CC BY
51
Краткое сообщение
УДК 612.172.4
ИНТЕРКВАНТИЛЬНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА RR-ИНТЕРВАЛОГРАММ
А.В. АРДАШЕВ*, Р.А. КАВАСМА**, А.А. КУЗНЕЦОВ**,
А.А. ПЛЕХАНОВ**, В.В. ЧЕПЕНКО**
Введение. Методика анализа результатов исследований в кардиологии сводится к парному, или эталонному сравнению параметрических данных регистраций здоровых и больных с применением компьютерных технологий. Используются сравнения статистических количественных показателей (критериев и индексов состояний), спектральных характеристик, форм кривых распределения вероятностей, диаграмм вейвлет-преобразований, топологий фазовых портретов и т.д. При этом базовые универсальные закономерности временных рядов регистрируемых параметров остаются скрытыми. При таком анализе нет возможности произвести поиск внутренних функциональных закономерностей состояния. Поэтому невозможно зафиксировать не только настрой организма на «благоприятное» для развития заболевания состояние, но и начало развития заболевания.
Таблица
Рис. 1. Модуль ИК метода анализа типичной ЯЯ-интервалограммы УЗО.
При структурном анализе ритма соответствующий столбец гистограммы выделяется белым цветом
Цель работы - поиск общих функциональных закономерностей параметрических временных рядов, определяющих работу сердца здорового человека. При исследованиях развития патологических отклонений в работе сердца, надо знать, какая из общих функциональных закономерностей претерпевает первичное изменение с фиксацией благоприятных этому изменению условий. Работа занимает нишу профилактических обследований, так как легче и дешевле предупредить заболевание, чем лечить.
При обследовании применялся анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) [1-4] с использованием статистических и спектральных методов. В развитие метода анализа ВСР здесь предлагается метод интерквантильного (ИК) анализа ЯЯ-интервалограмм на программном комплексе «Системного анализа динамики ритма» САДР[5-6].
Материалы и методы. В исследование было включено 112 человек в возрасте 18^64 лет с разделением на 2 группы (табл. 1). В 1-ю группу вошли условно здоровые обследуемые (УЗО) добровольцы без жалоб на нарушение ритма сердца. Во 2-ю группу были включены пациенты ОКБ г. Владимира с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), включающим в себя следующие патологии: гипертоническая болезнь, постинфарктный кардиосклероз, стенокардия покоя и нагрузки. Регистрация ЭКГ в количестве трех записей, с интервалом паузы в два и тридцать шесть часов была проведена с использованием комплекса амбулаторной регистрации ЭКГ «АппА ЕЬЛ8И 2000» (Медицинские компьютерные системы, г. Зеленоград). Объём каждой записи 30±0,1 минут. Для анализа выбраны данные второго отведения ЭКГ, составляющие базу данных программного комплекса САДР.
Общая характеристика исследованных групп людей
Группа n Мужчины Женщины Возраст, годы
1. УЗО 44 22 22 18-23
2. ХСН 68 31 37 28-64
Собственная выборка
Р Pjns 5» +00 3ÖG
О ОС Q1 ф (№ I
12
Собственная выборка
1,2 X.1/ÜL
тпгптш "т гтт■■
і I In и і 11 11 I н I Liii ііі і
iv г irr 1Р"1 ІІІІІІІі lil г
41 •«* Спектр АКФ
ЗШ£й4йй45й ER. лс і ^AJ
О ОТ си Об СВ 1
Собственная выборка
Ei\/V/W\WW\MiwA/M І
Р * » II » » » и « « и и и К
0*,НЕ>
«Süa ftR. ¿с
Спектр АКФ
ос а» äs м
/,1&L
Рис. 2. ИК-характеристики СВ УЗО (группа 1): СВ, фазовый портрет, спектр АКФ. 1, 7, 12 - номера СВ
^ооственная выоорка
10 12 U 1ь 18 20 22 2* t, С
фЦСЕШГПЩГреГ G:t‘ Спектр АКФ
£, Xl: Vі.
