scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-17-2-8-21scbmt-1267Research ArticleМЕТОДЫ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF BIOMEDICAL RESEARCHESДискриминантный анализ показателей согласованной работы сердца и сосудов в норме и при патологииDiscriminant Analysis of the Coordinated Work Indicators of the Heart and Blood Vessels in Health and DiseaseКаркищенкоН. Н.KarkischenkoN. N.

Каркищенко Николай Николаевич - акад. РАРАН, чл.-корр. РАН, д.м.н., проф.

143442, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1

Nikolay N. Karkischenko, Academician of the Russian Academy of Rocket and Artillery Sciences, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Med.), Prof.

143442, Moscow region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

niknik2808@yandex.ruЧайвановД. Б.ChaivanovD. B.

Чайванов Дмитрий Борисович - к.ф.-м.н.

123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Dmitry B. Chaivanov, Cand. Sci. (Phis.-Math.)

123182,  Moscow, Akademika Kurchatova Square, 1

Chayvanov_DB@nrcki.ruЧудинаЮ. А.ChudinaY. A.

Чудина Юлия Александровна

123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Yulia A. Chudina

123182,  Moscow, Akademika Kurchatova Square, 1

Chudina_YA@nrcki.ruНиколаевА. А.NikolaevA. A.

Николаев Андрей Андреевич

123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Andrey А. Nikolaev

123182,  Moscow, Akademika Kurchatova Square, 1

Nikolaev-AA@nrcki.ruВартановА. А.VartanovA. A.

Вартанов Александр Александрович

123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Alexander A. Vartanov

123182,  Moscow, Akademika Kurchatova Square, 1

Vartanov_AA@nrcki.ruФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России»РоссияScientifi c Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian FederationФГБУН Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»РоссияNational Research Center “Kurchatov Institute”Russian Federation202125062021172821Copyright © Каркищенко Н.Н., Чайванов Д.Б., Чудина Ю.А., Николаев А.А., Вартанов А.А., 20212021Каркищенко Н.Н., Чайванов Д.Б., Чудина Ю.А., Николаев А.А., Вартанов А.А.Karkischenko N.N., Chaivanov D.B., Chudina Y.A., Nikolaev A.A., Vartanov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1267

Предложен дискриминантный метод моделирования и количественной оценки согласованности регуляторных механизмов в сердечно-сосудистой системе (ССС) практически здоровых волонтёров и при нарушениях кровообращения, сопряженных с остеохондрозом шейного отдела позвоночника (ОШОП) и соматоформной вегетативной дисфункцией (СВД). Конгруэнтность параметров ЭКГ- интервалометрии (ДКИ) и длительностей пульсовой волны (ДПВ) по фотоплетизмограммам (ФПГ) волонтёров устанавливали путём вычислений мер различий и отклонений от средних значений, через коэффициенты смещения, наклона аппроксимирующей прямой, их достоверности и корреляции трендовой модели с исходными данными. Установлены грубые нарушения конгруэнтности в работе эфферентных и афферентных регуляторных механизмов ССС, рассогласование и снижение в сравнении с нормой ДКИ и ДПВ, существенное снижение их аппроксимации у волонтёров с СВД. У волонтёров с ОШОП отклонения в ДКИ и ДПВ от их средних значений много ниже, чем у волонтёров м у здоровых испытуемых. Как и при СВД, по показателям меры различий эти пациенты уступают здоровым волонтёрам.

A discriminant method was proposed for modeling and quantifying the consistency of regulatory mechanisms in the cardiovascular system (CVS) of apparently healthy volunteers and those suffering from circulatory disorders associated with cervical spine osteochondrosis (OCS) and somatoform autonomic dysfunction (SAD). The congruence of the parameters of ECG intervalometry (DCI) and pulse wave duration (PWD) according to the volunteers’ photoplethysmograms (PPG) was established by calculating the disparity measure and deviations from the mean values using the coeffi cients of displacement, slope of the approximating straight line, as well as by comparing the reliability and correlation of the trend model with the initial data. We discovered gross violations of congruence in the work of efferent and afferent regulatory CVS mechanisms, mismatch and decrease in comparison with the norm of DCI and PWD, a signifi cant decrease in their approximation in the SAD volunteers. In volunteers with OCS, deviations in DCI and PWD from their mean values are much lower than in those with SAD, being inferior compared to healthy volunteers. Similar to SAD, these patients are inferior to healthy volunteers in terms of the disparity measure. 

