Širdies ritmo dažnio variabilumo tyrimas

Į tyrimą įtrauktiems asmenims pirmąją ir trečiąją ūminio miokardo infarkto parą buvo atlikta nepertraukiama 24 val. vienos derivacijos EKG stebėsena bei lygiagreti neinvazinė hemodinamikos stebėsena, taikant impedanso kardiografiją. Minėtų signalų registravimui naudota nekomercinė sistema „HeartLab“ (atitikties sertifikato Nr. LS.08.02.1957, išdavimo data 2004-02-12) [28]. Tuo pat metu ligoniai buvo stebimi ir įprastine Kardio-logijos intensyvios terapijos skyriaus ligonių gyvybinių funkcijų stebėsenos sistema (Datex Engstrom, S-ARR97, programinės įrangos versija 1.0). Visos stebėsenos metu pacientai buvo gulimoje padėtyje.

„HeartLab“ sistema užregistruoti, kiekvieno paciento pirmosios ir trečiosios ŪMI susirgimo paros 24 val. vienos derivacijos EKG biosignalai buvo perrašomi į išorines laikmenas tolimesniam analizavimui bei saugo-jimui. Po kiekvienos paros peržiūrėti Datex Engstrom stebėsenos sistemoje sukaupti įrašai ir vertinti ligonių tos paros širdies ritmo ir/ar laidumo sutrikimai. „HeartLab“ sistema užregistruoti EKG įrašai nebuvo naudojami ŠRV analizei, jeigu Datex Engstrom sistemos įrašuose buvo >10 proc. (t.y. >2,5 val. per 24 val. laikotarpį) nesinusinio ritmo ir/arba sutrikusio širdies laidumo (II° arba III° atrioventrikulinės blokados arba sinusinio mazgo silpnumo) epizodų.

Naudojant originalią programinę įrangą RSkai.exe, buvo atliekamas pirminis „HeartLab“ sistema užregistruotų EKG signalų apdorojimas, kurio metu automatiškai atpažįstami visi R (N) dantelių laiko momentai (NN intarvalai). Lyginant EKG biosignalo bendrą lygį su tam tikru adaptyviu slenksčiu, buvo surandama R dantelio aplinka, o tuomet ieškoma R dantelio viršūnės. Kiekvieno R dantelio viršūnės laiko momentas 1 ms tikslumu buvo įrašomas į naujai suformuojamą .rra bylą.

RRA tipo bylose sukauptų NN intervalų kitimų peržiūrai ir vertinimui naudota originali programinė įranga RSel_Rra_Reo_i.exe [6]. Šios progra-mos darbinio lango vaizdas pateiktas 4.2 pav.

4.2 pav. NN intervalų kitimo peržiūros ir analizės langas

Tolimesni ŠRV skaičiavimai nebuvo atliekami, jeigu <50 proc. įrašo buvo tinkama analizei dėl gausių artefaktų. Kokybiško ir nekokybiško įrašų pavyzdžiai pateikiami 4.3 pav.

A

B 4.3 pav. Kokybiškas (A) ir nekokybiškas (B) elektrokardiogramos įrašai

NN intervalų kitimo peržiūros lange

ŠRV spektrinės analizės langas: galios spektrinio tankumo priklausomybė nuo dažnio

NN intervalų kitimas laike

NN intervalų gaubtinės signalo vilnelių dekompozicija

Galios spektro skaičiavimams naudotas atsparumą trukdžiams didinantis Kaizerio langas. RSel_Rra_Reo_i.exe programoje buvo atliekama NN inter-valo gaubtinės vilnelių dekompozicija, išskiriamos atskiros signalo dažninės komponentės ir įvertinama jų energija.

Naudojant žemiau aprašytus statistinius ir geometrinius metodus buvo apskaičiuojamos įprastinės ŠRV laiko ir dažnio charakteristikos:

Laiko charakteristikų žymenys:

I. Statistiniai metodai:

 SDNN (ms) – visų NN intervalų vidutinis kvadratinis nuokrypis; - apskaičiuojamas viso EKG įrašo NN intervalų vidutinis

kvadra-tinis nuokrypis.

