Диссертация (1025404), страница 16
Текст из файла (страница 16)
При такой частоте дискретизации пятиминутные сигналы ВСРформировали ВР порядка 3000 отчетов. На Рис. 4.1 представлен примеринтерполяции реального сигнала ВСР. На графике точками обозначеныисходный ряд до проведения интерполяции.Рис. 4.1. Интерполированный сигнал ВСР практически здорового пациентаСледующим шагом анализа реальных ВР сигналов ВСР определениевременныхокондляполучениямультифрактальныхоценок.4.1.2 Временные окна для анализа реальных сигналов ВСРПри проведении анализа ВР ВСР традиционно, на основе международныхи отечественных рекомендаций, разделяются на следующие частотныедиапазоны [219]:HF-диапазон 0,16-0,4 Гц –высокие частоты;LF-диапазон 0,05-0,15 Гц – низкие частоты;103VLF-диапазон 0,003-0,04 Гц – очень низкие частоты;ULF-диапазон –ультранизкие частоты (с периодом колебаний более 5минут для длинных записей).В соответствии с представленными выше диапазонами при проведениимультифрактального анализа определялись границы временных окон: HF – (2,5–6,5) сек, LF – (6,5-25) сек, VLF – (25-300) сек, также рассматривался масштабполного частотного диапазона ВСР T – (2,5-300) сек.
Для каждого пациента былиполучены ширины мультифрактального спектра в выбранных диапазонах.Описанные выше диапазоны связаны многочисленными обратнымисвязями с различными механизмами этих связей, принадлежащими широкомукругу систем организма.HF-диапазон наиболее часто описывают как эффект респираторнойсинусовой аритмии [186]. Кроме дыхания изменения HF-диапазона объясняютсяразличными причинами, связанными как с активацией парасимпатическогоотдела ВНС (ПСНС), так и нейрорефлекторными влияниями, а также сгемодинамическими и эндокринно-метаболическими процессами [193].Существует несколько гипотез генерации LF-диапазона. Основнаягипотеза происхождения LF флуктуаций в динамике сигналов ВСР базируетсяна ритмических изменениях в импульсной активности симпатических нервныхволокон ВНС (СНС), идущих к сердцу и сосудам [193].
Другая гипотезарассматривает связь активности LF-диапазона с регуляцией нейровегетативныхи нейрогормональных центров ЦНС [102].VLF-диапазон (очень медленные колебания) имеет сложную и несколькопротиворечивую интерпретацию в разных источниках из-за многообразныхсвязей с температурными, обменными, гормональными, и вегетативнымиреакциями в организме. Ряд авторов считает, что VLF-диапазон можнорассматривать в качестве оценки церебральной симпатико-адреналовой(эрготропной) активации [174,215].По рекомендациям российских и евро-американских экспертов VLFанализируется во временном диапазоне от 30 секунд до 5 минут при длинных104записях [48,117]. Однако в нашем случае при анализе кратковременныхпятиминутных сигналов могут рассматриваются флуктуации не более 100 сек,так как верхняя граница применимости метода мультифрактального анализаограничиваются правилом [N/3] по отношению к длине ряда [70].Анализ флуктуаций ULF-диапазона в нашем случае не применим, так каквыделение диапазона частот столь большого периода невозможно длякратковременных сигналов ВСР длиной порядка 300 сек.4.1.3.
Возможности мультифрактального анализа для оценки сигналоввариабельности сердечного ритмаДля вычисления мультифрактальных оценок использовались результатыисследований сигнала ВСР 20 относительно здоровых добровольцев, которыепроводились при выполнении пассивной антиортостатической пробы длясостоянияфункциональногопокоя(состояниеF)ивсостоянииантиортостоаической нагрузки (состояние А) в течение 5 минут.Перед получением мультифрактальных оценок временных рядов ВСР всеисследуемые временные ряды ВСР интерполировались с постоянным шагом сприменением кубических сплайнов [123, 124, 128].В Таблицах 9-11 представлены результаты мультифрактальных оценокизвестных (описанных в первой главе) физиологических диапазонов ВСР длягруппы относительно здоровых пациентов.105Таблица 9.Мультифрактальные оценки сигнала ВСР LF-диапазона№1234567891011121314151617181920AFW0,4930,2820,3690,4120,4680,6270,5420,7300,7290,7250,7250,2461,2650,4580,5350,0910,3451,2291,4620,3220,1420,1920,5060,1880,4380,4300,2320,1360,3280,4290,4290,2580,4160,1120,0220,0570,8130,3720,3770,1940,2210,2510,5620,2950,5850,5510,3510,2790,4680,5600,5600,2830,6170,2220,3070,0750,8390,6530,8520,280W0,7260,9421,1430,3201,4760,7861,0981,2090,7241,5331,5330,8631,0660,6750,6801,8581,1201,6691,7690,2250,2230,0610,5380,1830,1990,5670,5980,2540,5360,0760,0760,6110,4000,0940,0680,0030,2690,1180,1790,2130,3090,4490,9610,2451,0420,7580,8380,9750,7501,0601,0600,7950,5840,1660,2120,1161,2170,8771,0680,2670,615±0,144 0,292±0,034 0,428±0,039 1,010±0,232 0,213±0,068 0,621±0,103Согласно данным представленным в Таблице 9 средние значения по группеотносительно здоровых добровольцев для диапазона LF <W>F=0,615±0,144;<W>A=1,010±0,232; <H0>F=0,292±0,034; <H0>A=0,213±0,068; <H2>F=0,428±0,039;<H2>A=0,621±0,103.
