucrări
stințifice au fost publicate în scopul detectări eficiente si rapide a ritmului cardiac.Astfel, în acest
subcapitol voi prezenta detalii algoritmice prezentate în documentele originale ale acestor
cercetări,la care voi face referinț ă la sfarșitul acestui subcapitol.

2.9.2 Monitorizarea automată a ritmului:

Monitorizarea cardiacă se referă la monitorizarea continuă a activității cardiace cu
ajutorul electrocardiogramei, pentru evaluarea stării de sănătate a pacientului în raport cu ritmul
lui cardiac. Monitorizarea rapidă și precisă a ritmului cardiac este o caracteristică foarte importantă
în aplicațiile actuale pentru realizarea defibrilației externe cardiovasculară, folosite în salvarea
vietii pacienților. Unul din motivele care au condus la prioritizarea acestui domeniu de activitate
sunt statisticele din ultimii ani. Aceste statistici arată ca stop cardiac sau oprirea subită a ritmului
cardiac este principala cauza a deceselor globale.
De obicei, pe baza ritmului î nregistrat pe electrogardiogramă, stopul cardiac este clasificat
în ritm cu șocuri și ritm fă ră șocuri. Ritmurile cu șocuri sunt fibrilația ventriculară și tahicardia
ventriculară, iar ritmurile fără șocuri includ ritmul sinusal, tahicardia supraventriculară,
contracțiile ventriculare premature, fibrilația atrială.
Stopul cardiac provocat de un r itm cu șocuri poate fi tratat de urgență de către un medic,
care să realizeze o resuscitare cardio -pulmonară cu un defibrilator pentru inducerea unui ritm
cardiac normal în câteva minute. Deoarece această metodă nu este eficientă din punct de vedere a
timpului, acordarea primului ajutor de către un medic specializat trebuie realizat într -un timp critic,
s-a inventat defibrilatoarele externe sau defibrilatoarele cardiac implantabil. Utilizarea
defibrilatoarelor este tot mai mare, fiind apreciate pentru dispo nibilitatea la domiciliul pacientului.

30
O caracteristică foarte importantă pentru detecția rapidă unui ritm cu șocuri cu de către
defibrilator este folosirea unor algoritmi de detecție eficienți. Există mai multi algoritmi de
detecție, utilizați pentru dete ctarea unui semnal primit de pe suprafața corpului,filtrat si apoi afișat
de electrocardiogramă, de exemplu algoritmi de detectare a fibrilației, algoritmi de detecție a
timpului, a frecvenței sau algoritmi de analiză simplă sau dinamică.

2.9.2.1 Algoritmi i de filtrare :

Filtrul trece sus este un algo ritm mai vechi, care realizează prin filtrare accentuarea pantei
complexului QRS si diminuează undele nedorite ale semnalului ECG, precum unda P , unda T si
implicit zgomotul.Aproape toți algoritmii de acest tip utilizează reguli suplimentare pentru
reducerea detectiilor fals -pozitive. Ecuațiile reprezentative a filtrului sunt bazate pe diferența dintre
undele pozitive si negative ale semnalului ECG de intrare, notat cu x(n), iar valoarea de iesire a
semnalului este reprezentata prin derivata I si II, notate cu y1(n) si y2(n).
Detectarea unui complex de unda QRS se realizează prin compararea unei caracteristici
z(n), obținută prin însumarea celor două derivate, cu o valoare de prag Ɵ x. Această valoare de prag
i-a soluț ii în intervalul {0.3 , 0.4,….,max[x] }, unde valoa rea maximă sau de vârf a este maximul
semnalului inițial. Logica detecției valorii de vârf este de cel mai multe ori complectată de reguli
de decizie precum alegerea unor praguri secundare, cu scopul de a detecta corect si de a reduce
numărul de detecții fals -pozitive a complexului.
Alți algoritmi mai avansați se bazează pe filtre digitale. Un exemplu de algoritm bazat pe
filtru digital este propus de M.Okada ,unde semnalul ECG est e filtrat în paralel prin două filtre
trece jos , cu frecvențe de tăiere diferite. [W.19]
La acest algoritm semnalul z(n) este format din ieșire y2(n) și prin luarea unor
constrângeri suplimentare ca la al doilea filtrul trece jos frecvența de tăiere să fie cât mai mare.
Pragul este calculat dupa formula:

31
2.9.2.2 Rețele neuronale:

Rețelele neuronale sunt utilizate pe scară largă la procesarea, clasificarea si optimizarea
semnalelor neliniare. În multe aplicații performanța lor s -a dovedit superioară față de abordările
liniare clasice. În procesarea semnalului ECG cele mai utilizate sunt rețelele LVQ( Linear Vector
Quantization) , MLP( Multi Layer Perceptron) și RBF( Radial Basis Function).
Rețeaua neuronala de tip Perceptron Multistrat este formată d in mai multe straturi de
neuroni interconectați, unde fiecare neuron reprezintă o funcție de procesare. Funcția de proces are
neliniară este notată cu f(), iar w i reprezintă greutatea atribuita intrări x i .
Rețeaua neuronală cu funcții de bază radiale are în implementare funcționalizatea
reprezentată în formulă, unde x(n) reprezintă vectorul cu datele de intrare , N este numar de
neuroni, wi coeficientul, c i semnifică centrul de vectori, iar σ i este defiația standard a parametrilor
rețelei. Avantajul folosirii rețelelor cu funcții de bază radială în locul perceptronului multistrat este
posibilitatea interpretării parametrilor, făcând rezultatele mai previzibile si prin urmare mai de
încredere.

Fig 2.5 Perceptron Multistrat (MLP) [W.8]

32
Rețeaua neuronală numită LVQ sau “vector de invățare” constă dintr -un strat de intrare,
un strat competitiv si un strat liniar.Stratul competitiv învață automat să clasifice vectorii de intrare
în subclase, unde numărul maxim de subclase N este egal cu numărul de neuroni c ompetitivi. În
acest strat o clasificare se realizează pe baza distanței euclidiene între vectorul de intrare si vectorul
centrului de greutate al fiecaruia dintre neuroni competitivi.În cele din urmă, stratul liniar combină
subclasele primului strat la cl asele țintă definite de utilizator.
Pentru a putea realiza dependențele aplicației, parametrii rețelei trebuie să fie învatați,
astfel parametrii rețelele de tip MPL și RBF sunt învățați să supravegheze algoritmi de învațare,
iar parametrii rețelei LVQ în nesupraveghere . Aceste rețelelor de neuronale sunt folosite în
detectarea complexului QRS din semnalul ECG.
Fig 2.6 Rețeaua LVQ [W.8]

2.9.2.3 Utilizarea rețele lor neuronale pentru detecția complexului QRS:

În contextul detectării complexului QRS , rețelele neuronale sunt folosite ca predictoare
adaptive neliniare .Obiectivul este de a prezice valoarea semnalui de curent x(n) din valorile sale
anterioare x(n -1), i>0. Deoarece semnalul ECG este format în major itate de segmente non -QRS,
rețelele neuronale converge la punct când apariția segmentelor non -QRS sunt corect prezise.
Segmentele cu schimbari bruste de amplitudine, adică segmentele QRS, urmează alte statistici și

33
duce la o creștere bruscă a erorii de pre dicție. Rezultă că eroarea de predicție e(n) poate fi utilizată
ca o caracteristică de detectare a complexului QRS din semnalul ECG.
Datorită comportamentului neliniar a zgomotului de fond, utilizarea unui filtru de
predicție neliniare poate produce o perf ormanță mai bună decât un filtru liniar. Într -o rețea
neuronală precum cea de tip Perceptron Multistrat cu trei straturi, stratul de intrare este format din
8-10 neuroni liniari cu timpul de întârziere a semnalului ca valoare de intrare, statul ascuns are 3-
5 neuroni neliniari, iar stratul de ieșire conține un singur neuron liniar. Înaintea pronunțarii
detecției rețeaua este antrenată pe eșantioane atent selectate.În ieșirea unei predicții neliniare,
filtrul este mai departe procesat de un filtru potrivit, oferind o mai bună atenuare a zgomotului de
fond.
În lucrarea “Use of neural networks for electrocardiogram (ECG) feature
extraction,recognition and classification” cercetatorii propun utilizarea unei rețele LVQ cu două
straturi pentru detecția complexului QRS și discriminarea contracțiilor ventriculare premature.
Stratul de intrare și stratul competitiv să fie format din 20 -40 de neuroni, în timp ce în stratul liniar
să existe doi neuroni corespunzatori numă rului ieșirii din clase. Datele de intrare sunt semnale
ECG luate din mai multe înregistrări din baza de date MIT/BIH. Clasificarea se efectuează după
realizarea a cel puțin 30 de probe. Rezultatele obținute nu ating performanțele abordărilor clasice,
dar odată antrenată rețeaua LVQ oferă calcule rapide și în plus o discriminare între semnalul QRS
si contracțiile ventriculare premature. [W.20]

