ВСР. Опыт практического применения
Отрывок из книги Михайлова В.М.
ВВЕДЕНИЕ
Абсолютно все органы и системы нашего организма находятся под постоянным нервно-гуморальным контролем. Тесный симбиоз симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и гуморальных влияний обеспечивает достижение оптимальных результатов в плане адаптации к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды.
Отклонения, возникающие в регулирующих системах, предшествуют гемодинамическим, метаболическим, энергетическим нарушениям и, следовательно, являются наиболее ранними прогностическими признаками неблагополучия пациента.
Сердечный ритм является индикатором этих отклонений, а потому исследование вариабельности ритма сердца имеет важное прогностическое и диагностическое значение при самой разнообразной патологии: заболеваниях сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной, эндокринной систем и психоэмоциональных (стрессовых) нарушениях.
Качество "здоровья" здорового человека уровень тренированности спортсмена также могут быть адекватно оценены с учетом параметров вариабельности ритма сердца (ВРС).
Подбор оптимальных доз препаратов с учетом фона вегетативной регуляции организма - еще одно интересное направление использования данной методики в клинической практике.
Можно с полной уверенностью утверждать, что предлагаемая статья будет полезна для практических врачей самых разных специальностей. Определенный "крен", допущенный в сторону диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы, вовсе не значит, что данный метод представляет меньший интерес для терапевтов общего профиля, неврологов, эндокринологов, анестезиологов, педиатров, реабилитологов, пульмонологов или специалистов в области спортивной медицины.
Целью написания этой статьи является помощь врачам, использующим в своей повседневной деятельности оценку показателей вариабельности ритма сердца. Именно им адресована эта книга, задуманная и написанная как практическое руководство для пользователей аппаратно-программных комплексов фирмы "НейроСофт".
Абсолютно все органы и системы нашего организма находятся под постоянным нервно-гуморальным контролем. Тесный симбиоз симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и гуморальных влияний обеспечивает достижение оптимальных результатов в плане адаптации к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды.
Отклонения, возникающие в регулирующих системах, предшествуют гемодинамическим, метаболическим, энергетическим нарушениям и, следовательно, являются наиболее ранними прогностическими признаками неблагополучия пациента.
Сердечный ритм является индикатором этих отклонений, а потому исследование вариабельности ритма сердца имеет важное прогностическое и диагностическое значение при самой разнообразной патологии: заболеваниях сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной, эндокринной систем и психоэмоциональных (стрессовых) нарушениях.
Качество "здоровья" здорового человека уровень тренированности спортсмена также могут быть адекватно оценены с учетом параметров вариабельности ритма сердца (ВРС).
Подбор оптимальных доз препаратов с учетом фона вегетативной регуляции организма - еще одно интересное направление использования данной методики в клинической практике.
Можно с полной уверенностью утверждать, что предлагаемая статья будет полезна для практических врачей самых разных специальностей. Определенный "крен", допущенный в сторону диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы, вовсе не значит, что данный метод представляет меньший интерес для терапевтов общего профиля, неврологов, эндокринологов, анестезиологов, педиатров, реабилитологов, пульмонологов или специалистов в области спортивной медицины.
Целью написания этой статьи является помощь врачам, использующим в своей повседневной деятельности оценку показателей вариабельности ритма сердца. Именно им адресована эта книга, задуманная и написанная как практическое руководство для пользователей аппаратно-программных комплексов фирмы "НейроСофт".
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА
Ритм сердца определяется способностью специализированных клеток проводящей системы сердца спонтанно активироваться это, так называемое, свойство сердечного автоматизма. Регуляция сердечного ритма в физиологических условиях является результатом ритмической активности пейсмекеров синусового узла (СА-узла) и модулирующего влияния вегетативной и центральной нервной систем, ряда гуморальных и рефлекторных воздействий.
В норме основное модулирующее действие на сердечный ритм оказывает вегетативная нервная система. При этом симпатический отдел стимулирует деятельность сердца, а парасимпатический - угнетает ее.
Центральная нервная система контролирует относительные уровни активности симпатического и парасимпатического отделов обычно по механизму обратной связи. Однако при одновременной активации обоих отделов эффекты симпатической и парасимпатической нервных систем не складываются простым алгебраическим способом, и взаимодействие их эффектов нельзя выразить линейной зависимостью.
Кроме того, вегетативная иннервация различных отделов сердца неоднородна и несимметрична. В частности, в узловой ткани преобладают эффекты парасимпатической системы, реализуемые через блуждающий нерв, а в миокарде желудочков влияние симпатического отдела выражено значительно сильнее, чем парасимпатического.
Различаются влияния на сердце левого и правого блуждающего нерва. Волокна правого блуждающего нерва иннервируют, в основном, синусовый узел, а волокна левого блуждающего нерва подходят, главным образом, к атриовентрикулярному узлу. В результате, правый блуждающий нерв влияет преимущественно на ЧСС, а левый - на атриовентрикулярное проведение.
Соответственно при раздражении правого блуждающего нерва более выражен отрицательный хронотропный эффект (замедление ЧСС), а при стимуляции левого - отрицательный дромотропный (замедление атриовентрикулярного проведения).
Асимметрия наблюдается и в симпатической иннервации сердца. Симпатические нервы правой стороны обычно иннервируют переднюю поверхность желудочков и в большей степени синусовый узел, а левой - заднюю поверхность желудочков и атриовентрикулярный узел.
Парасимпатическая система регуляции считается высокочастотной системой регуляции. Ее медиатором является ацетилхолин. Он быстро разрушается холинестеразой. При непрерывной стимуляции блуждающего нерва латентный период реакции составляет около 200 мс. Колебания активности парасимпатической системы порождают изменения сердечного ритма с частотой 0.15-0.4 Гц и более, формируя так называемые быстрые (высокочастотные) волны (HF - high frequency).
Повышение симпатической активности вызывает увеличение ЧСС. Норадреналин (НА), освобождающийся из симпатических нервных окончаний, повышает частоту спонтанных возбуждений автоматических клеток СА-узла. При стимуляции сердечных симпатических нервов ЧСС начинает повышаться; латентный период составляет 1-3 секунды. Установившийся уровень ЧСС достигается лишь через 30-60 секунд после начала стимуляции симпатических волокон.
После прекращения стимуляции симпатических волокон хронотропный эффект постепенно исчезает, и ритм возвращается к контрольному уровню. Таким образом, симпатическая система регуляции кровообращения является медленной системой регуляции.
Соответственно и волны, обусловленные колебанием симпатической системы, называются медленными (низкочастотными) волнами (LF - low frequency). Однако вопрос о происхождении медленных волн не так прост и является предметом дискуссий.
Одной из гипотез, доказывающих присутствие парасимпатических влияний в медленных волнах, является следующая. Выброс крови из сердца и пульсация сосудов зависят от дыхания. На вдохе снижается систолический объем выброса из левого желудочка и увеличивается приток крови к сердцу.
Это сопровождается увеличением присасывающей волны крови из периферии. Таким образом, в пульсовом движении крови возникает дополнительная волна - дыхательная, когда в такт дыханию (с частотой меньшей, чем частота пульса) меняется высота пульсовой волны крови. Так парасимпатическая система оказывает модулирующее влияние на активность симпатической системы.
Кроме того, в последнее время обнаружены особые клетки, содержащие большие запасы катехоламинов. На этих клетках расположены синапсы, образованные терминальными окончаниями блуждающего нерва.
Следовательно, возможно и прямое воздействие блуждающего нерва на адренергические рецепторы. Установлено также, что часть внутрисердечных нейроцитов имеет положительную реакцию на моноаминоксидазу. Это указывает на взаимосвязь и взаимозависимость обоих звеньев вегетативной системы (Г.В. Рябыкина, 1996, 1998).
Самой медленной системой регуляции кровообращения является гуморально-метаболическая система. Она связана с активностью как циркулирующих гормонов в крови, так и активных веществ в самой ткани (тканевых гормонов). Ее регулирующее влияние связано со следующей активностью тканей: одно колебание в минуту и реже, что соответствует диапазону частот менее 0.04 Гц - так называемые очень медленные (низкочастотные) волны (VLF - very low frequency).
Деятельность вегетативной нервной системы находится под влиянием центральной нервной системы. В продолговатом мозге расположен сердечно-сосудистый центр, объединяющий парасимпатический, симпатический и сосудодвигательный центры. Регуляция этих центров осуществляется подкорковыми узлами и корой головного мозга. Условно выделяют четыре уровня центральной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: спинной мозг, ствол мозга, область гипоталамуса, кора головного мозга.
Ствол мозга постоянно поддерживает вегетативный тонус. Гипоталамус и лимбическая система ответственны за координацию вегетативных, поведенческих, эмоциональных реакций и вегетативного обеспечения деятельности. Раздражение "эрготропных" отделов гипоталамуса вызывает симпатическую активацию, а раздражение "трофотропных" отделов оказывает тормозное воздействие на сердечно-сосудистую систему. Кора головного мозга является высшим регуляторным центром интегративной деятельности, активируя как моторные, так и вегетативные центры.
В норме основное модулирующее действие на сердечный ритм оказывает вегетативная нервная система. При этом симпатический отдел стимулирует деятельность сердца, а парасимпатический - угнетает ее.
Центральная нервная система контролирует относительные уровни активности симпатического и парасимпатического отделов обычно по механизму обратной связи. Однако при одновременной активации обоих отделов эффекты симпатической и парасимпатической нервных систем не складываются простым алгебраическим способом, и взаимодействие их эффектов нельзя выразить линейной зависимостью.
Кроме того, вегетативная иннервация различных отделов сердца неоднородна и несимметрична. В частности, в узловой ткани преобладают эффекты парасимпатической системы, реализуемые через блуждающий нерв, а в миокарде желудочков влияние симпатического отдела выражено значительно сильнее, чем парасимпатического.
Различаются влияния на сердце левого и правого блуждающего нерва. Волокна правого блуждающего нерва иннервируют, в основном, синусовый узел, а волокна левого блуждающего нерва подходят, главным образом, к атриовентрикулярному узлу. В результате, правый блуждающий нерв влияет преимущественно на ЧСС, а левый - на атриовентрикулярное проведение.
Соответственно при раздражении правого блуждающего нерва более выражен отрицательный хронотропный эффект (замедление ЧСС), а при стимуляции левого - отрицательный дромотропный (замедление атриовентрикулярного проведения).
Асимметрия наблюдается и в симпатической иннервации сердца. Симпатические нервы правой стороны обычно иннервируют переднюю поверхность желудочков и в большей степени синусовый узел, а левой - заднюю поверхность желудочков и атриовентрикулярный узел.
Парасимпатическая система регуляции считается высокочастотной системой регуляции. Ее медиатором является ацетилхолин. Он быстро разрушается холинестеразой. При непрерывной стимуляции блуждающего нерва латентный период реакции составляет около 200 мс. Колебания активности парасимпатической системы порождают изменения сердечного ритма с частотой 0.15-0.4 Гц и более, формируя так называемые быстрые (высокочастотные) волны (HF - high frequency).
Повышение симпатической активности вызывает увеличение ЧСС. Норадреналин (НА), освобождающийся из симпатических нервных окончаний, повышает частоту спонтанных возбуждений автоматических клеток СА-узла. При стимуляции сердечных симпатических нервов ЧСС начинает повышаться; латентный период составляет 1-3 секунды. Установившийся уровень ЧСС достигается лишь через 30-60 секунд после начала стимуляции симпатических волокон.
После прекращения стимуляции симпатических волокон хронотропный эффект постепенно исчезает, и ритм возвращается к контрольному уровню. Таким образом, симпатическая система регуляции кровообращения является медленной системой регуляции.
Соответственно и волны, обусловленные колебанием симпатической системы, называются медленными (низкочастотными) волнами (LF - low frequency). Однако вопрос о происхождении медленных волн не так прост и является предметом дискуссий.
Одной из гипотез, доказывающих присутствие парасимпатических влияний в медленных волнах, является следующая. Выброс крови из сердца и пульсация сосудов зависят от дыхания. На вдохе снижается систолический объем выброса из левого желудочка и увеличивается приток крови к сердцу.
Это сопровождается увеличением присасывающей волны крови из периферии. Таким образом, в пульсовом движении крови возникает дополнительная волна - дыхательная, когда в такт дыханию (с частотой меньшей, чем частота пульса) меняется высота пульсовой волны крови. Так парасимпатическая система оказывает модулирующее влияние на активность симпатической системы.
Кроме того, в последнее время обнаружены особые клетки, содержащие большие запасы катехоламинов. На этих клетках расположены синапсы, образованные терминальными окончаниями блуждающего нерва.
Следовательно, возможно и прямое воздействие блуждающего нерва на адренергические рецепторы. Установлено также, что часть внутрисердечных нейроцитов имеет положительную реакцию на моноаминоксидазу. Это указывает на взаимосвязь и взаимозависимость обоих звеньев вегетативной системы (Г.В. Рябыкина, 1996, 1998).
