Medical and Social Expert Evaluation and RehabilitationMedical and Social Expert Evaluation and RehabilitationМедико-социальная экспертиза и реабилитация1560-95372412-2092Eco-Vector3423310.17816/MSER34233ArticlesСтатьиResearch ArticleNeural network analysis of heart rhythm variability for diagnosis of immobilization syndrome and objectivization of effectiveness of early rehabilitationНейросетевой анализ вариабельности сердечного ритма для диагностики иммобилизационного синдрома и объективизации результативности реанимационной реабилитацииhttps://orcid.org/0000-0002-4435-85018947-4230NekrasovaJulia Yu.НекрасоваЮлия Юрьевна
Russian Federation
nekrasova84@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5143-73666506-8058YankevichD. S.ЯнкевичДмитрий Станиславович
Russian Federation

к.м.н.

yanson_d@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7635-10481776-1160KanarskyМ. М.КанарскийМихаил Михайлович
Russian Federation
kanarMM@yandex.ruMarkovA. S.МарковАтон Сергеевич
Russian Federation

студент

arxitektor33@yandex.ruFederal Research and Clinical Center of Intensive Care and RehabilitologyФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»Moscow Aviation Institute (National Research University)ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»150820202319172805202008062020Copyright ©; 2020, Eco-VectorCopyright ©; 2020, ООО "Эко-Вектор"2020Eco-VectorООО "Эко-Вектор"https://rjmseer.com/1560-9537/article/view/34233

The article discusses the use of a neural network analysis of heart rate variability for the diagnosis of immobilization syndrome and post-intensive care syndrome (PICS) in patients with disorders of consciousness for monitoring the quality of the rehabilitation process. It is shown that there are statistical differences between the curves characterizing the heart rate variability of healthy patients and patients with impaired consciousness. The use of a neural network allows to automatically evaluate the severity of the immobilization syndrome and Post Intensive Care Syndrome, as well as the effectiveness of measures for their prevention and the overall quality of the work of medical personnel.

В работе рассматриваются вопросы применения нейросетевого анализа вариабельности сердечного ритма для диагностики иммобилизационного синдрома и синдрома последствий интенсивной терапии (ПИТ-синдром) у пациентов с нарушениями сознания для контроля качества реабилитационного процесса. Показано, что между кривыми, характеризующими вариабельность сердечного ритма здоровых пациентов и пациентов с тяжёлыми нарушениями сознания, существуют статистические различия. Применение нейронной сети позволяет в автоматическом режиме оценить степень выраженности иммобилизационного синдрома и ПИТ-синдрома, а также результативность мер по их профилактике и в целом качество работы медицинского персонала.