2.9.3 Diagnosticarea automată a ritmului :

Diagnosticarea automată a ritmului cardiac este posibilă, în urma dezvoltării medicinii în
ultimele decenii,în mod deosebit de folosirea microcalculatoarelor si a senzorilor in acest
domeniu.Pentru a a obține mai rapid un rezultat la rapid se folosesc algoritmi de detecție pentru
monitorizare si depistarea unei anomalii cardiace.
Marea majoritate a algoritmilor de dete cție QRS sunt foarte utili,iar din statisticile
obținute până în acest moment reiese faptul că în proporție de 99,5% au oferit un timp mai rapid
de detectare a variației de undă și de a diagnostica o posibilă boală cardiacă.Aceste metode pot fi

34
suficiente pentru aplicațiile utilizate în spitale, oferind o performanță mare ,de exemplu astfel
analiza ECG offline poate fi aplicată și să ofere performanță la fel de bună.
În clinicile specializate se folosesc aparate de detecție si diagnosticare a ritmului
cardi ac,care funcționează pe principiile enumerate anterior în lucrare.
Un exemplu este aplicatia software de anal iză Holter LX pentru detectarea seg mentului
QRS,folosit împreună cu dispozitivul Q200/HE pentru preluarea semnalului cardiac de la
pacient.Testul Holter poate sa afiseze în format digital toate bataile
normale,v entriculare,supraventriculare,ritmul sinusal, aritmiile ventriculare , eșecul unui
pacemarker,infarctul miocardic și modificariile segmentului QRS . După ce înregistrează
electrocardigrama obți nută în urma preluării semnalului cardiac de la electrozii atașați pe corpul
pacientului, Holter LX revizuiește și editează rapid un raport diagnosticul necesar.O altă
caracteristică importantă este posibilitatea folosirii direct de catre pacient, oferind o modalitate
rapidă și simplă pentru efectuarea periodică al controlului cardiac în afara mediului clinic .[W.21]

Fig 2.7 Dispozitivul Q200/HE și exemplu de citire a semnalului cardiac prin aplicația
Holter LX [W.24]

35
Dispozitivele de monitorizare a tensiunii arteriale ambulatorii au de obicei un design
compact si eficient,oferind o soluție rezonabilă din punct de vedere a costului și din punct de
vedere a timpului foarte scurt pentru generarea rapoartelor cu informațiile colectate.

2.9.4 Monitorizarea si diagnosticarea ritmului cardiac în timpul zborului :

Studiile actuale susțin faptul că în timpul zborului în spațiu se produc numeroase
modificări ale ritmului cardiac,fiind raportate aparitia aritmiilor cardiace. Din fericire,până î n
prezent nu a fost raportate aritmii fatale, deoarece apariția uneia ar duce la o tragedie sau la
anularea misiunii.Tratamentele medicale disponibile la bordul navelor spațiale sunt mai limitate
decât cele disponibile în clinicile medicale, unde sunt dipo nibile multe resurse medicale tehnice
pentru diagnosticarea și tratarea afecțiunilor cardiace.
În majoritatea misiunilor, membrii echipajul s -au confruntat cu probleme a ritmului
cardiac și cu aritmii non -fatale. Astfel în timpul viitoarele zboruri spațial e de lungă durată și pe
distanță mai mare, există posibilitatea să apară aritmii fatale și complicații la tratarea
pacie ntului.Din misiuniile realizate, studiile arată că fibrilația atrială și contracțiile premature
ventriculare sunt cele mai frecvent întâ lnite și sunt considerate aritmii non -fatale. De exemplu în
timpul misiunii Apollo 15 au fost raportate aparitiia contracțiilor premature atriale și ventriculare
a membrilor echipajului.
Aceste afecțiuni apar în timpul zborului spațial din cauza gravitației, care afectează
distribuția fluidelor în copul uman.Intrarea în mediul microgravitațional provoacă o deplasare
mare a sângelui către cap, crescând ritmul cardiac și posibilitatea apariției accidentelor
cardiovasculare cerebrale la scurt timp du pă lans are.
Pentru detectarea si monitorizarea în permanentă a ritmului cardiac în timpul misiunii, se
folosesc dispozitive portabile și ușor de controlat.Un exemplu de astfel de dispozitiv este Actiheart,
care înregistrează concomitent frecvența cardiacă și variabilele de activitate din
electrocardiogramă. Dispozitivul este sub forma unui monitor micuț, purtat pe o centură în jurul
pieptului astronautului.Datele obținute erau apoi transmite și analizate de software -ul Actiware ,
după revenirea din misiune. [W.13]

36
În urma mai multor cercetari s -a ajuns la concluzia că după întoarcerea din
misiune, activitatea ritmică a astronauțiilor nu a putut fi restabilită.Motivul pentru acestă lipsă de
titmicitate continuă a frecvenței cardiace ar putea fi efectul distan ței spațiale din timpul
misiunii.Înțelegerea mai profundă a acestui fenomen și cercetarea problemelor este importantă
pentru dezvoltarea unor contramăsuri și pentru a îmbunatații monityorizarea,diagnosticarea și
tratarea astronauțiilor.

2.9.5 Procesarea și folosirea î n scopuri educative:

Deținerea unor cunostințe elementare pentru citirea semnalului cardiac de pe
elctrocardiograma sunt esențiale în zilele noastre, deoarece rata populației cu probleme cardio –
vasculare este tot mai mare. Instit uțiile clinice în domeniu consideră că depistarea din timp a
problemelor și efectuarea verificărilor periodice pentru a putea preveni apariția boliilor cardio –
vasculare, ar reduce semnificativ numărul global de decese.
În ultimii ani, cercetarea și aplicarea inovaților tehnologice la înregistrarea ritmului
cardiac, a dus la o dezvoltarea rapidă a “Ritmului cardiac – RC” ca o subspecializare în cadrul
cardiologiei. Acest lucru a încurajat Societatea Europeană de Cardiologie, prin intermediul
Asociați ei Europene a Ritmului Cardiac (European Heart Rhythm Association ), să organizeze
cursuri de formare și calificare profesională in domeniu și să promoveze organizarea de training –
uri în instituțiile de învațămant, prin instruirea cadrelor didactice cu noț iuni elementare despre
ritmul cardiac. Astfel ei au elaborat un model pentru certificarea profesioniștiilor din domeniul
RC și au definit standardele minime, obiectivele necesare pentru instruirea mai departe a unitaților
de învațamânt acreditate la nivel european.
În perioada de formare stagi arul este implicat în mai multe conferințe despre cercetariile
și descoperirile în domeniu, apoi evaluat prin examenele standard teoretic și practic.Este considerat
că perioada de formare trebuie să fie de minim 2 ani după obținerea calificării în cardiologia
generală. Stagiarul este intruit despre procesarea si monitorizarea ritmului cardiac, diagnosticarea,
tratarea și evaluarea invazivă a tulburărilor de ritm, utilizarea dispozitivelor de gestionare a
ritmului card iac. Condiția de participare la training este ca stagiarul să fie licențiat în cardiologie
generală recunoscut de Societatea Europeană de Cardiologie. [W.14]