Самой медленной системой регуляции кровообращения является гуморально-метаболическая система. Она связана с активностью как циркулирующих гормонов в крови, так и активных веществ в самой ткани (тканевых гормонов). Ее регулирующее влияние связано со следующей активностью тканей: одно колебание в минуту и реже, что соответствует диапазону частот менее 0.04 Гц - так называемые очень медленные (низкочастотные) волны (VLF - very low frequency).
Деятельность вегетативной нервной системы находится под влиянием центральной нервной системы. В продолговатом мозге расположен сердечно-сосудистый центр, объединяющий парасимпатический, симпатический и сосудодвигательный центры. Регуляция этих центров осуществляется подкорковыми узлами и корой головного мозга. Условно выделяют четыре уровня центральной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: спинной мозг, ствол мозга, область гипоталамуса, кора головного мозга.
Ствол мозга постоянно поддерживает вегетативный тонус. Гипоталамус и лимбическая система ответственны за координацию вегетативных, поведенческих, эмоциональных реакций и вегетативного обеспечения деятельности. Раздражение "эрготропных" отделов гипоталамуса вызывает симпатическую активацию, а раздражение "трофотропных" отделов оказывает тормозное воздействие на сердечно-сосудистую систему. Кора головного мозга является высшим регуляторным центром интегративной деятельности, активируя как моторные, так и вегетативные центры.
РЕФЛЕКТОРНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Барорецепторный рефлекс. Барорецепторы представляют собой рецепторы, воспринимающие механическое растяжение стенки артерий и расположенные в каротидных синусах и дуге аорты. Афферентные импульсы от рецепторов каротидных синусов поступают в головной мозг по ветвям языкоглоточных нервов (IX пара). Импульсы от барорецепторов аорты поступают в мозг по ветвям блуждающего нерва (X пара). Эфферентное плечо барорецепторного рефлекса образуется симпатическими и парасимпатическими волокнами.
Частота импульсации барорецепторов стенки артерий увеличивается при повышении среднего артериального давления в области каротидных синусов и дуги аорт, что приводит к уменьшению активности в эфферентных симпатических волокнах и увеличению активности
в эфферентных парасимпатических волокнах. Снижение симпатической активности, в свою очередь, уменьшает вазомоторный тонус в резистивных и емкостных сосудах, способствует понижению ЧСС, увеличивает время АВ-проводимости и уменьшает сократимость миокарда. Повышение активности блуждающего нерва вызывает те же эффекты, что и снижение симпатической активности.
Противоположные изменения эфферентной симпатической и парасимпатической активности в ответ на изменение артериального давления наблюдается только тогда, когда артериальное давление находится вблизи нормального диапазона давлений. Если артериальное давление резко снижается, то тонус блуждающего нерва практически исчезает. В этом случае рефлекторная регуляция осуществляется исключительно за счет изменений эфферентной симпатической активности. И наоборот, если артериальное давление резко повышается, симпатический тонус полностью угнетается, а градация рефлекторной регуляции осуществляется только за счет изменений эфферентной регуляции вагуса.
Барорецепторный рефлекс. Барорецепторы представляют собой рецепторы, воспринимающие механическое растяжение стенки артерий и расположенные в каротидных синусах и дуге аорты. Афферентные импульсы от рецепторов каротидных синусов поступают в головной мозг по ветвям языкоглоточных нервов (IX пара). Импульсы от барорецепторов аорты поступают в мозг по ветвям блуждающего нерва (X пара). Эфферентное плечо барорецепторного рефлекса образуется симпатическими и парасимпатическими волокнами.
Частота импульсации барорецепторов стенки артерий увеличивается при повышении среднего артериального давления в области каротидных синусов и дуги аорт, что приводит к уменьшению активности в эфферентных симпатических волокнах и увеличению активности
в эфферентных парасимпатических волокнах. Снижение симпатической активности, в свою очередь, уменьшает вазомоторный тонус в резистивных и емкостных сосудах, способствует понижению ЧСС, увеличивает время АВ-проводимости и уменьшает сократимость миокарда. Повышение активности блуждающего нерва вызывает те же эффекты, что и снижение симпатической активности.
Противоположные изменения эфферентной симпатической и парасимпатической активности в ответ на изменение артериального давления наблюдается только тогда, когда артериальное давление находится вблизи нормального диапазона давлений. Если артериальное давление резко снижается, то тонус блуждающего нерва практически исчезает. В этом случае рефлекторная регуляция осуществляется исключительно за счет изменений эфферентной симпатической активности. И наоборот, если артериальное давление резко повышается, симпатический тонус полностью угнетается, а градация рефлекторной регуляции осуществляется только за счет изменений эфферентной регуляции вагуса.
Барорецепторный рефлекс
Рефлекс Бейнбриджа. Суть этого рефлекса состоит в том, что при увеличении объема крови и повышении давления в крупных венах происходит увеличение ЧСС, несмотря на сопутствующее увеличение артериального давления. Рефлекс устраняется двусторонней ваготонией.
Рефлекс Бейнбриджа преобладает над барорецепторным рефлексом при увеличении объема циркулирующей крови. И наоборот, снижение объема крови уменьшает минутный объем и артериальное давление. При этом ЧСС растет. Следовательно, при уменьшении объема циркулирующей крови барорецепторный рефлекс должен преобладать над рефлексом Бейнбриджа.
Хеморецепторный рефлекс. Периферические артериальные хеморецепторы реагируют на снижение рО2 и рН артериальной крови и на повышение рСО2. Стимуляция артериальных рецепторов вызывает гипервентиляцию легких, брадикардию и сужение сосудов. Однако амплитуда этих сердечно-сосудистых реакций зависит от сопутствующих изменений легочной вентиляции. Например, если стимуляция хеморецепторов вызывает умеренную гипервентиляцию, то реакцией сердца, скорее всего, будет брадикардия, и, наоборот, при сильной гипервентиляции ЧСС обычно возрастает.
Несмотря на обилие и сложность механизмов, оказывающих влияние на ритм сердца, в последние годы очевиден прогресс доказательства той гипотезы, что реципрокное взаимодействие парасимпатической и симпатической системы может быть эффективно исследовано оценкой частотного спектра сердечного ритма. Это доказательство предполагает нижеперечисленные основные принципы.
1.Дыхательные волны, определенные как высокочастотные спектральные компоненты, являются маркером модуляции блуждающего нерва.
2.Ритм, относящийся к вазомоторным волнам с присутствием вариабельности ритма сердца и АД, определенный как низкочастотные компоненты, является маркером симпатической модуляции.
3.Существует реципрокное соотношение между этими двумя ритмами, которые характеризуют баланс симпатических и парасимпатических влияний.
4.При короткой записи (200-500 интервалов R-R) можно адекватно оценить только LF и HF компоненты. Оценку баланса ВНС необходимо
давать с учетом соотношения LF/HF в нормализованных единицах, из которого исключен показатель VLF.
Можно смело утверждать, что на сегодня не существует одного конкретного количественного показателя, достоверно характеризующего баланс симпатического и парасимпатического отделов - так называемый вегетативный гомеостаз.
Уменьшение тонуса парасимпатического отдела может сопровождаться соответствующим уменьшением тонуса симпатического отдела нервной системы. Однако необходимо подчеркнуть, что мощность соответствующих высокочастотных (HF) и низкочастотных волн (LF) отражает не абсолютную интенсивность парасимпатического и симпатического "тонуса", а колебания интенсивности потока импульсов, поступающих к сердцу по соответствующим нервам.
Общая схема влияний различных факторов на ритмическую деятельность сердца представлена на рисунке 1.
Рефлекс Бейнбриджа преобладает над барорецепторным рефлексом при увеличении объема циркулирующей крови. И наоборот, снижение объема крови уменьшает минутный объем и артериальное давление. При этом ЧСС растет. Следовательно, при уменьшении объема циркулирующей крови барорецепторный рефлекс должен преобладать над рефлексом Бейнбриджа.
Хеморецепторный рефлекс. Периферические артериальные хеморецепторы реагируют на снижение рО2 и рН артериальной крови и на повышение рСО2. Стимуляция артериальных рецепторов вызывает гипервентиляцию легких, брадикардию и сужение сосудов. Однако амплитуда этих сердечно-сосудистых реакций зависит от сопутствующих изменений легочной вентиляции. Например, если стимуляция хеморецепторов вызывает умеренную гипервентиляцию, то реакцией сердца, скорее всего, будет брадикардия, и, наоборот, при сильной гипервентиляции ЧСС обычно возрастает.
Несмотря на обилие и сложность механизмов, оказывающих влияние на ритм сердца, в последние годы очевиден прогресс доказательства той гипотезы, что реципрокное взаимодействие парасимпатической и симпатической системы может быть эффективно исследовано оценкой частотного спектра сердечного ритма. Это доказательство предполагает нижеперечисленные основные принципы.
1.Дыхательные волны, определенные как высокочастотные спектральные компоненты, являются маркером модуляции блуждающего нерва.
2.Ритм, относящийся к вазомоторным волнам с присутствием вариабельности ритма сердца и АД, определенный как низкочастотные компоненты, является маркером симпатической модуляции.
3.Существует реципрокное соотношение между этими двумя ритмами, которые характеризуют баланс симпатических и парасимпатических влияний.
4.При короткой записи (200-500 интервалов R-R) можно адекватно оценить только LF и HF компоненты. Оценку баланса ВНС необходимо
давать с учетом соотношения LF/HF в нормализованных единицах, из которого исключен показатель VLF.
Можно смело утверждать, что на сегодня не существует одного конкретного количественного показателя, достоверно характеризующего баланс симпатического и парасимпатического отделов - так называемый вегетативный гомеостаз.
Уменьшение тонуса парасимпатического отдела может сопровождаться соответствующим уменьшением тонуса симпатического отдела нервной системы. Однако необходимо подчеркнуть, что мощность соответствующих высокочастотных (HF) и низкочастотных волн (LF) отражает не абсолютную интенсивность парасимпатического и симпатического "тонуса", а колебания интенсивности потока импульсов, поступающих к сердцу по соответствующим нервам.
Общая схема влияний различных факторов на ритмическую деятельность сердца представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Механизмы экстракардиального регулирования сердечного ритма.
Как следует из вышеизложенного, ритм сердца является реакцией организма на различные раздражения внешней и внутренней среды. ЧСС определяется многочисленными регуляторными механизмами. Попытка выделить и количественно оценить влияние на ритм сердца каждого из звеньев (центрального, вегетативного, гуморального, рефлекторного) и дать на этой основе оценку адаптационных резервов организма, дифференциально-диагностических критериев сердечно-сосудистой патологии, оценить прогноз заболевания, выработать рекомендации по подбору оптимальной терапии с последующим контролем за проводимым лечением и является целью исследования вариабельности ритма сердца.
ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВРС
2.1. МЕТОДИКА ЗАПИСИ КАРДИОРИТМОГРАММЫ
Для записи кардиоритмограммы (КРГ), в принципе, может подойти запись любой пульсовой волны (реограмма, сфигмограмма, фотоплетизмограмма и др.). Однако если нас интересует ритм сердца, то необходимо оценить источник водителя ритма (зубец Р) и морфологию комплекса QRS, а также взаимосвязь между ними. Кроме того, существует понятие "дефицит пульса" (имеется в виду, что в отдельных случаях не каждое сердечное сокращение приводит к возникновению пульсовой волны). Именно поэтому для расчета показателей вариабельности ритма сердца необходимо использовать запись электрокардиограммы.
Продолжительность записи, как правило, 5 минут (300 секунд). Однако если Вы обследуете пациентов с частотой сердечных сокращений, отличающейся от средней (60-80 в 1 минуту), целесообразно установить продолжительность записи не по времени, а по количеству регистрируемых кардиосигналов (комплексов PQRS).
Рекомендуемое число записи - от 300 до 500 кардиоциклов. При нарушениях ритма лучше использовать продолжительность записи не менее 10 минут (600 секунд). При повторных записях, при проведении функциональных проб следует записывать одинаковое количество кардиоциклов. Данное требование объясняется тем, что для анализа КРГ применяются методы, в основе которых лежит аппарат математической статистики, которая требует одинаковой длины сопоставляемых выборок.
Условия записи. К регистрации КРГ приступают не ранее чем через 1.5-2 часа после еды, в тихой затененной комнате, в которой поддерживается постоянная температура 20-22°С. Перед КРГ-исследованием обязательна отмена физиопроцедур и медикаментозного лечения с учетом срока выведения лекарств из организма. Непосредственно перед записью КРГ необходим период адаптации к условиям исследования в течение 5- 10 минут, иногда больше, по решению врача. Если адаптация оказалась недостаточной, из анализа исключается искаженный участок, либо анализ не проводится вообще.
2.1. МЕТОДИКА ЗАПИСИ КАРДИОРИТМОГРАММЫ
Для записи кардиоритмограммы (КРГ), в принципе, может подойти запись любой пульсовой волны (реограмма, сфигмограмма, фотоплетизмограмма и др.). Однако если нас интересует ритм сердца, то необходимо оценить источник водителя ритма (зубец Р) и морфологию комплекса QRS, а также взаимосвязь между ними. Кроме того, существует понятие "дефицит пульса" (имеется в виду, что в отдельных случаях не каждое сердечное сокращение приводит к возникновению пульсовой волны). Именно поэтому для расчета показателей вариабельности ритма сердца необходимо использовать запись электрокардиограммы.
