Hjärtfrekvensvariabilitet

Bakgrund

Hos friska individer varierar hjärtfrekvensen och blodtrycket från hjärtslag till hjärtslag. Förändringarna sker dock inte helt oregelbundet, utan variationerna består av vissa rytmer som speglar hur det autonoma nervsystemet reglerar blodcirkulationen. En av dessa rytmer uppstår p.g.a. att andningen ger upphov till tryckvariationer i bröstkorgen. Detta påverkar hur mycket blod som rinner in i hjärtat från venerna vid varje hjärtslag. En annan rytm uppstår p.g.a. att blodkärlens diameter ökar eller minskar allteftersom blodet skickas till olika organ eller andra ställen i kroppen. I detta forskningsprojekt arbetar vi med att utveckla matematiska metoder för att analysera dessa variationer i hjärtfrekvens och blodtryck.
 Analys av hjärtfrekvensvariabilitet (heart rate variability, HRV) har de senaste åren blivit en accepterad metod för att indirekt och icke-invasivt diagnosticera autonoma funktionsstörningar vid t.ex. diabetes. HRV har även använts för att bedöma risken för plötslig hjärtdöd efter hjärtinfarkt eller annan hjärtsjukdom. Undersökning av hjärtfrekvensvariabilitet har även visat sig vara viktig för att bedöma risken för blodtrycksfall vid levertransplantation på patienter med den s.k. Skellefteå-sjukan.
 

Målsättning

En omfattande del av verksamheten är deltagandet med tekniskt stöd och statistiska analyser i olika kliniska studier. Analys av HRV har tillämpats vid ett brett urval av sjukdomstillstånd, t.ex. i olika kliniska forskningsprojekt på klinisk fysiologi, medicinkliniken, kardiologen, neurocentrum, barnkliniken och idrottsmedicin. Det tekniska stödet omfattar även utveckling av olika system för analys av HRV, t.ex. baserade på mätningar med s.k. Holter-EKG och pulsklockor, eller mer avancerade system för realtidsmätningar inom intensivvård och i samband med vissa terapeutiska ingrepp.
 Den medicintekniska delen av projektet är fokuserad på vidareutveckling av den matematiska analysen av olika signaler som speglar hur hjärtat och blodtrycket styrs. Av speciellt intresse är utveckling av metoder för att identifiera arytmier som ibland kan vara svåra att skilja från normal reglering av hjärtrytmen via det autonoma nervsystemet.

Resultat

Projektet har bidragit till vi tagit fram metoder för att bedöma rubbningar i hjärtrytmen, antingen genom att det uppstått rubbningar i den autonoma aktiviteten, eller genom att det uppstått olika grader av hjärtarytmier. Verksamheten inriktar sig just nu mot följande huvudområden:
 
• Utveckling av analysmetoder, där projektet har varit finansierat med tre anslag från Vetenskapsrådet. Projekten är framför allt inriktade mot analyser av samvariationen i hjärtfrekvens och andra signaler (andning, blodtryck, andra ekg-parametrar). Under 2016-2019 pågår ett samarbetsprojekt med Luleå Tekniska Universitet kring artificiell intelligens med s.k. kognitiva arkitekturer för mönsterigenkänning.
• Bedömning av hjärtrytmrubbningar hos patienter med den s.k. Skellefteå-sjukan (familjär amyloidos med polyneuropati). Detta projekt har pågått sedan 1990 och är fokuserat på bedömning av autonom funktion före och efter behandling mot denna allvarliga sjukdom med levertransplantation.
 
• Bedömning av hjärtrytmrubbningar hos barn med medfödda hjärtfel, vilket inkluderar dels barn med s.k. enkammarhjärta, dels barn med långt QT syndrom . Här har vår forskargrupp etablerat ett brett nationellt samarbete kring våra analysmetoder. Dessa barn undersöks framför allt med s.k. Holter-registreringar (24-timmars ekg). Förutom analys av hjärtfrekvensvariabilitet har vi även utvecklat programvara för automatisk analys av dygnsvariation i QT-intervall.