37
Învățarea despre noțiuni elementare despre interpretarea unei electrocardiograme,
depistarea unei electrocardiograme patologică sau diagnosticarea problemelor ale ritmului cardiac,
se poate face prin cursuri si training -uri destinate oricarei persoane. O modal itate de obținere a
acestor cunostințe este oferită de “ECG Academy”, prin asigurarea unor cursuri de pregatire atât
online cât și în clase de predare. Academia a fost creată de dr.Nicholas Tullo, specialist în
electrocardiologia cardiacă, oferind cursuri prin care conceptele structurale complexe ale unei
electrocardiograme să fie înțelese mult mai ușor de către studenți, asistenții medicali și medici.
Din structura cursurilor de învațare, sunt oferite gratis cusurile introductive cu noțiuni generale,
care acoperă teoria de bază, anatomia cardiacă și noțiunile despre frecvența,măsuratorile și
sincronizarile intervalelor electrocardiogramei. [W.15]
Prin oferirea acestor cursuri de formare de la nivel de începator, până la stadiul de expert
în domeniul elect rocardiografiei cardiace, se dorește ca un număr cât mai mare de oameni să știe
să interpreteze o electrocardiogramă și să depisteze o posibilă boală cardiacă. Un număr
semnificativ de instituții de învațământ au pus în aplicare cursuri obționale pentru el evi și studenți,
pentru citirea cardiogramei și despre riscurile bolilor cardiovasculare.
Tehnica cea mai simplă , abordată de către cadrele didactice, pentru învățarea eleviilor
despre cum să identifice frecvența cardiacă de pe o electrocardiogramă este cea Dale -Dublin.
Aceasta presupune măsurarea intervalului RR de pe electrocardiogramă, folosind o scară standard.
Prima dată trebuie să se gasească o undă R care să se afle fie fix pe o linie groasă a hartiei
electrocardiogramei, apoi în funcție de distanț a față de care se găsește următoarea undă R, se
determină frecvența cardiacă.

38

Fig 2.7 Valoriile cele mai importante pentru identificarea frecvenței cardiace [B.2]

Dacă aceasta de află la urmă toarea linie atunci frecvența cardiacă este 300 de batăi/minut.
Dacă se află la o distanță de 2 linii atunci frecvența este d e 150 de batăi/ minut , la 3 linii este 100
de batai/minut ș i asa mai departe. În cazul în care urmatoarea unda R nu se afla pe o linie groasă a
hârtiei ECG, frecvența se va calcula stiind c ă numărul de unitați de timp dintre 5 linii groase este
de 4. Aceasta reprezentând 4/300 de minute sau un ritm de 75. În consecință dacă inima bate de
75 de ori pe minut trebuie să se gasească un complex QRS la fiecare cinci linii groase.

2.10 Con cluzii:

În acest capitol s -a avut în vedere o analiză a electrocardiogramei și a derivațiilor ECG
standard, explicând aspecte de noțiuni de anatomie și fiziologie și aspecte de proctecție și
siguranță.

39
3.Structura și proiectarea aplicației :

3.1 Prezentarea generală :

Proiectul este în așa fel structurat încât să poată fi înțeles de orice utilizator, care deține
cunostințe de programare în linbajul de programare C# și care are cunostințe minime despre
utilizarea și citirea unei electrocardiograme.
Partea software este reprezentată de căt re aplicația în sine, de baza de date din care se
citesc electrocardiogramele și de baza de date în care se gestionează datele de înregistrare a
utilizatorilor.

3.2 Alegerea mediului de dezvoltare utilizat :

3.2.1 C#:

C# este un limbaj de programare general, orientat pe obiecte de tip clasă sau orientat pe
componente. Acesta a fost dezvoltat de Microsoft în cadrul inițiativei .NET și ulterior a fost
abrobat ca standard Ecma (Asociația Europeană a Producătorilor de Computere) și ISO
(Organizația Internațională de Sdandardizare). Acesta este unul din limbajele de programare
concepute pentru o infrastructură lingvistică comună.
Numele “C Sharp” a fost inspirat de notația muzicală în care prin simbolul “#” se indica
faptul că nota scrisă ar trebui să fie mai ridicată. Acesta este similar cu numele limbajului C++,
unde “++” indică faptul de incrementare, evoluție de la limbajul C. Astfel simbolul “#” înseamnă
suprapunerea a patru simboluri “+”, reprezentând că este limbaj ul evoluat al C++.
Limbajul de programare C# este dezvoltat în anii 2000 de către Anders Hejlsberg, arhitect
principal la Microsoft implicat anterior în dezvoltarea limbajului Turbo Pascal. În interviuri și în
lucrări tehnice, el a declarat că în majorita tea limbajelor de programare majore, precum C++, Java,
Delphi, defectele au condus la proiectarea limbajului C#. James Gosling, co -fondatorul companiei
Sun Microsystems și inițiatorul limbajului de programare Java în 1994, a declasat că limbajul C#

40
este o “imitație” a limbajului Java. Datorită criticilor apărute, de la lansarea versiunii C# 2.0 în
2005, limbajul C# a evoluat pe o traiectorie din ce în ce mai divergentă față de limbajul Java.
Deși C# este derivat din limbajul de programare C, acesta introd uce câteva caracteristici
unice și puternice, cum ar fi delegați (care pot fi văzuți ca o funcție sigură de pointer ) și expresii
lambda, precum și un model simplu de moștenire de o singură clasă, precum în C++. Este un limbaj
de programare puternic, orient at pe obiecte, vine cu o biblotecă extinsă de clasă, suportă tratarea
excepț iilor și multiple tipuri de polimorfism. Aceste caracteristici,combinate cu instrumentele sale
putenice de dezvoltare, fac C# o alegere bună pentru multe tipuri de proiecte de dezv oltare
software: proiecte de dezvoltare rapidă a aplicațiilor, proiecte implementate de o singură persoană
sau de echipe mari, proiecte cu cerințe stricte de fiabilitate.
Echipa de testare, cum ar fi Nunit (echipa de teste pentru Microsoft.NET), face ca
limbajul C# sa fie susceptibil la dezvoltarea testelor de mașini, fiind astfel un limbaj bun de utilizat.
Testarea sa puternică ajută la prevenirea multor erori de programare, care sunt frecvent întâlnite în
alte limbaje.
Limbajul C# a devenit unul dintre ce le mai populare limbaje de programare comerciale,
echipa sa de dezvoltare adaugând în versiuniile dezvoltate ulterior noi facilități.Cea mai recentă
versiune este C# 7.0 , care a fost lansată în 2017 împreună cu Visual Studio 2017. [W.17]

3.2.2 MySQL :

MySQL este un sistem relațional de management a bazelor de date (Relational Database
Management System) ,produs de firma suedeză MySQL AB , care este deținută de Oracle
Corporation. Chiar dacă apartine de Oracle, codul sursă MySQL este disponibil gratuit fiind
dezvoltat de la început ca “freeware” , dar întreprinderile trebuie să obțină o licență comercială de
la Oracle . MySQL este scris in C și C++ și este compatibil pe toate sisteme de operare cunoscute.
MySQL a fost dezvoltat și lansat pentru prima dată în 1995 și a fost denumit dupa My,
fiica lui Michael Widenius , unul dintre inițiatorii produsului. Acesta a fost inițial distribuit sub
licență GNU General Public, în care codul sursă este disponibil gratuit. Este foarte popular pentru
aplicațiile de gaz duire web datorită multitudininea de caracteristici optimizate pentru Web, cum ar

41
fi tipurile de date HTML. Acesta face parte din arhitectura Linux, Apache, PHP(LAMP), o
combinție de platforme care sunt frecvent utilizate pentru a livra și a sprijini aplic ațiile Web
avansate. MySQL gestionează bazele de date ale unor site -uri celebre, precum Wikipedia Google
si Facebook , aceasta fiind o dovadă a stabilității sale în ciuda filosofiei descentralizate.
Inițial a fost deținută de Sun Microsystems, dar din 2010 aparține de Oracle Corporation
, momentul în care compania a fost achiziționată. Deși din punct de vedere tehnic, MySQL este
considerat un concurent al Oracle DB, orientare pe piață este diferită. În timp ce Oracle DB este
utilizat în principal de întreprinderile mari, MySQL este utilizat de baze de date mai mici si mai
mult orientate pe Web.

