Indicador de actividad vagal basado en la arritmia sinusal respiratoria - Coello Caballero, Paola (Universidad Autónoma Metropolitana, 2007)
El análisis estadístico se realizó mediante pruebas de normalidad a los datos, aplicación de técnicas de correlación y regresión lineales y pruebas de significancia estadística como ANOVA para mediciones repetidas y t pareada. Resultados: -Se logró la reproducción eficiente de un patrón respiratorio tipo chirp de 180 s a volumen constante mediante el desarrollo de un metrónomo visual. -Durante un esfuerzo respiratorio tipo chirp se logró una relación AF-FR continua, no lineal e inversa, cuya transformación logarítmica fue altamente lineal (r = -0.89 ± 0.04). -El intercepto de la regresión lineal AF-FR disminuyó en forma significativa (p<0.01) durante el cambio de postura, sin cambio en la pendiente. No hubo diferencias significativas (p>0.05) entre los protocolos de 180s y 90s de duración. La relación RRm-FR fue inversa y altamente lineal (r = -0.97 ± 0.01), y con el cambio de postura disminuyó en forma significativa el intercepto (p<0.01) pero no la pendiente (p>0.05). Se presenta un gráfico 3-D AF-RRm-FR. -Para las tres repeticiones realizadas con intervalo de una semana, no existieron diferencias estadísticamente significativas (p>0.05) ni para los interceptos ni para las pendientes de la regresión AF-FR para una misma postura. Sólo hubo diferencias significativas (p<0.01)para el intercepto entre sentado y parado en las tres repeticiones. -La relación entre la FI del componente de AF del R-R y la FR fue muy lineal hasta 0.62 ± 0.01 Hz, a partir de la cual ya no cambió. Un comportamiento similar es observado cuando la relación anterior se convierte en 3-D por la adición del RRm. -El BF y la relación BF/AF de los intervalos R-R tuvieron un comportamiento no lineal durante el esfuerzo respiratorio. Sólo el componente BF en unidades normalizadas presentó un aumento significativo (p<0.05) durante el cambio de sentado a parado, evaluado a 6 frecuencias respiratorias.; La relación BF/AF falló en marcarlo. -La relación entre la fracción de CO2 alveolar y la frecuencia respiratoria es extremadamente lineal e inversa (r=-0.98 ± 0.07). La primera mitad el CO2 está por encima (máximo 60%) del nivel de control mientras en la segunda mitad está por debajo (mínimo 60%). Esta relación no se modificó con el cambio de postura. Conclusiones: -El metrónomo digital desarrollado facilitó e hizo confiable la ejecución de un patrón respiratorio continuo tipo chirp, de amplitud constante y 180 s de duración. -Con la utilización de nuestro protocolo se obtuvo la relación AF-FR de manera óptima, no lineal, inversa, continua y en un amplio rango de frecuencias respiratorias. -Fue posible linearizar la relación AF-FR (caracterizable por sólo dos parámetros, pendiente e intercepto), y no presentó diferencias con aquélla obtenida en 90 s, y al sobreponerla a una maniobra de cambio de postura, disminuyó de manera significativa sólo el intercepto. Por todo ello, consideramos a la relación AF-FR un sólido indicador de la modulación vagal, ya que toma en cuenta en forma explícita la influencia respiratoria. Puesto que la relación RRm-FR comparte todas las propiedades mencionadas de la relación anterior, la consideramos también un robusto indicador del tono vagal que incluye la influencia respiratoria. Más aún, es posible representar modulación y tono vagal en función de la FR en un gráfico 3-D. -El indicador es consistente porque su comportamiento es reproducible con intervalos de una semana. -La relación 3-D FI del componente de AF-FR-RRm permitió precisar el fenómeno del aliasing cardiaco, o límite superior fisiológico de la ASR, que no es influido por el cambio de postura. -El desempeño del componente de baja frecuencia y del balance simpático-vagal no es tan adecuado como el encontrado para el componente de alta frecuencia. Estos