Продолжительность записи, как правило, 5 минут (300 секунд). Однако если Вы обследуете пациентов с частотой сердечных сокращений, отличающейся от средней (60-80 в 1 минуту), целесообразно установить продолжительность записи не по времени, а по количеству регистрируемых кардиосигналов (комплексов PQRS).
Рекомендуемое число записи - от 300 до 500 кардиоциклов. При нарушениях ритма лучше использовать продолжительность записи не менее 10 минут (600 секунд). При повторных записях, при проведении функциональных проб следует записывать одинаковое количество кардиоциклов. Данное требование объясняется тем, что для анализа КРГ применяются методы, в основе которых лежит аппарат математической статистики, которая требует одинаковой длины сопоставляемых выборок.
Условия записи. К регистрации КРГ приступают не ранее чем через 1.5-2 часа после еды, в тихой затененной комнате, в которой поддерживается постоянная температура 20-22°С. Перед КРГ-исследованием обязательна отмена физиопроцедур и медикаментозного лечения с учетом срока выведения лекарств из организма. Непосредственно перед записью КРГ необходим период адаптации к условиям исследования в течение 5- 10 минут, иногда больше, по решению врача. Если адаптация оказалась недостаточной, из анализа исключается искаженный участок, либо анализ не проводится вообще.
Ритмограмма
Запись ЭКГ производится в положении сидя, при спокойном дыхании. Обстановка во время исследования должна быть приближена к естественным условиям. При изучении динамики патологического процесса тестирование проводится в одно и то же время суток без предшествующих выраженных эмоциональных и физических нагрузок, натощак, после достаточного сна.
Исследования у женщин проводится в межменструальный период, так как гормональные изменения в организме отражаются на КРГ, нивелируя другие дисгормонозы, которые могут быть ошибочно расценены как следствие физиологических циклических изменений. Необходимо устранить все помехи, приводящие к эмоциональному возбуждению, не следует разговаривать с исследуемым и посторонними, исключить телефонные звонки и появление в кабинете других лиц, включая медработников.
В период регистрации КРГ пациент должен дышать, не делая глубоких вдохов, не кашлять, не сглатывать слюну. После физической нагрузки пациенту следует компенсировать возможную нехватку воздуха не глубокими вдохами, а учащением дыхания.
Наложение электродов и запись ЭКГ. Электроды на конечности накладывают по общепринятой методике: красный, желтый, зеленый и черный электроды накладываются соответственно на внутреннюю поверхность правого и левого предплечья и нижнюю треть левой и правой голени.
При необходимости, например, при проведении ортостатической пробы, электроды могут укрепляться иначе: попарно на руках (на правом предплечье - красный и черный, на левом - желтый и зеленый) или все электроды на груди (отведения по Нэбу). Рекомендуется записывать как минимум два-три электрокардиографических отведения.
Убедившись в устойчивой и качественной регистрации ЭКГ, приступайте к ее записи в память компьютера. После записи необходимого числа интервалов R-R приступайте к оценке качества записи и анализу кардиоритмограммы.
Исследования у женщин проводится в межменструальный период, так как гормональные изменения в организме отражаются на КРГ, нивелируя другие дисгормонозы, которые могут быть ошибочно расценены как следствие физиологических циклических изменений. Необходимо устранить все помехи, приводящие к эмоциональному возбуждению, не следует разговаривать с исследуемым и посторонними, исключить телефонные звонки и появление в кабинете других лиц, включая медработников.
В период регистрации КРГ пациент должен дышать, не делая глубоких вдохов, не кашлять, не сглатывать слюну. После физической нагрузки пациенту следует компенсировать возможную нехватку воздуха не глубокими вдохами, а учащением дыхания.
Наложение электродов и запись ЭКГ. Электроды на конечности накладывают по общепринятой методике: красный, желтый, зеленый и черный электроды накладываются соответственно на внутреннюю поверхность правого и левого предплечья и нижнюю треть левой и правой голени.
При необходимости, например, при проведении ортостатической пробы, электроды могут укрепляться иначе: попарно на руках (на правом предплечье - красный и черный, на левом - желтый и зеленый) или все электроды на груди (отведения по Нэбу). Рекомендуется записывать как минимум два-три электрокардиографических отведения.
Убедившись в устойчивой и качественной регистрации ЭКГ, приступайте к ее записи в память компьютера. После записи необходимого числа интервалов R-R приступайте к оценке качества записи и анализу кардиоритмограммы.
2.2. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЗАПИСИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ
Обратите внимание на наличие разнообразных помех, которые могут быть обусловлены наводными токами, мышечным тремором, плохим контактом электродов с кожей, неспокойным поведением обследуемого и другими причинами.
Все выявленные артефакты необходимо устранить (отфильтровать) в соответствии с инструкцией по работе на аппарате. Фильтрацию целесообразно проводить в том случае, если число эктопических сокращений или артефактов невелико (менее 5-10%). При выявлении артефактов и эктопических сокращений более 5-10% целесообразно ограничиться анализом гистограммы и скаттерограммы.
Установите водитель ритма, или, иначе, определите источник возбуждения (водителя ритма) и ход возбуждения, т.е. установите отношение зубцов P к желудочковым комплексам QRS.
Синусовый ритм характеризуется наличием в I, II, aVF стандартных отведениях положительных зубцов Р. В отведении aVR зубец Р отрицательный, в отведении III зубец Р может быть положительным или двухфазным (+/-), а в отведении aVL - отрицательным или двухфазным (-/+), но не наоборот.
За зубцом Р должен следовать комплекс QRS с постоянным интервалом Р-R (Q), равным или превышающим 0.12 с (у взрослых), за исключением случаев преждевременного возбуждения желудочков,когда он короче. Форма зубца Р должна быть одинакова во всех сердечных циклах при нормальной ширине (до 0.12 с) всех зубцов Р в одном и том же отведении.
2.3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ВРС
В настоящее время существует довольно большое количество визуальных и количественных методик анализа ВРС. Их можно сгруппировать следующим образом:
I.Методы временного анализа (Time domain methods):
A.Статистичесие методы; Б. Геометрические методы:
-вычисление триангулярного индекса (HRV triangular index)
-индекса триангулярной интерполяции гистограммы интервалов R-R (TINN);
-метод определения индекса "Святого Георга";
-метод оценки купола гистограммы по Л.Н. Лютиковой.
II.Анализ волновой структуры ритма сердца (частотный анализ, frequency domain methods):
À.Оценка ритмограммы:
-визуально-логический анализ с выделением 6 классов ритмограмм по Д.И. Жемайтите (модификация методики - 4 класса РГ по Е.А. Березному);
-анализ структуры мощности волн (HF%, LF%, VLF%);
Б. Спектральный анализ.
III. Нелинейные методы анализа ВРС:
А. Показатели скаттерограммы (корреляционной ритмограммы); Б. Методы анализа нелинейных хаотических колебаний кардио-ритма (детерминированный хаос, энтропия сердечного ритма и другие).
IV. Вариационная пульсометрия по Р.М. Баевскому, включающая:
-оценку показателей одномерного распределения;
-оценку показателей двумерного распределения;
-вычисление вторичных показателей одномерного распределения;
- методы корреляционно-спектрального анализа.
Учитывая большую популярность и разнообразие методов изучения вариабельности интервалов R-R для оценки ВНС, а также неоднородность их физиологической интерпретации, в 1996 году на совместном заседании Европейского общества кардиологов и Северо-Американского общества электростимуляции и электрофизиологии были выработаны единые стандарты для анализа вариабельности ритма сердца.
Согласно этим стандартам ВРС рекомендуется измерять либо по коротким (5 минут), либо длинным (24 часа) записям ЭКГ. Анализ вариабельности ритма сердца рекомендуется проводить временными и частотными методами.
I. Методы временного анализа
Временные методы заключаются в измерении продолжительности последовательных интервалов R-R между нормальными сокращениями и используют классические статистические характеристики.
Для клинических исследований при короткой записи ЭКГ рекомендуется пользоваться нижеперечисленными показателями.
А. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Методы основываются на статистическом анализе изменений длительности последовательных интервалов R-R между нормальными синусовыми кардиоциклами с вычислением различных коэффициентов. Интервалы R-R между комплексами QRS нормальных кардиоциклов принято называть интервалами NN (normal-normal). При временном анализе ритмограммы обычно оцениваются два типа величин: длительность интервалов NN и разность длительности соседних интервалов NN.
В соответствии с вышеупомянутыми рекомендациями при анализе ВРС на коротком (5-10 мин.) участке записи ритмограммы используются следующие характеристики:
RRNN - средняя длительность интервалов R-R и обратная величина этого показателя - средняя ЧСС. Показатель RRNN отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний на синусовый ритм сложившегося баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы;
SDNN (standard deviation of the NN interval) - стандартное отклонение (SD) величин нормальных интервалов R-R (NN). Анормальные интервалы R-R из анализа исключаются. Стандартное отклонение (SDNN) - один из основных показателей вариабельности сердечного ритма - характеризует состояние механизмов регуляции.
SDNN является интегральным показателем, характеризующим ВРС в целом и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отдела вегетативной системы. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов вегетативной системы, что, однако, не позволяет достоверно
судить о влиянии на ВРС каждого из них в отдельности. Кроме того, необходимо принимать во внимание, что величина SDNN зависит от длительности анализируемого сегмента ЭКГ (имеет тенденцию возрастать при увеличении времени записи);
SDNN/RRNN×100% - "коэффициент вариации" (CV). По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, но при анализе
ВРС позволяет учитывать влияние ЧСС;
RMSSD (the square root of the mean squared differences of successive NN interval) - квадратный корень из среднего квадратов разностей величин последовательных пар интервалов NN;
NN50 (мс) - количество пар соседних интервалов NN, различающихся более чем на 50 мс в течение всей записи;
рNN50% - процент (доля) последовательных интервалов NN, разли- чие между которыми превышает 50 мс.
Полагают, что значения показателей RMSSD, NN50 (pNN50%) определяются преимущественно влиянием парасимпатического отдела вегетативной системы и являются отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием. Как правило, показатели SDNN и RMSSD, рNN50% изменяются однонаправленно.
Однако, при достаточно длинной записи, например, при проведении функциональных проб, регистрируется существенное увеличение RMSSD и рNN50% без значительного роста SDNN. Причина в том, что первые два показателя отражают преимущественно кратковременную смену частоты ритма, зависящую от напряжения парасимпатического отдела нервной системы, а на значение SDNN влияет разница между максимальной и минимальной частотой сердечных сокращений.
Обратите внимание на наличие разнообразных помех, которые могут быть обусловлены наводными токами, мышечным тремором, плохим контактом электродов с кожей, неспокойным поведением обследуемого и другими причинами.
Все выявленные артефакты необходимо устранить (отфильтровать) в соответствии с инструкцией по работе на аппарате. Фильтрацию целесообразно проводить в том случае, если число эктопических сокращений или артефактов невелико (менее 5-10%). При выявлении артефактов и эктопических сокращений более 5-10% целесообразно ограничиться анализом гистограммы и скаттерограммы.
Установите водитель ритма, или, иначе, определите источник возбуждения (водителя ритма) и ход возбуждения, т.е. установите отношение зубцов P к желудочковым комплексам QRS.
Синусовый ритм характеризуется наличием в I, II, aVF стандартных отведениях положительных зубцов Р. В отведении aVR зубец Р отрицательный, в отведении III зубец Р может быть положительным или двухфазным (+/-), а в отведении aVL - отрицательным или двухфазным (-/+), но не наоборот.
За зубцом Р должен следовать комплекс QRS с постоянным интервалом Р-R (Q), равным или превышающим 0.12 с (у взрослых), за исключением случаев преждевременного возбуждения желудочков,когда он короче. Форма зубца Р должна быть одинакова во всех сердечных циклах при нормальной ширине (до 0.12 с) всех зубцов Р в одном и том же отведении.
2.3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ВРС
В настоящее время существует довольно большое количество визуальных и количественных методик анализа ВРС. Их можно сгруппировать следующим образом:
I.Методы временного анализа (Time domain methods):
A.Статистичесие методы; Б. Геометрические методы:
-вычисление триангулярного индекса (HRV triangular index)
-индекса триангулярной интерполяции гистограммы интервалов R-R (TINN);
-метод определения индекса "Святого Георга";
-метод оценки купола гистограммы по Л.Н. Лютиковой.
II.Анализ волновой структуры ритма сердца (частотный анализ, frequency domain methods):
À.Оценка ритмограммы:
-визуально-логический анализ с выделением 6 классов ритмограмм по Д.И. Жемайтите (модификация методики - 4 класса РГ по Е.А. Березному);
-анализ структуры мощности волн (HF%, LF%, VLF%);
Б. Спектральный анализ.
III. Нелинейные методы анализа ВРС:
А. Показатели скаттерограммы (корреляционной ритмограммы); Б. Методы анализа нелинейных хаотических колебаний кардио-ритма (детерминированный хаос, энтропия сердечного ритма и другие).
