ВЗАИМОСВЯЗЬ ЛИНЕЙНЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕРДЕЧНОГО РИТМА
Материалы и методы. Всего было записано 218 кардиоинтервалограмм у лиц в возрасте от 8 до 56 лет. Исследовались корреляционные отношения между традиционными математическими показателями сердечного ритма ЧСС, СКО, АМО, ИН, SDNN, RMSSD, TP, HF, LF, VLF, LF/HF [1] и нелинейными показателями СР (энтропийные показатели матрицы взаимных переходов R-R интервалов Н(М), Н(Д), Н(Т), Н(Э), Н(М/Д), Н(Т/Э) [2], корреляционная размерность (D2), корреляционная энтропия (K2) [3], показатель Ляпунова (λ) [5].
Результаты и их обсуждение. Все обследованные лица были разделены по значению индекса напряжения (степени активности симпатической нервной системы (СНС): с ИН<25 (резкое снижение активности СНС); с ИН от 25 до 50 (пониженная активность СНС); с ИН от 50 до 150 (нормальная активность СНС); с ИН от 150 до 400 (повышенная активность СНС); с ИН от 400 до 800 (резкое повышение активности СНС), соответственно. На рисунке 1 представлены корреляционные плеяды для 5 групп. Показаны статистически достоверные связи.
В первой группе энтропия матрицы в целом, а также энтропия эргои трофотропных влияний напрямую связаны с показателями СКО, RMSSD, ЧП и имеют рецикропную связь с ИН. Энтропия диагонали матрицы Н(Д) находится в обратной зависимости с СКО и RMSSD. В последующих двух группах, по мере усиления активности симпатического компонента ВНС, ослабевает связь энтропии матрицы с частотой пульса и RMSSD, и выявляются отрицательные корреляции
Рис. 1. Корреляционные взаимосвязи в различных группах
энтропийных показателей с амплитудой моды (АМО).
Четвертая группа хаpaктеризуется определенным уровнем напряжения в механизмах регуляции СР, поскольку ИН превышает показатели функциональной нормы 50-150 условных единиц. Согласно графу корреляций общее количество средних и сильных связей в данной группе меньше, чем в предыдущих. Энтропия эргои трофотропных влияний связана с показателем RMSSD, а энтропия матрицы и ее диагонали с АМО. Связи индекса напряжения подчинены прежней закономерностит.е. имеют отрицательную корреляцию с энтропийными показателями элементов матрицы взаимных переходов R-R интервалов.
Баевский Р.М. отмечает, что индекс напряжения 400-600 регистрируется у лиц с постоянным напряжением регуляторных систем [4]. Представленный на рисунке граф для данной группы (5 группа) обеднен корреляционными отношениями. Показатели Н (М) и Н(Д) положительно связаны с частотой пульса и отрицательно - с АМО. Энтропия матрицы в целом коррелирует с показателем средне квадратичного отклонения вариационного ряда кардиоинтервалов.
Анализ полученных корреляционных плеяд указывает, что энтропия процесса регуляции сердечного ритма связана с активностью обеих отделов ВНС, участвующих в регуляции сердечного ритма. На всех графах выявлена связь энтропийных показателей со среднеквадратичным отклонением, в котором отражается как парасимпатическая, так и симпатическая регуляция сердечного ритма.
Резкое снижение активности симпатического звена ВНС приводит к преимущественным влияниям со стороны ПСНС и показатель его активности (RMSSD) связан с мерой упорядоченности в организации вариационного ряда. При этом на влияния со стороны СНС указывают отрицательные корреляции с индексом напряжения, которые по своему значению меньше, чем уже отмеченные.
Усиление активности симпатического звена связано прежде всего со стабилизирующим эффектом и отражается в показателе АМО. На графах корреляций 2 и 3 групп отмечается отрицательная корреляция этого показателя с энтропией всей матрицы и отдельных ее компонентов. В целом в данных группах можно отметить определенный баланс во влияниях обоих отделов ВНС на генерацию последовательности R-R интервалов.
Выраженное напряжение в системе, обеспечивающей вегетативный гомеостаз, хаpaктеризуется повышенной активностью сегментарного и надсегментарного отделов симпатической нервной системы. Как видно из графа корреляций для 5 группы, по сравнению с предыдущей, влияние парасимпатической нервной системы на организационную структуру кардиоинтервалограммы ослабевает. Энтропия матрицы определяется, в основном, энтропией ее диагонали, которая имеет достоверно высокую обратную связь со стабилизацией ритма.
