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Herzfrequenzvariabilität beim Pferd in Ruhe und nach Belastung;Heart rate variability in the horse at rest and after stress (2001)

Art

Hochschulschrift

Autor

Witte, Elke

Quelle

Berlin, 2001 — 134 Seiten

Verweise

URL (Volltext): http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000000511

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Institut für Veterinär-Physiologie

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Abstract / Zusammenfassung

Die Anwendbarkeit der in der Humanmedizin gebräuchlichen Parameter zur Analyse der Herzfrequenzvariabilität beim Pferd wurde geprüft. Das auf EKG-Daten basierende nicht-invasive klinische Untersuchungsverfahren hat im humanmedizinischen Bereich große Bedeutung erreicht. In der Veterinärmedizin lag das Hauptaugenmerk bislang nur in der manuellen und optischen Auswertung von EKG-Daten. Zur Anwendung der Herzfrequenzvariabilitätsanalyse kommen lineare und nicht-lineare Analyseparameter. Die linearen Parameter beinhalten die Parameter des Zeit- und Frequenzbereiches, die nicht-linearen beinhalten das Recurrence-Plot-Verfahren und die Berechnung des maximalen Lyapunow-Exponenten.
Zur Verfügung standen 3 Gruppen von Pferden. Die Gruppe I war definiert als Referenzgruppe und setzte sich aus 6 gesunden Pferden guter Kondition zusammen. Die Gruppe II beinhaltete 12 Pferde, die an chronisch obstruktiver Bronchitis erkrankt waren. Sie waren Probanden einer Doppelblindstudie zur Zulassung von Acetylcystein (sekretolytisches Arzneimittel) beim Pferd. Der Gruppe III gehörten 7 zweijährige Trabrennpferde im Training an, die von Februar bis November 1997 im Trainingsverlauf beobachtet wurden.
Die verwendeten Parameter lieferten bei der Analyse der verschiedenen Inter-Beat-Intervall-Daten interessante Ergebnisse. Die Ergebnisse der Parameter im Zeitbereich lassen vermuten, daß dieses Analyseverfahren als alleinige Informationsgröße wenig geeignet ist. Der Einfluß des Zufalls ist bei dieser Methode erheblich, so daß inkonsistente, nicht verläßliche Ergebnisse die Folge sind. Die Parameter des Frequenzbereiches hingegen liefern in normalisierten Einheiten, in denen interindividuelle Unterschiede eine weitaus geringere Rolle spielen, interessante Ergebnisse, die den Einfluß sonst schlecht meßbarer Größen wie Sympathikus und Parasympathikus aufzeigen und gut zu interpretieren sind. Die erhaltenen Ergebnisse erlauben es ohne weiteres, die Analyse der Herzfrequenz-Daten mittels FOURIER-Transformation, Trennung der erhaltenen Spektren in die für das Pferd modifizierten Frequenzbereiche und Darstellung derselben in normalisierten Einheiten, als gut und verläßlich zu bezeichnen. Leider ist die Zeitreihe der Inter-Beat-Intervalle kein Signal, welches die Vorbedingungen zur Spektralanalyse ohne weiteres erfüllt. Die Wahrscheinlichkeit einer Herzaktion ist nicht zu jeder Zeit gleich (Nichtstationarität), der Sinusrhythmus kann durch Extrasystolen unterbrochen und das EKG-Signal kann durch Artefakte gestört sein. Weiterhin fallen die RR-Intervalldaten nicht in gleichmäßigen Zeitabständen an, so daß die Zeitreihe erst aufbereitet werden muß, um die Spektralanalyse durchführen zu können. Bei Durchführung von Analysen mittels nicht-linearer Methoden entfällt das Aufbereiten der Zeitreihe beim Recurrence-Plot-Verfahren, da es sich durch seine Robustheit gegenüber einer vorhandenen Nichtstationarität auszeichnet. Außerdem können zufallsbedingte Veränderungen durch Korrektur eliminiert werden. Der Recurrence-Plot liefert durchaus gut verwertbare Ergebnisse, die Einblicke in die Dynamik der Regelungsprozesse aller Pferdegruppen zulassen. Auch die Berechnung des maximalen Lyapunow-Exponenten stellt gut interpretierbare Werte dar. Er ist eine gute Ergänzung zu den Recurrence-Plot-Parametern, um den Einblick in die Dynamik der Regelungsprozesse zu verdeutlichen. Zufallsbedingte Veränderungen können auch hier durch Korrektur eliminiert werden.
Insgesamt stellen die verschiedenen Analyseparameter ein gutes nicht-invasives Verfahren zur Charakterisierung der Herzfrequenzvariabilität beim Pferd dar.

Analytic parameters from human medicine were investigated for their applicability for the determination of heart-rate-variability in the horse. This non-invasive investigative procedure, based on data from electrocardiography (ECG), has had significant impact in human medicine. In veterinary medicine, the focus has previously been laid only on the manual and optical analysis of ECG data. Linear and non-linear parameters are used for the analysis of heart-rate-variability. Linear parameters are represe.Three different groups of horses were used for the study. Group I was used as reference group and consisted of n= 6 horses in healthy condition. Group II consisted of n = 12 horses with chronic obstructive pulmonary disease. They were enrolled in a clinical trial for the use of acetylcysteine (secretolytic drug) in horses. Group III consisted of n = 7 two-year-old trotters monitored from February until November 1997 during training.The parameters
used in this study revealed interesting results after the analysis of various data from inter-beat-intervals.Results of the parameters in the time-domain suggested that this analytic method alone was not a sufficient source of information.
Confounding random factors significantly influenced this method and made results
inconsistent and non reproducible.The usage of the parameters in the frequency-domain gave better results. With the use of normalized units, inter individual differences were suppressed so that the influence of the sympathetic and parasympathetic system on the results could be better interpreted. The results of this study indicated that an analysis of heart-rate data by Fourier-transformation, the separation of the spectra in frequency ranges modified for horses and their presentation in normalized units are suitable methods for investigat.With respect to analysis by non-linear methods, transformation of the time-series is not neccessary for the reccurrence-plot method, as this method is robust for nonstationary data. Furthermore, it is possible to correct the influence of random changes.
Indeed, the reccurrence-plot method provided insights into the dynamics of regulation processes in all groups of horses. The calculation of the maximum Lyapunow-exponent also gave readily interpretable results and was a good supplement for the reccurrence-p.In summary, the various analytical parameters used in this study have proved to be an effective non-invasive method for the characterization of heart rate variability in the horse.