Нейросетевой анализ вариабельности сердечного ритма для диагностики иммобилизационного синдрома и объективизации результативности реанимационной реабилитации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассматриваются вопросы применения нейросетевого анализа вариабельности сердечного ритма для диагностики иммобилизационного синдрома и синдрома последствий интенсивной терапии (ПИТ-синдром) у пациентов с нарушениями сознания для контроля качества реабилитационного процесса. Показано, что между кривыми, характеризующими вариабельность сердечного ритма здоровых пациентов и пациентов с тяжёлыми нарушениями сознания, существуют статистические различия. Применение нейронной сети позволяет в автоматическом режиме оценить степень выраженности иммобилизационного синдрома и ПИТ-синдрома, а также результативность мер по их профилактике и в целом качество работы медицинского персонала.

Об авторах

Юлия Юрьевна Некрасова

ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»; ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Автор, ответственный за переписку.
Email: nekrasova84@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4435-8501
SPIN-код: 8947-4230
Россия, Москва

Дмитрий Станиславович Янкевич

ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»

Email: yanson_d@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5143-7366
SPIN-код: 6506-8058

к.м.н.

Россия, Москва

Михаил Михайлович Канарский

ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»

Email: kanarMM@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7635-1048
SPIN-код: 1776-1160
Россия, Москва

Атон Сергеевич Марков

ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Email: arxitektor33@yandex.ru