Проведенные исследования показали, что энтропийные показатели матрицы взаимных переходов R-R интервалов связаны как с парасимпатическими, так и симпатическими влияниями на сердечный ритм. Напряжение в системе регуляции сердечного ритма отражается в энтропии диагонали матрицы, которая отрицательно коррелирует с амплитудой моды вариационного ряда кардиоинтервалов.
В табл.1 представлены коэффициенты корреляции линейных показателей СР с корреляционной размерностью, корреляционной энтропией и показателем Ляпунова, полученные по различным возрастным группам. Во всех возрастных группах корреляционная размерность и корреляционная энтропия слабо коррелируют с представленными линейными показателями. Можно лишь отметить, что в третьей возрастной группе связь D2 с RMSSD обратная на уровне r=-0,42.
Таблица 1. Корреляции между линейными и нелинейными показателями
Возр.гр . |
Показатель |
ЧСС |
SDNN |
RMSSD |
TP |
HF |
LF |
VLF |
LF/HF |
1 |
D2 |
-0,22 |
0,06 |
0,20 |
0,06 |
0,11 |
0,15 |
-0,17 |
-0,24 |
K2 |
-0,08 |
-0,09 |
-0,04 |
-0,06 |
-0,03 |
-0,03 |
-0,28 |
-0,10 |
|
l |
-0,49 |
0,31 |
0,54 |
0,42 |
0,55 |
0,32 |
-0,07 |
-0,61 |
|
2 |
D2 |
0,04 |
0,15 |
0,17 |
0,15 |
0,22 |
0,11 |
-0,05 |
-0,21 |
K2 |
-0,10 |
-0,07 |
-0,03 |
-0,10 |
-0,01 |
-0,12 |
-0,07 |
-0,12 |
|
l |
-0,04 |
-0,14 |
0,04 |
-0,12 |
-0,05 |
-0,22 |
-0,08 |
-0,08 |
|
3 |
D2 |
0,27 |
-0,36 |
-0,42 |
-0,19 |
-0,36 |
-0,19 |
-0,10 |
0,11 |
K2 |
0,21 |
-0,29 |
-0,22 |
-0,22 |
-0,20 |
-0,19 |
-0,18 |
0,05 |
|
l |
0,55 |
-0,44 |
-0,37 |
-0,49 |
-0,43 |
-0,59 |
-0,48 |
-0,34 |
|
4 |
D2 |
-0,30 |
-0,09 |
-0,01 |
-0,07 |
-0,06 |
-0,10 |
0,04 |
-0,37 |
K2 |
-0,15 |
0,02 |
-0,01 |
0,07 |
0,03 |
0,13 |
0,04 |
-0,09 |
|
l |
0,15 |
-0,03 |
0,21 |
0,04 |
0,19 |
-0,16 |
-0,19 |
-0,23 |
|
5 |
D2 |
-0,23 |
0,20 |
0,18 |
0,25 |
0,37 |
0,34 |
0,18 |
-0,35 |
K2 |
-0,08 |
0,15 |
0,31 |
0,12 |
0,30 |
0,07 |
-0,08 |
-0,44 |
|
l |
0,29 |
-0,14 |
0,14 |
-0,17 |
0,17 |
-0,18 |
-0,18 |
-0,35 |
Показатель Ляпунова в 1 возрастной группе имеет коэффициент корреляции -0,49 с ЧСС и примерно 0,5 с RMSSD, TP, HF. Во второй возрастной группе таких корреляций не отмечается, а в третьей связь меняется на противоположную. В последующих группах вновь выявляются низкие корреляции с линейными показателями.
Важнейшим показателем состояния вегетативной нервной регуляции сердечно-сосудистой системы является баланс между симпатическим и парасимпатическим отделами ВНС. Это баланс может быть оценен по спектральной хаpaктеристике. Амплитуда высокочастотной компоненты спектра (в диапазоне от 0.16 до 0.40 Гц) рассматривается как показатель вагусных влияний на СР, в то время как низкочастотная компонента вариабельности СР считается маркером симпатической активности.
Соответственно, соотношение между мощностью высокочастотных и низкочастотных волн спектральной хаpaктеристики кардиоинтервалограммы (LF/HF) представляется индексом вагусносимпатического взаимодействия, или вегетативного баланса.
Среди обследованных нами были выделены три группы по показателю LF/HF. В первую группу вошли лица со значительным преобладанием активности симпатической нервной системы (СНС), во вторую группу - лица, у которых наблюдается вегетативный баланс в регуляции сердечного ритма, в третьей группе баланс сдвинут в сторону преобладания парасимпатических влияний (средние значения в каждой группе приведены в табл.2).
Значения корреляционной размерности и энтропии в этих группах показаны на рис.2.
