Catad_tema Нарушения сердечного ритма и проводимости - статьи

Влияние некоторых лекарственных препаратов различных фармакологических групп на вариабельность ритма сердца

В работе приведены систематизированные данные о влиянии ряда препаратов на вариабельность ритма сердца (ВРС). b-блокаторы у больных ИБС приводят к значительному увеличению ВРС за счет увеличения ее компонентов, обусловленных влиянием парасимпатической нервной системы, предупреждают усиление симпатических влияний в ранние утренние часы, что улучшает течение заболевания и прогноз. Ингибиторы ангиотeнзин-превращающего фермента (эналаприл, каптоприл и др.) улучшают параметры ВРС, а следовательно улучшают прогноз по отношению к риску внезапной смерти и жизнеугрожающих аритмий у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Антагонисты кальция снижают низкочастотные составляющие спектра у больных острым инфарктом миокарда (улучшая при этом прогноз течения заболевания). b-адреномиметики снижают общую вариабельность ритма сердца, за счет повышения симпатического влияния при значимом улучшении функции внешнего дыхания. Так как при ИБС желательно улучшать ВРС с целью улучшения прогноза заболевания, то исходя из влияния на ВРС, больным ИБС можно рекомендовать применение b-блокаторов, ингибиторов АПФ, антагонистов кальция.

Суточное мониторирование ЭКГ широко используется в клинике для различных диагностических, прогностичтеских и лечебных целей. В настоящее время, наряду с анализом нарушений ритма сердца и проводимости, появилась возможность количественной оценки длительности и расположения сегментов, в частности смещения сегмента ST, что используется для диагностики ИБС. В последнее время суточное мониторирование ЭКГ используется и для оценки функции электрокардиостимулятора и циклической изменяемости ритма сердца, определяемой на основании различных вычисляемых параметров оцифрованной записи ЭКГ. Возможность компьютерной обработки суточного сердечного ритма, зарегистрированного в условиях свободной активности, создает уникальную возможность как для учета биоритмологических влияний, так и для оценки экстракардиальной регуляции ритма сердца. Изменение ритма сердца - универсальная оперативная реакция целостного организма в ответ на любое воздействие внешней среды. В ее основе лежит обеспечение баланса между симпатической и парасимпатической нервной системами . Именно наэтом основываются многочисленные методы анализа вариабельности ритма сердца. Сердечный ритм является индикатором отклонений, возникающих в регулирующих системах, предшествующих гемодинамическим, метаболическим нарушениям. Поэтому изменение сердечного ритма является наиболее ранним прогностическим признаком многих заболеваний сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной, эндокринной систем и т.д. . Еще одно направление анализа вариабельности сердечного ритма в клинической практике - это подбор оптимальных доз препаратов с учетом фона вегетативной регуляции организма и контроль за проводимой терапией . При нормальном состоянии сердечно-сосудистой системы промежуток времени между двумя соседними сердечными сокращениями меняется от сокращения к сокращению. Эту изменчивость принято называть вариабельностью ритма сердца (ВРС) .

Принципы анализа ВРС

Современные методы анализа ВРС можно разбить надве основные группы: к первой группе относятся так называемые методы анализа во временной области, ко второй группе - методы анализа в частотной области.

I. Среди методов анализа во временной области выделяют два основных направления: статистические методы, основанные на оценивании различных статистических характеристик интервалов RR, и геометрические методы, заключающиеся в оценке формы и параметров гистограммы распределения интервалов RR за исследуемый промежуток времени .

1) При статистическом анализе ВРС оцениваются два типа величин: длительность интервалов RR и разность длительностей соседних интервалов RR:
а) при оценке длительности интервалов RR используются следующие характеристики: SDNN - стандартное отклонение величин интервалов RR за весь рассматриваемый период; SDANN - стандартное отклонение величин усредненных интервалов RR, полученных за все 5-минутные участки, на которые поделен период регистрации (24 ч); SDNNindex - среднее значение стандартных отклонений по всем 5-минутным участкам, на которые поделен период наблюдения (24 ч);
б) при оценке разностей длительностей соседних интервалов RR применяются следующие показатели: PNN (%) - процент NN50 от общего количества последовательных пар интервалов RR; RMSSD - квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов RR, полученных за весь период записи;

2) Геометрический метод анализа ВРС включает построение и анализ гистограмм интервалов RR.

II. Методы второй группы - спектральные - применяются для выявления характерных периодов в динамике изменения длительности интервалов RR или. что тоже самое, периодов в динамике ЧСС. Помимо этого, при спектральном анализе оценивается вклад тех или иных периодических составляющих в динамические изменения ЧСС. При спектральном анализе принято определять следующие параметры :

1) высокочастотные колебания (HF): 0,15-0,40 Гц. Спектральная мощность отражает влияние парасимпатического отдела вегетативной нервной системы на сердечный ритм;

2) низкочастотные колебания (LF): 0,04-0,15 Гц. Спектральная мощность в этом диапазоне преимуще ственно отражает влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы на сердечный ритм;

3) очень низкочастотные колебания (VLF): 0,003-0.04 Гц. Спектральная мощноcть в этом диапазоне отражает гуморальные влияния на сердечный ритм;

4) общая мощность спектра (Total): 0,003-0,40 Гц. Отражает суммарную активность вегетативного воздействия на сердечный ритм;

5) мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных единицах:

HFnu = HF / (Total - VLF) * 100

6) мощность в диапазоне низких частот, выраженная в нормализованных единицах:

LFnu = LF / (Total - VLF) * 100

7) LFnu/HFnu - это соотношение характеризует баланс симпатических и парасимпатических влияний (табл. 1).

Таблица 1. Должные величины показателей спектрального анализа ВРС .

Клиническое значение анализа ВРС. Исследование ВРС при сердечно-сосудистой патологии

На основании анализа соотношения быстрых и медленных ритмов экспериментально доказано, что при наличии опасных для жизни аритмий увеличивается симпатическая активность и снижается парасимпатическая активность . В популяционном исследовании Североамериканской многоцентровой группы по изучению больных после инфаркта миокарда было показано, что низкий показатель стандартного отклонения интервалов RR за сутки (SDNN<50 мс) тесно коррелирует с риском внезапной смерти, причем даже более выражение, чем показатели фракции выброса левого желудочка, количество желудочковых аритмий при холтеровском мониторировании и толерантность к физической нагрузке . Показаны изменения активности вегетативной нервной системы при острой и хронической сердечной недостаточности: N.S. Noda et аl. установили, что уменьшение ВРС - независимый предиктор смерти при хронической сердечной недостаточности . В своем исследовании мы показали снижение параметров ВРС (SDNN, SDANNind) при утяжелении течения ишемической болезни сердца . Интенсивно изучается связь вегетативной дисфункции и артериальной гипертонии: D.P. Liao и соавт. нашли, что уменьшение парасимпатической активности (уменьшение HF-спектра, снижение SDNN) сопряжено с риском развития гипертензии .

Использование анализа ВРС у больных диабетической нейропатией

Вегетативная нейропатия, являющаяся осложнением сахарного диабета, характеризуется ранней и диссеминированной нейрональной дегенерацией малых нервных волокон как симпатического, так и парасимпатического трактов, с момента появления ее клинических проявлений ожидаемая смертность составляет 50%, при этом резко снижается показатель pNN50 .

Использование анализа ВРС при легочной патологии

В работе А.В. Соколова изучался системный подход к диагностике синдрома дыхательной недостаточности и степени его выраженности у больных хроническим бронхитом . Автор показал, что основными проявлениями синдрома дыхательной недостаточности у больных хроническим бронхитом являются не только симтомокомплекс одышки, но и снижение резервных возможностей организма. Р.Х. Зулкарнеев показал снижение общей ВРС, а также ее высокочастотных и низкочастотных составляющих по мере нарастания тяжести течения бронхиальной астмы, что свидетельствует об общем снижении вегетативного влияния на сердечный ритм . В работах Watson J.P. и Nola А. было показано снижение SDNN и pNN50 при увеличении артериальной гипоксемии у больных хроническим обструктивным бронхитом .

Влияние фармакологических препаратов на ВРС

Исходя из представлений о клинической значимости ВРС, во многих работах изучались изменения параметров ВРС под влиянием различных лекарственных веществ для того, чтобы оценить возможность их применения с целью коррекции состояния вегетативной регуляции ритма сердца и улучшения прогноза течения заболевания, а также для улучшения качества жиз ни больных. До настоящего времени не удалось полу чить препараты, избирательно регулирующие ВРС и не затрагивающие другие функции организма, одна ко было подтверждено, что многие известные препараты, нашедшие широкое применение в клинике, оказывают влияние на ВРС, что можно рассматривать и качестве их побочного эффекта. В ряде случаев он положительный (увеличение ВРС), в ряде - отрицательный (снижение ВРС).

b-адреномиметики

В работах Jariti и соавт. (1997. 1998) рассмотрено снижение ВРС при воздействии сальбутамола . Jartti et al. описали результаты рандомизированного двойного слепого плацебо-кон тролируемого исследования больных бронхиальноп астмой. Исследовались функция внешнего дыхания и систолическое артериальное давление, проводился спектральный анализ ВРС в течение 20 мин до и через 2 ч после ингаляции сальбутамола (50 мкг в день за два приема). Исследование показало снижение общеи ВРС за счет повышения симпатического влияния при значимом улучшении функции внешнего дыхания . Однако в работе М.Р. Якушиной (1995) доказано, что у больных хроническим обструктивным бронхитом с умеренно и значительно выраженной бронхиальной обструкцией курс приема сальбутамола (6 мг 2 раза в день в течение 10 дней) приводил к уменьшению симпатических влияний на регуляцию ритма сердца . Таким образом, назначение препаратов данной группы больным хроническими обструктивными заболеваниями с сопутствующей сердечной патологией должно проводиться с осторожностью и желательно под контролем анализа ВРС при суточном мониторировании ЭКГ.

М-холинолитики

В работе А.Б. Шабуниной, (2000) было показано, что монотерапия ипратропиума бромидом в суточной дозе 120-180 мкг в течение 12 нед при хроническом обструктивном бронхите приводит к оптимизации вегетативной регуляции ритма сердца, уменьшая выраженность симпатикотонии у таких больных Ввиду вышесказанного возможно применение ипратропиума бромида при хроническом обструктивном бронхите при сопутствующей сердечной патологии.

Ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента

В многих отечественных и зарубежных работах было показано улучшение параметров ВРС, а следовательно улучшение прогноза по отношению к риску внезапной смерти и жизнеугрожающих аритмий у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы при применении различных ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента. I.Derad (1996) доказал повышение парасимпатического тонуса и уменьшение симпатического тонуса вегетативной нервной системы при применении ингибитора ангиотензин-превращающего фермента эналаприла: кроме того, авторами было показано, что у больных ИБС при применении эналаприла (10 мг) и фозиноприла (20 мг) через 6 ч после перрорального приема наступает достоверное увеличение парасимпатической активности, снижение концентрации катехоламинов и кортизола в плазме крови . В исследовании Jansson К. и соавт. (1999) доказано, что каптоприл (по 25 мг 2 раза в сутки в течение 6 мес.) увеличивает ВРС у больных идиопатической дилатационной кардиомиопатией, причем данный эффект сохраняется в течение по крайней мере 1 месяца . В работе Завадкина А.В. и Степановой Н.С. (2000) исследовалось влияние эналаприла(5 мг в сутки в течение 12 нед.) на желудочковую эктопическую активность и на ВРС у больных с сердечной недостаточностью. После 12 нед. терапии улучшились показатели суточной ВРС и достоверно уменьшилось количество значимых и жизнeугрожаемых желудочковых экстрасистол . Таким образом, ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента улучшают параметры ВРС, а, следовательно, прогноз в отношении риска внезапной смерти и жизнеугрожающих аритмий у больных с патологией сердечно-сосудистой системы.

b-блокаторы изменяют спектр сердечного ритма в сторону увеличения высокочастотной составляющей спектра; вклад среднечастотной и низкочастотной составляющих, напротив, уменьшается, что говорит о нормализации вегетативной регуляции ритма сердца. b-блокаторы у больных ИБС приводят к значительному увеличению ВРС за счет увеличения влияния парасимпатической нервной системы, предупреждают усиление симпатических влияний в ранние утренние часы. A. Kardos и соавт. (1998) у 50 пациентов после инфаркта миокарда 5-недельной давности исследовали действие липофильных (метопролол) и гидрофильных (атенолол) b-блокаторов на вегетативный баланс. Атенолол в дозе 50 мг/сут и метопролол в дозе 100 мг/сут применяли в течение 4 нед. В исследовании как в покое, так и при нагрузке (психологический стресс, ортостатическая проба), выявлено, что частота сердечных сокращений и соотношение симпатической и парасимпатических нервных систем были ниже в группе получавших атенолол , что свидетельствует о менее выраженном влиянии атенолола на вегетативную нервную систему, чем метопролола. В. Wennerblom и соавт. (1998) показали, что метопролол в дозе 100 мг/сут., уменьшая тонус симпатической нервной системы, улучшал прогноз течения заболевания у больных ИБС стенокардией напряжения функциональный класс II-III . И.С. Явелов и соавт (1999) показали, что у больных с нестабильной стенокардией через 1 нед регулярного приема метопролола и атенолола (в средней суточной дозе 282 и 148 мг/сут соответственно) происходят нормализация ВРС и относительное увеличение вагусной активности, причем увеличение ВРС наблюдается только у больных со средней частотой сердечных сокращений в покое более 67 уд/мин . В исследовании A. Mortara et аl. (2000) отмечено увеличение показателей временного анализа ВРС у больных с хронической сердечной недостаточностью при длительном воздействии несслективного b-блокатора карведилола в дозе 12,5 мг 2 раза в сутки . И.В. Демидова и соавт. (2000) показали высокую активность нового кардиоселективного b-блокатора бисопролола в дозе 5 мг 1 раз в сутки в течение 16 нед у больных с постинфарктной сердечной недостаточностью (функциональный класс III и IV), который значимо увеличивал параметры ВРС через 16 нед. терапии .

