Vấn đề ước lượng phổ công suất trong ứng dụng phân tích biến đổi nhịp tim

The European Physical Journal Special Topics - Tập 232 - Trang 615-624 - 2023
Yurii M. Ishbulatov1,2,3, Vladimir I. Gridnev3, Vladimir I. Ponomarenko1,2, Dmitry M. Ezhov1, Mikhail D. Prokhorov1,2, Anton R. Kiselev4, Anatoly S. Karavaev1,2,3
1Institute of Physics, Saratov State University, Saratov, Russia
2Laboratory of Modelling in Nonlinear Dynamics, Saratov Branch of the Institute of Radio Engineering and Electronics of Russian Academy of Sciences, Saratov, Russia
3Research Institute of Cardiology, Saratov State Medical University, Saratov, Russia
4Coordinating Center for Fundamental Research, National Medical Research Center for Therapy and Preventive Medicine, Moscow, Russia

Tóm tắt

Chúng tôi đã điều tra cách các tham số của phân tích phổ ảnh hưởng đến độ lệch chuẩn và sai số của ước lượng các chỉ số nổi tiếng về biến đổi nhịp tim. Chúng tôi đã so sánh biến đổi Fourier không tham số với phương pháp tham số dựa trên các mô hình hồi quy tự động. Chúng tôi cũng đã xem xét cách mà độ chính xác của ước lượng các chỉ số phụ thuộc vào việc lựa chọn hàm cửa sổ, thông số hóa phương pháp Bartlett và chiều dài của chuỗi thời gian. Đối với mỗi tập hợp tham số, chúng tôi đã tính toán độ nhạy và độ đặc hiệu của các chỉ số thu được khi chẩn đoán tăng huyết áp. Để tách biệt và điều tra các sai số do sự không chính xác của phân tích phổ gây ra, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu của mình sử dụng các mô hình toán học về biến đổi nhịp tim cho các đối tượng khỏe mạnh và bệnh nhân tăng huyết áp, trong đó giá trị đúng của các chỉ số phổ đã được biết. Kết quả thu được cho thấy rằng phân tích tín hiệu 20 phút, so với tín hiệu 5 phút, làm giảm đáng kể độ lệch chuẩn của các ước lượng và đồng thời tăng cả độ nhạy và độ đặc hiệu của chúng. Chúng tôi không tìm thấy lợi thế của việc sử dụng phương pháp tham số so với biến đổi Fourier. Chúng tôi đã chỉ ra rằng việc áp dụng hàm cửa sổ Hann và chuẩn hóa các chỉ số phổ làm giảm độ nhạy và độ đặc hiệu của chẩn đoán y tế.

Từ khóa

#biến đổi nhịp tim #phân tích phổ #độ lệch chuẩn #độ nhạy #độ đặc hiệu #tăng huyết áp #mô hình hồi quy tự động