дискриминантный анализсоматоформная вегетодисфункция (СВД)остеохондроз шейного отдела позвоночника (ОШОП)нарушение кровоснабжения головного мозгавертебробазилярный синдромдлительности кардиоинтервала и пульсовой волныконгруэнтность работы сердца и сосудовтрендовая модельdiscriminant analysissomatoform vegetative dysfunction (SVD)osteochondrosis of the cervical spine (OSOP)impaired blood supply to the brainvertebrobasilar syndromeduration of the cardiointerval and pulse wavecongruence of the heart and blood vesselstrend modelReferencesАнтонен Е.Г., Хяйникяйнен И.В. Соматоформная вегетативная дисфункция как предиктор хронической ишемии мозга. Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Медицинские науки. 2014;4:43–48.Antonen E.G., Hyajnikyajnen I.V. Somatoformnaya vegetativnaya disfunkciya kak prediktor hronicheskoj ishemii mozga [Somatoform autonomic dysfunction as a predictor of chronic brain ischemia]. Uchenye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta. Medicinskie nauki [Scientifi c notes of Petrozavodsk state University. Medical science]. 2014;4:43–48. (In Russian)].Бабченко Н.В. Начальные проявления недостаточности кровоснабжения головного мозга: патоморфология, клиника, диагностика, принципы терапии. Медицинские новости. 2004;1:17–20.Babchenko N.V. Nachal’nye proyavleniya nedostatochnosti krovosnabzheniya golovnogo mozga: patomorfologiya, klinika, diagnostika, principy terapii [Initial manifestations of insuffi cient blood supply to the brain: pathomorphology, clinic, diagnosis, principles of therapy]. Medicinskie novosti [Medical news]. 2004;1:17–20. (In Russian)].Бойцов С.А., Никулина Н.Н., Якушин С.С., Акинина С.А. и др. Внезапная сердечная смерть у больных ИБС: по результатам российского многоцентрового эпидемиологического исследования заболеваемости, смертности, качества диагностики и лечения острых форм ИБС (резонанс). Рос. кардиол. журн. 2011;2:59–64.Boytsov S.A., Nikulina N.N., Yakushin S.S., Akinina S.A., et al. Vnezapnaya serdechnaya smert’ u bol’nykh IBS: po rezul’tatam rossiyskogo mnogotsentrovogo epidemiologicheskogo issledovaniya zabolevayemosti, smertnosti, kachestva diagnostiki i lecheniya ostrykh form IBS (rezonans) [Sudden cardiac death in patients with coronary artery disease: according to the results of a Russian multicenter epidemiological study of morbidity, mortality, quality of diagnosis and treatment of acute forms of coronary artery disease (resonance)]. Russian cardiological journal. 2011;2:59–64. (In Russian)].Бокерия Л.А., Ревишвили А.Ш., Немину щий Н.М. Внезапная сердечная смерть. М.: ГЭОТАРМедиа, 2011:272.Bokeriya L.A., Revishvili A.Sh., Neminushchiy N.M. Vnezapnaya serdechnaya smert’ [Sudden cardiac death]. Moscow: GEOTARMedia Publ., 2011: 272. (In Russian)].Каркищенко Н.Н. Лекарственная профилактика. М.: Воентехлит, 2001:752.Karkischenko N.N. Lekarstvennaya profi laktika [Medicinal prophylaxis]. Moscow: Voyentekhlit Publ., 2001:752. (In Russian)].Каркищенко Н.Н. Фармакологические основы терапии. М.: IMPМедицина, 1996:599.Karkischenko N.N. Farmakologicheskiye osnovy terapii [Pharmacological bases of therapy]. Moscow: IMPMeditsina Publ., 1996:599. (In Russian)].Каркищенко Н.Н., Николаев А.А., Чудина Ю.А., Чайванов Д.Б., Вартанов А.А. Показатели согласованной работы сердца и сосудов при сосудистой патологии вертеброгенной и невертеброгенной природы. Биомедицина. 2020;16(2):47–59.Karkischenko N.N., Nikolaev A.A., Chudina Yu.A., Chajvanov D.B., Vartanov A.A. Pokazateli soglasovannoj raboty serdca i sosudov pri sosudistoj patologii vertebrogennoj i nevertebrogennoj prirody [Indicators of coordinated work of the heart and blood vessels in vascular pathology of vertebrogenic and nonvertebrogenic nature]. Biomeditsina [Journal Biomed]. 2020;16(2):47–59. (In Russian)]. DOI: 10.33647/207459821624759.Ким Дж. О., Мьюллер Ч.У., Клекка У.Р., Енюков И.С. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. М.: АВЕРСМосква, 2006:479.Kim Dzh.O., M’yuller Ch.U., Klekka U.R., Enyukov I.S. Factor, discriminant and cluster analysis. Moscow: AVERSMoskva Publ., 2006:479. (In Russian)].