Frontiers in Physiology

Úvod

Analýza variability srdeční frekvence (HRV) umožňuje nahlédnout do autonomní regulace a interakcí mezi sympatickým a parasympatickým nervovým systémem. HRV popisuje změny srdeční frekvence v čase, které se přirozeně vyskytují ve zdravých stavech. Tyto změny odrážejí schopnost organismu neustále se přizpůsobovat vnitřním a vnějším událostem s cílem udržet homeostázu. Je zajímavé, že Chrousos a Gold (1992, s. 1245) definovali stres jako „stav ohrožení homeostázy“. Proto se v průběhu let předpokládalo, že pokles HRV odráží zvýšení stresu, a analýza HRV byla stále více uznávána jako jedna z metodik měření stresu.

Jedno z nejjednodušších měření HRV (SDNN) kvantifikuje směrodatnou odchylku trvání normálních RR intervalů, tj. jak se v čase mění interval mezi normálními (sinusovými) R-vrcholy po sobě jdoucích QRS na elektrokardiogramu (EKG). Nicméně v průběhu let byla vyvinuta řada matematických metrik a přístupů k analýze HRV s cílem získat z HRV stále přesnější informace (Shaffer a Ginsberg, 2017).

Analýza HRV v časové doméně se zaměřuje na změny NN intervalů (tj. normálních RR intervalů) v čase. Kromě SDNN se ve studiích HRV často zkoumá střední kvadratická hodnota po sobě jdoucích rozdílů (RMSSD) nebo procento intervalů, které se od předchozích liší o více než 50 ms (pNN50) nebo 20 ms (pNN20). U všech těchto metrik HRV v časové oblasti odrážejí vyšší hodnoty vyšší variabilitu, která je častější u zdravých stavů.

Nelineární nebo geometrickou analýzu HRV lze provést vynesením NN-intervalů na Poincarého graf, kde je každý NN interval vynesen ve vztahu k předchozímu NN-intervalu (Golińska, 2013) a standardní odchylka hlavního shluku datových bodů je měřena příčně (SD1) nebo podélně (SD2). Byly vyvinuty metriky jako kardiální sympatický index (CSI) a kardiální vagový index (CVI), které odrážejí interakce mezi SD1 a SD2 (Toichi et al., 1997). CSI se chová opačně než CVI, proto je na rozdíl od většiny ostatních metrik HRV vyšší CSI spojen s nižší variabilitou, tj. vyšším stresem. Mezi další geometrické metriky patří trojúhelníkový index (TINN) a index HRV. Stejně jako SDNN tyto dva parametry udávají míru celkové variability během období záznamu. TINN měří normalizovanou šířku základny histogramu intervalů NN (ve vztahu k nejvyšší hodnotě histogramu NN) a index HRV je poměrem mezi počtem všech intervalů NN a počtem intervalů NN v nejvyšším bodě histogramu NN (normalizováno na vzorkovací frekvenci 128 hodnot za sekundu).

Při analýze ve frekvenční oblasti se analyzují různá pásma výkonového spektra EKG a jejich interakce (mezi pásmy a ve vztahu k celkovému výkonu). U dospělých byly v předchozích studiích definovány čtyři frekvenční pásma zájmu: Ultra-nízká frekvence (ULF), velmi nízká frekvence (VLF), nízká frekvence (LF) a vysoká frekvence (HF), z nichž každé má jiný fyziologický původ. ULF je spojována s cirkadiánními oscilacemi tělesné teploty a renin-angiotenzinovou regulací; VLF je spojována s dlouhodobější regulací termoregulace a hormonálními mechanismy; LF je spojována se směsí sympatické a vagové aktivity a baroreceptorovou aktivitou a HF je spojována s vagovou aktivitou (Pomeranz et al., 1985). Nicméně definice a význam ULF a VLF u dětí nejsou dostatečně zdokumentovány, a proto nejsou zahrnuty do této zprávy. Ačkoli absolutní kvantifikace výkonu v pásmech VF a LF se může zvyšovat/snižovat, při normální srdeční vodivosti očekáváme, že LFn a HFn (což jsou LF a HF normalizované na celkový výkon) se budou ve většině případů chovat opačným směrem. Proto zatímco u HFn (reprezentující parasympatickou aktivitu) se očekává, že bude vyšší, když je fyziologický stres nízký, u LFn se očekává, že bude vyšší, když je stres vysoký. Tyto asociace jsou nicméně kontroverzní (von Rosenberg et al., 2017; Adjei et al., 2019) a interpretace nálezů LF a HFn v reálných scénářích vyžaduje opatrnost.

Analýza variability srdeční frekvence byla široce akceptována jako metoda měření autonomního postižení a stále více zkoumána s ohledem na její hodnotu při stratifikaci onemocnění (Ahmad et al., 2009; Lees et al., 2018; Oliveira et al., 2018). Ačkoli předchozí studie popsaly normativní referenční hodnoty HRV pro novorozence v prvních dnech (Mehta et al., 2002; Longin et al., 2005; Doyle et al., 2009; Makarov et al., 2010; Lucchini et al., 2019), chybí zkoumání HRV během prvních hodin po narození. Tyto studie většinou zaznamenaly pouze několik minut EKG během prvního dne nebo začaly až po 12. hodině věku a žádná nepopsala kontinuální trendy HRV během prvních 24 h života.

