スペクトル分析と近似エントロピー法を使用した関節リウマチ患者の自律機能の評価

目的：2つのグループの周波数ゲイン応答を測定することにより、正常な対照群と比較して、RA患者のグループの自律機能に対する関節リウマチ（RA）の影響を評価する。また、RAの持続時間が、近似エントロピー指数（APEN）を使用して心拍数変動信号（HRV）の測定値と相関しているかどうかを判断します。 方法：2004年と2005年に米国メリーランド州ジョンズホプキンス病院の関節炎センターでRAと51人の健康な被験者を評価しました。我々は異なる速度で呼吸を測定し、HRV信号はECGに由来しました。異なる呼吸速度でのHRV信号と呼吸信号の間の自動電力とクロスのスペクトルが計算され、両方のグループの周波数ゲイン応答が得られました。HRVの規則性の尺度と呼ばれるApenは、RAの患者と健康な対照被験者の両方について計算されました。 結果：RAと比較して、RAの患者では、周波数ゲイン応答とApen測定の両方が減少しました。RAの患者のパワースペクトルは、コントロール被験者の高頻度（HF）値が低下し、低周波数を示しました。ただし、APEN測定値は、RA期間が長い患者で大幅に減少しました。 結論：これらの発見は、異なる周波数で呼吸を使用したHRVシグナルのスペクトル分析が、特に交感神経活動の増加（より高い周波数）の増加と副交感神経緊張の減少（周波数ゲインの減少）の場合、RAの患者の自律系の不均衡を検出する可能性があることを示唆しています。応答）、RA患者の突然死につながる可能性があります。アペンはRAステージのマーカーである可能性があります。

OBJECTIVE: To assess the effect of rheumatoid arthritis (RA) on autonomic function of a group of RA patients in comparison with a normal control group by measuring the frequency gain response of the 2 groups. Also, to determine whether the duration of RA correlated with measures of heart rate variability signal (HRV) using an approximate entropy index (ApEn). METHODS: We evaluated 52 patients with RA, and 51 matched healthy subjects at the Arthritis Center, Johns Hopkins Hospital, Maryland, United States during 2004 and 2005. We measured breathing at different rates, and the HRV signal derived from ECG. The auto-power and cross power spectra between HRV signal and breathing signal at different breathing rates was calculated, and the frequency gain response for both groups was obtained. The ApEn, described as a measure of regularity of HRV, was calculated for both patients with RA and the healthy control subjects. RESULTS: Both frequency gain response and ApEn measure were reduced in patients with RA in comparison with the control group. The power spectra of patients with RA showed a reduced high frequency (HF) value and higher low frequency for control subjects. However, the ApEn measure was significantly reduced in longer RA duration patients. CONCLUSION: These findings suggest that the spectral analysis of HRV signal using breathing at different frequencies may detect an unbalance of the autonomic system of patients with RA, especially with increasing the sympathetic activity (higher low frequency) and reducing the parasympathetic tone (reduced frequency gain response), which can lead to sudden death in patients with RA. The ApEn may be a marker of RA stage.