Ооо институт внедрения новых медицинских технологий рамена. Вариабельность ритма сердца снижена. Что это значит

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) — это изменчивость продолжительности интервалов R-R последовательных циклов сердечных сокращений за определенные промежутки времени .

ВСР — это выраженность колебаний частоты сердечных сокращений (ЧСС) по отношению к ее среднему уровню .

В настоящее время определение ВСР признано наиболее информативным неинвазивным методом количественной оценки вегетативной регуляции сердечного ритма. Считается, что снижение показателей ВСР свидетельствует о нарушении вегетативного контроля сердечной деятельности и неблагоприятно для прогноза. Наивысшие показатели ВСР регистрируются у здоровых лиц молодого возраста, спортсменов, промежуточные — у больных с различными органическими заболеваниями сердца, в том числе с желудочковыми нарушениями ритма, самые низкие — у лиц, перенесших эпизоды фибрилляции желудочков.

Результаты первого исследования ВСР были опубликованы в 1965 г. . При изучении внутриутробного поражения плода было отмечено, что грубому нарушению сердечного ритма плода предшествуют изменения в структуре ритма. В 1973 г. были описаны физиологические колебания сердечного ритма. В 70−х годах проводились работы по изучению коротких участков ритмокардиограмм у больных с диабетической полинейропатией. Первое сообщение о связи ВСР со смертностью больных, перенесших инфаркт миокарда, было опубликовано в 1978 г. . В 1981 г. для изучения ВСР был предложен метод спектрального анализа. Первоначально, исследование ВСР ограничивалось определением относительно простых показателей, таких как выраженность синусовой аритмии, разница между минимальным и максимальным интервалом R-R, стандартное отклонение интервала R-R на коротких отрезках ЭКГ; проводился анализ только коротких фрагментов записи (2−5 мин), что было обусловлено трудоемкостью исследования и низкими возможностями используемых приборов. С широким введением в практику холтеровского мониторирования, а также появления высокоскоростных ЭВМ и соответствующего программного обеспечения, появилась возможность исследовать ВСР в течение 24 часов. Длительная регистрация позволяет учитывать циркадные (суточные) колебания биологических ритмов человека и менее подвержена влиянию случайных факторов. Именно поэтому большинство известных фирм, занимающихся производством холтеровских мониторов, включили в программное обеспечение анализа записей программы, дающие возможность оценивать ВСР.

Активное изучение ВСР кардиологами всего мира привело к необходимости стандартизации терминологии, выработки оптимальных методов измерения ВСР, а также описания показателей ВСР и их характеристик в норме и при патологических состояниях. С этой целью в мае 1994 г. рабочая группа Европейского общества кардиологии и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии провела совещание, на котором был подготовлен доклад, описывающий стандарты на измерения, физиологическую интерпретацию и клиническое использование вариабельности сердечного ритма (в дальнейшем — Стандарты).

Понятие о сердечной регуляции. Автоматизм сердца и влияние нервно-гуморальных факторов на функцию синусового узла.

Ритм сердца определяется свойством автоматизма, т.е. способностью клеток проводящей системы сердца спонтанно активироваться и вызывать сокращение миокарда. Регуляция сердечного ритма осуществляется вегетативной, центральной нервной системой, рядом гуморальных воздействий, а также за счет импульсов, возникающих в ответ на раздражение различных интеро- и экстерорецепторов.

Автоматизм обеспечивает возникновение электрических импульсов в миокарде без участия нервной стимуляции. В нормальных условиях ритм сердца задает синусовый узел. Обычная частота синусового импульсообразования — 60 — 100 имп/мин, т.е. автоматизм синусового узла не является постоянной величиной, он может изменяться в связи с возможным смещением водителя ритма сердца в пределах синусового узла.

В ритмической деятельности синусового узла выделяют синусовую тахи-, бради-, нормокардию и аритмию. При синусовой тахикардии у взрослых ЧСС превышает 90 в минуту. Аритмия для синусовой тахикардии не характерна. Синусовая брадикардия характеризуется ЧСС менее 60 в минуту.

Синусовая аритмия устанавливается при различии между самым коротким и самым длинным интервалом сердечных сокращений 0,15 — 0,16 с. Выделяют циклическую синусовую аритмию, связанную с актом дыхания, и синусовую недыхательную, нециклическую аритмию, происхождение которой в норме до конца не выяснено.

Сердце иннервируется вегетативной нервной системой, состоящей из симпатических и парасимпатических нервов. Под влиянием симпатического нерва увеличивается ЧСС. Симпатические нервы, стимулируя бета-адренорецепторы синусового узла, смещают водители ритма к клеткам с самой высокой автоматической активностью. Раздражение блуждающего нерва, в свою очередь, стимулирует М-холинорецепторы синусового узла, вследствие чего развивается брадикардия. Синусовый и атриовентрикулярный узлы находятся в основном под влиянием блуждающего нерва и, в меньшей степени, симпатического, в то время как желудочки контролируются симпатическим нервом.

У молодых здоровых людей имеется высокий парасимпатический тонус, у пациентов с нарушениями функции левого желудочка (недавно перенесенный инфаркт миокарда, сердечная недостаточность, дилатационная кардиомиопатия) — высокий симпатический тонус.

Деятельность вегетативной нервной системы находится под влиянием центральной нервной системы и ряда гуморальных влияний. В продолговатом мозге расположен сердечно-сосудистый центр, объединяющий парасимпа-тический, симпатический и сосудодвигательный центры. Регуляция этих центров осуществляется подкорковыми узлами и корой головного мозга.

На ритмическую деятельность сердца влияют также импульсы, исходящие из сердечно-аортального, синокаротидного и других сплетений. Кроме того, среди факторов, влияющих на сердечно-сосудистый центр, можно выделить гуморальные изменения крови (изменение парциального давления углекислого газа и кислорода, изменение кислотно-основного состояния) и геморецепторный рефлекс.

На ЧСС, как уже отмечалось, оказывают влияние фазы дыхания: вдох вызывает угнетение блуждающего нерва и ускорение ритма, выдох — раздражение блуждающего нерва и замедление сердечной деятельности.

Таким образом, ритм сердца является реакцией организма на различные раздражения внешней и внутренней среды. ЧСС является интегрированным показателем взаимодействия 3−х регулирующих сердечный ритм факторов: рефлекторного симпатического, рефлекторного парасимпатического и гуморально-метаболически-медиаторой среды.

Изменение ритма сердца — универсальная оперативная реакция целостного организма в ответ на любое воздействие внешней среды. В определенной степени, оно характеризует баланс между тонусом симпатического и парасимпатического отделов.

Методы исследования ВСР и стандарты на измерения

Определение ВСР может проводиться разными способами. В зависимости от анализируемой физической величины, для изучения ВСР используются методы временного и частотного анализа. Наиболее простым является временной анализ. Для его проведения, в соответствии со Стандартами, вводится параметр NN-интервал (normal-to-normal), который определяется как все интервалы между последовательными комплексами QRS, вызванные деполяризацией синусового узла. Временной анализ проводится статистическими (при изучении ритмокардиограммы) и графическими (для анализа вариационной пульсограммы (гистограммы) методами. Частотные показатели исследуются методом спектрального анализа.

Ритмокардиограмма (РКГ)

РКГ — вариационный ряд межсистолических интервалов, изображенный в виде отрезков прямой, с общим началом для каждого из них на оси абсцисс. По оси ординат отложены значения продолжительности сердечного цикла, по оси абсцисс — порядковые номера цикла

Ритмокардиограмма здорового человека. Участок РКГ, содержащий 500 R-R интервалов.

В норме, верхний край такой РКГ содержит 3 вида волн с частотой колебаний:

Первые два вида волн опосредуются, соответственно, вагусным и симпатическим влиянием на сердечный ритм. Они легко различимы, так как имеют различную периодичность из-за значительного отличия в скорости проведения импульсов по парасимпатическим и симпатическим волокнам. Третий вид волн, с низкочастотными колебаниями (<0,04 Гц), связан с колебаниями концентраций активных веществ гуморальных сред, влияющих на потенциал действия пейсмейкера синусового узла.

В зависимости от преобладания волн определенной длины выделяют 6 классов РКГ [Жемайтите, 1982 г]. Колебания с периодами от 2 до 10 с относят к 1−му и 2−му классам РКГ, от 10 до 30 с — к 3−му и 4−му классам, более 30 с — к 5−му и 6−му классам. Для 1−го и 2−го классов РКГ характерны нерегулярные колебания, для 3−го и 4−го — более упорядоченные. На РКГ 5−го и 6−го классов колебания практически отсутствуют. Все эти классы характеризуют стационарные процессы, к которым относятся постоянные воздействия на сердце центральной и вегетативной нервной системы, насыщение крови кислородом и углекислым газом, рефлексы. РКГ 1−го класса отражают выраженную брадикардию с максимальным воздействием парасимпатической нервной системы, РКГ 6−го класса — выраженную тахикардию с максимальным влиянием симпатической нервной системы. Периодика колебаний 2 — 4 классов отражает влияние на ритм сердца дыхания. Наличие дыхательной аритмии указывает на преобладание парасимпатической регуляции.

Выделяют также 10 классов РКГ для переходных (нестационарных) состояний, к которым относят ортостатическую пробу, пробу с гипервентиляцией и т.д.

Как было сказано ранее, РКГ анализируется статистическими методами.

Статистические метода делятся на две группы: полученные непосредственным измерением NN-интервалов и полученные сравнением различных NN-интервалов.

Наиболее простым методом является вычисление стандартного отклонения всех NN-интервалов (SDNN), т.е. квадратного корня дисперсии. Так как дисперсия является математическим эквивалентом общей мощности спектра, то SDNN отражает все периодические составляющие вариабельности за время записи. Сокращение продолжительности записи ведет к тому, что SDNN позволяет оценить только коротковолновые колебания ритма. Для того, чтобы избежать искажения результатов, принято анализировать вариабельность по 5−ти минутной (короткие отрезки) или по 24−часовой записи.

Другие показатели вычисляются путем выборки из общей записи коротких участков (обычно 5 мин). К ним относится SDANN — стандартное отклонение средних NN-интервалов за каждые 5 мин непрерывной записи, которое оценивает изменения сердечного ритма с длиной волны более 5 мин и SDNN index — среднее значение всех 5−ти минутных стандартных отклонений NN-интервалов, позволяющее оценить вариабельность с длиной волны менее 5 мин.

Нередко используются показатели, получаемые сравнением NN-интервалов. К ним относятся RMSSD — квадратный корень среднего значения квадратов разностей длительностей последовательных NN-интервалов, NN50 — число NN-интервалов, отличающихся от соседних более чем на 50 мсек, pNN50 — отношение NN50 к общему числу NN-интервалов. Эти показатели применяются для оценки коротковолновых колебаний и коррелируют с мощностью высоких частот.

По РКГ можно построить и вариационные ряды, и спектры. Кроме того, кардиоинтервалограммы позволяют анализировать переходные процессы, их амплитуды и длительности фаз. При кардиоинтервалографии можно «сжать» информацию путем суммирования определенного числа интервалов. Это позволяет, например, анализировать только медленные составляющие сердечного ритма: в этом случае необходимо суммировать 10−15 интервалов, чтобы устранить дыхательную аритмию.

