Спектральный метод анализа вср

Применение спектрального анализа позволяет количественно оценить влияние на работу сердца различных регуляторных систем. 

Выделяют три основных спектральных компонента, которые соответствуют колебаниям ритма сердца различной периодичности.

Выделяют высокочастотные (High Frequency — HF), низкочастотные (Low Frequency — LF) и очень низкочастотные (Very Low Frequency — VLF) компоненты, которые используются при кратковременной записи ЭКГ. Для длительных записей используют также дополнительные компоненты – ультранизкочастотные (Ultra Low Frequency (ULF)).

Согласно стандартам предлагаются следующие диапазоны частот: высокочастотный диапазон (дыхательные волны) - 0,4–0,15 Гц (2,5 – 6,5 сек); низкочастотный диапазон (медленные волны 1-го порядка) – 0,15–0,04 Гц (6,5 – 25 сек); очень низкочастотный диапазон (медленные волны 2-го порядка) – 0,04 –0,003 Гц (25 - 333 сек).

При спектральном анализе для каждого из компонентов вычисляют абсолютную суммарную мощность в диапазоне, среднюю мощность в диапазоне, значение максимальной гармоники и относительное значение в процентах от суммарной мощности во всех диапазонах

HF компонент связан с дыхательными движениями и отражает влияние на работу сердца блуждающего нерва.

LF компонент характеризует влияние на сердечный ритм как симпатического отдела, так и парасимпатического.

VLF и ULF компоненты отражают действие различных факторов, к которым относят, например, сосудистый тонус, систему терморегуляции и др.

На рис. 6 представлен графикспектральности плотности rr интервалов

Рис. 6. График спектральности плотности RR интервалов

Важными параметрами являются также TF – общая мощность спектра, индекс централизации IC (вычисляется по формуле (HF+LF)/VLF)) и индекс вагосимпатического взаимодействия LF/HF.

TF – позволяет оценить суммарную активности воздействий на ритм сердца вегетативной нервной системы.

LF/HF – характеризует баланс влияния на сердце парасимпатического и симпатического отделов.

Анализ вариабельности сердечного ритма позволяет оценивать общее состояние человека, выявлять адаптационные возможности организма, анализировать психоэмоциональное состояние. Вариабельность сердечного ритма может использоваться в терапевтической практике, может использоваться в донозологических исследованиях.

 ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА С ПОМОЩЬЮ ТАБЛИЧНОГО ПРОЦЕССОРА MSEXCEL

Задание 1. Расчет статистических характеристик динамического ряда кардиоинтервалов

Используйте математические и статистические функции табличного процессора MSExcel для расчета статистических характеристик ВСР во временной области

Технология выполнения задания

1. Создайте новый документ в табличном процессоре. Сохраните файл под названием .

2. Выделите ячейку А1.

3. Введите сокращенное название RR, мсеки нажмите клавишу <Enter>.

4. Начиная с ячейки А2 в столбец введите значения интервалов RR, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Значения RR интервалов

№	RR	№	RR	№	RR
1	750	21	898	41	992
2	752	22	976	42	906
3	757	23	914	43	1015
4	703	24	890	44	976
5	695	25	968	45	851
6	734	26	796	46	773
7	1101	27	789	47	742
8	960	28	703	48	781
9	921	29	687	49	1015
10	898	30	640	50	929
11	859	31	734	51	984
12	804	32	1000	52	890
13	734	33	867	53	812
14	671	34	921	54	812
15	640	35	750	55	820
16	679	36	757	56	828
17	859	37	750	57	1125
18	945	38	718	58	781
19	1023	39	1085	59	804
20	953	40	1054	60	902

5. В ячейку В1 введите сокращенное название RR i+1.

6. В столбце В необходимо получить значения ряда RR интервалов, смещенные на единицу. Для этого в ячейку В2 введите =А3. Обратите внимание, что имена ячеек вводятся латинскими буквами. Нажмите кнопку OK. В ячейке В2 появится результат - RR интервал, соответствующий адресу A3. Далее воспользуйтесь автозаполнением: маркер заполнения протащите до ячейки В60.