Тaблица 2. Возрастные нормы параметров статистического анализа ВРС*

Возраст, лет	SDNN, мс	SDDANN, мс	RMSSD, мс
20-29	109-187	94-180	24-62
30-39	111-175	97-163	24-46
40-49	102-162	75-156	20-42
50-59	94-148	79-133	16-34
60-69	89-153	80-142	16-28
70-79	102-146	94-134	17-31
80-99	83-129	71-119	1-7

Антиаритмические препараты

Информация о влиянии на ВРС пропафенона противоречива: он по данным В.М. Михайлова , подобно b-блокаторам, усиливает парасимпатическую активность, тем самым улучшая показатели ВРС, однако его влияние меньше выражено, чем метопролола и других b-блокаторов. Отмечено, что пропафенон уменьшает временные характеристики ВРС у пациентов с хроническими желудочковыми аритмиями . Кроме того, пропафенон снижает ВРС, уменьшая соотношение низкочастотных и высокочастотных характеристик ВРС . П.В.Дмитрюк (1997) показал, что независимо от состояния вегетативной нервной системы, препарат повышает тонус симпатического отдела и одновременно снижает вагуснос влияние на сердце . Таким образом, пропафенон и его аналоги, возможно, имеют разнонаправленное влияние на ВРС, при этом, по-видимому, применение этих препаратов нежелательно у больных, перенесших инфаркт миокарда, вследствие ухудшения прогноза течения заболевания.

Другой антиаритмический препарат - амиодарон - не оказывает значимого влияния на ВРС . Поэтому при необходимости назначать антиаритмические препараты больным ИБС предпочтение следует давать амиодарону, а не пропафенону. Исходя из данных о влиянии на ВРС, амиодарон улучшает прогноз течения заболевания у больных ИБС.

Антагонисты кальция

Дилтиазем снижает низкочастотные составляющие спектра у больных острым инфарктом миокарда (улучшая при этом прогноз течения заболевания) в той же степени, что и b-блокаторы . В работе О.А. Голощапова и соавт. (2000) было показано, что нифедипин у большинства больных артериальной гипертонией незначительно снижает ВРС . Таким образом, целесообразно применение антагонистов кальция (дилтиазем и его аналоги; нифедипин следует применять с осторожностью, предпочтительно ретардные формы).

Эстрогены

По данным G. Rosano (1993) у здоровых женщин, находящихся в периоде постменопаузы на заместительной гормональной терапии 17b-эстрадиолом в дозе 1 мг/сут на протяжении 4 мес, достоверно повышались показатели ВРС, что свидетельствует о нормализации функции вегетативной нервной системы в отношении контроля над сердечно-сосудистой системой .

Заключение

Исходя изданных о влиянии ряда фармакологических препаратов на ВРС, представляется целесообразным применение некоторых препаратов для увеличения ВРС в целях улучшения прогноза течения сердечно-сосудистых заболеваний с целью коррекции вегетативной регуляции сердечного ритма. В первую очередь, это касается b-блокаторов и ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента, в частности эналаприла, каптоприла и др.

Abstract

24-hour ECG-monitoring is used for diagnostic, prognostic and remedial purpose. Together with the analysis of impairment of cardiac rhythm and conduction there is the quantitative assessment of localization and duration of ST-segment. It is used for diagnostic of chronic coronary disease. The 24-hour ECG-monitoring is also used for the value of electrocardiostimulator function and cyclic cardiac rhythm variability. The influence of different drugs on cyclic cardiac rhythm variability is described in this article.

Литература:

1. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения. - Иванове: Изд-во Ивановской госуд. мед. академии, 2000. - 200 с.
2. Derad 1., Otterbein A., Molle M.„ Petrowsky R., Born J., Fehm H.L. The angiotensin converting enzyme inhibitors fosinopril and enalapdl differ in their central nervous effects in humans. - J. Hypertens., 1996. V. 14. N. 11. P. 1309-1315.
3. Рябыкина Г.В., Соловьев А.В. Вариабельность ритма сердца. - М.: Изд-во "СтарКo", 1998. - 200 с.
4. Явелов И.С., Зуйков Ю.А., Деев А.Д., Травина Е.Е., Грацианский Н.А., Аверков О.В., Ваулин Н.А. Опыт изучения вариабельности ритма сердца при острых коронарных синдромах. - Росс. Кардиол. Журн., 1999. № 1. С. 3-10.
5. Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.3. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука, 1984. - 221 с.
6. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. Рабочая группа Европейского Кардиологического Общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии. - Вестник аритмологии, 1999. № 11. С. 53-78.
7. van Ravenswaaij-Arts C.A., Kolle L.A., Hopman J.C., Stoelinga G.B. Heart rate variability. - Ann. of intern. Med., 1993. V. 118. P. 436-447.
8. Дабровски А., Дабровски Б., Пиотрович Р. Суточное мониторирование ЭКГ. - М: Медпрактика, 1999.- 208 с.
9. Akselrod S., Gordon D., Ubel F.A. et.al. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control. - Science, 1981. V. 213. N. 4504. P. 220-222.
10. van Ravenswaaij-Arts C.A., Kolle L.A., Hopman J.C., Stoelinga G.B. Heart rate variability. - Ann. of intern. Med., 1993. V. 118. P. 436-447.
11. Noda A., Yasuma F., Okada Т., Yokota М. Circadian rhythm ofautonomic activity in patients with obstructive sleep apnea syndrome. - Clin. Cardiol., 1998. V. 21. N. 4. P. 271-276.
12. Стручков П.В, Зубкова А.В., Короткова Е.С., Гуревич М.В. Зависимость параметров вариабельности ритма сердца при суточном мониторировании ЭКГ от возраста больных разными формами ИБС. - Вестник аритмологии, 2000. № 17. С. 66.
13. Кирячков Ю.Ю., Хмелевский Я.М., Воронцова Е.В. Компьютерный анализ вариабельности сердечного ритма: методики, интерпретация, клиническое применение. - Анестезиология и реаниматология, 2000. № 2. С. 56-62.
14. Bemardi L., Ricordi L., Lazzati P. Impaied circulation modulation of sympathovagal activity in diabetes. - Circulation, 1989. V. 79. P. 1443-1452.
15. Соколов А.В. Системный анализ синдрома дыхательной недостаточности у больных хроническим бронхитом. - автореферат диссертации... д.м.н. - Рязань, 2000. 39 с.
16. Зулкарнеев Р.Х. Диагностическое значение оценки вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных бронхиальной астмой. - автореферат диссертации... к.м.н. Уфа, 1997. 24 с.
17. Watson J.P, Nolan J., Elliott M.W. Autonomic disfunction in patients with nocturnal hypoventilation in extrapulmonary restrictive disease. - Eur. Respir. J., 1999. V. 13. N. 5. P. 1097-1102.
18. Jartti ТТ., Kaila T.J., Tahvanainen K.U., Kuulela ТА., Vanto T.T, Valimaki I.A. Altered cardiovascular autonomic regulation after salbutamol treatment in astmatic children. - Clin. PhysioL, 1998. V. 18. N. 7. P. 345-353.
19. Jartii Т., Tahvanainen К., Vanto T The acute effects of inhaled salbutamolon the beat-to-beat variability of heart rate and blood pressure assessed by spectral analysis. - Br. J. Clin. Pharmacol., 1997. V. 43. N. 4. P. 421-428.
20. Якушина М.Р. Клинико-инструментальная характеристика кардиореспираторной системы и вегетативного гомеостаза у больных хроническим обструктивным бронхитом.-автореферат диссертации...к.м.н.- Рязань, 1995. 24 с.
21. Шабунина А.Б. Вегетативная регуляция при хроническом обструктивном бронхите и ее динамика в процессе лечения больных ипратропиума бромидом. - автореферат диссертации... к.м.н. - Пермь, 2000. 20 с.
22. Jansson К., Hagerman I., Ostund R., Kariberg K.E., Nylander E., Nyquist 0., Dahlstrom U. The effects ofmetoprolol and captopril on heart rate variability iri patients with idiopatic dilated cardiomyopathy. - Clin. Cardiol., 1999. V.22. N. 6. P. 397-402.
23. Завадкин A.B., Степанова Н.С. Динамика желудочковой эктопической активности, ишемических проявлений и показателей вариабельности ритма сердца у больных сердечной недостаточностью при лечении эднитом. - Тезисы VII Российского национального конгресса "Человек и лекарство", 2000. С. 38.
24. Wennerblom В., Courmel Ph., Hermida J.S. et al. Heart rate variability in myocardial hypertrophy and heart failure, and effects of beta-blocking therapy. - Eur. Heart J., 1991. V. 12. P. 412-422.
25. Явелов И.С., Зуйков Ю.А., Деев А.Д., Травина Е.Е., Грацианский Н.А., Аверков О.В., Ваулин Н.А. Опыт изучения вариабельности ритма сердца при острых коронарных синдромах. - Росс. Кардиол. Журн., 1999. №1. С. 3-10.
26. Mortara A., La Rovere M.T, Pinna G.D., Maestri R., Capomolla S., Cobelli F. Nonselective beta-adrenergic blocking agent, carvedilol, improws arterial baroreflex gain and heart rate variability in patients witn stable chronic heart failure. - Am. Heart J., 2000. V. 139. N. 6. P. 1088-1095.
27. Демидова И.В., Терещенко С.Н., Моисеев B.C. Влияние бисопролола на вариабельность сердечного ритма у больных хронической сердечной недостаточностью III-IV функционального класса по NYHA. - Тезисы VII Российского национального конгресса "Человек и лекарство", 2000. С. 34.
28. Дмитрюк П.В. и др. Влияние пропафенона на динамику ритмографических показателей и качество жизни у больных с экстрасистолической аритмией. - Кардиология, 1997. Т. 37. № 3. С. 47-50.
29. Иванов Г. Г. Вариабельность сердечного ритма. - В сборнике "Современная электрокардиография: новые возможности и области применения в клинике". - М., 2000. С. 24-27.
30. Голошапов О.В. и соавт. Разнонаправленное влияние нифедипинаЬ-блокатора проппранололоа на вариабельность ритма сердца у больных артериальной гипертонией. - Тезисы VII Российского национального конгресса "Человек и лекарство", 2000. С. 32.
31. Rosano G.M., Collins P., Jiang C. et al. Cardiovascular protection by estrogen - a calcium antagonist effect?- Lancet, 1993. V. 341. Р, 1264-1265.

Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) 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 ВСР осуществляется рабочей группой Европейского кардиологического общества и Северо-американского общества стимуляции и электрофизиологии.

Cердце 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, как мы видели выше, хорошо работают традиционные средства визуального и измерительного анализа. Преимущество данного раздела состоит в возможности обнаружить тончайшие отклонения в сердечной деятельности, поэтому его методы особенно эффективны для оценки общих функциональных возможностей организма в норме, 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 (см. в конце раздела).

Исходными материалом для анализа ВСР являются непродолжительные одноканальные записи ЭКГ (от двух до нескольких десятков минут), 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 компоненты ЭКГ.

Методы анализа ВСР обычно группируются в следующие четыре основные раздела:

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

Другие методы. Для анализа ВСР используется и ряд менее употребительных методов, связанных с построением трехмерных скаттерграмм, дифференциальных гистограмм, вычислением автокорреляционных функций, триангуляционной интерполяции, вычислением индекса Святого Георга . В оценочном и диагностическом планах эти методы можно охарактеризовать как научно-поисковые, и они практически не привносят принципиально новой информации.

Холтеровский мониториг. Длительное мониторирование ЭКГ по Холтеру предполагает многочасовую или многосуточную одноканальную непрерывную запись ЭКГ пациента, находящегося в своих обычных жизненных условиях. Запись осуществляется портативным носимым регистратором на магнитный носитель. В связи с большой временной продолжительностью последующее исследование ЭКГ-записи осуществляется вычислительными методами. При этом обычно строится интервалограмма, определяются участки резкого изменения ритмики, ищутся экстрасистолические сокращения и асистолические паузы с подсчетом их общего количества и классификацией экстрасистол по форме и локализации.

Интервалография В этом разделе преимущественно используются методы визуального анализа графиков изменения последовательных КИ (интервалограмма или ритмограмма). Это позволяет оценить выраженность различных ритмов (в первую очередь - дыхательного ритма, см. рис. 6.11) выявить нарушения вариабельности КИ (см. рис. 6.16, 6.18, 6.19), асистолии и экстрасистолии. Так на рис. 6.21 приведена интервалограмма с тремя пропусками сердечных сокращений (три удлиненных КИ в правой части), сменяющимися экстрасистолой (укороченный КИ), за которой сразу следует четвертый пропуск сердечного сокращения.

Рис. 6.11. Интервалограмма глубокого дыхания

Рис. 6.16. Интервалограмма фибрилляции

Рис. 6.19. Интервалограмма пациента с нормальным самочувствием, но с явными нарушениями в ВСР

Интервалограмма позволяет выявить важные индивидуальные особенности действия регуляторных механизмов в реакциях на физиологические пробы. В качестве показательного примера рассмотрим противоположные типы реакций на пробу задержки дыхания. Рис. 6.22 демонстрирует реакции ускорения ЧСС при задержке дыхания. Однако у испытуемого (рис. 6.22, а) после начального резкого спада наступает стабилизация с тенденцией к некоторому удлинению КИ, в то время как у испытуемого (рис. 6.22, б) начальный резкий спад продолжается более медленным укорочением КИ, при этом проявляются нарушения вариабельности КИ с дискретным характером их чередования (что для данного испытуемого не проявлялось в состоянии релаксации). Рисунок 6.23 представляет реакции противоположного характера с удлинением КИ. Однако, если для испытуемого (рис. 6.23, а) имеет место близкая к линейной возрастающая тенденция, то для испытуемого (рис. 23, б) в этой тенденция проявляется высокоамплитудная медленноволновая активность.

Рис. 6.23. Интервалограммы для проб задержки дыхания с удлинением КИ

Вариационная пульсометрия В этом разделе преимущественно используются средства описательной статистики для оценки распределения КИ с построением гистограммы, а также ряд производных показателей, характеризующих функционирование различных регуляторных систем организма, и специальных международных индексов. Для многих из этих индексов на большом экспериментальном материале определены клинические границы нормы в зависимости от пола и возраста, а также ряд последующих числовых интервалов, отвечающих дисфункциям той или иной степени.

Гистограмма. Напомним, что гистограмма представляет собой график плотности вероятности выборочного распределения. В данном случае высота конкретного столбика выражает процент присутствующих в записи ЭКГ кардиоинтервалов заданного диапазона длительности. Горизонтальная шкала длительностей КИ для этого разбивается на последовательные интервалы равной величины (бины). Для сравнимости гистограмм международный стандарт устанавливает размер бина равным 50 мс.