3.3 Baza de date:

O bază de date este orice colecție de date organizată pentru stocare, accesibilitate și
recuperare. În asistența medicală servește la înlocuirea documentelor de pe hârtie și transformarea
lor în înregistrari electronice.
Bazele de date clinice sunt înregistrări ce conțin date demografice, măsuratorile
semnalelor vitale ale paciențiilor, rezultate ale testelor de laborator, procedurile, medicamentele
notate de îngrijitor, imagini și rapoarte imagistice și mortalitate.
În ca drul programului am utilizat mai multe baze de date cu înregistrări de
electrocardiograme patologice. Aceste baze de date sunt oferite online de catre PhysioNet , care
deține o arhivă vastă și în crestere cu diverse baze de date în domeniul medical, la car e voi face
referință la sfarșitul acestui subcapitol.
Există mai multe formate de baze de date ,pe bază de înregistrări continue de înaltă
rezoluție a semnalelor fiziologice. Bazele de date sunt sunt organizate în funcție de tipul de semnal
și de adnotări.
Cele utilizate în aplicație sunt bazate pe înregistrarea semnalul cardiac și utilizarea de
adnotarii pentru fiecare interval din semnalul respectiv. Baza de date folosită pentru început a fost
cea a aritmiilor denumită “MIT -BIH_Arrhythmia_DB”, dar se poat e folosi și bazele de date:

42
-cu înregistrarii a patologiilor cauzate de stres “MIT -BIH Noise Stress”
-cu inregistrarii prin metoda Holter “Holter ECG – Cardiospy “
Baza de date MIT -BIH Arrhythmia a început să fie distribuită din 1980 și a reprezentat
primul set de materiale de testare standard pentru evaluarea pacientiilor de aritmie, dar a fost
folosită și pentru cercetarea fundamentală a dinamicii cardiace la peste 500 de site -uri din ăntreaga
lume. Înregistrariile au pornit în 197 5 în laboratoarele din Spitalul Beth Israel din Boston cu
ajutorul acordat de MIT (Massachusetts Institute of Technology) , care au susținut cercetăriile în
domeniul analizei aritmiei.
Baza de date privind aritmia MIT -BIH conține înregistrările a 48 de semn ale în interval
de 30 de minute din două semnale ECG, obținute de la 47 de pacienți consultați la laboratorul de
aritmie BIH între anii 1975 și 1979. Douăzeci și trei de înregistrări au fost alese la întămplare dintr –
un set de 4000 î n 24 de ore de înregist rare ECG la spitalul Beth din Israel, iar restul înregistrărilor
au fost alese special pentru a include aritmii mai puțin frecvente, dar semnificative din punct de
vedere clinic. Înregistrările au fost digitizate la 360 de probe pe secundă pe canal cu rezo luție de
11 biți într -un interval de 10 mV. Adnotările la fiecare înregistrare au fost făcute în mod
independent de către doi sau mai mulți cardiologi . Dezacordurile au fost rezolvate pentru a obține
adnotările de referință citite de calculator pentru fiec are bătaie a inimii, aproximativ 110.000 de
adnotări în totalitate, incluse în baza de date. Această bază de date este disponibilă gratuit din 1999.
O altă bază de date utilizată în aplicație este cea a boliilor cardiace cauzate de bază de
stres numită “MI T-BIH Noise Stress” . Această bază de date include 12 înregistrări de
electrocardiograme de jumătate de oră și 3 înregistrări de jumătate de oră de zgomot tipic apărute
în întregistrăriile ECG ambulatorii.
Înregistrarile zgomotului au fost făcute utilizând voluntari bolnavi și aparatură ECG
standard: conductori și electrozi. Electrozi au fost plasați pe membre în poziițiile în care
electrocardiograma pacienților nu era vizibilă. Cele trei înregistrări de zgomot au fost asamblate
din înregistrări, prin selec tarea intervalelor care conțineau în mod predominant valorile inițiale,
artefactele musculare și artefactul de miscare a electrodului.
Înregistrările ECG au fost create folosind doua înregistrări curate, 118 și 119 din baza de
date MIT -BIH la care s -au adă ugat cantități calibrate de zgomot. A fost adăugat zgomot începând

43
cu primele 5 minute ale înregistrări, în timpul segmentelor de două minute, alternând cu segmente
curate a câte două minute.
O problemă la folosirea acestei baze de date este faptul că deoa rece înregistrările ECG
inițiale sunt curate, atunci și adnotările sunt tot cele corecte chiar și atunci când zgomotul face ca
înregistrările să nu poată fi citite vizual. Astfel adnotările de referință pentru aceste înregistrări
sunt doar copii ale celor pentru ECG -urile originale curate.

3.4 Cerințele proiectului pentru evaluarea abilitățiilor de diagnosticare a patologiilor cardiace :

În cadrul acestui proiect s -a urmarit trei idei principale și anume: realizarea unei interfețe
grafice prin care utilizatorul să poată vizualiza electrocardiogramele din diverse baze de date,
implementarea posibilitătii profesorului să creeze noi subiecte de evaluare și posibilitatea
studentului de a învața, de a se autoevalua pe baza cunostințelor obținute în urma î nvățării și de a
da examen la cererea profesorului. Deci cele trei probleme esențiale care vor fi rezolvate sunt:
vizualizarea electrocardiogramelor din baza de date, studierea lor de către student sau profesor și
evaluarea cunoștințelor prin examen.
Proie ctul va oferi caracteristicile minime ale unui program pentru evaluarea cunostințelor
și a abilitățiilor de diagnosticare a patologiilor cardiace.Prin oferirea acestor cerințe minime,
programul poate fi utilizat cu succes de către orice utilizator în acest scop.
Prima cerință a programului este posibilitatea vizualizarii ECG -urilor într -o interfață
prietenoasă cu utilizatorul. Vizualizarea valoriilor electrocardiogramelor se realizează prin
dispunerea lor pe un grafic precis în intervalul de timp dorit. Pen tru o mai pună utilizarea se oferă
posibilitatea alegerii electrocardiogramelor din mai multe baze de date. Această posibilitate de
alegere este foarte utilă, deoarece astfel utilizatorul are acces la o învățare corentă prin varietatea
de exemple.
A doua c erință a aplicației este posibilitatea de autoevaluare a studentului. Prin această
studentul poate să își verifice singur cunostiintele obținute și să aprofundeze mai mult studiul unde
nu a răspuns corect. Utilizatea autoevaluarii este foarte mare deoarece studentul se va putea corecta
singur, iar apoi rata promovarii va fi mai bună.

44
O cerință esențială a unui program bun pentru evaluarea cunostințelor este posibilitatea
de a oferi un examen conceput de către profesor. Electrocardiogramele sunt înregistrate pe o
perioadă lungă de timp a variației ritmului cardiac (aproximativ 30 de minute). Pentru o mai bună
evaluarea profesorul va selecta doar o portiune din electrocardiograma patologică și o va oferi
studenților ca subiect de examinare.
În ultima fază după implementarea acestor cerințe, se execută căteva teste pentru
verificarea funcționalității și pentru a vedea modul de comportare a întregului programului.
Desigur, ca în orice aplicație interactivă pot apărea probleme de funcționalitate sau efecte nedorit e
precum erorii la logare sau afisare a electrocardiogramei patologice. Aceste probleme sunt nedorite
și trebuie înlaturate cât mai bine.
4.Implementarea aplicației:

4.1 Prezentare generală :
În acest capitol voi descrie secțiunile de cod importante, care au dus la realizarea acestei
aplicații , atât codul aplicației în C# cât și structura tabelelor din baza de date MySQL.
Pentru realizarea aplicației am utilizat mediul de dezvoltare Visual Studio 2012 și
limbajul de programare C#. Am utilizat Visual Studio deoarece este un mediu de dezvoltare foarte
utilizat pentru dezvoltarea aplicațiilor de tip consolă sau grafice cu interfață utilizator, aplicații
web, site-uri web și multe altele.
Visual Studio suportă diferite limbaje de programare prin intermediul serviciilor de
limbaje, care permit editorului de cod si debugger -ului să suporte aproape orice limbaj de
programare, atăta timp cât există acel serviciu de limbaj specific. Limbajele integrale include
C/C++ și C#, iar suportul pentru alte servicii este disponibil prin instalarea separate a servicilor
acestor limbaje.

