Скатерграмма что это

Численные методы кардиоинтервалографии: вариационная

Скатерграмма что это

Оглавление

1. Численные методы кардиоинтервалографии: вариационная пульсометрия 4

1.1. Кардиоинтервалография. 4

1.2. Вариационная пульсометрия. 5

1.3. Методические указания к выполнению вариационного анализа в программе Excel 8

2. Геометрические методы кардиоинтервалографии. 13

2.1. Гистография. 13

2.2. Скаттерография. 16

2.3. Методические указания к выполнению графического анализа в программе Excel 19

3. Варианты выполнения работы.. 21

Численные методы кардиоинтервалографии: вариационная

Пульсометрия

Цель работы: научиться применять вариационные методы кардиоинтервалографии для выявления патологий при проведении медицинского обследования с использованием записей реальных пациентов.

Указания: работа проводится в программе Excel.

Кардиоинтервалография

В настоящее время одной из серьезнейших проблем мирового здравоохранения является рост числа заболеваний сердечно-сосудистой системы. При этом многие болезни стремительно «молодеют».

Можно много говорить о причинах таких тенденций. Если же речь идет о противодействии, большое значение в профилактике имеет своевременность обнаружения симптомов и начала лечения на ранних стадиях заболевания.

Однако из-за обилия воздействующих на сердечный ритм факторов бывает трудно определить, что именно влияет на работу сердца. Наиболее явные патологии достаточно легко могут быть обнаружены при томографических, электрокардиографических или разнообразных инвазивных исследованиях.

Однако обнаружить этими методами с достаточной степенью достоверности тревожные вариации внутри нормы, таким образом, практически невозможно.

В этой связи, в настоящее время при изучении сердечной деятельности важное значение отводится аритмологии – направлению, изучающему изменения сердечного ритма вследствие паталогических нарушений.

Одним из новых направлений оценки и изучения аритмий является кардиоинтервалография

Как понятно из названия, метод работает с временными значениями интервалов сердцебиения.

Рисунок 1.1 – Зубцы электрокардиограммы

Обычно на ЭКГ выделяют 5 зубцов: P, Q, R, S, T. В зависимости от их формы и выраженности на графике можно судить о состоянии сердечно-сосудистой системы. Однако для получения значений кардиоинтервалов нам будут полезны только R-зубцы. Они наиболее выражены и появляются даже на самых сглаженных вследствие болезни кардиограммах.

Таким образом, при рассмотрении ЭКГ получаем ряд значений временных интервалов между соседними R-зубцами.

Рисунок 1.2 – Получение ряда кардиоинтервалов

Когда кардиоинтервалография только появилась, эти интервалы подсчитывали вручную, поэтому была возможна обработка только кратковременных записей.

К тому же, человеческий фактор снижал точность полученных данных.

Сегодня для вычислений используются электронные средства, производящие вычисления быстро, точно и на записях любой длительности, что позволяет, в конечном счете, выявить малейшие отклонения от нормы.

Вариационная пульсометрия

Один из подразделов КИГ – вариационная пульсометрия – использует средства описательной статистики (меры среднего уровня и рассеяния), а так же их производные – индексы состояния организма.

Параметры и индексы вариационной пульсометрии представлены в табл. 1.

Таблица 1– Параметры и индексы вариационной пульсометрии (КИ – кардиоинтервал, любое из чисел ряда)

Наимен. параметра Обознач. Формула вычисления Физиологический и аналитический смысл параметра Ед. изм.
Частота сердечных сокращений HRV (ЧСС) (1.1) где N – число измерений (количество интервалов); Tts – время записи, мин. Отражает суммарный эффект регуляции ритма сердца. Коррелирует с показателем RRNN. Уд./мин.
Среднее значение КИ RRNN (1.2) где N – число КИ в записи; RRi – длительность текущего КИ. Средний уровень функционирования системы кровообращения. Коррелирует с показателем ЧСС. мс
Вариационный размах dRR (1.3) где RRmin – минимальная длительность КИ; RRmax – максимальная длительность КИ. Отражает суммарный эффект регуляции ритма сердца. Полностью коррелирует с показателем RRNN. мс
Среднеквадратичное отклонение SDNN Суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения. мс
Мода Mo Mo Наиболее частое значение. мс
Амплитуда моды AMo AMo Процент КИ, попадающих в модальный интервал. Отображает стабилизирующий эффект управления ритмом сердца, который обусловлен активацией симпатичного отдела ВНС. %
Квадратный корень суммы разностей последовательных КИ RMSSD (1.5)   Отражает активность парасимпатического звена вегетативной регуляции. мс
Процентная представленность случаев различия последовательных интервалов более, чем на 50 мс pNN50 (1.6)   Отражает активность парасимпатического звена вегетативной регуляции. %
Индекс напряжения регуляторных систем Баевского ИН (1.7)   Отражает степень централизации управления сердечным ритмом. Безразмерный