Přesto je u některých stavů, zejména těch, které se objevují v důsledku porodních komplikací a vyžadují časově citlivá rozhodnutí, jako je novorozenecká encefalopatie, důležité popsat normální referenční hodnoty HRV bezprostředně po narození a jejich trendy během prvních 24 h. Takové časné trendy mohou poskytnout cenné informace o tom, jak se dítě zotavilo z jakékoli porodní komplikace. Naším hlavním cílem bylo popsat standardní referenční hodnoty pro trendy HRV během prvních 24 h poporodního života u zdravých donošených dětí. Jako sekundární cíl jsme zjišťovali, které (pokud vůbec nějaké) klinické charakteristiky nebo rizikové faktory mají větší vliv na HRV.

Materiál a metody

Studijní populace

V období od srpna 2017 do ledna 2019 jsme prospektivně a postupně rekrutovali 150 zdravých donošených dětí z porodního centra, porodního oddělení nebo poporodního oddělení nemocnice Queen Charlotte’s and Chelsea Hospital. Zahrnuli jsme zdravé děti narozené v 36. týdnu těhotenství nebo déle, po nekomplikovaném těhotenství, které se narodily v dobrém stavu s porodní hmotností mezi 9. a 91. centilem. Děti byly vyloučeny, pokud vyžadovaly jakoukoli medikaci nebo fototerapii, pokud došlo k perinatální pyrexii matky během porodu nebo do 48 h od jeho začátku, pokud vyžadovaly resuscitaci při porodu nebo po něm (intubace nebo srdeční komprese nebo jakékoli léky) nebo pokud došlo k jakékoli intrapartální komplikaci (krvácení matky, abrupce placenty, preeklampsie nebo výhřez pupečníku). Do naší studie byly zahrnuty pouze děti, které byly při porodu v pořádku, a proto zůstaly po celou dobu s matkou.

Intrapartální a časná poporodní péče

Děti zahrnuté do naší studie se narodily buď v porodnici, nebo na porodním oddělení, a to na základě preferencí matky. Ženy, které preferovaly přirozenější, méně medikalizovaný porod, se rozhodly pro péči porodní asistentky v porodním centru. Těmto ženám byl k dispozici teplý bazén, aromaterapie, hudba, oxid dusný a různé vybavení, které jim pomáhá zvládat porodní bolesti. Ženy, které se rozhodly pro epidurální analgezii, dostaly péči vedenou porodníkem na porodním oddělení. V obou prostředích byla pokojová teplota nastavena na 24-25 °C. Podle národních směrnic jsou děti narozené v dobrém stavu ihned po porodu předány matce a položeny na její hrudník/břicho k péči kůže na kůži. Během pobytu na hrudníku matky je lze jemně očistit a do 1 h po narození zahájit kojení nebo krmení z láhve.

Snímání EKG

Záznamy elektrokardiogramu byly zahájeny co nejdříve po porodu na základě informovaného písemného souhlasu rodičů, který bylo možné získat antenatálně nebo postnatálně. Tato studie byla schválena národní etickou komisí pro výzkum (REC17/LO/0956) a místním oddělením pro výzkum &rozvoj. Záznamy byly prováděny po dobu nejméně 6 h, ale mohly být přerušeny dříve, pokud o to rodiče požádali nebo pokud bylo dítě propuštěno. Použili jsme přenosný 2palcový EKG rekordér (Faros 180, Bittium, Oulu, Finsko) s tříelektrodovým hrudním nastavením a vzorkovací frekvencí 500 Hz (obrázek 1), který jsme již dříve testovali. Po dokončení záznamu byl soubor EKG nahrán do softwaru CardiscopeTM HRV Analysis Software (Hasiba Medical, Graz, Rakousko) pro analýzu EKG a HRV.

OBRÁZEK 1
www.frontiersin.org

Obrázek 1. Přenosný EKG záznamník a hrudní sestava. Tři EKG elektrody byly vedeny přes vyrovnávací pouzdro, aby se zmenšila vzdálenost mezi EKG dráty a zabránilo se artefaktům magnetické indukce na surovém EKG signálu (500 Hz s automatickou detekcí R-peaku).

HRV analýza

Metriky variability srdeční frekvence v časové (lineární a nelineární) a frekvenční doméně byly vypočítány pro každý 5minutový segment EKG (nepřekrývající se okna). Použili jsme minimální platnost QRS 90 %, což znamená, že všechny 5minutové segmenty s méně než 90 % po sobě jdoucích kvalitních QRS byly z analýzy vyloučeny. Vzhledem k nedostatku mezinárodních doporučení pro analýzu HRV speciálně pro novorozence vycházely naše metody a zvolené metriky z adaptace dostupných mezinárodních doporučení (Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996; Schwartz et al., 2002) plus nedávných doporučení pro výzkum HRV (Laborde et al., 2017) a přehledu relevantních studií HRV u novorozenců během prvních dnů života (Doyle et al., 2009; Goulding et al., 2015; Temko et al., 2015). Na základě těchto referencí jsme vybrali 16 metrik HRV, které jsme analyzovali. Frekvenční analýza byla provedena pomocí Fourierovy transformace (Welchův periodogram) a použili jsme detrendované a interpolované (kubický spline) časové řady RR intervalů. Na základě výše uvedené literatury jsme použili pásmo LF 0,04-0,20 Hz a pásmo HF 0,20-2,0 Hz. Poté jsme analyzovali normalizovaný LF a HF, tj. podíl výkonu v těchto pásmech vzhledem k celkovému spektrálnímu výkonu. Seznam metrik HRV uváděných v této studii a jejich význam jsou popsány v tabulce 1.

