Nabız değişkenliğinin (HRV) kaydı ve sayısal analizi için bir holter sisteminin tasarımı

Abstract

Nabız değiskenliği analizleri, birçok fizyolojik mekanizmanın çalısma sartlarıhakkında bilgi edinmek için kullanılan bir yöntemdir. Son yapılan arastırmalargöstermistir ki, insan kalp atımlarının arasındaki sürelerin (RR aralıkları)olusturduğu bir dizinin güç spektrum yoğunluğu, bazı patolojik kalp fonksiyonlarınınbelirlenmesinde ayırt edici bir özelliğe sahiptir.Bu amaçla kullanılan ve HRV isaretini karakterize eden sayısal veriler, zamandomeninin yanı sıra, frekans domeninde de üretilebilir. Normal sartlar altında buamaçla kullanılan HRV isareti, homojen olmayan örneklenmis bir isaret olarak eldeedilir. Bununla beraber, bu isaret, sürekli hale dönüstürülmüs bir isaret gibimodellenerek, daha sık aralıklı ve homojen olarak örneklenmis yeni bir RR aralıklarıdizisine dönüstürülebilir.Bu tez çalısmasında, herhangi bir EKG kayıt sisteminden elde edilen RRaralıklarını kaydederek HRV isaretini üreten bir holter sistemi gelistirilmistir.Çalısmada ayrıca, bu yolla kaydedilen HRV isaretlerinin homojen ve homojenolmayan biçimleri üzerinde Welch metodu kullanılarak güç spektrumu (PSD)analizleri yapılmıstır. Bu amaçla sekiz farklı denek grubundan alınan HRV verilerikullanılmıstır. Homojen ve homojen olmayan biçimdeki HRV isaretlerininanalizinden elde edilen sonuçlar karsılastırılmıstır.Elde edilen sonuçlar göstermistir ki, hem homojen ve hem de homojenolmayan HRV isaretleri, konjestif kalp yetersizliği hastalarını, sağlıklı insanlardanayırt etmek için kullanılabilir. Bununla beraber homojen olmayan HRV isaretikullanılarak yapılan analizler, patolojik kalp fonksiyonunun ayırt edilmesinde dahaiyi sonuçlar verebilmektedir.

Heart rate variability (HRV) analysis has been used as a method tounderstand the underlying mechanisms of many physiological processes. Recentresearch has shown that besides the standard deviation of the RR intervals of humanheart beats, its power spectrum density (PSD) estimations can be used to distinguishpatients having the pathological cardiac function from those having normal cardiacfunction.HRV can be quantified in the spectral domain besides the time domain. Forthis, normally, HRV signal is acquired as a signal that is sampled non-uniformly.However, heart rate can be modeled as a quasi-continuous signal and the RR intervalseries can be used to obtain the uniformly sampled signal at more frequent intervals.In this thesis, we have developed a holter system recording RR intervals fromany ECG instrument. Than, both the non-uniform and uniform type of HRV signalshave been analyzed using Welch method for PSD analysis. Eight different groups ofsubjects have been employed. The results obtained from both the non-uniform anduniform type of HRV signals have been compared.Early results have shown that both the non-uniform and uniform type of HRVsignals can be used to distinguish the patients having some pathological cardiacfunctions from those having normal cardiac functions. However, analysis using thenon-uniform type of HRV signal can give slightly better results for distinguishing thepathological heart functions.