Диаграмма Пуанкаре

Другие названия: Poincaré plot, Poincare plot, диаграмма Лоренца, скаттерограмма, диаграмма рассеяния RR-интервалов

Диаграмма рассеяния, на которой каждый интервал между ударами сопоставлен со следующим, по обеим осям в миллисекундах. По форме облака точек сразу видны краткосрочная и общая вариабельность.

Диаграмма Пуанкаре (в российских работах по вариабельности сердечного ритма её чаще называют скаттерограммой) — это диаграмма рассеяния, на которой каждый RR-интервал RR-интервал Время от одного удара сердца до следующего, измеренное в миллисекундах между зубцами R на ЭКГ. ВСР рассчитывают по ряду таких интервалов. Подробнее: RR-интервал сопоставлен со следующим за ним: по горизонтали откладывают предыдущий интервал, по вертикали — следующий, оба в миллисекундах.

Зачем нужна эта диаграмма

Рабочая группа ESC и NASPE (Task Force, 1996) называет её диаграммой Лоренца и относит к геометрическим методам, то есть к способам превратить ряд интервалов в картинку, форму которой можно оценить на глаз или измерить. Это был один из первых инструментов, от которых ждали, что он покажет нелинейные свойства ритма: предполагалось, что форма облака несёт больше информации, чем стандартное отклонение. В 2001 году Brennan и коллеги проверили три распространённых способа измерить эту форму и обнаружили, что каждый из них сводится к линейному показателю временного анализа. Картинка по-прежнему полезна: по форме облака быстрее всего видно, какого рода вариабельность содержится в записи, а единственный выпадающий удар сразу виден в стороне от облака.

Формула

pointi=(RRi, RRi+1),i=1,…,N−1\text{point}_i = \left(\mathrm{RR}_i,\ \mathrm{RR}_{i+1}\right),\qquad i = 1,\dots,N-1

Для каждого интервала RRi\mathrm{RR}_i в миллисекундах ставят точку: по горизонтали откладывают RRi\mathrm{RR}_i, по вертикали — следующий интервал RRi+1\mathrm{RR}_{i+1}. Если за интервалом 950 мс следует интервал 1000 мс, точка попадает в (950; 1000). Сердце, бьющееся как часы, поставило бы все точки в одно место; настоящее сердце даёт облако, вытянутое вдоль диагонали, где оба интервала равны. Его ширина поперёк диагонали — это SD1 SD1 и SD2 Два показателя разброса точек на диаграмме Пуанкаре, в миллисекундах. SD1 — ширина облака, отражает краткосрочную изменчивость, как RMSSD; SD2 — его длина, отражает общую изменчивость. Подробнее: SD1 и SD2 , а длина вдоль неё — SD2.

Пример расчёта

Каждый удар в паре со следующим

Пять минут учебной записи

SD1 (поперёк)
23,6 мс
SD2 (вдоль)
33,1 мс
SD1/SD2
0,71
RMSSD
33,4 мс
SDNN
28,7 мс

Длина облака в 1,4 раза больше ширины: SD1 23,6 мс поперёк диагонали (быстрые изменения), SD2 33,1 мс вдоль неё (медленные и быстрые изменения вместе).

Ползунки и кнопка работают при включённом JavaScript.

Каждый интервал учебной записи в паре со следующим за ним. Ширина облака поперёк диагонали — это SD1 (быстрые изменения от удара к удару), а длина вдоль диагонали — SD2 (медленные и быстрые изменения вместе). Двигайте ползунки, чтобы менять каждый вид колебаний, или добавьте одну экстрасистолу и посмотрите, как подскочит SD1.

Квадратная точечная диаграмма: по горизонтали предыдущий интервал, по вертикали следующий, оба в миллисекундах, масштаб увеличен под облако; на ней диагональ тождества и наклонённый вдоль неё эллипс. Ниже выведены SD1, SD2, их отношение, RMSSD и SDNN, затем предложение о форме облака. Два ползунка задают размах колебаний от удара к удару и медленных колебаний; кнопка добавляет одну экстрасистолу, после чего выводятся также SD1 и SD2 без неё.

Пять минут учебной записи дают облако длиной 33,1 мс и шириной 23,6 мс. Увеличьте колебания от удара к удару, и облако станет шире; увеличьте медленные колебания, и оно вытянется. Нажмите «Добавить эктопическое сокращение Эктопическое сокращение Сокращение сердца, которое возникает вне обычного водителя ритма и обычно приходит раньше срока. Эктопические сокращения встречаются часто, но искажают ВСР, если их не убрать или не исправить. Подробнее: Эктопическое сокращение »: одна экстрасистола с последующей паузой даёт две точки далеко от диагонали, и SD1 подскакивает с 23,6 до 39,8 мс.

Что на неё влияет

Облако расширяет дыхание: каждый вдох укорачивает интервалы, а каждый выдох снова удлиняет их. Медленный дрейф пульса вытягивает облако вдоль диагонали. При более частом пульсе всё облако смещается вниз и влево и обычно уменьшается.

Когда она вводит в заблуждение

Диаграмма не показывает время: облако одной и той же формы может получиться и из спокойной записи, и из неспокойной, в которой те же интервалы идут в другом порядке. Два её показателя — это RMSSD RMSSD Среднеквадратичное значение разностей соседних NN-интервалов: показатель ВСР в миллисекундах, построенный на том, насколько каждый интервал между ударами отличается от следующего. В основном отражает активность блуждающего нерва. Подробнее: RMSSD и смесь SDNN SDNN Стандартное отклонение всех NN-интервалов записи, в миллисекундах. Показывает общую вариабельность; его значение сильно зависит от длительности записи. Подробнее: SDNN и RMSSD под другими названиями, так что она не добавляет сведений, которых нет во временном анализе. А её форма, как и SDNN, зависит от длительности записи.

Где вы её увидите

Kubios HRV рисует её на главном экране вместе с эллипсом SD1 и SD2; так делает и калькулятор ВСР на этом сайте. По форме облака легко заметить экстрасистолы: это точки, лежащие далеко от диагонали. В уроке ВСР на одной картинке такая картинка помогает наглядно увидеть ВСР.

Источники

  1. Do existing measures of Poincaré plot geometry reflect nonlinear features of heart rate variability? IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2001
  2. An overview of heart rate variability metrics and norms Frontiers in Public Health, 2017
  3. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use Circulation (Task Force of the ESC and NASPE), 1996

Все термины глоссария