IV. Вариационная пульсометрия по Р.М. Баевскому, включающая:
-оценку показателей одномерного распределения;
-оценку показателей двумерного распределения;
-вычисление вторичных показателей одномерного распределения;
- методы корреляционно-спектрального анализа.
Учитывая большую популярность и разнообразие методов изучения вариабельности интервалов R-R для оценки ВНС, а также неоднородность их физиологической интерпретации, в 1996 году на совместном заседании Европейского общества кардиологов и Северо-Американского общества электростимуляции и электрофизиологии были выработаны единые стандарты для анализа вариабельности ритма сердца.
Согласно этим стандартам ВРС рекомендуется измерять либо по коротким (5 минут), либо длинным (24 часа) записям ЭКГ. Анализ вариабельности ритма сердца рекомендуется проводить временными и частотными методами.
I. Методы временного анализа
Временные методы заключаются в измерении продолжительности последовательных интервалов R-R между нормальными сокращениями и используют классические статистические характеристики.
Для клинических исследований при короткой записи ЭКГ рекомендуется пользоваться нижеперечисленными показателями.
А. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Методы основываются на статистическом анализе изменений длительности последовательных интервалов R-R между нормальными синусовыми кардиоциклами с вычислением различных коэффициентов. Интервалы R-R между комплексами QRS нормальных кардиоциклов принято называть интервалами NN (normal-normal). При временном анализе ритмограммы обычно оцениваются два типа величин: длительность интервалов NN и разность длительности соседних интервалов NN.
В соответствии с вышеупомянутыми рекомендациями при анализе ВРС на коротком (5-10 мин.) участке записи ритмограммы используются следующие характеристики:
RRNN - средняя длительность интервалов R-R и обратная величина этого показателя - средняя ЧСС. Показатель RRNN отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний на синусовый ритм сложившегося баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы;
SDNN (standard deviation of the NN interval) - стандартное отклонение (SD) величин нормальных интервалов R-R (NN). Анормальные интервалы R-R из анализа исключаются. Стандартное отклонение (SDNN) - один из основных показателей вариабельности сердечного ритма - характеризует состояние механизмов регуляции.
SDNN является интегральным показателем, характеризующим ВРС в целом и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отдела вегетативной системы. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов вегетативной системы, что, однако, не позволяет достоверно
судить о влиянии на ВРС каждого из них в отдельности. Кроме того, необходимо принимать во внимание, что величина SDNN зависит от длительности анализируемого сегмента ЭКГ (имеет тенденцию возрастать при увеличении времени записи);
SDNN/RRNN×100% - "коэффициент вариации" (CV). По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, но при анализе
ВРС позволяет учитывать влияние ЧСС;
RMSSD (the square root of the mean squared differences of successive NN interval) - квадратный корень из среднего квадратов разностей величин последовательных пар интервалов NN;
NN50 (мс) - количество пар соседних интервалов NN, различающихся более чем на 50 мс в течение всей записи;
рNN50% - процент (доля) последовательных интервалов NN, разли- чие между которыми превышает 50 мс.
Полагают, что значения показателей RMSSD, NN50 (pNN50%) определяются преимущественно влиянием парасимпатического отдела вегетативной системы и являются отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием. Как правило, показатели SDNN и RMSSD, рNN50% изменяются однонаправленно.
Однако, при достаточно длинной записи, например, при проведении функциональных проб, регистрируется существенное увеличение RMSSD и рNN50% без значительного роста SDNN. Причина в том, что первые два показателя отражают преимущественно кратковременную смену частоты ритма, зависящую от напряжения парасимпатического отдела нервной системы, а на значение SDNN влияет разница между максимальной и минимальной частотой сердечных сокращений.
Б. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Под геометрическими методами анализа ВРС подразумевается построение и анализ гистограмм. В гистограмме распределения R-R интервалов высота каждого столбика соответствует количеству R-R интервалов, попавших во временной диапазон, соответствующий положению рассматриваемого столбика на временной шкале. Иногда изображение ступенчатой гистограммы заменяется изображением сглаживающей ее плавной линии. Форма гистограммы (количество столбцов) зависит от ширины разряда, иначе говоря, от того временного диапазона, на которое разбивается основание гистограммы. Ширина разряда выбирается либо фиксированно (0.05 с при объеме выборки около 100 кардиоциклов), либо по формуле (Р.М. Баевский, 1986):
h = (Xmax - Xmin)/k
где Xmax - максимальное значение интервала R-R;
Xmin - минимальное значение интервала R-R;
k - число разрядов, определяемое по формуле:
k = 1+3.322×lg n,
где n - число наблюдений случайной величины.
При вычислении триангулярного индекса шаг гистограммы принимается равным 1/128 секунды.
При анализе гистограмм, построенных на коротких участках записи (250-500 интервалов R-R), выделяют несколько типов гистограмм:
Под геометрическими методами анализа ВРС подразумевается построение и анализ гистограмм. В гистограмме распределения R-R интервалов высота каждого столбика соответствует количеству R-R интервалов, попавших во временной диапазон, соответствующий положению рассматриваемого столбика на временной шкале. Иногда изображение ступенчатой гистограммы заменяется изображением сглаживающей ее плавной линии. Форма гистограммы (количество столбцов) зависит от ширины разряда, иначе говоря, от того временного диапазона, на которое разбивается основание гистограммы. Ширина разряда выбирается либо фиксированно (0.05 с при объеме выборки около 100 кардиоциклов), либо по формуле (Р.М. Баевский, 1986):
h = (Xmax - Xmin)/k
где Xmax - максимальное значение интервала R-R;
Xmin - минимальное значение интервала R-R;
k - число разрядов, определяемое по формуле:
k = 1+3.322×lg n,
где n - число наблюдений случайной величины.
При вычислении триангулярного индекса шаг гистограммы принимается равным 1/128 секунды.
При анализе гистограмм, построенных на коротких участках записи (250-500 интервалов R-R), выделяют несколько типов гистограмм:
1. Нормальная гистограмма. В состоянии покоя у здорового человека распределение величин интервалов R-R близко к нормальному распределению.
Симметричная гистограмма
2. Асимметричная гистограмма. Асимметрия обычно наблюдается при переходных состояниях ритма и указывает на нарушение стационарности процесса.
Несимметричная гистограмма
Эксцессивное распределение.
3. Эксцессивная гистограмма. Характеризуется очень узким основанием и заостренной вершиной и регистрируется при стрессе и патологических состояниях.
4.Амодальная гистограмма. При амодальном распределении все настолько хаотично, что невозможно выделить моду, т.е. наиболее вероятное или доминирующее значение длительности интервала R-R. Подобная гистограмма характерна для фибрилляции предсердий, частой политопной экстрасистолии, множественных артефактов.
5. Полимодальная гистограмма. При этом типе кардиоинтервалы распределяются так, что есть несколько выраженных, близких по высоте столбиков на гистограмме, каждый из которых мог бы считаться основным, т.е. претендовать на звание моды. В типичном виде такую гистограмму можно наблюдать при аллоритмии.
В связи с многообразием форм при описании гистограмм, используются различные математические модели: линейные, треугольные, базирующиеся на анализе кривых второго порядка (показатели асимметрии, эксцесс) и др.
Наиболее распространенными в настоящее время методами анализа гистограмм являются методы их триангулярной интерполяции.
Метод определения индекса "Святого Георга"
Если во время записи КРГ встречаются артефакты, эктопические сокращения, выпадения отдельных сердечных комплексов, то для оценки гистограммы целесообразно использовать индекс "Святого Георга". Суть методики состоит в том, что гистограмму условно представляют в виде треугольника, величина основания которого (b) вычисляется по формуле:
B = 2хА /h
где h - количество интервалов с наиболее часто встречающейся длительностью;
А - площадь всей гистограммы, т.е. общее количество всех анализируемых интервалов R-R.
Величина основания косвенно отражает один из важнейших показателей ВРС - вариабельность ритма, а площадь треугольника – общее количество всех анализируемых интервалов R-R. При этом артефакты, эктопические сокращения автоматически остаются за пределами треугольника и не учитываются при анализе.
Наиболее распространенными в настоящее время методами анализа гистограмм являются методы их триангулярной интерполяции.
Метод определения индекса "Святого Георга"
Если во время записи КРГ встречаются артефакты, эктопические сокращения, выпадения отдельных сердечных комплексов, то для оценки гистограммы целесообразно использовать индекс "Святого Георга". Суть методики состоит в том, что гистограмму условно представляют в виде треугольника, величина основания которого (b) вычисляется по формуле:
B = 2хА /h
где h - количество интервалов с наиболее часто встречающейся длительностью;
А - площадь всей гистограммы, т.е. общее количество всех анализируемых интервалов R-R.
Величина основания косвенно отражает один из важнейших показателей ВРС - вариабельность ритма, а площадь треугольника – общее количество всех анализируемых интервалов R-R. При этом артефакты, эктопические сокращения автоматически остаются за пределами треугольника и не учитываются при анализе.
RR c Определение индекса "Святого Георга"
Триангулярный индекс (HRV triangular index) и индекс триангулярной интерполяции гистограммы интервалов R-R (TINN)
Показатели рекомендованы Европейским обществом кардиологов и Северо-Американским обществом по электростимуляции и электрофизиологии. При этом гистограмму представляют в виде неравнобедренного треугольника. Используя математические построения, основанные на методе наименьших квадратов, склон гистограммы приближают отрезком прямой так, чтобы разница площадей смоделированного треугольника и исходной гистограммы была наименьшей. После построения указанного треугольника определяют его основание. Полученная таким образом характеристика называется триангулярным индексом.
Оценка купола гистограммы по Л.Н. Лютиковой (1995)
При данном варианте для оценки ширины (W) основного купола гистограммы предлагаются параметры WN1, WN5, которые отражают ширину основного купола гистограммы соответственно на уровне 1 и 5% от общего количества элементов, используемых для построения
амплитуды моды.
По пересечению указанных уровней с контуром гистограммы рассчитывается ширина основного ее купола. Преимуществом этих параметров является то, что они характеризуют основной купол гистограммы, представляющий распределение нормальных, то есть наиболее распространенных интервалов R-R, а интервалы R-R, связанные с артефактами и экстрасистолами, образуют либо отдельные пики, либо малые купола, которые не сказываются на величине WN, WAM.
Показатели рекомендованы Европейским обществом кардиологов и Северо-Американским обществом по электростимуляции и электрофизиологии. При этом гистограмму представляют в виде неравнобедренного треугольника. Используя математические построения, основанные на методе наименьших квадратов, склон гистограммы приближают отрезком прямой так, чтобы разница площадей смоделированного треугольника и исходной гистограммы была наименьшей. После построения указанного треугольника определяют его основание. Полученная таким образом характеристика называется триангулярным индексом.
Оценка купола гистограммы по Л.Н. Лютиковой (1995)
При данном варианте для оценки ширины (W) основного купола гистограммы предлагаются параметры WN1, WN5, которые отражают ширину основного купола гистограммы соответственно на уровне 1 и 5% от общего количества элементов, используемых для построения
амплитуды моды.
По пересечению указанных уровней с контуром гистограммы рассчитывается ширина основного ее купола. Преимуществом этих параметров является то, что они характеризуют основной купол гистограммы, представляющий распределение нормальных, то есть наиболее распространенных интервалов R-R, а интервалы R-R, связанные с артефактами и экстрасистолами, образуют либо отдельные пики, либо малые купола, которые не сказываются на величине WN, WAM.
Схема определения основания купола гистограммы по Лютиковой
Оценив показатели временного анализа, Вы сможете ответить на вопрос: "Как велика вариабельность?". Ответ на второй вопрос: "Чем она определяется?" - дает анализ волновой структуры ритма.
II.Анализ волновой структуры ритма сердца
А. ОЦЕНКА РИТМОКАРДИОГРАММЫ
Визуально-логический анализ с выделением 6 классов ритмограмм по Д.И. Жемайтите или 4 классов по Е.А. Березному (1997)
Ритмокардиограмма - это графическое изображение последовательного временного ряда межсистолических интервалов в виде отрезков прямой линии, эквивалентных по длине продолжительности пауз между сокращениями сердца. Каждый из отрезков начинается на оси абсцисс, на которой откладывается число интервалов (n), и продолжается вверх параллельно оси ординат со шкалой времени в секундах.
В норме верхний край КРГ - неровный, соответственно постоянно меняющейся длине интервалов R-R. Рисунок этой неровности формируется тремя видами волн различной частотной характеристики: высоко- частотными колебаниями (HF), низкочастотными колебаниями (LF) и колебаниями очень низкой частоты (VLF). Все три вида колебаний различимы визуально, а потому основу метода ритмограммы составляет визуально-логический и математический анализ волновой структуры сердечного ритма.
А. ОЦЕНКА РИТМОКАРДИОГРАММЫ
Визуально-логический анализ с выделением 6 классов ритмограмм по Д.И. Жемайтите или 4 классов по Е.А. Березному (1997)
Ритмокардиограмма - это графическое изображение последовательного временного ряда межсистолических интервалов в виде отрезков прямой линии, эквивалентных по длине продолжительности пауз между сокращениями сердца. Каждый из отрезков начинается на оси абсцисс, на которой откладывается число интервалов (n), и продолжается вверх параллельно оси ординат со шкалой времени в секундах.
