Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Цой М. О., Постнов Д. Э. Метод выделения значимых компонент для оценки вариабельности формы пульсовых волн // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2021. Т. 21, вып. 1. С. 36-47. DOI: 10.18500/1817-3020-2021-21-1-36-47, EDN: ZXRWGN

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.03.2021
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 218)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биофизика и медицинская физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
577.31:577.35:53.047
DOI: 
10.18500/1817-3020-2021-21-1-36-47
EDN: 
ZXRWGN

Метод выделения значимых компонент для оценки вариабельности формы пульсовых волн

Авторы: 
Цой Мария Олеговна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Постнов Дмитрий Энгелевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Общепринятый подход к анализу пульсовой волны основан на оценке особенностей ее формы в пределах каждого кардиоинтервала. При этом рассчитывается набор индексов (индекс эффективности серд ца, индекс отражения, индекс жесткости), которые определяются по опорным точкам формы волны. Авторами предложен альтернативный метод, основанный на гармоническом анализе передискретизованного сигнала по каждому из кардиоинтервалов и обладающий рядом преимуществ при исследовании вариабельности формы пульсовой волны отдельно от вариабельности ее ритма. Результаты пилотной серии экспериментов с применением нового метода свидетельствуют о его перспективности при решении задач восстановления центрального пульса по дистальным измерениям.