 SDANN (ms) – 24 val. įrašo 5 min. trukmės segmentų NN interva-lų vidurkių vidutinis kvadratinis nuokrypis;

- visas EKG įrašas suskaidomas į 5 min. trukmės segmentus; - apskaičiuojamas kiekvieno 5 min. segmento NN intervalų

vi-durkis;

- apskaičiuojamas visų gautų vidurkių vidutinis kvadratinis nuo-krypis.

 RMSSD (ms) – kvadratinė šaknis iš gretimų NN intervalų skirtumų kvadratų vidurkio;

- apskaičiuojami viso įrašo gretimų NN intervalų skirtumai; - kiekvienas gautas skirtumas pakeliamas kvadratu;

- apskaičiuojamas visų gautų kvadratų vidurkis; - ištraukiama kvadratinė šaknis iš gauto vidurkio.

 SDNN indeksas (ms) – 24 val. EKG įrašo 5 min. trukmės segmentų NN intervalų vidutinių kvadratinių nuokrypių vidurkis;

- visas įrašas suskaidomas į 5 min. trukmės segmentus;

- apskaičiuojamas kiekvieno 5 min. segmento NN intervalų vidutinis kvadratinis nuokrypis;

- apskaičiuojamas visų gautų vidutinių kvadratinių nuokrypių vidurkis.

 SDSD (ms) – gretimų NN intervalų skirtumų vidutinis kvadratinis nuokrypis;

- apskaičiuojami viso įrašo gretimų NN intervalų skirtumai; - apskaičiuojamas visų gautų skirtumų vidutinis kvadratinis

nuokrypis.

 NN50 – vienas po kito einančių NN intervalų, besiskiriančių >50 ms, skaičius;

- apskaičiuojami viso įrašo gretimų NN intervalų skirtumai; - suskaičiuojama kiek skirtumų yra >50 ms.

 pNN50 (proc.) – NN50 ir visų NN intervalų skaičiaus santykis; - apskaičiuojami viso įrašo gretimų NN intervalų skirtumai; - suskaičiuojama kiek skirtumų yra >50 ms;

- suskaičiuojamas NN intervalų skaičius visame EKG įraše; - NN intervalų, besiskiriančių >50 ms, skaičius, padalinamas iš

bendro NN intervalų skaičiaus. II. Geometriniai metodai:

 ŠRV trianguliarinis indeksas – bendras visų NN intervalų skaičiaus ir NN intervalų, išmatuotų diskretinėje skalėje, kurios padalos dydis 1/128 s, histogramos aukščio santykis;

- sudaroma visų NN inervalų tankio pasiskirstymo histograma (abscisių ašyje atidedami NN intervalų ilgiai, o ordinačių ašyje – vienodo ilgio NN intervalų skaičiai);

- nustatomas dažniausiai pasitaikantis NN intervalų ilgis X (Y=D(X) – NN inervalų tankio pasiskirstymo histogramos aukš-čiausias taškas, t. y. X ilgio NN intervalų skaičius);

- tankio pasiskirstymo histogramos ploto integralas padalinamas iš Y – taip gaunamas ŠRV trianguliarinis indeksas;

- jei tankio pasiskirstymo histograma sudaryta abscisių ašyje nau-dojant diskretinę skalę, ŠRV indeksas apskaičiuojamas pagal for-mulę: ŠRV indeksas = (bendras visų NN intervalų skaičius)/Y.  TINN (ms) – visų NN intervalų histogramos aukščio minimalaus

kvadratinio skirtumo trianguliarinės interpoliacijos bazinis plotis; - sudaroma visų NN inervalų tankio pasiskirstymo histograma

(abscisių ašyje atidedami NN intervalų ilgiai, o ordinačių ašyje – vienodo ilgio NN intervalų skaičiai);

- abscisių ašyje surandami taškai N ir M ir sudaroma multilinijinė funkcija q taip, kad q(t) = 0, jei t≤N ir t≥M, ir q(X)=Y;

- TINN apskaičiuojamas pagal formulę: TINN = M – N.

