DOI: https://doi.org/10.31071/kit2021.17.02

Опис-посилання

ISSN 1812-7231(print), ISSN 2786-5800 (Online) Klin. inform. telemed. Volume 16, Issue 17, 2021, Pages 53-60

Автор(и)

G.Raimondi¹, P. Mobilia¹, L. Barsi¹, A. Martynenko²

Установа(ви)

¹University of Roma «Sapienza», Roma, Italy;

²V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, Ukraine

Назва статті

Нечітка логіка для аналізу варіабельності серцевого ритму пацієнтів при діалізі

Анотація (резюме)

Вступ. Число пацієнтів з хронічною хворобою нирок (ХХН) збільшилося за останні кілька десятиліть через збільшення частоти хронічних захворювань, включаючи діабет та гіпертонію. Серцево-судинні захворювання є причиною більшості смертей у пацієнтів з ХХН, і їх можна віднести до гіпертонії, порушення ліпідного обміну, перевантаження рідиною та дисфункції вегетативної нервової системи. У деяких дослідженнях оцінювався зв’язок між показниками варіабельності серцевого ритму (ВСР) та гемодинамічним статусом під час гемодіалізу [7—8]. Було показано, що нижчі показники ВСР є предиктором несприятливих результатів серцево-судинних подій, застійної серцевої недостатності, раптової серцевої смерті, госпіталізації, пов’язаної з ХХН, та випадків термінальної стадії ниркової недостатності у пацієнтів з ХХН [9—13].

Мета роботи. Метою цього дослідження є оцінка нейровегетативної регуляції серцево-судинної системи під час гемодіалізу на підставі варіабельності серцевого ритму (ВСР). Для аналізу ВСР використовуються різні математичні методи, які класифікуються як тимчасова область (TD), частотна область (FD) та нелінійна (NM) [14, 15]. Ми включили існуючі в даний час показники ВСР в єдину методологію нечіткої логіки (FL) [17], яка дозволяє комплексно оцінити показники ВСР, як у кожному з доменів, так і результати ВСР в цілому.

Матеріали та методи. 24 молоді людини віком від 20 до 30 років (11 чоловік і 13 жінок) були включені в контрольну групу і виконували Тілт-тест. Стандартні 5 хв. записи ВСР реєстрували в клиностатичному та ортостатичному положеннях для кожно-го випробуваного двічі. До групи діалізу включено 31 пацієнта (вік 65 ± 15 років) з хронічними захворюваннями нирок. Кожен пацієнт проходив процедуру діалізу (бікарбонат або ультрафільтрація), і у нього реєструвалася ВСР перед діалізом, при діалізі та після діалізу. Ми використовували переваги нечіткої логіки (FL) для включення різних даних у єдину математичну модель FL: ми визначаємо ступінь належності до нормального стану як кожного окремого домену ВСР — TD, FD і NM, так ВСР пацієнта загалом.

Результати. У роботі ми продемонстрували узагальнену реакцію ВСР до, під час та після процедури діалізу та реакцію ВСР під час тесту нахилу, як оцінку відстаней FL від аномального стану для загальної ВСР та кожного домену показників ВСР (TD, FD, NL). Переваги запропонованого підходу FL дозволяють порівняти добре відому фізіологічну реакцію на тест нахилу у контрольній групі та загальну реакцію автономної нервової системи (АНС) під час процедури діалізу. У всіх випадках використовується та сама FL метрика відстаней від аномальних станів ВСР.

Висновки. ВСР — складне явище, вивчення якого вимагає різних підходів і методів. Однак повне уявлення про ВСР можливе лише за наявності технології, подібної нечіткої логіки, яка дозволяє об’єднати всі використовувані методи і підходи в єдину оцінку. У цій статті ми продемонстрували підхід нечіткої логіки для серії записів варіабельності серцевого ритму для групи пацієнтів до, під час та після процедури діалізу (група діалізу) та під час тесту нахилу (група контролю). Ми продемонстрували у наданні сумарній оцінці відстані від анормального стану ВСР: відсутність змін до та під час процедури діалізу та приблизно 8%-не поліпшення відстані після діалізу, що порівняно з фізіологічною реакцією на тест нахилу в контроль-ній групі, — 13%-не поліпшення відстані під час переходу з клиностатичного становища в ортостатичне.

Ключові слова

Вваріабельність серцевого ритму; діаліз; нечітка логіка.

Список літератури

1. S. Uchino. The epidemiology of acute renal failure in the world. Current Opinion in Critical Care, 2006, vol. 12, iss. 6, p. 538.

2. A. J. Bleyer, J. Hartman, P. C. Brannon, A. Reeves-Daniel, S. G. Satko, G. Russell. Characteristics of sudden death in hemodialysis patients. Kidney International, 2006, vol. 69, p. 2268.

3. C. A. Herzog, J. M. Mangrum, R. Passman. Sudden cardiac death and dialysis patients. Semin Dial., 2008, vol. 21, p. 300.