Нормальная сердечная деятельность характеризуется симметричной, куполообразной и цельной гистограммой (рис. 6.24). При релаксации с неглубоким дыханием гистограмма сужается, при углублении дыхания - уширяется. При наличии пропусков сокращений или экстрасистол на гистограмме появляются отдельно стоящие фрагменты (соответственно, справа или слева от основного пика, рис. 6.25). Несимметричная форма гистограммы свидетельствует об аритмичном характере ЭКГ. Пример такой гистограммы приведен на рис. 6.26, а. Для выяснения причин такой асимметрии бывает полезно обратиться к интервалограмме (рис. 6.26, б), которая в данном случае показывает, что асимметрия определена скорее не патологической аритмией, а наличием нескольких эпизодов смены нормальной ритмики, которые могут быть вызваны эмоциональными причинами или же сменами глубины и частоты дыхания.

Рис. 6.24. Симметричная гистограмма

Рис. 6.25. Гистограмма с пропусками сокращений

а - гистограмма; б - интервалограмма

Показатели. Кроме гистографического представления в вариационной пульсометрии вычисляется и целый ряд числовых оценок: описательная статистика, показатели Баевского, индексы Каплана и ряд других.

Показатели описательной статистики дополнительно характеризуют распределение КИ:

• размер выборки N;
• вариационный размах dRR - разность меду максимальным и минимальным КИ;
• среднее значение RRNN (норма в перерасчете на ЧСС составляет: 64±2,6 для возрастов 19-26 лет и 74±4,1 для возрастов 31-49 лет);
• стандартное отклонение SDNN (норма 91±29);
• коэффициент вариации CV=SDNN/RRNN*100%;
• коэффициенты асимметрии и эксцесса, характеризующие симметричность гистограммы и выраженность ее центрального пика;
• мода Mo или значение КИ, делящее всю выборку пополам, при симметричном распределении мода близка к среднему значению;
• амплитуда моды AMo - процент КИ, попадающих в модальный бин.
• RMSSD - корень квадратный из средней суммы квадратов разностей соседних КИ (практически совпадает со стандартным отклонением SDSD, норма 33±17), имеет устойчивые статистические свойства, что особенно актуально для коротких записей;
• pNN50 - процент соседних кардиоинтервалов, отличающихся друг от друга более чем на 50 мс (норма 7±2%), также мало изменятся в зависимости от длины записи.

Показатели dRR, RRNN, SDNN, Mo выражаются в мс. Наиболее значимым считается AМo, отличающаяся устойчивостью к артефактам и чувствительностью к изменению функционального состояния. В норме у людей до 25 лет AМo не превышает 40%, с возрастом увеличивается на 1% каждые 5 лет, превышение 50% расценивается как патология.

Показатели Р.М. Баевского :

• индекс вегетативного равновесия ИВР=AMo/dRR указывает на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов ВНС;
• вегетативный показатель ритма ВПР=1/(Mo*dRR) позволяет судить о вегетативном балансе организма;
• показатель адекватности процессов регуляции ПАПР=AMo/Mo отражает соответствие между активностью сипатического отдела ВНС и ведущим уровнем синусового узла;
• индекс напряжения регуляторных систем ИН=AMo/(2*dRR*Mo) отражает степень централизации управления сердечным ритмом.

Наиболее значимым в практике является индекс ИН, адекватно отражающий суммарный эффект сердечной регуляции. Границы нормы составляют: 62,3±39,1 для возрастов 19-26 лет. Показатель чувствителен к усилению тонуса симпатической ВНС, небольшая нагрузка (физическая или эмоциональная) увеличивает его в 1,5-2 раза, при значительных нагрузках рост составляет 5-10 раз.

Индексы А.Я. Каплана. Разработка этих индексов преследовала задачу оценки медленно и быстроволновых компонентов вариабельности КИ без привлечения сложных методов спектрального анализа:

• индекс дыхательной модуляции (ИДМ) оценивает степень влияния дыхательного ритма на вариабельность КИ:
• ИДМ=(0,5* RMSSD/RRNN)*100%;
• индекс симпато-адреналового тонуса: САТ=АМо/ИДМ*100%;
• индекс медленноволновой аритмии: ИМА=(1-0,5*ИДМ/CV)*100%-30
• индекс перенапряжения регуляторных систем ИПС представляет собой произведение САТ на отношение измеренного времени распространения пульсовой волны к времени распространения в состоянии покоя, диапазон значений:

40-300 - рабочее нервно–психическое напряжение;

900-3000 - перенапряжение, необходимость отдыха;

3000-10000 - перенапряжение, опасное для здоровья;

свыше- необходимость срочного выхода из текущего состояния с обращением к врачу–кардиологу.

Индекс САТ в отличие от ИН учитывает только быстрый компонент вариативности КИ, так как содержит в знаменателе не суммарный размах КИ, а нормированную оценку изменчивости между последовательными КИ - ИДМ. Таким образом, чем меньше вклад высокочастотного (дыхательного) компонента ритма сердца в суммарную вариативность КИ, тем выше индекс САТ. Он очень эффективен для общей предварительной оценки сердечной деятельности в зависимости от возраста, границы нормы составляют: 30-80 до 27 лет, 80-250 от 28 до 40 лет, 250-450 от 40 до 60 лет, и 450-800 для старших возрастов. Вычисление САТ производят на 1-2 минутных интервалах в спокойном состоянии, выход за верхнюю возрастную границу нормы является признаком нарушений в сердечной деятельности, а выход за нижнюю границу - благоприятным признаком.

Естественным дополнением САТ является ИМА, который прямо пропорционален дисперсии КИ, но не суммарной, а оставшейся за вычетом быстрого компонента вариативности КИ. Границы нормы ИМА составляют: 29,2±13,1 для возрастов 19-26 лет.

Индексы оценки отклонений в вариабельности. Большинство рассмотренных показателей являются интегральными, поскольку вычисляются на достаточно протяженных последовательностях КИ, при этом ориентированы именно на оценку средней вариабельности КИ и чувствительны к различиям в таких средних значениях. Эти интегральные оценки сглаживают локальные вариативности и хорошо работают в условиях стационарности функционального состояния, например, при релаксации. В то же время интересно было бы иметь и другие оценки, которые бы: а) хорошо работали и в условиях функциональных проб, т. е. когда сердечный ритм не стационарен, а имеет заметную динамику, например, в виде тренда; б) были чувствительные именно к крайним отклонениям, связанным с малой или повышенной вариабельностью КИ. Действительно, многие незначительные, ранние отклонения в сердечной деятельности не проявляются в покое, но могут быть выявлены в ходе функциональных проб, связанных с повышенной физиологической или психической нагрузкой.

В этом плане имеет смысл предложить один из возможных альтернативных подходов, позволяющий конструировать показатели ВСР, которые, в отличие от традиционных, можно было бы назвать дифференциальными или интервальными. Такие показатели вычисляются в коротком скользящем окне с последующим усреднением по всей последовательности КИ. Ширину скользящего окна можно выбрать порядка 10 сердечных сокращений, исходя из следующих трех соображений: 1) это соответствует трем-четырем дыханиям, что в определенной степени позволяет нивелировать ведущее влияние дыхательного ритма; 2) на таком сравнительно коротком отрезке сердечный ритм можно считать условно стационарным даже в условиях нагрузочных функциональных проб; 3) такой размер выборки обеспечивает удовлетворительную статистическую устойчивость числовых оценок и применимость параметрических критериев.

В рамках предложенного подхода нами были сконструированы два оценочных индекса: показатель сердечного стресса ПСС и показатель сердечной аритмии ПСА. Как показало дополнительное исследование, умеренное увеличение ширины скользящего окна немного снижает чувствительность этих индексов и расширяет границы нормы, но эти изменения не носят принципиального характера.

Индекс ПСС предназначен для оценки «плохой» вариабельности КИ, выражающейся в присутствии КИ одинаковой или очень близкой длительности с различием до 5 мс (примеры таких отклонений приведены на рис. 6.16, 6.18, 6.19). Такой уровень «нечувствительности» выбран из двух соображений: а) он достаточно мал, составляя 10% от стандартного 50 мс бина: б) он достаточно велик, чтобы обеспечить стабильность и сравнимость оценок для записей ЭКГ, выполненных с различным временным разрешением. Среднее значение в норме равно 16,3%, стандартное отклонение - 4,08%.

Индекс ПСА предназначен для оценки экстравариабельности КИ или уровня аритмии. Он вычисляется как процент КИ, отличающихся от среднего значения более чем на 2 стандартных отклонения. При нормальном законе распределения таких значений будет менее 2,5%. Среднее значение ПСА в норме равно 2,39%, стандартное отклонение - 0,85%.

Вычисление границ нормы. Часто при вычислении границ нормы используется достаточно произвольная процедура. Выбираются условно «здоровые» пациенты, у которых при поликлиническом наблюдении не обнаружено заболеваний. По их кардиограммам вычисляются показатели ВСР, и по этой выборке определяются средние значения и стандартные отклонения. Такую методику нельзя признать статистически корректной.

1. Как указано выше, всю выборку надо сначала очистить от выбросов. Граница отклонений и число выбросов у отдельного пациента определяется вероятностью таких выбросов, которая зависит от числа показателей и числа измерений.

2. Однако далее необходимо произвести чистку по каждому показателю отдельно, поскольку при общей нормативности данных отдельные показатели некоторых пациентов могут резко отличаться от групповых значений. Критерий стандартного отклонения здесь не подходит, поскольку сами стандартные отклонения оказываются смещенными. Такую дифференцированную чистку можно произвести при визуальном изучении графика упорядоченных по возрастанию значений показателя (график Кетле). Следует исключить значения, принадлежащие к концевым, загибающимся, разреженным участкам графика, оставив центральную, плотную и линейную его часть.

Спектральный анализ Этот метод основан на расчете амплитудного спектра (подробнее см. в разд. 4.4) ряда кардиоинтервалов.

Предварительная временная перенормировка. Однако спектральный анализ не может быть осуществлен непосредственно над интервалограммой, поскольку в строгом смысле она не является временным рядом: ее псевдоамплитуды (КИi) во времени разделены самими же КИi, т. е. ее временной шаг неравномерен. Поэтому перед вычислением спектра требуется временная перенормировка интервалограммы, которая производится следующим образом. Выберем в качестве постоянного временного шага значение минимального КИ (или его половину), которое обозначим мКИ. Проведем теперь две временные оси друг под другом: верхнюю разметим согласно последовательным КИ, а нижнюю разметим с постоянным шагом мКИ. На нижней шкале будем строить амплитуды аКИ вариабельности КИ следующим образом. Рассмотрим очередной шаг мКИi на нижней шкале, здесь может быть два варианта: 1) мКИi полностью укладывается в очередной КИj на верхней шкале, тогда принимаем аКИi=КИj; 2) мКИi накладывается на два соседних КИj и КИj+1 в процентном соотношении a% и b% (a+b=100%), тогда величину аКИi вычисляем из соответствующей пропорции представимости аКИi=(КИj/a%+КИj+1/b%)*100%. Полученный временной ряд аКИi и подвергается спектральному анализу.

Частотные диапазоны. Отдельные области полученного амплитудного спектра (амплитуды измеряются в милисекундах) представляют мощность вариативности КИ, обусловленную влиянием различных регуляторных систем организма. При спектральном анализе выделяют четыре частотных диапазона:

• · 0,4-0,15 Гц (период колебаний 2,5-6,7 с) - высокочастотный (HF - high frequency) или дыхательный диапазон отражает активность парасимпатического кардиоингибиторного центра продолговатого мозга, реализуется через блуждающий нерв;
• · 0,15-0,04 Гц (период колебаний 6,7-25 с) - низкочастотный (LF - low frequency) или вегетативный диапазон (медленные волны первого порядка Траубе-Геринга) отражает активность симпатических центров продолговатого мозга, реализуется через влияния СВНС и ПСВНС, но преимущественно - иннервацией от верхнего грудного (звездчатого) симпатического ганглия;
• · 0,04-0,0033 Гц (период колебаний от 25 с до 5 мин) - сверхнизкочастотный (VLF - very low frequency) сосудисто-двигательный или васкулярный диапазон (медленные волны второго порядка Майера) отражает действие центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов регуляции; реализуется через изменение в крови гормонов (ретин, ангиотензин, альдостерон и др.);
• · 0,0033 Гц и медленнее - ультранизкочастотный (ULF) диапазон отражает активность высших центров регуляции сердечного ритма, точное происхождение регуляции неизвестно, диапазон редко исследуется в связи с необходимость выполнения длительных записей.

а - релаксация; б - глубокое дыхание На рис. 6.27 приведены спектрограммы для двух физиологических проб. В состоянии релаксации (рис. 6.27, а) с поверхностным дыханием амплитудный спектр достаточно монотонно спадает в направлении от низких частот к высоким, что говорит о сбалансированной представимости различных ритмов. При глубоком дыхании (рис. 6.27, б) резко выделяется один дыхательный пик на частоте 0,11 Гц (с периодом дыхания 9 с), его амплитуда (вариабельность) в 10 раз пре-вышает средний уровень на других частотах.

Показатели. Для характеристики спектральных диапазонов вычисляется ряд показателей:

• частота fi и период Тi средневзвешенного пика i-го диапазона, положение такого пика определяется центром тяжести (относительно оси частот) участка графика спектра в диапазоне;
• мощность спектра в диапазонах в процентном отношении к мощности всего спектра VLF%, LF%, HF% (мощность вычисляется как сумма амплитуд спектральных гармоник в диапазоне); границы нормы составляют, соответственно: 28,65±11,24; 33,68±9,04; 35,79±14,74;
• среднее значение амплитуды спектра в диапазоне Аср или средняя вариативность КИ; границы нормы составляют, соответственно: 23,1±10,03, 14,2±4,96, 6,97±2,23;
• амплитуда максимальной гармоники в диапазоне Аmax и ее период Tmax (для повышения устойчивости этих оценок необходимо предварительное сглаживание спектра);
• нормированные мощности: LFnorm=LF/(LF+HF)*100%; HFnorm=HF/(LF+HF) *100%; коэффициент вазосимпатического баланса LF/HF; границы нормы составляют, соответственно: 50,6±9,4; 49,4±9.4; 0,7±1,5.

Погрешности спектра КИ. Остановимся на некоторых инструментальных погрешностях спектрального анализа (см. в разд. 4.4) применительно к интервалограмме. Во первых, мощности в частотных диапазонах существенно зависят от «реального» разрешения по частоте, которое в свою очередь зависит, по крайней мере, от трех факторов: от длины записи ЭКГ, от величин КИ и от выбранного шага временной перенормировки интервалограммы. Это уже само по себе накладывает ограничения на сравнимость различных спектров. К тому же утечка мощности от высокоамплитудных пиков и боковые пики вследствие амплитудной модуляции ритмики может простираться далеко в соседние диапазоны, внося значительные и неконтролируемые искажения.

