Heart rate variability analysis

The expansion of heart rate variability analysis has been facilitated by the remarkable development of computer sciences and digital signal processing during the last thirty years. The beat-to-beat fluctuation of the heart rate originates from the momentary summing of sympathetic and parasympathetic influences on the sinus node. According to the extensive associations of the autonomic nervous system, several factors affect heart rate and its variability such as posture, respiration frequency, age, gender, physical or mental load, pain, numerous disease conditions, and different drugs. Heart rate variability can be quantitatively measured by time domain and frequency domain methods that are detailed in the paper. Non-linear methods have not spread in the clinical practice yet. Various cardiovascular and other pathologies as well as different forms of mental and physical load are associated with altered heart rate variability offering the possibility of predicting disease outcome and assessing stress

A szívizom endogén adaptációja, szignál mechanizmusok, terápiás megfontolások: kísérletes és klinikai vizsgálatok = Endogenous adaptation of the myocardium, survival signals, therapeutic considerations: experimental and clinical investigations

A pályázatban vizsgáltuk a miokardium endogén adaptációjával kiváltható protektív mechanizmusok molekuláris és celluláris folyamatait és klinikai lehetőségeit. Újszülött patkány kamrai szívizomzatából izolált sejteken monitoroztuk a pre- és posztkondicionálást követően indukált urocortin és PACAP /pituitary adenylate cyclase activating polypeptide/ termelődésének időbeli lefolyását. Igazoltuk a neuropeptidek szerepét a mitokondriumok védelmét biztosító K-ATP csatornák aktivációjához vezető intracelluláris jelátviteli folyamatokban. Kimutattuk továbbá a hemoxigenáz-1 intracelluláris expresszióját és cytoprotektív hatását a miokardium késői prekondicionálásában. Nyulakon végzett állatkísérletes modelleken leírtuk az adaptáció szignálmechanizmusaiban kulcsszerepet játszó NFkB és AP-1 transzkripciós faktorok indukciójának dinamikáját, valamint igazoltuk, hogy az acetilszalicilátok - a COX-2 inhibició mellett - irreverzibilisen blokkolják az adaptáció NFkB függő útvonalát. Humán vizsgálatainkat a hagyományosan nyitott / extracorporeális keringés/ és pumpa nélküli (off-pump) technikával végzett szívsebészeti beavatkozásokat követően végeztük el. A kialakuló oxidatív stressz és gyulladásos válaszreakciók mértékét és időbeli lefolyását egy héten át monitorozva szignifikáns különbséget találtunk a reakciók mértékében és időbeli lefolyásában, igazolva az off-pump technika prioritását. | We examined the molecular and cellular pathways and clinical prospects of the protective mechanisms focused to endogenous adaptation of the myocardium. Cell culture, animal models, and clinical patients have been investigated to clerify the molecular background of ischaemic pre-and postconditioning, and adaptation reactions evoked by endogenous neuropeptides. Dynamism of urocortin and PACAP (pituitary adenylate cyclase activating polypeptide) induction were investigated in neonatal rat myocardial cell culture. We described the role of these neuropetides in the signaling of K-ATP channel activation. The protective role of heme oxigenase-1 in delayed preconditioning was also demonstrated. In a rabbit model we described the dynamism of NFkB and AP-1 transcription factors activation in the process of delayed preconditioning. Our investigation has been confirmed that acelylsalicylates - besides COX-2 inhibition - could irreversible block the NFkB dependent signaling of the endogenous adaptation. We investigated the conventional open (extracorporal circulation) and off-pump techniques in patients, operated by coronary bypass surgery . During one week period we have found significant advantages of off-pump technique versus extracorporeal circulation, in the degree and time course of evoked oxidative stress and systemic inflammatory responses

Simple and choice reaction times are prolonged following extracorporeal circulation : a potential method for the assessment of acute neurocognitive deficit

Cognitive deficit related to open heart surgery came into the focus of interest according to professional and social expectations. The negative effects on quality of life and the large number of involved patients emphasize its investigation. The bed-side measurement of simple and choice reaction time (sRT and cRT) has the objectivity of cortical evoked potential analysis; however there is no need for EEG instrumentation and laboratory. This is a functional assessment similarly to neuropsychological tests, but requires significantly shorter time, and is less demanding for the patient. We found a statistically significant positive correlation of sRT and cRT elongation and perfusion time. At the same time there were no statistically significant changes of mean sRT and cRT values before (sRT: 208±54 s, cRT: 369±59 s) and after (sRT: 229±67 s, cRT: 392±105 s) the surgery probably due to the inhomogeneous patient population. The weak correlation (coefficients: 0.1418-0.8484) for sRT and cRT changes as a function of perfusion time confirm the presence of other factors of postoperative brain damage. The investigated bed-side test is clinically feasible, simple and can be completed within 30 minutes. Further studies are encouraged to compare above method to other tests in a larger, stratified cardiac surgery populatio