1 ВДІ УХ
- ' 0,4- і /
i ._V " 0Л\ / Х_ _
Тім 780 800 Ei. жа 0 ОСБ 0,1 О.Б 012 05 0,3 035 /. ]Д\
25
Собственная выборка
Собственная выбора
024 6 5 10 12 14 16 18 ЭЗ 22 t,c
ФЩГЕЫИП
□СМпс1
и тш Жї
Спектр АКФ
0 0СБ Ql 0.6 02 035 03 ОЭБ ft 1ЙП
^г. Москва, Главный военный клинический госпиталь имени Бурденко 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87. Владимирский госуниверситет
Рис. 3. ИК-характеристики СВ больных ХСН (группа 2): СВ, фазовый портрет, спектр АКФ. 1, 12, 25 - номера СВ
7
Краткое сообщение
Интерфейс программного модуля САДР (рис. 1) формируется составляющими ИК-анализа: ЯЯ-интервалограмма
(рис. 1, а), гистограмма (рис. 1, б) вариационный ряд (рис. 1,в); фазовый портрет (рис. 1, г); автокорреляционная функция АСБ (рис. 1, д); структура сигнала по выделенному фрагменту ЯЯ-интервалограммы (рис. 1, е); спектр плотности мощности (рис. 1, ж). Гистограмма является одним из способов непараметрической оценки частоты распределения случайных величин статистического ряда и универсальным способом оценки плотности вероятности. Обычно применяется 30-минутная регистрация ЭКГ, что соответствует ~2100 значениям ЯЯ-интервалов. После этого определяются сомнительные участки записи (артефакты) и к анализу выделяется участок записи без них. В объеме выборки оказывается около 800-1200 значений ЯЯ-интервалов, что соответствует 8-10 столбцам гистограммы. При построении гистограммы статистического выборочного ряда значений ЯЯ-интервалов часто используется формула Старджеса ¿»1+ ^2 п [7], связывающая оптимальное число столбцов гистограммы с объемом выборки. Общее состояние организма в первом приближении оценивается по гладкости и монотонности огибающей гистограммы и кривой вариационного ряда.
По данным анализа УЗО получено, что кривая (огибающая гистограммы ЯЯ-интервалограммы) соответствует функции нормального распределения. Поэтому ширина каждого столбца гистограммы принимается за ИК-интервал (ИК-широта) функции нормального распределения. Рекомендуется использовать объем выборки ЯЯ-интервалограммы >5000 значений кардиоинтервалов для возможности анализа собственной выборкой (СВ) крайних ИК-интервалов. Исследуемая ЯЯ-интервалограмма разбивается на амплитудные уровни, определяющиеся границами ИК-интервалов, поэтому число уровней равно числу интервалов [5]. Значения ЯЯ-интервалов, входящие в границы исследуемого уровня, представляются СВ значений (рис. 1, е) с линейной интерполяцией. Для каждой СВ стационарные параметры ритма сердца описываются с помощью АСБ и спектров плотности мощности [8], а нестационарные составляющие - по топологии фазовых портретов [9].
На рис. 2 представлены графические реализации СВ для крайних верхнего, нижнего и среднего амплитудных уровней по ЯЯ- интервалограмме УЗО. Графики СВ внешне качественно не схожи. Однако объемы СВ разных уровней сильно отличаются. Максимальный объем СВ приходится всегда на наиболее вероятный ИК-интервал, поэтому графическая реализация СВ для крайних уровней имеет гладкую форму, а для среднего уровня -более изрезанную. Для фазовых портретов всех уровней характерен одинаковый масштаб. Топология фазовых портретов качественно не отличается: выделяется область притяжения - аттрактор и область рассеяния траектории изображающей точки. На спектрах плотности мощности имеются характерные максимумы (пики) в частотном диапазоне 0-0,25 И7. Для сравнения с данными рис. 2. на рис. 3 приведены СВ и их характеристики для организмов с ХСН. На спектрах (рис. 3) диапазон проявления пиков на частотной оси увеличен и сильно сдвинут вправо (0,4—1,8 И7). Фазовые портреты сформированы более простыми геометрическими фигурами, для которых характерен переменный масштаб. Определение местоположения аттрактора (рис. 3) в общем случае не представляется возможным.
При анализе отображений на фазовых портретах ЯЯ-интервалограмм больных с патологическими изменениями сердца замечена сильная чувствительность топологической структуры фазовых портретов на изменение общего состояния. Совокупность траекторий изображающей точки на фазовых портретах адекватно выстраивает объемную фигуру в зависимости от общего состояния организма. Это позволяет сертифицировать состояния больных по топологической структуре фазовых портретов.