Косицкий Г.И. Афферентные системы сердца. М.: Медицина, 1975:208.Kositskiy G.I. Afferentnyye sistemy serdtsa [Afferent systems of the heart]. Moscow: Meditsina Publ., 1975:208. (In Russian)].Лысенкова Н.О., Румянцев М.И., Кратнов А.Е. Роль вегетативной нервной системы в развитии фатальных нарушений ритма сердца у пациентов с ишемической болезнью сердца. Доктор.Ру. 2016;11(128):33–35.Lysenkova N.O., Rumyantsev M.I., Kratnov A.E. Rol’ vegetativnoy nervnoy sistemy v razvitii fatal’nykh narusheniy ritma serdtsa u patsiyentov s ishemicheskoy bolezn’yu serdtsa [The role of the autonomic nervous system in the development of fatal cardiac arrhythmias in patients with coronary artery disease]. Doktor.Ru. 2016;11(128):33–35. (In Russian)].Мамонова Е.Ю., Калинина М.Ю. Гемодинамические нарушения при шейном остеохондрозе у нефтяников западной Сибири. Сибирский медицинский журнал. 2008;2(3):69–72.Mamonova E.Yu., Kalinina M.Yu. Gemodinamicheskie narusheniya pri shejnom osteohondroze u neftyanikov zapadnoj Sibiri [Hemodynamic disorders in cervical osteochondrosis in oil workers of Western Siberia]. Siberian medical journal. 2008;2(3):69–72. (In Russian)].Стригина М.И., Чайванов Д.Б., Чудина Ю.А. Исследования погрешностей данных фотоплетизмограммы для анализа вариабельности сердечного ритма. Биомедицина. 2013;4:139–148.Strigina M.I., Chajvanov D.B., Chudina Yu.A. Issledovaniya pogreshnostej dannyh fotopletizmogrammy dlya analiza variabel’nosti serdechnogo ritma [Studies of errors in photoplethysmogram data for analysis of heart rate variability]. Biomedicine. 2013;4:139–148. (In Russian)].Cao J.M., Fishblin M.C., Ham J.B., Lai W.W., et al. Relationship between regional cardiac hyperinnervation and ventricular arrhythmia. Curculation. 2000;101(16):1960–1969.Cao J.M., Fishblin M.C., Ham J.B., Lai W.W., et al. Relationship between regional cardiac hyperinnervation and ventricular arrhythmia. Curculation. 2000;101(16):1960–1969.Chen S.W. A waveletbased heart rate variability analysis for the study of nonsustained ventricular tachycardia. Trans. Biomed. Eng. 2002;49(7):736–742.Chen S.W. A waveletbased heart rate variability analysis for the study of nonsustained ventricular tachycardia. Trans. Biomed. Eng. 2002;49(7):736–742.Dogel A.S. Zur frage ùber feiruren bau der herzganglien des menschen und der saugetiere. Arch. Mikr. Anat. 1899;53:234–312.Dogel A.S. Zur frage ùber feiruren bau der herzganglien des menschen und der saugetiere. Arch. Mikr. Anat. 1899;53:234–312.Ewing D.J. Heart rate variability: new risk factor in patients following myocardial infarction. Clin. Cardiol. 1991;14(8):683–685.Ewing D.J. Heart rate variability: new risk factor in patients following myocardial infarction. Clin. Cardiol. 1991;14(8):683–685.Nannenberg E.A., Sijbrands E.J.G., Dijksman L.M., Alders M., et al. Mortality of inherited arrhythmia syndromes: insight into their natural history. Circ. Cardiovasc. Genet. 2012;5(2):183–189.Nannenberg E.A., Sijbrands E.J.G., Dijksman L.M., Alders M., et al. Mortality of inherited arrhythmia syndromes: insight into their natural history. Circ. Cardiovasc. Genet. 2012;5(2):183–189.Osaka M., Saitoh H., Sasabe N., Atarashi H., et al. Changes in autonomic activity preceding onset of nonsustained ventricular tachycardia. Ann. Noninvasive Electrocardiol. 1996;1(1):3–11.Osaka M., Saitoh H., Sasabe N., Atarashi H., et al. Changes in autonomic activity preceding onset of nonsustained ventricular tachycardia. Ann. Noninvasive Electrocardiol. 1996;1(1):3–11.Saul J.P., Berger R.D., Albrecht P., Stein S.P., et al. Transfer function analysis of the circulation: unique insights into cardiovascular regulation. Am. J. Physiol. 1991;261(4,2):1231–1245.Saul J.P., Berger R.D., Albrecht P., Stein S.P., et al. Transfer function analysis of the circulation: unique insights into cardiovascular regulation. Am. J. Physiol. 1991;261(4,2):1231–1245.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.