45
4.2 Interfața grafică:

Proiectul conține o interfață grafică utilizată pentru o interacțiune mult mai ușoară între
utilizator și sistemul de calcul. Astfel la pornirea aplicației , util izatorul va fi întampinat cu o
interfață grafică unde va avea posibilitatea să introducă informații, comenzi și modele.
Vor fi prezentate în continuare opțiunile care se pot alege în cadrul programului. Privind
din punct de vedere a utilizatorului, interfa ța aplicației este atractivă și intuitive, bazată pe ferestre
de dialog, butoane de comandă, controale de editare static/ dinamică, casete de tip d e tip listă. Prin
această intefață grafică flexibilă, consistentă, simplă și adaptive am încercat să ușurez c ât mai mult
interacțiunea utilizatorului cu aplicația. Interfața a fost concepută astfel încât orice utilizator să
poată utiliza aplicația, fară cunostințe multe despre programare software.
În continuare o să încerc să prezint puțin interfața software a a plicației. Se poate observa
că intefața este formată din mai multe grupuri fiecare ocupându -se cu anumite parți necesare
aplicației.

La pornirea aplicației va rula fereastra principală, din care utilizatorul va trebui să aleagă
limba dorită și apoi modul de logare: Student sau Profesor. Dacă utilizatorul folosește pentru prima
dată aplicația, atunci el va trebui să se înregistreze și doar apoi să se logeze cu datele necesare.

46
Dacă logarea are loc cu succes se va deschide fereastra principală a aplicației, care
dispune de diverse utilitați, atât pentru profesor cât și pentru student. Caracteristicile comune
oferite pentru ambele categorii de utilizatori sunt :
– vizualizarea electrocardiogramelor patologice pe un graf de studiu
– comunicarea cu ceilalți utiliza tori prin mail -uri cât și prin intermediul chat -ului
oferit
– vizualizare detalii depre bolile înregistrate pe electrocardiogramele din bazele de
date folosite
Pentru utlizarea în modul student se adaugă opțiunile oferite pentru o funcționare mai
corectă și eficientă. Aplicația a fost concepută pentru a oferi o modalitate mai simplă de învățare
pentru student, iar din acest motiv una din caracteristiciile prioritare la implemenatare le -a avut
această cerință.
După parerea mea, modalitatea cea mai simplă și e ficientă de învățare este prin
autoevaluare cunoștințelor și apoi prin corectarea lipsurilor, cu o aprofundare a noțiunilor necesare
pentru trecerea examenelor. Acest aspect fiind punctul de plecare al aplicației : posibilitatea de
verificare și aprofundar e a cunoștințelor despre patologiile cardiace.

Modul student oferă pe langă obțiunea de studiu al electrocardiogramelor din diverse baze
de date și obtiunea de autoevaluare a cunostințelor.

47
Dacă utilizatorul este profesor, atunci el va trebui să se logh eze cu modul profesor pentru
a beneficia de acces la caracteristicile oferite de aplicație. Interfața cu utilizatorul în acest caz va
avea înafara de obțiunile de bază și următoarele caracteristici:
– crearea de examene necesare pentru evaluarea studentilor
– selectarea electrocardiogramelor care să fie utilizate ca subiecte pentru examen
– posibilitatea selectării doar a unei portiunii din electrocardiograma patologică și
utilizarea ei ca subiect pentru examen
– anunțarea datei examenului pe chat -ul aplicației sau pe mail către toți studenți
– adaugarea de noi boli pentru învățare
Dacă punctul de plecare pentru aplicație a fost oferirea unei mediu mai eficient de învățare
pentru studenți , atunci pot spune că o cerință elementară pentru îndeplinirea acestei posibilit ăți
este crearea unui mijloc de verificare a cunoștințelor. Această cerință a implicat crearea modului
profesor. Acesta este principalul utilizator cu drepturi depline peste aplicație. Deoarece aplicația
este gandită ca fiind utilizată doar de două categor ii de utilizatori: student si profesor , atunci
hotarârea a fost de a oferi dreptul de administrator profesorului.

4.3 Explicarea codului sursă:

Prima dată în program mi -am declarat mai multe variabilele globale pe care le voi utiliza
pe tot parcursul programului. În funcție de modul în care utilizez variabila , se poate face o
clasificare în variabile u tilizate pentru preluarea datel or și desenarea electrocardiogramelor
patologice, variabile utilizate pentru preluarea datelor din baza de date MySQL pen tru logare și
variabile temp de care mă folosesc în diverse situații pe durata rularii aplicației.
În aplicație există mai multe clase cu diverse funcții care se apelează pe durata rularii
aplicației. În schema prezentată mai jos se pot observa structura c laselor principale și legăturile
existente între ele.

48

Logica utilizării aplicației este aceea că doar două tipuri de utilizatori o va folosi:
profesorul și studentul. Astfel logica activitățiilor din aplicație trebuie să fie implementată prin
felul în care vor curge meniurile afișate după ce utilizatorul s -a identificat. Inițial proiectul a fost
dezvoltat pentru utilizarea pe un singur c alculator personal, iar în a doua etapă pentru eficiență s –
a creat posibilitatea de a fi folosită de mai mulți utilizatori prin baza de date online.În continuare
o să prezint logica aplicației, prin descrierea modului de identificare a utilizatorului și a activităților
ce se pot desfașura. Existența u nei variabile MODE care este egală nu un anumit număr în fucție
de activitatea selectată, mă ajută la menținerea unei efidențe. Add_Disease.cs Aplication.cs Disease.cs AdnotationCode.cs
Comunication.c
s ECG_parameters.cs
Edit_profile.cs
Image_user.cs Login.cs
Rezults.cs View_mail.cs User_details.cs
Write_mail.cs
Read.cs Server.cs
ScreenShot.cs START
STOP

49
Eu sunt: Student  Logare  Alege  Studiu  Selecție ECG, Anotate/Neanotate + Listă
Anotări
 Căutare în baza de date a unui tip de
anormalitate
 Afișare lista ECG ce conțin
 Click pe fișierul ales, vizualizare
 Analizeză bolile existente
 Autoevaluare
 Anotare
Submitere
Comunicare cu profesorul
 Precizează complex ECG ”problematic”
Opinia stud (chat + mail)
 Examen Lista ordonată a traseelor ECG
 Anotare
Submitere + Vizualizare rezultate
Profesor  Logare Alege Pregătește Sesiune Examen:
 Asigneaza Grupa, Stude nții
 Stabilește data examen/interval
 Selectează ECG, ”bucăți” ECG
Studiu  Analiză și publicare rezultate
 Căutare în baza de date a unui tip de
anormalitate

50
Eu sunt Student Logare

Username
+
Parola CNP Alege Studiu Selecție ECG,
Anotate/Neanotate + Lista Anotari
Căutare în baza de
date a unui tip de
anormalitate Afișare lista
ECG
Vizualizare
Analizare boli
existente Vizualizare
Comunicare cu
studenții
inregistrati Chat
Autoevaluare Anotare
Submitere
Vizualizare rezultat Scor
Comunicare
cu profesorul Precizează complex
ECG ”problematic”
Opinia stud (chat+
mail)
Trimitere Raspuns la
mail
Examen Lista ordonată a
traseelor ECG
Anotare
Submitere Email /
Internet
Vizualizare scor
Profesor Logare

Usename+
parola pentru
profesor Alege Pregătește
sesiune examen Asigneaza Grupa,
Studenții
Stabilește data
examen/interval Mail sau chat
Selectează ECG,
”bucăți” ECG ”subiecte
examen”
Studiu Analiză și publicare
rezultate
Adaugă boli care
nu sunt în baza de
date online
Căutare în baza de
date a unui tip de
anormalitate Afișare lista
ECG
Vizualizare
Comunicare cu
studenții Chat
Completează
Baza de Date Capturi ECG
Fisiere date ECG in
format .csv

51
4.3.1 Afișarea electrocardiogramei patologice :

Una din funcțiile importante ale aplicației este funcția Click_Load_File () care este utilizată
pentru citirea datelor electrocardiogramei si afișarea ei sub forma unui grafic. Această funcție este
apelată automat, atunci când utilizatorul selectează din meniul File optiunea Open ECG. La
deschiderea ferestrei de dialog, se va selecta un fișier .dat dintr -o bază de date .