Таблица 2. Среднегрупповые значения нелинейных показателей
Группа |
|
LF/HF |
D2 |
K2 |
λ |
n |
М±m |
М±m |
М±m |
М±m |
|
1 группа |
30 |
3,474±0,325 |
5,063±0,245 |
4,110±0,156 |
0,037±0,003 |
2 группа |
30 |
1,130±0,049 |
5,671±0,202 |
4,506±0,134 |
0,040±0,003 |
3 группа |
30 |
0,514±0,041 |
5,782±0,195 |
4,556±0,147 |
0,039±0,002 |
Рис. 2. Нелинейные хаpaктеристики сердечного ритма
Видно, что при значительном сдвиге вегетативного баланса в сторону активности симпатического отдела (первая группа), корреляционная размерность и энтропия достоверно меньше, чем при сохранении баланса (вторая группа). Это еще раз подтверждает тот факт, что центральные влияния упрощают динамику сердечного ритма, т.е. он становится более регулярным. Но различия этих показателей между второй и третьей группой выявлены не были, при том, что отношение LF/HF в этих группах отличается более чем в два раза. Т.е. сдвиг вегетативного баланса в сторону парасимпатического отдела не приводит к росту «хаотичности» в последовательности R-R-интервалов.
Показатель Ляпунова, являющийся основной хаpaктеристикой нелинейных систем, в выделенных группах достоверно не отличался.
Таким образом, изменения нелинейных показателей нельзя объяснить только одним механизмом и только лишь на основе корреляционных связей с линейными показателями, которые отражают периодические процессы в динамике сердечного ритма. Одним из важнейших параметров саморегулирующихся систем следует считать внутреннюю синхронизацию различных процессов друг с другом за счет их функциональных взаимосвязей. Однако эти связи имеют сложные многозвенные переходы, которые могут приводить к нелинейным эффектам. Избирательное усиление одних периодических процессов и подавление других, возможно, и проявляется в виде нерегулярных, апериодических изменений активности физиологических функций организма.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин В.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных кардиографических систем (методические рекомендации) / Вестник аритмологии, №24. - 2001.С. 65-87.
- Койчубеков Б.К. Энтропийные показатели кардиоинтервалограммы в различных возрастных группах // Известия НАН РК, Серия биологическая и меди
цинская. №3 (255), 2006. С. 56-59. - Эйдукайтис А., Варонецкас Г., Жемайтите Д. Применение теории хаоса для анализа сердечного ритма в различных стадиях сна у здоровых лиц.//Физиология человека. - 2004. - Т. 30, № 5.С. 56-62.
- Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний.М:. Медицина, 1997.- С.235
- Kantz H. A robust method to estimate the maximal Lyapunov exponent of a time series // Physics Letters, 1994.V.185 P77-87.
24 04 2024 22:19:38
Статья в формате PDF 355 KB...
23 04 2024 1:38:21
Исследовано формирование ионного состава водной фазы в системах «твердое — жидкое» применительно к технологическим суспензиям (пульпам) флотации, а также к природным водам (поверхностным водным объектам) при взаимодействии с силикатными Fe-содержащими минералами. Выявлены прострaнcтвенно-временные зависимости содержания распространенных ионов щелочных (Na+, K+) щелочно-земельных (Ca2+, Mg2+) и тяжелых (Feобщ, Сu2+) металлов, которые представляют ценность в моделировании и прогнозировании процессов миграции, химических превращений загрязнителей водных объектов. ...
22 04 2024 14:26:51
Статья в формате PDF 312 KB...
21 04 2024 13:41:44
Статья в формате PDF 264 KB...
19 04 2024 3:56:16
Статья в формате PDF 276 KB...
18 04 2024 13:50:28
Статья в формате PDF 116 KB...
17 04 2024 0:43:41
16 04 2024 5:36:10
15 04 2024 18:59:59
Статья в формате PDF 104 KB...
14 04 2024 13:51:10
Статья в формате PDF 232 KB...
13 04 2024 21:59:25
Статья в формате PDF 131 KB...
12 04 2024 13:23:19
Статья в формате PDF 476 KB...
11 04 2024 16:12:19
Статья в формате PDF 118 KB...
10 04 2024 13:24:18
Статья в формате PDF 167 KB...
09 04 2024 13:59:58
Статья в формате PDF 287 KB...
08 04 2024 22:51:14
Статья в формате PDF 251 KB...
07 04 2024 12:49:31
Статья в формате PDF 143 KB...
06 04 2024 17:43:11
Статья в формате PDF 108 KB...
