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27/05/2014
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Qualità segnale ECG Test funzionaliTest funzionali
Exposanità – Bologna 21maggio 2014
Ing .M. Garagnani, Ing. L. Traldi, Ing. A. Gianfeliceg g , g , g
Servizio Ingegneria Clinica
Azienda USL di Modena - Azienda Osp. di Modena
AUSL: 7 Ospedali, 1400 PL, 23.000 Sistemi Medicali194.000.000 di valore rivalutato (166.000.000 acquisto)a domicilio 6.056 sistemi per un valore di 16.300.000AO: 1 Ospedale, 760 PL, 7.500 Sistemi Medicali110.000.000 di valore rivalutato (90.000.000 acquisto)
Ospedali di Carpi, Mirandola
Provincia Modena: 690.000 abitanti
AUSL: 6.500 dipendenti
AO: 2400 dipendenti
Ospedali di Modena (Baggiovara)
e Castelfranco)
Ospedali di Pavullo, Sassuolo e ,
Vignola
Azienda Ospedaliera Universitaria di Modena
ANNO 2013
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COSA RAPPRESENTANO OGGI LE TECNOLOGIE BIOMEDICHE (DM) ??
Sono un elemento ormai irrinunciabile nella cura della saluteSono la maggiore fonte di dati sullo stato di un pazienteEntrano direttamente nell’appropriatezza delle cure sanitarieD t i l lità d ll di iDeterminano la qualità della diagnosiDeterminano la qualità della terapiaIl loro stato determina e condiziona la sicurezza del pazienteIl loro stato determina e condiziona la sicurezza dei lavoratoriComplessità d’usoComplessità di gestioneEnorme patrimonio economicoInfluenzano i bilanciCosti indotti (materiale di consumo, …..)
Sono, non solo irrinunciabili, ma anche una opportunità peravviare processi di riorganizzazione e miglioramento delleprestazioni sanitarie: Telemedicina, ICT, E-sanità
TENDENZE TECNOLOGICHE
LE TECNOLOGIE BIOMEDICHE• Sono la maggiore fonte di dati
irrinunciabili sullo stato di un paziente• Sono coinvolte nel dibattito
sull’appropriatezza
LE TECNOLOGIE INFORMATICHE • Processori sempre più potenti e di dimensioni contenute• Reti informatiche di diverso tipo sempre più diffusepp p
• Qualità della diagnosi e terapia• Il loro stato condiziona la sicurezza del
paziente• Biosensori sempre più sofisticati• Miniaturuzzazione • Sempre più importanza del software
(firmware, sw so, sw applicativi, ..)
più diffuse• Riduzione dei costi• Approccio “friendly” ai sistemi informatici
E-SANITA’ (e-health), TELEMEDICINA,..DISPOSITIVI MEDICI
LE TELECOMUNICAZIONI
(Rete Larga Banda)
LE TELECOMUNICAZIONI
(Rete Larga Banda)
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ProgrammazionePianificazione del piano acquisti
LA GESTIONE INTEGRATA DELLE TECNOLOGIE
Acquisti Manutenzione
CollaudiVerifiche di sicurezzaverifiche di fuori uso
! DALLA PRODUZIONE ALLA PROGRAMMAZIONE !
2013ProgrammazionePianificazione del piano acquisti
LA GESTIONE INTEGRATA DELLE TECNOLOGIE - PoliISO 9002
Gare x1.5 milioni 3922 Int. Interni
2818 Int. Esterni4 945 mil (4 4%
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613 Collaudi2662 Verifiche di sicurezza587 verifiche di fuori uso
4.945 mil 5,0%)4.945 mil (4.4%-5,0%)
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LA GESTIONE INTEGRATA DELLE TECNOLOGIE - PoliISO 9002
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Elettrocardiografi AUSL In uso
248: per un valore di 1.286.000 euro e costo di acquisto 990.000 euro Costo medio unitario: 3900 IVA inclusaCosto medio unitario: 3900 IVA inclusaVita media dei 248: 11,2 anno
Anni medi di utilizzo (da 274 FU): 13,5 anni
Su 248 l’87% sono di: 104 ditta GE, 62 ditta REMCO,,35 ditta ESAOTE,17 ditta MORTARA
N. 2 Sistemi di memorizzazione tracciati in uso : GE (MUSE) e ESAOTE (ARCHIMED)
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Elettrocardiografi - Policlinico In uso
60: per un valore di 1.286.000 euro e costo di acquisto p q990.000 euro Costo medio unitario: 2818 IVA inclusa – rivalutato 3126Età media 6 anni
Anni medi di utilizzo(da 131 FU): 12,6 anni
Cardioline Elan 1100 (REMCO CARDIOLINE)In sostituzione con versione touch wireless
N. 1 Sistema di Archiviazione RECORD (Cardioline)
Elettrocardiografi - Policlinco
In uso
• Dati ecg paperless “Record”
• Totale ecg dall’attivazione al 19/05/2014 oggi 167.000 dell’attuale versione, non conteggiata l’attività dal 2005 al 2007, trascurabile nei numeri.