Ключевые слова: 
пульсовая волна
гармонический анализ
реография
центральный пульс
вариабельность формы пульсовой волны
Благодарности: 
The authors are grateful to Professor Victor A. Klochkov (Saratov State Medical University named after V. I. Razumovsky) for the help in organizing experiments and useful discussions.
Список источников: 
  1. Рангайян Р. М. Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2010. 440 с.
  2. Millasseau S. C., Ritter J. M., Takazawa K., Chowienczyk P. J. Contour analysis of the photoplethysmographic pulse measured at the finger // Journal of Hypertension. 2006. Vol. 24, № 8. P. 1449–1456. DOI:  https://doi.org/10.1097/01.hjh.0000239277.05068.87
  3. Korpas D., Halek J., Doleˇzal L. Parameters describing the pulse wave // Physiological Research. 2009. Vol. 58, № 8. P. 473–482.
  4. Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement // Physiological Measurement. 2007. Vol. 28, № 3. R1-39. DOI:  https://doi.org/10.1088/0967-3334/28/3/R01
  5. Лапитан Д. Г., Глазков А. А., Рогаткин Д. А. Оценка возрастных изменений эластичности стенок периферических сосудов методом фотоплетизмографии // Медицинская физика. 2020. Т. 87, № 3. С. 71–77.
  6. Takazawa K., Tanaka N., Fujita M., Matsuoka O., Saiki T., Aikawa M., Tamura S., Ibukiyama C. Assessment of vasoactive agents and vascular aging by the second derivative of photoplethysmogram waveform // Hypertension. 1998. Vol. 32, № 2. P. 365–370. DOI:  https://doi.org/10.1161/01.HYP.32.2.365
  7. Imanaga I., Hara H., Koyanagi S., Tanaka K. Correlation between wave components of the second derivative of plethysmogram and arterial distensibility // Japanese Heart Journal. 1998. Vol. 39, № 6. P. 775–784. DOI:  https://doi.org/10.1536/ihj.39.775
  8. Баатыров Р. Т., Калинкин М. Ю., Усанов А. Д., Добдин С. Ю., Скрипаль Ан. В. Оценка величины обратного кровотока в артерии по второй производной пульсовой волны давления // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2020. Т. 20, вып. 3. C. 178–182. DOI:  https://doi.org/10.18500/1817-3020-2020-20-3-178-182
  9. Соколова И. В., Яруллин X. X. Информативность метода двухкомпонентного анализа реограмм // Клиническая медицина. 1983. № 7. С. 94–101.
  10. Marcinkevics Z., Kusnere S., Aivars J. I., Rubins U., Zehtabi A. H. The shape and dimensions of photoplethysmographic pulse waves : A measurement repeatability study // Acta Universitatics Latviensis Biology. 2009. Vol. 753. P. 99–106.
  11. Mamontov O. V., Shcherbinin A. V., Romashko R. V., Kamshilin A. A. Intraoperative Imaging of Cortical Blood Flow by Camera-Based Photoplethysmography at Green Light // Applied Sciences. 2020. Vol. 10, № 18. P. 6192. DOI:  https://doi.org/10.3390/app10186192
  12. Guchuk V. V. Composite algorithm for separation of the periods of a pulse signal in medical diagnostics tasks // Tenth International Conference «Management of LargeScale System Development» (MLSD). 2017. P. 1–4. DOI:  https://doi.org/10.1109/MLSD.2017.8109635
  13. Десова А. А., Гучук В. В., Покровская И. В., Дорофеюк А. А. Интеллектуальный анализ квазипериодических биосигналов в задачах медицинской диагностики (на примере пульсового сигнала) // Автоматика и телемеханика. 2018. № 11. С. 3–15. DOI:  https://doi.org/10.31857/S000523100002773-4
  14. Desova A. A., Guchuk V. V., Dorofeyuk A. A. A new approach to pulse signal rhythmic structure analysis // International Journal of Biomedical Engineering and Technology. 2014. Vol. 14, № 2. P. 148–158. DOI:  https://doi.org/10.1504/IJBET.2014.059344
  15. Nishijima T., Nakayama Y., Tsumura K., Yamashita N., Yoshimaru K., Ueda H., Yoshikawa J. Pulsatility of ascending aortic blood pressure waveform is associated with an increased risk of coronary heart disease // American Journal of Hypertension. 2001. Vol. 14, № 5. P. 469–473. DOI:  https://doi.org/10.1016/S0895-7061(00)01288-7
  16. Safar M. E., Blacher J., Pannier B., Guerin A. P., Marchais S. J., Guyonvarc’h P. M., London G. M. Central pulse pressure and mortality in end-stage renal disease // Hypertension. 2002. Vol. 39, № 3. P. 735–738. DOI:  https://doi.org/10.1161/hy0202.098325
  17. Roman M. J., Devereux R. B., Kizer J. R., Lee E. T., Galloway J. M., Ali T., Howard B. V. Central pressure more strongly relates to vascular disease and outcome than does brachial pressure : The Strong Heart Study // Hypertension. 2007. Vol. 50, № 1. P. 197–203. DOI:  https://doi.org/10.1161/hy0202.098325
  18. Кобалава Ж. Д., Ахметов Р. Е., Котовская Ю. В. Артериальная ригидность и центральное давление : новые патофизиологические и лечебные концепции // Артериальнаягипертензия. 2010. Vol. 16,№2.С. 126–133.
  19. Miyashita H. Clinical assessment of central blood pressure // Current Hypertension Reviews. 2012. Vol. 8, № 2. P. 80–90. DOI:  https://doi.org/10.2174/157340212800840708
  20. Agnoletti D., Zhang Y., Salvi P., Borghi C., Topouchian J., Safar M. E., Blacher J. Pulse pressure amplification, pressure waveform calibration and clinical applications // Atherosclerosis. 2012. Vol. 224, № 1. P. 108–112. DOI:  https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2012.06.055
  21. Chen C. H., Nevo E., Fetics B., Pak P. H., Yin F. C., Kass D. A., Maughan W. L. Estimation of central aortic pressure waveform by mathematical transformation of radial tonometry pressure : Validation of generalized transfer function // Circulation. 1997. Vol. 95, № 7. P. 1827–1836. DOI:  https://doi.org/10.1161/01.CIR.95.7.1827
  22. Hope S. A., Meredith I. T., Cameron J. D. Arterial transfer functions and the reconstruction of central aortic waveforms : Myths, controversies and misconceptions // Journal of Hypertension. 2008. Vol. 26, № 1. P. 4–7. DOI:  https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e3282f0c9f5
  23. Кузнецов Н. А., Синицын И. Н. Развитие теоремы отсчётов Котельникова // УФН. 2009. Т. 179, № 2. С. 216–218. DOI:  https://doi.org/10.3367/UFNr.0179.200902j.0216
Поступила в редакцию: 
31.10.2020
Принята к публикации: 
21.01.2021
Опубликована: 
31.03.2021
  • 935 просмотров