Результаты и выводы. Монотонность и гладкость графических кривых огибающей гистограммы и вариационного ряда данных ЯЯ-интервалограмм может служить оценочным показателем общего состояния организма. Качественным показателем нормы общего состояния организма является степень соответствия графической кривой огибающей гистограммы функции нормального распределения. Параллельное использование методов спектрального и нелинейного анализа дает суммарную информацию о стационарных и нестационарных составляющих ритма сердца.
Применение метода ИК-анализа ЯЯ-интервалограмм предоставляет возможность независимого анализа фазовых составляющих ритма сердца и позволяет определить и про-
ляющих ритма сердца и позволяет определить и проанализировать изменения этих составляющих. Метод ИК-анализа позволяет производить обследование пациента в текущем и в реальном времени, поэтому может быть рекомендован при текущем мониторинге общего состояния организма, при профилактическом обследовании общего состояния молодых людей в школах и иных учебных заведениях, спортивных секциях и клубах.
Литература
1. Кушаковский М.С., Журавлёва Н.Б. Аритмии и блокады сердца (атлас электрокардиограмм).- Л.: Медицина. 1981.- 340 с.
2. Кузнецов АА. // Циклы. Матер. IV межд. конф., Ч. 1, Сев.-Кав. ГТУ. Ставрополь, 2002.- С. 185-190.
3. Яблучанский Н.И. и др. Основы клинического применения вариабельности сердечного ритма // Progress in biomedical research, 1998.
4. Баевский Р.М. и др. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе.- М.: Наука. 1984.-221 с.
5. Кавасма РА. и др. // ВНМТ.- 2005.- Т. XII, № 3^.-С.30-33.
6. Плеханов А.А. и др. Описание программного комплекса САДР // Мат-лы Всерос. научно-техн. конф.- Владимир. 2005.
7. Новицкий П.В., Зограф ИА. Оценка погрешностей результатов измерений.- Л.: Энергоатомиздат, 1991.- 304 с.
8. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения.- Т. II.- М.: Мир, 1971.- 288 с.
9. Кузнецов АА. Биофизика: Учеб. пособие.- Т. 1.- Владимир: Владим. гос. ун-т, 1998.-136 с
INTERQUANTILE ANALYSIS METHOD OF THE RR-INTERVALOGRAMS
A.V. ARDASHEV, R.A. KAVASMA, A.A. KUZNETSOV, A.A. PLEHANOV, V.V. CHEPENKO
Summary
For research of the RR- intervalograms the interquantile (IQ) analysis method is offered. The method includes the statistical, spectral and nonlinear analysis of time series, allows to carry out rhythmgrams certification on phase components with their subsequent analysis.
Key words: interquantile method, RR- intervalogram
УДК 616-008. 6
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНДОГЕННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
А. А. СОЛОМАХА*
В медицинской литературе в течение длительного времени понятие о самоотравлении организма ядовитыми веществами, образующихся из-за нарушений обмена веществ, называлось аутоинтоксикацией [14, 15]. И. В. Давыдовский в монографии «Учение об инфекции» (1956) высказал тезис о преобладании эндогенной, или аутоинфекции, над экзогенной. Большой вклад в развитие учения об аутоинтоксикации внесли многие отечественные исследователи, в том числе и наиболее выдающиеся: И. В. Давыдовский, В. А. Энгельгардт, Д. С. Саркисов, Ю. А. Владимиров, М. И. Кузин, Ю. М. Лопухин, В. К. Гостищев, а также зарубежные авторы: G. Abouna, D. Allen, Y. Burnet, M. Muller, E. H. Starling и другие. В 1979 г. М. А. Уманский, Л. Б. Пинчук, В. Г. Пинчук обобщили сведения об аутоинтоксикациях в монографии «Синдром эндогенной интоксикации». Таким образом, понятие об аутоинтоксикации трансформировалось в «синдром эндогенной интоксикации»[14].
Медицинская проблема эндогенной интоксикации (ЭИ) в хирургии является актуальной и сегодня, несмотря на достаточное число исследований и публикаций в этой области. Это объясняется тем, что тенденции к стабилизации или снижению частоты гнойно-воспалительных заболеваний (ГВЗ), осложнений послеоперационного периода, риска возникновения внутрибольничной инфекции (ВБИ) в последние годы не наблюдается [3]. Поэтому продолжение изучения теоретических, клинических, экспериментальных вопросов ЭИ в аспекте диалектического взаимодействия микро- и макроорганизма, влияния токсинов на кроветворную ткань и органы, является насущной задачей медицины. Целесо-
* Пензенская областная клиническая больница им. Н. Н. Бурденко