Ряд отечественных исследователей предлагает проводить РКГ в нескольких позициях: лежа, активная ортостатическая проба, клиностаз, восстановительный период после дозированной физической нагрузки.

Гистограмма и вариационная пульсограмма

Под гистограммой понимается графическое изображение сгруппированных значений сердечных интервалов, где по оси абсцисс откладываются временные значения, по оси ординат — их количество. Изображение той же функции в виде сплошной линии называется вариационной пульсограммой

Различают следующие типы гистограмм распределения ритма сердца: 1) нормальная гистограмма, близкая по виду к кривым Гаусса, типична для здоровых людей в состоянии покоя; 2) асимметричная — указывает на нарушение стационарности процесса, наблюдается при переходных состояниях; 3) эксцессивная — характеризуется очень узким основанием и заостренной вершиной, регистрируется при выраженном стрессе, патологических состояниях. Встречается также многовершинная гистограмма, которая обусловлена наличием несинусового ритма (мерцательная аритмия, экстрасистолия), а также множественными артефактами. Различают нормотонические, симпатикотонические и ваготонические типы гистограмм, по которым судят о состоянии вегетативной нервной системы.

Вариационные пульсограммы (гистограммы) отличаются параметрами моды, амплитуды моды, вариационного размаха, а также по форме, симметрии, амплитуде. Достаточно полно вариационная кривая может быть описана параметрами асимметрии (As), эксцесса (Ех), моды (Мо) и амплитуды моды (АМо). Последние три параметра можно легко определить путем ручной обработки динамического ряда сердечных циклов.

Мода (Мо) — наиболее часто встречающиеся значения RR-интервала, которые соответствуют наиболее вероятному для данного периода времени уровню функционирования систем регуляции. В стационарном режиме Мо мало отличается от М. Их различие может быть мерой нестационарности и коррелирует с коэффициентом асимметрии.

Амплитуда моды (АМо) — доля кардиоинтервалов, соответствующее значению моды.

Вариационный размах (Х) — разность между длительностью наибольшего и наименьшего R-R интервала.

Для определения степени адаптации сердечно-сосудистой системы к случайным или постоянно действующим агрессивным факторам и оценки адекватности процессов регуляции Р.М.Баевским предложены ряд параметров, являющихся производными классических статистических показателей (индексы Баевского):

1. ИВР — индекс вегетативного равновесия (ИВР=АМо/Х);
2. ВПР — вегетативный показатель ритма (ВПР=1/Мо х Х);
3. ПАПР — показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР=АМо/Мо);
4. ИН — индекс напряжения регуляторных систем (ИН=АМо/2 Х х Мо).

ИВР определяет соотношение симпатической и парасимпатической регуляции сердечной деятельности. ПАПР отражает соответствие между уровнем функционирования синусового узла и симпатической активностью. ВПР позволяет судить о вегетативном балансе: чем меньше величина ВПР, тем больше вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатической регуляции. ИН отражает степень централизации управления сердечным ритмом.

Стандарты предусматривают для оценки гистограмм использование графических методов.

Показатель HRV triangular index — отношение совокупности плотности распределения к максимуму плотности распределения, т.е. отношение общего числа NN-интервалов к количеству интервалов с наиболее часто встречающейся длительностью (амплитуда моды).

TINN — (триангулярная интерполяция гистограммы NN-интервалов, «индекс Святого Георга») — ширина основания треугольника, приближенного к гистограмме распределения NN-интервалов. Суть метода такова: гистограмма условно представляется в виде треугольника, величина основания которого (b) вычисляется по формуле: b=2A/h, где h — количество интервалов с наиболее часто встречающейся длительностью (амплитуда моды), А — площадь всей гистограммы, т.е. общее количество всех анализируемых интервалов R-R. Этот метод позволяет не учитывать интервалы R-R, связанные с артефактами и экстрасистолами, которые на гистограмме образуют дополнительные пики и купола, в то время как при оценке ВСР классическими статистическими показателями и индексами Р.М.Баевского артефакты и экстрасистолы существенно искажают действительную картину. Величина основания гистограммы косвенно отражает вариабельность ритма: чем шире основание, тем больше вариабельность ритма; напротив, чем оно уже, тем регулярнее ритм.

Отечественными авторами предложено вычислять параметры ширины основного купола гистограммы, которые рассчитываются на пересечении уровней 1 и 5 % от общего количества интервалов и 5 и 10 % от амплитуды моды с контуром гистограммы. Такой расчет также позволяет исключить артефактные интервалы R-R.

Для использования графических методов требуется достаточное число NN-интервалов, поэтому они используются для анализа записи продолжительностью не менее 20 мин (предпочтительнее 24 часа).

Поскольку показатели сильно коррелируют между собой, для клинического использования Стандарты предлагают следующие четыре: SDNN, HRV triangular index (отражают суммарную ВСР), SDANN (отражает длинноволновые составляющие ВСР) и RMSSD (отражает коротковолновые составляющие).

Спектральный анализ

Для выявления и оценки периодических составляющих сердечного ритма более эффективен спектральный анализ. При изучении РКГ нетрудно убедиться в том, что она имеет вид периодически повторяющейся волны, а точнее, нескольких волн, которые имеют определенную частоту и амплитуду. Вклад каждой из этих частот в структуру ритма оценивается при помощи анализа Фурье, результатом которого является построение графика зависимости мощности колебаний от их частоты.

Таким образом, спектр сердечного ритма представляет собой зависимость мощности колебаний (по оси ординат) от частоты колебаний (по оси абсцисс). Пики на спектрограмме соответствуют дыхательным волнам, медленным волнам I порядка, медленным волнам II порядка. В зависимости от выраженности дыхательных и недыхательных периодических составляющих соответственно изменяется и характер спектра.

Спектральный анализ позволяет вычленить колебания ритма сердца различной периодичности. При анализе короткой записи (как правило, пятиминутной) в спектре выделяют три компонента: HF — высокочастотный (0,15 — 0,4 Гц) — связан с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма; LF — низкочастотный (0,04 — 0,15 Гц) — имеет смешанное происхождение и связан как с вагусным, так и с симпатическим контролем ритма сердца; VLF — очень низкочастотный (< 0,04 Гц), который не учитывается. Помимо амплитуды компонентов, определяют также TF — общую мощность спектра, отражающую суммарную активность вегетативных воздействий на сердечный ритм и LF/HF — отношение мощностей низких частот к мощности высоких, значение которого свидетельствует о балансе симпатических и парасимпатических влияний. Показатели измеряются в мсек 2 , но могут также измеряться в нормализованных единицах (n.u.)

При анализе 24−часовой записи ЭКГ выделяют 4 составляющих спектра: высокочастотные волны — HF — (0,15 — 0,4 Гц) — определяющиеся парасимпатическим влиянием на сердце; низкочастотные волны — LF — (0,04 — 0,15 Гц) — определяющиеся симпатическими и парасимпатическими влияниями, а также барорецепторным рефлексом; волны очень низкой частоты — VLF — (0,0033 — 0,04 Гц) и волны ультранизкой частоты — ULF — (10 −5 — 0,0033 Гц) — отражающие действие многих факторов, в том числе сосудистого тонуса, системы терморегуляции и ренин-ангиотензиновой системы (рис.4).

Характеристика ВСР у здоровых людей

Спектральный анализ 24−часовой записи показывает, что периоды дневной активности и ночного отдыха являются выражением двух различных состояний вегетативной нервной системы. У здоровых людей фракции LF и HF представляет собой циклические и взаимосвязанные колебания с преобладанием значений LF в течение дня и HF ночью. При продолжительной записи фракции HF и LF составляют примерно 5% от общей мощности, в то время как фракции ULF и VLF составляют 95%. Под влиянием различных факторов HF и LF могут увеличиваться. Возрастание LF наблюдается при пробе с наклонами, ортостатической пробе, эмоциональном стрессе и умеренной физической нагрузке у здоровых людей. Увеличение HF наблюдается при пробах с гипервентиляцией, охлаждением лица, вращением.

Изменение ВСР при заболеваниях сердечно-сосудистой системы

Ишемическая болезнь сердца

У больных ишемической болезнью сердца отмечается снижение ВСР (стабилизация сердечного ритма), перераспределение долей регулирующих факторов в сторону увеличения гуморально-метаболических воздействий (увеличение фракции VLF), замедление периода восстановления при проведении пробы с дозированной физической нагрузкой. При этом влияние проводимого лечения на ВСР не учитывается.

Инфаркт миокарда

Снижение ВСР после инфаркта миокарда может быть связано со снижением вагусных влияний на сердце, которое ведет к преобладанию симпатического тонуса и к электрической нестабильности. В острой фазе инфаркта миокарда уменьшение ВСР коррелирует с дисфункцией левого желудочка, пиковой концентрацией креатинфосфокиназы, выраженностью острой недостаточности кровообращения.

Спектральный анализ ВСР у пациентов, перенесших инфаркт миокарда, отражает снижение общей мощности, повышение LF на фоне снижения HF и соответствующее изменение LF/HF.

В постинфарктном периоде снижение ВСР достоверно указывает на возможность возникновения угрожающих желудочковых тахиаритмий (пароксизмальная желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков) и внезапной смерти. ВСР не зависит от снижения фракции выброса левого желудочка, возрастания желудочковой эктопической активности, наличия поздних потенциалов, и является независимым предиктором. Тем не менее, сочетание ВСР с одним из вышеперечисленных показателей, особенно со снижением фракции выброса левого желудочка, делает прогноз более достоверным.

Прогностическое значение различных методов изменения ВСР примерно одинаковое. Критическим уровнем снижения ВСР является SDNN<50мсек и HRV triangular<15, умеренным — SDNN<100мсек и HRV triangular<20.

Точность прогноза возрастает при увеличении продолжительности времени записи, поэтому для оценки риска постинфарктных осложнений принято использовать 24−часовое мониторирование. Изменения ВСР возникают сразу после реперфузии миокарда, но оптимальным сроком для измерения ВСР считается первая неделя после инфаркта миокарда. Изменения ВСР остаются длительно и не восстанавливаются полностью даже через 6−12 месяцев. Более того, ряд авторов считают, что ВСР не утрачивает прогностической ценности даже спустя несколько лет. Отдельные исследователи считают, что прогноз может быть достоверным только в первые 6 месяцев.

Сердечная недостаточность

У больных с сердечной недостаточностью отмечается снижение ВСР. Это сопровождается признаками симпатической активности: увеличение ЧСС, высокий уровень катехоламинов в крови. Снижение ВСР пропорционально классу тяжести сердечной недостаточности по NYHA (New York Heart Associacion). В тяжелой стадии заболевания, несмотря на преобладание симпатического тонуса, LF компонент на спектрограмме не определяется, что обусловлено снижением чувствительности синусового узла к нервным импульсам.

Идиопатическая дилатационная кардиомиопатия

При дилатационной кардиомиопатии значительно снижается мощность HF и увеличивается соотношение LF/HF, т.е. ослабевает парасимпатическая и/или активируется симпатическая нервная регуляция. В большей степени парасимпатический тонус снижен у больных, имеющих желудочковые тахиаритмии.

Трансплантация сердца

У больных, перенесших трансплантацию сердца, ВСР очень низкая, спектральные компоненты не различаются. Появление спектральных компонентов свидетельствует о реиннервации сердца, которая происходит через 1−2 года после трансплантации. ВСР увеличивается в первую очередь за счет симпатического тонуса (появление пика LF). Тонус вагуса не повышается или повышается незначительно.

