STATISTICAL ANALYSIS OF THE RESULTS OF SYNCHRONIZATION OF THE CONTOURS OF AUTONOMIC CONTROL OF CARDIOVASCULAR SYSTEM DURING THE FUNCTIONAL TEST WITH BREATHING OF VARIABLE FREQUENCY


Cite item

Full Text

Abstract

Aim - the study of characteristics of the interaction between the contours of autonomic regulation of the cardiovascular system. Materials and methods. We studied the recordings of electrocardiograms and photoplethysmograms of 25 healthy subjects taken during the functional test with chirp breathing. Synchronization of the regulation contours was studied using the previously proposed approaches. Statistical analysis of the results was carried out. Results. We have studied the rhythms with a frequency of about 0.1 Hz. It was revealed that these rhythms are synchronized under the influence of breath. We calculated the duration of the synchronization intervals. Conclusion. The results support the hypothesis for autonomy and functional independence of the studied regulation contours.

About the authors

EI I Borovkova

Saratov State University

Email: rubanei@mail.ru
assistant at the Department of Dynamical Modeling and Biomedical Engineering of Faculty of Nano-and Biomedical technologies Faculty of Nano- and Biomedical Technology of Saratov State University, 83 Astrakhanskaya st., Saratov, Russia, 410012

EA A Manafova

Saratov State University

Email: manafova_1996@mail.ru
Master’s degree student at the Department of Dynamical Modeling and Biomedical Engineering of Faculty of Nano- and Biomedical technologies Faculty of Nano- and Biomedical Technology of Saratov State University, 83 Astrakhanskaya st., Saratov, Russia, 410012

AA A Zazulya

Saratov State University

Master’s degree student at the Department of Dynamical Modeling and Biomedical Engineering of Faculty of Nano- and Biomedical technologies Faculty of Nano- and Biomedical Technology of Saratov State University, 83 Astrakhanskaya st., Saratov, Russia, 410012

AS S Karavaev

Saratov branch of V.A. Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS

Email: karavaevas@gmail.com
PhD, senior researcher, Saratov branch of Institute of Radioengineering and Electronics of RAS; associate professor of the Department of Dynamical Modeling and Biomedical Engineering of Faculty of Nano-and Biomedical technologies Faculty of Nano- and Biomedical Technology of Saratov State University, 83 Astrakhanskaya st., Saratov, Russia, 410012

AR R Kiselev

Saratov Research Institute of Cardiology

Email: kiselev@cardio-it.ru
PhD, associate professor of Saratov Research Institute of Cardiology; professor of the Department of Dynamical Modeling and Biomedical Engineering of Faculty of Nano- and Biomedical technologies Faculty of Nano- and Biomedical Technology of Saratov State University, 83 Astrakhanskaya st., Saratov, Russia, 410012

References

  1. Ponomarenko VI, Prokhorov MD, Karavaev AS, Kiselev AR, Gridnev VI, Bezruchko B.P. Synchronization of low-frequency oscillations in the cardiovascular system: Application to medical diagnostics and treatment. The European Physical Journal Special Topics. 2013;222(10):2687-2696
  2. Schafer C, Rosenblum MG, Abel HH, Kurths J. Synchronization in the human cardiorespiratory system. Physical Review E. 1999;60:857-870.
  3. Billman GE. Heart rate variability - a historical perspective. Frontiers in Physiology. 2011;2(86):1-13.
  4. Synchronization: А Universal Concept in Nonlinear Sciences. Pikovsky A., Rosenblum M., Kurths J.: Cambridge University Press; 2001.
  5. Hramov AE, Koronovskii AA, Ponomarenko VI, Prokhorov MD. Detection of synchronization from univariate data using wavelet transform. Phys. Rev. E. 2007;75:056207.
  6. Hramov AE, Koronovsky AA, Ponomarenko VI, Prokhorov MD. Detecting synchronization of self-sustained oscillators by external driving with varying frequency. Physical Review E. 2006;73:026208.
  7. Michael A. Cohen and J. Andrew Taylor. Short-term cardiovascular oscillations in man: measuring and modelling the physiologies. American Journal of Physiology. 2002;542:669.
  8. Rienzo MD, Parati G, Radaelli A, Castiglioni P. Baroreflex contribution to blood pressure and heart rate oscillations: time scales, time-variant characteristics and nonlinearities. Phil. Trans. R. Soc. A. 2009;367:1301-1318.
  9. Bernardi L, Radaelli A, Solda PL, Coats AJS, Reeder M, Calciati A, Garrard CS, Sleight P. Autonomic control of skin microvessels: assessment by power spectrum of photoplethysmographic waves. Clinical Science. 1996;90:345-355.
  10. Middleton PM, Tang CH, Chan GS, Bishop S, Savkin AV, Lovell NH. Peripheral photoplethysmography variability analysis of sepsis patients. Med. Biol. Eng. Comput. 2011; 49:337-47.
  11. Parati G, Di Rienzo M, Castiglioni P et. al. Counterpoint: Cardiovascular variability is not an index of autonomic control of circulation. American Journal of Physiology. 2006;1016:676.
  12. White L.B., Boashash B. Cross Spectral Analysis of Nonstationary Processes. IEEE Transactions on Information Theory. 1990;36(4): 830-835.
  13. Gabor D. Theory of communication. Part 1: The analysis of information. In Journal of the Institution of Electrical Engineers - Part III: Radio and Communication Engineering. 1946;93(26):429-441
  14. Chan K.-S., Tong H. Chaos: A Statistical Perspective. Springer Series in Statistics. Springer Science & Business Media. 2013;300.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 Borovkova E.I., Manafova E.A., Zazulya A.A., Karavaev A.S., Kiselev A.R.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».