информационный портал по вопросам биомедицинской инженерии

Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Вход в систему

аватар: Исаков Р.В.
Батоцыренова Т.Е., Исаков Р.В., Сушкова Л.Т.
Владимирский государственный университет
 
Введение. В последние годы в связи с бурным ростом компьютерных технологий отмечается новый подъем интереса к использованию и развитию методов анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР). Появление большого количества устройств, обеспечивающих автоматическое измерение и анализ ВСР, сделали его применение достаточно простым и популярным. Чтобы обеспечить возможность сравнения и интерпретации результатов анализа ВСР была создана Рабочая группа Европейского кардиологического Общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии, которая в 1996 году опубликовала Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования вариабельности сердечного ритма [1].
Известно, что анализ ВСР начал активно развиваться в СССР, в начале 60- годов в космической медицине (Баевский Р.М., Газенко О.Г., 1963). В 1966 году в Москве состоялся первый в мире симпозиум по ВСР. Первые монографии по ВСР также были изданы в СССР. Неоднократно издавались в нашей стране Методические рекомендации по анализу и интерпретации показателей ВСР (1985, 1989, 2000). В Западной Европе и США число исследований ВСР резко возросло несколько позже, в последние десятилетия.
Различают временные, частотные и нелинейные методы анализа ВСР [1, 2]. Наиболее просты в использовании и популярны методы оценки во временной области – статистические, геометрические. Статистические временные показатели можно разделить на две группы: 1) полученные при обработке прямых измерений NN(normal- normal) интервалов; 2) вычисленные на основе разницы между NN интервалами. Считается некорректным сравнение временных величин, особенно характеризующих общую вариабельность, вычисленных на основе записей различной длительности. В связи с этим Стандарты рекомендуют для анализа ВСР записи ЭКГ длительностью 5 мин (короткие) и 24-часовые (длинные). При работе с короткими записями методы частотного анализа предпочтительнее [1]. У нас в стране активно используются также автокорреляционный анализ и корреляционная ритмография [2].
Несомненно, что многообразные влияния на работу сердца, включая нейрогуморальные механизмы высших вегетативных центров, обусловливают нелинейный характер изменений сердечного ритма. Предполагалось, что анализ ВСР, базирующийся на методах нелинейной динамики, может предоставить важную информацию для физиологической интерпретации вариабельности и оценки риска внезапной смерти. Для описания нелинейных свойств вариабельности и представления результатов разными исследователями применялись сечение Пуанкаре, кластерный спектральный анализ, графики аттрактора, сингулярное разложение, экспонента Ляпунова, энтропия Холмогорова и др. [1, 2]. Пока не удалось получить крупных достижений по их использованию при обработке биологических и медицинских данных, в том числе при анализе ВСР. Нелинейные методы считаются потенциально многообещающими средствами оценки ВСР, однако недостаточно стандартов, возможности использования этих методов в физиологических и клинических исследованиях ограничены и в настоящее время они представляют лишь исследовательский интерес.
Таким образом, необходимо отметить небольшой срок использования нелинейных методов в медицинской практике и противоречивость результатов клинического применения.
Графический анализ ВСР в виде построения фазовых портретов в фазовой плоскости или фазовом пространстве используется сравнительно недавно (В.С. Анищенко и соавт., 1998, 1999; А.П. Гаврилушкин, 1999; Г. Варонецкас и соавт.).
 