Исходя из этих оценок и парного критерия Стьюдента приα=0,05 [145] можно сделать вывод о существенной значимости отличия оценокW и H2 в состоянии F и A.106Таблица 10.Мультифрактальные оценки сигнала ВСР VLF-диапазона№1234567891011121314151617181920AFW0,0600,0960,3720,2190,4980,2140,3020,1160,1210,2150,2150,1270,0540,0860,8970,0260,5300,3190,1670,1820,239±0,1440,0780,0460,0040,0270,0420,0920,2290,1340,1800,0510,0510,0900,0260,0340,1820,0090,0370,0850,0350,1500,066±0,008W0,0900,0570,0380,0500,0660,7510,1130,2930,0930,3430,0340,1110,0800,0830,0490,0670,1580,6790,0090,2630,1470,2940,1080,1750,3130,4120,0240,1410,1590,5770,0190,1960,2000,2260,1120,1690,1061,0800,1160,5290,1061,0800,1160,5290,1170,2790,1370,2090,0380,0360,0180,0250,0520,1030,0240,0440,1800,3480,0390,1230,0030,1960,0020,0440,1940,6250,1680,3160,1590,6180,0180,1530,0730,4360,0080,1460,1930,1040,1190,1420,129±0,007 0,453±0,085 0,077±0,009 0,208±0,023Согласно данным представленным в Таблице 10, средние значения погруппеотносительноздоровыхдобровольцевдлядиапазонаLF<W>F=0,239±0,144; <W>A=0,453±0,085; <H0>F=0,066±0,008; <H0>A=0,077±0,009;<H2>F=0,129±0,007; <H2>A=0,208±0,023.
Исходя из этих оценок и парногокритерия Стьюдента при α=0,05 [145] можно сделать вывод о существеннойзначимости отличия оценок W и H2 в состоянии F и A.107Таблица 11.Мультифрактальные оценки сигнала ВСР T-диапазона№1234567891011121314151617181920AFW0,4500,4060,5350,4190,5390,4900,5130,6290,5580,6230,6230,3550,7800,4240,9060,3420,5430,7760,8330,4930,584±0,035±0,0350,2550,2230,2990,2210,2900,3650,3210,1780,3140,2820,2820,2090,2160,1860,0360,0330,4220,3010,1810,2380,238±0,012W0,3480,5370,2510,3660,2940,9530,0530,5080,4180,8850,2920,6150,2990,3650,1950,2630,4211,3810,0850,6690,4630,6300,4020,5700,4520,7720,3400,5690,2950,8950,1240,5940,4220,6250,3610,5200,4131,8020,0010,7500,4131,8020,0010,7500,2760,5710,4160,5340,4440,7030,2370,4170,2730,4830,1650,2430,3300,6970,0780,2510,0821,1240,0090,1220,5621,0430,2040,7470,4811,2310,0230,6130,4911,0950,0100,6290,3460,3630,2510,3290,378±0,011 0,848±0,130 0,169±0,025 0,489±0,025Согласно данным представленным в Таблице 11 средние значения погруппеотносительноздоровыхдобровольцевдлядиапазонаT<W>F=0,584±0,035; <W>A=0,848±0,130; <H0>F=0,238±0,012; <H0>A=0,169±0,025;<H2>F=0,378±0,011; <H2>A=0,489±0,025.
Исходя из этих оценок и парногокритерия Стьюдента при α=0,05 [145] можно сделать вывод о существеннойзначимости отличия оценок W и H2 в состоянии F и A.Полученные результаты, представленные в Таблицах 9-11 позволяютсделать вывод, что оценки мультифрактальных показателей в диапазонах LF,VLF, T имеют существенные (более СКО) различия, это дает возможностьмониторировать изменения функционального состояния пациентов с помощьюпараметров W и H2.1084.2.
Возможности мультифрактального анализа для оценки сигналовсобственного электромагнитного излучения головного мозгаИзвестно, что собственное электромагнитное излучение головного мозгаявляется следствием теплового броуновского движения. Поэтому представляетинтерес для оценки информационных характеристик использовать методынелинейной динамики, основанные на концепции дробного броуновскогодвижения, а именно теорию мультифрактального формализма [14-16, 129, 130,125].Радиофизический комплекс обеспечивает в режиме реального времениизмерение собственного электромагнитного излучения головного мозга ивариабельности сердечного ритма.Процедура функциональных исследований с помощью этого комплекса всилу его технологических особенностей, определяемых ограниченным объемомэкранированной кабины, как правило, не превышает 15-30 минут.
Поэтомупрежде, чем применить метод мультифрактального флуктуационного анализа(MFDFA)дляоценкиинформационныххарактеристикуказанныхбиомедицинских сигналов, необходимо оценивать фрактальность формируемыхвременных рядов (ВР).В качестве исследуемого материала использованы данные, полученные вСвердловском областном клиническом психоневрологическом госпитале дляветеранов войн (г. Екатеринбург) при исследовании практически здоровыхпациентов-добровольцев(20человек).ДлявычисленияизмененийHиспользуются ВР исследований, которые проводились в двух функциональныхсостояниях: фон (Hf) и при выполнении пассивной антиортостатической пробы(Ha).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
