М.В. Войтикова – к.ф.-м.н., вед. науч. сотрудник, Институт физики Национальной Академии наук  Беларуси (г. Минск)

E-mail: voitikova@imaph.bas-net.by, m.voitikova@dragon.bas-net.by

Р.В. Хурса – к.м.н., кафедра поликлинической терапии, 

Белорусский государственный медицинский университет (г. Минск) E-mail: Rvkhursa@tut.by

Постановка проблемы. В работе представлен обзор нового метода определения и классификации фенотипа кровообращения пациентов по временному ряду индивидуальных величин артериального давления при суточном мониторировании (СМАД) с применением гемодинамической номограммы.

Цель работы – исследование особенностей использования диагностической номограммы, определение качества классификации и ограничений применения линейного моделирования гемодинамики.

Результат. Представлена диагностическая номограмма в качестве классификатора гемодинамических состояний пациентов. Метод классификации заключается в регрессионном моделировании параметров артериального (в частности, систолического давления по пульсовому давлению) с последующим нанесением полученных коэффициентов регрессии на плоскость номограммы – классификатора гемодинамических состояний (фенотипов). Номограмма позволяет дифференцировать до 10 гемодинамических фенотипов, из которых наибольшую клиническую значимость имеет диагностика следующих фенотипов: «гипотензивный дисфункциональный диастолический», «нормотензивный дисфункциональный диастолический», «гармонический прегипертензивный», «гипертензивный гармонический», «гипертензивный дисфункциональный диастолический» фенотипы. Эти фенотипы означают не соответствующие нормальной физиологии варианты кровообращения. Показано, что ограничения применения номограммы вызваны выраженными нелинейными свойствами временных рядов артериального давления (АД) при дисфункциональном диастолическом типе, при котором возможно смещение параметров линейной регрессии АД гипертензивных пациентов в область нормотензии диастолического типа за счет высокой вариабельности АД у гипертензивных пациентов, из-за чего происходит перекрытие на номограмме параметров АД нормотоников и гипертоников.

Практическое применение. Персонификация подходов к лечению пациентов с артериальной гипертензией с учетом гемодинамического фенотипа при анализе данных суточного мониторирования артериального давления стандартизованными аппаратными средствами. 

