Pozostałości pików oddechowych w widmie zmienności rytmu serca dorosłego człowieka z szybkim rytmem oddechowym i wolnym rytmem serca

Streszczenie

Wstęp: Analiza zmienności rytmu serca (HRV) w dziedzinie częstotliwości jest użytecznym narzędziem do badania fluktuacji rytmu zatokowego powodowanych przez autonomiczny układ nerwowy. Jednakże, nie jest jasne, jaka jest górna granica częstotliwości, która może być analizowana w widmie HRV.
Materiał i metody: Badamy widma HRV dorosłego ochotnika z szybkim rytmem oddechowym, gdy jego rytm serca jest zwalniany bądź przyspieszany. Stosując szybką transformatę Fouriera (FFT), analizujemy serie odstępów między uderzeniami serca w dziedzinie częstotliwości. Przeprowadzamy również komputerowe symulacje mierzonych sygnałów i porównujemy otrzymane widma z widmami ochotnika.
Wyniki: Jeżeli częstość oddechów przekracza połowę średniej częstości uderzeń serca, w widmie HRV są obecne dwa piki reprezentujące ten sam sygnał oddechowy. Jeden z pików jest wynikiem zjawiska aliasingu, natomiast drugi jest pozostałością prawdziwego piku oddechowego, jako efekt właściwości symetrii FFT. Żaden z nich nie przynosi rzetelnej, ilościowej informacji o fali oddechowej w widmie HRV.
Wnioski: Górna granica częstotliwości w widmie HRV jest zdeterminowana przez połowęśredniej częstotliwości serca. Przed obliczaniem widma należy więc określić górny możliwy do analizy limit częstotliwości, by uniknąć sytuacji, w której analizowane zakresy lokalizują się poza tą granicą. Sytuacja taka jest wielce prawdopodobna w przypadku, gdy pacjent wykazuje wolną akcję serca.