ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА
В РАЗНЫХ ЧАСТОТНЫХ ДИАПАЗОНАХ
Целью работы являлась сравнительная характеристика динамики изменения вариабельности сердечного ритма (ВСР) человека в разных частотных диапазонах. Нами обследовано 50 студентов в возрасте 17-22 лет. Эксперимент проводился во 2-й половине дня в состоянии относительного покоя. Длительность регистрации R-R-интервалограммы составляла 600 кардиоинтервалов.
Для определения частотно-временных параметров кардиоинтервалограммы нами использовался метод вейвлетного анализа. В качестве анализирующей функции использовалась базисная функция вейвлета Morlet. На основе матрицы вейвлетных коэффициентов строился набор локальных спектров. Нами исследовались следующие диапазоны частот: выше 0,15 Гц (преимущественное влияние парасимпатического отдела ВНС), 0,15-0,04 Гц (преимущественное влияние симпатического отдела ВНС).
При использовании вейвлетного преобразования установлено, что зависимость вейвлетной плотности мощности (ВПМ) от времени представляет собой кривую, в которой выделяются две группы элементов: сохраняющиеся на определенном уровне тонические влияния, и квазипериодические увеличения вейвлетной плотности мощности (УВПМ). Разработан и применен алгоритм, позволяющий оценивать оба этих элемента. Во всех исследуемых диапазонах установлена высокая корреляция средних значений ВПМ и амплитуды УВПМ (коэффициент корреляции = 0,97, р < 0,001). Связи этих показателей с длительностью УВПМ не наблюдалось. В диапазоне симпатических влияний установлена связь длительности УВПМ и коэффициента вариации ВПМ (коэффициент корреляции = 0,67, р < 0,001). Таким образом, использование метода вейвлетного анализа позволило ввести локальные характеристики сигнала. На основе этих характеристик в различных частотных диапазонах был определен характер изменения ВПМ. Определена связь УВПМ со средним уровнем ВПМ в исследуемом диапазоне. Использование вейвлет-преобразования позволило существенно расширить возможности анализа ритмокардиограммы в состоянии покоя.
Таким образом, использование метода вейвлетного анализа позволило ввести локальные характеристики сигнала. На основе этих характеристик в различных частотных диапазонах был определен характер изменения ВПМ. Определена связь УВПМ со средним уровнем ВПМ в исследуемом диапазоне. Использование вейвлет-преобразования позволило существенно расширить возможности анализа ритмокардиограммы в состоянии покоя.
Проводилось также определение локализованых во времени изменений влияния вегетативной нервной системы (ВНС) на вариабельность сердечного ритма (ВСР) при проведении пробы Штанге. Нами было обследовано 47 студентов в возрасте 18-25 лет. Длительность записи R-R-интерваллограммы составляла 7-9 минут. Эксперимент выполнялся в два этапа. На первом - для получения достоверной информации об исходном состоянии ВНС сигнал регистрировался в состоянии относительного покоя. На втором -осуществлялась непрерывная регистрация ВСР во время пробы Штанге и после выдоха в течение 5-6 минут. Для определения частотно-временных параметров кардиоинтервалограммы нами использовался метод вейвлетного анализа. В HF-диапазоне наиболее выражен эффект УВПМ у ваготоников, наименее у нормотоников. В состоянии покоя значения УВПМ в диапазоне парасимпатических влияний определяется амплитудой и практически не зависит от их длительности. При проведении дыхательной пробы на основе значений УВПМ в HF-диапазоне испытуемые разделены методом кластерного анализа на две группы: с высокими (1-я) и низкими (2-я) значениями УВПМ. В этих же группах анализировалась мощность и LF-диапазона. Так же как и в состоянии покоя при переходном процессе суммарные значения УВПМ в HF-диапазоне не коррелировали со временем УВПМ. При исследовании УВПМ в LF-диапазоне 1-й группы установлена зависимость суммарных значений УВПМ от времени переходного процесса, чего не наблюдается во 2-й группе (группе низких значений ВПМ в HF-диапазоне при проведении пробы Штанге). Таким образом предложеный нами на основе вейвлетного анализа алгоритм позволяет дифференцировано оценить элементы временной динамику ВСР в покое и при переходном процессе.
Рис.1 Реакция вариабельности сердечного ритма на переходной процесс.