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Elettrocardiografi - Policlinco Anno
2008
Tracciati su server
04047
2009 05135
2010 11975
2011 34774
2012 39779
2013 47422
2014 23759
Defibrillatori con trasmissione ECG In uso
74: per un valore di 1.270.000 euro e costo di acquisto 1.005.000 euroeuro
Vita media: 10,5 anni
Su 74: 52 ditta PHYSIO, 22 ditta ZOLL
N. 2 Sistema di memorizzazione tracciati: PHYSIO (LIFENET) e ZOLL (MEDGATE)ZOLL (MEDGATE)
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Evoluzione ECGPassaggio da analogico a digitale
Miniatiurizzazione componentistica
Algoritmi di interpretazione
Inserimento dati e interfacce evolute
Connettività
Tecniche di connettività (cavo, infrarossi, Wireless , ..)( , , , )
Elaborazione post-processing con refertazione computerizzata
Standardizzazione segnale
Qualità segnale ECG
Intrinseca (caratteristiche Elettrocardiografo)CaviCavi Elettrodi Gel conduttivoDisturbi da sorgenti elettromagneticheDisturbi di rete Disturbi e condizione paziente (tremori, respiro, ..)
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STANDARD TECNICO (software) #1
Software di interfaccia lo standard ISO/IEEE 11073
15Fiorano 12 novembre 2011
IEEE 11073 Device Specializations
Software di interfaccia verso altri applicativi
STANDARD TECNICO (software) #2
16Fiorano 12 novembre 2011
Principle of the Rosetta Terminlogy Mapping[Source P Schluter, E Sloane, 2010]
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Tabelle Rosetta Terminology Mapping per segnale ecg
STANDARD TECNICO (software) #3
17Fiorano 12 novembre 2011
1. ISO/IEEE 11073-10101 Nomenclature
2. UCUM- Unified Code for Units of Measure
Integrazione e interoperabilità e colloquio tra applicativi software: lo standard IHEIHE: Integrating Healthcare Enviroment
STANDARD TECNICO (software) #4
18Fiorano 12 novembre 2011
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Qualità segnale ECG
Le condizioni di acquisizione e di post-elaborazione sono estremamente varieLa presentazione del segnale è funzioneLa presentazione del segnale è funzione delle caratteristiche e della configurazione
Esiste la possibilità di diagnosi errate ?
S t ti i t ti l i t t di ifiSono stati impostati alcuni test di verifica preliminare sugli ECG più diffusi
Segnale ECG
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Segnale ECG
Contenuto da 0.01 a 250 Hz
Specifiche ECG Elettrocardiografo GE Specifiche ECG Elettrocardiografo GE –– MAC 5000MAC 5000
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Modalità di acquisizione:Manuale real time impostazione filtri (passa-alto 0 01-0 02-0 16-real time, impostazione filtri (passa alto 0,01 0.02 0.160.32Hz nel menu di service, passa basso 20-40-100-150Hz da operatore), rappresentazione sequenziale dodici canali
Automatica Automatica memorizzazione 0 16 150Hz interpretazione filtrimemorizzazione 0.16-150Hz, interpretazione, filtri impostabili solo per passa basso, presentazione (report) impostabile
NB: lo 0.16 è di “default” ma non c’è evidenza nei manuali d’uso e di service
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Esempi di Tracciati acquisiti su pazienti in modalità manualemanuale
Paziente 1 (TI)
non filtrato VS filtrato
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Commenti
Tracciato filtrato (0.32-20Hz): ampiezze più basse, linea di base stabile, meno disturbi
Tracciato non filtrato (0.01-150): ampiezza piu alte, segnale piu articolato, linea di base con deriva, disturbi, tempo di stabilizzazione del segnale lungo
Parere cardiologo: riconosce differenze ma non apprezzabili per cambiare diagnosi (per questi pazienti)apprezzabili per cambiare diagnosi (per questi pazienti)
NB: non cambia con filtro 0.02, inizia a cambiare con 0.16 (linea di base senza deriva, stabilizzazione breve)
Esempio di TracciatoEsempio di Tracciato acquisito su paziente
in modalità automaticaautomatica
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Paziente 4 (TI)filtrato in modalità automatica
Commenti
Tracciato filtrato (100Hz): non è specificato filtro ( ) ppassa-alto, senza disturbi, linea di base stabile
Acquisisce a 0.16 Hz? o 0.01Hz ?Quale è il filtro passa-alto di acquisizione ?Quale è il filtro passa-alto di presentazione (report) ?
