ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Cite this article as:

Bezruchko B. P., Gridnev V. I., Karavaev A. S., Kiselev A. R., Ponomarenko V. I., Prokhorov M. D., Ruban E. I. Technique of investigation of synchronization between oscillatory processes with the frequency of 0.1 hz in the human cardiovascular system. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2009, vol. 17, iss. 6, pp. 44-56. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2009-17-6-44-56

Language: 
Russian

Technique of investigation of synchronization between oscillatory processes with the frequency of 0.1 hz in the human cardiovascular system

Autors: 
Bezruchko Boris Petrovich, Saratov State University
Gridnev Vladimir Ivanovich, Saratov research Institute of Cardiology
Karavaev Anatolij Sergeevich, Saratov State University
Kiselev Anton Robertovich, Saratov research Institute of Cardiology
Ponomarenko Vladimir Ivanovich, Saratov Branch of Kotel`nikov Institute of Radiophysics and Electronics of Russian Academy of Sciences
Prokhorov Mihail Dmitrievich, Saratov Branch of Kotel`nikov Institute of Radiophysics and Electronics of Russian Academy of Sciences
Ruban Ekaterina Igorevna, Saratov State University
Abstract: 

Synchronization between the processes of vegetative regulation of the heart rate and blood pressure in the vessels of microcirculatory channel having in humans a fundamental frequency of about 0.1 Hz is studied. A method for quantitative estimation of the degree of synchronization between these processes is proposed. The method is based on the calculation of a summary percent of phase synchronization of oscillations. A statistical significance of the calculated coefficient of synchronization is analyzed.

Key words: 
DOI: 
10.18500/0869-6632-2009-17-6-44-56
References: 

1. Malpas S. Neural influences on cardiovascular variability: Possibilities and pitfalls // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2002. Vol. 282. P. 6. 2. Cohen M.A., Taylor J.A. Short-term cardiovascular oscillations in man: Measuring and modeling the physiologies // J. Physiol. (London). 2002. Vol. 542. P. 669. 3. Schafer C., Rosenblum M.G., Kurths J., Abel H.-H.  ? Heartbeat synchronized with ventilation // Nature. 1998. Vol. 392. P. 239. 4. Schafer C., Rosenblum M.G., Abel H.-H., Kurths J.  ? Synchronization in the human cardiorespiratory system // Phys. Rev. E. 1999. Vol. 60. P. 857. 5. Braci? c-Lotri ? c M., Stefanovska A. ? Synchronization and modulation in the human cardiorespiratory system // Physica A. 2000. Vol. 283. P. 451. 6. Janson N.B., Balanov A.G., Anishchenko V.S., McClintock P.V.E. Phase synchronization between several interacting processes from univariate data // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86. P. 1749. 7. Rzeczinski S., Janson N.B., Balanov A.G., McClintock P.V.E. Regions of cardio-respiratory synchronization in humans under paced respiration // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 66. 051909. 8. Bartsch R., Kantelhardt J.W., Penzel T., Havlin S. Experimental evidence for phase synchronization transitions in the human cardiorespiratory system // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 98. 054102. 9. Janson N.B., Balanov A.G., Anishchenko V.S., McClintock P.V.E. Phase relationships between two or more interacting processes from one-dimensional time series. II. Application to heart-rate-variability data // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 65. 036212. 10. Prokhorov M.D., Ponomarenko V.I., Gridnev V.I., Bodrov M.B., Bespyatov A.B. Synchronization between main rhythmic processes in the human cardiovascular system // Phys. Rev. E. 2003. Vol. 68. 041913. 11. Прохоров М.Д., Бодров М.Б., Пономаренко В.И., Гриднев В.И., Беспятов А.Б. Исследование синхронизации между ритмами сердечно-сосудистой системы человека по последовательности R-R интервалов // Биофизика. 2005. Т. 50. С. 914. 12. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов Ю.Н., Федоров В.Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2001. Т. 24. С.1. 13. De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J. On the spectral analysis of blood pressure variability // Am. J. Physiol. 1986. Vol. 251. P. 685. 14. Киселев А.Р., Беспятов А.Б., Посненкова О.М., Гриднев В.И., Пономаренко В.И., Прохоров М.Д., Довгалевский П.Я. Внутренняя синхронизация основных 0.1 Гц-частотных ритмов в системе вегетативного управления сердечно-сосудистой системой // Физиология человека. 2007. Т. 33, No 2. С. 69. 15. Киселев А.Р., Гриднев В.И., Посненкова О.М., Беспятов А.Б., Довгалевский П.Я., Пономаренко В.И., Прохоров М.Д., Котельникова Е.В. Оценка на основе определения синхронизации низкочастотных ритмов динамики вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы при применении метопролола у больных ИБС, перенесших инфаркт миокарда // Терапевтический архив. 2007. Т. 79, No 4. С. 23. 16. Pikovsky A., Rosenblum M., Kurths J. Synchronization: A universal concept in nonlinear sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 17. Pikovsky A.S., Rosenblum M.G., Osipov G.V., Kurths J. Phase synchronization of chaotic oscillators by external driving // Physica D. 1997. Vol. 104. P. 219. 18. Gabor D. Theory of communication // J. IEE (London). 1946. Vol. 93. P. 429. 19. Смирнов Д.А., Сидак Е.В., Безручко Б.П. Статистические свойства оценки коэффициента фазовой синхронизации // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2008. Т. 16, No 2. С. 109. 20. Schreiber T., Schmitz A. Surrogate time series // Physica D. 2000. Vol. 142. P. 346. 21. Seidel H., Herzel H.-P. Analyzing entrainment of heartbeat and respiration with surrogates // IEEE Eng. Med. Biol. 1998. Vol. 17, No 6. P. 54.

Short text (in English):
(downloads: 10)
Full text:
(downloads: 38)