Dažnio charakteristikų žymenys:

Spektrinei analizei buvo naudojami 5 min. trukmės kokybiški EKG įrašų segmentai (be artefaktų ir širdies ritmo ar laidumo sutrikimų). Trumpalaikiai įrašų segmentai, o ne visi 24 val. įrašai buvo pasirinkti todėl, kad pagrindi-niai fiziologipagrindi-niai mechanizmai, sąlygojantys širdies susitraukimų dažnį, įrašo metu turėtų nesikeisti, o visos paros bėgyje tokių pastovių sąlygų praktiškai neįmanoma išlaikyti. Todėl analizuojant ilgalaikius įrašus iškiltų gautų duomenų interpretacijos problema.

Galios spektrinio tankumo apskaičiavimui buvo naudojami neparametri-niai metodai (greitosios Fourier transformacijos algoritmas).

Skaičiuojant 5 min. segmento NN intervalų galios spektrą, NN intervalų gaubtinės atskaitymai turėtų būti tolygiai išdėstyti laike. NN intervalų

gaubtinės skaičiavimas buvo atliekamas aproksimuojant artimiausių keturių NN intervalų reikšmes trečios eilės polinomu. Gaubtinės skaičiavimo tikslumą laike – diskretizavimo dažnį (t) – buvo galima užduoti pasirinktinai (dažniausiai taikytas 300 ms).

Atliekant spektrinę ŠRV analizę, bendroji galia bei atskiros jos kompo-nentės (LŽD, ŽD ir AD) buvo apskaičiuojamos integruojant galios spektrinį tankumą (ms2

×10³/Hz) nustatytose dažnio ribose. Integruojant naudotas apibrėžtinio integralo stačiakampių metodas:

𝐺𝑎𝑙𝑖𝑎 ≈ ∑ 𝑃𝑆𝐷𝑖−1∆𝜈𝑖 = ^𝜈𝑚𝑎𝑥−𝜈_𝑚𝑖𝑛 𝑛 𝑛

𝑖=1 (𝑃𝑆𝐷1+ 𝑃𝑆𝐷2+. . . +𝑃𝑆𝐷𝑛−1),

kur n – dažnio spektro intervalų skaičius;

i – dažnio intervalų taškai, kuriuose apskaičiuojamos galios spektrinio tankumo vertės (i = 1, 2, … , n-1);

PSD – galios spektrinis tankumas tam tikruose dažnio intervaluose (taš-kuose i);

𝜈𝑖^– dažnio vertė taške i;

𝜈_𝑚𝑎𝑥 – maksimali dažnio vertė (taške i = 1); 𝜈_𝑚𝑖𝑛 – minimali dažnio vertė (taške i = n-1);

ŽD ir AD galia buvo matuojama ne tik absoliučiais dydžiais (ms2

), bet ir normalizuotais vienetais (n.v.).

- 5 min. bendra galia (BG) (ms2

) – įrašo 5 min. segmento NN intervalų dispersija ≤0,4 Hz dažnyje;

- LŽD (ms2

) – galia labai žemo dažnio (≤0,04 Hz) ribose; - ŽD (ms2

) – galia žemo dažnio (0,04–0,15 Hz) ribose;

- ŽDnv (n.v.) – žemo dažnio galia, išreikšta normalizuotais vienetais pagal formulę: ŽD/(BG – LŽD)×100;

- AD (ms²) – galia aukšto dažnio (0,15–0,4 Hz) ribose;

- ADnv (n.v.) – aukšto dažnio galia, išreikšta normalizuotais vienetais pagal formulę: AD/(BG – LŽD)×100;

- ŽD/AD – žemo dažnio ir aukšto dažnio galių santykis.

Dažnio charakteristikų žymenų analizė rodo širdies dažnio signalo, išskaidyto į skirtingus dažnius ir amplitudes, periodinius svyravimus bei suteikia informacijos apie jų santykinį intensyvumą sinusiniame širdies rit-me. Manoma, kad aukšto dažnio komponentės rodo parasimpatinę širdies ir kraujagyslių sistemos reguliaciją, o žemo dažnio komponentės veikiamos tiek simpatinės, tiek parasimpatinės grandžių, taip pat ir barorefleksų. Labai žemo dažnio komponentėms įtakos turi daugelis veiksnių, tarp jų ir renino – angiotenzino sistema bei termoreguliacija [44].

4.2.3. Neinvazinis hemodinamikos tyrimas (impedanso kardiografija)