Možnosti využití variability srdeční frekvence při vyšetřování osob s anamnézou synkopy pomocí testu na nakloněné rovině

MUDr. Karel VYKOUPIL

Doctoral thesis

Possible Use of Heart Rate Variability in Patients with History of Syncope Using Head Up Tilt Test

Abstract:

Cíl: Autonomní nervový systém (ANS) představuje mechanismus bránící homeostázu a integritu krevního oběhu. Cílem práce bylo posoudit možnosti hodnocení chování ANS v průběhu ortostatické zkoušky na testu na nakloněné rovině (HUTT) pomocí parametrů variability srdeční frekvence (VSF) a porovnání dvou způsobů hodnocení VSF během vyšetření na HUTT u pacientů se synkopou. Ověření primární hypotézy, že VSF časových segmentů o rozdílné délce (ultrakrátké proti konvenčnímu hodnocení celého časového úseku) během HUTT přinese rozdílné výsledky. Ověření sekundární hypotézy, že ultrakrátké analýzy VSF v průběhu HUTT mohou reflektovat rozdílné reakce pacientů se synkopou, na rozdíl od analýzy VSF jednotlivých celých časových segmentů v průběhu testu a ověření, zda na základě ultrakrátké analýzy VSF lze u pacientů s dominantně kardioinhibičním mechanismem synkopy určit podíl parasympatické hyperreakce. Soubor a metodika: V první fázi (fáze A) bylo vyšetřeno 201 pacientů. Tento soubor jsme rozdělili na dvě základní skupiny dle toho, zda synkopu prodělali, nebo ne. První skupinu jsme dále rozdělili dle typu synkopy na skupinu smíšené + kardioinhibiční a skupinu vazodepresorickou. U těchto skupin jsme v daných polohách během HUTT porovnávali tepovou frekvenci (TF), tlak krve (TK) a parametry autonomní kardiovaskulární regulace: nízkofrekvenční komponentu (LF), vysokofrekvenční komponentu (HF) a jejich poměr LF/HF (LF/HF). Ve fázi A byly hodnoceny výsledky automatických výstupů zpracování biosignálů. V druhé fázi (fáze B) byla retrospektivně přehodnocena databáze 1500 záznamů HUTT u nemocných odeslaných k vyšetření pro anamnézu synkopy, nebo nejasné ortostatické intolerance. Hodnotili jsme identické biosignály jako v první fázi. Byly porovnány dva způsoby analýzy TF a TK v supinační poloze a náklonu. Automatická analýza jednotlivých celých fází HUTT byla srovnána se sérií analýz ultrakrátkých segmentů z průběhu HUTT. Biosignály byly porovnány v 7 různých časových segmentech a na základě typu synkopy a parametrů TF a TK byly k závěrečnému zpracování vybrány čtyři skupiny osob po 20 pacientech: negativní (referenční), bradykardická, tachykardická, vazodepresorická. Ve fázi B byly porovnány automaticky kalkulované parametry s výsledky měření cíleně vybraných časových segmentů v průběhu HUTT. Výsledky: Ve fázi A nebyly shledány žádné signifikantní rozdíly v automatických výstupech zpracování biosignálu. Ve fázi B byly potvrzeny obě studijní hypotézy. Tj. výsledky analýzy ultrakrátkého časového úseku poskytují více signifikantních informací než informace získané při hodnocení celé časové periody vcelku a že analýza VSF ultrakrátkého úseku při vyšetření HUTT může odhalit specifický typ reakce pacientů se synkopou na rozdíl od běžné analýzy VSF celého časového úseku jednotlivých fází HUTT. Největším přínosem byly analýzy ultrakrátkého časového segmentu před koncem náklonu a bezprostředně v úvodu závěrečné supinační polohy, prokazující v bradykardické skupině statisticky významně snížený poměr hodnot LF/HF, LF a významné zvýšení hodnoty HF. Závěr: Hodnocení ANS v průběhu HUTT vyžaduje možnost dodatečného zpracování dat a přepočítání hodnocených parametrů v klíčových časových segmentech záznamů. Práce prokázala, že hodnocení VSF v ultrakrátkých časových segmentech v průběhu HUTT přináší nové informace, které jsou rozdílné od běžné analýzy VSF celých časových segmentů jednotlivých fází HUTT a umožňují selekci vagových hyperreaktorů s potenciální možností léčby kardioneuroablací.

