Дискриминантный анализ параметров вариационной пульсометрии

Статья посвящена важной прикладной задаче - исследованию вариабельности сердечного ритма с помощью линейного дискриминантного анализа. Статистические методы часто применяются в современной медицине, особенно в кардиологии. Одним из таких методов является дискриминантный анализ, который позволяет изучать различия между группами объектов по нескольким переменным. При использовании метода дискриминантного анализа главным показателем является точность классификации, и этот показатель можно определить, оценив долю правильно классифицированных пациентов при помощи прогностического уравнения наблюдений. Разработана математическая составляющая экспресс-диагностики сердечного ритма. Исходными данными в работе являются длительности RR-кардиоинтервалов пациентов в возрасте 60-70 лет, взятые из баз медицинских сигналов открытого международного ресурса Physionet. Представлены рассчитанные параметры вариационной пульсометрии для здоровых людей при различной длительности записей ЭКГ от 5 до 30 минут. Статистическая обработка осуществлялась по стандартной методике для малых выборок с использованием критерия Стьюдента при доверительной вероятности равной 95%. Математическая обработка данных проводилась методом дискриминантного анализа параметров вариационной пульсометрии здоровых и больных пациентов с сердечной недостаточностью. Для дискриминантного анализа отобраны параметры со слабой взаимной корреляцией, разброс значений которых соответствуют нормальному закону распределения, и имеющие высокую прогностическую значимость. Определена функция, позволяющая отнести пациента к одной из категорий «болен» или «здоров». Выполненный анализ для больных с диагнозом аритмия также показал отличие от здоровых пациентов, хотя и менее выраженное. Продемонстрировано, что дискриминантный анализ в кардиологии может быть эффективно использован при экспресс-диагностике вариабельности сердечного ритма.

1. Об актуальных проблемах борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Аналитический вестник Совета Федерации, сост. О.Б. Аникеева, О.В. Павленко, С.Н. Титов. 2015;44(597):78-86.

2. Баевский P.M., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации). Вестник аритмологии. 2001;24:65-86.

3. Рыбак О.К., Довгалевский Я.П., Дурнова Н.Ю., Бурлака А.Н. Скрининг больных ишемической болезнью сердца с использованием многофакторного дискриминантного анализа электрокардиограммы. Саратовский научно-медицинский журнал. 2010;6(1):76-81.

4. Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология и функциональная диагностика. М.: ИНФРА-М., 2007. 640 с. URL: https://doi.org/10.12737/textbook_5c4567cb83fa36.41159592

5. Пермяков С.А. Методы системного анализа амплитудно-фазового сопряжения электрокардиографической информации: дис ... канд. техн. наук. Владимир: ВлГУ им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, 2018. 159 с.

6. Pincus S.M. Approximate entropy as a measure of system complexity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991;88:2297-2301. https://doi.org/10.1073/pnas.88.15.6506

7. Дюк В. Информационные технологии в медико-биологических исследованиях. СПб.: Питер, 2003. 528 с. ISBN 5-94723-501-3

8. Салами Х.Ф., Шлевков Н.Б., Новиков П.С., Миронов Н.Ю., Певзнер А.В. Новые электрокардиографические критерии для дифференциальной диагностики тахикардий с расширенными комплексами QRS по типу блокады левой ножки пучка Гиса. Сибирский медицинский журнал. 2019;34(1):98-106. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2019-34-1-98-106

9. Коротин А.С., Посненкова О.М., Киселев А.Р., Попова Ю.В., Гриднев В.И. Стеноз коронарных артерий: всегда ли обоснована реваскуляризация? Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2019;8(1):42-51. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-1-42-51

10. Мехдиев С.Х., Мустафаев И.И., Мамедов М.Н. Предикторы артериальной гипертензии в азербайджанской популяции у больных сахарным диабетом 2 типа. Российский кардиологический журнал. 2019;1:23-31. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2019-1-23-31

11. Душина А.Г., Лопина Е.А., Либис Р.А. Особенности хронической сердечной недостаточности в зависимости от фракции выброса левого желудочка. Российский кардиологический журнал. 2019;2:7-11. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2019-2-7-11

12. Лопатин Ю.М., Гребенникова А.А., Беграмбекова Ю.Л. Надежность и дискриминантная валидность российской версии европейской шкалы оценки способности к самопомощи пациентов с сердечной недостаточностью. Российский кардиологический журнал. 2016;8:14-19. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2016-8-14-19

13. Информационный портал: The Silver Book [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://www.silverbook.org/ (Дата обращения 15.05.2019)

14. Электронная медицинская международная база данных PhysioNet. org [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://physionet.org (Дата обращения 25.04.20120)

15. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине. Физиология человека. 2002;2:70-82.

16. Ходырев Г.Н., Хлыбова С.В., Циркин В.И., Дмитриева С.Л. Методические аспекты анализа временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма (обзор литературы). Вятский медицинский вестник. 2011;(3-4):60-70.

17. Тюрин В.В., Щеглов С.Н. Дискриминантный анализ в биологии: монография. Краснодар: Кубанский государственный университет. 2015. 126 с.

18. Языки программирования [Интернет - ресурс]. Режим доступа: https://life-prog.ru/1_32708_otsenka-tesnotisvyazi.html (Дата обращения 14.10.2019)

19. Медицина от А до Я [Интернет - ресурс]. Режим доступа: https://med-books.info/meditsina.html (Дата обращения 14.10.2019)

20. Кондратьев А.И., Савилова В.В., Долгих В.Т., Лукач В.Н. Прогностическая значимость гемодинамического мониторинга у больных в остром периоде инфаркта миокарда. Казанский медицинский журнал. 2010;91(2):148-151.