Во вторых, при записи ЭКГ не нормируется главный действующий фактор - дыхательный ритм, который может иметь разную частоту и глубину (частота дыхания регламентируется только в пробах глубокого дыхания и гипервентиляции). А о сравнимости спектров в диапазонах HF и LF можно было бы вести речь только тогда, когда пробы выполняются с фиксированным периодом и амплитудой дыхания. Для учета и контроля дыхательного ритма следовало бы запись ЭКГ дополнять регистрацией грудного и брюшного дыхания.

И наконец, само разбиение спектра КИ на существующие диапазоны достаточно условно и статистически никак не обосновано. Для такого обоснования следовало бы на большом экспериментальном материале опробовать различные разбиения и выбрать наиболее значимое и устойчивое в плане факторной интерпретации.

Вызывает также определенное недоумение повсеместное использование именно оценок мощности СА. Такие показатели плохо согласуются друг с другом, поскольку прямо зависят от размеров частотных диапазонов, которые в свою очередь различаются в 2-6 раз. В этом отношении предпочтительнее использование средних амплитуд спектра, которые в свою очередь не плохо коррелируют с рядом показателей ВП в диапазоне значений от 0,4 до 0,7.

Корреляционая ритмография Этот раздел включает преимущественно построение и визуальное изучения двумерных скаттерграмм или диаграмм рассеяния, представляющих зависимость предшествующих КИ от последующих. Каждая точка на этом графике (рис. 6.28) обозначает соотношение между длительностями предыдущего КИi (по оси Y) и следующего КИi+1 (по оси X).

Показатели. Для характеристики облака рассеяния вычисляют положение его центра, т. е. среднее значение КИ (М), а также размеры продольной L и поперечной w осей и их отношение w/L. Если в качестве КИ взять чистую синусоиду (идеальный случай влияния только одного ритма), то w будет составлять 2,5% от L. В качестве оценок w и L обычно используют стандартные отклонения a и b по этим осям.

Для лучшей визуальной сравнимости на скаттерграмме строят эллипс (рис. 6.28) с размером осей 2L, 2w (при небольшом объеме выборки) или 3L, 3w (при большом объеме выборки). Статистическая вероятность выхода за два и три стандартные отклонения составляет 4,56 и 0,26% при нормальном законе распределения КИ.

Норма и отклонения. При наличии резких нарушений ВСР диаграмма рассеяния приобретает случайный характер (рис. 6.29, а) или же распадается на отдельные фрагменты (рис. 6.29, б): так в случае экстрасистолии появляются симметричные относительно диагонали группы точек, сдвинутые в область коротких КИ от основного облака рассеяния, а в случае асистолии появляются симметричные группы точек в области коротких КИ. В этих случаях скаттерграмма не дает никакой новой информации по сравнению с интервалограммой и гистограммой.

а - выраженная аритмия; б - экстрасистолия и асистолия Поэтому скаттерграммы полезны преимущественно в условиях нормы для взаимных сравнений различных испытуемых в различных функциональных пробах. Отдельной областью такого применения является тестирование тренированности и функциональной готовности к физи-ческим и психологическим нагрузкам (см. далее).

Соотношение показателей Для оценки значимости и соотношения различных показателей ВСР в 2006 г. нами было проведено специальное статистическое исследование. Исходными данными являлись 378 записей ЭКГ, выполненных в состоянии релаксации у спортсменов высшей квалификации (футбол, баскетбол, хоккей, шорт-трек, дзюдо) . Результаты корреляционного и факторного анализа позволили сделать следующие выводы:

1. Набор наиболее употребительных в практике показателей ВСР избыточен, более 41% в нем (15 из 36) составляют функционально связанные и высококоррелированные показатели:

· функционально зависимыми являются следующие пары показателей: ЧСС-RRNN, Мо-RRNN, LF/HF-HFnorm, LFnorm-HFnorm, fVLF-TVLF, fLF-TLF, fHF-THF, w/L-ИМА, Kr-ИМА, Kr-w/L;

· высоко коррелированными являются следующие показатели (в качестве множителей указаны коэффициенты корреляции): Мо-0,96*ЧСС, АМо-0,93*ИВР-0,93*ПАПР, ИВР-0,96*ИН, ВПР-0,95*ИН, ПАПР-0,95*ИН-0,91*ВПР, dХ-0,92*SDNN, RMSSD-0,91*рNN50, ИДМ-0,91*HF%, ИДМ-0,91*АсрHF, w=0,91*рNN50, Br=0,91*w/L, Br=0,91*Kr, LF/HF=0,9*VL%.

В частности, все показатели корреляционной ритмографии в указанном смысле дублируются показателями вариационной пульсометрии, тем самым этот раздел являет лишь удобную форму визуального представления информации (скаттерграмму).

2. Показатели вариационной пульсометрии и спектрального анализа отражают различные и ортогональные факторные структуры.

3. Среди показателей вариационной пульсометрии наибольшую факторную значимость имеют две группы показателей: а) САТ, ПСС, ИН, SDNN, pNN50, ИДМ, характеризующие различные аспекты напряженности сердечной деятельности; б) ИМА, ПСА, характеризующие соотношение ритмичности-аритмичности сердечной деятельности;

4. Значимость диапазонов LF и VLF для функциональной диагностики сомнительна, поскольку факторное соответствие их показателей неоднозначно, а сами спектры подвержены влиянию многочисленных и неконтролируемых искажений.

5. Вместо неустойчивых и неоднозначных спектральных показателей возможно использование ИДМ и ИМА, отражающих дыхательные и медленноволновые компоненты сердечной вариативности. Вместо оценок мощности в диапазонах предпочтительнее использование средних амплитуд спектра.

Оценка тренированности Одним из эффективных методов оценки тренированности и функциональной готовности (спортсменов и других профессионалов, работа которых сопряжена с повышенными физическими и психологическими нагрузками) является анализ динамики изменения ЧСС в процессе физической нагрузки большей интенсивности и в период постнагрузочного восстановления. Эта динамика напрямую отражает скоростные и действенные характеристики биохимических обменных процессов, протекающих в жидкостной среде организма. В стационарных условиях физическая нагрузка обычно дается в форме велоэргономометрических испытаний, в условиях же реальных соревнований возможно преимущественно исследование восстановительных процессов.

Биохимия мышечного энергообеспечения. Энергия, получаемая организмом от расщепления продуктов питания, хранится и транс-портируется к клеткам в виде высокоэнергетического соединения АТФ (адренозинтрифосфорная кислота). Эволюция сформировала три энергообеспечивающие функциональные системы:

• 1. Анаэробно-алактатная система (АТФ - КФ или креатинфосфат) использует АТФ мышц на начальной фазе работы с последующим восстановлением запасов АТФ в мышцах путем расщепления КФ (1 моль КФ = 1 моль АТФ). Запасы АТФ и КФ обеспечивают только краткие энергетические потребности (3-15 с).
• 2. Анаэробно-лактатная (гликолитическая) система осуществляет энергообеспечение путем расщепления глюкозы или гликогена, сопровождаемое образованием пировиноградной кислоты с последующим ее преобразованием в молочную кислоту, которая, быстро разлагаясь, образует калиевые и натриевые соли, имеющие общее название лактата. Глюкоза и гликоген (образуется в печени из глюкозы) трансформируются в глюкозо-6-фосфат, а затем - в АТФ (1 моль глюкозы = 2 моля АТФ, 1 моль гликогена = 3 моля АТФ).
• 3. Аэробно-окислительная система использует кислород для окисления углеводов и жиров для обеспечения длительной мышечной работы с образованием АТФ в митохондриях.

В состоянии покоя энергия образуется расщеплением практически одинакового количества жиров и углеводов с образованием глюкозы. При кратковременной интенсивной нагрузке АТФ почти исключительно образуется за счет расщепления углеводов (самая «быстрая» энергия). Содержание углеводов в печени и скелетных мышцах обеспечивает образование не более 2000 ккал энергии, позволяющей пробежать около 32 км. Хотя жиров в организме значительно больше, чем углеводов, но жировой обмен (глюконеогенез) с образованием жирных кислот, а затем и АТФ неизмеримо более энергетически медленный.

Тип мышечных волокон определяет их окислительную способность. Так мышцы, состоящие из БС-волокон, более специфичны к выпол-нению физической нагрузки высокой интенсивности за счет использования энергии гликолитической системы организма. Мышцы же, состоящие из МС-волокон, содержат большее количество митохондрий и окислительных ферментов, что обеспечивает выполнение большего объема физической нагрузки с использованием аэробного обмена. Физическая нагрузка, направленная на развитие выносливости, способствует увеличению митохондрий и окислительных ферментов в МС-волокнах, но особенно - в БС-волокнах. При этом увеличивается нагрузка на систему транспорта кислорода к работающим мышцам.

Накапливающийся в жидкой среде организма лактат «подкисляет» мышечные волокна и тормозит дальнейшее расщепление гликогена, а также снижает способность мышц связывать кальций, что препятствует их сокращению. В интенсивных видах спорта аккумулирование лактата достигает 18-22 ммоль/кг при норме в 2,5-4 ммоль/кг. Предельными концентрациями лактата особенно отличаются такие виды спорта, как бокс и хоккей, а наблюдение их в клинической практике характерно для прединфарктых состояний.

Максимум выброса лактата в кровь происходит на 6-ой минуте после интенсивной нагрузки. Соответственно этому достигает максимума и ЧСС. Далее концентрация лактата в крови и ЧСС падает синхронно. Поэтому по динамике ЧСС можно судить о функциональных способностях организма по уменьшению концентрации лактата, а следовательно - и о эффективности энерговосстанавливащеего метаболизма.

Средства анализа. В нагрузочный и восстановительный период проводят ряд поминутных i=1,2,3. записей ЭКГ. По результатам строят скаттерграммы, которые совмещают на одном графике (рис. 6.30), по которому визуально оценивают динамику изменения показателей КИ. Для каждой i-й скаттерграммы вычисляют числовые показатели М, a, b, b/a. Для оценки и сравнения тренированности в динамике изменения каждого такого показателя Рi вычисляют поинтервальные оценки вида: (Рi-Pmax)/(Po-Pmax), где Po - значение показателя в состоянии релаксации; Pmax- значение показателя в максимуме физической нагрузки.

Рис. 6.30. Совмещенные скаттерграммы постнагрузочных 1-секундных интервалов восстановления и состояния релаксации

Литература 5. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. Таганрог: Медиком, 1997.

6. Гнездицкий В.В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая электроэнцефалография. Таганрог: Медиком, 2000

7. Жирмунская Е.А. Клиническая электроэнцефалография. М.: 1991.

13. Макс Ж. Методика и техника обработки сигналов при техниче-ских измерениях. М.: Мир, 1983.

17. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. М.: Мир, 1982. Т. 1, 2.

18. К. Прибрам. Языки мозга. М.: Прогресс, 1975.

20. Рандалл Р.Б. Частотный анализ. Брюль и Къер, 1989.

22. Русинов В.С., Гриндель О.М., Болдырева Г.Н., Вакер Е.М. Биопотенциалы головного мозга. Математический анализ. М.: Медицина, 1987.

23. А.Я. Каплан. Проблема сегментного описания электроэнцефалограммы человека//Физиология человека. 1999. Т.25. №1.

24. A.Ya. Kaplan, Al.A. Fingelkurts, An.A. Fingelkurts, S.V. Borisov, B.S. Darkhovsky. Nonstationary nature of the brain activity as revealed by EEG/MEG: methodological, practical and conceptual challenges//Signal processing. Special Issue: Neuronal Coordination in the Brain: A Signal Processing Perspective. 2005. №85.

25. А.Я. Каплан. Нестационарность ЭЭГ: методологический и экспериментальный анализ//Успехи физиологических наук. 1998. Т.29. №3.

26. Каплан А.Я., Борисов С.В.. Динамика сегментных характеристик альфа-активности ЭЭГ человека в покое и при когнитивных нагрузках//Журнал ВНД. 2003. №53.

27.Каплан А.Я., Борисов С.В., Желиговский В.А.. Классификация ЭЭГ подростков по спектральным и сегментным характеристикам в норме и при расстройстве шизофренического спектра//Журнал ВНД. 2005. Т.55. №4.

28. Борисов С.В., Каплан А.Я., Горбачевская Н.Л., Козлова И.А.. Структурная организация альфа-активности ЭЭГ подростков, страдающих расстройствами шизофренического спектра//Журнал ВНД. 2005. Т.55. №3.

29. Борисов С.В., Каплан А.Я., Горбачевская Н.Л., Козлова И.А. Анализ структурной синхронности ЭЭГ подростков, страдающих расстройствами шизофренического спектра//Физиология человека. 2005. Т.31. №3.

38. Кулаичев А.П. Некоторые методические проблемы частотного анализа ЭЭГ//Журнал ВНД. 1997. № 5.

43. Кулаичев А.П. Методология автоматизации психофизиологических экспериментов/сб. Моделирование и анализ данных. М.: РУСАВИА, 2004.

44. Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология. Изд. 3-е. М.: Изд-во МГУ, 2002.

Вариабельность сердечного ритма

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.

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 компоненты ЭКГ. 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

Методы анализа ВСР обычно группируются в следующие четыре основные раздела:

• кардиоинтервалография;
• 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

Математический анализ вариабельности сердечного ритма включает применение статистических методов, методов вариационной пульсометрии и спектральный метод.

1. Статистические методы

По исходному динамическому ряду R-R интервалов вычисляются следующие статистические характеристики:

RRNN- математическое ожидание (М) - среднее значение продолжительности R-R интервала, обладает наименьшей изменчивостью среди всех показателей сердечного ритма, так как является одним из наиболее гомеостатируемых параметров организма; характеризует гуморальную регуляцию;

SDNN (мс) - среднее квадратическое отклонение (СКО), является одним из основных показателей вариабельности СР; характеризует вагусную регуляцию;

RMSSD (мс) - среднеквадратичное различие между длительностью соседних R-R интервалов, является мерой ВСР с малой продолжительностью циклов;

РNN50 (%) - доля соседних синусовых интервалов R-R, которые различаются более чем на 50 мс. Является отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием;

CV - коэффициент вариации (КВ), КВ=СКО / М х 100, по физиологическому смыслу не отличается от среднего квадратического отклонения, но является показателем, нормированным по частоте пульса.