Abstract:

Goal: Autonomic nervous system (ANS) is responsible for homeostasis and the integrity of the bloodstream. The aim of the study was to assess the possibilities of evaluating ANS behavior during orthostatic tests on head up tilt test (HUTT) using heart rate variability parameters (HRV) and to compare two methods of HRV evaluation during HUTT in patients with syncope. Verification of the primary hypothesis: HRV of time segments of different lengths (ultra short versus conventional evaluation of the whole time period) during HUTT will give unequal results. Secondary Hypothesis Verification: Ultrashort HRV analyzes during HUTT may reflect the different responses of patients with syncope, in contrast to HRV analysis of individual whole time segments during the test. Verification of the secondary hypothesis that ultrashort HRV analyzes during HUTT may reflect different responses in patients with syncope, in contrast to HRV analysis of individual whole time segments during the test, and verification of ultrashort HRV analysis in patients with a dominant cardioinhibitory syncope mechanism parasympathetic hyperreactions. Design and methods: In the first phase (phase A), 201 patients were examined. We divided this group into two basic groups according to whether they underwent syncope or not. We further divided the first group according to the type of syncope into a mixed + cardioinhibitory and vasodepressor group. In these groups, we compared heart rate (HR), blood pressure (BP) and parameters of autonomic cardiovascular regulation at given positions during HUTT: low-frequency component (LF), high-frequency component (HF) and their LF / HF ratio (LF / HF). In phase A, the results of automatic outputs of biosignal processing were evaluated. In the second phase (phase B), the database of 1500 HUTT records in patients sent for examination for a history of syncope or unclear orthostatic intolerance was retrospectively re-evaluated. We evaluated identical biosignals as in the first phase. Two methods of HF and BP analysis in the supine position and tilt were compared. The automatic analysis of the individual whole phases of HUTT was compared with a series of analyzes of ultrashort segments from the course of HUTT. Biosignals were compared in 7 different time segments and based on the type of syncope and HF and BP parameters, four groups of 20 patients were selected for final processing: negative (reference), bradycardic, tachycardic, vasodepressor. In phase B, the automatically calculated parameters were compared with the measurement results of purposefully selected time segments during HUTT. Results: In phase A, no significant differences were found in the automatic outputs of biosignal processing. In phase B, both study hypotheses were confirmed. I.e. the results of the ultrashort time analysis provide more significant information than the information obtained when evaluating the whole time period as a whole, and that ultrashort HRV analysis on HUTT may reveal a specific type of syncope patient response as opposed to conventional full time HRV analysis of individual HUTT phases. The greatest benefit was the analysis of the ultrashort time segment before the end of the tilt and immediately at the beginning of the final supination position, showing a statistically significantly reduced ratio of LF/HF, LF and a significant increase in HF in the bradycardia group. Conclusion: Evaluation of ANS during HUTT requires the possibility of additional data processing and recalculation of evaluated parameters in key time segments of records. The work showed that the evaluation of HRV in ultrashort time segments during HUTT brings new information, which is different from the usual analysis of HRV of whole time segments of individual phases of HUTT and allows selection of vagal hyperreactors with potential treatment by cardioneuroablation.

Keywords

synkopa, test na nakloněné rovině, autonomní nervový systém, baroreflex, kardioneuroablace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 11. 2021

Thesis defence

• Supervisor: MUDr. Jan Galuszka, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Internal Medicine / Internal Medicine