ISSN:
1435-1544
Schlagwort(e):
Key words Heart rate variabilty
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chaos
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fractal geometry
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nonlinear methods
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Schlüsselwörter Herzfrequenzvariabilität
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Chaos
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fraktale Geometrie
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nicht lineare Methoden
Quelle:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Thema:
Medizin
Beschreibung / Inhaltsverzeichnis:
Hintergrund: Die Beschreibung der Herzfrequenzvariabilität mittels statistischer und spektraler Parameter ist ein bislang in vielerlei Hinsicht nicht befriedigend gelöstes Problem. Methoden der fraktalen Geometrie können hier möglicherweise Vorteile bieten, da neben der RR-Intervallänge auch der Informationsgehalt der Reihenfolge der einzelnen RR-Intervalle berücksichtigt wird. Diese Methode kann auch zwischen eher zufälliger Verteilung oder deterministisch chaotischem Verhalten differenzieren. Aus diesem Grunde entwickelten wir Techniken, um mittels Dimensionsanalyse die Herzfrequenzvariabilität zu beschreiben. Methoden: Bei 20 herzgesunden Probanden wurde der Verlauf der Informationsdimension über 24h aus Zeitreihen einer digitalen Langzeit-EKG-Aufzeichnung (Wandlungsrate 1000Hz, Rekorder FD3 Fa. Oxford Instruments) ermittelt. Aus einem 2500 RR-Intervalle langem Fenster wurde die Informationsdimension zu den Einbettungsdimensionen 2 bis 6 berechnet, im Anschluß das Analysefenster um 1000 RR-Intervalle entlang der Zeitachse verschoben und der Vorgang wiederholt. Ergebnisse: Bei der graphischen Darstellung der Informationsdimensionsverläufe über 24h fanden sich bei allen Probanden tagsüber deutliche Schwankungen der Informationsdimension. Hingegen kam es während der Nachtstunden zu zwei verschiedenen Musterbildungen: entweder eine anhaltende Phase mit erhöhter Zufälligkeit oder eine Periode mit deterministisch chaotischem Verhalten gegenüber dem Tagesmittel. Dieses Verhalten war weder mit der Herzfrequenz, noch mit anderen erhobenen oder berechneten Parametern signifikant korreliert. Schlußfolgerungen: Wir entwickelten eine Methode, die es ermöglicht, die Informationsdimension sowohl im Zeitverlauf, als auch bei ansteigender Einbettungsdimension zu beurteilen. Somit steht für die HRV-Beschreibung neben den statistischen und spektralen Verfahren eine weitere Analysemethode zur Verfügung. Ob sich hieraus neue, klinisch relevante Gesichtspunkte ergeben, muß durch Studien geklärt werden.
Notizen:
Background: The description of heart rate variability (HRV) by statistical and spectral parameters is a problem not yet satisfactorally solved. Methods of the fractal geometry might provide some advantages because not only the length of RR-intervals (RRI) but the information derived from the order of RRI is considered. This method is expected to allow differentiation between chance and deterministic chaotic behavior. Hence, we developed techniques for the description of HRV by means of dimension analysis. Methods: The course of information dimension (ID) over 24h in 20 healthy probands was estimated from a digital holter monitor recording (sampling rate 1000Hz, holter recorder FD3 Oxford Instruments). For that we calculated ID from a time window of 2500 RRI for the embedding dimension 2 up to 6. The analysis window was subsequently moved forward along a time axis in steps of 1000 RRI. Results: The graphical reproduction of ID courses over 24h showed irregularly alternating phases of chance and deterministic chaotic behavior during the day. Conversely during the night two different patterns were demonstrated: either a persistant phase of increased chance or a period of deterministic chaotic behavior predominated. A significant correlation neither with heart rate nor with other collected or calculated data could be shown. Conclusions: Our method is able to asses ID over time as well as with increasing embedding dimensions. So beside statistical and spectral parameters there is a further new tool for HRV description available. Following studies have to elucidate clinical aspects.
Materialart:
Digitale Medien
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s003990050032
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