TABULKA 1
www.frontiersin.org

Tabulka 1. Metriky HRV: zkratky a význam.

Statistická analýza

Pro statistickou analýzu jsme použili program Stata 15 (StataCorp, Austin, TX, Spojené státy). Časové trendy HRV jsme popsali pomocí hodinových mediánů a mezikvartilových rozpětí a vypočítali jednotlivé průměry pro prvních 6 a 24 h života. Vzhledem k tomu, že EKG záznamy mohly začínat a končit v různých časech a naše data byla nevyvážená, tj. neměli jsme přesně stejný počet měření u všech účastníků, byly změny HRV v čase analyzovány pomocí víceúrovňové regrese se smíšenými efekty s autoregresní kovariancí nebo pomocí párových testů, pokud jsme porovnávali šest hodinových průměrů. Významnost klinických proměnných byla rovněž testována pomocí víceúrovňové regrese se smíšenými efekty s autoregresivní kovariancí a srovnání podskupin bylo provedeno pomocí proporčních testů/testů porovnání průměrů pro významné klinické proměnné. Protože většina trendů nebyla lineární a měla alespoň jednu výchylku, použili jsme v regresním modelu kvadratický člen pro časovou proměnnou. Proměnné HRV, které nebyly normálně rozděleny, jsme logaritmicky transformovali, abychom zajistili normální rezidua.

Výsledky

V období od září 2017 do ledna 2019 jsme vyšetřili 511 dětí, z nichž 360 bylo vhodných a 151 nebylo vhodných. Z těchto 360 dětí nás 201 matek/otců požádalo o pozdější návrat nebo o návrat v jiném vhodném termínu, čímž bylo nakonec překročeno maximální náborové okno nebo se nábor stal nemožným z důvodu používaného zařízení. Ze 159 matek/otců, kteří byli plně informováni o studii, 9 odmítlo a 150 dalo informovaný písemný souhlas. Z těchto 150 účastníků jich 7 zahájilo záznam EKG po 24 h. Charakteristiky vzorku jsou uvedeny v tabulkách 2, 3. Celkem jsme získali 1858 h a 55 min EKG záznamu, který začal v mediánu (IQR) 2 h 46 min (3 h 6 min), minimálně 1 min po porodu, maximálně 52 h 23 min. Ne všechny děti zahájily záznam EKG ve stejnou dobu a ani všechny záznamy netrvaly stejně dlouho. Na obrázku 2 je uveden počet platných záznamů a dětí podle času.

Tabulka 2
www.frontiersin.org

Tabulka 2. Charakteristiky vzorku I (spojité proměnné).

TABULKA 3
www.frontiersin.org

Tabulka 3. Charakteristiky vzorku II (kategoriální proměnné).

Obrázek 2
www.frontiersin.org

Obrázek 2. Platnost záznamu a velikost vzorku podle času.

Hodnoty HRV v čase

Během prvních 6 h postnatálního věku byly mediány (IQR) hodnot HR 122 (15,9), SDNN 27,5 (13,2), RMSSD 18,32 (11,42), SD113.6 (7,7), SD2 36,2 (17,8), SDSD 18,8 (11,4), CVI 2,7 (0,4), CSI 2,6 (1,2), pNN20 14,8 (15,2), pNN50 1,7 (2.5) HFn 40,4 (16,9) LFn 57,7 (17,8) Celkový výkon 751 (835), TINN 226 (144) Index HRV 5,9 (2,3) Parseval 0,7 (0,2). Devět z těchto ukazatelů HRV (včetně srdeční frekvence) se v průběhu času významně změnilo (HR p < 0,01; SDNN p = 0,01; SD2 p < 0,01; CSI p < 0,01; HFn p = 0,03; LFn p < 0,01;Total power p < 0,01; HRV Index p = 0,01; Parseval Index p = 0,03), upraveno podle příslušných klinických proměnných. Výraznější odchylka byla pozorována během prvních 6 h postnatálního života. Mezi 6. a 12. h věku se změnila pouze srdeční frekvence a LFn a mezi 12. a 18. h věku se změnila pouze srdeční frekvence (Bonferroniho upravené p-hodnoty: 0,03, < 0 01 a < 0 01). Tyto metriky vykazovaly zvyšující se HRV během prvních 6 h, po nichž následoval mírný pokles až do 12 h, od kterého HRV zůstávala stabilní (tabulka 4). Hodinové trendy vyjádřené mediánem a mezikvartilovými rozsahy jsou uvedeny na obrázku 3. Trendy HRV v čase byly nezávisle ovlivněny gestačním věkem , snížením pohybů plodu , klasifikací kardiotokografie (CTG) , chronickým nebo těhotenstvím vyvolaným onemocněním matky a výskytem porodních komplikací. Vzájemné závislosti všech metrik HRV jsme zkoumali pomocí korelační matice (obr. 4), kde jsme zdůraznili (a) podobnost mezi metrikami v časové oblasti a (b) tendenci k symetrii mezi HFn a LFn a CSI a CVI.

TABULKA 4
www.frontiersin.org

Tabulka 4 . Šestihodinové průměry HRV a párová srovnání.

OBRÁZEK 3
www.frontiersin.org

Obrázek 3. Průměry HRV a párová srovnání. Centily HRV během prvních 24 h věku. Světle šedé oblasti: Pátý až 25. centil a 75. až 95. centil. Tmavě šedé oblasti: 25.-75. centil. Střední bílá čára odpovídá mediánu. Uváděné p-hodnoty jsou výsledkem víceúrovňové regrese se smíšenými efekty pro měření změny v čase . Všechny centily vyhlazeny pomocí kubického splajnu.