Гипертоническая болезнь (эссенциальная гипертония)

При эссенциальной гипертонии 1 ст. [ВОЗ, 1978 г.] отмечается преобладание среднечастотной высокоамплитудной периодики во всех пробах (увеличение фракции LF).

При эссенциальной гипертонии 2 ст. с гипертрофией левого желудочка сердца амплитуда средних волн снижается (уменьшение фракции LF), и усиливается влияние гуморального фактора на сердечный ритм, увеличивается время достижения максимальной реакции в активной ортопробе, а величина реагирования на стимул в ней снижается.

Изменение ВСР при диабетической полинейропатии

При диабетической полинейропатии, характеризующейся альтерацией мелких нервных стволов, снижение показателей ВСР связано с повреждением висцеральных нервных окончаний. При этом не наблюдается дисбаланс между компонентами HF и LF (соотношение LF/HF не изменено), так как волокна симпатического и парасимпатического отделов поражаются в равной степени. На поздних стадиях полинейропатии отмечается снижение мощности всех спектральных компонентов.

Следует отметить, что снижение показателей ВСР у больных сахарным диабетом, является доклиническим признаком полинейропатии и может использоваться для ее ранней диагностики. У этих больных снижение ВСР также коррелирует с вероятностью внезапной смерти.

Изменение ВСР при заболеваниях центральной нервной системы

Острое нарушение мозгового кровообращения

Риск внезапной смерти коррелирует с латерализацией и локализацией зоны ОНМК в головном мозге. У пациентов с правосторонним ОНМК отмечается снижение дыхательной ВСР (HF), находящейся в большей степени под контролем парасимпатической нервной системы.

Тетраплегия

У пациентов с полным высоким поражением шейного отдела спинного мозга вагусные и симпатические нервные волокна, направляющиеся к синусовому узлу, интактны. Тем не менее, симпатические нейроны лишены тормозных супраспинальных влияний системы барорецепторов. Таким образом, эти пациенты представляют уникальную клиническую модель, позволяющую оценить вклад супраспинальных механизмов в формирование низкочастотных колебаний сердечного ритма. Показано, что у больных с тетраплегией пик LF на спектрограмме не определяется, что предполагает решающую роль в генезе LF компонента именно супраспинальных механизмов.

Данные об изменении ВСР при различной патологии представлены в таблице 1.

Таблица 1

Изменение ВСР при различной патологии

Бета-адреноблокаторы

Данных о влиянии бета-антагонистов на ВСР недостаточно. В экспериментах на животных и при незапланированных наблюдениях показано, что ВСР увеличивается в ответ на проводимую терапию бета-блокаторами.

Антиаритмические препараты 1с класса

Имеются данные о том, что флекаинид, пропафенон, энкаинид и морицизин снижают ВСР (существенно снижается SDANN и pNN50 и мощность VLF, LF и HF). Результаты аналогичны при исследовании ВСР в дневное и ночное время.

Хотя препараты 1с класса значительно чаще, чем бета-адреноблокаторы, устраняют желудочковую эктопическую активность, лечение ими приводит к ускорению ЧСС, снижению активности вагусных и усилению симпатических воздействий на проводящую систему сердца — «инициирующего» фактора злокачественных желудочковых нарушений ритма.

М-холиноблокаторы

Лечение атропином приводит к выраженному снижению парасимпатического тонуса и, как следствие, к снижению ВСР, особенно фракции HF.

Отдельные исследования свидетельствуют о том, что назначение низких доз М-холиноблокаторов (атропин, скополамин) ведет к парадоксальному возрастанию парасимпатического тонуса и увеличению ВСР.

Антагонисты кальция

Влияние антагонистов кальция на ВСР неодинаково. Имеются данные о том, что прием нифедипина способствует повышению симпатического тонуса, которое проявляется снижением ВСР, увеличением фракции LF, существенным снижением HF и увеличением отношения LF/HF. Прием дилтиазема, напротив, усиливает вагусные влияния на сердце, что отражается увеличением фракции HF.

Препараты, увеличивающие продолжительность потенциала действия

Влияние амиодарона на ВСР изучено недостаточно. Ряд авторов считает, что при назначении амиодарона ВСР не изменяется.

Ингибиторы АПФ

Клинические наблюдения указывают на увеличение ВСР и уменьшении отношения LF/HF при лечении каптоприлом и эналаприлом.

Сердечные гликозиды

Дигоксин выражено усиливает парасимпатический тонус и ведет к увеличению ВСР. Имеются данные о том, что у пациентов с сердечной недостаточностью I-II функциональных классов назначение дигоксина может предотвращать прогрессирующее снижение ВСР.

Средства, действующие на центральную нервную систему

Различные психотропные препараты по разному влияют на ВСР.

В исследованиях показано, что трициклические антидепрессанты - неизбирательные ингибиторы нейронального захвата (амитриптилин, доксепин) существенно снижают ВСР, в то время как избирательные ингибиторы нейронального захвата (флуоксетин, флувоксамин) ВСР не изменяют.

Транквилизаторы — производные бензодиазепина (феназепам) увеличивают ВСР (увеличиваются фракции LF, HF и общая мощность спектра).

Нейролептики — производные дибензодиазепина (клозапин) достоверно снижают ВСР.

Индукция анестезии препаратами пропофол и тиопентон ведет к уменьшению общей мощности спектра, особенно за счет снижения фракции HF, и увеличения отношения LF/HF.

Данные о влиянии лекарственных препаратов на ВСР представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние лекарственных препаратов на ВСР

Заключение

• Определение ВСР является доступным неинвазивным методом оценки вегетативной регуляции сердечной деятельности.
• Изучение ВСР основывается на анализе РКГ, вариационных гистограмм и спектральном анализе.
• Определение ВСР проводится методами временного и частотного анализа на коротких (2−15 мин) и длинных (24 часа) участках записи.
• Неблагоприятными для прогноза заболеваний являются снижение показателей временного анализа, снижение TP, снижение мощности HF, возрастание мощности LF, увеличение отношения LF/HF.
• Лекарственные препараты неодинаково влияют на ВСР; некоторые из них, в том числе ряд антиаритмических препаратов выражено снижают ВСР. В связи с этим, возможны исследования по назначению лекарственных препаратов под контролем холтеровского мониторирования с последующим анализом ВСР.
• В настоящее время оценка ВСР в клинике проводится для прогнозирования риска внезапной смерти у больных, перенесших острый инфаркт миокарда, а также для ранней диагностики диабетической полинейропатии.
• Исследования ВСР представляются перспективными не только в терапевтической практике. В анестезиологии изучается влияние средств для наркоза и анальгетиков на ВСР; исследования в акушерстве и неонатологии направлены на оценку риска внутриутробной и младенческой смерти; в неврологии предлагается использование анализа ВСР при болезни Паркинсона, рассеянном склерозе, синдроме Гийена-Барре.
• Изучение ВСР открывает значительные возможности для оценки колебаний тонуса вегетативной нервной системы у здоровых людей и больных с сердечно-сосудистой и другой патологией. Дальнейшие исследования ВСР позволят расширить представления о физиологических процессах в организме, действии лекарственных препаратов и механизмах заболеваний.

«Сердце работает как часы» - эту фразу часто применяют к людям, обладающим крепким, здоровым сердцем. Подразумевается, что у такого человека четкий и ровный ритм сердцебиения. На самом деле – суждение в корне неверно. Стивен Гейлс – английский ученый, производивший исследования в области химии и физиологии, в 1733 году сделал открытие, что ритм сердца изменчив.

Вариабельность сердечного ритма

Что такое вариабельность сердечного ритма?

Цикл сокращения сердечной мышцы изменчив. Даже у совершенно здоровых людей, находящихся в состоянии покоя, он разный. Например: если у человека пульс составляет 60 ударов в минуту, это не значит, что промежуток времени между ударами сердца составляет 1 секунду. Паузы могут быть меньше или дольше на доли секунд, а в сумме составить 60 ударов. Такое явление называют вариабельность сердечного ритма. В медицинских кругах — в виде аббревиатуры ВСР.

Так как от состояния организма зависит и разница интервалов между циклами сердечных сокращений, проводить анализ ВСР нужно в стационарном положении. Изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС) происходят из-за различных функций организма, постоянно меняясь под новые уровни.

Результаты спектрального анализа ВСР указывают на физиологические процессы, происходящие в системах организма. Такой метод изучения вариабельности дает возможность произвести оценку функциональных особенностей организма, проверить работу сердца, выявить: насколько резко снижена ЧСС, нередко приводящая к внезапному летальному исходу.

Связь нервной вегетативной системы и работы сердца

Вегетативная нервная система (ВНС) отвечает за регулировку работы внутренних органов, включая сердце и кровеносные сосуды. Ее можно сравнить с автономным бортовым компьютером, который отслеживает активность и регулирует деятельность систем в организме. Человек не задумывается, как он дышит, или как внутри происходит пищеварительный процесс, сужаются и расширяются кровеносные сосуды. Вся эта деятельность протекает в автоматическом режиме.

ВНС делится на два вида:

• парасимпатическая (ПСНС);
• симпатическая (СНС).

Вегетативная нервная система и работа сердца

Каждая из систем влияет на функционирование организма, на работу сердечной мышцы.

Симпатическая – отвечает за обеспечение функциями, которые требуются для выживания организма в стрессовых ситуациях. Активирует силы, подает большой приток крови к мышечным тканям, заставляет учащенно биться сердце. При стрессовом состоянии вы снижаете вариабельность сердечного ритма: промежутки между ударами становятся меньше, а скорость пульса увеличивается.

Парасимпатическая – отвечает за отдых и аккумуляцию организма. Поэтому влияет на снижение ритма сердца и на вариабельность. При глубоких вдохах человек успокаивается, а организм начинает восстанавливать функции.

Именно благодаря способностям ВНС подстраиваться к внешним и внутренним изменениям, правильной балансировке в разных ситуациях обеспечивается выживание человека. Нарушения в работе нервной вегетативной системы нередко становятся причинами расстройств, развития заболеваний и даже смертельных исходов.

История появления метода

Использовать анализ вариабельности сердечного ритма стали не так давно. Метод оценивания ВСР привлек внимание ученых лишь в 50-60 годы XX века. В этот период зарубежные светила науки занимались разработкой анализа и его клинического применения. В Советском Союзе приняли рискованное решение использовать метод на практике.

При подготовке космонавта Гагарина Ю.А. к первому полету советские ученые столкнулись со сложной задачей. Требовалось изучить вопросы влияния космического полета на организм человека и снабдить космический объект минимальным количеством приборов и датчиков.

Анализ вариабельности сердечного ритма

Ученый совет принял решение использовать спектральный анализ ВСР для изучения состояния космонавта. Метод разработан доктором Баевским Р.М. и назван кардиоинтервалографией. В этот же период доктор приступил к созданию первого датчика, который использовали в качестве измерительного прибора для проверки ВСР. Он представлял переносную электровычислительную машину с аппаратом для снятия показаний сердечного ритма. Размеры датчика сравнительно небольшие, поэтому аппарат можно переносить и использовать для обследования в любых местах.

