Swiss Medical Informatics SMI 69 - SGMI

kardialen Variabilitätsanalysehandelt es sichumdie HRV
und BPV.
Herzratenvariabilität
In den letzten Jahren wurde eineVielzahlvon Parametern
entwickelt, wobei einige davon durch die «Task Force of
the European Society of Pacing and Electrophysiology» als
Standard vorgeschlagen wurden [6]. Grundsätzlich wird
zwischen Analysen im Zeit- und Frequenzbereich unterschieden.
Analysen im Zeitbereich
Die Grundlage der Analyse imZeitbereich bildet die Aufnahme
der lückenlosen NNI-Zeitreihen. Die Parameter
werden mit Hilfe statistischer Aufbereitung aus den gefilterten
NNI-Zeitreihen gewonnen.
Die von der Task Force empfohlenen Parameter sind:
– HRV_i: Integral der Dichteverteilung (Anzahl aller NNI
dividiertdurch das Maximum [Höhe] der Dichteverteilung)
– meanNN: Mittelwert der NNI
– sdNN: Standardabweichung der NNI
– sdaNN5: Standardabweichung aller über 5Minuten gemittelten
NNI
– rmssd: Quadratwurzel des quadratischenMittelwertes
der Summe aller Differenzen zwischen benachbarten
NN-Intervallen
– pNN50: relativer Anteil aufeinanderfolgender NN-Intervalle,
die mehr als 50ms voneinander abweichen
Mit dem Plugin «CardioAnalysis» werden zusätzliche Parameter
berechnet wie bspw.der Variationskoeffizient, die
Renyi- und Shannon-Entropie oder die Standardabweichung
des Mittelwertes innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle.
Analysen im Frequenzbereich
Die Frequenzanalyse der HRV basiert auf der Periodizität
der Regelsysteme, und untersucht die Häufigkeit der auftretenden
Frequenzen in unterschiedlichen Frequenzbändern.
Damitkönnen zusätzliche Informationen gewonnen
werden, die inder Zeitbereichsanalyse nicht erfasst werden,
wie bspw. die Herzfrequenzschwankung über die
Dauer einer Periode.
Durcheine Unterteilung in Frequenzbänderwird einegenauere
Aussage über autonome Einflüsse auf den Sinusknoten
möglich. Anteile hoher Frequenzen charakterisieren
eine vagale Prägung und Anteile niedriger Frequenzen
zeigen den sympathischen Einfluss auf den Sinusknoten
auf. Durch die Spektralanalyse werden somit Aussagen
über sympathische und parasympathische Efferenzen und
die Sinusaktivität möglich.
Bei der HRV-Quantifizierung werden drei typische Höchstwerte
beschrieben, ersterer im Rhythmusder Atmung entsprechend
der Sinusarrhythmie bei 0,2 Hz, zweiterer in
Bezug zur Regulation des arteriellen Blutdrucks bei 0,1 Hz
und der drittebei 0,004 Hz verbunden mit der peripheren
vasomotorischen Regulation. DieFrequenzbänderkönnen
somit den unterschiedlichen Anteilen des autonomen Nervensystems
zugeordnet werden.
PROCEEDINGS ANNUAL MEETING 2010
Die Frequenzbereichs-Analyse wird mittels dem mathematischen
Verfahren der Fast Fourier Transformation
(FFT) durchgeführt.
Die Anteile der Frequenzbänder resp. deren Parameter:
Tabelle 1
Frequenzbereichsparameter der HRV-Analyse.
Parameter Bezeichnung Leistungen im Frequenzbereich
ULF ultra low frequency Von 0Hzbis 0,0033 Hz in ms²
VLF very low frequency Von 0,0033 bis 0,04 Hz in ms²
LF low frequency Von 0,04 bis 0,15 Hzinms²
HF high frequency Von 0,15 bis 0,4 Hz in ms²
P total power Gesamtspektrum (0 bis 0,4 Hz) in ms²
Aus den berechneten Frequenzbändernwerden zusätzlich
folgende Parameter gebildet:
– als Normierung zum Gesamtspektrum
‘ULF/P’, ‘VLF/P’, ‘LF/P’, ‘HF/P’
‘ULF+VLF/P’, ‘ULF+VLF+LF/P’
– als Summe der Frequenzbänder
‘ULF’, ‘VLF’ und ‘LF’
‘UVLF’
Blutdruckvariabilität
Zur Analyse des systolischen und diastolischen Blutdruckes
werden sowohl zur Zeitbereichs- als auchFrequenzbereichsanalyse
dieselben Methoden angewandt wie zur
HRV. Einzig auf die Parameterindenen dieDruckdifferenzen
grösser als 50 mm Hg betragen wurde verzichtet, da
die Variabilität des Blutdruckes weitaus begrenzter ist.
Multivariate Analyseverfahren
In multivariatenVerfahren werden mehrdimensionale Zufallsgrössen
untersucht. Dieses Verfahren wird in der Analyse
mit den beiden Kenngrössen systolischer Blutdruck
und Herzratenintervall (NNI)zur Betrachtungder Barorezeptorsensitivität
angewandt.
Barorezeptorsensitivität
Vereinfacht kann das Regulationsverhalten der Barorezeptoren
folgendermassen dargestellt werden:
Blutdruckanstieg 3 Frequenzabfall
Blutdruckabfall 3 Frequenzanstieg
Aus dem Wissen dieser Relation kann dieBRS (BRS =NNI/
BP)berechnet und infolgedessen auf diesympathische und
vagale Steuerung der Herztätigkeit geschlossen werden.
Untersuchungen haben gezeigt, dass diespontane BRS als
wichtiger Marker zur Risikostratifizierung u.a. für Postinfarktpatienten
[7] und bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit
und Linksherzinsuffizienz [4] dient.
Ebenso wird bei Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie
eine signifikant niedrigere BRS nachgewiesen als bei
Gesunden [5].
Swiss Medical Informatics 2010; n o 69
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