7. Для дальнейшего расчета показателей необходимо найти различие по модулю между смежными RR-интервалами. С этой целью в ячейке С2 вставьте функцию =ABS(B2-A2). Нажмите клавишу <Enter>. В ячейке С2 появится результат. Далее вновь воспользуйтесь автозаполнением: маркер заполнения протащите до ячейки С60.

Рис.7. Расчет различия по модулю между смежными RR-интервалами.

8. Далее в ячейки Е2:Е11 последовательно введите название рассчитываемых показателей:Средняя величина RR, мс; Дисперсия; СКО (SDNN), мс; RRmax, мс; RRmin, мс; Вариационный размах, мс; Коэффициент вариации, %; RMSSD; pNN50, %; Число RR интервалов.

В ячейку F2 введите текст Норма и укажите норму рядом с СКО (SDNN) – 30-100 мс, рядом с коэффициентом вариации – 3-12 % и ячейкой RMSSD – 20-50 мс (рис.8).

Рис.8. Фрагмент оформления таблицы с названием и нормой рассчитываемых показателей.

9. В ячейку G2 вставьте функцию и диапазон значений =СРЗНАЧ(A2:A61);

в ячейку G3 =ДИСП(A2:A61);

в ячейку G4 =СТАНДОТКЛОН(A2:A61);

G5 =МАКС(A2:A61);

G6 =МИН(A2:A61);

G7 =G5-G6;

G8 =G4*100/G2;

G9 =КОРЕНЬ(СУММКВРАЗН(A2:A60;A3:A61))/(G11-1);

G10 =СЧЁТЕСЛИ(C2:C60;">50")*100/G11;

G11 =СЧЁТ(A2:A61).

10. В ячейках G2:G11 появятся рассчиттерваланные значения изучаемых показателей (рис. 9).

11. Проанализируйте полученные показатели, сравните с нормой и сделайте вывод об особенностях регуляции сердечного ритма в данной клинической ситуации.

Рис. 9. Рассчитанные значения статистических характеристик динамического ряда кардиоинтервалов после ввода функций и формул.

Задание 2. Построение гистограммы кардиоинтервалов (геометрический метод анализа ВСР).

Используйте геометрические методы для анализа ВСР.

Технология выполнения задания

1. В ячейку Е13 введите текст интервалы гистограммы.

2. Поскольку минимальное значение RR интервалов 640 мс, максимальное – 1125 мс, число RR интервалов – 60 (менее 100), то ширина интервала выбирается фиксированно – 50 мс (0,05с) от 600 до 1200 мс. В результате все кардиоинтервалы будут учтены в этом диапазоне с шагом 50 мс.

3. В ячейки Е14:Е26 последовательно введите величины 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200.

4. На вкладке Данныенажмите кнопкуАнализ данных. Среди категорий инструментов анализа выберитеГистограмма(рис.10). Нажмите кнопку OK.

5. В диалоговом окне Гистограмма в категории входной интервал укажите диапазон ячеек. Для этого выделите мышью ячейки А2:А61. В категории интервал карманов укажите диапазон Е14:Е26. Выходной интервал укажите I2. Поставьте галочку в рубрике Вывод графика (рис.11).Нажмите кнопку OK.

Рис.10. Вызов инструмента анализа данных Гистограмма.

Рис.11. Ввод параметров гистограммы.

6. В ячейку I2 будут вставлены результаты расчета и рядом – гистограмма кардиоинтервалов.

7. Отредактируйте интервалы в ячейках I3:I14, название гистограммы, как представлено на рис.12.

Рис.12. Результаты расчета и график инструмента анализа Гистограмма.

8. В ячейке К2 введите знак %. В ячейку К3 вставьте формулу расчета относительно доли числа кардиоинтервалов в диапазоне 600-650 мс =J3/60*100. Нажмите Enter.

9. Далее воспользуйтесь автозаполнением: маркер заполнения протащите до ячейкиK14.

10. Проанализируйте гистограмму кардиоинтервалов: укажите модальный интервал, форму гистограммы, ее симметричность.

Постройте скатерограмму для анализа ритмичности деятельности сердца. Для этого выделите диапазон ячеек А2:В61. На вкладке Вставка выберите среди диаграмм гистограмму Точечная с маркерами. Появится прямоугольная область с гистограммой. Удалите легенду. Добавьте название диаграммы: Макет > Название диаграммы > Над диаграммой):Скатерограмма. Оформите название горизонтальной (RR) и вертикальной (RRi+1) осей, выделив диаграмму и выбрав последовательность команд Макет > Названия осей.

