Коррекция артефактов

Коррекция артефактов состоит из двух шагов: найти плохие интервалы, затем исправить их.

Как их находят. Обычное правило сравнивает каждый интервал с окружающими. Например, Kubios отмечает любой интервал, отстоящий от локального среднего дальше порога: 0,45 с на уровне «очень низкий», затем 0,35, 0,25, 0,15 и 0,05 с на уровне «очень сильный» (Alcantara и коллеги, 2020). Lipponen и Tarvainen (2019) построили автоматический метод на ряду разностей между соседними интервалами с порогом, который подстраивается под запись; он находил около 97 % настоящих эктопических сокращений.

Распространены и более простые правила. Фильтр диапазона отбрасывает интервалы вне правдоподобного промежутка, например 300–2000 мс. Процентное правило отмечает интервал, который отличается от соседнего больше чем примерно на 20 %; фильтр отношений Piskorski и Guzik убирает удар, когда отношение соседних интервалов выходит за пределы 0,8–1,2 (2005). Правило локальной медианы, как в калькуляторе ВСР этого сайта, отбрасывает интервал, отстоящий больше чем на 25 % от медианы его соседей. Berntson и коллеги (1990) задавали границу по собственному разбросу разностей между ударами у каждого человека.

Как их исправляют. Peltola (2012) разбирает варианты: удалить плохой интервал или заменить его средним соседей, прямой линией между ними (линейная интерполяция) либо плавной кривой через них (кубический сплайн). У пропущенного удара есть и третий способ: удвоенный интервал можно разделить обратно на два, и потерянный удар вернётся. Этот способ нельзя применять к длинной паузе после эктопического сокращения, где ни один удар не пропущен.

Как это выглядит. На ритмограмме хорошая коррекция убирает внезапные пики и провалы и оставляет на месте плавные подъёмы и спады, которые задаёт дыхание. Слишком строгое правило сглаживает и часть настоящей вариабельности.

Почему это важно для вариабельности сердечного ритма (ВСР).

• Удаление убирает время из ряда. Peltola сообщает, что оно не рекомендовано для RMSSD 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 pNN50 pNN50 pNN50 Процент пар соседних NN-интервалов, которые различаются более чем на 50 миллисекунд. Как и RMSSD, отражает быстрые вагусные изменения, но выражается долей, а не величиной. Подробнее: pNN50 , может быть приемлемо для SDNN SDNN SDNN Стандартное отклонение всех NN-интервалов записи, в миллисекундах. Показывает общую вариабельность; его значение сильно зависит от длительности записи. Подробнее: SDNN , а для спектров нужно использовать интерполяцию.
• Даже несколько правок меняют короткие записи: результаты могут сдвинуться, даже если исправлено меньше 5 % интервалов, а во многих исследованиях запись отбрасывают, если нормальных ударов в ней меньше 80 %. Руководство Kubios рекомендует держать долю интерполированных ударов ниже 5 %.
• Более строгие настройки правят и настоящие удары. Alcantara и коллеги нашли, что у детей SDNN в среднем различался на 39 мс между уровнями «очень низкий» и «очень сильный» и что уровень «очень сильный» заменил 39 % интервалов у детей.

Добавьте ниже плохой удар и попробуйте каждый метод.

Исправляем один плохой удар

Учебная запись, интервалов: 341

Промежуток перед каждым ударом, первые 60 с Отмечено

Чистая запись Пропущенный удар Лишний удар Эктопическое сокращение

Оставить Удалить Среднее соседних Линейная интерполяция Кубический сплайн

Отмечено: 1 из 341 интервалов

Показатель	Чистая	С плохим ударом	Исправленная
RMSSD (мс)	33,4	70,2	70,2
SDNN (мс)	28,7	51,7	51,7
pNN50 (%)	8,2	8,8	8,8
Мощность LF (мс²)	120	1241	1241
Мощность HF (мс²)	635	2314	2314

Из-за пропущенного удара один интервал получается примерно вдвое длиннее соседних. Без исправления RMSSD вырастает с 33,4 до 70,2 мс, в 2,1 раза выше настоящего значения, а SDNN меняется меньше.

Кнопки работают при включённом JavaScript.

Линия промежутков между ударами за первые 60 с учебной записи: добавленный артефакт виден как всплеск, на каждом отмеченном интервале кружок, а поверх нарисована исправленная линия. В таблице RMSSD, SDNN, pNN50, мощность LF и мощность HF для чистой записи, с оставленным артефактом и после исправления, а также число отмеченных интервалов. Одна группа кнопок добавляет пропущенный удар, лишний удар или экстрасистолу либо возвращает чистую запись; другая выбирает метод исправления: оставить, удалить, среднее соседних, линейная интерполяция или кубический сплайн. Оставленный пропущенный удар примерно удваивает RMSSD; любой метод возвращает его к значению чистой записи с точностью до нескольких процентов.

Урок «Как измеряют ВСР» разбирает весь шаг очистки, а статья «Артефакты и лишние удары» показывает один ряд, исправленный тремя способами, с числами до и после.