În fiecare bază de date fiecare electrocardiogramă este structurată sub forma a trei fișiere
cu extensia .dat, .atr, .hea. Fișierele .dat și .atr sunt scrise binar și conțin informații despre datele
electrocardiogramei și valorile anotărilor . Fișie rul .hea conține trei linii cu valoriile reprezentative
pentru semnalul ECG. Pe prima linie a fișierului este scris numărul de semnale, rata de eșantionare
masurată în Hz, numărul de eșantioane pentru fiecare semnal, iar pe a doua și a treia linie a
fișierului sunt notate tensiune la masurare, bitul de rezoluție, valoarea de zero a semnalului, prima
valoare a semnalului.
Aceste valori sunt importante pentru a verifica că criptăm corect valorile din fișierul de
date atunci cand deschidem fișierul bina r .dat.

52
Funcția Click_Load_File () va citi prima dată fișierul header .hea , pentru aflarea valoriilor
importante precum SampleRate, Gain, ZeroValue, FirstValue.

La prima citire, fisierul binar .dat este structurat sub forma unei matrice de trei coloane
cu “Data Size” linii. Fiecare element al matricei este pe un octet , iar pentru a înțelege structura
datelor trebuie plecat de la faptul că:
– fiecare linie conține valorile a două eșantioane ECG1 și ECG2
– fiecare eșantion este achiziționat pe 12 biți, deci bit/sample este 11 deoarece un
bit este de semn

53
În codul aplicației am citit datele ECG si apoi am facut transferul într -un vector de tip
byte, care apelează funcția FileToByteArray pentru decodificarea scrierii binare.

Cei 12 biți sunt structurați ca 11 biți pentru valoarea eșantionului curent și 1 bit pentru
semn. Cei 11 biți sunt priviți ca „întreg fară semn” deci valorile sunt cuprinse în intervalul 0 –
2048. Din acest motiv pentru a putea reprezenta grafic, va trebui să le axam în jurul valorii zero .
Pentru a obține această valoare, va trebui ca de fiecare dată să se scadă „zero value” = 0 , care este
precizată in fișierul header al fiecarei electrocardiogramă.
Pentru a desface cei 24 de biți ai fiecarei linii din matrice în două, rezultând astfel do uă
date pe cate 12 biți fiecare , aplicam regula urmatoare:
– biții 3,2,1,0 ai celui de al doilea octet se shiftează la stânga pentru a ajunge în fața
primului octet și devin astfel cei mai semnificativi biți al eșantionului ECG1.
– biții 7,6,5,4 ai celui de a l doilea octet se shiftează la stânga pentru a ajunge în fața
celui de al treilea octet și devin cei mai semnificativi biți al eșantionului ECG2.

54

Următorul pas este decodificarea anotariilor pentru semnalul cardiac. Pentru realizarea
acestui lucru trebui e decodificat fișierul binar .atr unde sunt trecute anotarile complexelor QRS,
conform convenției hotarâte de medici. În fișierul atribute se face prima înregistrare, după regula
că prima dată se scrie cifra conform diagnosticului și timpul de la începutu l fișierului până la
următorul segment QRS anotat.
Cele două valori pentru numărul anotarii și timpul se scriu doi octeți astfel:
– codul anotarii este reprezentat din primii 6 biți din al doilea octet
– timpul anotarii este reprezentat de cei 10 biți rămași, formați prin punerea
ultimiilor 2 biți din octetul al doilea în fața primului octet și devin cei mai
semnificativi biți pentru biți rezultați
Pentru citirea atributelor pentru a notare a electrocardiogramei voi proceda la fel ca și în
cazul citirii valorilor semnalelor . Fac transferul într -un vector de tip byte, pe care apoi îl despart
pentru formarea a două coloane de câte doi octeți și de n linii. Cei doi octeți reprezintă fiecare
adnotare, astfel trebuie apoi extras timpul adnotarii și codul adnotarii. Timpu l sau indexul de timp
al unei a notarii se calculează prin luarea ultimiilor 2 biți din al doilea octet al înregistrarii, shiftarea
lor cu 8 poziții la stânga și apoi concatenarea lor cu primul octet al înregistrării. Astf el ei devin cei
mai semnificativi biți ai celor 10 biți rezultați, c are reprezintă timpul față de a notarea precedentă.
Acesta se trece la indexul „i”. Tot la index se shiftează al doilea octet cu două poziții la dreapta,
deci se i -au primii 6 biții din al doilea octet. La aceeași poziție se scrie litera cu carea s -a facut
anotarea, obținându -se din primii 6 biți ai octetului al doilea.

55

Prin funcția enuntață mai sus se pot afișa grafic doar electrocardiogramele din bazele de
date existente în proiect, iar acest lucru nu este recomandat, deoarece studentul trebuie să aibă
posibilitatea de a folosi cât mai multe exemple de electrocardiograme. Pentru o înțelegere optimă
a electrocardiogramelor , utilizatorul student trebuie să poată studia de pe orice tip de E CG , nu
doar cele din bazele de date oferite.
Din aceasta cauză, am oferit în aplicație posibilitate de a vizualiza electrocardiograme
patologice din fișiere de tip .csv. Dezavantajul acestei metode este că aceste fișiere conțin doar

56
valorile semnalului în registrate de către electrocardiograf în intervalul de timp, fară adnotariile
necesare.

Încărcarea acestor fișiere de tip .csv este realizată cu ajutorul funcției Student_CSV.
Această funcție este apelată automat la selectarea din meniul File a opțiunii Open Student ECG, la
alegerea unui fișier de tip .csv c u valoriile semnalului cardiac. Valorile existente în fișier sunt citite
și adaugate într -un vector string [] header, care apoi le desparțim în două liste cu valorile pentru
axa X reprezentând timpul și axa Y pentru tensiunea semnalului cardiac. Citirea este realizată
separat prin funcția Read () , care citeste pe rând linie cu linie din fișier , separând valoriile în linii
și coloane după delimitatorul aux , iar apoi le încarcă în matricea data [nLines,nColumns].

57

4.3.2 Autoevaluarea studentului:

Opțiunea de auoevaluare a cunoștințelor despre patologiile cardiace este una din
principalele cerințe ale aplicației. Această caracteristică este foarte importantă, deoarece studentul
trebuie să poată să își evalueze singur cunoștintele dobândite în urma studiului, fără a cere ajutorul
profesorului. Autoevaluarea îl va ajuta să își cunoască golurile în materie de electrocardiogra me și
să aprofundeze materia prin studiu unde este cazul.

58
Pentru a utiliza această facilitate, utilizatorul trebuie să se logheze în regim student și să
selecteze din meniul aplicației opțiunea “Autoevaluare ”. La selecția ei , pe grafi cul aplicației se
încarcă electrocardiograma selectată în codul sursă pentru a se afișa direct. Dacă studentul doreste
să studieze pe altă electrocardiogramă patologică, atunci el va trebui să își aleagă altă
electrocardiogramă din meniul File.

