Kopplungsanalyse transienter kardiovaskulärer Dynamik

• Applicant: Privatdozent Dr. Niels Wessel
• Subject Area: Statistical Physics, Nonlinear Dynamics, Complex Systems, Soft and Fluid Matter, Biological Physics
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 210371435

Bei dynamischen Systemen mit verschiedenen Regimes werden normalerweise nur die Epochen vor oder nach einem Regimewechsel analysiert. Sei es z.B. die Herzrate bei unterschiedlichen Schlafphasen oder der Blutdruck beim orthostatischen Test. Dabei stecken relevante Informationen über den Zusammenhang der dynamischen Größen gerade im Übergang zwischen den Regimes. Deshalb ist die Analyse der zeitveränderlichen Kopplungen während dieser transienten Phasen ein wichtiges aktuelles Forschungsproblem. Ziel des vorgelegten Projekts ist die Entwicklung neuer zeitaufgelöster Kopplungsmaße. Sie sollen es ermöglichen, den zeitlichen Verlauf von Kopplungsrichtung, -stärke und Zeitversatz aus der transienten Dynamik multivariater kardiovaskulärer Daten zu bestimmen. Die Transienz kardiovaskulärer Größen entsteht einerseits durch rückläufiges Verhalten nach einer extremen Störung (z.B. Atemunterbrechungen während des Schlafes) und andererseits durch überführendes Verhalten bei Zustandsänderungen (orthostatischer Test oder Schlafphasenwechsel). Sie enthält wichtige Informationen über den Zusammenhang der Zustandsvariablen Herzrate, Blutdruck und Atmung. Diese Wechselbeziehungen werden anhand von aktuellen konzeptionellen und physiologischen Modellen des Herz-Kreislauf-Systems getestet. Die neu entwickelten Methoden sollen dazu genutzt werden, vorhandene klinische Datensätze zu untersuchen, neue Erkenntnisse über die kurzfristige nichtlineare kardiovaskuläre Regulation zu gewinnen und ggf. eventuell vorhandene Risiken zu prädizieren.

• DFG Programme: Research Grants