OBRÁZEK 4
www.frontiersin.org

Obrázek 4 . Korelační matice: všechny metriky HRV. Zkratky metrik HRV jsou uvedeny v tabulce 1. Všímáme si zejména (a) shody mezi RMSSD, SDSD a SD1, která byla popsána již dříve; (b) chování různých metrik HRV ve vztahu k HR, které zdůrazňuje, kolik dalších informací může analýza HRV poskytnout; (c) vzájemné závislosti HFn a LFn a CVI a CSI, což zdůrazňuje souhru mezi sympatickými a parasympatickými vlivy.

Vliv klinických faktorů

Jednorozměrná víceúrovňová regrese se smíšenými efekty ukázala, že metriky HRV byly kromě věku (časová forma porodu) ovlivněny gestačním věkem, sníženými pohyby plodu, CTG, onemocněním matky a porodními komplikacemi. Po úpravě na tyto proměnné zůstala variabilita výše uvedených sedmi metrik HRV v čase statisticky významná. HFn a Parsevalův index rovněž vykazovaly významné změny. Ačkoli parita nebyla při univariační regresní analýze nezávislým prediktorem, v podskupině spontánních vaginálních porodů jsme pozorovali konzistentní trend k vyšší HRV u primipar ve srovnání s multiparami.

Redukované pohyby plodu

Redukované pohyby plodu byly konzistentně spojeny s nižšími hodnotami HRV u všech metrik s výjimkou CSI (který se chová opačně, tj. výsledek je konkordantní). Tyto rozdíly mezi podskupinami byly statisticky významné pouze pro trendy CSI (p = 0,001), pNN20 (p = 0,045) a Parsevalův index (p = 0,047). Na obrázku 5 jsou uvedeny trendy těchto tří ukazatelů v čase ve srovnání se srdeční frekvencí. A to i přesto, že mezi jednotlivými podskupinami nejsou žádné významné rozdíly, kromě průměrné gravidity, která nezávisle nepředpovídala HRV (tabulka 5). Asociace s CSI a pNN20 zůstaly významné i po úpravě na gestační věk, dobu od porodu, klasifikaci CTG, přítomnost chronického onemocnění matky nebo porodních komplikací (tab. 6). Podskupina se sníženými pohyby plodu měla nižší průměrnou HRV během prvních 6 h, ačkoli tyto rozdíly nebyly statisticky významné.

OBRÁZEK 5
www.frontiersin.org

Obrázek 5. Podskupina se sníženými pohyby plodu měla nižší průměrnou HRV během prvních 6 h, ačkoli tyto rozdíly nebyly statisticky významné. Změny HRV u dětí, jejichž matky uváděly snížené pohyby plodu. Zkratky metrik HRV jsou uvedeny v tabulce 1. Horní panely představují rozptyl dat HRV v čase a lineární trendové čáry pro srdeční frekvenci (srovnávací) a tři metriky HRV, které byly významně spojeny s hlášením matek o snížených pohybech plodu. Červené čáry představují děti, jejichž matky hlásily snížené pohyby plodu, a modré čáry představují děti, jejichž matky je nehlásily. Na spodních panelech jsou uvedeny střední hodnoty a 95% intervaly spolehlivosti pro tyto metriky.

TABULKA 5
www.frontiersin.org

Tabulka 5. Srovnání podskupin – děti se sníženými pohyby plodu a bez nich.

TABULKA 6
www.frontiersin.org

Tabulka 6. Srovnání podskupin. Neupravená a upravená korelace mezi metrikami HRV a redukovanými pohyby plodu.

Kardiotokografie

Byla zjištěna významná souvislost mezi CTG nálezy a trendy HRV v čase pro CSI (p = 0,03), LFn (0,01) a HFn (p = 0,02), která zůstala statisticky významná i po úpravě na redukované pohyby plodu, gestační věk, dobu od porodu, přítomnost chronického onemocnění matky nebo těhotenstvím vyvolaných komplikací nebo porodu. Nicméně vzhledem k malému počtu událostí v každé klasifikaci CTG jsme porovnali také průměr za 6 h napříč těmito podskupinami. CSI v podskupině s bradykardií se významně lišila od skupin „normální“, „variabilní decelerace“ a „ostatní“ (Bonferroniho upravené p-hodnoty: 0,02, 0,03 a 0,04), ale žádné jiné skupinové rozdíly nebyly statisticky významné. HFn se lišila pouze mezi podskupinami „bradykardie“ a „variabilní decelerace“ (p = 0,03) a LFn se mezi jednotlivými podskupinami CTG nelišila.

Chronické nebo těhotenstvím získané onemocnění matky

V našem souboru 104 (69 %) žen nemělo žádné chronické onemocnění ani těhotenstvím vyvolané onemocnění, 20 (13 %) mělo izolovaný diabetes mellitus nebo gestační diabetes, 7 (3 %) mělo onemocnění štítné žlázy, 1 (0,7 %) hypertenzi a ostatní měly jiná onemocnění, včetně kombinací výše uvedených (tab. 3). Chronické onemocnění matky nebo onemocnění vyvolané těhotenstvím bylo významně spojeno s neupravenými trendy HRV, i když po úpravě na klinické matoucí faktory to zůstalo statisticky významné pouze pro Parsevalův index (p = 0,03). Při binární analýze neměly děti matek s těhotenským/chronickým onemocněním rozdílné průměrné Parsevalovy indexy ani během prvních 6 h (p = 0,98), ani během 24 h (p = 0,29). Skupinou s nejnižším Parsevalovým indexem bylo onemocnění štítné žlázy.