Баевский Р.М. открыл совершенно новый подход к проверке человеческого здоровья, который называется донозологическая диагностика. Метод позволяет оценить состояние человека и определить, что послужило развитию болезни и многое другое.

Ученые, проводившие исследования в конце 80-х годов, установили, что спектральный анализ ВСР дает точный прогноз по поводу летального исхода у лиц, которые перенесли инфаркт миокарда.

В 90-е годы кардиологи пришли к единым стандартам клинического использования и проведения спектрального анализа ВСР.

Где еще используют метод ВСР?

На сегодняшний день кардиоинтервалография применяется не только в области медицины. Одна из популярных сфер использования – спорт.

Ученые из Китая установили, что анализ ВСР позволяет оценить вариационный размах сердечного ритма и определить степень стрессового состояния организма при физических нагрузках. С помощью метода можно для каждого спортсмена разработать персональную программу тренировок.

Финские ученые при разработке системы Firstbeat взяли за основу анализ ВСР. Программу рекомендуется использовать спортсменам, чтобы измерить уровень стресса, проанализировать эффективность проводимых тренировок и оценить длительность восстановления организма после физических нагрузок.

Метод ВСР

Анализ ВСР

Вариабельность сердечного ритма изучают при помощи анализа. Этот метод основывается на определении последовательности R-R интервалов ЭКГ. Также существуют интервалы NN, но в этом случае учитывают лишь расстояния между нормальными сердечными сокращениями.

Полученные данные дают возможность определить физическое состояние пациента, проследить за динамикой и выявить отклонения в работе человеческого организма.

Изучив адаптационные резервы человека, можно предсказать возможные сбои в работе сердца и кровеносных сосудов. Если параметры снижены – это говорит о том, что взаимосвязь ВСН и сердечно-сосудистой системы нарушилась, что влечет за собой развитие патологий в работе сердечной мышцы.

Спортсмены и крепкие, здоровые парни имеют высокие данные ВСР, так как повышенный парасимпатический тонус – характерное для них состояние. Высокий симпатический тонус возникает из-за различного рода болезней сердца, что и приводит к пониженному показателю ВСР. А вот при остром, резком снижении вариабельности возникает серьезный риск смертельного исхода.

Спектральный анализ – особенности метода

При использовании спектрального анализа можно произвести оценку влияния систем регулирования организма на сердечные функции.

Медики выделили основные компоненты спектра, соответствующие ритмическим колебаниям сердечной мышцы и отличающиеся различной периодичностью:

• HF – высокочастотный;
• LF – низкочастотный;
• VLF – очень низкочастотный.

Все эти компоненты применяют в процессе кратковременной записи электрокардиограммы. Для проведения длительной записи применяют ультранизкочастотный компонент ULF.

Каждый компонент имеет свои функции:

• LF – определяет, как симпатическая и парасимпатическая нервная система влияет на ритм сердцебиения.
• HF – имеет связь с движениями дыхательной системы и показывает, как блуждающий нерв оказывает влияние на работу сердечной мышцы.
• ULF, VLF указывают на различные факторы: тонус сосудов, процессы терморегуляции и прочие.

Важным показателем является TP, который дает значение общей мощности спектра. Дает возможность суммировать активность воздействий ВНС на работу сердца.

Анализ ВСР

Не менее важными параметрами спектрального анализа являются индекс централизации, который вычисляют, используя формулу: (HF+LF)/VLF.

При проведении спектрального анализа берут во внимание индекс вагосимпатического взаимодействия компонентов LF и HF.

Соотношение LF/HF указывают на то, как симпатический и парасимпатический отдел ВНС влияет на сердечную деятельность.

Рассмотрим нормы некоторых показателей спектрального анализа ВСР:

• LF. Определяет влияние адреналовой системы симпатического отдела ВНС на работу сердечной мышцы. Нормальные значения показателя в пределах 754-1586 мс 2 .
• HF. Определяет активность парасимпатической нервной системы и ее влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы. Норма показателя: 772-1178 мс 2 .
• LF/HF. Указывает на баланс СНС и ПСНС и на рост напряжения. Нормой считается 1,5-2,0.
• VLF. Определяет гормональную поддержку, терморегуляторные функции, тонус сосудов и многое другое. Норма составляет не больше 30%.

ВСР здорового человека

Показания спектрального анализа ВСР у каждого человека индивидуальны. При помощи вариабельности ритма сердца можно легко оценить, насколько высока физическая выносливость относительно возрастных показателей, пола и времени суток.

Например: у женского населения ЧСС более высокая. Наивысшие показатели ВСР наблюдаются у детей и подростков. LF и HF компоненты с возрастом становятся ниже.

Доказано, что масса тела человека влияет на показания ВСР. При низком весе мощность спектра увеличивается, а вот у лиц, страдающих ожирением, показатель снижен.

Занятия спортом и умеренные физические нагрузки благотворно влияют на вариабельность. При таких занятиях ЧСС уменьшается, а мощность спектра усиливается. Силовые нагрузки учащают сердцебиение и понижают вариабельность сердечного ритма. Нередки случаи, когда спортсмен внезапно умирал после интенсивной тренировки.

Что означает сниженный ВСР?

Если произошло резкое снижение вариабельности сердечного ритма, это может свидетельствовать о развитии серьезных заболеваний, среди которых чаще всего встречаются:

• Гипертония.
• Ишемическая болезнь сердца.
• Синдром Паркинсона.
• Сахарный диабет I и II типа.
• Рассеянный склероз.

Нарушения ВСР нередко вызваны приемами некоторых препаратов. Сниженные вариации могут свидетельствовать о патологиях неврологического характера.

Анализ ВСР – несложный, доступный способ оценить регуляторные функции вегетативной системы при различных заболеваниях.

С помощью такого исследования можно:

• дать объективную оценку работе всех систем организма;
• определить, насколько высок уровень стресса при физических нагрузках;
• производить контроль эффективности проводимого лечения;
• оценить висцелярную регуляцию сердечной мышцы;
• выявить патологии на ранних стадиях заболевания;
• подобрать подходящую терапию при болезнях сердечно-сосудистой системы.

Исследование ЧСС позволяет установить степень тяжести патологии и выбрать эффективное лечение, поэтому не нужно пренебрежительно относиться к этому виду обследования.

Данный раздел написан профессором, д.м.н. Р.М. Баевским

Введение

Анализ вариабельности сердечного ритма - это современная методология и технология исследования и оценки состояния регуляторных систем организма, в частности функционального состояния различных отделов вегетативной нервной системы. Исследования вариабельности сердечного ритма (ВСР) были начаты в СССР еще в начале 60-х годов одновременно в космической медицине (Р.М. Баевский, О.Г. Газенко, 1963) и клинической практике (Д. Жемайтите, 1965). В 1966 году в Москве состоялся 1-й Всесоюзный симпозиум по математическому анализу сердечного ритма, на котором было представлено свыше 50 докладов (В.В. Парин, Р.М. Баевский, 1968). 2-й Всесоюзный симпозиум состоялся в 1977 году и на нем было представлено уже свыше 300 докладов. В нашей стране в 60-е - 70-е годы были проведены обширные исследования с использованием математического анализа ритма сердца в кардиологии, хирургии, физиологии труда и спорта, экспериментальной физиологии, благодаря которым получили развитие представления о значении показателей вегетативного баланса для оценки неспецифических адаптационных реакций. Эти представления были обобщены в монографии «Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе» (Р.М. Баевский, О.И. Кириллов, С.З. Клецкин, 1984) и затем получили дальнейшее развитие при разработке проблем донозологической диагностики (А.П. Берсенева, 1991, Р.М. Баевский, А.П. Берсенева, 1993-1997). В 1985 и 1989 гг. в СССР были изданы методические рекомендации по математическому анализу ритма сердца.

В Западной Европе и США изучение ВСР получили развитие только в конце 70-х - начале 80-е годов. Особенно активно это направление развивается в настоящее время. Ежемесячно публикуются десятки работ по вариабельности сердечного ритма. Ни один кардиологический конгресс или симпозиум не обходится без обсуждения этой проблемы. В 1996 году группа экспертов Европейского Кардиологического общества и Североамериканского общества электрофизиологии (Task Forse) разработала методические рекомендации (стандарты) по измерению, физиологической интерпретации и клиническому использованию вариабельности сердечного ритма (Circulation,93:1043-1065,1996). В этих рекомендациях отдельно рассматриваются краткосрочные исследования вариабельности сердечного ритма (short-term records) и данные суточных, 24-х часовых записей (long-term records).

За последнее десятилетие в нашей стране и за рубежом сформировались разные подходы к анализу ВСР, которые, однако, не противоречат друг другу. В целом ВСР рассматривается как результат активации различных регуляторных механизмов, обеспечивающих поддержание сердечно-сосудистого гомеостаза. В настоящее время общепризнанным является научное и прикладное значение методов анализа ВСР, и они с каждым годом получают все белее широкое распространение. Непрерывное совершенствование методологии изучения ВСР связано с бурным развитием компьютерных технологий. Ежегодно появляются все новые концепции оценки ВСР. Вместе с тем имеются уже хорошо апробированные и доказавшие свою ценность методы и подходы.

Настоящие методические рекомендации подготовлены как один из документов к аппаратно-программному комплексу «Варикард», но они могут быть использованы и автономно, всеми, кто применяет в своей работе методы исследования ВСР. Рекомендации относятся только к анализу краткосрочных записей (short-term records) при базовой длине выборки, равной 5 минутам. Анализ суточных записей кардиоинтервалов (long-term records) имеет свою специфику и требует иного концептуального подхода. Однако, отдельные фрагменты суточной записи также могут анализироваться с использованием описанных здесь методик.

При подготовке методических рекомендаций мы считали, что впервые серийно выпускаемый аппаратно-программный комплекс для анализа и оценки ВСР должен обеспечивать, прежде всего, реализацию известных и хорошо зарекомендовавших себя методик, а также допускать возможность дальнейшего развития программных средств по мере появления все новых способов анализа ВСР. Вместе с тем базовый комплекс программ должен быть основан, прежде всего, на накопленном в нашей стране опыте с учетом последних достижений зарубежных ученых.

Теоретические основы анализа вариабельности сердечного ритма

Космическая медицина была одной из первых областей науки и практики, где анализ ВСР (математический анализ ритма сердца) был использован для получения новой научной информации и решения задач медицинского контроля за космонавтами (Баевский Р.М., 1970). При этом реакции системы кровообращения и, в частности, ее регуляторных механизмов рассматривались как результат адаптации организма к большому числу разнообразных факторов внешней среды. В связи с этим более четверти века назад сформировалась концепция о сердечно-сосудистой системе как индикаторе адаптационных реакций всего организма (В.В. Парин и др., 1967). Практическая реализация этой концепции в виде конкретной методологии и технологии диагностических измерений характеризуется рядом важных преимуществ. Во-первых, хорошо известны и общедоступны методы измерения уровня функционирования системы кровообращения (минутный и ударный объем, частота пульса, артериальное давление). Во-вторых, для оценки системы вегетативной регуляции сердца и сосудов могут быть использованы данные о вариабельности гемодинамических параметров, из которых наиболее простым и доступным для анализа является сердечный ритм. Чувствительные рецепторные приборы – баро- и хемо-рецепторы контролируют различные параметры кровообращения в самых разных точках сосудистого русла и в самом сердце и постоянно информируют центральную нервную систему о происходящих изменениях. Это обеспечивает гибкость приспособления сердца и сосудов к непрерывно изменяющимся условиям окружающей среды в результате деятельности совершенных механизмов регуляции. Таким образом, контролируя деятельность механизмов регуляции кровообращения, мы фактически получаем информацию об адекватности реакции приспособительных механизмов на разнообразные воздействия изменяющихся условий окружающей среды. В-третьих, хорошо известны компенсаторные механизмы, обеспечивающие приспособление кардиореспираторной системы к изменениям среды. К ним относятся разнообразные рефлекторные механизмы, увеличение легочной вентиляции, скорости кровотока, потребления кислорода, гиперфункция сердца, оптимизация метаболических процессов в тканях и др. Все эти механизмы как звенья единой функциональной системы в конечном итоге действуют в направлении получения конечного результата-поддержания сердечно-сосудистого гомеостаза. Следовательно, имеется возможность при использовании соответствующих методов анализа оценить не только результат адаптационной реакции организма, но и выявить степень участия в этой реакции различных уровней и звеньев регуляторного механизма.

