Record Details

The peculiarities of short-term electrocardiogram heart rate variability analysis

Translational Medicine

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title The peculiarities of short-term electrocardiogram heart rate variability analysis
Особенности анализа вариабельности ритма сердца по коротким записям электрокардиограмм человека
 
Creator Mikhail Bochkarev V.; Federal Almazov Medical Research Centre
L. Korostovtseva S.; Federal Almazov Medical Research Centre
A. Tataraidze B.; Moscow State Technical University n. a. N. E. Bauman
M. Alekhin D.; Moscow State Technical University n. a. N. E. Bauman
V. Nepran I.; Federal Almazov Medical Research Centre
A. Semenov P.; Federal Almazov Medical Research Centre
Yury Sviryaev Vladimirovich; Federal Almazov Medical Research Centre
Михаил Бочкарёв Викторович; ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Людмила Коростовцева Сергеевна; ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Александр Татараидзе Бидзинович; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Максим Алёхин Дмитриевич; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Виктория Непран Игоревна; ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Андрей Семёнов Петрович; ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Юрий Свиряев Владимирович; ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
 
Subject вариабельность ритма сердца; высокочастотный спектр; продолжительность сна; короткие записи электрокардиограммы; heart rate variability; high frequency spectrum; sleep duration; short-term electrocardiogram
 
Description Objective: Within the project of the development of the algorithm for human heart rate variability (HRV) analysis we assessed the HRV parameters in an epidemiologic sample of healthy subjects in order to compose the database of short-term electrocardiograms (ECG) for further mathematical analysis. Design and methods: Altogether 101 subjects underwent short-term ECG registration by a portable 12-channel monitor “Kardiotekhnika-04-3R (M)" (“Inkart", Russia) and portable cardiorespiratory polysomnographic system “Embletta Gold" (Embla, Natus, USA). A modified active orthostatic test was used and ECG was registered for 7 minutes in the sitting position (phase 1), 7 minutes - upright (phase 2) and 10 minutes - again in the sitting position (phase 3). Results. Correlation analysis showed a negative relation between age and frequency HRV indices: HF (rs = -0,239, р = 0,034), LF (rs = -0,385, р < 0,001) and VLF (rs = -0,242, р = 0,033). Subgroup analysis (in the group of students) demonstrated a positive correlation between mean sleep duration and HRV parameters: LF from the full ECG recording (rs = 0,46; p = 0,037), during phase 1 (rs = 0,52; p = 0,015) and phase 2 (rs = 0,50; p = 0,021); VLF during phase 1 (rs = 0,46; p = 0,039) and phase 2 (rs = 0,55; p = 0,012) and HF during phase 2 (rs = 0,48; p = 0,027). Conclusions. While analyzing HRV additional parameters, such as sleep duration and quality before the study, should be considered along with the standard clinical and demographical indices. A modified active orthostatic test is characterized by the decrease of high-frequency spectrum and increased LF/HF ratio reflecting the elevated sympathetic activity. Increasing age is associated with the decrease of high frequency HTV indices.
Цель исследования. В рамках реализации проекта по разработке математически и физиологически корректного комплекса алгоритмов расчета оценок спектральных показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) человека с целью подготовки базы коротких записей ЭКГ для дальнейшей математической обработки была проведена оценка показателей ВСР в эпидемиологической выборке условно здоровых лиц и были определены пределы их нормальных колебаний. Материалы и методы. В исследование включен 101 обследуемый различного возраста. На базе сомнологической лаборатории ФГБУ «ФМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России участникам выполнена регистрация коротких записей ЭКГ с использованием портативного 12-канального монитора «Кардиотехника-04-3 Р (М)» (ЗАО «Инкарт», Россия) и портативной кардиореспираторной полисомнографической системы «Эмблетта Голд» (Embla, Natus, США). Выполнялась модифицированная активная ортостатическая проба, в ходе которой ЭКГ регистрировалась в течение 7 минут в положении сидя (фаза 1), в течение 7 минут в положении стоя (фаза 2) и в течение 10 минут после возвращения в исходное положение (фаза 3). Результаты. По результатам корреляционного анализа за весь период записи статистически значимая обратная связь слабой силы выявлена между показателями возраста и частотными характеристиками ВСР: HF (rs = -0,239, р = 0,034), LF (rs = -0,385, р < 0,001) и VLF (rs = -0,242, р = 0,033). При оценке взаимосвязей внутри подгруппы студентов выявлена положительная взаимосвязь между средней продолжительностью сна и показателями ВСР - LF по всей записи (rs = 0,46; p = 0,037), в первую (rs = 0,52; p = 0,015) и во вторую (rs = 0,50; p = 0,021) фазы эксперимента; VLF в первую (rs = 0,46; p = 0,039) и во вторую (rs = 0,55; p = 0,012) фазы эксперимента и HF во вторую фазу эксперимента (rs = 0,48; p = 0,027). Выводы. При проведении анализа ВСР необходимо учитывать не только стандартные клинико-демографические показатели, но также среднюю продолжительность сна и его качество накануне обследования. Особенности вегетативной регуляции и показателей ВСР в группах условно здоровых лиц различного возраста при применении модифицированной активной ортостатической пробы заключаются в относительном повышении активности симпатического отдела нервной системы, что отражается в снижении показателей высокочастотного спектра и повышении величины отношения LF/HF. С возрастом происходит снижение показателей высокочастотного спектра ВСР.
 
