Estimação da sensibilidade do barorreflexo variante no tempo

Abstract

Este trabalho tem como objetivo implementar diferentes técnicas para determinação da sensibilidade do mecanismo do barorreflexo variante no tempo em um mesmo conjunto de dados e avaliar o desempenho de cada técnica. Também e proposta deste trabalho uma complementação com as funções de base Meixner para o m´módulo variante no tempo da ferramenta CRSIDLab. O CRSIDLab é uma ferramenta de software baseada em MATLAB para avaliação multivariada do sistema nervoso autônomo por meio da variabilidade da frequência cardíaca e identificação do sistema cardiorrespiratório. A base de dados utilizada para a realização deste trabalho foi a Physiologic Response to Changes in Posture, que contém dados de eletrocardiograma, pressão arterial e declividade de uma mesa de inclinação de 10 pacientes que foram submetidos a mudanças posturais passivas. Inicialmente, foi utilizada a análise univariada no domínio da frequência do intervalo RR (RRI) e da pressão arterial para a obtenção das densidades espectrais de potência dos sinais de RRI e da pressão arterial sistólica (SBP). Uma limitação importante desta e de outras análises univariadas de frequência cardíaca ou pressão arterial ´e que elas não fornecem informações detalhadas do sistema nervoso autônomo. Isso se deve ao fato de que a variabilidade de um sinal pode ser devida ao sistema responsável por esta variabilidade, mas também recebe influências de outros sinais, ou entradas, deste mesmo sistema. Diante de tal limitação, foram utilizadas as abordagens baseadas na função de resposta em frequência, obtida a partir do espectro cruzado de potência SBP e do RRI dividido pelo autoespectro de potência da SBP. Outra abordagem testada foi o m´etodo espectral, sendo este a raiz quadrada da divisão da componente de baixas frequências (LF) do sinal de RRI pela componente LF do sinal de SBP. Devido a limitações relacionadas principalmente a esses m´métodos não considerarem a relação de causa e efeito entre os sinais de RRI e SBP, uma vez que são baseados na estimação do espectro de potência destes sinais, em que a informação temporal entre entrada e saída são perdidas, a seguir foram utilizadas técnicas de identificação de sistemas no domínio do tempo, permitindo que as respostas ao impulso dos componentes do modelo fossem estimadas. Aplicando uma combinação do algoritmo recursivo de mínimos quadrados (RLS) e a técnica de expansão de kernels de Laguerre ou Meixner, foi possível reduzir a parametrização do problema e, assim, obter estimativas robustas de parâmetros. As técnicas de identificação de sistemas permitiram a obtenção de informações detalhadas a respeito do sistema nervoso autônomo durante as manobras posturais. Descritores compactos foram usados para facilitar a caracterização das respostas ao impulso variantes no tempo, permitindo assim a aplicação de testes estatísticos. Os descritores usados foram: a magnitude da resposta ao impulso, ganho dinâmico de baixa frequência e ganho dinâmico de alta frequência. Esses descritores transmitem informações sobre o ganho do componente em questão. Desta forma, foi possível confirmar que as respostas ao impulso variantes no tempo estimadas do barorreflexo são sensíveis ás mudanças transientes na regulação autonômica. Além disso, os descritores extraídos das respostas ao impulso se mostraram mais específicos se comparados ás abordagens baseadas na função de resposta em frequência (função de transferência) e ao método espectral (raiz quadrada da divisão da componente LF do sinal de RRI pela componente LF do sinal de SBP) para aferir a sensibilidade do barorreflexo. Uma hipótese para o melhor desempenho observado no caso da técnica de identificação de sistemas no domínio do tempo utilizada e que esta considera a relação de causa e efeito entre o intervalo RR e a pressão arterial sistólica, uma vez que é baseada na estimação da resposta ao impulso finita entre a entrada SBP e a saída RRI.