В норме верхний край КРГ - неровный, соответственно постоянно меняющейся длине интервалов R-R. Рисунок этой неровности формируется тремя видами волн различной частотной характеристики: высоко- частотными колебаниями (HF), низкочастотными колебаниями (LF) и колебаниями очень низкой частоты (VLF). Все три вида колебаний различимы визуально, а потому основу метода ритмограммы составляет визуально-логический и математический анализ волновой структуры сердечного ритма.
Ритмограмма с хорошо выраженными волнами различной частоты.
Клинико-физиологическую интерпретацию показателей ВРС целесообразно проводить по методике Д.И. Жемайтите (1981), в соответствии с которой выделяют 6 классов (типов) ритмограмм (РГ). Приведя указанную классификацию в соответствии с принятой градацией диапазонов частот, мы предлагаем следующую градацию ритмограмм:
РГ-1 - наличие существенных периодических изменений ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (период 2.5-6.7 с) - так называемые дыхательные (высокочастотные или быстрые) волны (HF), соответствующие синусовой дыхательной аритмии с относительными регулярными периодическими волнами;
РГ-2 - то же, но при выраженной нерегулярности периодических волн;
РГ-3 - слабо выраженные быстрые волны и наличие волн с частотой от 0.04 до 0.15 Гц (период 6.6-25 с) - низкочастотные колебания (LF) с относительным постоянством волн;
РГ-4 - то же, но с выраженной нерегулярностью волн; РГ-5 - отсутствие вышеописанной периодики и наличие волн большого периода (более 25 с), т.е. очень низкочастотные колебания (VLF);
РГ-6 - стабильный или ригидный ритм - отсутствие волновой структуры.
1-й класс отражает вариант нормы - высоких функциональных возможностей сердца, встречается, как правило, у спортсменов в период напряженных тренировок и у лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом. Обычно реакции на различные стимулы хорошо выражены, нагрузки переносятся хорошо.
В основе этого класса - предельно высокое преобладание парасимпатического влияния на регуляцию ритма сердца, поэтому волн на такой ритмограмме нет; средние значения межсистолических интервалов - от 1.4 до 1.5 с, что соответствует брадикардии в 40-50 ударов в 1 минуту.
2-й класс - наиболее часто встречающийся вариант нормы у практически здоровых молодых лиц. На ритмограмме заметны хорошо выраженные волны СР, среди которых можно выделить 3 вида - высокочастотные парасимпатические волны (HF), среднечастотные симпатические волны (LF) и волны очень низкой частоты (VLF), обусловленные гуморальнометаболическими и центральными эрготропными влияниями.
Рефлекторное симпато-парасимпатическое воздействие на СР преобладает над гуморально-метаболическими влияниями.
3-й класс - это вариант патологических изменений регуляции СР, так как преобладают волны LF, отражая увеличившееся симпатическое воздействие. Обычно такой ритмограмме в покое сопутствуют изменения сосудистого тонуса.
4-й класс - также показывает выраженное преобладание симпати- ческого влияния на СР над парасимпатическим, но волны LF имеют более постоянный период и амплитуду. У пациентов с такой РГ возможны повышения АД, нередко увеличена ЧСС.
5-й класс - на фоне увеличения ЧСС заметно отсутствие HF и LF. Происходит стабилизация СР с переходом его регуляции с рефлекторного уровня вегетативного руководства на гуморально-метаболический, более низкий и не способный быстро обеспечивать гомеостаз. Функциональные возможности сердца снижены.
Подобная РГ обычно сопровождает органическую патологию сердца и является формализованным свидетельством автономной кардионейропатии.
6-й класс - демонстрирует крайний вариант срыва вегетативной регуляции СР, резко стабилизированный синусовый ритм на фоне тахикардии ("ригидный" ритм). Функциональные возможности сердца резко снижены, у пациента одышка при небольшой физической нагрузке.
Высокий риск летального исхода. У больных ИБС 6-й класс предшествует развитию острого инфаркта миокарда, сопутствует ему в остром периоде, но может встречаться и при других патологических состояниях.
При компьютерной оценке типа ритмограммы и в практической деятельности вполне допустимым является деление РГ на четыре класса (Е.А. Березный, А.М. Рубин, 1997):
РГ 1-го класса - наличие существенных периодических колебаний ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (с периодом 2.5-6.7 с) высококочастотные волны (HF);
РГ-1 - наличие существенных периодических изменений ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (период 2.5-6.7 с) - так называемые дыхательные (высокочастотные или быстрые) волны (HF), соответствующие синусовой дыхательной аритмии с относительными регулярными периодическими волнами;
РГ-2 - то же, но при выраженной нерегулярности периодических волн;
РГ-3 - слабо выраженные быстрые волны и наличие волн с частотой от 0.04 до 0.15 Гц (период 6.6-25 с) - низкочастотные колебания (LF) с относительным постоянством волн;
РГ-4 - то же, но с выраженной нерегулярностью волн; РГ-5 - отсутствие вышеописанной периодики и наличие волн большого периода (более 25 с), т.е. очень низкочастотные колебания (VLF);
РГ-6 - стабильный или ригидный ритм - отсутствие волновой структуры.
1-й класс отражает вариант нормы - высоких функциональных возможностей сердца, встречается, как правило, у спортсменов в период напряженных тренировок и у лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом. Обычно реакции на различные стимулы хорошо выражены, нагрузки переносятся хорошо.
В основе этого класса - предельно высокое преобладание парасимпатического влияния на регуляцию ритма сердца, поэтому волн на такой ритмограмме нет; средние значения межсистолических интервалов - от 1.4 до 1.5 с, что соответствует брадикардии в 40-50 ударов в 1 минуту.
2-й класс - наиболее часто встречающийся вариант нормы у практически здоровых молодых лиц. На ритмограмме заметны хорошо выраженные волны СР, среди которых можно выделить 3 вида - высокочастотные парасимпатические волны (HF), среднечастотные симпатические волны (LF) и волны очень низкой частоты (VLF), обусловленные гуморальнометаболическими и центральными эрготропными влияниями.
Рефлекторное симпато-парасимпатическое воздействие на СР преобладает над гуморально-метаболическими влияниями.
3-й класс - это вариант патологических изменений регуляции СР, так как преобладают волны LF, отражая увеличившееся симпатическое воздействие. Обычно такой ритмограмме в покое сопутствуют изменения сосудистого тонуса.
4-й класс - также показывает выраженное преобладание симпати- ческого влияния на СР над парасимпатическим, но волны LF имеют более постоянный период и амплитуду. У пациентов с такой РГ возможны повышения АД, нередко увеличена ЧСС.
5-й класс - на фоне увеличения ЧСС заметно отсутствие HF и LF. Происходит стабилизация СР с переходом его регуляции с рефлекторного уровня вегетативного руководства на гуморально-метаболический, более низкий и не способный быстро обеспечивать гомеостаз. Функциональные возможности сердца снижены.
Подобная РГ обычно сопровождает органическую патологию сердца и является формализованным свидетельством автономной кардионейропатии.
6-й класс - демонстрирует крайний вариант срыва вегетативной регуляции СР, резко стабилизированный синусовый ритм на фоне тахикардии ("ригидный" ритм). Функциональные возможности сердца резко снижены, у пациента одышка при небольшой физической нагрузке.
Высокий риск летального исхода. У больных ИБС 6-й класс предшествует развитию острого инфаркта миокарда, сопутствует ему в остром периоде, но может встречаться и при других патологических состояниях.
При компьютерной оценке типа ритмограммы и в практической деятельности вполне допустимым является деление РГ на четыре класса (Е.А. Березный, А.М. Рубин, 1997):
РГ 1-го класса - наличие существенных периодических колебаний ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (с периодом 2.5-6.7 с) высококочастотные волны (HF);
Ритмограмма 1-го класса.
Клинико-физиологическую интерпретацию показателей ВРС целесообразно проводить по методике Д.И. Жемайтите (1981), в соответствии с которой выделяют 6 классов (типов) ритмограмм (РГ). Приведя указанную классификацию в соответствии с принятой градацией диапазонов частот, мы предлагаем следующую градацию ритмограмм:
РГ-1 - наличие существенных периодических изменений ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (период 2.5-6.7 с) - так называемые дыхательные (высокочастотные или быстрые) волны (HF), соответствующие синусовой дыхательной аритмии с относительными регулярными периодическими волнами;
РГ-2 - то же, но при выраженной нерегулярности периодических волн;
РГ-3 - слабо выраженные быстрые волны и наличие волн с частотой от 0.04 до 0.15 Гц (период 6.6-25 с) - низкочастотные колебания (LF) с относительным постоянством волн;
РГ-4 - то же, но с выраженной нерегулярностью волн; РГ-5 - отсутствие вышеописанной периодики и наличие волн большого периода (более 25 с), т.е. очень низкочастотные колебания (VLF);
РГ-6 - стабильный или ригидный ритм - отсутствие волновой структуры.
1-й класс отражает вариант нормы - высоких функциональных возможностей сердца, встречается, как правило, у спортсменов в период напряженных тренировок и у лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом. Обычно реакции на различные стимулы хорошо выражены, нагрузки переносятся хорошо.
В основе этого класса - предельно высокое преобладание парасимпатического влияния на регуляцию ритма сердца, поэтому волн на такой ритмограмме нет; средние значения межсистолических интервалов - от 1.4 до 1.5 с, что соответствует брадикардии в 40-50 ударов в 1 минуту.
2-й класс - наиболее часто встречающийся вариант нормы у практически здоровых молодых лиц. На ритмограмме заметны хорошо выраженные волны СР, среди которых можно выделить 3 вида - высокочастотные парасимпатические волны (HF), среднечастотные симпатические волны (LF) и волны очень низкой частоты (VLF), обусловленные гуморальнометаболическими и центральными эрготропными влияниями.
Рефлекторное симпато-парасимпатическое воздействие на СР преобладает над гуморально-метаболическими влияниями.
3-й класс - это вариант патологических изменений регуляции СР, так как преобладают волны LF, отражая увеличившееся симпатическое воздействие. Обычно такой ритмограмме в покое сопутствуют изменения сосудистого тонуса.
4-й класс - также показывает выраженное преобладание симпати- ческого влияния на СР над парасимпатическим, но волны LF имеют более постоянный период и амплитуду. У пациентов с такой РГ возможны повышения АД, нередко увеличена ЧСС.
5-й класс - на фоне увеличения ЧСС заметно отсутствие HF и LF. Происходит стабилизация СР с переходом его регуляции с рефлекторного уровня вегетативного руководства на гуморально-метаболический, более низкий и не способный быстро обеспечивать гомеостаз. Функциональные возможности сердца снижены.
Подобная РГ обычно сопровождает органическую патологию сердца и является формализованным свидетельством автономной кардионейропатии.
6-й класс - демонстрирует крайний вариант срыва вегетативной регуляции СР, резко стабилизированный синусовый ритм на фоне тахикардии ("ригидный" ритм). Функциональные возможности сердца резко снижены, у пациента одышка при небольшой физической нагрузке.
Высокий риск летального исхода. У больных ИБС 6-й класс предшествует развитию острого инфаркта миокарда, сопутствует ему в остром периоде, но может встречаться и при других патологических состояниях.
При компьютерной оценке типа ритмограммы и в практической деятельности вполне допустимым является деление РГ на четыре класса (Е.А. Березный, А.М. Рубин, 1997):
РГ 1-го класса - наличие существенных периодических колебаний ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (с периодом 2.5-6.7 с) высококочастотные волны (HF);
РГ-1 - наличие существенных периодических изменений ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (период 2.5-6.7 с) - так называемые дыхательные (высокочастотные или быстрые) волны (HF), соответствующие синусовой дыхательной аритмии с относительными регулярными периодическими волнами;
РГ-2 - то же, но при выраженной нерегулярности периодических волн;
РГ-3 - слабо выраженные быстрые волны и наличие волн с частотой от 0.04 до 0.15 Гц (период 6.6-25 с) - низкочастотные колебания (LF) с относительным постоянством волн;
РГ-4 - то же, но с выраженной нерегулярностью волн; РГ-5 - отсутствие вышеописанной периодики и наличие волн большого периода (более 25 с), т.е. очень низкочастотные колебания (VLF);
РГ-6 - стабильный или ригидный ритм - отсутствие волновой структуры.
1-й класс отражает вариант нормы - высоких функциональных возможностей сердца, встречается, как правило, у спортсменов в период напряженных тренировок и у лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом. Обычно реакции на различные стимулы хорошо выражены, нагрузки переносятся хорошо.
В основе этого класса - предельно высокое преобладание парасимпатического влияния на регуляцию ритма сердца, поэтому волн на такой ритмограмме нет; средние значения межсистолических интервалов - от 1.4 до 1.5 с, что соответствует брадикардии в 40-50 ударов в 1 минуту.
2-й класс - наиболее часто встречающийся вариант нормы у практически здоровых молодых лиц. На ритмограмме заметны хорошо выраженные волны СР, среди которых можно выделить 3 вида - высокочастотные парасимпатические волны (HF), среднечастотные симпатические волны (LF) и волны очень низкой частоты (VLF), обусловленные гуморальнометаболическими и центральными эрготропными влияниями.