Děje během porodu

Všechny děti v naší studii se narodily po nekomplikovaných těhotenstvích a porodech a narodily se v dobrém stavu. Nicméně u 13 porodů se vyskytla jedna z následujících událostí: likvor obarvený mekoniem (11), cirkulární pupečník (1), prodloužená II. doba porodní (1) a dystokie ramene (1, kromě mekonia). Trendy CSI v průběhu 24 h byly významně spojeny s přítomností jakékoli porodní události před (p = 0,04), ale ne po úpravě na matoucí faktory (p = 0,42).

Ačkoli způsob porodu nezávisle nepředpovídal hodnoty HRV, děti narozené instrumentálním porodem měly nižší 24 h HFn a vyšší 24 h CSI než děti narozené přirozeným vaginálním porodem. A to i přesto, že mezi ostatními relevantními klinickými proměnnými nebyly významné rozdíly, s výjimkou Apgar skóre v 1. minutě a multiplicity těhotenství, které nezávisle nepředpovídaly HRV (tabulka 7).

Tabulka 7
www.frontiersin.org

Tabulka 7. Srovnání podskupin – děti narozené normálním vaginálním versus instrumentálním porodem.

Diskuse

Jedná se o první studii, která popisuje časné postnatální kontinuální trendy HRV u zdravých donošených dětí v bezprostředním postnatálním období. Identifikace těchto prahových hodnot a trendů byla důležitá, protože nyní víme, že analýza a interpretace HRV v časném postnatálním období je závislá na čase, tj. to, co je normální v 1-6 h věku, nemusí být normální ve 12-18 h věku. To umožní lékařům a výzkumníkům přesněji zkoumat rozdíly v HRV mezi zdravými a nemocnými kojenci v bezprostředním postnatálním období. Mít přesné referenční hodnoty pro bezprostřední postnatální období také znamená, že jsme nyní lépe vybaveni pro vývoj systémů včasného varování založených na analýze HRV.

Existuje několik možných důvodů pro změny, které jsme pozorovali v prvních 6 h po narození. Vzhledem k tomu, že porod byl již dříve popsán jako stresující událost pro děti (Peebles et al., 1994; Aldrich et al., 1996), je možné, že zlepšení HRV v prvních hodinách odráží konec působení stresoru (tj. konec porodu). K tomuto parasympatickému odrazu by mohlo dojít proto, že sympatický nervový systém může dočasně potlačit parasympatickou aktivitu, která se po skončení stresového období zastaví. Z jiného pohledu Reyes-Lagos et al. 2015 uvádějí vyšší HRV matky během porodu než během třetího trimestru a Musa et al. 2017 popisují zvýšení LFn a HFn dilatací děložního hrdla během porodu. Pokud HRV plodu následuje HRV matky, naznačovalo by to spíše, že porod může u zdravých dětí představovat období obzvláště vysoké HRV odrážející dobrou adaptaci na fyziologické výzvy. A konečně je také možné, že změny HRV pozorované během prvních hodin jsou částečným projevem zrání HRV, ke kterému dochází s věkem (Fyfe et al., 2015).

Přezkoumali jsme nálezy HRV uvedené v jiných studiích novorozenců a plodu se záměrem porovnat tyto hodnoty s hodnotami v naší studii, ale vzhledem k rozdílům v metrikách a získávání a trvání záznamů to bylo velmi náročné. Námi zjištěné hodnoty HRV v prvních 6-12 h byly srovnatelné (mírně vyšší) s hodnotami, které uvádějí Doyle et al. (2009) v aktivním spánku během prvních 12 h života a Lucchini et al. 2019 ve věku 12-84 h, a nižší než hodnoty uváděné ve vyšším věku, tj. 24-168 h (Mehta et al., 2002; Longin et al., 2005; Makarov et al., 2010). Děti v naší studii měly hodnoty SDNN během prvních 6 h věku srovnatelné (mírně vyšší) s hodnotami u donošených plodů (Brändle et al., 2015; Schneider et al., 2018), což bylo vzhledem k delšímu trvání záznamu a zvyšujícímu se gestačnímu věku očekávané. Podobná HRV před porodem a po něm podporuje teorii, že porod je u zdravých dětí spojen s dobrou stabilitou HRV.

U všech metrik HRV jsme pozorovali větší variabilitu mezi subjekty než v rámci subjektu. To zdůrazňuje, že analýza HRV musí být interpretována nejen na základě referenčních hodnot, ale musí také brát v úvahu změny a pokrok ve vztahu k individuálním výchozím hodnotám. Zatímco jsme totiž mohli pozorovat hodinové změny HRV během prvních 6 h věku, nemuseli bychom být schopni takovou variabilitu odhalit, kdybychom se zavázali analyzovat pouze jeden časový bod nebo průměr. Sledování takových trendů může poskytnout další informace o tom, jak se dítě zotavuje po porodu v případě komplikovaného porodu nebo nouzového zásahu. Skutečnost, že metriky HRV byly významně spojeny se sníženými pohyby plodu, abnormálním CTG, chronickým nebo těhotenstvím vyvolaným onemocněním matky a porodními komplikacemi, totiž zdůrazňuje hodnotu analýzy HRV jako měřítka celkové pohody.