După selec ția electrocardiogramei se verifică dacă studentul a selectat opțiunea de Studiu
sau de Autoevaluare. Dacă a fost apasată opțiunea Autoevaluare, atunci adnotariile de pe
electrocardiogramă vor fi șterse, pentru a permite studentului să se verifice. La auto evaluare,
studentul poate să își verifice cunoștințele prin:
– scrierea codurilor adnotariilor pentru fiecare variație a semnalului
– masurarea valoriilor importante de pe electrocardiogramă(unda P, segmentul QRS
,etc)
– selectarea unui diagnostic pentru electrocardigrama patologică
– selectarea unui tratament medicamentos pentru diagnosticul ales

59

4.3.3 Examinarea studenților și pregătirea examenului:

Aplicația este gandită pentru examinarea pe râ nd a fiecărui student, pe principiul că
examinarea are loc la aceași stație de lucru. Pentru a putea da examenul studentul trebuie să se
logheze cu datele sale, iar apoi să selecteze opțiunea Examen din meniul aplicației și să se logheze
de această dată pentru examen.
Această caracteristică a aplicației este f oarte utilă pentru profesor, deoarece poate să
creeze subiecte de examen prin care să examineze studenții. Crearea de subiecte se face cu ajutorul
funcției Click_Load_Subject() , în care se face trecerea prin toate electrocardiogramele salvate în
folderul Examen. Pentru ca profesorul să poate oferi un examen mult mai eficient , am creat
opțiunea de a decupa doar o porțiune din electrocardiograma afișată pe grafic sau captură.

60

Pentru a decupa doar porțiunea dorită din electrocardiogramă, profesorul trebuie să
selecteze din meniul File , opțiunea Decupare mouse, iar apoi prin mișcarea mouse -ului pe graficul
care conține electrocardiograma să selecteze porțiunea ce doreste să o salveze ca subiect de
examen. Dacă profesorul dorește ca toată porțiunea de timp a electrocardiogramei care îi afișată
pe grafic să o folosească pentru subiect de examen, atunci trebuie să aleagă din meniu l File
opțiunea Captură grafic.
A altă cerință a aplicației a fost realizarea unei modalitați prin care studentul să studieze
boliile existente pe electrocardiogramele din bazele de date utilizate. Această cerință am
implementat -o în cod prin adăugarea formei grafice Disease, care afisează bolile salvate în baza
de date online.

61

Introducerea de noi boli poate fi facută doar de către profesor, prin selectarea obțiunii
Add Disease, care apelează funcția btn_adauga_Click(). Această funcție realizează o inserție în
baza de date a datelor dorite. Pentru ca inserția să se realizeze cu succes trebuie ca boala respectivă
să nu existe î n baza de date, verificarea făcându -se după numele bolii.

4.3.4 Comunicarea între utilizatori:

Pentru ca utilizatorii aplicației să poată comunica între ei mai ușor , am implementat un
chat pentru a -si distr ibui informațiile legate de materie , problemele întămpinate pe parcursul
studiului sau nelămuririle despre data examenelor. Salvarea datelor are loc pe serverul online oferit
de MySql numit db4free.net.
Db4free.net este un serviciu de testare pentru cea mai noua versiune a serverului MySql,
iar prin creearea unui cont se poate utiliza gratuit serviciile serverului, oferind disponibilitatea de
crearea unui baze de date online. Acest mediu nu este tocmai recomandat pentru a fi utilizat în
producție, deoarece ofere un spațiu mic de stocare, iar datele vo r fi sterge la atingerea limitei fară
a oferi o copie a datelor pierdute. Fiind un mediu oferit gratuit nu se poate utiliza în scopuri
comerciale și nu se oferă suport sau îmbunătațiri a performanțelor actuale.

62
Am utilizat aceată metodă de stocare si salva re a datelor, deoarece am vrut ca utilizatorii
să poată comunica în același timp de pe stații diferite. Astfel ei pot să vorbească între ei cu ajutorul
chat-ului comun pentru toți utilizatorii înregistrați, dar și prin e -mail prin intermediul aplicației.
Baza de date utilizată în aplicație am denumit -o “licentaana” și conține patru tabele pentru
salvarea datelor:
– tb_boala: tabel utilizat pentru salvarea datelor despre bolile înregistrate de către
profesor
– tb_users: tabelă de date utilizată pentru salvarea d atelor de înregistrare a
utilizatorilor
– tb_chat: tabelă utilizată pentru salvarea conversatiilor scrise de către utilizatori pe
chatul aplicației
– tb_pm: tabelă utilizată pentru salvarea mail -urilor trimise

63
Conectarea la baza de date numită “licentaana” am realizat -o cu ajutorul clasei Server , în
care am mi -am creat o instanță a obiectului server și de stabili o conexiune cu o instanță a severului
MySql . În interiorul clasei am creat două funcții numite openConnection() ș i closeConnection() ,
utilizate pentru pornirea și oprirea conexiuni cu baza de date.

Pentru a putea comunica, prima dată utilizatorul trebuie să se înregistreze și apoi să se
logheze. Înregistrarea utilizatoului se realizează prin introducerea numelui, parolă și e -mail. Parola
necesară creării contului este recomandată să fie codul numeric personal al utilizatorului, acest
lucru împiedicând crearea de conturi false. Pentru ca înregistrarea să se efectueze cu succes, prima
dată fac o verificare a datelor introduce cu datele deja existente în baza de date. Dacă datele există
deja atunci utilizatorul este avertizat ca datele sunt deja existente.
În timpul implementării aplicației am plecat de la premisa că profesorul este utilizatorul
important, iar astfel el este și administratorul aplicației. Pentru a se loga în acest mod, trebuie să
folosească username -ul si parola “profesor” la logare.
După logarea cu succes studentul sau profesorul poate vizualiza discuția celorlalți studenți
pe chat -ul oferit public. Comunicarea se eventuează cu ajutorul clasei Comunication, care conține
funcții precum read_friends(), chatfontcolor(), send_msj(), changefontcolor() , utilizate pentru

64
citirea studențiilor înregistrați, trimiterea mesajelor pe chat, schimbarea fontului și culorii
mesajelor.

Dacă un utilizator dorește să vorbească în privat cu un anumit utilizator, atunci se poate
folosi de obțiunea de trimitere e -mail-uri. Pentru a trimite un e -mail, utilizatorul trebuie să
selecteze din lista cu useri înregistrați, de stinatarul dorit pentru mail. După selecție se va deschide
o fereastră care conține detaliile despre utilizator precum nume, poza de profil, numar de telefon
și adresa de e -mail și în colțul din dreapta un buton de “ Send mail ”. La apasarea butonului se va
putea complecta câmpurile puse de dispoziție cu informațiile necesare, iar apoi se va selecta
obțiun ea Send.

65
5.Concluzii:

5.1 Dificultăți întâmpinate pe parcursul pe parcursul dezvoltării proiectului:
Pe parcursul dezvoltări i proiectului au fost întâmpinate o serie întreagă de dificultăți, de
la cele mai simple până la cele mai complicate. În principiu acestea au fost legate de algoritmul
din spate de scrierea si citirea datelor electrocardiogramelor din bazele de date.
La începutul dezvoltării ap licației, prima dificultate întâmpinată a fost înțelegerea părților
componente ale unui semnal ECG și modul de determinare a patologiilor cardiace. Înțelegerea
trasmiterii semnalului cardiac și modul în care este captat pe hârtia electrocardiografică era
esențială pentru rezolvarea afișarii semnalului în aplicație.
O altă problemă întâmpinată pe parcursul dezvoltării proiectului a fost citirea datelor
electrocardiogramelor din fișierele existente în baza de date. Captarea datelor semnalui a fost
făcută de către cadrele medicale într -un anumit mod (descris în capitolul 4), iar acest lucru a făcut
mai dificilă reprezentarea valorilor sub formă grafică. Legat de această metodă s -a cautat var ianta
cea mai simplă de reprezentare, pentru o înțelegere cât mai bună studiu. Problema a fost rezolvată
prin oferirea informațiilor despre scrierea fișierelor, pe site -ul unde era bazele de date cu
electrocardiograme și prin explicarea modalitații de rezolvare de către profesorul îndrumător.
De asemenea probleme au aparut ș i la posibilitatea folosirii aplicației pe stații diferite în
același timp, deaorece aplicația inițial a fost concepută pentru a se utiliza doar pe o singură stație
de lucru. Pentru a rezolva această problemă am hotărât să utilizez o bază de date online of erită de
serverul MySql, care să permită conectarea mai multor utilizatori de pe stații de lucru diferite.
Alte dificultăți au fost întâmpinate la dezvoltarea unei modalități de selecție a unei
porțiuni dorite din electrocardiograma utilizată. Această opți une este esențială pentru profesor,
deoarece el trebuie să poată creea subiecte de examen variate. Problema majoră a fost activarea
comenziilor mouse -ului și corelarea coordonatelor cu datele din fișierele binare. Rezolvarea gasită
nu este una foarte efici entă, bazându -se pe capturi de imagini și nu prin rescrierea datelor necesare.