indicadores presentaron una relación no lineal con el esfuerzo respiratorio aunque sólo el componente de BF normalizado indicó el aumento de actividad simpática con el cambio de postura. -La relación %CO2 alveolar – FR es muy lineal e inversa. Es simétrica en cuanto al efecto sobre el CO2: la primera mitad es hipercápnica y la segunda es hipocápnica.; Antecedentes: Existe consenso en la literatura acerca de los siguientes antecedentes relevantes para la presente tesis: -La ASR es un fenómeno predominantemente vagal. -El componente espectral de AF de los intervalos R-R es el mejor indicador disponible para la evaluación de la actividad vagal, que tiene como principal influencia la respiración. -La relación ASR contra frecuencias respiratorias discretas tiene un comportamiento característico inverso no lineal referido como filtro pasabajas. -El componente de AF de los intervalos R-R disminuye con el cambio de acostado a parado, a la misma frecuencia respiratoria. -Las distribuciones tiempo-frecuencia son herramientas adecuadas para realizar el análisis espectral de señales no estacionarias. -La PCO2 en la sangre influye la amplitud de la ASR, como un medio para modificar el intercambio gaseoso respiratorio. -La frecuencia respiratoria de los sujetos puede ser controlada de manera visual por medio de un metrónomo. Objetivos: -Generar un patrón respiratorio tipo chirp a volumen constante con el apoyo de un metrónomo visual construido ad hoc. -Explorar la relación continua AF-FR durante un esfuerzo respiratorio tipo chirp. -Examinar si la relación del componente de AF - FR obtenida de un protocolo de 90 s sirve como indicador de la modulación vagal durante el cambio de postura y evaluar su reproducibilidad. -Explorar el comportamiento de la relación entre la frecuencia instantánea de AF y la FR. -Evaluar el comportamiento del componente de BF y el balance simpático-vagal durante el esfuerzo respiratorio y el cambio de postura. -Evaluar el comportamiento del porcentaje de CO2 alveolar durante el esfuerzo respiratorio y el cambio de postura.; Métodos: Se estudiaron 40 sujetos sanos, jóvenes y sedentarios. El protocolo desarrollado comprendió dos esfuerzos respiratorios tipo chirp, el primero de 180 s con un rango de frecuencias de 0.05 a 1 Hz (esfuerzo largo), y el segundo de 90 s, con un rango de 0.05 a 0.8 Hz (esfuerzo corto). La realización de los esfuerzos fue apoyada por el control ofrecido por un metrónomo digital desarrollado ad hoc, gracias al cual los sujetos incrementaron en forma continua su frecuencia respiratoria a volumen corriente constante. El esfuerzo respiratorio corto fue realizado en dos posturas (maniobra), sentado y parado, y fue repetido (reproducibilidad) en tres ocasiones con un intervalo de una semana entre ellas. Durante los dos tipos de esfuerzo respiratorio y en las repeticiones fueron registrados el ECG, el flujo respiratorio por neumotacometría y el CO2 a nivel de la boca. A partir del flujo se obtuvo el volumen corriente por integración. Las señales anteriores fueron adquiridas a 500 Hz por el sistema MP100 Biopac y almacenadas para su procesamiento fuera de línea. A partir de las señales registradas se formaron las series en el tiempo: intervalos R-R, máximos de CO2, y amplitudes respiratorias. Dichas señales fueron interpoladas, remuestreadas a 8 Hz y se les eliminó la tendencia. A las series de intervalos y amplitud respiratoria se les aplicó la distribución PseudoWigner-Ville, para el cómputo de la densidad espectral en función del tiempo y la frecuencia. A partir del espectro resultante se calcularon los índices espectrales en función del tiempo, componente de BF, componente de AF y frecuencias instantáneas. Previa transformación logarítmica y evaluación del coeficiente de correlación lineal se obtuvieron las regresiones lineales AF(R-R)-FR, BF(R-R)-FR, BF/AF-FR, R-Rm-FR, AF(resp)-FR, CO2-FR, FIAF(R-R)-FR.