студент

Россия, Москва

Список литературы

  1. Siman-Tov M, Radomislensky I, Peleg K. Reduction in trauma mortality in Israel during the last decade (2000–2010): The impact of changes in the trauma system. Injury. 2013;44(11):1448–1452. https://doi.org/10.1016/j.injury.2012.08.054.
  2. Wang X, Sun X, Liu H. Clinical analysis and misdiagnosis of cerebral venous thrombosis. Exp Ther Med. 2012;4(5):923–927. https://doi.org/10.3892/etm.2012.697.
  3. Levin HS, Saydjari C, Eisenberg HM, et al. Vegetative state after closed-head injury. A traumatic coma data bank report. Arch Neurol. 1991;48(6):580–585. https://doi.org/10.1001/archneur.1991.00530180032013.
  4. Вертикализация пациентов в процессе реабилитации. Клинические рекомендации. — М., 2014. — 63 с.
  5. Белкин А.А., Алашеев А.М., Давыдова Н.С., и др. Обоснование реанимационной реабилитации в профилактике и лечении синдрома «после интенсивной терапии» (ПИТ-синдром) // Вестник восстановительной медицины. — 2014. — №1. — С. 37−43.
  6. Chakko S, Mulingtapang RF, Huikuri HV, et al. Alterations in heart rate variability and its circadian rhythm in hypertensive patients with left ventricular hypertrophy free of coronary artery disease. Am Heart J. 1993;126(6):1364−1372. https://doi.org/10.1016/0002-8703(93)90535-h.
  7. Kleiger RE, Miller P, Bigger JT, et al. Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction. Am J Cardiol. 1987;59(4):256−262. https://doi.org/10.1016/0002-9149(87)90795-8.
  8. Malpas SC, Maling TJ. Heart-rate variability and cardiac autonomic function in diabetes. Diabetes. 1990;39(10):1177−1181. https://doi.org/10.2337/diab.39.10.1177.
  9. Kiselev AR, Shvartz VA, Karavaev AS, et al. Correlations between cardiovascular autonomic control indices during the two-hour immobilization test in healthy subjects. Open Cardiovasc Med J. 2016;10:35−43. https://doi.org/10.2174/1874192401610010035.
  10. Swai J, Hu Z, Zhao X, et al. Heart rate and heart rate variability comparison between postural orthostatic tachycardia syndrome versus healthy participants; a systematic review and meta-analysis. BMC Cardiovasc Disord. 2019;19(1):320. https://doi.org/10.1186/s12872-019-01298-y.
  11. Plaza-Florido A, Migueles JH, Sacha J, Ortega FB. The role of heart rate in the assessment of cardiac autonomic modulation with heart rate variability. Clin Res Cardiol. 2019;108(12):1408–1409. https://doi.org/10.1007/s00392-019-01486-y.
  12. Ahmad S, Tejuja A, Newman KD, et al. Clinical review: a review and analysis of heart rate variability and the diagnosis and prognosis of infection. Crit Care. 2009;13(6):232. https://doi.org/10.1186/cc8132.
  13. Johnston BW, Barrett-Jolley R, Krige A, Welters ID. Heart rate variability: Measurement and emerging use in critical care medicine. J Intensive Care Soc. 2020;21(2):148−157. https://doi.org/10.1177/1751143719853744.
  14. Baevsky RM, Goncharova AG, Funtova II, Chernikova AG. Change of heart rate variability and blood pressure in the experiment with 120-daily hypokinesia. In: Hypokinesia. Medical and psychological problems. Moscow: GNTs RF IMBP; 1997. Р. 9–10.
  15. Mazzeo AT, La Monaca E, Di Leo R, et al. Heart rate variability: a diagnostic and prognostic tool in anesthesia and intensive care. Acta Anaesthesiol Scand. 2011;55(7):797–811. https://doi.org/10.1111/j.1399-6576.2011.02466. x.
  16. Karmali SN, Sciusco A, May SM, Ackland GL. Heart rate variability in critical care medicine: a systematic review. Intensive Care Med Exp. 2017;5(1):33. https://doi.org/10.1186/s40635-017-0146-1.
  17. Marsillio LE, Manghi T, Carroll MS, et al. Heart rate variability as a marker of recovery from critical illness in children. PLoS One. 2019;14(5):e0215930. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0215930.
  18. MIT-BIH Normal Sinus Rhythm Database v1.0.0. [accessed on 28 December 2019] Available from: https://physionet.org/content/nsrdb/1.0.0/.
  19. Дороговцев В.Н., Скворцов А.Е., Юдина Е.А. Изменения системной гемодинамики при ортостазе у пациентов с длительными нарушениями сознания // Общая реаниматология. — 2018. — Т.14. — №6. — С. 12−22. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2018-6-12-22.
  20. Дороговцев В.Н., Янкевич Д.С., Мельников О.А. Ортостатические нарушения кровообращения в процессе вертикализации у пациентов в посткоматозном периоде после тяжелых повреждений головного мозга // Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. — 2020. — Т.2. — №2. — С. 9–21. https://doi.org/10.36425/rehab25748.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Приращения амплитуд R-пиков, интервалов между R-пиками и угла α

Скачать (198KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Статистические характеристики основной группы пациентов

Скачать (156KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости dR (обозначено красным цветом), dT (синим цветом) и dα (зеленым цветом) от номера интервала: а ― для здорового человека, б ― для пациента в вегетативном состоянии вследствие аноксического поражения головного мозга, в ― для пациента в вегетативном состоянии вследствие черепно-мозговой травмы, г ― для пациента в состоянии минимального сознания вследствие черепно-мозговой травмы, д ― для пациента, вышедшего в сознание после ушиба головного мозга тяжёлой степени

Скачать (891KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Диаграммы размаха значений амплитуд R-пиков: а ― для здоровых испытуемых, б ― для пациентов основной группы

Скачать (146KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Значения дисперсии амплитуды зубца R для различных категорий пациентов

Скачать (59KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Диаграммы размаха значений коэффициентов асимметрии (а) и куртозиса (б) для пациентов основной группы и здоровых испытуемых

Скачать (107KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Структура нейронной сети

Скачать (247KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость точности классификации нейронной сети от числа эпох обучения для тренировочных (обозначено синим цветом) и тестовых (оранжевым цветом) данных

Скачать (60KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2020



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».