heart rate variabilityimmobilization syndromepost-intensive care syndrome (PICS)impaired consciousnessneural networksrehabilitationвариабельность сердечного ритмаиммобилизационный синдромПИТ-синдромнарушения сознаниянейронные сетиреабилитацияSiman-Tov M, Radomislensky I, Peleg K. Reduction in trauma mortality in Israel during the last decade (2000–2010): The impact of changes in the trauma system. Injury. 2013;44(11):1448–1452. https://doi.org/10.1016/j.injury.2012.08.054.Wang X, Sun X, Liu H. Clinical analysis and misdiagnosis of cerebral venous thrombosis. Exp Ther Med. 2012;4(5):923–927. https://doi.org/10.3892/etm.2012.697.Levin HS, Saydjari C, Eisenberg HM, et al. Vegetative state after closed-head injury. A traumatic coma data bank report. Arch Neurol. 1991;48(6):580–585. https://doi.org/10.1001/archneur.1991.00530180032013.Vertikalizatsiya patsiyentov v protsesse reabilitatsii. Klinicheskiye rekomendatsii. Moscow; 2014. 63 р. (In Russ).Вертикализация пациентов в процессе реабилитации. Клинические рекомендации. — М., 2014. — 63 с.Belkin AA, Alasheev AM, Davyidova NS, et al. Obosnovanie reanimatsionnoy reabilitatsii v profilaktike i lechenii sindroma “posle intensivnoy terapii” (PIT-sindrom). Vestnik vosstanovitelnoy meditsinyi. 2014;(1):37–43. (In Russ).Белкин А.А., Алашеев А.М., Давыдова Н.С., и др. Обоснование реанимационной реабилитации в профилактике и лечении синдрома «после интенсивной терапии» (ПИТ-синдром) // Вестник восстановительной медицины. — 2014. — №1. — С. 37−43.Chakko S, Mulingtapang RF, Huikuri HV, et al. Alterations in heart rate variability and its circadian rhythm in hypertensive patients with left ventricular hypertrophy free of coronary artery disease. Am Heart J. 1993;126(6):1364−1372. https://doi.org/10.1016/0002-8703(93)90535-h.Kleiger RE, Miller P, Bigger JT, et al. Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction. Am J Cardiol. 1987;59(4):256−262. https://doi.org/10.1016/0002-9149(87)90795-8.Malpas SC, Maling TJ. Heart-rate variability and cardiac autonomic function in diabetes. Diabetes. 1990;39(10):1177−1181. https://doi.org/10.2337/diab.39.10.1177.Kiselev AR, Shvartz VA, Karavaev AS, et al. Correlations between cardiovascular autonomic control indices during the two-hour immobilization test in healthy subjects. Open Cardiovasc Med J. 2016;10:35−43. https://doi.org/10.2174/1874192401610010035.Swai J, Hu Z, Zhao X, et al. Heart rate and heart rate variability comparison between postural orthostatic tachycardia syndrome versus healthy participants; a systematic review and meta-analysis. BMC Cardiovasc Disord. 2019;19(1):320. https://doi.org/10.1186/s12872-019-01298-y.Plaza-Florido A, Migueles JH, Sacha J, Ortega FB. The role of heart rate in the assessment of cardiac autonomic modulation with heart rate variability. Clin Res Cardiol. 2019;108(12):1408–1409. https://doi.org/10.1007/s00392-019-01486-y.Ahmad S, Tejuja A, Newman KD, et al. Clinical review: a review and analysis of heart rate variability and the diagnosis and prognosis of infection. Crit Care. 2009;13(6):232. https://doi.org/10.1186/cc8132.Johnston BW, Barrett-Jolley R, Krige A, Welters ID. Heart rate variability: Measurement and emerging use in critical care medicine. J Intensive Care Soc. 2020;21(2):148−157. https://doi.org/10.1177/1751143719853744.Baevsky RM, Goncharova AG, Funtova II, Chernikova AG. Change of heart rate variability and blood pressure in the experiment with 120-daily hypokinesia. In: Hypokinesia. Medical and psychological problems. Moscow: GNTs RF IMBP; 1997. Р. 9–10.Mazzeo AT, La Monaca E, Di Leo R, et al. Heart rate variability: a diagnostic and prognostic tool in anesthesia and intensive care. Acta Anaesthesiol Scand. 2011;55(7):797–811. https://doi.org/10.1111/j.1399-6576.2011.02466. x.Karmali SN, Sciusco A, May SM, Ackland GL. Heart rate variability in critical care medicine: a systematic review. Intensive Care Med Exp. 2017;5(1):33. https://doi.org/10.1186/s40635-017-0146-1.Marsillio LE, Manghi T, Carroll MS, et al. Heart rate variability as a marker of recovery from critical illness in children. PLoS One. 2019;14(5):e0215930. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0215930.MIT-BIH Normal Sinus Rhythm Database v1.0.0. [accessed on 28 December 2019] Available from: https://physionet.org/content/nsrdb/1.0.0/.Dorogovtsev VN, Skvortsov AE, Yudina EA. Changes in systemic hemodynamics in orthostasis in patients with long-term impairment of consciousness. General Reanimatology. 2018;14(6):12−22. (In Russ). https://doi.org/10.15360/1813-9779-2018-6-12-22.Дороговцев В.Н., Скворцов А.Е., Юдина Е.А. Изменения системной гемодинамики при ортостазе у пациентов с длительными нарушениями сознания // Общая реаниматология. — 2018. — Т.14. — №6. — С. 12−22. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2018-6-12-22.Dorogovtsev VN, Yankevich DS, Melnikov OA. Orthostatic circulatory disturbances during verticalization in post-comatose patients after severe brain damage. Physical and rehabilitation medicine, medical rehabilitation. 2020;2(2):9–21. https://doi.org/10.36425/rehab25748.Дороговцев В.Н., Янкевич Д.С., Мельников О.А. Ортостатические нарушения кровообращения в процессе вертикализации у пациентов в посткоматозном периоде после тяжелых повреждений головного мозга // Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. — 2020. — Т.2. — №2. — С. 9–21. https://doi.org/10.36425/rehab25748.