1. Караваев А.С., Ишбулатов Ю.М., Киселев А.Р., Пономаренко В.И., Прохоров М.Д., Миронов С.А., Шварц В.А., Гриднев В.И., Безручко Б.П. Модель сердечно-сосудистой системы человека с автономным контуром регуляции среднего артериального давления // Физиология человека. 2017. T. 43. № 1. C. 70–80.
2. Karavaev A.S., Ishbulatov Y.M., Ponomarenko V.I., Prokhorov M.D., Gridnev V.I., Bezruchko B.P., Kiselev A.R. Model of human cardiovascular system with a loop of autonomic regulation of the mean arterial pressure. J. Am. Soc. Hypertens. 2016. V. 10. № 3. P. 235–243.
3. Kotani K., Struzik Z.R., Takamasu K., Stanley H.E., Yamamoto Y. Model for complex heart rate dynamics in health and disease. Physical Review E. 2005. V. 72. P. 041904.
4. Ишбулатов Ю.М., Караваев А.С., Пономаренко В.И., Киселев А.Р., Сергеев С.А., Селезнев Е.П., Безручко Б.П., Прохоров М.Д. Фазовая синхронизация колебаний контуров вегетативной регуляции кровообращения в математической модели сердечно-сосудистой системы // Нелинейная динамика. 2017. Т. 13. № 3. С. 381–397.
5. Seidel H., Herzel H. Bifurcations in a nonlinear model of the baroreceptor-cardiac reflex. Physica D: Nonlinear Phenomena. 1998. V. 115. P. 145–160. 
6. Чазова И.Е., Ратова Л.Г. Роль суточного мониторирования артериального давления в оценке эффективности антигипертензивной терапии // Consilium Medicum. 2007. Т. 9. № 1.
7. Voitikova M.V., Khursa R.V. Mental Stress Testing Using Classification and Regression Tree. Nonlinear Phenomena in Complex System. 2015. V. 18. № 1. P. 38–43. 
8. Хурса Р.В., Войтикова М.В. Компьютерная оценка результатов психоэмоционального нагрузочного тестирования для выявления патологических гемодинамических реакций // Артериальная гипертензия. 2017. №1(51). С. 24–29.
9. Войтикова М.В., Хурса Р.В. Оптимизация анализа гемодинамических реакций на психоэмоциональное нагрузочное тестирование // Кардиология в Беларуси. 2017. Т. 9. № 2. С. 238–239.
10. Войтикова М.В., Войтович А.П., Хурса Р.В. Применение интеллектуального анализа данных для классификации гемодинамических состояний // Врач и информационные технологии. 2013. №1. С. 32–41; Артериальная гипертензия. 2015. №5 (43). С. 36–42.
11. Войтикова М.В., Хурса Р.В. Линейная регрессия параметров артериального давления для определения риска развития вторичной гипотензии // Изв. академии наук Беларуси. Сер. физико-математических наук. 2013. № 1. С. 117–122. 
12. Хурса Р.В. Пульсовое давление крови: роль в гемодинамике и прикладные возможности в функциональной диагностике // Медицинские новости. 2013. № 4. С. 13–19; Артериальная гипертензия. 2014. № 5(37). С. 21–28. 
13. Voitikova M.V., Khursa R.V. Linear Regression in Haemodynamics. Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 2012.  V. 15. № 2. P. 203–206.
14. Voitikova, M.V., Khursa, R.V. Analysis of 24-hour ambulatory blood pressure monitoring data using support vector machine. Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 2014. V. 17(1). P. 50–56.
15. Хурса Р.В., Войтикова М.В. Алгоритмы интеллектуального анализа данных: опыт применения в кардиологии // Медицинский журнал. 2017. №2. С. 126–131.
16. Войтикова М.В., Хурса Р.В. Номограмма гемодинамических состояний по параметрам артериального давления// Технологии живых систем. 2014. № 2. С. 45–53.
17. Хурса Р.В., Чеботарев В.М. Гемодинамические детерминанты гомеостаза сердечно-сосудистой системы // Клиническая физиология кровообращения. 2007. № 4. С.71–77.
18. Хурса Р.В., Войтикова М.В., Крупенин В.П., Ялинский А.А. Презентация вычислительного модуля «Современные научные достижения в приборах суточного мониторирования артериального давления: новые диагностические возможности» // Медицина. 2018. № 1 (100). С. 27–32.
19. The MIMIC II Project database URL https://archive.physionet.org/physiobank/database/mimic2db/ (дата обращения 05.03.2020).
20. Хурса, Р.В. Квази-гипертензия при суточном мониторировании артериального давления // Здравоохранение. 2015. № 7. С. 27–35.
21. Войтикова М.В., Хурса Р.В. Интеллектуальный анализ данных для диагностики латентных нарушений гемодинамики: условия практического применения // Изв. НАНБ. Сер. физико-математические науки. 2015. № 4. С. 112–120.
22. Еремина Н.М., Месникова И.Л., Хурса Р.В. Особенности вариабельности сердечного ритма у пациентов с артериальной гипертензией разных гемодинамических фенотипов // Материалы Х Международной науч.-практ. конференции «Артериальная гипертензия и профилактика сердечно-сосудистых заболеваний». Витебск. 30–31 мая 2019 // Кардиология в Беларуси. 2019. Приложение. С. 36.
23. Prehypertension and Cardiometabolic Syndrome. Springer. Editors: R. Zimlichman, S. Julius G. Mancia. 2018. 689 p.
24. Schreiber T., Schmitz A. Surrogate time series. Physica D: Nonlinear Phenomena. 2000. V. 142. P. 346–382.
25. Хурса Р.В. Дисфункциональные типы кровообращения у практически здоровых молодых людей: особенности функционального состояния сосудов и центральной гемодинамики // Международный журнал сердца и сосудистых заболеваний. 2018. Т. 6 (17). С. 26–35.