2. Метод вариационной пульсометрии

Мо - мода - диапазон наиболее часто встречающихся значений кардиоинтервалов. Обычно в качестве моды принимают начальное значение диапазона, в котором отмечается наибольшее число R-R-интервалов. Иногда принимается середина интервала. Мода указывает на наиболее вероятный уровень функционирования системы кровообращения (точнее, синусового узла) и при достаточно стационарных процессах совпадает с математическим ожиданием. В переходных процессах значение М-Мо может быть условной мерой нестационарности, а значение Мо указывает на доминирующий в этом процессе уровень функционирования;

АМо - амплитуда моды - число кардиоинтервалов, попавших в диапазон моды (в %). Величина амплитуды моды зависит от влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы и отражает степень централизации управления сердечным ритмом;

DX - вариационный размах (ВР), DX=RRMAXx-RRMIN - максимальная амплитуда колебаний значений кардиоинтервалов, определяемая по разности между максимальной и минимальной продолжительностью кардиоцикла. Вариационный размах отражает суммарный эффект регуляции ритма вегетативной нервной системой в значительной мере связанный с состоянием парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Однако, в определенных условиях при значительной амплитуде медленных волн вариационной размах зависит в большей мере от состояния подкорковых нервных центров, чем от тонуса парасимпатической системы;

ВПР - вегетативный показатель ритма. ВПР = 1 /(Мо х ВР); позволяет судить о вегетативном балансе с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции. Чем выше эта активность, т.е. чем меньше величина ВПР, тем в большей мере вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатического отдела;

ИН - индекс напряжения регуляторных систем [Баевский Р.М., 1974]. ИН = АМо/(2ВР х Mo), отражает степень централизации управления сердечным ритмом. Чем меньше величина ИН, тем больше активность парасимпатического отдела и автономного контура. Чем больше величина ИН, тем выше активность симпатического отдела и степень централизации управления сердечным ритмом.

У здоровых взрослых людей средние показатели вариационной пульсометрии составляют: Мо - 0.80 ± 0.04 сек.; АМо - 43.0 ± 0.9%; ВР - 0.21 ± 0.01 сек. ИН у хорошо физически развитых лиц колеблется в пределах от 80 до 140 усл.ед.

3. Спектральный метод анализа ВСР

В анализе волновой структуры кардиоинтервалограммы и выделяют действие трех регуляторных систем: симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы, и действие центральной нервной системы, которые влияют на вариабельность сердечного ритма.

Применение спектрального анализа позволяет количественно оценить различные частотные составляющие колебаний ритма сердца и наглядно графически представить соотношения разных компонентов сердечного ритма, отражающих активность определенных звеньев регуляторного механизма. Выделяют три главных спектральных компонента (см. рис. выше):

HF (s – волны) - дыхательные волны или быстрые волны (Т=2,5-6,6 сек., v=0,15-0,4 Гц.), отражают процессы дыхания и другие виды парасимпатической активности, на спектрограмме отмечены зеленым цветом;

LF (m – волны) - медленные волны I порядка (MBI) или средние волны (Т=10-30сек., v=0.04-0.15 Гц) связаны с симпатической активностью (в первую очередь вазомоторного центра), на спектрограмме отмечены красным цветом;

VLF (l – волны) - медленные волны II порядка (MBII) или медленные волны (Т>30сек., v<0.04Гц) - разного рода медленные гуморально-метаболические влияния, на спектрограмме отмечены синим цветом.

При спектральном анализе определяют суммарную мощность всех компонентов спектра (ТР), и абсолютную суммарную мощность для каждого из компонентов, при этом ТР определяется как сумма мощностей в диапазонах HF, LF и VLF.

Все вышеперечисленные параметры отражаются в отчете по кардиотестированию.

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 «Вариабельность сердечного ритма».

Исследование проводилось в положении (лежа/сидя).

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

Норма и снижение вариабельности сердечного ритма

Постановку диагноза, связанного с проблемами в области сердца значительно упрощают новейшие методы исследования сосудистой системы человека. Несмотря на то, что сердце является независимым органом, на него достаточно серьезное влияние оказывает деятельность нервной системы, способная привести к перебоям в его работе.

Последние исследования выявили взаимосвязь между заболеваниями сердца и нервной системой, провоцирующими частую внезапную смертность.

Что такое ВСР?

Нормальный временной интервал между каждым циклом сердечных сокращений всегда разный. У людей со здоровым сердцем он все время меняется даже при стационарном покое. Это явление получило название вариабельность сердечного ритма (сокращенно ВСР).

Разница между сокращениями находится в пределах определенной средней величины, которая меняется в зависимости от конкретного состояния организма. Поэтому ВСР оценивается только при стационарном положении, так как разнообразие в деятельности организма приводит к изменению ЧСС, каждый раз подстраиваясь под новый уровень.

Показатели ВСР указывают на физиологию в системах. Анализируя ВСР можно точно оценить функциональные особенности организма, проследить за динамикой работы сердца, выявить резкое понижение сердечных сокращений, приводящих к внезапной смерти.

Методы определения

Кардиологическое изучение сердечных сокращений определило оптимальные методы ВСР, их характеристики при различных состояниях.

Анализ проводится на изучении последовательности интервалов:

• R-R (электрокардиограмма сокращений);
• N-N (промежутки между нормальными сокращениями).

Статистические методы. Эти способы основаны на получении и сравнении «N-N» промежутков с оценкой вариабельности. Полученная после обследования кардиоинтервалограмма показывает совокупность повторяющихся друг за другом «R-R» интервалов.

Показатели данных промежутков включают:

• SDNN отражают сумму показателей ВСР при котором выделены отклонения N-N интервалов и вариабельность R-R промежутков;
• RMSSD сравнение последовательности N-N интервалов;
• PNN5O показывает процент N-N промежутков, которые различаются большее 50 миллисекунд за весь промежуток исследования;
• CV оценка показателей величинной вариабельности.

Геометрические методы выделяют путем получения гистограммы, на которой изображены кардиоинтерваллы с различной продолжительностью.

Эти методы просчитывают изменчивость сердечных сокращений с помощью определенных величин:

• Mo (Мода) обозначает кардиоинтервалы;
• Amo (Амплитуда Моды) – количество кардиоинтервалов, которые пропорциональны Mo в процентном соотношении к выбранному объему;
• VAR (вариационный размах) соотношение степени между кардиоинтервалами.

Автокорреляционный анализ оценивает ритм сердца как случайное развитие. Это график динамической корреляции, полученный при постепенном смещении на одну единицу динамического ряда по отношению к ряду собственному.

Этот качественный анализ позволяет изучить влияние центрального звена на работу сердца и определить скрытость периодичности сердечного ритма.

Корреляционная ритмография (скаттерография). Суть метода заключена в отображении следуемых друг за другом кардиоинтервалов в графической двухмерной плоскости.

Во время построения скаттерогаммы выделяется биссектриса, в центре которой находится совокупность точек. Если точки отклонены влево, видно на сколько цикл короче, смещение вправо показывает насколько длиннее предыдущего.

На полученной ритмограмме выделена область, соответствующая отклонению N-N промежутков. Способ позволяет выявить активную работу вегетативной системы и ее последующее влияние на сердце.

Способы исследования ВСР

Международными медицинскими стандартами определено два способа исследования сердечного ритма:

1. Регистрационная запись «RR» интервалов - на протяжении 5 минут используется для быстрой оценки ВСР и проведения определенных медицинских проб;
2. Суточная запись «RR» промежутков - точнее оценивает ритмы вегетативной регистрации «RR» промежутков. Однако при расшифровке записи многие показатели оцениваются по пятиминутному промежутку регистрации ВСР, так как на длинной записи образуются отрезки, мешающие сделать спектральный анализ.

Для определения высокочастотного компонента в сердечном ритме нужна запись продолжительностью около 60 секунд, а для анализа низкочастотного компонента требуется 120 секунд записи. Для правильной оценки компонента низкой частоты необходима пятиминутная запись, которая и выбрана для стандартного исследования ВСР.

ВСР здорового организма

Вариабельность серединного ритма у здоровых людей дает возможность определить их физическую выносливость согласно возраста, пола, времени суток.

У каждого человека показатели ВСР индивидуальны. У женщин наблюдается более активная частота сердечных сокращений. В детском и подростковом возрасте прослеживается наивысшая ВСР. Высоко- и низкочастотные компоненты снижаются с возрастом.

Влияние на ВСР оказывает вес человека. Пониженная масса тела провоцирует мощность спектра ВСР, у людей с лишним весом наблюдается обратный эффект.

Спорт и легкие физические нагрузки оказывают благоприятное воздействие на ВСР: мощность спектра возрастает, ЧСС становится реже. Избыточные же нагрузки, напротив, повышают частоту сокращений и снижают ВСР. Этим объясняются частые внезапные смерти среди спортсменов.

Использование методов определения вариации сердечного ритма позволяет контролировать тренировки, постепенно увеличивая нагрузки.

Если ВСР снижен

Резкое снижение вариации сердечного ритма указывает на определенные заболевания:

· Ишемическая и гипертоническая болезни;

· Прием некоторых препаратов;

Исследования ВСР в медицинской деятельности относятся к несложным и доступным методам, оценивающим вегетативную регуляцию у взрослых и детей при ряде заболеваний.

В лечебной практике анализ позволяет:

· Провести оценку висцеральной регуляции сердца;

· Определить общую работу организма;

· Оценить уровень стрессовой ситуации и физической активности;

· Контролировать эффективность проведения лекарственной терапии;

· Диагностировать заболевание на начальной стадии;

· Помогает подобрать подход к лечению сердечно-сосудистых заболеваний.

Поэтому при обследовании организма не стоит пренебрегать методами исследований сердечных сокращений. Показатели ВСР помогают определить степень тяжести заболевания и подобрать правильное лечение.

Related Posts:

Leave a Reply

Существует ли риск инсульта?

1. Повышенное(более 140) артериальное давление:

• часто
• иногда
• редко

2. Атеросклероз сосудов

3. Курение и алкоголь:

• часто
• иногда
• редко

4. Болезни сердца:

• врожденный порок
• клапанные нарушения
• инфаркт

5. Прохождение диспансеризации и диангостики МРТ:

• каждый год
• раз в жизни
• никогда

Итого: 0 %

Инсульт достаточно опасное заболевание, которому подвержены люди далеко не только старческого возраста, но и среднего и даже совсем молодого.

Инсульт – чрезвычайная опасная ситуация, когда требуется немедленная помощь. Зачастую он заканчивается инвалидностью, во многих случаях даже смертельным исходом. Помимо закупорки кровеносного сосуда при ишемическом типе, причиной приступа может стать и кровоизлияние в мозг на фоне повышенного давления, иначе говоря геморрагический инсульт.

Ряд факторов увеличивает вероятность наступления инсульта. Не всегда виновны, например, гены или возраст, хотя после 60 лет угроза значительно возрастает. Тем не менее, каждый может что-то предпринять для его предотвращения.

Повышенное артериальное давление является основным фактором угрозы развития инсульта. Коварная гипертония не проявляется симптомами на начальном этапе. Поэтому больные замечают ее поздно. Важно регулярно измерять кровяное давление и принимать лекарства при повышенных уровнях.

Никотин сужает кровеносные сосуды и повышает артериальное давление. Опасность инсульта у курильщика вдвое выше, чем у некурящего. Тем не менее, есть и хорошие новости: те, кто бросают курить, заметно снижают эту опасность.

3. При избыточной массе тела: худейте

Ожирение - важный фактор развития инфаркта мозга. Тучные люди должны задуматься о программе похудения: есть меньше и качественнее, добавить физической активности. Пожилым людям стоит обсудить с врачом, в какой степени им полезно снижение веса.

4. Держите уровни холестерина в норме

Повышенный уровень "плохого" холестерина ЛНП ведет к отложениям в сосудах бляшек и эмбол. Какими должны быть значения? Каждый должен выяснить в индивидуальном порядке с врачом. Поскольку пределы зависят, например, от наличия сопутствующих заболеваний. Кроме того, высокие значения «хорошего» холестерина ЛВП считаются положительными. Здоровый образ жизни, особенно сбалансированное питание и много физических упражнений, может положительно повлиять на уровень холестерина.

Полезной для сосудов является диета, которая обычно известна как «средиземноморская». То есть: много фруктов и овощей, орехи, оливковое масло вместо масла для жарки, меньше колбасы и мяса и много рыбы. Хорошие новости для гурманов: можно позволить себе один день отступить от правил. Важно в общем правильно питаться.

6. Умеренное потребление алкоголя

Чрезмерное употребление алкоголя увеличивает гибель пострадавших от инсульта клеток мозга, что не допустимо. Полностью воздерживаться необязательно. Стакан красного вина в день даже полезен.

Движение иногда лучшее, что можно сделать для своего здоровья, чтобы сбросить килограммы, нормализовать артериальное давление и поддержать эластичность сосудов. Идеальны для этого упражнения на выносливость, такие как плавание или быстрая ходьба. Продолжительность и интенсивность зависят от личной физической подготовки. Важное замечание: нетренированные старше 35 лет должны быть первоначально осмотрены врачом, прежде чем начать заниматься спортом.

8. Прислушивайтесь к ритму сердца

Ряд заболеваний сердца способствует вероятности инсульта. К ним относятся фибрилляция предсердий, врожденные пороки и другие нарушения ритма. Возможные ранние признаки проблем с сердцем нельзя игнорировать ни при каких обстоятельствах.

9. Контролируйте сахар в крови

Люди с диабетом в два раза чаще переносят инфаркт мозга, чем остальная часть населения. Причина заключается в том, что повышенные уровни глюкозы могут привести к повреждению кровеносных сосудов и способствуют отложению бляшек. Кроме того, у больных сахарным диабетом часто присутствуют другие факторы риска инсульта, такие как гипертония или слишком высокое наличие липидов в крови. Поэтому больные диабетом должны позаботиться о регулировании уровня сахара.

Иногда стресс не имеет ничего плохого, может даже мотивировать. Однако, продолжительный стресс может повысить кровяное давление и восприимчивость к болезням. Он косвенно может стать причиной развития инсульта. Панацеи от хронического стресса не существует. Подумайте, что лучше для вашей психики: спорт, интересное хобби или, возможно, упражнения на расслабление.

Заболевания сердца в последние десятилетия вышли на первый план. Наука не стоит на месте, с каждым годом появляются новые методы диагностики и лечения, которые помогают бороться с заболеваниями различной этиологии. Кардиология всегда считалась одной из самых важных медицинских наук. Идет постоянная «борьба» с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. На смену давно известных методов диагностики и лечения приходят новые. Успешным примером, может служить анализ микроальтернаций ЭКГ, который позволяет предугадать начало сердечно-сосудистой патологии. Известно, что сердце является своеобразной автономной системой, у которой есть собственная «электростанция» - узлы, в которых образуются нервные импульсы, заставляющие сердечные стенки сокращаться. Однако каким бы самостоятельным не было сердце, на него оказывает влияние и нервная система, как симпатическая, так и парасимпатическая, которая может привести к сбоям в работе сердца. Одним из современных методов оценки взаимосвязи сердца и нервной системы является оценка вариабельности сердечного ритма (ВСР) .

