Виртуальный прибор для оценки спектральной энтропии сердечного ритма

С.А. Останин, Е.В. Филатова

Аннотация


Описан виртуальный прибор для количественной оценки хаотичности сердечного ритма, построенный на платформе визуального программирования LabView. В качестве меры хаотичности сердечного ритма предложено использовать спектральную энтропию упорядоченной последовательности интервалов времени между RR-интервалами. Спектральная энтропия определена как модифицированная информационная энтропия Шеннона: в качестве плотности распределения вероятностей использована спектральная плотность мощности. Использование спектральной плотности мощности позволяет не решать проблему выбора ширины интервала при построении плотности распределения вероятности. Приведены блок-диаграммы виртуального прибора для оценки спектральной энтропии интервалограмм и результаты клинических испытаний. Экспериментально установлено, что у пациентов с нормальным синусовым ритмом значение спектральной энтропии соответствует Нср = 2.8, а с суправентикулярной аритмией — Нср = 3.1. Статистическая значимость отличия спектральных энтропий установлена в соответствии с t-критерием Стьюдента. Выполнен корреляционный анализ площади эллипса скаттерограммы и предложенной меры хаотичности — спектральной энтропии RR-интервалограмм. Корреляционный анализ показал, что спектральная энтропия интервалограммы линейно не связана с традиционной характеристикой ритма сердца — площадью эллипса скаттерограммы и может быть использована в качестве независимого параметра хаотичности сердечного ритма.

DOI 10.14258/izvasu(2016)1-07


Ключевые слова


вариабельность сердечного ритма; параметры хаотичности; LabView; спектральная энтропия

Полный текст:

PDF

Литература


Shen M.J., Zipes D.P. Role of the autonomic nervous system in modulating cardiac arrhythmias//Circulation Research. From Krannert Institute of Cardiology, Department of Medicine, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN. -2014. -Vol. 114 (6).

Marek M. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use//European Heart Journal. American Heart Association Inc.; European Society of Cardiology. U.K. -1996. -Vol. 17.

Da Silva V.P., de Oliveira N.A., Silveira H., Mello R.G., Deslandes A.C. Heart rate variability indexes as a marker of chronic adaptation in athletes: a systematic review//Annals of Noninvasive Electrocardiology: the Official Journal of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology. Rio de Janeiro, Brazil. -2015. -Vol. 20 (2).

Koenig J., Jarczok M.N., Wasner M., Hillecke T.K., Thayer J.F. Heart rate variability and swimming//Sports Medicine. Auckland, (N.Z.). -2014. -Vol. 44 (10).

Brateanu A. Heart rate variability after myocardial infarction: what we know and what we still need to find out//Current Medical Research and Opinion. Cleveland Clinic Foundation, Cleveland, OH, USA. -2015. -Vol. 31 (10).

Jergensen R.M., Abildstram S.Z., Levitan J., Kobo R. Heart Rate Variability Density Analysis and Prediction of Long-Term Mortality after Acute Myocardial Infarction//Annals of Noninvasive Electrocardiology: the Official Journal of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology, Denmark. -2015. -Vol. 20.

Li X., Yu S., Chen H., Lu C., Zhang K., Li F. Cardiovascular autonomic function analysis using approximate entropy from 24-h heart rate variability and its frequency components in patients with type 2 diabetes//Journal of Diabetes Investigation. China. -2015. -Vol. 6 (2).

Doret M., Spilka J., Chudacek V., Gonsalves P., Abry P Fractal Analysis and Hurst Parameter for Intrapartum Fetal Heart Rate Variability Analysis: A Versatile Alternative to Frequency Bands and LF/HF Ratio//PloS ONE. Department of Obstetrics and Gynaecology. Bron, France. -2015. -Vol. 10 (8). e0136661 DOI: 10.1371/journal.pone.0136661

Yeh H.M., Chang Y.C., Lin C., Yeh C.H., Lee C.N. A new method to derive fetal heart rate from maternal abdominal electrocardiogram: monitoring fetal heart rate during cesarean section//PloS ONE. Department of Anesthesiology, National Taiwan University Hospital, Taipei, Taiwan. -2015. -Vol. 10 (2). e0117509 DOI: 10.1371/journal.pone.0117509

Brandle J., Preissl H., Draganova R., Ortiz E. Heart rate variability parameters and fetal movement complement fetal behavioral states detection via magnetography to monitor neurovegetative development//Frontiers in Human Neuroscience. University of Tuebingen Tuebingen, Germany. -2015. -Vol. 9.

Sammito S., Bockelmann I. Analysis of heart rate variability. Mathematical description and practical application//Herz. Bereich Arbeitsmedizin der Medizinischen Fakultat, Otto-von-Guericke-Universitat Magdeburg, Leipziger. -2015. -Vol. 40 (1).

Gao J., Hu J., Liu F., Cao Y. Multiscale entropy analysis of biological signals: a fundamental bi-scaling law//Frontiers in Computational Neuroscience. Guangxi University Nanning, China. -2015.

Akiyama T., Miyazaki T., Ito H., Nogami H. Comparable accuracy of micro-electromechanical blood flowmetry-based analysis vs. electrocardiography-based analysis in evaluating heart rate variability//Circulation Journal: Official Journal of the Japanese Circulation Society. -2015. -Vol. 79 (4).

Jeyhani V., Mahdiani S., Peltokangas M. Comparison of HRV parameters derived from photoplethysmography and electrocardiography signals//Conference Proceedings: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. -2015.

Баевский РМ., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации)//Вестник аритмологии. -2001. -№ 24.

Аль-Хулейди Н.А., Исаков РВ., Сушкова Л.Т. Распознавание аритмий с помощью искусственных нейронных сетей//Биомедицинская радиоэлектроника. -2012. -№ 6.

Немирко А.П., Манило Л.А., Калиниченко А.Н. Интеллектуальный анализ биомедицинских сигналов//Биотехносфера. -2012. -№ 2.

Останин С.А., Шайдук А.М. Количественная оценка сложности контура медицинских изображений//Журнал радиоэлектроники. -2013. -№ 2 . -URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb13/9/text.html

Общий ресурс сайта Physionet . -URL: http://www.physionet.org/physiobank/data-base/#ecg


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2017 Известия Алтайского государственного университета

Архив журнала с 1996 по 2016 гг. расположен на старой версии сайта по адресу: http://izvestia.asu.ru/ru/

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

ISSN 1561-9443; ISSN (Online) 1561-9451