Monitoraggio non invasivo della bilancia simpato-vagale basato sull'analisi spettrale e di complessità del segnale di variabilità della frequenza cardiaca nell'uomo durante sonno
Progetto La frequenza cardiaca varia su una base battito-battito in modo non casuale. Queste fluttuazioni, visibili chiaramente da registrazioni lunghe pochi minuti e note con il termine di variabilità della frequenza cardiaca, sono sotto controllo del sistema nervoso autonomo attraverso le vie simpatiche e parasimpatiche. Di conseguenza, la variabilità della frequenza cardiaca è stata utilizzata per valutare in modo non invasivo lo stato del sistema nervoso autonomo e della bilancia simpato-vagale. E' stato infatti dimostrato che indici derivati dall'analisi spettrale come la potenza delle oscillazioni calcolate nella banda a bassa frequenza (LF, da 0.04 fino a 0.15 Hz) é correlata con la modulazione nervosa simpatica, mentre la potenza nella banda ad alta frequenza (HF, compresa fra 0.15 e 0.5 Hz) é correlata con la modulazione nervosa parasimpatica (si veda per esempio Porta et al, Am J Physiol, 293:H702-H708, 2007).
Recentemente è stato osservato che misure di complessità basate sull'entropia e derivate dal segnale di variabilità della frequenza cardiaca seguono il cambiamento dello stato del sistema nervoso autonomo. Più specificatamente la complessità misurata attraverso l'entropia condizionale decresce progressivamente durante una graduale attivazione simpatica e la contemporanea deattivazione vagale prodotta mediante manovre di ortostatismo passivo (si veda Porta et al, J Appl Physiol, 103:1143-1149, 2007). Questo risultato suggerisce che l'analisi di complessità potrebbe essere uno strumento alternativo all'analisi spettrale per la valutazione dello stato della bilancia simpato-vagale.
Si è osservato che durante la notte lo stato del sistema nervoso autonomo si modifica in base alle diverse fasi del sonno. Per esempio, l'attività simpatica é più rilevante rispetto a quella vagale durante i periodi di sonno caratterizzati da movimenti oculari rapidi (sonno REM). Durante le fasi di sonno non-REM si osserva la situazione opposta, caratterizzata da una predominanza vagale rispetto a quella simpatica. Poiché è stato dimostrato che cambiamenti dello stato del sistema nervoso autonomo possono provocare aritmie cardiache gravi e che esiste una stretta relazione fra la regolazione cardiovascolare operata dal sistema nervoso autonomo e l'omeostasi del sonno, la valutazione dello stato del sistema nervoso autonomo durante sonno è considerata una questione di grande rilevanza clinica.
Scopo del progetto di ricerca é quello di applicare metodiche di analisi spettrale e di calcolo di complessità basate sull'entropia al segnale di variabilità della frequenza cardiaca ottenuto mediante registrazioni polisomnografiche durante sonno. L'obiettivo finale é quello di monitorare lo stato della bilancia simpato-vagale durante sonno, correlarlo con le varie fasi del sonno e comparare i risultati ottenuti mediante metodiche lineari nel dominio della frequenza con quelli ottenuti con metodiche non lineari nel dominio dell'informazione.