Untersuchung der kardiovaskulären Regulation während des humanen Schlafes bei Apnoe und CPAP-Therapie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Diese Studie sollte zeigen, ob die CPAP-Therapie (continouos positiv airway pressure) eine vorhergesagte Steigerung des Einflusses des Blutdrucks auf die Herzrate (bzw. Schlag-zu-Schlag Intervalle) bei Patienten mit obstruktiver Schlaf-Apnoe hat. Es wurde festgestellt, dass diese Vorhersage nicht auf die Herz-Kreislauf-Regulation während Ruhemessungen am Tage zutrifft sondern nur während des Schlafes. Neben dieses Einflusses (Baroreflex) wurden die Herzkreislaufregulation anhand von Parametern der Herzratenvariabilität und Blutdruckvariabilität untersucht. Dabei wurde auch hier festgestellt, dass obwohl keine Therapieeffekte während der Tagesmessung feststellbar waren, es zu deutlichen Unterschieden in der Blutdruckvariabilität kam. Speziell die Parameter der Spektralanalyse HF (Anteil der atembedingten Blutdruckschwankungen) und VLF (Anteil der Blutdruckschwankungen durch neuroendokrine Regelung) erwiesen sich hier als bedeutend. Aber auch Komplexitätsmaße wie shannon und polvar5, welche die Vorhersagbarkeit des Blutdrucks wiedergeben, zeigten einen klaren Therapieeffekt. Aus dem Vergleich Tagesmessung und Nachtmessung lässt sich schlussfolgern, dass die Analyse der nächtlichen Herz-Kreislauf-Regulation zusätzliche Informationen über den kardiovaskulären Zustand eines Patienten liefert, welche nicht aus der Tagesmessung ableitbar sind. Damit empfiehlt sich die Nachtmessung allgemein als zusätzliches Protokoll zur verbesserten Diagnose von Herzkreislauf-Erkrankungen. Die Analyse der kardiovaskulären Kopplungen mittels Methoden aus der nichtlinearen Dynamik und der Informationstheorie bestätigten diesen Therapieeffekt auch für die Wachphasen und stellen damit eine Erweiterung der etablierten univariaten Analysemethoden dar. Der Erfolg beider in diesem Projekt entwickelten Verfahren der Kopplungsanalyse weisen darauf hin, dass bei der Untersuchung der Herzraten- und Blutdruckvariablilität der nichtlineare Aspekt verschiedener regulatorischer Einflüsse nicht außer Acht gelassen werden darf.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Aktueller Stand der Polysomnografie. Klin. Neurophysiologie 38, 122-127, 2007
T. Penzel, I. Fietze
- Cardiovascular and respiratory dynamics during normal and pathological sleep, Chaos 17, 015116, 2007
T. Penzel, N. Wessel, M. Riedl, J. W. Kantelhardt, S. Rostig, M. Glos, A. Suhrbier, H. Malberg, I. Fietze
- Comparison of different methods for the evaluation of treatment effects from the sleep EEG of patients with major depression. J Biol Phys., 34(3-4):393-404, 2008
V.C. Figueroa Helland, S. Postnova, U. Schwarz, J Kurths, B. Kundermann, U. Hemmeter, H.A. Braun
- Model-based analysis of cardiovascular regulation during sleep, In: Proceedings of the 5th Conference of the European Study Group on Cardiovascular Oscillations, April 7-9, 2008, Parma, Italy, O4: 4-7
M. Riedl, A. Suhrbier, H. Malberg, G. Bretthauer, T. Penzel, J. Kurths, N. Wessel
- Model-based analysis of cardiovascular variability by a non-linear regression approach. In: Beiträge zum Workshop Biosignalverarbeitung 2008, Potsdam, 16.- 18.Juli 2008, Braunschweig: PTB, 2008, ISBN 978-3-9810021-7-1, 172-175
M. Riedl, A. Suhrbier, H. Malberg, T. Penzel, G. Bretthauer, J. Kurths, N. Wessel
- Modeling the cardiovascular system using a nonlinear additive autoregressive model with exogenous input, Physical Review E 78, 011919, 2008
M. Riedl, A. Suhrbier, H. Malberg, T. Penzel, G. Bretthauer, J. Kurths, N. Wessel
- Processing of polysomnographic signals and automatic sleep stage classification. In: Beiträge zum Workshop Biosignalverarbeitung 2008, Potsdam, 16.-18.Juli 2008, Braunschweig: PTB, 2008, ISBN 978-3-9810021-7-1, 96-97
A. Suhrbier, N. Wessel, M. Riedl, T. Penzel, R. Mikut, G. Bretthauer, H. Malberg
- Detection of time-delayed interactions in biosignals using symbolic coupling traces, EPL 87, 10004, 2009
N. Wessel, A. Suhrbier, M. Riedl, N. Marwan, H. Malberg, G. Bretthauer, T. Penzel, J. Kurths
- Influence of paced maternal breathing on fetal–maternal heart rate coordination, PNAS 106 (33), 13661–13666, 2009
P. Van Leeuwen, D. Geue, M. Thiel, D. Cysarz, S. Lange, M. C. Romano, N. Wessel, J. Kurths, D. H. Grönemeyer
- Investigation of an Automatic Sleep Stage Classification by means of Multiscorer Hypnogram. Chon, K. [Hrsg.] 6th Internat.Workshop on Biosignal Interpretation, New Haven, Conn., June 24-26, 2009, 5-8, ISBN 978-4-9902682-5-1
. Figueroa, A. Gapelyuk, A. Suhrbier, M. Riedl, T. Penzel, J. Kurths, N. Wessel
- Is the normal heart rate “chaotic” due to respiration?, Chaos 19, 028508, 2009
N. Wessel, M. Riedl, J. Kurths
- Model-based analysis of cardiovascular variability in sleep medicine, Proceeding of AutoMed 2009, March 20-21, Berlin, Germany, 1-2
N. Wessel, M. Riedl, J. Kurths, T. Penzel, A. Suhrbier, G. Bretthauer, H. Malberg
- Testing foetal–maternal heart rate synchronization via model-based analyses, Phil. Trans. R. Soc. A 367, 1407–1421, 2009
M. Riedl, P. Van Leeuwen, A. Suhrbier, H. Malberg, D. Grönemeyer, J. Kurths, N. Wessel
- Short-term couplings of the cardiovascular system in pregnant women suffering from pre-eclampsia, Phil. Trans. R. Soc. A 368, 2237–2250, 2010
M. Riedl, A. Suhrbier, H. Stepan, J. Kurths, N. Wessel