Spojitost mezi HRV a pohyby plodu již dříve popsali Brändle et al (2015) s využitím fetální biomagnetografie. V jejich studii hodnotící stav chování na základě pohybů, která zahrnovala zdravé plody od 24. do 41. týdne, se metrika HRV (ale nikoli Entropie) zvyšovala od klidného spánku k aktivnímu spánku a od aktivního spánku k bdělému stavu, a to pro všechna gestační stáří. Ve skutečnosti již Nijhuis et al. (1982) navrhli klasifikaci pohybů plodu na základě HRV plodu, pohybů očí a pohybů těla.

Předchozí autoři zjistili rozdíly v hodnotách HRV u různých způsobů porodu. Kozar et al (2018) zaznamenali nižší HFn a vyšší LFn u dětí narozených císařským řezem než u dětí narozených vaginálně. Je možné, že jejich zjištění souvisí spíše s použitím thiopentalu k celkové anestezii (GA) u všech jejich elektivních sekcí (Riznyk et al., 2005; Tsuchiya et al., 2006) než se způsobem porodu, zatímco v naší studii nebyla použita žádná GA. Naše interpretace je taková, že HRV bude indikovat rozdíl mezi způsoby porodu, pokud existuje rozdíl v pohodě, v naší studii by to tedy souviselo s použitím nástrojů během porodu kvůli obtížné extrakci.

Omezení

Nezkoumali jsme spánkové stavy rekrutovaných dětí během prvních 24 h po porodu. Je nepravděpodobné, že by se u dětí během několika hodin po narození vytvořil cirkadián a novorozenci se často místo toho řídí ultradiánními rytmy (Mirmiran et al., 2003). Nicméně je možné, že mírně klesající trend, který jsme pozorovali v druhé polovině 24hodinových záznamů, odráží větší podíl spících nebo klidnějších dětí. Do naší studie jsme zahrnuli několik zdravých dětí, jejichž matky trpěly nějakým chronickým nebo těhotenstvím vyvolaným onemocněním. Lze namítnout, že zahrnutí těchto případů ohrožuje naši definici zdravého novorozence a zdravé novorozenecké HRV. Skutečnost, že nebyla zjištěna žádná významná souvislost mezi jakoukoli metrikou HRV a pH nebo přebytkem bazí nebo Apgar skóre, zdůrazňuje, že náš vzorek byl skutečně zdravý, protože všechny děti v naší studii se narodily v dobrém stavu a nevyžadovaly žádný typ vyšetření nebo léčby. Naším cílem bylo reprezentovat celé spektrum porodů, které jsou z pragmatického hlediska považovány a klinicky vedeny jako „zdravé“ (tj. všechny „nízkorizikové“ a „nekomplikované“). Zařazení těchto porodů tak bylo důležitým krokem k řešení možných „variací normálu“ a k obohacení našeho souboru dat. Stejně tak jsme zkoumali možné rozdíly v HRV v několika podskupinách (podle klinických proměnných, jak je popsáno v tabulce 2). Je důležité objasnit, že naše studie nebyla zaměřena na podrobné řešení možných rozdílů napříč těmito podskupinami ani na ně neměla dostatečnou sílu a při interpretaci našich zjištění je nutná opatrnost. Přesto se domníváme, že zkoumání těchto souvislostí bude zajímavé pro zdravotnické týmy v porodnictví a perinatální/neonatální péči.

Závěr

Popsali jsme časné postnatální referenční hodnoty pro HRV metriky u zdravých donošených dětí, které dosud nebyly dosaženy. HRV se během prvního dne života významně mění, zejména během prvních 6 h, během nichž zřejmě vykazuje krátký nárůst následovaný normalizací. Významné korelace mezi HRV a klinickými rizikovými proměnnými podporují hypotézu, že HRV je dobrým ukazatelem celkové pohody dítěte a citlivě zachycuje stres související s porodem a sleduje jeho řešení v čase.

Dostupnost dat

Zpracovaná data podporující závěry tohoto rukopisu poskytnou autoři bez zbytečných výhrad každému kvalifikovanému výzkumníkovi.

Etické prohlášení

Tato studie byla provedena v souladu s doporučeními Úřadu pro zdravotní výzkum Spojeného království a GCP ICH s písemným informovaným souhlasem všech subjektů. Všechny subjekty poskytly písemný informovaný souhlas v souladu s Helsinskou deklarací. Protokol byl schválen etickou komisí pro výzkum v londýnské Chelsea.

Příspěvky autorů

VO navrhl studii, shromáždil, analyzoval a interpretoval údaje, napsal první návrh a vedl vývoj rukopisu. WvR přispěl k analýze a interpretaci dat a poskytl kritické vstupy pro vývoj rukopisu. PM a TA přispěli k interpretaci údajů a poskytli kritické vstupy pro vývoj rukopisu. JM přispěl k návrhu studie a interpretaci dat, provedl nábor pacientů a získal data. VS přispěl k vedení studie a náboru pacientů. DM dohlížel na všechny aspekty analýzy a interpretace HRV a poskytl kritické vstupy pro vypracování rukopisu. ST vymyslel myšlenku a navrhl studii, dohlížel na všechny aspekty studie a vedl vývoj rukopisu.

Financování

VO byl financován z programu NIHR ICA Doctoral Research Fellowship. PM byl financován z prostředků MRC Doctoral Research Fellowship. Vyjádřené názory jsou názory autora (autorů) a nemusí se nutně shodovat s názory NIHR nebo Ministerstva zdravotnictví.

Prohlášení o střetu zájmů

Autoři prohlašují, že výzkum byl prováděn bez jakýchkoli komerčních nebo finančních vztahů, které by mohly být považovány za potenciální střet zájmů.