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Esempio di Tracciato pacquisito su paziente
tramite ECG e inviato a sistema refertazione i f ti t MUSEMUSEinformatizzata MUSEMUSE
Paziente 5Low Pass Filter @ 150Hz
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Paziente 5Low Pass Filter @ 20Hz
Commenti
POST PROCESSING mediante MUSE
Tracciato filtrato (20Hz): segnale più compresso
Tracciato filtrato (150Hz): ampiezza maggiori, segnale più articolato anche morfologicamente
Filtro passa-alto non si conosce (0.16HZ ?), comunque è sempre lo stessoè sempre lo stesso
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Esempi con parere cardiologo su tracciato con o senza filtro
Az.Osp.
Esempio 1
Esempio 2
Esempio 3 (*)
Esempi di Tracciati ECG simulati
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Specifiche ECG Specifiche ECG -- Simulatore ProSim Simulatore ProSim 88
Slivellamento ST +0.20mVHPF @ 0.01 Hz VS HPF @ 0.32 Hz
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Slivellamento ST -0.80mV
HPF @ 0.01 Hz VS HPF @ 0.32 Hz
Commenti
Simulato segnale con slivellamento ST
Tracciato filtrato (0.32Hz-150Hz): si nota instabilità linea di base
Tracciato non filtrato (0.01Hz-150Hz): identico al simulato
Per il cardiologo nessuna differenza diagnostica
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Effetti delLow Pass Filter (LFP):
Simulazione onda triangolare ampiezza 1mv a base variabile (20-200ms)
Effetti con filtro a 20Hz
Effetti con filtro a 150HZ
II Derivazione:Onda Triangolare 200200 msec @ 1mV - Onda Triangolare 2020 msec @ 1mV
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Effetti del Low Pass Filter(LFP) passa basso
Simulazione onda triangolare ampiezza 1mv a base variabile (20-200ms)base variabile (20-200ms)
Effetti con filtro a 20Hz-riduzione ampiezza (nel triangolo a 20ms più apprezzabile)-Distorsione onde veloci, la base si allarga nel triangolo a 20ms più apprezzabile
-Effetti con filtro a 150HZ (non c’è figura)- nessuna riduzione e nessuna distorsione onde veloci
Effetti de High Pass Filter (HFP) passa alto
– sulla linea di base
Simulazione onda impulsiva rettangolare ampiezza 1mv a base 60 ms
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Effetti dell’ High Pass Filter (HFP) passa alto
– sulla linea di base
Simulazione onda impulsiva rettangolare ampiezza 1mv a base 60 ms
Effetti con filtro a 0.01Hz-Riproduzione fedele
Effetti con filtro a 0.32Hz-Deriva delle linee di base
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Specifiche Elettrocardiografo CARDIOLINE DELTA 3Specifiche Elettrocardiografo CARDIOLINE DELTA 3
Esempio di come vengono indicati impropriamente i parametri di filtraggio
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Conclusioni #1 Ogni ECG è configurato in maniera differente Poca sensibilità da parte degli operatori sulle
differenze nelle modalità di acquisizione (banda, ..)
Il filtro passa alto influenza la stabilità della linea di base
Il filtro passo alto può influenzare lo slivellamento tratto ST (non apprezzato nelleslivellamento tratto ST (non apprezzato nelle prove con 0.32Hz)
Il filtro passa basso influenza la capacità di discriminare onde veloci in termini di ampiezza durata (QRS, pace, ..)
Conclusioni #2 Vi sono differenze
Prevalence and Clinical Implications of Improper Filter Settingsin Routine ElectrocardiographyPaul Kligfield, MD, and Peter M. Okin, MDEffect of ECG filter etting on J-wavesMikik N k MD PhDMikiko Nakagawa, MD PhD, ….High-Bandpass Filters in Electrocardiography: Source of Error inthe Interpretation of the ST SegmentF. Buendıa-Fuentes, …L’ECG nella sindrome di BrugadaEligio Piccolo
N ità di i t ti lNecessità di sistematizzare le prove
Quale impatti sulla pratica clinica ?
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Attività di approfondimento Ancora in verifica di fattibilità è l’applicazione di
filtri in post processing e la refertazione automatica prima e dopo l’applicazione dei filtri.
Non è fra le funzioni possibili direttamente dall’applicativo.
260.000 tracciati refertatiEseguire su di una copia anonima degli stessi un
analisi automaticaApplicare una serie di filtri in sequenzaApplicare una serie di filtri in sequenzaEseguire di nuovo analisi automatica e verificare
quando questa cambiaAnalogamente dopo l’applicazione di filtri fare
un’analisi di morfologie particolari.