Цельданной работы - анализ ВСР у спортсменов до и после физической нагрузки в условиях соревнований и тренировочных занятий методом построения фазовых портретов.
Методика исследований. Согласно законам нелинейной динамики изучаемый процесс необходимо рассматривать на фазовой плоскости. Применительно к ВСР, кроме определения числового параметра интервала RR, рассчитывается первое производное его функции – скорость изменения RR интервалов. Поэтому нелинейная динамика сердечного ритма определяется путем построения ломаной линии (хаосграммы) в системе координат, где по оси абсцисс отмечается длительность RR интервалов (в мс), а по оси ординат – прирост данного интервала (в мс) [3].
Были обследованы 48 спортсменов, занимающихся боксом, мини-футболом, волейболом и скалолазанием. Запись ЭКГ осуществляли в положении сидя, до и после физической нагрузки. Использовались короткие, пятиминутные записи. Для анализа временных и частотных характеристик ВСР и записи ЭКГ применялся АПК «Варикард», программное обеспечение «Иским 6» [4].
Для анализа ЭКГ информации используется построение фазовых портретов (ФП) по совокупности RR-интервалов. Для этого применяется специальная методика построения фазового портрета в трёхмерном пространстве [ ]. При этом используется исходный сигнал RR-интервалограммы, его первая производная и задержка на 1 интервал. Таким образом, учитываются различные виды скорости изменения длительностей RR-интервалов. При двухмерной реализации фазового портрета по горизонтальной оси откладывались значения RR-интервалограммы, а по вертикальной – значения первой производной или задержанный сигнал RR-интервалограммы.
Для количественного описания фазовых портретов применяется геометрический подход, использующий как известные из аналитической геометрии зависимости, так и исследования топологии фазового портрета, построенного в данных плоскостях. В частности общее для всех направление плоской фигуры фазового портрета в трехмерной плоскости.
Используя данные зависимости, находятся особые точки фазового портрета, по которым вычисляются длины полуосей описывающего его эллипса. При этом вычисляются площадь эллипса рассеяния данных S (эллипс, описывающий фигуру на фазовом портрете, который характеризует масштаб фигуры) и коэффициент эксцентриситета данного эллипса k (характеризующий сжатие фазового портрета).
Результаты исследований. Многообразие методов анализа нелинейных процессов в физиологии и медицине показано в работах А. Goldbergeretal. (2001), В.С. Анищенко и соавт. (1999, 2000) и др. Свободный доступ к методическим инструментам имеется в Интернете. Однако многообразие методов не может быть связано с их механическим использованием.
Введение дополнительных нелинейных показателей ВСР для оценки физиологических и клинических особенностей функционирования организма не только не “отменяют” предыдущие способы анализа (визуальный анализ ЭКГ, кардиотахограмм, временные, спектральные и энергетические показатели ВСР), но и предполагают их обязательное совместное использование. При сравнении различных методов изучения ВСР, найдено, что каждый из них может отражать отдельные признаки, которые не дублируются другими способами анализа (В.С. Анищенко и соавт., 2000).
Известно, что в норме фазовые портреты имеют хаотическую структуру (Медведев А.П. и др., 1999; А.Н. Флейшман, 2001 и др.).
Полученные результаты показали, что в ответ на физическую нагрузку отмечается переход хаотического типа ФП на циклический и этот процесс сочетается с увеличением мощности дыхательных волн в 3 раз по сравнению с исходным. В то же время мощность и амплитуда медленных волн
Таким образом, как показатели спектрального анализа, так и показатели нелинейной динамики демонстрируют
более подробный анализ ФП, связанный с их поворотами в трехмерном пространстве
Проведенный корреляционный анализ выявил тесную положительную связь между S и такими временными показателями ВСР, как RMSSD(r = 0,922), pNN50, SDNN, CV, DISP, TP. То есть, чем больше площадь рассеяния данных S, тем большее влияние на ритм сердца оказывает парасимпатический отдел вегетативной нервной системы.
Между коэффициентом эксцентриситета kи индексом централизации (IC) выявлена отрицательная корреляционная связь (r = -0,675). Таким образом, рост симпатической активации характеризуется уменьшением как S ФП, так и k, стремлением его к 0.
Литература:
1.Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. М. 2000.
2.Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. - СПб. АОЗТ Институт кардиологической техники. 2000. - 64 с.
3.Медведев А.П. и др. Анализ вариабельности ритма сердца у спортсменов: Учебное пособие. – Н. Новгород: Изд-во НГМА. 1999. – 52 с.
4.Семенов Ю.Н., Баевский Р.М. Аппаратно-программный комплекс «Варикард» для оценки функционального состояния организма по результатам математического анализа вариабельности сердечного ритма. Вариабельность сердечного ритма. Ижевск.1996. с. 160-162.
 

Комментарии

Отправить комментарий

Содержание этого поля является приватным и не предназначено к показу.
  • Доступны HTML теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img> <table> <td> <tr> <hr> <div> <span> <h1> <h2> <h3> <h4> <h5> <h6> <p> <pre> <adress> <center>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Подробнее о форматировании

11 + 5 =
Решите эту простую математическую задачу и введите результат. Например, для 1+3, введите 4.

Комментарии