Poděkování

Rádi bychom poděkovali všem rodičům, kteří souhlasili s účastí svých dětí v této studii, a panu Paulu Bassetovi (lékařský statistik) za podporu při statistické analýze dat obsažených v tomto rukopise.

Adjei, T., Rosenberg, W., Von, Nakamura, T. a Chanwimalueang, T. (2019). The classA framework : HRV based assessment of SNS and PNS dynamics without LF-HF controversions (Rámec třídyA : hodnocení dynamiky SNS a PNS na základě HRV bez kontroverzí LF-HF). Front. Physiol. 10:505. doi: 10.3389/fphys.2019.00505

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Ahmad, S., Tejuja, A., Newman, K. D., Zarychanski, R., and Seely, A. J. E. (2009). Klinický přehled: přehled a analýza variability srdeční frekvence a diagnostika a prognóza infekce. Crit. Care 13, 1-7. doi: 10.1186/cc8132

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Aldrich, C. J., D’Antona, D., Spencer, J. A. D., Delpy, D. T., Reynolds, E. O. R., and Wyatt, J. S. (1996). Změny srdeční frekvence plodu a okysličení mozku měřené pomocí spektroskopie v blízké infračervené oblasti během první doby porodní. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 64, 189-195. doi: 10.1016/0301-2115(95)02284-8

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Brändle, J., Preissl, H., Draganova, R., Ortiz, E., Kagan, K. O., Abele, H., et al. (2015). Parametry variability srdeční frekvence a pohyby plodu doplňují detekci behaviorálních stavů plodu pomocí magnetografie pro sledování neurovegetativního vývoje. Front. Hum. Neurosci. 9:147. doi: 10.3389/fnhum.2015.00147

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Chrousos, G., and Gold, P. (1992). Koncepce stresu a poruch stresového systému – přehled fyzické a behaviorální homeostázy. JAMA 267, 1244-1252. doi: 10.1001/jama.267.9.1244

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Doyle, O. M., Korotchikova, I., Lightbody, G., Marnane, W., Kerins, D., and Boylan, G. B. (2009). Variabilita srdeční frekvence během spánku u zdravých donošených novorozenců v časném postnatálním období. Physiol. Meas. 30, 847-860. doi: 10.1088/0967-3334/30/8/009

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Fyfe, K. L., Yiallourou, S. R., Wong, F. Y., Odoi, A., Walker, A. M., and Horne, R. S. C. (2015). Vliv gestačního věku při porodu na dozrávání variability srdeční frekvence po porodu. Sleep 38, 1635-1644. doi: 10.5665/sleep.5064

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Golińska, A. K. (2013). Poincarého grafy v analýze vybraných biomedicínských signálů. Stud. Logic Gramm. Rhetor. 35, 117-127. doi: 10.2478/slgr-2013-0031

CrossRef Full Text | Google Scholar

Goulding, R. M., Stevenson, N. J., Murray, D. M., Livingstone, V., Filan, P. M., and Boylan, G. B. (2015). Variabilita srdeční frekvence u hypoxické ischemické encefalopatie: korelace se stupněm EEG a 2letým neurovývojovým výsledkem. Pediatr. Res. 77, 681-687. doi: 10.1038/pr.2015.28

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Kozar, M., Tonhajzerova, I., Mestanik, M., Matasova, K., Zibolen, M., Calkovska, A., et al. (2018). Variabilita srdeční frekvence u zdravých donošených novorozenců souvisí se způsobem porodu: prospektivní observační studie. BMC Pregnancy Childbirth 18:264. doi: 10.1186/s12884-018-1900-4

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Laborde, S., Mosley, E., and Thayer, J. F. (2017). Variabilita srdeční frekvence a srdeční vagový tonus v psychofyziologickém výzkumu – doporučení pro plánování experimentu, analýzu dat a jejich vykazování. Front. Psychol. 8:1-18. doi: 10.3389/fpsyg.2017.00213

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Lees, T., Shad-Kaneez, F., Simpson, A. M., Nassif, N. T., Lin, Y., and Lal, S. (2018). Variabilita srdeční frekvence jako biomarker pro predikci cévní mozkové příhody, komplikací po cévní mozkové příhodě a funkčnosti. Biomark. Insights 13:117727191878693. doi: 10.1177/1177271918786931

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Longin, E., Schaible, T., Lenz, T., and König, S. (2005). Krátkodobá variabilita srdeční frekvence u zdravých novorozenců: normativní údaje a fyziologická pozorování. Early Hum. Dev. 81, 663-671. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2005.03.015

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Lucchini, M., Burtchen, N., Fifer, W., and Signorini, M. (2019). Multiparametrická kardiorespirační analýza u pozdně nedonošených, časně donošených a donošených dětí při narození. Med. Biol. Eng. Comput. 57, 99-106. doi: 10.1007/s11517-018-1866-4

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Makarov, L., Komoliatova, V., Zevald, S., Schmidt, G., Muller, A., and Serebruany, V. (2010). Dynamika QT, alternace mikrovln T a variabilita srdeční frekvence během 24hodinového ambulantního monitorování elektrokardiogramu u zdravého novorozence prvního až čtvrtého dne života. J. Electrocardiol. 43, 8-14. doi: 10.1016/j.jelectrocard.2009.11.001

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Mehta, S. K., Super, D. M., Connuck, D., Salvator, A., Singer, L., Fradley, L. G., et al. (2002). Variabilita srdeční frekvence u zdravých novorozenců. Am. J. Cardiol. 89, 50-53. doi: 10.1016/S0002-9149(01)02162-2