Publisher Federal Almazov North-West Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia
 
Date 2016-12-23
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/62
 
Source Translational Medicine; № 2-3 (2015); 8-17
Трансляционная медицина; № 2-3 (2015); 8-17
2410-5155
2311-4495
 
Language rus
 
Relation http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/62/63
Баевский Р. М., Иванов Г. Г., Чирейкин Л. В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации). Вестник аритмологии. 2001;24:65-87. [Bayevsky RM, Ivanov GG, Chireykin LV et al. Analysis of heart rhythm variability in different electrocardiograph systems (guidelines). Vestnik aritmologii. 2001;24:65-87.] [In Russian].
Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology (Membership of the Task Force listed in the Appendix). European Heart Journal. 1996;17:354-381.
Kraus U, Schneider A, Breitner S et al. Individual daytime noise exposure during routine activities and heart rate variability in adults: a repeated measures study. Environ. Health Perspect. 2013;121:607-612.
Ардашев А. В., Лоскутов А. Ю. Практические аспекты современных методов анализа вариабельности сердечного ритма. М.: ИД «МЕДПРАКТИКА-М», 2010. 125 с. [Ardashev A. V., Loskutov A. Y. Practical issues of modern methods of heart rate variability analysis. Moscow: ID “MEDPRAKTIKA-M”, 2010. 125 p.] [In Russian].
Melillo P., Bracale M., Pecchia L. Nonlinear heart rate variability features for real-life stress detection. Case study: students under stress due to university examination. Biomed. Eng. Online. 2011;10:96. doi:10.1186/1475-925X-10-96
Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения. Иваново, 2000. 200 с. [Mikhailov V. M. Heart rate variability. An experience of practical use. Ivanovo, 2000. 200 p.] [In Russian].
Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology: Heart rate variability, standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation. 1996;93:1043-1065.
Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K. et al. 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension: the Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). J. Hypertens. 2013;31(7):281-357.
Дубинина Е.А., Коростовцева Л. С., Ротарь О. П. и др. Взаимосвязь субъективных нарушений сна и эмоциональных жалоб (результаты скрининга в репрезентативной выборке взрослых жителей Санкт-Петербурга). Артериальная гипертензия. 2014;20(4):269-279. [Dubinina EA, Korostovtseva LS, Rotar OP et al. The association between self-reported sleep disorders and emotional complaints: the results of the screening study in adult St Petersburg citizens Arterial’naya Gipertenziya = Arterial Hypertension. 2014;20(4):269-279.] [In Russian].
Kripke D. F., Garfinkel L, Wingard D. L. et al. Mortality associated with sleep duration and insomnia//Arch. Gen. Psychiatry. 2002;59(2):131-136.
Карпенко Ю. Д. Изучение зависимости вариабельности cердечного ритма от факторов внутренней и внешней среды.Фундаментальные исследования. 2011;10:619-623. [Karpenko YD. Research of heartbeat variability and different environment characteristics dependence//Fundamental studies. 2011;10:619-623.] [In Russian].
Kautzner J, St’oviček P, Anger Z, Savlikova J, Malik M. Utility of short-term heart rate variability for prediction of sudden cardiac death after acute myocardial infarction//Acta Univ. Palacki. Olomuc., Fac. Med. 1998;141:69-73.
Dekker JM, Schouten EG, Klootwijk P, Pool J, Swenne CA, Kromhout D. Heart rate variability from short electrocardiographic recordings predicts mortality from all causes in middle-aged and elderly men//Am. J. Epidemiol. 1997;145 (10):899-908.
Звартау Н. Э. Метаболические и нейрогуморальные изменения у больных с ожирением, артериальной гипертензией и синдромом обструктивного апноэ/гипопноэ во сне. Автореф.. канд. мед. н. СПб., 2005. 20 с. [Zvartau NE Metabolic and neurohumoral changes in hypertensive, obese patients with obstructive sleep apnea syndrome. PhD thesis. St Petersburg, 2005. 20 p.] [In Russian].
Glos M, Fietze I, Blau A, Baumann G, Penzel T. Cardiac autonomic modulation and sleepiness: physiological consequences of sleep deprivation due to 40 h of prolonged wakefulness//Physiol Behav. 2014;125:45-53. doi: 10.1016/j.physbeh.2013.11.011.
Chouchou F, Pichot V, Pépin JL et al.; PROOF Study Group. Sympathetic overactivity due to sleep fragmentation is associated with elevated diurnal systolic blood pressure in healthy elderly subjects: the PROOF-SYNAPSE study. Eur Heart J. 2013;34 (28):2122-2131, 2131a. doi: 10.1093/eurheartj/eht208.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).