Регуляторные системы организма - это постоянно действующий аппарат слежения за состоянием всех систем и органов, их взаимодействием и за соблюдением равновесия между организмом и средой. Активность регуляторных систем зависит от функционального состояния организма. Можно условно различать три уровня активности регуляторных систем: 1) уровень контроля, 2) уровень регуляции, 3) уровень управления (Парин В.В., Баевский Р.М., 1966). В обычных условиях, когда регулируемая (контролируемая) система работает в нормальном режиме, не испытывая дополнительных нагрузок, регуляторный механизм выполняет лишь контрольные функции, т.е. воспринимает информацию о состоянии регулируемой системы и не вмешивается в ее работу. Если же возникают дополнительные нагрузки, если регулируемой системе требуется увеличить расход энергии на выполнение своих функций, то механизм регуляции переходит на другой режим работы - он “вмешивается” в процесс управления и корректирует его: помогая регулируемой системе выполнить свои функции. При этом можно говорить о переходе регуляторного механизма на уровень регуляции. В этом случае через соответствующие нервные и гуморальные каналы в регулируемую систему посылаются сигналы управления, обеспечивающие мобилизацию необходимых дополнительных функциональных резервов. Если же собственные резервы регулируемой системы оказываются недостаточными для достижения необходимого эффекта, то механизмы регуляции переходят в режим управления. Здесь их активность значительно возрастает, поскольку к процессу управления необходимо подключить и другие более высокие уровни регуляции, что обеспечивает мобилизацию функциональных резервов других систем. Соответственно трем уровням активности напряжение регуляторных механизмов (их активность) возрастает. Таким образом, по степени напряжения регуляторных механизмов можно судить о функциональных резервах системы кровообращения и об адаптационных возможностях всего организма.

Степень напряжения регуляторных систем - это интегральный ответ организма на весь комплекс воздействующих на него факторов, независимо от того, с чем они связаны. При воздействии комплекса факторов экстремального характера возникает общий адаптационный синдром (Г.Селье, 1960), который представляет собой универсальный ответ организма на стрессорные воздействия любой природы и проявляется этот синдром однотипно в виде мобилизации функциональных резервов организма. Здоровый организм, обладая достаточным запасом функциональных возможностей, отвечает на стрессорное воздействие обычным, нормальным, так называемым рабочим напряжением регуляторных систем. Так, например, если нам приходится подниматься по лестнице, то, естественно, энерготраты возрастают и необходима мобилизация дополнительных ресурсов. Однако, для одних людей такая мобилизация не сопровождается значительным напряжением регуляторных систем, а пульс при подъеме, например на 5-й этаж учащается всего на 3-5 ударов, т.е. сердечно-сосудистый гомеостаз практически не изменяется. Для других людей эта нагрузка слишком велика и возникает выраженное напряжение регуляторных систем с учащением пульса на 15-20 и более ударов: что указывает уже на наличие нарушений гомеостаза.

Даже в условиях покоя напряжение регуляторных систем может быть высоким, если человек не имеет достаточных функциональных резервов. Это выражается, в частности, в высокой стабильности сердечного ритма, характерной для повышенного тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы. Этот отдел регуляторного механизма, ответственный за экстренную мобилизацию энергетических и метаболических ресурсов при любых видах стресса, активируется через нервные и гуморальные каналы. Он является составным элементом гипоталамо-гипофизарно-адренокортикотропной системы, реализующей ответ организма на стрессорное воздействие. Важная роль при этом принадлежит центральной нервной системе, которая координирует и направляет все процессы в организме.

Сердце является весьма чувствительным индикатором всех происходящих в организме событий. Ритм его сокращений, регулируемый через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, очень чутко реагирует на любые стрессорные воздействия. Не случайно, пульсовая диагностика занимает столь значительное место в китайской медицине. Древние врачи в Китае и Тибете умели на основе прощупывания пульса ставить диагноз, назначать лечение, прогнозировать течение заболеваний. Сила и ритм сердечных сокращений несут информацию о состоянии регулирующих их систем. Сегодня мы в какой то мере уже научились с помощью электронных приборов и вычислительных средств получать на основе анализа ритма сердца объективные данные о состоянии симпатической и парасимпатической системы, их взаимодействии и о более высоких уровнях регуляции в подкорковых центрах и коре головного мозга.

Судить о степени напряжения регуляторных систем можно с помощью многих методов: путем изучения содержания в крови гормонов адреналина и норадреналина, по изменению диаметра зрачка, по величине потоотделения и. т.д. Но наиболее простой и доступный метод, и главное, позволяющий вести непрерывный динамический контроль, - это математический анализ ритма сердца. Изменения ритма сердца - универсальная оперативная реакция целостного организма в ответ на любое воздействие факторов внешней среды. Однако, традиционно измеряемая средняя частота пульса отражает лишь конечный эффект многочисленных регуляторных влияний на аппарат кровообращения, характеризует особенности уже сложившегося гомеостатического механизма. Одна из важных задач этого механизма состоит в том, чтобы обеспечить баланс между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы (вегетативный гомеостаз). Одной и той же частоте пульса могут соответствовать различные комбинации активностей звеньев системы, управляющей вегетативным гомеостазом. Кроме того, на ритм сердца оказывают влияние и более высокие уровни регуляции. Это дает основание рассматривать синусовый узел как чувствительный индикатор адаптационных реакций организма в процессе его приспособления к условиям окружающей среды.

В каждый момент своей жизни организм испытывает непрерывное влияние факторов, отклоняющих равновесие в ту или иную сторону. Одновременно вступают в действие регуляторные механизмы, предотвращающие или компенсирующие уже возникшие или наметившиеся сдвиги. Совершенно естественно в связи с этим, что с проблемой адаптации организма к меняющимся условиям среды, к требованиям, предъявляемым живой системе при стрессорных условиях, самым тесным образом связана проблема гомеостаза. Сопоставление результатов большого числа клинических и клинико-физиологических наблюдений и исследований показывает, что некоторые нарушения нормальной жизнедеятельности организма можно расценивать как особый вид патологии - "болезнь гомеостаза" (Кассиль, 1966). К ним относятся состояния, обусловленные недостаточностью, избытком или неадекватностью приспособительных систем организма. С известной условностью к ним следует причислить нарушение функций, связанные с процессом старения, некоторыми функциональными расстройствами, истощением нервной системы, эндокринного аппарата, заболеваниями типа вегетативной дисфункции и т.д. (Гращенков, 1964; Кассиль, 1966; Горизонтов, 1976).

Механизмы регуляции сердечного ритма

Основная информация о состоянии систем, регулирующих ритм сердца, заключена в "функции разброса" длительностей кардиоинтервалов. Синусовая аритмия отражает сложные процессы взаимодействия различных контуров регуляции сердечного ритма. Наиболее простой моделью является двухконтурная модель регуляции сердечного ритма (Баевский Р.М., 1968). Она основывалась на кибернетическом подходе, при котором система управления синусовым узлом представлялась в виде двух взаимосвязанных контуров: центрального и автономного, управляющего и управляемого с каналами прямой и обратной связи. Если представить систему управления ритмом сердца в виде двух контуров, как показано на рисунке 1, то на основе известных данных о дыхательной и недыхательной составляющих сердечного ритма могут быть рассмотрены следующие положения.

Рисунок 1. Двухконтурная модель регуляции сердечного ритма

Синусовый узел, блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозгу являются рабочими органами управляемого (низшего, автономного) контура регуляции. Индикатором активности этого контура является дыхательная синусовая аритмия. При этом дыхательная система может рассматриваться как элемент обратной связи в автономном контуре регуляции сердечного ритма. Управляющий (высший, центральный) контур регуляции характеризуется различными медленноволновыми составляющими сердечного ритма. Его индикатором является недыхательная синусовая аритмия. Прямая связь между управляющим и управляемым контурами осуществляется через нервные (в основном симпатические) и гуморальные каналы. Обратная связь также обеспечивается нервным и гуморальным путем, но при этом важную роль играет афферентная импульсация с барорецепторов сердца и сосудов, с хеморецепторов и с обширных рецепторных зон других органов и тканей.

Управляемый контур в условиях покоя работает в автономном режиме, который характеризуется наличием выраженной дыхательной аритмии. Дыхательные волны усиливаются во время сна или при наркозе, когда уменьшаются центральные влияния на автономный контур регуляции. Различные нагрузки на организм, требующие включения в процесс управления сердечным ритмом центрального контура регуляции, ведут к ослаблению дыхательного компонента синусовой аритмии и к усилению ее недыхательного компонента. Общая закономерность состоит в том, что более высокие уровни управления тормозят активность более низких уровней. При этом амплитуда дыхательных волн сердечного ритма снижается тем в большей мере, чем активнее включается в процесс управления центральный (управляющий) контур. Поскольку автономный контур - это по существу контур парасимпатической регуляции, то централизация управления означает смещение вегетативного гомеостаза в сторону преобладания симпатической нервной регуляции. Поэтому ослабление дыхательной аритмии связывают обычно с усилением тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Управляющий, или центральный контур управления сердечным ритмом это все «этажи» нейрогуморального управления физиологическими функциями от подкорковых центров продолговатого мозга до гипоталамо-гипофизарного уровня вегетативной регуляции и уровня корковых влияний на вегетативные функции. Центральный контур можно схематично представить состоящим из трех уровней. Этим уровням соответствуют не столько анатомо-морфологические структуры мозга, сколько определенные функциональные системы или уровни управления, которые формируются в процессе управления физиологическими функциями организма:

Уровень обеспечения внутрисистемного гомеостаза, в частности в кардиореспираторной системе. Здесь ведущую роль играют подкорковые нервные центры, в частности вазомоторный центр как часть подкоркового сердечно-сосудистого центра, оказывающего стимулирующее и ингибиторное действие на сердце через волокна симпатических нервов (уровень В);
Уровень, осуществляющий уравновешивание различных систем организма между собой и обеспечение межсистемного гомеостаза. Основное участие в работе этого уровня управления принимают высшие вегетативные центры (в том числе гипоталамо-гипофизарная система), обеспечивающие гормонально-вегетативный гомеостаз (уровень Б);
Уровень организации взаимодействия организма с внешней средой (адаптационная деятельность организма). К этому уровню относится центральная нервная система, включая корковые механизмы регуляции, координирующая функциональную деятельность всех систем организма в соответствии с воздействием факторов внешней среды (уровень А).