66
5.2 Direcții viitoare de cercetare și eventualele îmbunătațiriile ale proiectului:
Pe viitor mi -am propus ca primă îmbunătățire pentru aplicație să fie introducerea unui
metode mai eficiente de capturare a unei porțiuni a electrocardiogramei, deoarece metoda
implementată momentan nu oferă eficientă din toate punctele de vedere.
O altă propunere de îmbunatățire este implemetarea unui server prin care să se permită
comunicarea între stațiile de lucru, fară a mai utiliza serverul MySQL și a bazei de date prin
db4free.net . În starea actuală utilizarea de către mai mulți utilizatori în același timp este greoaie
și poate duce la blocarea aplicației . Unul din minusuri pentru care vreau să implementez o altă
modalitate de salvare și gestionarea datelor în baza de date este că în varianta actuală a aplicației
db4free.net oferă un spațiu foarte puțin de stocare și nu of eră suport pentru îmbunătățiri.
Îmbunătățiri aș vrea să a duc și din punct de vedere a utilizării aplicației de către profesor,
deoarece în starea actuală a aplicației profesorul nu are toate utilitățiile necesare pentru a da
examen studențiilor. Din punctul meu de vedere profesorul trebuie să aibă opțiunea de a salva într –
o bază de date online rezult atele de la examene și să distribuie rezultatele studentiilor.
Pentru o varietate mai mare de exemple de electrocardiograme patologice, aș vrea să
implementez pe viitor o metodă prin care profesorul să poată anota electrocardiograme noi și de a
le salva în tr-o bază de date proprie.
O îmbunătățire ar fi crearea unei modaliatăți de verificare a studenților înainte de examen,
pentru a efita frauda. Posibilitatea de a da examenul doar prin introducerea unui cod oferit de
profesor, doar în momentul începerii exa menului ar putea fi o idee de a evita înregistrarea unei alte
persoane pentru examen. Acest cod poate fi generat random.
Pe viitor mi -am propus ca aplicația să poată fi folosită pe smartphone, pentru ca studenții
sau profesorul să poată utiliza aplicația f ară a depinde de un calculator personal.

67
5.3 Concluzii:
Concluziile finale prezintă o evaluare a rezulatatelor teoretice și practice obținute, dar și
beneficiile aduse de aplicația pentru evaluarea și verificarea cunoștințelor despre patologiile
cardi ace. În proiectul de diplomă am tratat principalele aspecte ale semnalului cardiac și folosirea
lui în mediul de învățare.
În Capitolul 1 am prezentat o introducere în domeniul și motivația temei, dar și scopul și
principalelel e obiective ale lucrării.
În Capitolul 2 am facut o scurtă prezentare a domeniul cu aspectele de interes în analiza
ativității inimii și anume noțiuni despre structura inimii, circulația sângelui în corpul uman,
generarea semnalui cardiac, electrocardiografia cu electrocardiogramel e patologice, monitorizarea
automată a ritmului prin algoritmi si rețele neuronale, procesarea și folosirea în scopuri educative.
În Capitolul 3 am prezentat structura proiectului pentru verificarea și evaluarea noțiunilor
și abilităților de diagnosticare a patologiilor cardiace.
În C apitolul 4 am descris modul de implementare al proiectului cu detalii despre
rezolvarea cerințelor propuse pentru aplicație.

68
Bibliografie și referințe:

Bibliografie
[B.1] David R.Ferry – “ ECG în 10 zile” Editura ALL (2013)
[B.2] Dale Dublin, MD – “ Rapid Interpretation of EKG’s 6th Edition (2000 )”
[B.3] Ioan Manițiu – “ Bolile aparatului cardiovascular : O abordare practică vol.I ” Editura
Universității “Lucian Blaga” Sibiu (2003)
[B.4] Ioan Manițiu, Liana Gabriela Bera – “ Sistemul informatic în cardiologie” Editura
Universității “Lucian Blaga” Sibiu (2004)
[B.5] Malcolm S.Thaler – “ The only ECK book you’ll ever need 5th Edition (2007)”
[B.6] Victor Botnaru – “ Bolile cardiovascu lare: A specte de diagnostic ” Editura Chișinău (1997)
[B.7] Victor Botnaru – “ Boli cardiovasculare” Editura Chișinău (2004)

Webografie
[W.1] “ Să vorbim despre sănătate – Mira Tănase”
http://www.timpul.md/articol/sa -vorbim -despre -sanatate -25138.html
[W.2] https://en.wikipedia.org/wiki/Card iovascular_disease
[W.3] http://www.scientia.ro/37 -biologie/cum -functioneaza -corpul -omenesc/3333 -inima -umana –
structu ra-functionare -rol.html
[W.4] https://en.wikipedia.org/wiki/Heart
[W.5] https://ro.wikipedia.org/wiki/Boli_cardiovasculare
[W.6] http://www.umfcv.ro/files/e/k/EKG1.pdf
[W.7] http://www.scientia.ro/37 -biologie/cum -functioneaza -corpul -omenesc/3333 -inima -umana –
structura -functionare -rol.html
[W.8] “ The principles of Software QRS Detection – Carsten Henning and Reinhold
Orglmeister ”
https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5030/labs/s2013/QRS_detect_review.pdf
[W.9] http://www.freepatentsonline.com/article/Wireless -Sensor -Network -WSN/213529668.html
[W.10] “ Real -Time Automatic ECG Diagnosis Method Dedicated to Pervasive Cardiac Care –
Haying ZHOU, Kun -Mean HOU, Decheng ZUO”
http://file.scirp.org/pdf/WSN20090400005_59480349.pdf

69
[W.11] “IEEE Transactions on biomedical engineering – Vol.52, No.10, Octomber 2005”
https://www.pdx.edu/biomedical -signal -processing -lab/sites/www.pdx.edu.biomedical –
signal -processing -lab/files/BeatDetection.pdf
[W.12] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214552415000024
[W.13] “Journal of Arrhythmia”
http://www.journalofarrhythmia.com/article/S1880 -4276(13)00132 -4/fulltext#s0010
[W.14] “Core curriculum for the heart rhythm specialist”
https://www.escardio.org/static_file/Escardio/Subsp ecialty/EHRA/publications/heart –
rhythm -core-curriculum -full-version.pdf
[W.15] http://www.ecgacademy.com/how.html
[W.16] http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0967 -3334/27/7/004/meta
[W.17] https://en.wikibooks.org/wiki/C_Sharp_Programming
[W.18] https://en.wikipedia.org/wiki/Electrocardiography
[W.19] “A digital filter for the QRS complex detection” IEEE Trans.Biomed.Eng, vol.I.26
(1979) – M.Okada
http://ieeexplore.ieee.org/docum ent/4122978/
[W.20] “Use of neural networks for electrocardiogram (ECG) feature extraction,recognition and
classification” Neural Netw.World, Vol.3, no.4 (1992) – M.G. Strintzis, G. Stalidis, X.
Magnisalis, and N. Maglaveras
http://www.iosrjournals.org/iosr -jvlsi/papers/vol4 -issue6/Version -1/M04618490.pdf
[W.21] http://qr sdiagnostic.com/blood -pressure/opti

Referințe imagini

[W.22] http://www.romedic.ro/arata_img.php?img=anatomie_96_57.jpg&w=1000&h=2000& cal
e=/uploadart/anatomie
[W.23] http://www.cardioportal.ro/files/pdf/ghiduri/GR -MonitRitmDefibrCardiovAlg.pdf
[W.24] http://qrsdiagnostic.com/sites/default/files/holter_wLeads02_154_169_0.png
[W.25] http://www.cardioclinic.ro/wp -content/uploads/2016/04/ECG_interval.gif