Fizjologiczne zjawisko asymetrii rytmu serca oraz jego wariancyjne i strukturalne deskryptory Jarosław Piskorski Uniwersytet Zielonogórski Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Wykres Poincaré

2500

RRn+1 [ms]

Zwolnienia RRn+1 > RRn RRn+1 = RRn

Przyspieszenia RRn+1 < RRn 250 250

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

RRn [ms]

2500

HRA

Wykres Poincaré

Piskorski J, Guzik P, Comp Met Sci Tech 2006

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Budowanie wykresu PP

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Konstrukcja podstawowych deskryptorów PP RR = ( RR1 , RR2 ,, RRn ),

RR n 1 = {RR1 , RR2 ,, RRn1} RR n = {RR2 , RR3 ,, RRn }

 RR n  RR n 1  SD12 = Var  , 2    RR n  RR n 1  SD22 = Var  , 2  

SDNN 2 =

1 ( SD12  SD22 ). 2

Guzik P, Piskorski J, Krauze T, Wykretowicz A, Wysocki H, Biomed Tech 2006 Piskorski J, Guzik P, Phys Meas 2007

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Konstrukcja podstawowych deskryptorów PP

Piskorski J, Guzik P, Phys Meas 2007

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Podstawowe obiekty PP

• • • •

Centroid Linia centroidu l1 Linia centroidu l2 Linia identyczności

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Podstawowe elementy PP

Piskorski J, Guzki P, Med Biol Eng Comp 2011

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Modyfikacja definicji SD1 Tradycyjnie wariancyjne deskryptory PP definiuje się względem centroidu, parametry SD1 i SDNN można jednak zdefiniowad względem fizjologicznie interpretowalnej linii identyczności 1 n 2 SD1 = ri , n i =1 2 I

1 2 SDNN = ( SD1I  SD 2 2 ) 2 2

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Modyfikacja definicji SD1

Guzik P, Piskorski J, Krauze T, Wykretowicz A, Wysocki H, Biomed Tech 2006 Piskorski J, Guzik P, Phys Meas 2007

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Modyfikacja definicji SD1 Tradycyjnie wariancyjne deskryptory PP definiuje się względem centroidu, parametry SD1 i SDNN można jednak zdefiniowad względem fizjologicznie interpretowalnej linii identyczności 1 n 2 SD1 = ri , n i =1 2 I

1 2 SDNN = ( SD1I  SD 2 2 ) 2 2

Ponieważ SD1 jest wariancją, a SD1I jest innym drugim momentem rozkładu punktów, zachodzi  = SD12I  SD12  0,

na przykład

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

 = 2,3  10 5 s 2

HRA

Linie centroidu i linia identyczności

Piskorski J, Guzik P, Phys Meas 2007

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Asymetria rytmu serca

Piskorski J, Guzik P, Phys Meas 2007

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Podział wariancji krótkoterminowej

Aby opisad widoczną na wykresach asymetrię dzielimy wariancję krótkoterminową (SD12) na części zależne oddzielnie od zwolnieo i przyspieszeo nd na   1 2  d 2  a 2 SD1 =  [ri ]  [rj ] ,  n  i =1 j =1 

n = nd  na  non.

SD12 = SD12d  SD12a , n

1 d d 2 2 SD1d = [ri ] , n i =1 ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

n

1 a a 2 2 SD1a = [ri ] . n i =1 HRA

Wartości względne Problem zmienności międzyosobniczej można rozwiązad definiując wielkości względne. Wielkości te można również traktowad jako jeden z parametrów kształtu wykresu PP

SD12d C1d = , 2 SD1

SD12a C1a = SD12

C1d  C1a = 1

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Wartości względne

Piskorski J, Guzik P, Phys Meas 2007

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Podział wariancji długoterminowej

Aby opisad zachowanie długoterminowe dzielimy wariancję długoterminową (SD22) na części zależne oddzielnie od zwolnieo i przyspieszeo nd na non N   1 1 2 || 2 || d 2 || a 2 || on 2 SD2 = rk ==  [ri ]  [r j ]  [rk ] ,  n k =1 n  i =1 j =1 k =1 

n = nd  na  non.

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Podział wariancji długo- i krótkoterminowej

Piskorski J, Guzki P, Med Biol Eng Comp 2011

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Definicja długoterminowych deskryptorów • Pomiędzy podziałem wariancji krótko- i długoterminowej jest non || on 2 oczywista różnica polegająca na obecności części 1/ni =1 [ri. ] • Wielkośd tej części zależy w bardzo dużym stopniu od rozdzielczości urządzenia pomiarowego. • Częśd związana z linią identyczności jest dzielona równo pomiędzy części związane z przyspieszeniami i zwolnieniami. SD 2 2 = SD 2 2d  SD 2 2a nd non na non     1 1 1 1 2 || d 2 || on 2  2 || a 2 || on 2  SD 2 d = [ri ]  [rj ] SD 2 a = [ri ]  [rj ]       n  i =1 2 j =1 n 2 i = 1 j = 1   

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Warości względne Podobnie jak poprzednio, dla usunięcia zmienności międzyosobniczej wprowadzamy wartości względne

SD22d C 2d = , 2 SD2

SD22a C 2a = , 2 SD2

C 2d  C 2a = 1.

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Formalny podział SDNN2 1 SDNN = ( SD12  SD22 ). 2 2

  1 2 2 2 2  SDNN 2 =  (SD 1  SD 1 )  ( SD 2  SD 2 ) a d da   2 SD12 SD2 2  

   1 2 2 2 2  =  (SD 1  SD 2 d)  (SD 1  SD 2 a) . d a 2  2 SDNNd2 2 SDNNa2  

ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

HRA

Formalny podział SDNN2 SDNN 2 = SDNN d2  SDNN a2

1 SDNN = SD12d  SD 2 2d 2









2 d

1 SDNN = SD12a  SD 2 2a 2 2 a

Cd  Ca = 1

SDNN d2 Cd  , 2 SDNN ECMTB, Gdaosk, 2011, 13.10.2011 Kraków Ontario, Canada ICE 2011, Kingston,

SDNN a2 Ca  SDNN 2 HRA

HRA – obserwacje Zmiennośd krótkoterminowa Wkład zwolnieo do zmienności krótkoterminowej

>

Wkład przyspieszeo do zmienności krótkoterminowej

Zmiennośd długoterminowa Wkład zwolnieo do zmienności długoterminowej