Деятельность сердечного ритма в многом регулируется отделами вегетативной нервной системы, независящей от воли человека. В норме влияние отделов на ритм должно находиться в равновесии. Однако в некоторых случаях это равновесие нарушается.

Симпатическая нервная система усиливает обмен веществ, повышает возбуждаемость большинства тканей, мобилизует силы организма на активную деятельность. Парасимпатическая система способствует восстановлению израсходованных запасов энергии, регулирует работу организма во время сна. При увеличении симпатической активности активность парасимпатической нервной системы снижается и наоборот.

Соответственно, симпатический отдел стимулирует деятельность сердца (централизация сердечного ритма), а парасимпатический – угнетает. В случае нарушений работы отделы перестают правильно регулировать работу системы.

Состояние отделов и сердечно-сосудистой системы взаимосвязано с показателями вариационной кардиоинтервалографии. По отклонению этих показателей от нормы можно судить о возрастании влияния того или иного отдела, и диагностировать нарушение.

Например, при истончении сердечной стенки мощность «насоса» падает, за один цикл сердцебиения перекачивается меньше крови, для компенсации сердцебиение учащается. Это только один из примеров применения показателей кардиоинтервалографии для диагностики заболеваний сердца.

Таблица 2 – Нормы показателей

Обозначение параметра Норма Ед. изм.
HRV (ЧСС) 60…80 Уд./мин.
RRNN 660…937 мс
dRR 300…450 мс
SDNN 100…190 мс
Mo 620…800 мс
AMo 25…38 %
RMSSD 15…35 мс
pNN50 1…18 %
ИН 30…120 Безразмерный

В некоторых случаях за границы нормы выходят не все, а только некоторые из показателей.

Нормальная гистограмма.

В гистограммах такого вида столбец, соответствующий моде, расположен около центра. Хотя для построения используется временной ряд, а не выборка, в целом форма гистограммы соответствует нормальному закону распределения плотности вероятности. Пример приведен на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 – Нормальная гистограмма

Ассиметричная гистограмма

В таких гистограммах центр линии распределения (мода гистограммы) смещен от центра графика нормального распределения вправо или влево. Подобные проявления на графике указывают на нарушения стационарности (одинаковости) процесса регуляции сердцебиения. Пример приведен на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 – Ассиметричная гистограмма

Эксцессивная гистограмма

Она характеризуется узким основанием и острой вершиной линии распределения. Подобные признаки имеют гистограммы, зарегистрированные в условиях стрессового состояния. Так же, так выглядят гистограммы записей больных, способности к адаптации сердечной мышцы которых снижены вследствие общей истощенности систем.

Амодальная гистограмма

На графике видно большое количество «выпадающих» за рамки нормального распределения столбцов. Их хаотичное расположение и изменчивость часто не позволяют выделить моду.

Подобные гистограммы наблюдаются у больных с фибрилляцией предсердий. Это болезнь, при которой водителем ритма становится не синусовый узел, а какие-либо из участков правого предсердия.

Так же такой график иногда встречается при наличии артефактов записи. Пример приведен на рис. 2.3.

Рисунок 2.3 – Амодальная гистограмма

Полимодальная гистограмма

Распределение КИ в бинах формирует сразу несколько выраженных столбцов, близких к значению моды. Инструменты статистической обработки могут определять записи, формирующие такие гистограммы, как мультимодальные. Такой график встречается при аллоритмической экстрасистолии. Это болезнь, при которой аритмические выбросы появляются с определенной регулярностью. Пример приведен на рис. 2.4.

