Spektrální analýza variability srdeční frekvence

SA HRV (Spectral Analysis of Heart Rate Variability) specifikuje informace o pravidelných oscilacích spolutvořících HRV. To umožňuje převést časovou řadu vytvořenou R-R intervaly do frekvenční oblasti, která je schopna odhalit tyto periodické komponenty HRV. Pro spektrální analýzu variability srdeční frekvence je využívána buď autokorelační metoda, která srovnává aktuální hodnoty vstupní časové řady s hodnotami téže časové řady, avšak periodicky zpožděnými, nebo rychlá Fourierova transformace, rozkládající vstupní časovou řadu na součet harmonických signálů s různou frekvencí, amplitudou a fází (Stejskal & Salinger, 1996; Salinger & Gwozdziewicz, 2008).

Metoda SA HRV charakterizuje pouze harmonické složky frekvenčního spektra, případné složky neharmonické, podílející se na HRV, nejsou uvedenou metodou SA HRV zjistitelné. Stanovená řada číselných údajů o velkosti R-R intervalů je převáděna do frekvenčního obrazu v rozpětí od 20 mHz do 500 mHz (představujících 0,5 až 30 periodických změn za minutu).

Analýza krátkodobého záznamu (5 minut respektive 300 tepů) umožňuje rozlišit 3 hlavní spektrální komponenty:

VLF (very low frequency) - velmi pomalá frekvence v rozsahu 20 - 50 mHz, jejíž výkon bývá spojován s termoregulační sympatickou aktivitou cév, hladinou cirkulujících katecholaminů a s oscilacemi renin – angiotensinového systému.

LF (low frequency) - pomalá frekvence v rozsahu 50 - 150 mHz, označovaná též jako Mayerova tlaková vlna, je nejvíce ovlivněna baroreflexní sympatickou aktivitou a odpovídá pomalým oscilacím variability arteriálního tlaku. Nesmí však být považovány za celkový ukazatel aktivity sympatiku.

HF (high frequency) - vysoká frekvence překračující hranici 150 mHz, je ovlivňována výlučně eferentní vagovou aktivitou. HF komponenta nese název respirační vlna, protože frekvence oscilací kolem 250 – 300 mHz koreluje s dechovou frekvencí. Rostoucí dechový objem zvyšuje velikost komponenty HF, přičemž zvyšující se dechová frekvence ji posouvá doprava a redukuje, a tak dechová frekvence i objem přímo ovlivňují výkonové spektrum HRV (Stejskal & Salinger, 1996).

Hodnoty výkonu jednotlivých komponent se vyjadřují v absolutních hodnotách (ms2), stejně jako hodnoty maximální amplitudy (maximální denzita spektrálního výkonu) (ms2/Hz). Z hlediska vztahu k ANS mají větší výpovědní hodnotu ukazatele relativní, vyjádřené jednak v procentech celkového výkonu nebo zúženého spektra od 50 do 500 mHz jako tzv. normalizované jednotky. Ke snížení negativního dopadu poklesu variability při zvýšené tepové frekvenci bývá používán koeficient variace příslušné komponenty CCV (Hayano et al., 1991).

Během aktivace sympatiku klesá absolutní hodnota všech komponent. Vyjádříme-li hodnoty jednotlivých komponent v relativních jednotkách, zjistíme zvýšení zastoupení komponenty LF a opačnou dynamiku poměru LF/HF. U zdravých osob vyvolává pasivní nebo aktivní postavení pokles celkového spektrálního výkonu, zvýšení komponenty LF (v relativních jednotkách) a snížení komponenty HF a tedy i zvýšení poměru LF/HF. Spektrální výkon s frekvencí vyšší než 150 mHz můžeme tedy považovat za ukazatel aktivity parasympatiku, frekvence nižší (pod touto hranicí) odpovídá oscilacím jak parasympatiku, tak sympatiku, kdy se zásadní dominance parasympatiku na celkovém spektrálním výkonu snižuje. Oblast okolo frekvence 100 mHz poukazuje na zvýšenou aktivitu baroreceptorů (Stejskal & Salinger, 1996).