Az iszkémiás és posztiszkémiás vaszkuláris és kardiorespiratorikus károsodások tanulmányozása = Investigation of apparent injury in the vascular and cardiorespiratory system due to ischemia and reperfusion

((1) A szívhipertrófiát irányító GATA-4 transzkripciós faktort a mitogén-aktiválta protein kinázok (p38, ERK) aktiválják mechanikai feszítés során. (2) Kamrai falfeszülés az endogén endothelin-1 és az angiotenzin II révén váltja ki a BNP expressziójának fokozódását. (3) Az endogén ouabain-szerű anyag szerepet játszik az ANP bal kamrai génexpressziójának szabályozásában. (4) A nukleáris faktor-kappaB transzkripciós faktor gátlása kivédi a bal kamrai remodellinget annak előrehaladott fázisában. (5) A szívizom-kontraktilitás szabályozásában döntő szerepet játszanak a mitogén aktiválta protein kinázok. (6) Viabilitás, coronária occlusios idő okozta bal kamra funkció változás vizsgálata MRI-vel. Az occlusios idő 45 és 90 perc között változtatvan proporcionálisan rontotta a bal kamra funkciót, mely mögött okként az arányos infarctus méret áll. (7) Humán mitrokondriumok nem termelnek relevans mennyiségű nitrogén oxidot iszkémiás szívbetegekben. (8) A flavonoid szupplementáció előnyös hatású krónikus obstruktív tüdőbetegségben. (9) Invazív módon validáltuk az artériás stifness meghatározására szolgáló non-invazív Arteriográf készüléket. (10) Jellemeztük a szérum asszimmetrikus dimetil-arginin változását katéteres revascularizatios eljáráson átesett betegeknél. (11) A poli-ADP-ribóz polimeráz enzim gátlása javítja a bal kamrai funkciót akut és krónikus experimentális szívelégtelenségben. (12) A szívritmus variabilitás vizsgálatára hatékony elemző rendszert fejlesztettünk ki. | (1) Our results suggest that the prohypertrophic transcription factor GATA-4 is activated by mitogen-activated protein kinases (p38, ERK) in response to mechanical stretch. (2) Stretch-induced activation of B-type natriuretic peptid gene expression is regulated by endogenous endothelin-1 and angiotensin II. (3) Adrenal-derived endogenous ouabain-like compound is involved in the activation of atrial natriuretic peptide in the left ventricle. (4) Inhibition of nuclear factor kappa-B attenuates severe left ventricular remodeling. (5) Mitogen-activated protein kinases play pivotal role in the regulation of myocardial contractility. (6) MRI study of LV function: dependence on coronary occlusion time and viability. Occlusion time between 45 and 60 minutes induced larger infarct and consequent heart failure proportionally. (7) Human heart mitochondria do not produce physiologically relevant quantities of nitric oxide. (8) Dietary flavonoids are beneficial in chronic obstructive pulmonary disease. (9) A new, oscillometric, portable device for measuring augmentation index and aortic pulse wave velocity (Areteriograph) has been validated invasively. (10) The response of asymetric dimethylarginine levels to stent placement has been characterized in patients with coronary heart disease. (11) Inhibition of poly(ADP-ribose) polymerase improves cardiac function in acute and chronic heart failure. (12) A data analysis system has been developed for analysis of heart rate variability

A kardiális reszinkronizációs kezelésben részesülő betegek interdiszciplináris gondozása [Interdisciplinary care of patients receiving cardiac resynchronization therapy]

Bár a kardiális reszinkronizációs kezelés (CRT) klinikai végpontokra kifejtett kedvező hatása jól ismert, sajnos nem minden beteg reagál ugyanolyan mértékben a kezelésre, a nonreszponderitás továbbra is fontos probléma. A reszponderitás arányának optimalizálása a műtét előtti betegkiválasztásnál kezdődik, jelentősége van a beültetett eszközök/ elektródák típusának és a beültetés módjának, valamint a szoros követésnek is. A CRT-re adott válasz értékelése közös feladata a beteget gondozó kardiológusnak, szívelégtelenség specialistának, az echokardiográfiás kontrollt végzőnek, a készüléket ellenőrző elektrofiziológusnak és a családorvosnak. Jelen összefoglalóban ezeket a speciális beteggondozási feladatokat, illetve optimalizációs lehetőségeket tekintjük át

The assessment of neural injury following open heart surgery by physiological tremor analysis

