Sydänsähkökäyrän ST-tason muutosten vaikutus sykevälivaihteluun

Abstract

Hyväkuntoinen sydän ei syki tasaisin väliajoin vaan perättäisten sydämenlyöntien välinen aika vaihtelee monimutkaisesti. Tätä ajallista vaihtelua sydämenlyöntien välillä kutsutaan sykevälivaihteluksi. Sykevälivaihtelu ei kuitenkaan ole satunnaista kohinaa, vaan se sisältää pitkän aikavälin korrelaatioita, mitä voi arvioida laskennallisilla menetelmillä. Sykevälivaihtelu on sydämen ja autonomisen hermoston toiminnan arvioimiseen käytetty suure. Sen määrittäminen onnistuu kuluttajille tarjolla olevilla sykemittareilla.

Sydänsähkökäyrän ST-tason muutokset kertovat usein kardiologisen toiminnan häiriöstä. Esimerkiksi sydäninfarktin yksi tyypillinen oire on ST-tason muutos. Muutosten havaitseminen vaatii erityisen laitteiston ja terveydenhuollon ammattilaisen.

Tässä työssä tutkitaan ST-tason muutoksien vaikutusta sykevälivaihteluun. Tutkimuksella pyritään selvittämään, voiko sykevälivaihtelua erilaisilla laskennallisilla menetelmillä käsitellessä ennustaa luotettavasti ST-tason muutoksia. Tämä mahdollistaisi kuluttajille nykyistä kattavamman sydämen terveyden tarkastelun, ilman sydänsähkökäyrämittaukseen tarkoitettua laitteistoa.

Työssä käytettävät laskennalliset menetelmät ovat jaettu aikatason menetelmiin ja epälineaarisiin menetelmiin. Aikatason menetelmiä käytettiin tässä työssä sykevälivaihtelun perusominaisuuksien määrittämiseen ja lähtökohtana epälineaaristen menetelmien hyödyn arvioimiseen. Epälineaarisista menetelmistä käytettiin Poincaré-menetelmää sekä tavallista ja dynaamista trendit poistavaa fluktuaatioanalyysiä.

Sykeaineistoa kerättiin Physionet-tietopankista ja se jaettiin kolmeen eri ryhmään. Ensimmäisen ryhmän aineisto kerättiin ST-tason muutoksien aikana ja toisen ryhmän aineisto kerättiin samoilta ihmisiltä, kun ST-taso pysyi normaalina. Kolmannen ryhmän aineisto on kerätty kardiologisesti terveiltä ihmisiltä. Alkuperäinen sydänsähkökäyrä esikäsiteltiin sydämen lyöntien välisen ajan määrittämiseksi.

Ryhmien yksi ja kaksi välille ei löydetty merkittävää eroa yhdelläkään menetelmällä. Ero sydänsairaiden ja terveiden välillä oli kuitenkin selkeästi havaittavissa useammassa menetelmässä. Tämän työn perusteella ST-tason muutokset eivät vaikuta sykevälivaihteluun, mutta ST-episodille alttiit ihmiset erottaa selkeästi terveistä ihmisistä sykevälivaihtelun perusteella. Aineistoa ja etenkin dynaamisen trendit poistavan fluktuaatioanalyysin tuloksia voisi vielä jatkokäsitellä merkittävien tulosten löytämiseksi.