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Investigation of the Heart Rate's Influence to the QT-RR Dynamics and the Morphology of the T-Wave in Healthy Subjects

Investigation of the Heart Rate's Influence to the QT-RR Dynamics and the Morphology of the T-Wave in Healthy Subjects
type:Bachelor thesis
tutor:

Dipl.-Ing. Tobias Baas 

person in charge:

Martin Pfeifer 

Ventrikuläre Repolarisation (VR) beschreibt die Phase des Herzzyklus‘, in welcher das Membranpotential in den Hauptkammern des menschlichen Herzens auf den Wert des Gleichgewichtspotentials zurückkehrt. Die Analyse der VR spielt eine wichtige Rolle bei Medikamentenstudien und der Untersuchung von Herzkrankheiten. Dabei wird die VR von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst, was einen Rückschluss auf einen Medikamenten-bzw. Krankheitseinfluss erschwert. Ziel dieser Arbeit war es, speziell den Einfluss der Herzrate (HR) auf das QT-Intervall und die Morphologie der T-Welle zu untersuchen. Diese zwei Deskriptoren stellen zentrale Parameter bei der Beurteilung der VR dar.

Im Verlauf der Arbeit wurden Belastungs-EKGs von zehn Probanden aufgenommen und ausgewertet. Der QT-RR Zusammenhang wurde mit Hilfe von QT/RR Hystereseschleifen und eines Verzögerungsgliedes 1. Ordnung (PT1-Glied) auf zweierlei Weise beschrieben. Hierbei erwies sich die grafische Auswertung der Hystereseschleifen als unzureichend, um die komplexen Zusammenhänge mit hinreichender Genauigkeit quantitativ zu beschreiben. Die Systemidentifikation durch ein PT1-Glied zeigte sich als eine geeignete Beschreibungsform um den Zusammenhang zwischen QT-Intervall und HR zu modellieren. Dies gilt insbesondere für langsam-dynamische Prozesse.
Für die Morphologie der T-Welle zeigte sich kein deterministischer Zusammenhang im für Medikamenten- und Krankheitsstudien interessanten Bereich des Ruhe-EKGs. Für höhere und höchste Herzraten jedoch, wurden eindeutige Abhängigkeiten der Morphologie bezüglich der HR festgestellt. So besitzt die T-Welle bei hohen HRn eine schlankere, spitzer zulaufende, nach links geneigte Form als die T-Welle im Ruhezustand.

Durchschnittliche T-Welle bei Ruhepuls (grün), bei Herzraten über 150bpm (blau) und Differenz der beiden Verläufe (rot).