Рефлекторное симпато-парасимпатическое воздействие на СР преобладает над гуморально-метаболическими влияниями.
3-й класс - это вариант патологических изменений регуляции СР, так как преобладают волны LF, отражая увеличившееся симпатическое воздействие. Обычно такой ритмограмме в покое сопутствуют изменения сосудистого тонуса.
4-й класс - также показывает выраженное преобладание симпати- ческого влияния на СР над парасимпатическим, но волны LF имеют более постоянный период и амплитуду. У пациентов с такой РГ возможны повышения АД, нередко увеличена ЧСС.
5-й класс - на фоне увеличения ЧСС заметно отсутствие HF и LF. Происходит стабилизация СР с переходом его регуляции с рефлекторного уровня вегетативного руководства на гуморально-метаболический, более низкий и не способный быстро обеспечивать гомеостаз. Функциональные возможности сердца снижены.
Подобная РГ обычно сопровождает органическую патологию сердца и является формализованным свидетельством автономной кардионейропатии.
6-й класс - демонстрирует крайний вариант срыва вегетативной регуляции СР, резко стабилизированный синусовый ритм на фоне тахикардии ("ригидный" ритм). Функциональные возможности сердца резко снижены, у пациента одышка при небольшой физической нагрузке.
Высокий риск летального исхода. У больных ИБС 6-й класс предшествует развитию острого инфаркта миокарда, сопутствует ему в остром периоде, но может встречаться и при других патологических состояниях.
При компьютерной оценке типа ритмограммы и в практической деятельности вполне допустимым является деление РГ на четыре класса (Е.А. Березный, А.М. Рубин, 1997):
РГ 1-го класса - наличие существенных периодических колебаний ритма с частотой 0.15-0.40 Гц (с периодом 2.5-6.7 с) высококочастотные волны (HF);
РГ 2-го класса - слабо выраженные дыхательные волны и наличие волн с частотой от 0.04 до 0.15 Гц (с периодом 6.6-25 с) - низкочастотные колебания (LF);
Ритмограмма 2-го класса.
РГ 3-го класса - отсутствие вышеописанной периодики и наличие волн большого периода (более 25 с) - колебания очень низкой частоты (VLF);
РГ 4-го класса - стабильный или ригидный ритм, отсутствие волновой структуры.
Ритмограмма 4-го класса.
Б. СПЕКТРАЛЬНЫЙ (ЧАСТОТНЫЙ) АНАЛИЗ (FREQUENCY DOMAIN MEASUREMENTS, POWER SPECTRAL ANALYSIS)
Спектральный анализ подразумевает способ разбиения какой-либо исходной кривой на набор кривых, каждая из которых находится в своем частотном диапазоне. Иначе говоря, спектральный анализ ВРС позволяет обнаружить периодические составляющие в колебаниях сердечного ритма и оценить количественно их вклад в динамику ритма.
Схематично процесс формирования спектрограммы можно представить следующим образом: измеряется длительность интервалов R-R, откладывается величина этих интервалов в виде вертикальных столбиков (получается ритмограмма).
По верхушке ритмограммы проводится огибающая кривая. Полученная кривая называется функцией вариации ритма. Данная кривая раскладывается на составляющие подобно тому, как солнечный свет, проходя через призму, расщепляется на разнородные спектры.
Такой математической призмой является преобразование Фурье, которое дает возможность получить спектры изменяемости интервалов R-R (рисунок 16). Таким образом, последовательность интервалов R-R преобразуется в спектр мощности колебаний длительности R-R, представляющий собой последовательность частот (Гц), каждой из которых соответствует определенная амплитуда колебаний.
Спектральный анализ подразумевает способ разбиения какой-либо исходной кривой на набор кривых, каждая из которых находится в своем частотном диапазоне. Иначе говоря, спектральный анализ ВРС позволяет обнаружить периодические составляющие в колебаниях сердечного ритма и оценить количественно их вклад в динамику ритма.
Схематично процесс формирования спектрограммы можно представить следующим образом: измеряется длительность интервалов R-R, откладывается величина этих интервалов в виде вертикальных столбиков (получается ритмограмма).
По верхушке ритмограммы проводится огибающая кривая. Полученная кривая называется функцией вариации ритма. Данная кривая раскладывается на составляющие подобно тому, как солнечный свет, проходя через призму, расщепляется на разнородные спектры.
Такой математической призмой является преобразование Фурье, которое дает возможность получить спектры изменяемости интервалов R-R (рисунок 16). Таким образом, последовательность интервалов R-R преобразуется в спектр мощности колебаний длительности R-R, представляющий собой последовательность частот (Гц), каждой из которых соответствует определенная амплитуда колебаний.
Схема волновой структуры ритмограммы и формирования спектрограммы
Наиболее часто оценивается площадь под кривой спектра, соответствующая некоторому диапазону частот - мощность (в мс2) в пределах определенного частотного диапазона. В норме у человека в спектре ритма сердца присутствуют три основных спектральных составляющих, или пика
При спектральном анализе парасимпатическая и симпатическая активность может быть оценена за короткие промежутки времени (2-5 минут). С одной стороны, это позволяет изучить влияние на вариабельность ритма сердца различных короткодействующих факторов или вмешательств, а с другой - может помешать быстро воспроизвести результаты в случае отсутствия стандартных условий регистрации ЭКГ.
Как и любой другой метод, он имеет следующие ограничения:
-из анализируемого ритма должны быть исключены все артефакты и эктопические ритмы, иначе говоря, анализу подлежат только "нормальные" кардиоинтервалы;
-не следует анализировать кардиоритмограммы, содержащие более 5-10% эктопических сокращений;
-нецелесообразно анализировать кривые при смещении водителя ритма (нижнепредсердный ритм, узловой ритм);
-анализу подлежат только стационарные процессы, следует исключить из анализа "переходные" периоды (например, первые одну/две минуты после перехода в положение "стоя" при ортостатической пробе, первые пять-семь минут после проведения проб с физической нагрузкой, в зависимости от уровня нагрузки; в ряде случаев, если не наступает "стабильное" состояние, то лучше вообще отказаться от проведения спектрального анализа после тяжелых физических нагрузок).
При спектральном анализе принято определять следующие параметры:
1. Высокочастотные колебания (ВЧ или HF - high frequency) - это колебания ЧСС при частоте 0.15-0.40 Гц. Мощность в этом диапазоне, в основном, связана с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма (колебания парасимпатического отдела вегетативной нервной системы).
2. Низкочастотные колебания (НЧ или LF - low frequency) - это часть спектра в диапазоне частот 0.04-0.15 Гц. Она имеет смешанное происхождение. На мощность в этом диапазоне оказывают влияние изменения тонуса как симпатического (преимущественно), так и парасимпатического отдела ВНС.
3. Очень низкочастотные колебания (VLF - very low frequency) - диапазон частот - 0.003-0.04 Гц, а при 24-часовой записи и сверхнизко- частотные колебания (ULF). Физиологические факторы, влияющие на них, неясны (предположительно, ренин-ангиотензин-альдостероновая система, концентрация катехоламинов в плазме, системы терморегуляции и др.).
4. Мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных единицах HFnu, вычисляется по формуле:
HFnu = HF/ (Total - VLF) × 100
5. Мощность в диапазоне низких частот, выраженная в нормализованных единицах LFnu, вычисляется по формуле:
LFnu = LF/(Total - VLF)× 100
6. LF/HF - этим значением стремятся охарактеризовать соотношение или баланс симпатических и парасимпатических влияний. Измерение LF и HF проводится в относительных единицах, которые представляют процентный вклад каждой колебательной составляющей в общую мощность спектра, из которой вычитается мощность VLF-компоненты, т.е. HFnu/LFnu. Характер симпатико-парасимпатического воздействия оценивается по соотношению процентных вкладов (LF/HF).
7. Общая мощность спектра (ОМС) или полный спектр частот, характеризующих ВРС (TP - Total рower) - это мощность в диапазоне от 0.003 до 0.40 Гц. Она отражает суммарную активность вегетативного воздействия на сердечный ритм и имеет тот же физиологический смысл, что и SDNN. При этом увеличение симпатических влияний приводит к уменьшению ОМС, а активация вагуса - к обратному действию.
Результаты спектрального анализа обычно представляются в виде графика распределения частот, по которому легко можно судить о балансе отделов вегетативной нервной системы.
Как и любой другой метод, он имеет следующие ограничения:
-из анализируемого ритма должны быть исключены все артефакты и эктопические ритмы, иначе говоря, анализу подлежат только "нормальные" кардиоинтервалы;
-не следует анализировать кардиоритмограммы, содержащие более 5-10% эктопических сокращений;
-нецелесообразно анализировать кривые при смещении водителя ритма (нижнепредсердный ритм, узловой ритм);
-анализу подлежат только стационарные процессы, следует исключить из анализа "переходные" периоды (например, первые одну/две минуты после перехода в положение "стоя" при ортостатической пробе, первые пять-семь минут после проведения проб с физической нагрузкой, в зависимости от уровня нагрузки; в ряде случаев, если не наступает "стабильное" состояние, то лучше вообще отказаться от проведения спектрального анализа после тяжелых физических нагрузок).
При спектральном анализе принято определять следующие параметры:
1. Высокочастотные колебания (ВЧ или HF - high frequency) - это колебания ЧСС при частоте 0.15-0.40 Гц. Мощность в этом диапазоне, в основном, связана с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма (колебания парасимпатического отдела вегетативной нервной системы).
2. Низкочастотные колебания (НЧ или LF - low frequency) - это часть спектра в диапазоне частот 0.04-0.15 Гц. Она имеет смешанное происхождение. На мощность в этом диапазоне оказывают влияние изменения тонуса как симпатического (преимущественно), так и парасимпатического отдела ВНС.
3. Очень низкочастотные колебания (VLF - very low frequency) - диапазон частот - 0.003-0.04 Гц, а при 24-часовой записи и сверхнизко- частотные колебания (ULF). Физиологические факторы, влияющие на них, неясны (предположительно, ренин-ангиотензин-альдостероновая система, концентрация катехоламинов в плазме, системы терморегуляции и др.).
4. Мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных единицах HFnu, вычисляется по формуле:
HFnu = HF/ (Total - VLF) × 100
5. Мощность в диапазоне низких частот, выраженная в нормализованных единицах LFnu, вычисляется по формуле:
LFnu = LF/(Total - VLF)× 100
6. LF/HF - этим значением стремятся охарактеризовать соотношение или баланс симпатических и парасимпатических влияний. Измерение LF и HF проводится в относительных единицах, которые представляют процентный вклад каждой колебательной составляющей в общую мощность спектра, из которой вычитается мощность VLF-компоненты, т.е. HFnu/LFnu. Характер симпатико-парасимпатического воздействия оценивается по соотношению процентных вкладов (LF/HF).
7. Общая мощность спектра (ОМС) или полный спектр частот, характеризующих ВРС (TP - Total рower) - это мощность в диапазоне от 0.003 до 0.40 Гц. Она отражает суммарную активность вегетативного воздействия на сердечный ритм и имеет тот же физиологический смысл, что и SDNN. При этом увеличение симпатических влияний приводит к уменьшению ОМС, а активация вагуса - к обратному действию.
Результаты спектрального анализа обычно представляются в виде графика распределения частот, по которому легко можно судить о балансе отделов вегетативной нервной системы.
Спектрограмма с преобладанием парасимпатических влияний.
Спектрограмма с преобладанием симпатической активности
Спектрограмма с преобладанием церебральных эрготропных и/или гуморально-метаболических влияний.
III. Нелинейные методы анализа вариабельности ритма сердца
А. ПОКАЗАТЕЛИ СКАТЕРГРАММЫ (КОРРЕЛЯЦИОННОЙ РИТМОГРАММЫ)
Методика разработана и обоснована, благодаря работам L. Schamroth и E. Dove (1966), а также M. Hooрen и J. Bongaaris (1969). В нашей стране наиболее полно анализ корреляционной ритмограммы применительно к анализу аритмий разработал Е.А. Березный.
Скаттерграмма (scatter - рассеивание) - это графическое изображение пар интервалов R-R (предыдущего и последующего) в двумерной координатной плоскости. При этом по оси абсцисс откладывается величина R-Rn, а по оси ординат - величина R-Rn+1. График и область точек, полученных таким образом, называется скаттерграммой (пятна Пуанкаре или Лоренца). Этот способ оценки ВРС относится к методам нелинейного анализа и является особенно полезным для случаев, когда на фоне монотонности ритма встречаются редкие и внезапные нарушения (эктопические сокращения и (или) "выпадения" отдельных сердечных сокращений).
При построении скаттерграммы образуется совокупность точек, центр которых располагается на биссектрисе. Расстояние от центра до начала осей координат соответствует наиболее ожидаемой длительности сердечного цикла. Величина отклонения точки от биссектрисы влево показывает, насколько данный сердечный цикл короче предыдущего, вправо от биссектрисы - насколько он длиннее предыдущего.
