CC BY
39
АНАЛИЗ ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ОТРЕЗКОВ СТАНДАРТНОЙ ЭКГ
А.К. Зотов, Т.Ю. Зотова, Ю.А. Ледовских
Кафедра общей патологии и патофизиологии РУДН Ул. Миклухо-Маклая, д. 8, Москва, 117198 Медицинский факультет
В работе проведен анализ вариабельности длительности отдельных отрезков стандартной ЭКГ в 12 отведениях у студентов медицинского факультета в покое и при физической нагрузке. Установлено изменение длительности отрезков после физической нагрузки при сохранении постоянства их вероятностного распределения. Полученные данные демонстрируют также принципиальную возможность существования различий в управлении вероятностным распределением отдельных отрезков ЭКГ.
Учитывая ведущую роль сердечно-сосудистой системы в сопряжении интенсивности клеточного метаболизма с поступлением в клетку кислорода и питательных веществ, очевиден интерес к организации вариабельности самого сердечного ритма [2]. Однако длительность отдельных отрезков ЭКГ, например интервалов Р<3, С?Т, является самостоятельным диагностическим критерием. Продолжая исследование именно в направлении анализа отдельного ЭКГ-сигнала, разбитого на соответствующие отрезки, в качестве цели исследования нами было выбрано направление изучения интеграционных воздействий при реализации временной организации отрезков отдельного ЭКГ-сигнала в 12 отведениях в покое и при физической нагрузке, анализируемых на основе определения энтропии. Кроме того, изучалось влияние пола, возраста, веса, ЧСС на формирование данных управляющих воздействий.
Материалы и методы. Регистрация стандартной ЭКГ на скорости 50 мм/с на аппарате Вюэег 8000 проведена у 16 студентов (мужчин — 7, женщин — 9). Методика маркировки отрезков ЭКГ представлена в табл. 1.
Таблица 1
Маркировка отрезков ЭКГ
Отрезок Его измерение
р соответствует длительности зубца Р
РО конец Р начало 0
(№5 соответствует комплексу СЖЗ
эт конец Б начало Т
Т соответствует зубцу Т
ТР конец Т начало Р следующего комплекса
Полученные данные обрабатывались статистически и на основе определения относительной энтропии (р 1п р) и коэффициента управления вероятностным разнообразием параметра Я [1, 3] как отдельных отрезков, так и всего ЭКГ комплекса в целом. Для .установления взаимосвязей использовался коэффициент корреляции Пирсона.
Полученные результаты. При анализе длительности отрезков ЭКГ в покое и при физической нагрузке, на наш взгляд, неожиданным оказалось участие временной организации ЭКГ сигнала в реализации адаптации к физической нагрузке. Кроме того, отмечалась как слабая (рис. 1), так и выраженная реакция в изменении длительности отрезков, однако наиболее часто изменялся отрезок ТР.
№17 после 30 приседаний
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Отведения
Рис. 1. Г рафики изменения длительности отдельных отрезков ЭКГ в покое и при физической нагрузке
Суммарные данные представлены в табл. 3.
Помимо собственно длительности отрезков, нами был проведен анализ их вероятностного распределения на основе изучения относительной энтропии [1,3]. Отмечено, что данный параметр остается в жестких рамках как в покое, так и при физической нагрузке (рис. 2). Анализ полученных данных позволяет утверждать, что предметом интегральных воздействий при формировании временной организации ЭЮ"-сигнала является не только сама величина параметра отрезка, но и его вероятностное распределение во времени, о чем свидетельствует сохранение диапазона распределения параметров (рис. 2).
Так как изменение длительности отрезков ЭКГ при физической нагрузке (табл. 2) не приводит к изменению вариабельности вероятностного их распределения (табл. 3), становится возможным удерживать величину энтропии ЭКГ-сигнала на постоянном уровне. В свою очередь постоянство энтропии ЭКГ-сигнала, на наш взгляд, свидетельствует о доминирующей роли постоянства вероятностных распределений в обеспечении интеграции, в данном случае в реализации временной организации ЭКГ -сигнала.
№ 15 после 30 приседаний
0,4
£ 0,3
| 0,2 Я
п 0,1
о
10
Кол-во
15
20
Рис. 2. Вероятностное распределение отрезков ЭКГ (р 1п р), где р — вероятность данной длительности отрезка
Такой подход при создании единства позволяет не вмешиваться интеграционным воздействиям собственно в работу функциональных систем, если вероятностные распределения параметров не выходят за рамки удерживаемого постоянного уровня энтропии. Учитывая тот факт, что собственно уровень энтропии отражает долю случайных процессов при реализации управляющих воздействий, в табл. 3 представлены данные по изменению величины не собственно энтропии, а коэффициента управления, позволяющего оценить вклад детерминирующих влияний при управлении.