Рисунок 2.4 – Полимодальная гистограмма

2.2. Скаттерография

Скаттерограммы или точечные диаграммы служат для демонстрации наличия или отсутствия корреляции между двумя переменными.

В данном случае находится статистическая взаимосвязь между последовательностями величин одного и того же ряда, взятыми со сдвигом. То есть, мы исследуем автокорреляционную связь, так как обе переменные – это один и тот же ряд.

Для построения скаттерграммы по оси абсцисс откладывается величина текущего, а по оси ординат – последующего кардиоинтервалов. На пересечении ставится точка, обозначающая одно наблюдение. Операция повторяется со всеми КИ.

Точки на графике группируются вдоль биссектрисы координатных осей в виде некого облака или эллипса рассеяния, более вытянутого по диагонали. Размер облака вдоль диагонали (большая ось эллипса рассеяния) равен вариационному размаху, размер в перпендикулярном направлении (малая ось) определен случайными компонентами в ВСР.

Чем более представлен в ВСР ведущий дыхательный ритм, тем боле вытянуто облако вдоль диагонали и сужено в перпендикулярном направлении. Так, в состоянии релаксации с неглубоким дыханием облако может приближаться к круговой форме.

При физической нагрузке с высокой частотой и глубиной дыхания облако вытягивается и сжимается со смещением к область коротких КИ.

Примерный вид скаттерограммы здорового человека приведен на рис. 2.5.

Рисунок 2.5 – Скаттерограмма здорового человека

Варианты отклонений приведены на рис. 2.6 и 2.7.

Рисунок 2.6 – Вариант отклонения от нормы на скаттерограмме

Рисунок 2.7 – Вариант отклонения от нормы на скаттерограмме

Определяются следующие визуальные характеристики двумерной скаттерограммы:

– положение основного облака (нормальное, сдвинуто в сторону нуля, в противоположную сторону);

– симметричность основного облака относительно линии регрессии (симметричное, асимметричное);

– площадь основного облака (нормальное, уменьшенное, увеличенное);

– форма края (ровный или зубчатый; четкий или расплывчатый);

– наличие и локализация отсевов (выбросов);

– количество отсевов (единичные, редкие, множественные).

Нормальная форма скаттерграммы представляет собой вытянутый эллипс. Круговая форма означает отсутствие недыхательных компонентов аритмии.

Узкий вытянутый овал соответствует преобладанию недыхательных компонентов в общей вариабельности ритма, что соответствует сильной напряженности (мобилизации) ССС.

Маленькая площадь свидетельствует о снижении вариабельности ритма, что происходит при истощении ресурсов системы.

Наличие точек, отстоящих от основного облака (отсевов), говорит о наличии выбросовой аритмии (экстрасистолии). В крайних (тяжелейших) случаях точки группируются, образуя новые маленькие облачка вне основного.

Помимо визуального анализа, скаттерография так же использует численные параметры.

Численные характеристики:

– L (или а) – длина продольной оси скаттерограммы;

Соответствует вариационному размаху (dRR). Норма dRR составляет 300…450 мс.

– W (или b) – длина поперечной оси скаттерограммы;

Отражает выраженность апериодических, случайных влияний на сердечный ритм.

– L/w (или а/b) – отношение продольной оси к поперечной;

Отражает выраженность медленной периодики сердечного ритма. Чем более выраженной является медленная периодика, тем больше отношение L/w.

– S (площадь основного облака скаттерограммы).

Рассчитывается по формуле площади эллипса:

(2.1)

где aи b – полуоси эллипса.

В аритмологии используется формула:

(2.2).

В программе Excel

Постройте гистограмму.

– Скопируйте из предыдущей работы вычисленные границы модального бина. Вычислите верхнюю и нижнюю границы ряда, используя функции МИН() и МАКС().

– Вычислите границы остальных бинов. В результате у вас получится возрастающий ряд чисел с интервалом 50 мс. Проследите, чтобы ряд бинов перекрывал границы ряда кардиоинтервалов. (Т. е. чтобы при распределении КИ в столбцы не оказалось «выпадающих» – меньше нижней первого или больше верхней границы последнего столбцов.)

– Занесите нижние границы бинов (интервалов) в таблицу.