А. ПОКАЗАТЕЛИ СКАТЕРГРАММЫ (КОРРЕЛЯЦИОННОЙ РИТМОГРАММЫ)
Методика разработана и обоснована, благодаря работам L. Schamroth и E. Dove (1966), а также M. Hooрen и J. Bongaaris (1969). В нашей стране наиболее полно анализ корреляционной ритмограммы применительно к анализу аритмий разработал Е.А. Березный.
Скаттерграмма (scatter - рассеивание) - это графическое изображение пар интервалов R-R (предыдущего и последующего) в двумерной координатной плоскости. При этом по оси абсцисс откладывается величина R-Rn, а по оси ординат - величина R-Rn+1. График и область точек, полученных таким образом, называется скаттерграммой (пятна Пуанкаре или Лоренца). Этот способ оценки ВРС относится к методам нелинейного анализа и является особенно полезным для случаев, когда на фоне монотонности ритма встречаются редкие и внезапные нарушения (эктопические сокращения и (или) "выпадения" отдельных сердечных сокращений).
При построении скаттерграммы образуется совокупность точек, центр которых располагается на биссектрисе. Расстояние от центра до начала осей координат соответствует наиболее ожидаемой длительности сердечного цикла. Величина отклонения точки от биссектрисы влево показывает, насколько данный сердечный цикл короче предыдущего, вправо от биссектрисы - насколько он длиннее предыдущего.
Скаттерграмма молодого здорового человека
Изучены следующие показатели скаттерграммы:
-длина основного (без экстрасистол и артефактов) "облака" (длинная ось эллипса - L) соответствует вариационному размаху. По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, т.е. отражает суммарный эффект регуляции ВНС, но указывает на максимальную амплитуду колебаний длительности интервалов R-R;
-ширина скаттерграммы (перпендикуляр к длинной оси, проведенный через ее середину - w);
-площадь скаттерграммы вычисляется по формуле площади эллипса:
S =(π × L × w)/ 4
Нормальная форма скаттерграммы представляет собой эллипс, вытянутый вдоль биссектрисы. Именно такое расположение эллипса означает, что к дыхательной прибавлена некоторая величина недыхательной аритмии.
При аритмиях, когда методы статистического и спектрального анализа вариабельности ритма сердца малоинформативны или неприемлемы, целесообразно использовать оценку корреляционной ритмограммы (скаттерграммы).
Б. MЕТОДЫ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ ХАОТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ КАРДИОРИТ МА - "ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЙ ХАОС " и "ЭНТРОПИЯ " СЕРДЕЧНОГО РИТМА
Теоретическое обоснование такого подхода основано на представлении о сложном, иррегулярном строении и комплексности механизмов регуляции живых организмов. Организм состоит из множества подсистем, которые, в свою очередь, имеют комплексный характер.
Вопросы динамического поведения комплексных систем в настоящее время рассматриваются с позиций "детерминированного хаоса". Детерминированность хаотической системы заключается в высокой ее чувствительности по отношению к исходному состоянию и возможности описания ее поведения математическими методами нелинейной динамики.
Среди последних используются методы фазового портрета, построения пространственных карт, вычисление размерности вложения или экспоненты Ляпунова, энтропии и другие. Это, несомненно, перспективное направление исследования ВРС на сегодняшний день не имеет достаточного теоретического и экспериментального обоснования, а потому не может использоваться в клинической практике.
IV. Вариационная пульсометрия по Р.М. Баевскому
"Классическая" методика оценки показателей вариабельности ритма сердца изложена в работах Р.М. Баевского. Представления о мате- матико-статистических показателях сердечного ритма как об индикаторах состояния различных уровней управления функциями оказались весьма продуктивными для клинической физиологии и профилактической медицины. Приведем кратко основные положения взглядов Р.М. Баевского на математический анализ сердечного ритма. Предложено упрощенно рассматривать систему управления ритмом сердца, состоящей из двух контуров: центрального и автономного.
Автономный контур (АК) регуляции ритма сердца - это, в определенной степени обособленная система, работающая в режиме компенсации отклонений в ответ на возмущения, вызванные дыханием. Активность автономного контура характеризуется выраженностью дыхательных волн сердечного ритма.
Центральный контур (ЦК) регуляции ритма сердца связан с недыхательной компонентой СР. Он участвует в управлении ритмом сердца через автономный контур, заставляя его работать в вынужденном режиме. Центральный контур состоит из трех уровней: А, Б, В, соответствующих процессам управления:
А - взаимодействие организма с внешней средой; Б - межсистемный уровень, обеспечивающий регулирование взаимодействия различных систем внутри организма;
В - внутрисистемный уровень, обеспечивающий взаимодействие различных параметров внутри одной системы.
Выделение указанных уровней является условным и сделано с целью разработки определенного методологического подхода к проблеме математического анализа структуры СР, который заключается в том, что по соотношению активности различных контуров регуляции СР можно судить о степени напряжения регуляторных механизмов. При этом необходимо иметь в виду следующее:
-при оптимальном регулировании управление происходит с минимальным участием высших (центральных) уровней. Оптимальная деятельность низших уровней "освобождает" высшие от необходимости постоянного участия в локальных регуляторных процессах.
В случае, когда низшие не справляются со своими функциями, когда необходима координация деятельности нескольких подсистем, уравновешивание организма со средой идет за счет напряжения механизмов регуляции. Чем выше централизация управления ритмом сердца, тем больше напряжение регуляторных механизмов, тем выше "физиологическая цена" адаптации;
-период волн сердечного ритма связан с уровнями управления: чем больше период, тем выше соответствующий уровень управления. Дыхательные волны характеризуют активность АК, а медленные волны сердечного ритма характеризуют ЦК. Централизация управления проявляется усилением недыхательной компоненты СР, появлением медленных волн со все более длинными периодами, усилением мощности медленных волн, ослаблением дыхательных волн.
Оценка степени напряжения регуляторных систем
Адаптация, или приспособление к условиям окружающей среды, к социальным, производственным, бытовым или климатическим факторам, - одно из фундаментальных свойств организма человека. Любое заболевание может рассматриваться как результат истощения адаптационных механизмов.
Переход из состояния здоровья в состояние болезни проходит через последовательные стадии адаптационного процесса. Следовательно, можно выделить среди здоровых и практически здоровых людей разнородные группы лиц с различной степенью адаптированности к окружающей среде. Р.М. Баевским предложена следующая рабочая классификация состояний по степени напряжения регуляторных систем, обусловленного адаптивными реакциями организма (Р.М. Баевский, 1999):
1.Состояние нормы или состояние удовлетворительной адаптации к условиям среды. Класс функциональных состояний с достаточными функциональными (адаптационными) возможностями организма. Понятие нормы включает в себя способность организма адаптироваться к определенным воздействиям факторов окружающей среды. Адекватность ответа организма на воздействие тех или иных факторов - тоже один из важнейших компонентов нормы.
2.Состояние повышенного функционального напряжения механизмов адаптации, при которых оптимальные адаптационные возможности организма обеспечиваются более высоким, чем в норме, напряжением регуляторных систем, что приводит к повышенному расходованию функциональных резервов организма.
3.Состояние перенапряжения, или состояние неудовлетворительной адаптации, - характеризуется снижением функциональных возможностей организма с преобладанием неспецифических или специфических изменений со стороны определенных органов и систем
4.Состояние истощения регуляторных систем, или срыв адаптации - состояние с резким снижением функциональных возможностей организма в связи с нарушением механизмов компенсации. В данном состоянии, как правило, наблюдаются различные заболевания в стадии субкомпенсации или декомпенсации.
Названные четыре состояния можно рассматривать как четыре "диагноза" здоровья, четыре его качества. Каждый из последующих уровней адаптации содержит все более значительную вероятность развития или наличия болезни. Наиболее высока эта вероятность в группе
лиц со срывом адаптации.
В нее входят лица с латентными формами заболеваний, явлениями предболезни, хроническими или нераспознанными болезнями. Определение степени напряжения регуляторных систем связано, по существу, с диагностикой указанных состояний. Исходя из концепции о сердечно-сосудистой системе как об индикаторе адаптационно-приспособительной деятельности целостного организма, для оценки состояния регуляторных механизмов обычно используют анализ изменений ритма сердечных сокращений. Изменение сердечного ритма - универсальная оперативная реакция целостного организма на любое воздействие внешней среды. Информация о том, какова "цена" этой адаптации, содержится в волновой структуре сердечного ритма и может быть выявлена с помощью математического анализа ряда кардиоинтервалов.
Физиологическая интерпретация некоторых показателей математического анализа ритма по Р.М. Баевскому .
Математическое ожидание (М) - этот показатель отражает конечный результат всех регуляторных влияний на сердце и систему кровообращения в целом. Он эквивалентен средней ЧСС, обладает наименьшей изменчивостью среди всех медико-статистических показателей, и его отклонение от индивидуальной нормы обычно сигнализирует об увеличении нагрузки на аппарат кровообращения или о наличии патологических отклонений.
Сигма (δ) - среднее квадратичное отклонение динамического ряда. Это один из основных показателей вариабельности ритма сердца, характеризующий состояние механизмов регуляции. Он указывает на суммарный эффект влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов вегетативной системы (см. также SDNN).
Мода (Мо) - наиболее часто встречающееся значение R-R, указывающее на доминирующий уровень функционирования синусового узла. При симпатикотонии Мо меньше, при ваготонии - больше.
Вариационный размах (ВР) вычисляется как разница между максимальным и минимальным значениями R-R. Отражает степень вариабельности или размах колебаний значений кардиоинтервалов. ВР рассматривается как парасимпатический показатель.
Амплитуда моды (АМо) - это число кардиоинтервалов в %, соответствующих диапазону моды, отражает меру мобилизирующего влияния симпатического отдела.
Коэффициент вариации (CV) - по физиологическому смыслу не отличается от δ, но является показателем, нормированным по частоте сердечных сокращений, а потому испытывает меньшее влияние при наличии артефактов, эктопических сокращений.
Вторичные показатели вариационной пульсометрии
Индекс вегетативного равновесия (ИВР=АМо/ВР) указывает на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов. При парасимпатической активности знаменатель будет
увеличиваться, а числитель уменьшаться, в результате чего ИВР резко уменьшиться. При увеличении симпатических влияний наблюдаются противоположные сдвиги.
Вегетативный показатель ритма (ВПР=1/Мо× ВР) позволяет судить о парасимпатических сдвигах вегетативного баланса. Чем меньше ВПР, тем больше вегетативный баланс смещен в парасимпатическую сторону.
Индекс напряжения регуляторных систем
отражает степень централизации управления сердечным ритмом.
Показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР=АМо/Mо)
отражает соответствие между активностью симпатического отдела вегетативной системы и ведущим уровнем функционирования СА-узла.
Комплексная оценка вариабельности ритма сердца предусматривает диагностику функциональных состояний. Изменения вегетативного баланса в виде активации симпатического звена рассматриваются как неспецифический компонент адаптационной реакции в ответ на различные стрессорные воздействия. Одним из методов оценки таких реакций является вычисление показателя активности регуляторных систем (ПАРС). Он вычисляется в баллах и ориентируется на статистические показатели, показатели гистограммы и данные спектрального анализа.
Вычисление ПАРС осуществляется по алгоритму, учитывающему следующие пять критериев:
А. Суммарный эффект регуляции по показателям частоты пульса (ЧП).
Б. Суммарная активность регуляторных механизмов по среднему квадратичному отклонению - SD (или по суммарной мощности спектра - TP).
В. Вегетативный баланс по комплексу показателей: ИН, RMSSD, HF, IC.
Г. Активность вазомоторного центра, регулирующего сосудистый тонус, по мощности спектра медленных волн 1-го порядка (LF).
Д. Активность сердечно-сосудистого подкоркового нервного центра или надсегментарных уровней регуляции по мощности спектра медленных волн 2-го порядка (VLF).
Значения ПАРС выражаются в баллах от 1 до 10. На основании анализа значений ПАРС могут быть диагностированы следующие функциональные состояния:
1. Состояние оптимального напряжения регуляторных систем, необходимое для поддержания активного равновесия организма со средой (норма, ПАРС=1-2).
2.Состояние умеренного напряжения регуляторных систем, когда для адаптации к условиям окружающей среды организму требуются дополнительные функциональные резервы. Такие состояния возникают в процессе адаптации к трудовой деятельности, при эмоциональном стрессе или при воздействии неблагоприятных экологических факторов (ПАРС=3-4).
3.Состояние выраженного напряжения регуляторных систем, которое связано с активной мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышением активности симпатико-адреналовой системы и системы гипофиз-надпочечники (ПАРС=4-6).
4.Состояние перенапряжения регуляторных систем, для которого характерна недостаточность защитно-приспособительных механизмов, их неспособность обеспечить адекватную реакцию организма на воздействие факторов окружающей среды. Здесь избыточная активация регуляторных систем уже не подкрепляется соответствующими функциональными резервами (ПАРС=6-8).
5.Состояние истощения (астенизации) регуляторных систем, при котором активность управляющих механизмов снижается (недостаточность механизмов регуляции) и появляются характерные признаки патологии. Здесь специфические изменения отчетливо преобладают над неспецифическими (ПАРС=8-10). (Баевский, 1979, Берсенева, 1991, Баевский, Берсенева, 1997). При этом выделяются три зоны функциональных состояний для наглядности представляемых в виде "светофора".