Таблица 2
Средние значения длительности отрезков ЭКГ
Отрезки ЭКГ Покой Нагрузка Д
Р 3,41 2,98 0,43
РО 3,51 3,1 0,41
СЖБ 3,89 3,89 0
5Т 7,11 5,63 1,48
Т 5,48 5,07 0,41
ТР 16,57 9,79 6,78
Сумма 39,97 30,49 9,48
Примечание. Д — разность между значениями длительности отрезков ЭКГ в покое и при нагрузке.
Таблица 3
Средние значения коэффициента управления Я
Отрезок ЭКГ Покой Нагрузка Д
Р 0,57 0,59 -0,02
рО 0,59 0,62 -0,03
СЖБ 0,68 0,65 0,03
БТ 0,55 0,61 -0,06
Т 0,58 0,59 -0,01
Тр 0,52 0,54 -0,02
Средняя величина 0,58 0,6 -0,02
Примечание. & — разность между значениями длительности отрезков ЭКГ в покое и при нагрузке.
Кроме того, нами была изучена степень связи среднего значения коэффициента общего управления ЭКГ-сигнала со значением коэффициента управления отдельными отрезками ЭКГ в покое и при физической нагрузке. Наиболее значимое влияние на общий коэффициент управление в покое (табл. 4) оказывает величина Я отрезков р, РО. Т, Тр. Величина среднего значения коэффициента корреляции Я со значением коэффициента управления отдельных интервалов ЭКГ сигнала после 30 приседаний демонстрирует усиление влияний управления р, О.Я5, 5Т, Г, влияние управления Тр снижается.
Величина среднего значения коэффициента корреляции между коэффициентом управления и ЧСС, полом, возрастом, ростом, весом в покое показывает (табл. 4):
— отрицательное его значение при корреляции с полом и возрастом;
— отсутствие влияния на данный показатель ЧСС и веса;
—; слабое влияние роста.
Анализ взаимосвязи среднего значения ЧСС, пола, возраста, роста, веса и коэффициента управления после 30 приседаний демонстрирует усиление влияния веса.
Таблица 4
Корреляционные связи (г) коэффициента управления Я
Показатели Покой Нагрузка
ИР 0,44 0,51
ИРО 0,44 0,11
ионе 0,28 0,47
ЯБТ 0,25 0,53
ВТ 0,55 0,61
13 ТР 0,66 0,43
ЧСС 0,11 -0,10
Пол -0,42 -0,25
Возраст -0,42 -0,24
Рост -0,17 0,02
Вес 0,026 0,24
Снижение влияние пола и возраста в период нагрузки, по-видимому, обусловлено ростом влияния веса на формирование управляющих воздействий.
Выводы
1. Существуют разные уровни интеграции при реализации временной организации ЭКГ-сигнала (уровень величины параметра и уровень энтропии вероятностного распределения параметра).
2. При нагрузке первый уровень демонстрирует приспособительные реакции при сохранении диапазона на уровне вероятностного распределения длительности параметра.
3. Полученные данные демонстрируют принципиальную возможность различного управления отдельными отрезками ЭКГ в рамках одного сигнала и постоянство энтропии ЭКГ-сигнала.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Автандилов Г.Г. Компьютерная микрофотометрия в диагностике гистоцитопатологии. — М.: РМАПО, 1996. — 256 с.
[2] Баевский Р.М., Берсенъева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. — М.: Медицина, 1997. — 235 с.
[31 Фролов В., Зотова Т.Ю., Зотов А.К. Болезнь как нарушение информационного процесса. — М.: Изд-во РУДН, 2006. — 188 с.
THE ANALYSIS OF THE TIME ORGANIZATION OF STANDARD ECG SEGMENT
A.K. Zotov, T.Y. Zotova, Y.A. Ledovskih
Department of General Pathology and Pathological Physiology RPFU M-Maklaya St., 8, Moscow, 117198, Medical faculty
In this paper the variability analysis of standard ECG segments durations for 16 students of medical faculty at rest and after physical load was carried out. Changes in ECG segments durations with the conservation of constancy of their probabilistic distribution were determined. Obtained results show the principal possibility of the existence of differences in the control of ECG segments duration’s probability distributions.
Key words: ECG, control