– Вычислите, сколько КИ попадает в бин (частоту КИ).

Для этого используйте формулу:

=СЧЁТЕСЛИ(диапазонКИ;”

Источник: //infopedia.su/20x61c.html

Кардиоритмография

Скатерграмма что это

Кардиоритмография (КРГ) или анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) – это два названия одного исследования, которое позволяет оценить компенсаторные возможности вегетативной нервной системы (ВНС) и выявить ее скрытые нарушения.

Что это значит? Пациенты с расстройством ВНС, как правило, жалуются на постоянную усталость днем и невозможность уснуть ночью, на чрезмерное возбуждение от малейшего стресса, на быструю утомляемость и пр. Исходя из жалоб пациента, врач делает вывод, что организм работает неслаженно, его естественные ритмы сбились.

Почему это произошло? ВНС отвечает за ежесекундную перестройку функций организма, за его адаптацию к постоянно изменяющимся условиям – сел, встал, поел, лег спать, занялся напряженной интеллектуальной или физической работой и т.д.

В ответ на все эти изменения нервные центры ВНС подают сигналы системе кровообращения, тонусу мышц, работе внутренних органов, обмену веществ и терморегуляции на перестройку.

Чем напряженнее работа, тем интенсивнее происходят эти изменения.

Однако если вследствие напряженного образа жизни эта слаженная система изнашивается, ВНС дает сбой. И в гармоничную работу организма приходит разлад.

Возможно ли наглядно увидеть дисфункцию ВНС?

Кардиоримография – это исследование, которое в середине XX века советские врачи под руководством доктора медицинских наук Баевского Р.М. использовали в космической медицине.

При помощи него врачи диагностировали ВНС будущих космонавтов, проверяли их здоровье на прочность. Ведь людям с «расшатанными» нервами на борту космического корабля делать нечего.

Их организм просто не выдержит колоссальных нагрузок, резкой смены внешних факторов и не справится с адаптацией в космосе.

Профессор Баевский активно внедрял в повседневную жизнь достижения космической медицины. И сегодня у нас есть возможность провести такое исследование для людей, страдающих вегетативной дисфункцией. Помимо жалоб самого пациента на «расшатанность» нервов, именно этот анализ дает конкретный ответ на вопрос о состоянии ВНС пациента.

Из каких этапов состоит это обследование? И о чем оно может рассказать?

Врач накладывает электроды таким же образом, как это происходит для записи электрокардиограммы (ЭКГ), но снимает показатели не только в положении лежа, но и стоя. Это позволяет увидеть, как организм реагирует на стандартную повседневную нагрузку.

В положении лежа мы записываем 200 кардиоциклов (200 сердечных сокращений), после чего записываем еще 400 кардиоциклов в положении стоя.

Результат анализа кардиоримограммы дает информацию о 86 показателях, которые позволяют составить общую картину работы ВНС.

У здорового человека в положении лежа пульс будет спокойным (до 80 ударов в минуту), увеличится при нагрузке (не более чем на 20 ударов в минуту) и потом постепенно в течение 30 секунд вернется в нормальное состояние.

На уровне ВНС это происходит следующим образом. При нагрузке срабатывает «отряд быстрого реагирования» — симпатический отдел ВНС. После того, как перестройка произошла, срабатывает парасимпатический отдел. Он гасит активность симпатического отдела, вследствие чего пульс человека и его общее состояние из «стрессового» возвращаются к нормальному.

У человека с нездоровой вегетативной нервной системой при исследовании ВСР проявляются следующие аномалии:

  • в положении лежа число сердечных сокращений превышает 80 ударов в минуту, а индекс напряжения вегетативной нервной системы превышает 100 единиц
  • из-за перенапряжения симпатической активности регистрируется ригидный ритм сердца
  • в спектрограмме вегетативных волн преобладает активность вегетативных центров головного мозга
  • в положении стоя ритм сердца увеличивается не на максимальных 20 ударов, а на 40-80 ударов
  • через 30 секунд ритм не возвращается к показателю покоя, а даже увеличивается
  • индекс напряжения увеличивается до сверхдопустимых цифр или, наоборот, начинает снижаться

Таким образом, за 10 минут мы получаем полную информацию о том, как работает вегетативная нервная система и в ней ли причина жалоб пациента.

