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Analisi non lineare del segnale HRV per la valutazione degli adattamenti cardiocircolatori indotti dal tilt-test su soggetti sedentari ed atleti

Informazioni tesi

  Autore: Michela Ceriola
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Biomedica
  Relatore: Giancarlo Filligoi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 151

Un metodo che possiamo usare per studiare l’attività del nostro cuore, oltre alla registrazione dell'elettrocardiogramma (ECG), consiste nella rilevazione delle variazioni della frequenza cardiaca: in questo modo riusciamo a costruire il tacogramma, segnale che rappresenta l’andamento delle distanze temporali tra un battito cardiaco ed il successivo (ovvero le distanze R-R tra due picchi di due complessi cardiaci QRS successivi). Mediante strumenti di misura più semplici ed economici dell’elettrocardiografo possiamo così avere informazioni sull’attività cardiaca, possiamo rilevarne irregolarità fisiologiche o patologiche, o possiamo anche valutare eventuali fenomeni di variazione della frequenza cardiaca e studiare gli adattamenti che si attuano in risposta a particolari condizioni fisiche e a stimoli esterni.
Il nostro lavoro comincerà con la registrazione delle frequenze cardiache su un congruo campione di giovani sani e di corporatura normale, classificabili in soggetti sedentari e atleti, sottoposti a tilt-test. Tale test impone al corpo del paziente un cambiamento di posizione involontario, e in questo modo si genera una variazione delle distribuzioni del fluido sanguigno nei diversi distretti corporei. Gli adattamenti cardiocircolatori necessari a compensare la nuova situazione dipenderanno, durante il test, solo dalle capacità del cuore di comportarsi da pompa e dall’intervento della muscolatura liscia dei vasi, che andranno ad adattarsi alle diverse pressioni causate dalla posizione orizzontale o inclinata del corpo per mantenere una corretta irrorazione del sangue in tutto il corpo.
Analizzeremo successivamente i segnali registrati. Il nostro primo scopo sarà di valutare se vi sono differenze tra gli adattamenti cardiocircolatori delle due diverse categorie e come varierà, in risposta al cambio di posizione del corpo, la frequenza cardiaca nei due gruppi di soggetti.
Ricaveremo poi i tacogrammi di tutti i soggetti sottoposti al test e li studieremo applicando un’analisi non lineare di tipo RQA (Recurrence Quantification Analysis), utilizzando un software che avevamo creato in ambiente MatLab durante il tirocinio per la laurea di primo livello.
È infatti dimostrato che l’analisi delle ricorrenze dà informazioni non solo sulle variazioni della frequenza cardiaca, variazioni ben visibili già da una rapida analisi visiva dei segnali registrati, ma anche e sopratutto sulla dinamica di controllo di tale frequenza: come è noto, e come viene ampiamente spiegato in medicina ed in letteratura, il cuore è infatti controllato essenzialmente dal sistema nervoso autonomo, e un’analisi RQA fornisce informazioni proprio sulla funzionalità del SNA stesso. Il nostro fine ultimo sarà dunque di valutare se tali meccanismi di controllo del sistema cardiocircolatorio sono equivalenti nei due gruppi di soggetti, o se la pratica di sport in modo costante e a livello agonistico li influenza e li modifica in modo apprezzabile.

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Scopo della tesi PAG. VI Scopo della tesi A tutti è noto l’importante ruolo che riveste il cuore nel corso della nostra vita, regolando la circolazione sanguigna in modo preciso ed ordinato, spingendo costantemente il sangue con pulsazioni adeguate al tipo di attività fisica che stiamo svolgendo, e distribuendo così le sostanze in tutto l’organismo in ogni momento della giornata. Questa attività meccanica viene controllata dal sistema nervoso autonomo (SNA), che attraverso impulsi elettrici regola la contrazione del cuore. Il comando elettrico si distribuisce opportunamente su tutto il tessuto miocardico ed è proprio questo segnale elettrico, il segnale elettrocardiografico, che viene normalmente registrato e studiato mediante l’elettrocardiogramma. Un ulteriore metodo che possiamo però usare per studiare l’attività del nostro cuore consiste nella rilevazione delle variazioni della frequenza cardiaca: in questo modo riusciamo a costruire il tacogramma, segnale che rappresenta l’andamento delle distanze temporali tra un battito cardiaco ed il successivo (ovvero le distanze R-R tra due picchi di due complessi cardiaci QRS successivi). Mediante strumenti di misura piø semplici ed economici dell’elettrocardiografo possiamo così avere informazioni sull’attività cardiaca, possiamo rilevarne irregolarità fisiologiche o patologiche, o possiamo anche valutare eventuali fenomeni di variazione della frequenza cardiaca e studiare gli adattamenti che si attuano in risposta a particolari condizioni fisiche e a stimoli esterni. Il nostro lavoro comincerà con la registrazione delle frequenze cardiache su un congruo campione di giovani sani e di corporatura normale, classificabili in soggetti sedentari e atleti, sottoposti a tilt-test. Tale test impone al corpo del paziente un cambiamento di posizione involontario, e in questo modo si genera una variazione delle distribuzioni del fluido sanguigno nei diversi distretti corporei. Gli adattamenti cardiocircolatori necessari a compensare la nuova situazione dipenderanno, durante il test, solo dalle capacità del cuore di comportarsi da pompa e dall’intervento della muscolatura liscia dei vasi, che andranno ad adattarsi alle diverse pressioni causate dalla posizione orizzontale o inclinata del corpo per mantenere una corretta irrorazione del sangue in tutto il corpo. Analizzeremo successivamente i segnali registrati. Il nostro primo scopo sarà di valutare se vi sono differenze tra gli adattamenti cardiocircolatori delle due diverse categorie e come varierà, in risposta al cambio di posizione del corpo, la frequenza cardiaca nei due gruppi di soggetti.

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