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Mirmiran, M., Maas, Y. G. H., and Ariagno, R. L. (2003). Vývoj fetálního a novorozeneckého spánku a cirkadiánních rytmů. Sleep Med. Rev. 7, 321-334. doi: 10.1053/smrv.2002.0243

CrossRef Full Text | Google Scholar

Musa, S. M., Adam, I., Hassan, N. G., Rayis, D. A., and Lutfi, M. F. (2017). Variabilita srdeční frekvence matky během první doby porodní. Front. Physiol. 8:1-6. doi: 10.3389/fphys.2017.00774

CrossRef Full Text | Google Scholar

Nijhuis, J., Prescht’l, H., and Martin, C. (1982). Existují u lidského plodu stavy chování? Early Hum. Dev. 6, 177-195. doi: 10.1016/0378-3782(82)90106-2

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Oliveira, V., Martins, R., Liow, N., Teiserskas, J., Von Rosenberg, W., Adjei, T., et al. (2018). Prognostická přesnost analýzy variability srdeční frekvence u novorozenecké encefalopatie: systematický přehled. Neonatology 115, 59-67. doi: 10.1159/000493002

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Peebles, D. M., Spencer, J. A. D., Edwards, A. D., Wyatt, J. S., Reynolds, E. O., Cope, M., et al. (1994). Relation between frequency of uterine contractions and human fetal cerebral oxygen saturation studied during labour by near infrared spectroscopy [Vztah mezi frekvencí děložních kontrakcí a saturací lidského plodu kyslíkem studovanou během porodu pomocí blízké infračervené spektroskopie]. Br. J. Obstet. Gynaecol. 101, 44-48. doi: 10.1111/j.1471-0528.1994.tb13008.x

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Pomeranz, B., Macaulay, R. J., Caudill, M. A., Kutz, I., Adam, D., Gordon, D., et al. (1985). Hodnocení autonomní funkce u lidí pomocí spektrální analýzy srdeční frekvence. Am. J. Physiol. 248, H151-H153. doi: 10.1152/ajpheart.1985.248.1.H151

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Reyes-Lagos, J. J., Echeverría-Arjonilla, J. C., Peña-Castillo, M. Á, García-González, M. T., Ortiz-Pedroza Mdel, R., Pacheco-López, G., et al. (2015). Srovnání variability srdeční frekvence u žen ve třetím trimestru těhotenství a během nízkorizikového porodu. Physiol. Behavior. 149, 255-261. doi: 10.1016/j.physbeh.2015.05.041

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Riznyk, L., Fijałkowska, M., and Przesmycki, K. (2005). Vliv thiopentalu a propofolu na variabilitu srdeční frekvence během indukce celkové anestezie fentanylem. Pharmacol. Rep. 57, 128-134. doi: 10.1103/PhysRevB.69.052404

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Schneider, U., Bode, F., Schmidt, A., Nowack, S., Rudolph, A., Doelcker, E. M., et al. (2018). Vývojové milníky autonomního nervového systému odhalené prostřednictvím longitudinálního sledování variability srdeční frekvence plodu. PLoS One 13:1-13. doi: 10.1371/journal.pone.0200799

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Schwartz, P. J., Garson, A., Paul, T., Stramba-Badiale, M., Vetter, V. L., Villain, E., et al. (2002). Guidelines for the interpretation of the neonatal electrocardiogram: pracovní skupina Evropské kardiologické společnosti. Eur. Heart J. 23, 1329-1344. doi: 10.1053/euhj.2002.3274

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Shaffer, F., and Ginsberg, J. P. (2017). Přehled metrik a norem variability srdeční frekvence. Front. Public Heal. 5:1-17. doi: 10.3389/fpubh.2017.00258

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Task Force of the European Society of Cardiology, and North American Society of Pacing and Electrophysiology. (1996). Variabilita srdeční frekvence – standardy měření, fyziologická interpretace a klinické použití. Eur. Heart J. 17, 354-381. doi: 10.1161/01.CIR.93.5.1043

CrossRef Full Text | Google Scholar

Temko, A., Doyle, O., Murray, D., Lightbody, G., Boylan, G., and Marnane, W. (2015). Multimodální prediktor neurovývojových výsledků u novorozenců s hypoxicko-ischemickou encefalopatií. Comput. Biol. Med. 63, 169-177. doi: 10.1016/j.compbiomed.2015.05.017

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Toichi, M., Sugiura, T., Murai, T. a Sengoku, A. (1997). Nová metoda hodnocení srdeční autonomní funkce a její srovnání se spektrální analýzou a variačním koeficientem R-R intervalu. J. Auton. Nerv. Syst. 62, 79-84. doi: 10.1016/S0165-1838(96)00112-9

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Tsuchiya, S., Kanaya, N., Hirata, N., Kurosawa, S., Kamada, N., Edanaga, M., et al. (2006). Účinky thiopentalu na bispektrální index a variabilitu srdeční frekvence. Eur. J. Anaesthesiol. 23, 454-459. doi: 10.1017/S0265021506000159

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

von Rosenberg, W., Chanwimalueang, T., Adjei, T., Jaffer, U., Goverdovsky, V., and Mandic, D. P. (2017). Řešení nejasností v poměru LF/HF: LF-HF rozptylové grafy pro kategorizaci psychického a fyzického stresu z HRV. Front. Physiol. 8:360. doi: 10.3389/fphys.2017.00360

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.