11. Далее на вкладке Макет в группе Анализ щелкните по кнопке Линия тренда и выберите Дополнительные параметры линии тренда. Среди параметров линии тренда выберите Линейная (рис. 13). Далее перейдите в диалоговом окне Формат линии тренда на закладку Цвет линии и выберите Сплошная линия, цвет – красный. Нажмите кнопку Закрыть. Скатерограмма приобретет вид, представленный на рис.14.

Рис. 13. Оформление параметров линии тренда.

Рис.14. Вид скатерограммы кардиоинтервалов.

12. Проанализируйте форму скатерограммы и сделайте вывод о ритмической деятельности сердца.

Задание 3. Оценка степени адаптации сердечно-сосудистой системы по вегетативным индексам.

Определите активность влияния парасимпатического и симпатического влияния вегетативных нервов на ритмическую деятельость сердца по вегетативным индексам

Технология выполнения задания

1. В ячейку Е27 введите название Вегетативные индексы. Далее в диапазон Е28:Е39 последовательно напечатайте названия ячеек:

• Нижняя граница модального интервала (в который попадает максимальное число R-R)

• Частота в модальном интервале

• Частота в предыдущем интервале

• Частота в последующем интервале

• Мода

• Амплитуда моды

• Вариационный размах

• Отношение максимума к минимуму

• Стресс-индекс (ИН)

• Индекс вегетативного равновесия (ИВР)

• Показатель адекватности регуляции (ПАПР)

• Вегетативный показатель ритма (ВПР)

2. На графике гистограммы кардиоинтервалов уточните нижнюю границу интервала, куда попадает наибольшее число кардиоциклов и введите значение (700) в ячейку F28. На той же гистограмме уточните число интервалом в модальном классе и введите значение (10) в ячейку F29, частоту интервалов в предыдущем интервале – в ячейку F30, в последующем интервале – в ячейку F31.

3. В ячейку F32 введите формулу расчета моды =F28+((F29-F30)*50)/((F29-F30)+F29-F31), F33 – амплитуду моды (16,7), которую уточнить в таблице интервального ряда (диапазон I2K14)как относительную долю числа интервалов в %, которая соответствуют модальному классу.

4. В ячейку F34 перенесите значение вариационного размаха, набрав =G7.

5. В ячейку F35 наберите =G5/G6, в ячейку F36 =F33/(2*F32*10^(-6)*F34), F37 =F33/F34*1000, F38 =F33/F32*1000, F39 =1/(F32*F34)*1000000.

6. В ячейку G27 наберите слово Норма и введите в диапазон G32:G39 нормальные диапазоны показателей: G32 760-840, G33 42,1-43,9, G34 150-300, G36 70-150, G37 100-350, G38 35-70, G 39 710-930.

7. Результаты расчетов вегетативных представлены на рис.15.

Рис.15. Результаты расчета вегетативных индексов

8. Проанализируйте полученные результаты расчета, сравните с нормой, сделайте вывод об особенностях регуляции сердечного ритма.

Задание 4. Анализ вариабельности сердечного ритма по заданным значениям.

1. Введите нижеприведенные значения RR-интервалов в область А2:А6 (табл. 2).

Таблица 2

Заданные значенияRR интервалов

№	RR	№	RR	№	RR
1	810	21	1029	41	1138
2	823	22	970	42	1071
3	818	23	954	43	978
4	759	24	987	44	996
5	751	25	961	45	1054
6	793	26	1045	46	919
7	1189	27	860	47	835
8	1037	28	1052	48	801
9	1021	29	759	49	843
10	970	30	742	50	1096
11	928	31	691	51	1003
12	828	32	693	52	563
13	645	33	1080	53	961
14	725	34	1136	54	877
15	691	35	995	55	677
16	733	36	810	56	886
17	1028	37	818	57	594
18	1021	38	1010	58	1215
19	905	39	775	59	843
20	829	40	1172	60	968

2. После введения последней цифры нажмитеEnterи проанализируйте полученные результаты в отчетах и графиках.