Удаление тренда

Другие названия: Detrending, детрендирование, smoothness priors, удалить тренд

Удаление медленного дрейфа из ряда интервалов между ударами до расчёта спектра, чтобы дрейф не превратился в ложную мощность в самых низких частотах.

За несколько минут пульс редко остаётся строго ровным. Он понемногу снижается, пока вы успокаиваетесь, или растёт, когда вы меняете позу. На графике промежутков между ударами это выглядит как медленный наклон или изгиб под более быстрой дыхательной волной. Удаление тренда находит эту медленную часть и вычитает её.

Самый простой способ — вычесть прямую линию. Калькулятор ВСР на этом сайте использует метод smoothness priors (Tarvainen, Ranta-aho и Karjalainen, 2002). Он работает как фильтр высоких частот, подстраивающийся под данные: следует за дрейфом и не трогает более быстрые ритмы. Параметр сглаживания λ в калькуляторе равен 500.

Почему это важно для ВСР. Спектр разбивает ряд на ритмы разной скорости. Дрейф — самый медленный ритм из всех, поэтому, если его оставить, он даст ложную мощность в VLF Мощность VLF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне от 0,003 до 0,04 Гц, в мс²: ритмы с периодом от 25 секунд до 5 минут. Нужна запись не короче 5 минут, а надёжнее всего оценивать её за 24 часа. Подробнее: Мощность VLF и перетечёт в LF Мощность LF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне 0,04–0,15 Гц, в мс²: ритмы, повторяющиеся каждые 7–25 секунд. Раньше её считали показателем симпатической активности, но теперь это оспаривают. Подробнее: Мощность LF . 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 , NN50 NN50 Число пар соседних NN-интервалов, которые различаются больше чем на 50 миллисекунд. Если разделить его на число разностей соседних интервалов (их на одну меньше, чем интервалов), получится pNN50. Подробнее: NN50 и 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 тренды почти не замечают, потому что сравнивают только соседние удары (Shaffer и Ginsberg, 2017); это ещё одна причина, по которой RMSSD стал основным показателем для ежедневных измерений. Слишком сильное удаление тренда стирает и настоящие медленные ритмы, поэтому две программы с разными настройками могут показать для одной и той же записи разную мощность LF.

Убираем тренд

Изменённая учебная запись

Сверху: учебная запись с добавленным медленным блужданием и тренд, который находит в ней метод smoothness priors (пунктир). Снизу: та же запись без тренда. Дыхательная волна не тронута; пропал только дрейф, который просочился бы в самые низкие частоты.

Два линейных графика промежутков между ударами за пять минут. Верхний медленно блуждает вверх и вниз, пунктирная линия тренда следует за блужданием; нижний ровно лежит около нуля, и остаётся только быстрая дыхательная волна.

Страница о стационарности объясняет допущение, которое удаление тренда помогает соблюсти.

Источники

  1. An advanced detrending method with application to HRV analysis IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2002
  2. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms Frontiers in Public Health, 2017

Все термины глоссария