Если врач выявляет патологию ВНС на данном этапе обследования, то далее проводится тепловизионное исследование. Оно позволяет выявить конкретно очаги патологии – вегетативные нервные узлы (ганглии), в которых нарушена работа. В соответствии с результатами такого комплексного обследования врач имеет возможность назначить адекватное лечение для полного восстановления нормальной работы ВНС.

Исследование кардиоритмографии на примере пациента с паническими атаками

История Ильи, который страдал от панических атак

Первый вегетативный криз у Ильи возник словно бы «на ровном месте». А до этого, казалось, ничего не предвещало беды. Были, конечно, проблемы, но худо-бедно с ними справлялся. Вел свой бизнес. Бывали связанные с этим большие трудности. Но с постоянным упорством он их решал. В последние полгода заметил, что проблемы стали решаться как-то труднее.

Стал уставать от них. К тому времени и сон нарушился. Чтобы выспаться, ложился пораньше. Быстро засыпал, но тут же, как от толчка, просыпался, и долго потом ворочался, стараясь все-таки уснуть. В конце концов, это удавалось. Но регулярно в три часа ночи вновь просыпался. И до утра, когда надо уже вставать на работу, больше не засыпал.

И так, за редким исключением, каждую ночь.

А в одну из ночей ровно в три часа проснулся от того, что не хватает воздуха, и сердце колотится так, будто оно «выскакивает» из груди. И такая в этот момент накрыла волна тревоги, что вся жизнь мгновенно пронеслась перед глазами и стало жутко страшно…

Болезнь Ильи можно понять не только методом анализа его жалоб и истории его жизни. Сегодня врач имеет возможность провести исследование кардиоритмографии каждому такому пациенту. И этим способом протестировать физиологию всей его вегетативной нервной системы.

У Ильи это исследование обнаружило, что в состоянии покоя его вегетативная нервная система работает по второму (запасному) варианту. На это указывала высокая спектральная мощность в ее надсегментарных (мозговых) отделах.

В то же время, симпатический отдел – отдел быстрого реагирования на события – находился в перевозбужденном состоянии и имел низкие показатели спектральной мощности.

При проведении адаптационной ортостатической пробы в симпатическом отделе еще больше усилилось возбуждение: ритм сердца с 80 уд/мин неадекватно ускорился до 132 уд/мин (при норме до 100), в последующие 2 минуты он еще больше ускорился и стал 140 уд/мин. При этом на кардиоритмограмме отмечено появление ригидного сердечного ритма.

Кардиологам этот ритм хорошо известен. У людей, недавно перенесших инфаркт миокарда, он является предвестником сердечной катастрофы. Поэтому, при его появлении требуется принятие экстренных мер.

В нашем случае ригидный ритм сердца указывал на крайнюю степень напряжения в симпатическом отделе вегетативной нервной системы, которое готово было разрядиться «вегетативной бурей» – вегетативным кризом.

В этом исследовании есть еще один важный показатель – индекс напряжения. В момент перестройки организма он отражает то, как взаимодействуют между собой три отдела вегетативной нервной системы.

В состоянии покоя, этот индекс в норме составляет 80-100 единиц. При адаптационной пробе он увеличивается в два раза. А после нее, в течение 30 секунд возвращается к исходному состоянию.

У Ильи индекс напряжения в покое составил 130 единиц. В момент вставания с кушетки он, вместо повышения, снизился до 76. А после вставания парадоксальным образом возрос до 830 единиц. Эти цифры тоже показали, что вегетативная нервная система Ильи больна и находится в крайне высоком напряжении.

По данным компьютерной термографии, у Ильи обнаружены функциональные заболевания в шейных, поясничных и брюшных вегетативных узлах. И это была причина, из-за которой вся его вегетативная нервная система работала неправильно.

Таким образом, физиологические исследования показывают, что термин «панические атаки» и смысл, который в них вкладывается, являются явным недоразумением. Эти приступы – не болезнь психики, а одно из пароксизмальных (приступообразных) проявлений вегетативной дистонии. И, чтобы избавить человека от них, лечить нужно причину – вегетативную дистонию.

Источник: //kcvn.ru/krg/

БолезниНет
Добавить комментарий