INTRODUCTION: The appearance of post-operative cognitive dysfunction as a result of open heart surgery has been proven by several studies. Focal and/or sporadic neuron damage emerging in the central nervous system may not only appear as cognitive dysfunction, but might strongly influence features of physiological tremor. MATERIAL AND METHODS: We investigated 110 patients (age: 34-73 years; 76 male, 34 female; 51 coronary artery bypass grafting (CABG), 25 valve replacement, 25 combined open heart surgery, 9 off-pump CABG) before surgery and after open-heart surgery on the 3(rd) to 5(th) post-operative day. The assessment of the physiological tremor analysis was performed with our newly developed equipment based on the Analog Devices ADXL 320 JPC integrated accelerometer chip. Recordings were stored on a PC and spectral analysis was performed by fast Fourier transformation (FFT). We compared power integrals in the 1-4 Hz, 4-8 Hz and 8-12 Hz frequency ranges and these were statistically assessed by the Wilcoxon rank correlation test. RESULTS: We found significant changes in the power spectrum of physiological tremor. The spectrum in the 8-12 Hz range (neuronal oscillation) decreased and a shift was recognised to the lower spectrum (p < 0.01). The magnitude of the shift was not significantly higher for females than for males (p < 0.157). We found no significant difference between the shift and the cross-clamp or perfusion time (p < 0.6450). CONCLUSIONS: The assessment of physiological tremor by means of our novel, feasible method may provide a deeper insight into the mechanism of central nervous system damage associated with open heart surgery

Stress Recovery during Exposure to Nature Sound and Environmental Noise

Research suggests that visual impressions of natural compared with urban environments facilitate recovery after psychological stress. To test whether auditory stimulation has similar effects, 40 subjects were exposed to sounds from nature or noisy environments after a stressful mental arithmetic task. Skin conductance level (SCL) was used to index sympathetic activation, and high frequency heart rate variability (HF HRV) was used to index parasympathetic activation. Although HF HRV showed no effects, SCL recovery tended to be faster during natural sound than noisy environments. These results suggest that nature sounds facilitate recovery from sympathetic activation after a psychological stressor

A levoszimendán perioperatív alkalmazása a szívsebészetben. Magyar ajánlás = Perioperative use of levosimendan in cardiac surgery. Hungarian recommendation

Absztrakt: Az alacsony perctérfogat szindróma jelentősen emeli a szívműtétek szövődményeit és a halálozást, megnyújtja az intenzív osztályos és kórházi tartózkodási időt. A kezelésére alkalmazott katecholaminterápiának nemkívánatos szisztémás és kardiális mellékhatásai lehetnek. A levoszimendán érzékenyebbé teszi a szívizom kalciumcsatornáit kalciumra, és megnyitja az adenozin-trifoszfát (ATP)-szenzitív káliumcsatornákat (KATP) is. Ennek köszönhetően javítja a szív teljesítményét, nem növeli a szívizom oxigénigényét, valamint védőhatást fejt ki a szívre és számos egyéb szervre is. A korábbiakban megjelent irodalom és szakértői vélemények alapján 2015-ben publikálták a szakértői véleményeket tartalmazó európai dokumentumot a levoszimendán szívsebészeti perioperatív alkalmazásáról. Ennek figyelembevételével, továbbá a hét magyar szívcentrum és a gyermekszívcentrum (szívsebész, aneszteziológus és kardiológus képviselőinek) bevonásával kidolgoztuk a magyar ajánlást, melynek két meghatározó pillére van: az irodalmi evidenciák és a magyar centrumok képviselőinek tapasztalatai. Az áttekintett területek: koszorúérműtétek, billentyűműtétek, keringéstámogató eszközök és szívtranszplantáció, mind felnőtt, mind gyermek szívsebészeti beavatkozások vonatkozásában. Orv Hetil. 2018; 159(22): 870–877. | Abstract: Low output syndrome significantly increases morbidity and mortality of cardiac surgery and lengthens the durations of intensive care unit and hospital stays. Its treatment by catecholamines can lead to undesirable systemic and cardiac complications. Levosimendan is a calcium sensitiser and adenosine triphosphate (ATP)-sensitive potassium channel (IK,ATP) opener agent. Due to these effects, it improves myocardium performance, does not influence adversely the balance between O2 supply and demand, and possesses cardioprotective and organ protective properties as well. Based on the scientific literature and experts’ opinions, a European recommendation was published on the perioperative use of levosimendan in cardiac surgery in 2015. Along this line, and also taking into consideration cardiac surgeon, anaesthesiologist and cardiologist representatives of the seven Hungarian heart centres and the children heart centre, the Hungarian recommendation has been formulated that is based on two pillars: literature evidence and Hungarian expert opinions. The reviewed fields are: coronary and valvular surgery, assist device implantation, heart transplantation both in adult and pediatric cardiologic practice. Orv Hetil. 2018; 159(22): 870–877