2.2 Особенности представления амплитудной и фазовой составляющих ЭКГ-сигнала

Каждый кардиоцикл на ЭКГ можно охарактеризовать двумя условно­независимыми значениями: амплитудным значением зубца R и длительностью RR-интервала. Каждый пик зубца R соответствует, с одной стороны, макси­мальному значению электрического потенциала, а с другой - сигналу на со­кращение миокарда желудочков сердца.

В прямоугольной системе координат ЭКГ амплитуда R-зубца и соответ­ствующий ему RR-интервал ортогональны и не могут напрямую влиять друг на друга. Таким образом, для поиска системной связи требуется технология обра­ботки ЭКГ-данных, позволяющая исследовать причинно-следственные отно­шения между динамикой амплитудных и фазовых компонент в рамках меха­низмов регуляции и управления функциями системы сердца [3, 5].

На рисунке 2.1 представлены типичные диаграммы исследуемых составляющих ЭКГ: фазовой (а) и амплитудной (б). В литературе можно встретить упоминание фазовой составляющей как «RR-интервалы», «RR- грамма», «диаграмма ритма сердца», для амплитудной составляющей наиболее часто используемым термином является «R-грамма» [17].

а б

Рисунок 2.1 - Графическое представление RR-интервалограммы (а) и R-граммы

(б)

Каждая из диаграмм (рисунок 2.1) представляет собой плоское изображение фазовых и амплитудных данных ЭКГ без интерполяционных связей. Подобное представление предполагает расположение по оси ординат выборочных RR-интервалов (в мс) и амплитуд R (в мВ), а по оси абсцисс - соответствующий каждому значению порядковый номер в выборке.

В подобном представлении RR-интервалограмма и R-грамма имеют ряд особенностей:

1. Отсутствие интерполяционных связей позволяет трактовать ис­следуемые диаграммы в виде «замороженных газовых систем» [94].

2. Предопределенность частоты сканирования. Если шаг дискретизации назначается искусственно, то часть информации в диаграмме безвозвратно теряется. При ярусном подходе[95], где шаг дискретизации соответствует разрешению регистрирующего прибора, становится возможным использовать всю информацию в выборке.

3. Различная размерность RR-интервалограммы и R-граммы при совместном представлении приводит к необходимости соблюдения одинаковых

комбинаторных условий. Для этого выбираются 3 значащие цифры, что соответствует разрешению диаграмм 1мс и 1мкВ соответственно.

4. Представление RR-интервалограммы и R-граммы определяется синхронностью регистрации амплитудной и фазовой составляющих, что позволяет использовать единую ось отсчетов от 1 до n, равного количеству значений в выборке.

В работах [17,71,96] доказано, что в состоянии покоя у здоровых людей гистограмма экспериментальных выборок RR-интервалов и R-грамм приближается к распределению Гаусса, что обосновывает применение методов математической статистики. Единый подход при формировании интервальных рядов RR-интервалограмм и R-грамм позволяет воспользоваться системным методом аналогии и применить известные методики расчётов параметров ВСР, приведённые в главе 1, и для R-грамм. Однако при этом данный метод аналогий в целом некорректно использовать для интерпретации параметров R-грамм.

При данном подходе перспективу для решения задачи об оценке ФСО вблизи стационарного состояния физиологической нормы открывает системное исследование механизмов сопряжения RR-интервалограмм и R-грамм, предметом которого являются закономерности, свойственные функциональным связям двух интервальных и формально независимых сигналов. Предлагаемый системный подход к анализу электрокардиографической информации создает возможность анализировать малые (бессимптомные) отклонения от физиологической нормы у условно-здоровых людей.

2.2.