При оптимальном регулировании - управление происходит с минимальным участием высших уровней управления, с минимальной централизацией управления. При неоптимальном управлении - необходима активация все более высоких уровней управления. Это проявляется в виде ослабления дыхательной аритмии и усиления недыхательного компонента синусовой аритмии, появлением медленных волн все более высоких порядков. Чем более высокие уровни управления активируются, тем длиннее период соответствующих медленных волн сердечного ритма (Р.М. Баевский, 1978).

Синусовая дыхательная аритмия была открыта в прошлом веке (Ludwig, 1847). Единого мнения о происхождении дыхательной аритмии нет, хотя большинство исследователей считают неоспоримым фактом влияние дыхания на ритм сердца и активное участие в этом процессе ядер блуждающих нервов, торможение и возбуждение которых передается к синусовому узлу через соответствующие нервные окончания, вызывая укорочение продолжительности кардиоинтервалов на вдохе и удлинение на выдохе (Ludwig, 1847; Фогельсон, 1951; Кингисепп, Эплер, 1968). По мнению Сайерса (1973) дыхание влияет на длительность кардиоциклов через интерплевральное давление и активность барорецепторов. М. Клаймсом (1963) была разработана модель дыхательной регуляции частоты сердечных сокращений. Эта модель основывается на положении теории автоматического регулирования и интерпретирует зависимость между дыханием и величиной "вагусного" торможения сердца с помощью передаточных функций, построенных по реальным кривым переходных процессов ритма сердца при вдохе и выдохе.

Недыхательная синусовая аритмия представляет собой колебания сердечного ритма с периодами выше 6-7 секунд (ниже 0,15 гц). Медленные (недыхательные) колебания сердечного ритма коррелируют с аналогичными волнами артериального давления и плетизмограммы. Различают медленные волны 1-го, 2-го и более высоких порядков.

Существующий уровень знаний не позволяет достаточно точно указать источник происхождения каждого из видов медленных волн. Сайерс (1973) считает, что медленные волны сердечного ритма первого порядка (с периодом от 7 до 20 секунд) связаны с деятельностью системы регуляции артериального давления, а волны второго порядка (с периодом от 20 до 70 секунд) - с системой терморегуляции. Предполагается, что колебания с периодом более 20 секунд определяются механическими характеристиками гладких мышц сосудов. Подчеркивается нелинейность этой механической системы и возможность интерференции медленных колебаний с дыхательными, особенно при большой глубине дыхания, в частности, при умственной и физической нагрузках.

Показано, что у спортсменов с низким уровнем работоспособности, как и у нетренированных лиц, в покое существенно чаще наблюдается появление медленноволновой периодики (В.И. Воробьев, 1978). Кепеженас и Жемайтите (1983) при длительных физических нагрузках и при снижении тренированности спортсменов отметили изменение типа ритмограммы с переходом от ритма с большой амплитудой дыхательных волн к преобладанию медленных волн.

Короткие записи длительностью до 5 минут позволяют выявить только ритмы с периодами не длиннее 1,5-2 минут. Однако, при более продолжительной регистрации сердечного ритма наблюдаются колебания с периодами в минуты и десятки минут, что говорит о наличии взаимосвязи между ритмом сердца и структурами системы управления, которые ответственны за генерацию соответствующих колебаний. Так, например, Навакатикян с соавторами (1979) выявил связь медленных волн сердечного ритма с колебаниями содержания в крови катехоламинов и кортикостероидов. Отмечена связь между медленными волнами сердечного ритма и активностью системы гипофиз-надпочечники (Карпенко, 1977; Навакатикян, Кржановская, 1979).

Структура сердечного ритма включает не только колебательные компоненты в виде дыхательных и недыхательных волн, но и непериодические процессы (так называемые фрактальные компоненты). Происхождение этих компонентов сердечного ритма связывают с многоуровневым и нелинейным характером процессов регуляции сердечного ритма и с наличием переходных процессов. Ритм сердца, строго говоря, не является стационарным случайным процессов с эргодическими свойствами, что подразумевает повторяемость его статистических характеристик на любых произвольно взятых отрезках. Вариабельность сердечного ритма отражает сложную картину разнообразных управляющих влияний на систему кровообращения с интерференцией периодических компонентов разной частоты и амплитуды, с нелинейным характером взаимодействия разных уровней управления. При использовании коротких записей (до 5 минут) мы искусственно ограничиваем число изучаемых регуляторных механизмов, сужаем диапазон изучаемых управляющих воздействий на сердечный ритм. Это упрощает анализ данных, но не упрощает интерпретацию результатов, поскольку изменения ритма сердца отражают определенные этапы адаптации организма к условиям окружающей среды.

Основные методы анализа вариабельности сердечного ритма

Методы изучения вариабельности сердечного ритма можно условно разделить на три группы: 1) методы статистической оценки числового массива кардиоинтервалов; 2) методы оценки связи между кардиоинтервалами; 3) методы выявления скрытой периодичности динамического ряда кардиоинтервалов (Баевский, Кириллов, Клецкин, 1984). Согласно недавно опубликованным стандартам Европейского Кардиологического общества и Североамериканского общества электрофизиологии (Heart rate variability, 1996) выделяют две группы методов - временные (Time Domain Methods) и частотные (Frequency Domain Methods). К временным методам относятся статистический анализ и геометрические методы, к частотным - спектральный анализ. Наибольшее применение в России (СССР) за последние 30 лет получили следующие пять методов анализа ритма сердца: 1) Статистический анализ, 2) Вариационная пульсометрия - соответствует геометрическим методам по европейско-американским стандартам, 3) Автокорреляционный анализ, 4) Корреляционная ритмография и 5) Спектральный анализ. Эти методы являются наиболее распространенными, и в настоящее время накоплен большой опыт их применения в различных областях клинической медицины и прикладной физиологии.

Аппаратно-программный комплекс «Варикард» реализует все вышеназванные методы анализа. Кроме того, программные средства «Варикарда» обеспечивают проведение комплексного анализа вариабельности ритма сердца, не имеющего аналогов в мировой практике. При этом по определенному набору показателей формируется заключение о степени напряжения регуляторных систем (показатель активности регуляторных систем - ПАРС). В таблице ниже представлен перечень показателей вариабельности сердечного ритма, вычисляемых при использовании программы комплекса «Варикард». Ниже эти показатели рассматриваются более подробно.

Статистические характеристики динамического ряда кардиоинтервалов включают: частоту пульса (Heart Rate-HR), среднее квадратическое отклонение (Standard Deviation-SD), коэффициент вариации (CV). Кроме этих “классических” статистических показателей вычисляются четыре разностных показателя. Для этого формируется новый динамический ряд числовых величин-значений разностей между каждым предыдущим и последующим кардиоинтервалами. Получая ряд разностных значений, удается элиминировать (устранить) постоянную составляющую динамического ряда и все медленные колебания. Здесь в чистом виде присутствует только быстрый компонент вариабельности - дыхательные колебания длительности кардиоинтервалов. Поэтому все разностные показатели в той или иной мере отражают активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, т.е. относятся к автономному контуру управления. SDSD - это среднее квадратичное отклонение динамического ряда разностных значений, RMSSD - это квадратный корень из суммы квадратов разностных значений (Root Mean of Sum Saccessive Deviations), NN50 coun - число разностей, значения которых выше чем 50 миллисекунд, pNN50 - тоже, но в процентах от общего числа интервалов.

Вариационная пульсометрия. Сущность вариационной пульсометрии заключается в получении закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин. Для этого строится кривая распределения - гистограмма. Метод вариационной пульсометрии соответствует геометрическим методам по европейско-американским стандартам. На рисунке 2 представлена типичная кривая распределения с обозначенными на ней основными математическими показателями: Мо (мода), АМо (амплитуда моды), MxDMn (вариационный размах - Difference between Maximal and Minimal value). Ниже дается краткая медико-физиологическая интерпретация указанных показателей.
Мода – это наиболее часто встречающееся в данном динамическом ряде значение кардиоинтервала. В физиологическом смысле – это наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы. При нормальном распределении и высокой стационарности исследуемого процесса Мо мало отличается от математического ожидания.

Рисунок 2. Вариационная пульсограмма (гистограмма)

Амплитуда моды (АМо) - это число кардиоинтервалов, соответствующих значению моды, в процентах к объему выборки. Этот показатель отражает стабилизирующий эффект централизации управления ритмом сердца, который обусловлен, в основном, степенью активации симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Вариационный размах (MxDMn) отражает степень вариативности значений кардиоинтервалов в исследуемом динамическом ряде. Он вычисляется по разности максимального и минимального значений кардиоинтервалов и поэтому при аритмиях или артефактах могут быть допущены ошибки, если динамический ряд кардиоинтервалов не подвергся предварительному редактированию. При вычислении MxDMn следует отбрасывать крайние значения кардиоинтервалов, если они составляют менее 3 процентов от общего объема анализируемой выборки. Физиологический смысл MxDMn обычно связывают с активностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При объеме выборки, равном 128 кардиоинтервалам и менее, и в отсутствии переходных процессов обычно амплитуда дыхательных волн преобладает над амплитудой недыхательных колебаний сердечного ритма. Однако, в ряде случаев, при значительной амплитуде медленноволновых составляющих значения MxDMn в большей мере могут отражать состояние подкорковых нервных центров.

По данным вариационной пульсометрии вычисляется ряд производных показателей, среди которых наиболее употребителен индекс напряжения регуляторных систем (Ин), который отражает степень централизации управления ритмом сердца и характеризует, в основном, активность симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Этот показатель получил широкое применение в спортивной медицине, физиологии труда, космических исследованиях, а также в клинике. Величина Ин в норме колеблется в пределах от 50 до 150 условных единиц. При эмоциональном стрессе и физической работе у здоровых людей значения Ин увеличиваются до 300 -500 единиц, а у людей старшего возраста со сниженными резервами такие значения наблюдаются даже в покое. При наличии стенокардии Ин достигает 600-700 единиц, а в предынфарктном состоянии даже 900-1100 единиц.

Корреляционная ритмография (КРГ) – это метод графического представления динамического ряда кардиоинтервалов в виде "облака" (скатеррграммы) путем построения ряда точек в прямоугольной системе координат. При этом по оси ординат откладывается – каждый текущий R-R интервал, а по оси абсцисс – каждый последующий R-R интервал. На рисунке 3 представлен типичный образец КРГ. Важным достоинством этого метода является то, что он позволяет эффективно распознавать и анализировать сердечные аритмии. Числовыми показателями КРГ являются оси эллипса (а и б), образованного облаком точек и их отношение а/б. Физиологический смысл отношения а/б близок к Ин, он характеризует степень централизации управления ритмом сердца, активность симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Рисунок 3. Корреляционная ритмограмма (скатерграмма)

Автокорреляционный анализ. Вычисление и построение автокорреляционной функции динамического ряда кардиоинтервалов (см. рисунок 4) направлено на изучение внутренней структуры этого ряда как случайного процесса. Автокорреляционная функция представляет собой график динамики коэффициентов корреляции, получаемых при последовательном смещении анализируемого динамического ряда на одно число по отношению к своему собственному ряду. После первого сдвига на одно значение коэффициент корреляции тем меньше единицы, чем более выражены дыхательные волны. Если в исследуемой выборке доминируют медленноволновые компоненты, то коэффициент корреляции после первого сдвига будет лишь незначительно ниже единицы. Последующие сдвиги ведут к постепенному уменьшению коэффициента корреляции вплоть до появления отрицательных корреляционных коэффициентов. Физиологический смысл использования автокорреляционного анализа заключается в оценке степени влияния центрального контура управления на автономный. Чем сильнее это влияние, тем ближе к единице значение коэффициента корреляции при первом сдвиге. Автокоррелограмма позволяет судить о скрытой периодичности сердечного ритма. Однако, такой анализ носит лишь качественный характер.

