Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

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


Для цитирования:

Никулина М. В., Антонец В. А. Опыт оценки вариабельности сердечного ритма по сглаженным кардиоинтервалограммам // Известия вузов. ПНД. 2022. Т. 30, вып. 2. С. 176-188. DOI: 10.18500/0869-6632-2022-30-2-176-188

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 152)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
612.176:4, 004.932

Опыт оценки вариабельности сердечного ритма по сглаженным кардиоинтервалограммам

Авторы: 
Никулина Марина Валентиновна, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (ННГУ)
Антонец Владимир Александрович, Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН)
Аннотация: 

Цель настоящего исследования — показать возможность использования метода сглаживания кардиоинтервалограмм, представляющего собой сугубо временной анализ кардиоинтервалограмм, для разделения и отображения влияния различных механизмов регулирования физиологических систем человека на его сердечный ритм; предложить методические принципы определения частотно-временных характеристик вариабельности сердечного ритма по сглаженной кардиоинтервалограмме и псевдофазовым портретам; обнаружить на сглаженных кардиоинтервалограммах паттерны, соответствующие маркерам стресса. Предполагается, что в динамике регулирования физиологических систем имеет место иерархия времен, наследуемая динамикой вариаций сердечного ритма. Методы. В данной работе применен метод сглаживания путем вычисления скользящего среднего с последующей декомпозицией кардиоинтервалограммы на медленную и быструю составляющие. Результаты декомпозиции визуализируются линейными графиками и псевдофазовыми портретами. Настройки визуализации позволяют вычленять уникальные переходные процессы и определять их временные параметры. Метод применен к данным, полученным при разных функциональных состояниях испытуемого и различающимся по уровню адаптационных рисков, наличию или отсутствию стресса. Для анализа выбраны эпизоды стресса, детектированные с помощью информационно-телекоммуникационной технологии событийно-связанной телеметрии сердца (ИТТ ССТС). Результаты. Для числового ряда RR-интервалов получено четкое разделение на быстрые и медленные компоненты. Сформулирован и апробирован алгоритм определения частотного наполнения вариабельности сердечного ритма. Предложен способ визуализации, удобный для сопоставления данных, получаемых для разных пациентов. Найден паттерн псевдофазового портрета, соответствующий моменту наступления стресса. Предложенный метод уменьшил дискретность определения момента начала стресса с 10 секунд до единичных ударов сердца. Заключение. Продемонстрировано соответствие результатов верифицированному методу ИТТ ССТС и концепции адаптационного риска Баевского–Черниковой. Это подтверждает возможность использования метода временного сглаживания кардиоинтервалограмм для анализа вариабельности сердечного ритма.

Благодарности: 
Авторы благодарят Полевую С. А., зав. кафедрой психофизиологии Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского за возможность использования интернет-ресурса «StressMonitor».
Список источников: 
  1. Баевский Р. М., Иванов Г. Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001. № 3. С. 108–127.
  2. Баевский Р. М., Фунтова И. И., Берсенева А. П., Черникова А. Г., Лучицкая Е. С., Прилуцкий Д. А., Семенов Ю. Н., Танк Й., Слепченкова И. Н., Русанов В. Б., Берсенев Е.Ю., Иванов Г. Г. Методы и приборы космической кардиологии на борту Международной космической станции: монография. Москва: Техносфера, 2016. 368 c.
  3. 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 А. В., Федоров В. Ф., Флейшман А. Н., Медведев М. М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (Методические рекомендации, часть 1) // Вестник аритмологии. 2002. № 24. С. 65–87.
  4. Малик М., Биггер Дж. Т., Камм А. Дж., Кляйгер Р. Е., Маллиани А., Мосс А. Дж., Шварц П. Дж. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования // Вестник аритмологии. 1999. № 11. С. 52–77.
  5. Goldstein D. S., Kopin I. J. Homeostatic systems, biocybernetics, and autonomic neuroscience // Autonomic Neuroscience. 2017. Vol. 208. P. 15–28. DOI: 10.1016/j.autneu.2017.09.001.
  6. Полевая С. А., Еремин Е. В., Буланов Н. А., Бахчина А. В., Ковальчук А. В., Парин С. Б. Событийно-связанная телеметрия ритма сердца для персонифицированного дистанционного мониторинга когнитивных функций и стресса в условиях естественной деятельности // Современные технологии в медицине. 2019. Т. 11, № 1. С. 109–115. DOI: 10.17691/stm2019.11.1.13.
  7. Ellis R. J., Thayer J. F. Music and autonomic nervous system (dys)function // Music Perception. 2010. Vol. 27, no. 4. P. 317–326. DOI: 10.1525/mp.2010.27.4.317.
  8. Антонец В. А., Пермяков С. П., Никулина М. В. Применение сглаживания кардиоинтервалограмм для анализа вариабельности сердечного ритма // Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение в спорте и массовой физической культуре». 25-26 мая 2021, УдГУ, Ижевск. Ижевск: УдГУ, 2021. С. 67–74.
  9. Рябыкина Г. В., Соболев А. В. Анализ вариабельности ритма сердца // Кардиология. 1996. Т. 36, № 10. С. 87–97.
  10. Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин С. З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. Москва: Наука, 1984. 224 с.
  11. Шлюфман К. В., Фишман Б. Е., Фрисман Е. Я. Особенности динамических режимов одномерной модели Рикера // Известия вузов. ПНД. 2012. Т. 20, № 2. С. 12–28. DOI: 10.18500/0869-6632-2012-20-2-12-28.
  12. Баевский Р. М., Черникова А. Г. Проблема физиологической нормы: математическая модель функциональных состояний на основе анализа вариабельности сердечного ритма // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2002. Т. 36, № 6. С. 11–17.
  13. Баевский Р. М., Черникова А. Г. Способ оценки риска развития донозологических, преморбидных и патологических состояний в длительном космическом полете. Патент № 2448644 от 15.09.2010. Заявитель: Институт медико-биологических проблем Российской академии наук.
  14. Парин С. Б. Люди и животные в экстремальных ситуациях: нейрохимические механизмы, эволюционный аспект // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Психология. 2008. Т. 2, № 2. С. 118–135.
  15. Некрасова М. М., Полевая С. А., Парин С. Б., Шишалов И. С., Бахчина А. В. Способ определения стресса. Патент № 2531443 от 11.11.2013. Заявитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского».
  16. Григорьева К. А., Григорьева В. Н., Полевая С. А. Способ диагностики стресса у человека. Патент № 2624813 от 11.08.2016. Заявитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Поступила в редакцию: 
15.11.2021
Принята к публикации: 
07.02.2022
Опубликована: 
31.03.2022