Tài liệu tham khảo

Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Circulation (1996). https://doi.org/10.1161/01.CIR.93.5.1043 M.D. Prokhorov, A.S. Karavaev, Yu.M. Ishbulatov, V.I. Ponomarenko, A.R. Kiselev, J. Kurths, Phys. Rev. E (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.103.042404 D.L. Eckberg, Circulation (1997). https://doi.org/10.1161/01.CIR.96.9.3224 D.S. Goldstein, O. Bentho, M.Y. Park, Y. Sharabi, Exp. Physiol. (2011). https://doi.org/10.1113/expphysiol.2010.056259 G.A. Reyes del Paso, W. Langewitz, L.J. Mulder, A. van Roon, S. Duschek, Psychophysiology (2013). https://doi.org/10.1111/psyp.12027 M.J. Niemelä, K.E. Airaksinen, H.V. Huikuri, J. Am. Coll. Cardiol. (1994). https://doi.org/10.1016/0735-1097(94)90379-4 J.P. Singh, M.G. Larson, H. Tsuji, J.C. Evans, C.J. O’Donnell, D. Levy, Hypertension (1998). https://doi.org/10.1161/01.HYP.32.2.293 H. Tsuji, F.J. Venditti Jr., E.S. Manders, J.C. Evans, M.G. Larson, C.L. Feldman, D. Levy, Circulation (1994). https://doi.org/10.1161/01.CIR.90.2.878 A.J. Camm, C.M. Pratt, P.J. Schwartz, H.R. Al-Khalidi, M.J. Spyt, M.J. Holroyde, R. Karam, E.H. Sonnenblick, J.M. Brum, Circulation (2004). https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000117090.01718.2A D. Liao, C. Mercedes, G.W. Evans, W.E. Cascio, G. Heiss, Diabetes (2002). https://doi.org/10.2337/diabetes.51.12.3524 R.M. Carney, J.A. Blumenthal, K.E. Freedland, P.K. Stein, W.B. Howells, L.F. Berkman, L.L. Watkins, S.M. Czajkowski, J. Hayano, P.P. Domitrovich, A.S. Jaffe, Arch. Intern. Med. (2005). https://doi.org/10.1001/archinte.165.13.1486 M.T. La Rovere, G.D. Pinna, S.H. Hohnloser, F.I. Marcus, A. Mortara, R. Nohara, J.T. Bigger Jr., A.J. Camm, P.J. Schwartz, Circulation (2001). https://doi.org/10.1161/01.CIR.103.16.2072 S. Hillebrand, K.B. Gast, R. de Mutsert, C.A. Swenne, J.W. Jukema, S. Middeldorp, F.R. Rosendaal, O.M. Dekkers, EP Europace (2013). https://doi.org/10.1093/europace/eus341 J.M. Dekker, R.S. Crow, A.R. Folsom, P.J. Hannan, D. Liao, C.A. Swenne, E.G. Schouten, Circulation (2000). https://doi.org/10.1161/01.CIR.102.11.1239 V.N. Patel, B.R. Pierce, R.K. Bodapati, D.L. Brown, D.G. Ives, P.K. Stein, JACC Heart Fail. (2017). https://doi.org/10.1016/j.jchf.2016.12.015 P.K. Stein, J.I. Barzilay, P.H. Chaves, S.Q. Mistretta, P.P. Domitrovich, J.S. Gottdiener, M.W. Rich, R.E. Kleiger, J. Cardiovasc. Electrophysiol. (2008). https://doi.org/10.1111/j.1540-8167.2008.01232.x X. Gong, L. Huang, X. Liu, C. Li, X. Mao, W. Liu, X. Huang, H. Chu, Y. Wang, W. Wu, J. Lu, PLoS One (2016). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156628 A.R. Kiselev, E.I. Borovkova, V.A. Shvartz, V.V. Skazkina, A.S. Karavaev, M.D. Prokhorov, A.Y. Ispiryan, S.A. Mironov, O.L. Bockeria, Sci. Rep. (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-58196-z A.R. Kiselev, A.S. Karavaev, Blood Press. (2020). https://doi.org/10.1080/08037051.2019.1645586 A. Natarajan, A. Pantelopoulos, H. Emir-Farinas, P. Natarajan, Lancet (2020). https://doi.org/10.1016/S2589-7500(20)30246-6 A. Schäfer, J. Vagedes, Int. J. Cardiol. (2013). https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2012.03.119 A.S. Karavaev, A.S. Borovik, E.I. Borovkova, E.A. Orlova, M.A. Simonyan, V.I. Ponomarenko, V.V. Skazkina, V.I. Gridnev, B.P. Bezruchko, M.D. Prokhorov, A.R. Kiselev, Biophys. J. (2021). https://doi.org/10.1016/j.bpj.2021.05.020 R. Sassi, S. Cerutti, F. Lombardi, M. Malik, H.V. Huikuri, C.K. Peng, G. Schmidt, Y. Yamamoto, Europace (2015). https://doi.org/10.1093/europace/euv015 G. Vandewalle, B. Middleton, S.M. Rajaratnam, B.M. Stone, B. Thorleifsdottir, J. Arendt, D.J. Dijk, J. Sleep Res. (2007). https://doi.org/10.1111/j.1365-2869.2007.00581.x M. Reardon, M. Malik, Pacing Clin. Electrophysiol. (1996). https://doi.org/10.1111/j.1540-8159.1996.tb03241.x U. Zulfiqar, D.A. Jurivich, W. Gao, D.H. Singer, Am. J. Cardiol. (2010). https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2009.12.022 B.Q. Farah, A. Andrade-Lima, A.H. Germano-Soares, D.G.D. Christofaro, M.V.G. de Barros, W.L. do Prado, R.M. Ritti-Dias, Pediatr. Cardiol. (2018). https://doi.org/10.1007/s00246-017-1775-6 K. Howorka, J. Pumprla, P. Haber, J. Koller-Strametz, J. Mondrzyk, A. Schabmann, Cardiovasc. Res. (1997). https://doi.org/10.1016/s0008-6363(97)00040-0 G.U. Yule, Philos. Trans. R. Soc. Lond. Ser. A 226 (1927). https://doi.org/10.1098/rsta.1927.0007 G. Walker, Proc. R. Soc. Lond. Ser. A 131 (1931). https://doi.org/10.1098/rspa.1931.0069 R.H. Fagard, K. Stolarz, T. Kuznetsova, J. Seidlerov, V. Tikhonoff, T. Grodzicki, Y. Nikitin, J. Filipovsky, J. Peleska, E. Casiglia, L. Thijs, J.A. Staessen, K. Kawecka-Jaszcz, J. Hypertens. (2007). https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e3282efc1fe
Thông tin
Thông tin xuất bản

The European Physical Journal Special Topics

Tập 232

615-624

Thông tin tác giả