Úvod: Práce pojednává o využití rekurentní analýzy variability srdeční frekvence (RQA) v časné diagnostice diabetické autonomní neuropatie. Kardiovaskulární forma diabetické neuropatie je nejzávažnější autonomní komplikací diabetu typu 1 i 2 s vysokou morbiditou a mortalitou. V diagnostice diabetické autonomní neuropatie se uplatňují funkční testy vyšetřující dynamiku kardiovaskulárního systému při vertikalizaci a během dechových testů. Záznam RR intervalů je analyzován v časové a frekvenční doméně (spektrální analýza), stále častěji se však užívají metody nelineární analýzy schopné lépe popsat systém nadřazené kontroly srdečního rytmu. Mezi metody nelineární analýzy řadíme i RQA. Metodika: Použili jsme RQA při ortostatickém testu (leh-stoj) u skupiny 20 kompenzovaných diabetiků 2. typu ve věku 50–62 let bez příznaků autonomní neuropatie. Hodnoceny byly čtyři proměnné RQA – determinizmus, laminarita, Lmax a trapping time. Výsledky byly srovnány s věkově odpovídající skupinou 20 zdravých kontrol. Výsledky: Byly prokázány signifikantní rozdíly proměnných determinizmus (p < 0,0001), laminarita (p < 0,0002), nejdelší diagonální čáry Lmax (p = 0,026) a průměrné délky vertikálních čar trapping time (p = 0,0214) mezi skupinami. Následně byly srovnány vybrané proměnné rekurentní, časové a spektrální analýzy v obou fázích ortostatické zkoušky. Závěr: Při porovnání proměnných rekurentní analýzy u diabetiků a kontrol byly zjištěny signifikantní rozdíly mezi oběma skupinami, svědčící pro vyšší rekurenci RR intervalů a simplifikaci záznamu variability srdeční frekvence u diabetiků. Při vzájemném porovnání statistické hladiny významnosti vybraných proměnných analýzy bylo zjištěno, že RQA disponuje velmi vysokou senzitivitou. RQA by proto mohla být přínosným doplňkem k rutinně užívaným metodám analýzy RR intervalů při funkčním vyšetření autonomního nervového systému.

Introduction: Detection of autonomic dysfunction in subclinical stages of diabetic cardiovascular autonomic neuropathy is highly important and helps in therapeutic management. Evaluation of cardiovascular function is usually based on heart rate variability (HRV) linear data analysis in time and frequency domains. However, autonomic control of heart rate is complex and could be described by non-linear analysis. In our study, non-linear recurrence quantification analysis (RQA) was used. Methods: We analyzed RQA during orthostatic test in 20 patients with type 2 diabetes (mean age 54 years). Results were compared to sex and age-matched group of 20 healthy controls (mean age 53 years). Cross-comparison between RQA, time- and frequency-domains analysis during the supine rest phase of orthostatic test was also performed. Results: There was significant increase in percentage of recurrences in diabetic patients compared to controls in the following variables: determinism (p <0.0001), laminarity (p <0.0002), length of the longest diagonal line Lmax (p = 0.026) and mean length of vertical lines trapping time (p = 0.0214) in both phases of the orthostatic test. We found significant increase in determinism, laminarity and trapping time in the supine rest phase. However, the Lmax parameter remained insignificant compared to the control group and results were similar to previous studies. Conclusion: Reduction of complexity in cardiovascular regulation was found in diabetic patients compared to age-matched controls. In comparison to standard methods, RQA appears to be more sensitive in diagnostics of subclinical cardiovascular autonomic neuropathy. RQA may be useful as an additional approach to time and frequency domain analysis of HRV. Key words: diabetic autonomic neuropathy – cardiac autonomic neuropathy – diabetes mellitus – heart rate variability – spectral analysis – recurrence analysis

Fakulta biomedicínského inženýrství ČVUT Praha

Kardiologická klinika 2 LF UK a FN v Motole Praha

Neurologická klinika dospělých 2 LF UK a FN v Motole Praha

Recurrence quantification analysis of heart rate variability in early diagnosis of diabetic autonomic neuropathy