Что такое "Вариабельность сердечного ритма"

Во-первых, необходимо разобраться с термином «вариабельность» — это такое свойство биологических процессов, которое связано с необходимостью приспособления организма к изменяющимся условиям окружающей среды. Другими словами вариабельность - это изменчивость различных параметров, в том числе и ритма сердца, в ответ на воздействие каких-либо факторов. Следовательно, вариабельность сердечного ритма (ВСР) отражает работу сердечно-сосудистой системы и работу механизмов регуляции целостного организма. Учеными была обнаружена взаимосвязь между вегетативной нервной системой и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, включая внезапную смерть.

К списку публикаций

Последние два десятилетия свидетельствуют, что обнаружена тесная связь между активностью вегетативной нервной системы и смертностью, обусловленной заболеваниями сердечно-сосудистой системы, в том числе внезапной сердечной смертью . Экспериментальные доказательства связи между склонностью к летальным аритмиям и повышенной симпатической или сниженной вагусной активностью подтолкнуло разработку методов количественной оценки активности вегетативной нервной системы (ВНС).

Вариабельность сердечного ритма представляет один из наиболее обещающих показателей активности вегетативной нервной системы. Явная простота таких измерений способствовала популяризации их использования. Т. к., многие коммерческие приборы уже сейчас предоставляют возможность автоматического измерения вариабельности сердечного ритма, то кардиологи, были обеспечены, вроде бы, простым инструментом, как для научных, так и для клинических исследований . Однако, оценка важности и значимости множества различных показателей вариабельности сердечного ритма более сложна, чем обычно считалось и может служить источником неправильных выводов и излишне оптимистичных или необоснованных предсказаний.

Признание этих задач привело Европейскую ассоциацию кардиологии и Северо-Американскую ассоциацию ритмологии и электрофизиологии к необходимости создать группу экспертов для разработки подходящих стандартов. В цели этой группы экспертов входили следующие задачи: стандартизовать номенклатуру и разработать описание терминов, описать стандарты методов измерения; описать физиологические соответствия; описать уже принятое клиническое использование и определить направление дальнейших исследований.

Для решения поставленных задач, группа экспертов была сформирована из математиков, инженеров, физиологов и медиков клиницистов.

Стандарты и предложения представленные в этом тексте не должны ограничивать дальнейших разработок, а скорее, наоборот, позволять проводить соответствующее сравнение результатов, помогать осторожной интерпретации и вести к дальнейшему прогрессу в этой области исследований.

Явление, которому посвящен этот доклад, являются колебания временных интервалов между последовательными сокращениями сердца или колебаниями последовательных значений мгновенной частоты сердечных сокращений. Термин “вариабельность сердечного ритма” стал общепринятым для описания, как вариаций мгновенной частоты сердечных сокращений, так и длительности RR интервалов. Для описания колебаний последовательности кардиоциклов, в литературе используются и другие термины, например, вариабельность длины цикла, вариабельность RR и тахограмма RR интервалов, которые ближе отражают тот факт, что анализируются именно интервалы между сердечными сокращениями, а не частота сердечных сокращений в сек. Однако эти термины не получили такого широкого распространения, как вариабельность сердечного ритма, поэтому мы будем использовать термин “вариабельность сердечного ритма” в этом документе.

Предпосылки.

Клиническое значение вариабельности сердечного ритма было впервые признано в 1965г., когда Хон и Ли опубликовали, что “бедствию” предшествовали изменения интервалов между сердечными сокращениями, перед тем, как заметные изменения проявились в самой частоте сердечных сокращений (ЧСС). Двадцать лет назад Сайер и др. обратили внимание на существование ритмов, содержащихся в изменении ЧСС .

В течении 1970г. Эвинг и др. проанализировали различия RR интервалов в множестве кратковременных записей ЭКГ, чтобы выявит нейропатию вегетативной нервной системы у больных сахарным диабетом. Связь между высоким риском смерти после инфаркта и низкой вариабельностью сердечного ритма впервые была показана Вольфом и др. в 1977г. . В 1981г. Аксельрод и др. предложили использовать спектральный анализ флюктуаций сердечного ритма, чтобы количественно оценить управление сердечно-сосудистой системой . Анализ частотных компонент вариабельности сердечного ритма внес существенный вклад в понимание влияния вегетативной нервной системы на флюктуации RR интервалов . Клиническое значение вариабельности сердечного ритма стало очевидно, когда в конце 1980г. было подтверждено, что вариабельность сердечного ритма является надежным и независимым показателем смертности после инфаркта миокарда . Учитывая возможности новых цифровых, высокочастотных, многоканальных устройств для 24-часовой записи ЭКГ, измерение вариабельности сердечного ритма предоставляет дополнительные возможности по определению физиологического и патофизиологического состояния и повышает стратификацию рисков.

Измерение вариабельности сердечного ритма.

Методы анализа во временной области.

Вариабельность сердечного ритма можно оценить различными методами. Проще всего измерить временные интервалы. Этим методом определяется либо ЧСС в каждый момент времени, либо временной интервал между нормальными кардиокомплексами.

В продолжительных записях ЭКГ, каждый QRS комплекс выделяется, а затем формируется последовательность из временных интервалов между нормальными QRS комплексами или мгновенные значения ЧСС (NN, нормальный-нормальный) при синусовом ритме. Простые показатели вариабельности включают среднюю продолжительность NN интервалов, среднее значение ЧСС, различие между самым длинным и коротким NN интервалом, между дневной и ночной ЧСС.

Другие используемые оценки во временной области включают изменения мгновенной ЧСС в различных функциональных пробах: дыхательной, фармакологической, Вальсальвы и ортостатической. Эти изменения можно описывать, как в единицах ЧСС, так и длительности.

Статистические методы.

На основе серии мгновенных значений ЧСС или интервалов между кардиоциклами, зарегистрированных на протяжении достаточно продолжительного интервала времени, обычно 24-часов, более сложные, статистические показатели могут быть вычислены. Эти показатели можно разделить на два класса: (а) полученные в результате прямых измерений NN интервалов или мгновенных величин XCC, (б) полученные в результате анализа различий NN интервалов. Эти показатели вычисляются либо по всей ЭКГ, либо по её нескольким сегментам. Современные методы позволяют сравнивать показатели ВСР при различной активности, т. е. во время сна, отдыха и т. д.

Простейшим показателем вариабельности является среднеквадратическое отклонение NN интервалов SDNN (standard deviation of the NN interval), т. е. корень квадратный из дисперсии. Т. к. дисперсия математически эквивалентна общей мощности спектрального анализа, то SDNN отражает все циклические компоненты, обуславливающие вариабельность во всей записи. Во многих исследованиях SDNN вычисляется по 24-х часовой записи, что охватывает, как коротко периодические, высокочастотные вариации, так и низкочастотные компоненты., проявляющиеся за 24 часа. Если период мониторирования уменьшать, то SDNN будет оценивать все более и более короткие циклические компоненты. Следует отметить, что общая изменчивость ВСР будет увеличиваться при увеличении продолжительности записи . Т. о., при произвольно выбранных длинах ЭКГ, SDNN не точно представляет статистические оценки, вследствие их зависимости от длины реализации. Поэтому, на практике, сравнение SDNN, вычисленных по реализациям различной длины не приемлемо. Поэтому длина реализации для вычисления SDNN (и других оценок ВСР) должна быть стандартизована. Ниже в этом документе будет показано, что для кратковременного анализа можно использовать реализации продолжительностью 5 мин, а для номинального анализа 24-х часовые записи.

Другими общепринятыми статистическими характеристиками ВСР, вычисляемыми по сегментам всего периода мониторинга, являются: SDANN (standard deviation of the averaged NN interval) — среднеквадратическое отклонение усредненных обычно за 5 минут NN интервалов, которое оценивает изменения цикличности сердечного ритма продолжительнее 5-ти минут и индекс SDNN, получаемый усреднением за 24 часа 5-ти минутных оценок среднеквадратического отклонения — SDNN и являющийся показателем цикличности ритма короче 5-ти минут.

Наиболее общеупотребительными показателями ВСР, основанными на оценке дифференциальной последовательности длительностей соседних NN интервалов, являются RMSSD (the square root of the mean squared differences of successive NN intervals) — корень квадратный из среднеквадратического отклонения дифференциальной последовательности NN интервалов; NN50 — число дифференциальных NN интервалов с длительностью более 50мсек, и pNN50 — пропорция, полученная делением NN50 на общее количество NN интервалов. Все эти показатели короткопериодических изменений оценивают высокочастотные составляющие вариаций сердечного ритма и имеют высокую степень корреляции между собой.

Геометрические методы.

Серию NN интервалов, также, можно представить в графической форме, такой как плотность распределения длительностей NN интервалов, плотность распределения дифференциальной последовательности длительностей соседних NN интервалов, т. е. построение Лоренца NN или RR интервалов (скаттерограмма) и т. д. и использовать простую формулу для оценки вариабельности, основанную на геометрических или графических свойствах данного построения.

Три основных подхода используются в геометрических методах: (а) оценка основных характеристик графического представления (например, ширины гистограммы на заданном уровне) и преобразование их в оценку ВСР; (б) аппроксимация графического построения математической функцией (например, аппроксимация гистограммы треугольником или дифференциальной гистограммы экспонентой) и использование её параметров; (в) классификация графических построений по различным категориям ВСР (например, эллиптическая, линейная или треугольная форма построения Лоренца).

Большинство геометрических методов требуют, чтобы последовательность RR (или NN) интервалов была измерена и преобразована в не слишком точную, но и в не слишком грубую дискретную шкалу, чтобы построить достаточно гладкую гистограмму.

Большая часть измерений получена с дискретностью приблизительно равной 8 мсек (точнее 7.8185 мсек=1.128сек), что соответствует точности большинства измерительных устройств.

Треугольный индекс ВСР определяется, как отношение интеграла от плотности распределения (т. е. общего количества NN интервалов) к максимуму плотности распределения. Используя измерения NN интервалов в дискретной шкале, эта характеристика аппроксимируется следующим выражением:

(общее число NN интервалов)/(чиcло NN интервалов в модальном дискрете),

Которое зависит от длительности дискрета, т. е. от точности шкалы измерений. Т. о., если измерения NN интервалов выполнены на шкале, отличающейся от наиболее употребительной, т. е. 128Гц, то размер дискрета должен быть приведен в соответствие.

Таблица 1. Временные методы измерения вариабельности сердечного ритма . Статистические измерения

Показатель	Ед. Измерения	Описание
		Standard deviation of all NN intervals (Среднее квадратичное отклонение всех RR интервалов ЭКГ)
		Standard deviation of the averages of NN in all 5-minute segments of the entire recording. (Среднее квадратичное отклонение усредненных значений всех RR интервалов в 5-минутном отрезке записи).
		The square root of the mean of the sum of the squares of differences between adjacent NN intervals. (Квадратный корень суммы квадратов разниц между последовательными RR интервалами).
		Mean of the standard deviations of all adjacent for all 5-minute segments of the entire recording. (Значение стандартных отклонений всех RR интервалов в 5-минутном отрезке записи).
		Standard deviation of differences between adjacent NN intervals. (Стандартное отклонение разниц между последовательными RR интервалами).
		Number of pairs of adjacent NN intervals differing by more than 50 ms in the pairs or only pairs in which the first or the second interval is longer. (Количество пар последовательных RR интервалов, отличающихся более чем на 50 мс. или количество пар последовательных интервалов, в которых первый или второй интервал длиннее).
		NN50 count divided by the total number of all NN intervals. (Значение RR интервалов длительностью более 50 мс., деленное на общее число RR интервалов).

Геометрические измерения.

Показатель	Ед. Измерения	Описание
HRV triangular index		Total number of all NN intervals divided by the height of the histogram of all NN intervals measured on a discrete scale with bins of 7.8125 ms (1/128 seconds). (Общее число RR интервалов, распределенных, вершинами гистограммы всех RR интервалов на дискретной шкале с шагом 7.8125 мс.)
		Baseline width of the minimum square difference triangular interpolation of highest peak of the histogram of all NN intervals. (Минимальная длительность отрезка гистограммы RR интервалов, соответствующая основанию площади участка, связанного с наивысшей вершиной).
Differential index		Difference between the widths of the histogram of differences between adjacent NN intervals measured at selected heights. (Разница между отрезками гистограммы, отражающими различия между смежными RR интервалами, измеренными в отобранных высотах.)

TINN (triangular interpolation of NN interval histogram) Треугольная интерполяция гистограммы NN Интервалов определяется, как ширина основания треугольника, аппроксимирующего распределение NN интервалов (треугольник вычисляется методом наименьших квадратов). Подробности получения Треугольного индекса ВСР и TINN представлены на Рис. 2. Оба показателя отражают ВСР, полученную за 24 часа, но вбольшей степени на них влияют низкие, чем высокие частоты . Другие геометрические методы до сих пор находятся в стадии исследований.

Основное преимущество геометрических методов заключается в их сравнительно слабой чувствительности к качеству серии NN интервалов . Главный недостаток состоит в необходимости использования достаточно большой серии NN интервалов, чтобы получить необходимое геометрическое построение. На практике, необходимо использовать по крайней мере 20-ти минутную запись (предпочтительно 24-х часовую) для корректного применения геометрического метода, т. о. эти геометрические методы не подходят для оценки короткопериодических изменений ВСР.

Разновидности оценок ВСР во временной области сведены в Таблицу 1. Т. к. многие оценки сильно коррелируют между собой, то для анализа ВСР во временной области рекомендуется использовать следующие 4 из них: SDNN (оценивает полную ВСР); Треугольный индекс ВСР (оценивает полную ВСР); SDANN (оценивает долгопериодические компоненты ВСР) и RMSSD (оценивает короткопериодические компоненты ВСР). Рекомендованы две оценки полной ВСР, т. к. треугольный индекс дает только вероятностную предварительную оценку ЭКГ сигнала. Показатель RMSSD предпочтителен по сравнению с pNN50 и NN50, т. к. обладает лучшими статистическими свойствами.

Показатели выражающие общую ВСР и ее короткопериодические и длиннопериодические компоненты не могут подменять друг друга. Выбираемые показатели должны соответствовать цели исследования. Показатели, рекомендуемые для клинической практики представлены в главе «Клиническое использование вариабельности сердечного ритма».