05 04 2024 17:47:13
Целью исследования является оценка возможности ранней дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных опухолей опopно-двигательной системы с помощью инфpaкрасной спектроскопии плазмы крови. При этом бралась венозная кровь из локтевой вены у контрольной группы пациентов с заранее установленным диагнозом существующими методами, после чего выделялась плазма. Исследуемая плазма крови помещалась в жидкостную кювету. Спустя 1,5-2 часа исследуемая кювета помещалась в ИК–Фурье- спектрометр. Снимался спектр пропускания плазма крови. Вычислялся коэффициент пропускания по данным снятых спектров. Затем рассчитывались коэффициенты объемного поглощения. В процессе экспериментов нами был вычислен статистически значимый уровень β = 700 см–1, ниже которого находились значения, соответствующие доброкачественным опухолям, выше- злокачественным опухолям. ...
04 04 2024 0:35:37
Статья в формате PDF 851 KB...
03 04 2024 19:44:37
Статья в формате PDF 100 KB...
02 04 2024 8:16:34
Статья в формате PDF 295 KB...
01 04 2024 6:52:50
Статья в формате PDF 138 KB...
31 03 2024 16:44:16
Статья в формате PDF 113 KB...
30 03 2024 4:48:27
Статья в формате PDF 1463 KB...
29 03 2024 14:28:13
Статья в формате PDF 127 KB...
28 03 2024 14:52:27
Рассмотрена концепция зависимости лесов как ядра биосферы Земли от активности Солнца по числу Вольфа. Принята точка на Земле в виде участка лесистой территории национального парка по лесным пожарам за 2002 год. По датам каждого лесного пожара были учтены: время от зимнего солнцестояния с 21 марта, склонение оси Земли к Солнцу, число Вольфа активности Солнца на день возникновения лесного пожара. Среди влияющих факторов первое место заняло время от зимнего солнцестояния. Второе место – склонение Солнца, а на третье – число Вольфа. Среди зависимых факторов первым стало склонение Солнца, вторым – время от 21.03, а третьим активность Солнца. В итоге параметры Земли первичны. Наиболее опасен интервал числа Вольфа 90 ≤ V ≤ 180 и сильный размах колебания во многом зависит от поведения людей. ...
27 03 2024 8:51:30
Статья в формате PDF 104 KB...
26 03 2024 3:50:23
Приведенные материалы исследования позволяют заключить следующее. Изменения в диссимиляции глюкозы происходят еще до утраты клетками способности образовывать колонии на питательных средах. Уменьшение количества и замедление выхода радиоактивного углекислого газа в НФ холерных вибрионов, вероятно, связано с перестройкой метаболизма, проявляющемся в сдвиге его в сторону гликолиза и разрывом цепей цикла Кребса, хаpaктерным для хемолитоавтотрофов. Пребывание в условиях микрокосмов при низкой температуре индуцирует функционирования цикла Кальвина, что вероятно, обеспечивает клетку необходимыми пластическими материалами и способствует выживанию при отсутствии органических питательных веществ. ...
25 03 2024 15:52:17
Статья в формате PDF 103 KB...
24 03 2024 19:41:41
Целью настоящей работы была оценка эффективности мексидола при гипоксически-ишемических поражениях ЦНС у новорожденных с ЗВУР. До и после назначения препарата в венозной крови определяли уровень ингибиторов апоптоза. На основании проведенных исследований выявлено, что введение в комплекс лечебных мероприятий препарата мексидол, обладающего широким спектром действия позитивно влияет на лабораторные данные и в свою очередь предупреждает развитие остаточных неврологических расстройств. ...
23 03 2024 8:20:53
Статья в формате PDF 257 KB...
22 03 2024 10:23:11
Статья в формате PDF 100 KB...
21 03 2024 10:12:14
Статья в формате PDF 218 KB...
20 03 2024 11:28:39
Статья в формате PDF 117 KB...
19 03 2024 14:19:16
Проведенные исследования по изучению микробиоценоза кишечника у больных вирусными гепатитами В (ВГВ), С (ВГС) и микст-инфекции В+С (ВГВ+ВГС) позволили выявить дисбактериоз у 93,1% больных ВГВ, 100% -ВГС, 92,8% - ВГВ+ВГС. Обнаруженные изменения не укладываются в общепринятую классификацию дисбактериоза, что побудило нас разработать собственный вариант классификации. Предлагаемая классификация учитывает объективно существующие изменения количественного и качественного состава микрофлоры и позволяет осуществить рациональную коррекцию выявленных изменений. ...
18 03 2024 18:12:34
Представлен четырехмерный мир без фактора времени с предопределенностью событий и явлений в вечности. ...
17 03 2024 12:34:27
Статья в формате PDF 100 KB...
16 03 2024 14:48:51
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::