Рисунок 4. Автокорреляционная функция

Спектральный анализ. Для точной количественной оценки периодических процессов в сердечном ритме служит спектральный анализ. Физиологический смысл спектрального анализа состоит в том, что с его помощью оценивается активность отдельных уровней управления ритмом сердца. На рисунке 5 представлен образец типичного спектра сердечного ритма для выборки объемом в 5 минут.

Рисунок 5. Спектр сердечного ритм

Здесь по оси абсцисс откладываются значения периодов колебаний в секундах, по оси ординат откладываются мощности соответствующих спектральных составляющих в миллисекундах в квадрате/Гц (/Гц). При спектральном анализе так называемых коротких динамических рядов кардиоинтервалов продолжительностью до 5 минут можно измерить только мощности дыхательных волн и медленных волн 1-го и 2-го порядка. Что касается медленных волн 2-го порядка, то по европейско-американским стандартам их диапазон определяется в пределах от 0,04 до 0,003 гц или от 25 до 300 с. Однако, многочисленные литературные данные свидетельствуют о том, что в указанном диапазоне наблюдаются колебания различной природы: связанные с процессами терморегуляции (Sayers, 1973, 1981), с окислительно-восстановительными процессами, с процессами метаболизма, в частности с гликолизом (Boiteux et. al, 1977). Таким образом, в диапазоне до 5 минут можно выделить волны не только 2-го, но и 3-го-4-го порядков. Поэтому в комплексе «Варикард» медленные волны 2-го порядка вычисляются в интервале от 25 до 70 секунд (0,04-0,015 гц). Как правило, эти волны ассоциируются с активностью надсегментарных отделов мозга (Хаспекова, 1994), с активностью симпатических подкорковых центров. Что касается медленных волн 3-4-го порядков, то их основная мощность отражается, как правило, 1-й гармоникой спектра. Приняты названия спектральных компонентов, согласно Европейско-Американским стандартам. Их названия отражают частотный состав: высокочастотные колебания (High Frequency -HF), низкочастотные колебания (Low Freqyency -LF), очень низкочастотные колебания - (Very Low Freqyency -VLF), и ультранизкочастотные колебания (Ultra Low Frequency - ULF). Частотные диапазоны указанных компонентов выглядят так:

HF: 0,4 - 0,15 Гц (2,5 - 7 сек.)
LF: 0,15 - 0,04 Гц (7 - 25 сек.)
VLF: 0,04 - 0,015 Гц (25 - 70 сек.)
ULF: меньше 0,015 Гц (больше 70 сек.)

При спектральном анализе обычно для каждого из компонентов вычисляют абсолютную суммарную мощность в диапазоне, среднюю мощность в диапазоне, значение максимальной гармоники и относительное значение в процентах от суммарной мощности во всех диапазонах (Total Power-TP). По данным спектрального анализа сердечного ритма вычисляются следующие показатели: индекс централизации - ИЦ (Index of centralization, IC = (HF+LF)/VLF) и индекс активации подкорковых нервных центров ИАП (Index of Subcortical Centers Activity, ISCA=LF/VLF). ИЦ отражает степень преобладания недыхательных составляющих синусовой аритмии над дыхательными. Фактически - это количественная характеристика соотношений между центральным и автономным контурами регуляции сердечного ритма. Второй индекс ИАП характеризует активность сердечно-сосудистого подкоркового нервного центра по отношению к более высоким уровням управления. Повышенная активность подкорковых нервных центров проявляется ростом ИАП. С помощью этого индекса могут контролироваться процессы коркового торможения. Кроме того, согласно европейско-американским стандартам вычисляется отношение HF/LF.

Комплексная оценка вариабельности сердечного ритма может осуществляться по показателю активности регуляторных систем (ПАРС). Он вычисляется в баллах по специальному алгоритму, учитывающему статистические показатели, показатели гистограммы и данные спектрального анализа кардиоинтервалов. ПАРС позволяет дифференцировать различные степени напряжения регуляторных систем. ПАРС был предложен еще в начале 80-х годов (Баевский Р.М. и др., 1964) и оказался довольно эффективным в оценке адаптационных возможностей организма. Алгоритм его вычисления постепенно совершенствовался и к настоящему времени разработан новый алгоритм, учитывающий значения всех основных показателей вариабельности сердечного ритма.

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).

Программой предусмотрена выдача на экран и на печать специального заключения по результатам вычисления ПАРС. Это заключение сопровождается графиком в виде «лестницы состояний», разработанной в области донозологической диагностики (Баевский, 1979, Берсенева, 1991, Баевский, Берсенева, 1997). При этом выделяются три зоны функциональных состояний для наглядности представленных в виде «светофора».

Шкала «Светофор» хорошо понятна каждому человеку, будь то водитель или пешеход. ЗЕЛЕНЫЙ цвет означает, что все в порядке, можно двигаться дальше без опасений. Не требуется никаких специальных мероприятий по профилактике и лечению. ЖЕЛТЫЙ - указывает на необходимость повышенного внимания к своему здоровью.

Функциональное состояние организма такого, что «нужно остановиться и осмотреться, прежде чем двигаться дальше». Иными словами здесь речь уже идет о необходимости проведения оздоровительных и профилактических мероприятий, о более внимательном отношении к своему состоянию. Наконец, КРАСНЫЙ показывает, что дальше двигаться нельзя, необходимо провести серьезные мероприятия в отношении своего здоровья. Здесь требуется вначале 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. Для каждой ступени «лестницы состояний» предусмотрен «диагноз» функционального состояния по степени выраженности напряжения регуляторных систем. Кроме того, имеется возможность отнесения обследуемого к одному из 4-х функциональных состояний по принятой в донозологической диагностике классификации:

Состояние нормы или состояние удовлетворительной адаптации,
Состояние функционального напряжения,
Состояние перенапряжения или состояние неудовлетворительной адаптации,
Состояние истощения регуляторных систем или срыв адаптации.

Необходимо отметить, что ПАРС не имеет аналогов в зарубежных исследованиях, поскольку в настоящее время, судя по Стандартам, предложенным Европейским обществом кардиологов и Северо-Американским обществом по электрофизиологии, их основное внимание привлекает возможность использования анализа вариабельности сердечного ритма для оценки вегетативного гомеостаза, соотношения активностей симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и состояния барорефлекторной функции.

В списке ниже представлен перечень показателей вариабельности ритма сердца, вычисляемых при использовании базовой программы аппаратно-программного комплекса «Варикард». Большинство относится к результатам спектрального анализа. Это, однако, не означает, что в клинических и физиологических исследованиях следует отдавать предпочтение данным спектрального анализа. Число спектральных показателей существенно возросло из-за того, что в каждом из 4-х частотных диапазонов вычисляются по 5 показателей: мощность в абсолютных и относительных величинах, средняя мощность, максимум мощности, а также значение доминирующего периода. Исследователь имеет возможность выбрать в каждом конкретном случае тот показатель, который оказался наиболее информативным.

Основные показатели вариабельности сердечного ритма и их краткая физиологическая интерпретация для записей с объемом выборки - 5 минут (Short-term Recordings)

* Испольуются только в системе оценок, рекомендуемых стандартами Европейского Кардиологического общества и Североамериканского общества электрофизиологии (Heart rate variability. Standards of Mesurement, Physioligical Interpretation and Clinical Use. Circulation,93:1043-1065,1996).

В заключение дается краткая характеристика 7 основных показателей вариабельности сердечного ритма, которые наиболее часто используются в клинических и физиологических исследованиях.

1. СРЕДНЕЕ КВАДРАТИЧНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ (СКО, SD). Наиболее простая оценка вариабельности сердечного ритма состоит в вычислении среднего квадратичного отклонения длительности кардиоинтервалов. Это хорошо известная стандартная статистическая процедура. Значения СКО выражаются в миллисекундах (мс). Нормальные значения СКО находятся в пределах 40-80 мс. Однако, эти значения имеют возрастно-половые особенности, которые должны учитываться при оценке результатов исследования. СКО - это наиболее простой и наиболее популярный показатель активности механизмов регуляции. Это чрезвычайно чувствительный показатель состояния механизмов регуляции. Однако, рост или уменьшение СКО могут быть связаны как с автономным контуром регуляции, так и с центральным. Как правило, рост СКО указывает на усиление автономной регуляции, т.е. влияния дыхания на ритм сердца, что чаще всего наблюдается во сне. Уменьшение СКО обычно связывают с усилением симпатической регуляции, которая подавляет активность автономного контура. Резкое снижение СКО связывают со значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления и это ведет к почти полному подавлению активности автономного контура. Информацию, по физиологическому смыслу аналогичную СКО можно получить по показателю суммарной мощности спектра - TP. Этот показатель отличается тем, что характеризует только периодические процессы в ритме сердца и не содержит так называемой фрактальной части процесса, т.е. нелинейных и непериодических составляющих.

2. RMSSD – показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. Этот показатель вычисляется по динамическому ряду разностей значений последовательных пар кардиоинтервалов и не содержит медленноволновых составляющих сердечного ритма. Он в чистом виде отражает активность автономного контура регуляции. Чем выше значение RMSSD, тем активнее звено парасимпатической регуляции. В норме значения этого показателя находятся в пределах 20-50 мс. Аналогичную информацию можно получить по показателю pNN50, который выражает в % число разностных значений больше чем 50 мс.

3. ИНДЕКС НАПРЯЖЕНИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ (ИН) характеризует активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции. Этот показатель вычисляется на основании анализа графика распределения кардиоинтервалов - гистограммы. Активация центрального контура, усиление симпатической регуляции во время нагрузки проявляется стабилизацией ритма, уменьшением разброса длительностей кардиоинтервалов, увеличением количества однотипных по длительности интервалов (рост амплитуды моды числа интервалов соответствующих значению моды - наиболее часто встречаемому значению). Анализ формы гистограмм или метод вариационной пульсометрии наглядно демонстрирует этот процесс в виде сужения гистограммы с ростом амплитуды моды. Количественно это может быть выражено отношением высоты гистограммы к ее ширине. Этот показатель получил название индекса напряжение регуляторных систем (Ин). В норме Ин колеблется в пределах 80-150 условных единиц. Этот показатель очень чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы. Небольшая нагрузка (физическая или эмоциональная) увеличивают Ин в 1,5-2 раза. При значительных нагрузках он растет в 5-10 раз. У больных с постоянным напряжением регуляторных систем Ин в покое может быть равен 400-600 условных единиц. У больных с приступами стенокардии и с инфарктом миокарда Ин в покое достигает 1000-1500 единиц.