Различия должны быть сделаны между показателями, полученными на прямых измерениях NN интервалов или мгновенных величинах ЧСС и показателями, основанными на дифференциальных последовательностях NN интервалов.

Недопустимо сравнивать показатели (особенно общей ВСР), полученные по реализациям разной продолжительности.

Частотные методы.

Различные методы спектрального анализа тахограмм применяются с конца 60-х годов. Анализ спектральной плотности мощности позволяет получить основную информацию о распределении мощности (т. е. вариабельности в зависимости от частоты). Независимо от использованного метода, только оценка истинной мощности спектральной плотности может быть получена при использовании подходящего математического алгоритма.

Методы вычисления МСП можно разделить на непараметрические и параметрические. Преимущества непараметрических методов следующие: а) простота применяемого алгоритма (быстрое преобразование Фурье БПФ — в большинстве случаев) и б) высокая скорость обработки, тогда, как преимущества параметрических методов состоят в следующем: а) более гладкие спектральные компоненты, которые могут вычисляться независимо от определенной частоты линий, б) более простая последующая обработка спектра для автоматического вычисления высокочастотных и низкочастотных компонент мощности и более простое определение центральной частоты каждой компоненты, в) в точная оценка МСП даже по короткой реализации, если она стационарна. Основной недостаток параметрического метода — необходимость проверки адекватности выбранной модели и ее сложности (т. е. порядок модели).

Спектральные составляющие.

Кратковременные записи. Три главных спектральных составляющих выделяются в спектрах, вычисленных по кратковременным записям длительностью от 2 до 5 мин. : особо низкочастотные VLF (very low frequency), низкочастотные LF (low frequency) и высокочастотные HF (high frequency) компоненты. Распределение мощности и центральная частота LF и HF не фиксируется и может варьироваться в зависимости от изменения модуляции сердечного ритма вегетативной нервной системой. . Физиологическое объяснение VLF компоненты в значительной степени отсутствует и наличие какого-либо физиологического процесса, определяющего изменения сердечного ритма такой периодичности должно быть выяснено. Негармонические компоненты, которые не имеют когерентных свойств и которые симулируются поведением средней линии или смещением тренда обычно принимаются за главные составляющие VLF. Т. о., VLF компонента, полученная из кратковременной записи (т. е. < 5 мин.) является сомнительной оценкой и должна быть устранена при интерпретации МСП кратковременной записи. VLF, LF и HF компоненты обычно измеряются в абсолютных величинах мощности (мсек2), но могут, также, измеряться и в нормализованных единицах (n. u.) , которые представляют относительные значения каждой спектральной компоненты по отношению к общей мощности за вычетом VLF компоненты.

Представление LF и HF в n. u. подчеркивает поведение и баланс двух ветвей вегетативной нервной системы. Более того, нормализация способствует минимизации эффекта от изменения в общей мощности на изменение LF и HF компонент (рис.3.).

Тем не менее, п. и. должны всегда сопоставляться с абсолютными значениями мощности LF и HF для того, чтобы описать общее определение мощности спектральных компонент.

Долговременные записи. Спектральный анализ, также, может быть использован для анализа последовательности NN интервалов за 24-часовой период. Тогда результат будет включать сверх низкочастотные компоненты (ULF — ultra-low frequency), в дополнение к VLF, LF и HF компонентам. 24-х часовой спектр может быть представлен в логарифмическом масштабе. В таблице 2 представлены параметры частотных методов анализа.

Проблема ’стационарности ’ часто обсуждаются при использовании долговременных записей. Если механизмы определяющие модуляцию сердечного ритма на определенной частоте остаются неизменными во время всего времени записи, то соответствующий частотный компонент ВСР можно использовать для описания этих модуляций. Если модуляции нестабильны, то результаты частотного анализа не определены. В частности, физиологические механизмы определяющие модуляции LF и HF компонент сердечного ритма не могут считаться стационарными в течении 24-х часового периода . Таким образом, спектральный анализ полной 24-х часовой последовательности, также, как и результаты, полученные усреднением более коротких последовательностей (например, 5 минутных) за 24 часа (LF и HF компоненты этих двух вычислений не отличаются ) дает усреднение модуляции, приписываемой LF и HF компонентами (рис.4). Такое усреднение затемняет детальную информацию о модуляции RR интервалов вегетативной нервной системы, которая допустима при обработке кратковременных записей . Следует учитывать, что компоненты ВСР позволяют оценить скорее степень модуляции вегетативной нервной системы, чем уровень ее тонуса и усреднение модуляции не представляет усредненного уровня тонуса.

В следствии серьезных различий в интерпретации результатов, спектральный анализ кратко и долговременных электрокардиограмм должны всегда строго различаться, как представлено в таблице 2.

Таблица 2. Частотные измерения вариабельности сердечного ритма .

Показатель	Ед. измерения	Описание	Частотный диапазон
5-min total power		The variance of NN intervals over the temporal segment. (Дисперсия RR интервалов в заданном временном интервале)
		Power in VLF range. (Мощ-ность спектра в очень низкочастотном диапазоне).
		Power in LF range. (Мощ-ность спектра в низкочастотном диапазоне).
		LF power in normalized units LF/(total power — VLF)*100. (Мощность спектра в низкочастотном диапазоне в нормированных единицах).
		Power in HF range.(Мощность спектра в высокочастотном диапазоне).
		HF power in normalized units HF/(total power — VLF)*100. (Мощность спектра в высокочастотном диапазоне в нормированных единицах).
		Ratio LF[ ]/HF[ ]. (Соотношение LF[ ]/HF[ ]).

Анализируемый ЭКГ сигнал должен удовлетворять некоторым требованиям для того, чтобы получить надежную оценку спектра. Любой отход от следующих требований может привести к невоспроизводимости результатов, которые трудно интерпретировать.

Для того, чтобы приписать определенный спектральный компонент к хорошо описанному физиологическому механизму, модуляция сердечного ритма этим механизмом не должна меняться во время регистрации. Проходящие физиологические явления, вероятно могут анализироваться специальными методами, которые создаются для разрешения создавшейся научной проблемы, но которая пока не готова для прикладных исследований. Для того, чтобы проверить, стабильность сигнала некоторых спектральных компонент, можно использовать традиционные статистические тесты .

Частота опроса должна быть тщательно подобрана. Низкая частота опроса может вызывать смещение (jitter) в оценке реперной точки R-пика и искажать спектр. Оптимальный диапазон 250-500 Гц или даже выше , так как нижняя граница частоты опроса (в любом случае >100Гц) будет удовлетворительно, только при использовании специального алгоритма для интерполяции реперной точки R-пика, например, гиперболической .

Удаление средней линии или тренда (если используется) может искажать низкочастотные компоненты спектра. Рекомендуется проверить частотный отклик фильтра или поведение регрессионного алгоритма и проверить, чтобы интерпретирующие спектральные компоненты искажались не существенно.

Выбор реперной точки QRS комплекса может быть критичен. Необходимо использовать хорошо проверенный алгоритм (например, пороговый, сравнения с шаблонным, корреляционный метод и т. д.) для того, чтобы стабильно и независимо то шума определять реперную точку . Различные возмущения вентрикулярной проводимости, также могут вызвать перемещение реперной точки внутри QRS комплекса.

Эктопические сокращения, аритмии, пропуск данных и влияние шума могут изменить оценки МСП ВСР. Подходящая интерполяция (или линейная регрессия или схожие алгоритмы) по предшествующим нормальным сокращениям ВСР или его автокорреляционной функции может снизить ошибку. Кратковременные записи, которые свободны от эктопических сокращений, пропуска данных и шума должны использоваться в большинстве случаев. Однако, при некоторых обстоятельствах использование только свободных от эктопических сокращений кратковременных записей может вызвать значительные сложности. В таких случаях подходящая интерполяция должна быть выполнена и возможные результаты, вызванные эктопией должны быть рассмотрены . Относительное число RR интервалов и промежуток между ними из-за пропуска должно быть ограничено.

Серия данных, предназначенные для спектрального анализа, может быть получена разными способами. Полезно графическое представление данных в виде дискретного ряда (ДР), где строится зависимость Ri-Ri-1 интервалов от времени (показывающим возникновение Ri), т. е. сигнал с неравномерным шагом по времени. Тем не менее, спектральный анализ последовательности мгновенных значений ЧСС, также, часто используется во многих исследованиях .

Спектр ВСР обычно вычисляется или по тахограммам (RR интервалов, в зависимости от номера сокращения, см. Рис. 5а, б), или и по интерполированным ДР, получая непрерывный сигнал, как функцию времени, но может вычисляться и поотсчетам единичного пульса, как функции от времени, соответствующего каждому распознанному QRS комплексу . Такой выбор может запутывать морфологию единиц измерения и оценки важных параметров спектра. Для того, чтобы стандартизовать методы, можно предложить использовать параметрический метод с тахограммами RR-интервалов и интерполированные ДР с непараметрическими методами, тем не менее ДР, также подходят и для параметрических методов. Частота дискретизации, применяемая при интерполяции ДР должна быть значительно выше частоты Найквиста спектра и не должна попадать внутрь интересующего частотного диапазона.

Стандарты непараметрических методов (основанных на алгоритме БПФ) должны включать величины, представленные в таблице 2.,а также формулу интерполяции ДР, частоту дискретизации интерполированного ДР, использованную для вычисления спектра длину ряда, спектральное окно (чаще всего используются окна Ханна, Хэмминга и треугольное окно). Окно, использованное для вычисления мощности должно быть оговорено. В дополнение к требованиям, описанным в других частях этого документа, каждое исследование на основе непараметрического метода спектрального анализа ВСР, должно содержать описание этих параметров.

Стандарты параметрических методов должны включать величины, представленные в таблице 2.,а также тип использованной модели, тип использованной модели, длину последовательности, центральную частоту для каждой спектральной компоненты (LF и HF) и порядок модели (число параметров). К тому же, статистические показатели должны быть вычислены для того, чтобы проверить надежность модели. Тест PEWT (predictive witness test — тест предсказания ошибки) дает информацию о правильности модели , тогда как тест OOT (optimal order test — тест определения оптимального порядка) проверяет соответствие использованного порядка модели . Известны различные способы выполнения ООТ, которые включают заключительное предсказание ошибки и информационные критерии Акайка. Можно предложить следующие критерии для выбора порядка р авторегрессионой модели: порядок будет в диапазоне 8-20, выполняя PEWT тест переходим к ООТ тесту (p » min(OOT)).

Корреляции и различия между измерениями во временной и частотной областях.

При анализе стационарные кратковременных записей больше опыта и теоретических знаний накоплено в частотной области измерений, чем во временной.

Однако, многие параметры, полученные в результате анализа 24-часовых записей в частотной и временной областях коррелируют между собой (см. Табл. 3). Эта строгая корреляция существует, как из-за математических, так и физиологических взаимосвязей. Кроме того, физиологическая интерпретация, спектральных компонент, полученных по 24-часовым записям, затруднена по соображениям отмеченным выше (раздел Долговременные записи). Т. о., пока специальные исследования на основе 24-часовых записей обычно не используют обычные спектральные компоненты (например спектрограмму в логарифмическом масштабе), т. к. результаты анализа в частотной области эквивалентны результатам анализа во временной области, но его проще выполнить.

Анализ поведения ритма .

Как показано на рис. 6 и на временные и на спектральные методы накладываются ограничения вызванные нерегулярностью RR последовательности. Анализ явно различных реализаций при помощи этих методов может давать сходные результаты.

Тренды снижающейся и увеличивающейся длины сердечных циклов в действительности не симметричны {40,41], т. к. обычно за ускорением сердечного ритма следует быстрое замедление. В спектральных оценках это ведет к снижению амплитуды пика основной частоты и расширению основания. Это привело к идее измерения блоков RR интервалов, определяемых свойствами ритма и исследованию взаимосвязи таких блоков без рассмотрения внутренней вариабельности. Были предложены подходы, позволяющие снизить эти трудности для временных и частотных методов. Методы вычисления спектров по интервалам и отсчетам приводят к эквивалентным результатам (см. Рис. 6 д) и хорошо подходят для исследований взаимосвязи между ВСР и вариабельностью других измерений. Интервальный спектр хорошо подходит для определения связи RR интервалов с процессами основанными на измерениях в моменты сердечных сокращений (например давления). Спектр отсчетов предпочтителен, если RR интервалы относятся к продолжительному сигналу (например, дыханию) или к возникновению особых явлений (например, аритмий).

Процедуры определения пиков базируются, как на выделении вершин и впадин осцилляций, так и на выявлении трендов сердечного ритма . Выделение может ограничиваться кратковременными изменениями , но может расширяться и на более длительные вариации: пики и впадины второго и третьего порядка или ступенчатое изменение удлиняющихся или укорачивающихся циклов вокруг противоположных трендов . Различные осцилляции можно описать ускорением или замедлением сердечного ритма, длиной волны или амплитудой. Однако, корреляция отслеживает укорочение длины волны осцилляций при увеличении продолжительности записи. Для сложной демодуляции используются методы интерполяции и устранения трендов, что позволяет получить необходимое для выявления кратковременных изменений сердечного ритма временное разрешение, а также описать отдельные фазовые и частотные компоненты, как функцию времени.

Нелинейные методы .

Нелинейные явления, конечно, присутствуют в генезисе ВСР. Они определяются комплексным взаимодействием: гемодинамики, электрофизиологическими и гуморальными изменениями, а также вегетативной и центральной регуляцией. Были спекулятивные представления, что анализ ВСР, основанный на методах нелинейной динамики поможет извлечь важную информацию для физиологической интерпретации ВСР и для предсказания риска внезапной смерти. Методы, использовавшиеся для получения нелинейных свойств ВСР включали: 1/f масштабирование Фурье спектра , Н экспоненциальное масштабирование и метод CGSA (coarse graining spectral analysis — ячейчатый спектральный анализ) . Для представления данных использовались: сечения Пуанкаре, маломерные аттракторы, декомпозиция единичных величин и траекторий аттракторов. Для других количественных оценок использовались: D2 корреляционный массив, экспоненты Ляпунова и энтропия Колмогорова.

Хотя, в принципе, эти методы, как известно, являются мощным инструментом для описания сложных систем, но никаких результатов, пока, не достигнуто в результате их приложения к биомедицинским данным, включая анализ ВСР. Возможно, интегральная сложность оценок не адекватна анализу биологических систем и к тому же слишком малочувствительна, чтобы выявить нелинейные изменения RR интервалов, которые могли бы иметь физиологическое или практическое значение. Более обнадеживающие результаты были получены при использовании дифференциальных, а не интегральных комплексных оценок, т. е. метод масштабирующих коэффициентов . Однако, никаких систематических исследований больших популяций с использованием этих методов пока не выполнено.