Зеленый - означает, что все в порядке. Не требуется никаких специальных мероприятий по профилактике и лечению. Желтый - указывает на необходимость повышенного внимания к своему здоровью.
Здесь речь уже идет о необходимости проведения оздоровительных и профилактических мероприятий. Красный - показывает, что необходимо провести серьезные мероприятия в отношении своего здоровья. Вначале требуется диагностика, а затем и лечение возможных заболеваний.
Выделение зеленой, желтой и красной зон здоровья позволяет характеризовать функциональное состояние человека с точки зрения риска развития болезни.
-длина основного (без экстрасистол и артефактов) "облака" (длинная ось эллипса - L) соответствует вариационному размаху. По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, т.е. отражает суммарный эффект регуляции ВНС, но указывает на максимальную амплитуду колебаний длительности интервалов R-R;
-ширина скаттерграммы (перпендикуляр к длинной оси, проведенный через ее середину - w);
-площадь скаттерграммы вычисляется по формуле площади эллипса:
S =(π × L × w)/ 4
Нормальная форма скаттерграммы представляет собой эллипс, вытянутый вдоль биссектрисы. Именно такое расположение эллипса означает, что к дыхательной прибавлена некоторая величина недыхательной аритмии.
При аритмиях, когда методы статистического и спектрального анализа вариабельности ритма сердца малоинформативны или неприемлемы, целесообразно использовать оценку корреляционной ритмограммы (скаттерграммы).
Б. MЕТОДЫ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ ХАОТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ КАРДИОРИТ МА - "ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЙ ХАОС " и "ЭНТРОПИЯ " СЕРДЕЧНОГО РИТМА
Теоретическое обоснование такого подхода основано на представлении о сложном, иррегулярном строении и комплексности механизмов регуляции живых организмов. Организм состоит из множества подсистем, которые, в свою очередь, имеют комплексный характер.
Вопросы динамического поведения комплексных систем в настоящее время рассматриваются с позиций "детерминированного хаоса". Детерминированность хаотической системы заключается в высокой ее чувствительности по отношению к исходному состоянию и возможности описания ее поведения математическими методами нелинейной динамики.
Среди последних используются методы фазового портрета, построения пространственных карт, вычисление размерности вложения или экспоненты Ляпунова, энтропии и другие. Это, несомненно, перспективное направление исследования ВРС на сегодняшний день не имеет достаточного теоретического и экспериментального обоснования, а потому не может использоваться в клинической практике.
IV. Вариационная пульсометрия по Р.М. Баевскому
"Классическая" методика оценки показателей вариабельности ритма сердца изложена в работах Р.М. Баевского. Представления о мате- матико-статистических показателях сердечного ритма как об индикаторах состояния различных уровней управления функциями оказались весьма продуктивными для клинической физиологии и профилактической медицины. Приведем кратко основные положения взглядов Р.М. Баевского на математический анализ сердечного ритма. Предложено упрощенно рассматривать систему управления ритмом сердца, состоящей из двух контуров: центрального и автономного.
Автономный контур (АК) регуляции ритма сердца - это, в определенной степени обособленная система, работающая в режиме компенсации отклонений в ответ на возмущения, вызванные дыханием. Активность автономного контура характеризуется выраженностью дыхательных волн сердечного ритма.
Центральный контур (ЦК) регуляции ритма сердца связан с недыхательной компонентой СР. Он участвует в управлении ритмом сердца через автономный контур, заставляя его работать в вынужденном режиме. Центральный контур состоит из трех уровней: А, Б, В, соответствующих процессам управления:
А - взаимодействие организма с внешней средой; Б - межсистемный уровень, обеспечивающий регулирование взаимодействия различных систем внутри организма;
В - внутрисистемный уровень, обеспечивающий взаимодействие различных параметров внутри одной системы.
Выделение указанных уровней является условным и сделано с целью разработки определенного методологического подхода к проблеме математического анализа структуры СР, который заключается в том, что по соотношению активности различных контуров регуляции СР можно судить о степени напряжения регуляторных механизмов. При этом необходимо иметь в виду следующее:
-при оптимальном регулировании управление происходит с минимальным участием высших (центральных) уровней. Оптимальная деятельность низших уровней "освобождает" высшие от необходимости постоянного участия в локальных регуляторных процессах.
В случае, когда низшие не справляются со своими функциями, когда необходима координация деятельности нескольких подсистем, уравновешивание организма со средой идет за счет напряжения механизмов регуляции. Чем выше централизация управления ритмом сердца, тем больше напряжение регуляторных механизмов, тем выше "физиологическая цена" адаптации;
-период волн сердечного ритма связан с уровнями управления: чем больше период, тем выше соответствующий уровень управления. Дыхательные волны характеризуют активность АК, а медленные волны сердечного ритма характеризуют ЦК. Централизация управления проявляется усилением недыхательной компоненты СР, появлением медленных волн со все более длинными периодами, усилением мощности медленных волн, ослаблением дыхательных волн.
Оценка степени напряжения регуляторных систем
Адаптация, или приспособление к условиям окружающей среды, к социальным, производственным, бытовым или климатическим факторам, - одно из фундаментальных свойств организма человека. Любое заболевание может рассматриваться как результат истощения адаптационных механизмов.
Переход из состояния здоровья в состояние болезни проходит через последовательные стадии адаптационного процесса. Следовательно, можно выделить среди здоровых и практически здоровых людей разнородные группы лиц с различной степенью адаптированности к окружающей среде. Р.М. Баевским предложена следующая рабочая классификация состояний по степени напряжения регуляторных систем, обусловленного адаптивными реакциями организма (Р.М. Баевский, 1999):
1.Состояние нормы или состояние удовлетворительной адаптации к условиям среды. Класс функциональных состояний с достаточными функциональными (адаптационными) возможностями организма. Понятие нормы включает в себя способность организма адаптироваться к определенным воздействиям факторов окружающей среды. Адекватность ответа организма на воздействие тех или иных факторов - тоже один из важнейших компонентов нормы.
2.Состояние повышенного функционального напряжения механизмов адаптации, при которых оптимальные адаптационные возможности организма обеспечиваются более высоким, чем в норме, напряжением регуляторных систем, что приводит к повышенному расходованию функциональных резервов организма.
3.Состояние перенапряжения, или состояние неудовлетворительной адаптации, - характеризуется снижением функциональных возможностей организма с преобладанием неспецифических или специфических изменений со стороны определенных органов и систем
4.Состояние истощения регуляторных систем, или срыв адаптации - состояние с резким снижением функциональных возможностей организма в связи с нарушением механизмов компенсации. В данном состоянии, как правило, наблюдаются различные заболевания в стадии субкомпенсации или декомпенсации.
Названные четыре состояния можно рассматривать как четыре "диагноза" здоровья, четыре его качества. Каждый из последующих уровней адаптации содержит все более значительную вероятность развития или наличия болезни. Наиболее высока эта вероятность в группе
лиц со срывом адаптации.
В нее входят лица с латентными формами заболеваний, явлениями предболезни, хроническими или нераспознанными болезнями. Определение степени напряжения регуляторных систем связано, по существу, с диагностикой указанных состояний. Исходя из концепции о сердечно-сосудистой системе как об индикаторе адаптационно-приспособительной деятельности целостного организма, для оценки состояния регуляторных механизмов обычно используют анализ изменений ритма сердечных сокращений. Изменение сердечного ритма - универсальная оперативная реакция целостного организма на любое воздействие внешней среды. Информация о том, какова "цена" этой адаптации, содержится в волновой структуре сердечного ритма и может быть выявлена с помощью математического анализа ряда кардиоинтервалов.
Физиологическая интерпретация некоторых показателей математического анализа ритма по Р.М. Баевскому .
Математическое ожидание (М) - этот показатель отражает конечный результат всех регуляторных влияний на сердце и систему кровообращения в целом. Он эквивалентен средней ЧСС, обладает наименьшей изменчивостью среди всех медико-статистических показателей, и его отклонение от индивидуальной нормы обычно сигнализирует об увеличении нагрузки на аппарат кровообращения или о наличии патологических отклонений.
Сигма (δ) - среднее квадратичное отклонение динамического ряда. Это один из основных показателей вариабельности ритма сердца, характеризующий состояние механизмов регуляции. Он указывает на суммарный эффект влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов вегетативной системы (см. также SDNN).
Мода (Мо) - наиболее часто встречающееся значение R-R, указывающее на доминирующий уровень функционирования синусового узла. При симпатикотонии Мо меньше, при ваготонии - больше.
Вариационный размах (ВР) вычисляется как разница между максимальным и минимальным значениями R-R. Отражает степень вариабельности или размах колебаний значений кардиоинтервалов. ВР рассматривается как парасимпатический показатель.
Амплитуда моды (АМо) - это число кардиоинтервалов в %, соответствующих диапазону моды, отражает меру мобилизирующего влияния симпатического отдела.
Коэффициент вариации (CV) - по физиологическому смыслу не отличается от δ, но является показателем, нормированным по частоте сердечных сокращений, а потому испытывает меньшее влияние при наличии артефактов, эктопических сокращений.
Вторичные показатели вариационной пульсометрии
Индекс вегетативного равновесия (ИВР=АМо/ВР) указывает на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов. При парасимпатической активности знаменатель будет
увеличиваться, а числитель уменьшаться, в результате чего ИВР резко уменьшиться. При увеличении симпатических влияний наблюдаются противоположные сдвиги.
Вегетативный показатель ритма (ВПР=1/Мо× ВР) позволяет судить о парасимпатических сдвигах вегетативного баланса. Чем меньше ВПР, тем больше вегетативный баланс смещен в парасимпатическую сторону.
Индекс напряжения регуляторных систем
отражает степень централизации управления сердечным ритмом.
Показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР=АМо/Mо)
отражает соответствие между активностью симпатического отдела вегетативной системы и ведущим уровнем функционирования СА-узла.
Комплексная оценка вариабельности ритма сердца предусматривает диагностику функциональных состояний. Изменения вегетативного баланса в виде активации симпатического звена рассматриваются как неспецифический компонент адаптационной реакции в ответ на различные стрессорные воздействия. Одним из методов оценки таких реакций является вычисление показателя активности регуляторных систем (ПАРС). Он вычисляется в баллах и ориентируется на статистические показатели, показатели гистограммы и данные спектрального анализа.
Вычисление ПАРС осуществляется по алгоритму, учитывающему следующие пять критериев:
А. Суммарный эффект регуляции по показателям частоты пульса (ЧП).
Б. Суммарная активность регуляторных механизмов по среднему квадратичному отклонению - SD (или по суммарной мощности спектра - TP).
В. Вегетативный баланс по комплексу показателей: ИН, RMSSD, HF, IC.
Г. Активность вазомоторного центра, регулирующего сосудистый тонус, по мощности спектра медленных волн 1-го порядка (LF).
Д. Активность сердечно-сосудистого подкоркового нервного центра или надсегментарных уровней регуляции по мощности спектра медленных волн 2-го порядка (VLF).
Значения ПАРС выражаются в баллах от 1 до 10. На основании анализа значений ПАРС могут быть диагностированы следующие функциональные состояния:
1. Состояние оптимального напряжения регуляторных систем, необходимое для поддержания активного равновесия организма со средой (норма, ПАРС=1-2).
2.Состояние умеренного напряжения регуляторных систем, когда для адаптации к условиям окружающей среды организму требуются дополнительные функциональные резервы. Такие состояния возникают в процессе адаптации к трудовой деятельности, при эмоциональном стрессе или при воздействии неблагоприятных экологических факторов (ПАРС=3-4).
3.Состояние выраженного напряжения регуляторных систем, которое связано с активной мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышением активности симпатико-адреналовой системы и системы гипофиз-надпочечники (ПАРС=4-6).
4.Состояние перенапряжения регуляторных систем, для которого характерна недостаточность защитно-приспособительных механизмов, их неспособность обеспечить адекватную реакцию организма на воздействие факторов окружающей среды. Здесь избыточная активация регуляторных систем уже не подкрепляется соответствующими функциональными резервами (ПАРС=6-8).
5.Состояние истощения (астенизации) регуляторных систем, при котором активность управляющих механизмов снижается (недостаточность механизмов регуляции) и появляются характерные признаки патологии. Здесь специфические изменения отчетливо преобладают над неспецифическими (ПАРС=8-10). (Баевский, 1979, Берсенева, 1991, Баевский, Берсенева, 1997). При этом выделяются три зоны функциональных состояний для наглядности представляемых в виде "светофора".
Зеленый - означает, что все в порядке. Не требуется никаких специальных мероприятий по профилактике и лечению. Желтый - указывает на необходимость повышенного внимания к своему здоровью.
Здесь речь уже идет о необходимости проведения оздоровительных и профилактических мероприятий. Красный - показывает, что необходимо провести серьезные мероприятия в отношении своего здоровья. Вначале требуется диагностика, а затем и лечение возможных заболеваний.
Выделение зеленой, желтой и красной зон здоровья позволяет характеризовать функциональное состояние человека с точки зрения риска развития болезни.
Полный текст статьи на этой странице