4. МОЩНОСТЬ ВЫСОКОЧАСТОНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА (ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ВОЛНЫ). Активность симпатического отдела вегетативной нервной системы как одного из компонентов вегетативного баланса можно оценить по степени торможения (подавления) активности автономного контура регуляции, за который ответственен парасимпатический отдел. Это хорошо отражает показатель мощности дыхательных волн сердечного ритма в абсолютном и процентном виде. Обычно дыхательная составляющая (HF-high frequency) составляет 15-25% суммарной мощности спектра. Снижение этой доли до 8-10% указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела. Если же величина HF падает ниже 2-3% то можно говорить о резком преобладании симпатической активности. В этом случае существенно уменьшается также показатели RMSSD и pNN50.

5. МОЩНОСТЬ НИЗКОЧАСТОТНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА (МЕДЛЕННЫЕ ВОЛНЫ 1-ГО ПОРЯДКА ИЛИ ВАЗОМОТОРНЫЕ ВОЛНЫ). Этот показатель (LF) характеризует состояние системы регуляции сосудистого тонуса. В норме чувствительные рецепторы синокаротидной зоны воспринимают изменения величины артериального давления, и афферентная нервная импульсация поступает в сосудодвигательный (вазомоторный) центр продолговатого мозга. Здесь осуществляется афферентный синтез (обработка и анализ поступающей информации) и в сосудистую систему поступают сигналы управления (эфферентная нервная импульсация). Этот процесс контроля сосудистого тонуса с обратной связью на гладкомышечные волокна сосудов осуществляется вазомоторным центром постоянно. Время, необходимое вазомоторному центру на операции приема, обработки и передачи информации колеблется от 7 до 20 секунд; в среднем оно равно 10 секундам. Поэтому в ритме сердца можно обнаружить волны с частотой близкой к 0,1 гц (10 с.), которые получили название вазомоторных. Впервые эти волны наблюдали Майер с соавторами (1931) и поэтому они иногда называются волнами Майера. Мощность медленных волн 1-го порядка определяет активность вазомоторного центра. Переход из положения «лежа» в положение «стоя» ведет к значительному увеличению мощности в этом диапазоне колебаний сердечного ритма. Активность вазомоторного центра падает с возрастом и у лиц пожилого возраста этот эффект практически отсутствует. Вместо медленных волн 1-го порядка, увеличивается мощность медленных волн 2-го порядка. Это означает, что процесс регуляции артериального давления осуществляется при участии неспецифических механизмов путем активации симпатического отдела вегетативной нервной системы. Обычно в норме процентная доля вазомоторных волн в положении "лежа" составляет от 15 до 35-40%. Следует упомянуть также о показателе доминирующей частоты в диапазоне вазомоторных волн. Обычно он находится в пределах 10-12 секунд. Увеличение до 13-14 секунд может указывать на замедление переработки информации в вазомоторном центре или на замедление передачи информации в системе барорефлекторной регуляции.

6. МОЩНОСТЬ “СВЕРХ”-НИЗКОЧАСТОТНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА (МЕДЛЕННЫЕ ВОЛНЫ 2-ГО ПОРЯДКА). Спектральная составляющая сердечного ритма в диапазоне 0,04-0,015 Гц (25-70 с) по мнению многих зарубежных авторов (Pagani M., 1989, 1994, Maliani, 1991) характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы. Однако, в данном случае речь идет о более сложных влияниях со стороны надсегметарного уровня управления, поскольку амплитуда VLF тесно связана с психоэмоциональным напряжением (Кудрявцева В.И.,1974, Меницкий Д.Н,1978). Данные Н.Б.Хаспековой (1996) достоверно показали, что VLF отражает церебральные эрготропные влияния на нижележащие уровни управления и позволяет судить о функциональном состоянии мозга при психогенной и органической патологии мозга. По данным А.Н. Флейшмана VLF является хорошим индикатором управления метаболическими процессами (1996). Таким образом, VLF характеризует влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и может использоваться как надежный маркер степени связи автономных (сегментарных) уровней регуляции кровообращения с надсегментарными, в том числе с гипофизарно-гипоталамическим и корковым уровнем. В норме мощность VLF составляет 15-30% суммарной мощности спектра.

7. АРИТМИЯ - показатель наличия и выраженности аритмичных сердечных сокращений. К аритмии относятся внеочередные сокращения или задержка очередного сокращения. В первом случае это связано с повышенной возбудимостью миокарда или нервных центров. При этом различают внутрижелудочковые и внежелудочковые (суправентрикулярные) внеочередные сокращения (экстрасистолы). Во втором случае речь идет о блокировании возбуждения распространяющегося по сердечной мышце в результате функциональных или органических нарушений. Независимо от вида нарушений ритма число аритмий может выражаться в процентах к общему числу сердечных сокращений. В норме не должно быть более 1-2% аритмий, т.е. на 100 сердечных сокращений 1-2 аритмичных сокращения. Поскольку повышенное число аритмий - признак развития патологии, следует с осторожностью относиться к этому показателю. При оценке аритмий особенно важно учитывать так называемые «критические пороги» - предельные значения показателя превышение, которого требует немедленного обращения к врачу. Показатель аритмий не входит в оценку ПАРС и выдается в заключении отдельно. Это обусловлено, во-первых, клинической значимостью аритмий: во-вторых, тем, что при математическом анализе ритма сердца единичные аритмии исключаются из расчетов и интерполируются соседними значениями RR-интервалов.

Если в массиве RR-интервалов имеется более 2-4% аритмий, особенно если это не единичные, а групповые аритмии, то целый ряд показателей не вычисляется. Это полностью относится к спектральному анализу.

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) (используется также аббревиатура – вариабельность ритма сердца – ВРС) является быстро развивающимся разделом кардиологии, в котором наиболее полно реализуются возможности вычислительных методов. Это направление во многом инициировано пионерскими работами известного отечественного исследователя Р.М. Баевского в области космической медицины, который впервые ввел в практику ряд комплексных показателей, характеризующих функционирование различных регуляторных систем организма. В настоящее время стандартизация в области Вариабельности сердечного ритма осуществляется рабочей группой Европейского кардиологического общества и Северо-американского общества стимуляции и электрофизиологии.

Вариабельность – это изменчивость различных параметров, в том числе и ритма сердца, в ответ на воздействие каких-либо факторов, внешних или внутренних.

Для определения параметров ВСР в домашних условиях или при экспресс-анализе в фитнес-зале проводятся , которые выполняются с помощью прибора (КардиоБОС) . Прибор можно приобрести или взять в аренду и пользоваться всей семьей.

О том, как влияют лекарства на вариабельность сердечного ритма можно прочитать в заметке «Влияние лекарственных препаратов на вариабельность сердечного ритма».

Построение кардиоинтервалограммы

Сердце в идеале способно реагировать на малейшие изменения в потребностях многочисленных органов и систем. Вариационный анализ ритма сердца дает возможность количественной и дифференцированной оценки степени напряженности или тонуса симпатического и парасимпатического отделов ВНС, их взаимодействия в различных функциональных состояниях, а также деятельности подсистем, управляющих работой различных органов. Поэтому программа-максимум этого направления состоит в разработки вычислительно-аналитических методов комплексной диагностики организма по динамике сердечного ритма.

Методы ВСР не предназначены для диагностики клинических патологий, где хорошо работают традиционные средства визуального и измерительного анализа. Преимущество данного метода состоит в возможности обнаружить тончайшие отклонения в сердечной деятельности, поэтому его применение особенно эффективно для оценки общих функциональных возможностей организма, а также ранних отклонений, которые в отсутствие необходимых профилактических процедур постепенно могут развиться в серьезные заболевания. Методика ВСР широко используется и во многих самостоятельных практических приложениях, в частности, в холтеровском мониторинге и при оценке тренированности спортсменов, а также в других профессиях, связанных с повышенными физическими и психологическими нагрузками.

Исходными материалом для анализа вариабельности сердечного ритма являются непродолжительные одноканальные записи ЭКГ (по стандарту Северо-американского общества стимуляции и электрофизиологии различают кратковременные записи – 5 минут, и длительные – 24 часа), выполняемые в спокойном, расслабленном состоянии или при функциональных пробах. На первом этапе по такой записи вычисляются последовательные кардиоинтервалы (КИ), в качестве реперных (граничных) точек которых используются R-зубцы, как наиболее выраженные и стабильные . Метод основан на распознавании и измерении временных интервалов между R–зубцами ЭКГ (R-R-интервалы), построении динамических рядов кардиоинтервалов – кардиоинтервалограммы (Рис. 1) и последующего анализа полученных числовых рядов различными математическими методами.

Рис. 1. Принцип построения кардиоинтервалограммы (ритмограмма отмечена плавной линией на нижнем графике), где t - величина RR-интервала в миллисекундах, а n- номер (число) RR-интервала.

Методы анализа ВСР обычно группируются в следующие четыре основные раздела:

• вариационная пульсометрия;
• спектральный анализ;
• корреляционая ритмография.

Принцип метода: анализ ВСР является комплексным методом оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций в организме человека, в частности, общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы.

Два контура регуляции

Можно выделить два контура регуляции: центральный и автономный с прямой и обратной связью.

Рабочими структурами автономного контура регуляции являются: синусовый узел, блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозгу.

Центральный контур регуляции сердечного ритма – это сложная многоуровневая система нейрогуморальной регуляции физиологических функций:

1-й уровень обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой. К нему относится центральная нервная система, включая корковые механизмы регуляции. Она координирует деятельность всех систем организма в соответствии с воздействием факторов внешней среды.

2-й уровень осуществляет взаимодействие различных систем организма между собой. Основную роль играют высшие вегетативные центры (гипоталамо-гипофизарная система), обеспечивающие гормонально-вегетативный гомеостаз.

3-й уровень обеспечивает внутрисистемный гомеостаз в разных системах организма, в частности в кардиореспираторной системе. Здесь ведущую роль играют подкорковые нервные центры, в частности сосудодвигательный центр, оказывающий стимулирующее или угнетающее действие на сердце через волокна симпатических нервов.

Рис. 2. Механизмы регуляции сердечного ритма (на рисунке ПСНС — парасимпатическая нервная система).

Анализ ВСР используют для оценки вегетативной регуляции ритма сердца у практически здоровых людей с целью выявления их адаптационных возможностей и у больных с различной патологией сердечно-сосудистой системы и вегетативной нервной системы.

Математический анализ вариабельности сердечного ритма

Как проводить математический анализ вариабельности сердечного ритма

Результаты лучше всего занести в таблицу и сопоставить с нормальными значениями. Затем проводят оценку полученных данных и делают вывод о состоянии вегетативной нервной системы, влиянии автономного и центрального контуров регуляции и адаптационных возможностях испытуемого.

Таблица.

Исследование проводилось в положении (лежа/сидя).

Длительность в мин.___________. Общее количество R-Rинтервалов___________. ЧСС:________

Значения индекса напряжения Баевского (ИН):

Пациентам, у которых выявлено состояние дисстресса , предлагается пройти тренинг на Кардиотренажере . Заказ можно сделать на любой удобный для Вас день и время. Пишите на armir @ mail .ru

(Посетители 359 за все время, 1 визитов сегодня)