4. E. Tzanakaki, V. Boudouri, A. Stavropoulou, K. Stylianou, M. Rovithis, Z. Zidianakis. Causes and complications of chronic kidney disease in patients on dialysis. Health Science Journal, 2008, vol. 8, iss. 343, p. 1014.

5. E. Tzanakaki, V. Boudouri, A. Stavropoulou, K. Stylianou, M.Rovithis, Z. Zidianakis. Definition and classification of chronic kidney disease: A position statement from Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO). Kidney International., 2005, vol. 67, p. 2089.

6. N. M. Rogovoy, S. J. Howell, T. L. Lee, C. Hamilton, E. A. Perez-Alday, M. M. Kabir, Y. Zhang, E. D. Kim, J. Fitzpatrick, J. M. Monroy-Trujillo, M. M. Estrella, S. M. Sozio, B.G.Jaar, R. S. Parekh, L. G. Tereshchenko. Hemodialysis Procedure Associated Autonomic Imbalance and Cardiac Arrhythmias: Insights From Continuous 14-Day ECG Monitoring. J Am Heart Assoc., 2019, vol. 8: e013748. doi: 10.1161/JAHA.119.013748.

7. G. Kuo, S. Chen, J. Huang, C. Wu, C. Fu, C. Chang, S. Liu, Y. Chan Y. Wu, H. Yang. Short-term heart rate variability as a predictor of long-term survival in patients with chronic hemodialysis: A prospective cohort study. Journal of the Formosan Medical Association, 2018, vol. 117, p. 12.

8. R. Ranpuria, M. Hall, C. T. Chan, M. Unruh. Heart rate variability (HRV) in kidney failure: measurement and consequences of reduced HRV. Nephrol Dial Transplant., 2018, vol.23, p. 444.

9. G. Seravalle, F. Quarti-Trevano, J. Vanoli, C. Lovati, G. Grassi. Autonomic cardiovascular alterations as therapeutic targets in chronic kidney disease. Clin Auton Res., 2021, vol. 31, p. 91.

10. Y. M. Chang, C. C. Shiao. Heart rate variability is an indicator for intradialytic hypotension among chronic hemodialysis patients. Clinical and experimental nephrology, 2016, vol. 20, p. 650.

11. C. Lal, M. Kaur, A. K. Jaryal, K .K. Deepak, D. Bhowmik, S. K. Agarwal. Reduced Baroreflex Sensitivity, Decreased Heart Rate Variability with Increased Arterial Stiffness in Predialysis. Indian J Nephrol., 2017, vol. 27, p. 446.

12. C. F. Vieira, M. M. Lima, H. S. Costa, K. M. Diniz, J.P. Guião, F. L. Alves, E. H. Maciel, V. G. Brandao, P. H. Figueiredo. Correlation between indexes of autonomic maneuvers and heart rate variability in hemodialysis patients. Clin Auton Res., 2016, iss. 26, p. 181.

13. N. Kida, Y. Tsubakihara, H. Kida, S. Ageta, M. Arai, Y. Hamada, N. Matsuura. Usefulness of measurement of heart rate variability by holter ECG in hemodialysis patients. BMC Nephrology, 2017, vol. 18, no. 8. 14. Task force of the European society of cardiology and the North American society of pacing and electrophysiology. Heart rate variability – standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation, 1996, vol. 93, iss. 5, pp. 1043–1065. doi: https://doi.org/10.1161/01.CIR.93.5.1043

15. Yabluchansky N., Martynenko A. [Heart Rate Variability for clinical practice.] Kharkiv, Univer. Press. Publ., 2010, 131 p. (In Russ.) Depositary: http://dspace.univer.kharkov.ua/handle/123456789/1462

16. Shafler F, Ginsberg JP. An Overview of Heart Rate variability Metrics and Norms. Frontiers in Public Health., 2017, vol. 5 (258), pp. 1–17. doi: https://doi.org/10.3389/fpubh.2017.00258.

17. Martynenko A., Raimondi G., Budreiko N., Maliarova L. Fuzzy logic approach for heart rate variability. J. V. N. Karazin Khark. Nat. Univ., Ser. Med., 2021, iss. 42: pp. 5–13. doi: https://doi.org/10.26565/2313-6693-2021-42-01

18.Martynenko A., Raimondi G., Budreiko N. [Robust entropy estimator for heart rate variability]. J. Klin. inform. telemed., 2019, vol. 14, iss. 15, pp. 67–73. doi: https://doi.org/10.31071/kit2019.15.06

19. Martynenko A. Robust correlation dimension estimator for heart rate variability. J. Klin. inform. telemed., 2020, vol. 15, iss. 16, pp. 1-7. doi:https://doi.org/10.31071/kit2020.16.06

Повнотекстова версія http://kit-journal.com.ua/uk/viewer_uk.html?doc/2021_17/002.pdf