В настоящее время нелинейные методы представляют потенциально полезный подход к анализу ВСР, но стандарты на эти методы приняты быть не могут. Развитие технологии и интерпретации результатов нелинейных методов необходимо прежде, чем появится возможность использования этих методов для физиологических или клинических исследований.

Стабильность и воспроизводимость измерений ВСР.

Многочисленные исследования продемонстрировали, что оценки ВСР по кратковременным записям быстро возвращаются к основному ходу, после проходящих возмущений, вызванных такими манипуляциями, как легкие упражнения, прием вазодилататоров кратковременного действия, проходящей коронарной окклюзии и т. д. Более мощные стимулы, такие как максимальные нагрузки или влияние препаратов долговременного действия могут привести к значительно более продолжительному интервалу перед возвратом к контрольным показателям.

Известно очень мало данных по стабильности долговременных оценок ВСР, полученных по результатам 24-часового амбулаторного мониторирования. Тем не менее, доступные данные показывают большую стабильность параметров ВСР на основе 24-часового амбулаторного мониторирования различных популяций обычных людей , после инфаркта , и при желудочковых аритмиях . Также, существуют некоторые фрагментарные данные, показывающие, что стабильность оценок ВСР может сохраняться месяцы и годы. Т. к. 24-часовые показатели, кажется, стабильны и свободны от эффекта плацебо, то они могут служить идеальными показателями для оценки результатов терапии.

Требования к регистрации сигналов.

ЭКГ сигнал.

Реперная точка на ЭКГ, идентифицирующая QRS комплекс, может определяться по максимуму или центру тяжести комплекса, максимуму интерполирующей кривой по совпадению с шаблоном или с другими событийными маркерами. Для того, чтобы определить реперную точку диагностическое ЭКГ оборудование должно удовлетворять произвольным стандартам, включающим характеристики отношения сигнал/шум, характеристики режекции, полосу пропускания и т. д. . Верхняя граничная частота, обрезанная существенно ниже, чем принято для диагностического оборудования (~200Гц) может вызывать скачки при распознавании реперной точки QRS комплекса и давать ошибки измерения продолжительности RR интервалов. Таким же образом, ограничение частоты опроса вызывает ошибки в спектре ВСР, которые больше влияют на высокочастотные компоненты . Интерполяция ЭКГ сигнала может снизить эту ошибку. Используя, подходящую интерполяцию, даже частота дискретизации 100Гц может быть удовлетворительной .

При использовании устройства на микропроцессоре, методы компрессии данных должны быть тщательно изучены, как на предмет эффективной частоты опроса, так и качества методов декомпрессии, которые могут вызывать фазовые и амплитудные искажения.

Продолжительность и обстоятельства записи ЭКГ.

При изучении ВСР продолжительность записи определяется природой каждого конкретного исследования. Стандартизация особенно необходима при исследованиях физиологических и клинических приложений ВСР.

Если производятся кратковременные записи, то должны использоваться частотные, а не временные методы. Длительность записи должна по крайней мере в 10 раз превышать нижнюю частотную границу исследуемой компоненты, но и не должна существенно расширяться, чтобы сохранить стабильность сигнала. Т. о., чтобы получить HF компоненту спектра, продолжительность записи должна приблизительно составлять 1 мин., а низкочастотную LF компоненту — 2 мин. Чтобы стандартизовать различные исследования кратковременных ВСР предпочтительно использовать 5-минутную стандартную запись, если природа исследований не требует другой длительности.

Усреднение спектральных компонент, полученных по последовательным участкам записи для минимизации ошибок, вызванных анализом очень коротких сегментов возможно. Однако, если природа и степень физиологической модуляции сердечного ритма меняется от одного короткого сегмента к другому, то физиологическая интерпретация таких усредненных спектральных компонент вызывает такие же большие проблемы, как и спектральный анализ долговременных записей и требует дальнейшего истолкования. Отображение последовательных спектров мощности (около 20 мин.) может помочь подтвердить постоянство условий для данного физиологического состояния.

Хотя временные оценки SDNN, RMSSD и можно использовать для анализа записей короткой продолжительности, но частотные оценки позволяют проще интерпретировать результаты в терминах физиологической регуляции. Временные оценки идеальны для анализа долговременных записей (низкая стабильность модуляции сердечного ритма во время долговременной записи приводит к сложности интерпретации частотных оценок). Опыт показывает, что различия ритма днем и ночью составляют существенную часть ВСР при анализе долговременных записей временными методами. Т. о., при анализе долговременных записей временными методами, длина ЭКГ должна быть по крйней мере 18ч. И включать всю ночь.

Мало известно о влиянии окружающей среды (т. е. типе и природе физиологической и эмоциональной активности) во время долговременной записи ЭКГ. Для некоторых экспериментов, параметры окружающей среды должны контролироваться в каждом опыте и всегда должны быть описаны. При планировании экспериментов необходимо предусматривать, чтобы запись параметров окружающей среды производилась идентично. В физиологических исследованиях сравнивающих ВСР в различных хорошо подобранных группах, обнаруженные различия сердечного ритма должны быть детально разъяснены.

Редактирование последовательностей RR Интервалов.

Известно, что ошибки, вызванные неточностью определения последовательности NN интервалов существенно влияют на результаты статистических временных и всех частотных методов. Геометрические методы путем аппроксимации общей ВСР позволяют отредактировать случайные ошибки RR интервалов, однако, как выполнить точную коррекцию для других методов, чтобы получить корректные результаты неизвестно. Таким образом, если используются временные или частотные методы ручное редактирование должно выполняться очень тщательно, чтобы корректно идентифицировать и классифицировать каждый QRS комплекс.

Автоматическая фильтрация, которая исключает некоторые интервалы из исходной RR последовательности (например, отличающаяся более чем на 20% от предыдущего интервала) не должна заменять ручное редактирование, так как она, как известно, может быть неудовлетворительной и приводить к нежелательным эффектам, вызывающим ошибки .

Предложения по стандартизации коммерческого оборудования.

Стандартные оценки ВСР с помощью коммерческого оборудования, разработанного для анализа кратковременных записей должны включать непараметрический и предпочтительно, также, параметрический анализ. Чтобы минимизировать возможную путаницу при выводе результатов частотно временных параметров сердечных сокращений, необходимо во всех случаях использовать анализ тахограмм, полученных с постоянным шагом. Непараметрический анализ должен использовать по крайней мере 512, но предпочтительно 1024 точки по 5 минутной записи.

Оборудование разработанное для анализа ВСР по долговременным записям должно выполнять временные методы, включающие получение всех четырех стандартных оценок (SDNN, SDANN, RMSSD и треугольный индекс ВСР). В дополнение к другим возможностям, частотный анализ должен выполняться по 5-минутным сегментам (используя такую же точность, как и при анализе долговременных записей ЭКГ). Если выполняется спектральный анализ номинальной 24-часовой записи, чтобы получить все спектральные компоненты HF, LF, VLF и ULF, то дискретизация тахограмм должна выполняться с такой же точностью, как и при анализе кратковременных записей, т. е. 218 точек. Стратегия получения данных для анализа ВСР должна соответствовать схеме, показанной на рис. 7.

Точность и тестирование коммерческого оборудования. Чтобы обеспечить качество различного оборудования используемого для анализа ВСР и найти приемлемый баланс между точностью существенной для научных и клинических исследований и ценой требуемого оборудования необходимо независимое тестирование всего оборудования. Т. к. потенциальные ошибки оценки ВСР включают неточности определения реперной точки QRS комплексов, то тестирование должно включать все фазы: запись, отображение и анализ. Более точно оборудование можно протестировать по сигналам с известными свойствами ВСР (например смоделированными компьютером), чем по существующей базе данных уже оцифрованных ЭКГ. В случае, если коммерческое оборудование используется для исследований физиологических и клинических аспектов ВСР, то независимое тестирование этого оборудования необходимо во всех случаях. Возможная стратегия тестирования коммерческого оборудования предложена в Приложении В. Промышленные стандарты должны быть созданы, включающие эту или схожую стратегию.

Чтобы минимизировать ошибки, вызванные неправильно созданными или некорректно использованными методами и оборудованием рекомендуется применять следующие правила:

— Применяемое для регистрации ЭКГ промышленное оборудование должно удовлетворять произвольным промышленным стандартам, сформулированным в терминах: отношение сигнал/шум, уровень режекторного подавления, полоса пропускания и т. д.

— Записывающие устройства на микросхемах должны восстанавливать сигнал без фазовых и амплитудных искажений; устройства для долговременной записи ЭКГ, использующие аналоговые магнитные носители должны регистрировать отметки времени.

Коммерческое оборудование, используемое для анализа ВСР, должно удовлетворять техническим требованиям, перечисленным в разделе: «стандарты измерений ВСР» и его работа должна быть протестирована независимо от производителя.

— Для стандартизации физиологических и клинических исследований, два типа записи должны по возможности использоваться: (а) кратковременная 5-минутная запись, выполняемая в физиологически стабильных условиях и обрабатываемая частотными методами и (б) номинальная 24-часовая запись, обрабатываемая временными методами.

— При клинических исследованиях с долговременной записью ЭКГ, пациенты должны находиться в достаточно схожих условиях и при схожем воздействии окружающей среды.

— При использовании статистических временных и частотных методов, сигнал должен быть тщательно отредактирован путем визуального просмотра и ручной коррекции RR интервалов и классификации QRS комплексов. Автоматические фильтры, основанные на эвристической логике последовательности RR интервалов (т. е. исключение RR интервалов выходящих за заданные пределы) не должна освобождать от проверки качества последовательности RR интервалов.

Физиологические соответствия компонентов вариабельности сердечного ритма

Вегетативные влияния на ритм сердца

Хотя сердечный автоматизм и присущ различным пейсмекерным тканям, но сердечный ритм в большой степени находится под контролем вегетативной нервной системы (ВНС) . Парасимпатическое влияние на ритм сердца оказывается путем выброса ацетилхолина блуждающим нервом. Мускариновые рецепторы ацетилхолина отвечают на этот выброс главным образом повышением проведения К мембраной клетки. . Ацетилхолин также тормозит активируемый гиперполяризацией "пейсмекерный" ток If . Гипотеза "замедления Ik" предполагает, что деполяризация пейсмекера происходит из-за медленной деактивации задержанного тока выпрямления, Ik, который, вследствие время-независимого фонового направленного внутрь тока вызывает диастолическую деполяризацию . И наоборот, " гипотеза активации Ik" , предполагает, что следующее прекращение потенциала действия, If обеспечивает медленно активирующийся направленный внутрь ток, преобладающий над замедленным Ik, что вызывает медленную диастолическую деполяризацию.

Симпатическое влияние на сердечный ритм опосредовано выбросом адреналаина и норадреналина. Активация Бета-адренергических рецепторов приводит к фосфорилизации циклической АТФ белков мембраны повышает ICaL и If . В конечном результате ускоряется медленная диастолическая деполяризация (то есть, учащается ритм сердца).

В условиях покоя, вагусное влияние превалирует и вариации ЧСС главным образом определяются вагусной модуляцией . Вагусная и симпатическая активность постоянно взаимодействуют. Так как синусовый узел насыщен ацетилхолинэстеразой, то влияние вагусных импульсов является кратковременным, так как ацетилхолин быстро гидролизуется. Парасимпатическое влияние превышает симпатическое, вероятно, вследствие действия двух независимых механизмов: холинэргически вызванного снижения выброса норадреналина при повышении симпатической активности и холинэргического ослабления реакции в ответ на адренергические стимулы.

Компоненты ВСР

Вариации интервалов RR, существующие в условиях покоя, отражают точную настройку механизмов управления от сокращения к сокращению . Вагусная афферентная импульсация приводит к рефлекторному возбуждению вагусной эфферентной активности и к угнетению симпатической эфферентной активности . Эфферентная вагусная активность также возникает под воздействием снижения тонуса афферентной симпатической активности . Эфферентная симпатическая и вагусная активации, направленные на синусовый узел, характеризуются разрядом, в значительной степени синхронно с каждым сердечным циклом, который может модулироваться центральными (из вазомоторных и дыхательных центров) и периферическими (колебания артериального давления и дыхательные движения) осцилляторами . Эти осцилляторы генерируют ритмические флюктуации залпов в эфферентных нервах, которые проявляются как кратковременные и долговременные осцилляции сердечных периодов.

Анализ этих ритмов позволяет сделать вывод о состоянии и функционировании (а) центральных осцилляторов, (b) симпатической и вагусной эфферентной активности, (с) гуморальных факторов, (d)cинусового узла.

Понимание модулирующего воздействия нервных механизмов на синусовый узел улучшилось при спектральном анализе ВСР. Эфферентная вагусная активность создает основной вклад в высокочастотный компонент, как это видно из клинических и экспериментальных воздействий на вегетативную нервную систему, таких как электрическая стимуляция блуждающих нервов, блокада мускариновых рецепторов и ваготомия . Более противоречива интерпретация LF компонентов, которые некоторыми авторами рассматривается как маркер симпатической модуляции (особенно когда выражается в нормализованных единицах), а другими как параметр, включающий и симпатическое и вагусное влияние . Эти расхождения возникли вследствие того, что при некоторых условиях, связанных с симпатическим возбуждением, наблюдается уменьшение абсолютной мощности спектра LF компонента. Важно осознавать, что во время симпатической активации возникающая тахикардия обычно сопровождается значительным снижением общей мощности, тогда как противоположное возникает при вагусной активации. Если спектральные компоненты измеряются в абсолютных единицах (мсек2, сек2), то изменения в общей мощности спектра влияют на LF и HF в одинаковом направлении и мешают оценке распределения энергии по фракциям. Это объясняет, почему у лежащего на спине субъекта при контролируемом дыхании атропин снижает и LF и HF и почему при физической нагрузке LF значительно снижается . Эта концепция подтверждается примером на рис 3, показывающим спектральный анализ вариабельности сердечного ритма у здорового обследуемого в положении лежа на спине и при подъеме в вертикальное положение 90 градусов. Вследствие снижения общей мощности LF представляется как оставшаяся неизменной, если выражена в абсолютных единицах. Однако, после нормализации, снижение LF становится очевидным. Сходные результаты применимы к отношению LF/HF .

Спектральный анализ 24-часовых записей показывает, что у здоровых людей LF и HF, выраженные в нормализованных единицах, отражают циркадианные ритмы и реципрокные флюктуации с более высокими значениями LF в дневное время и HF — ночью. Эти зависимости невозможно выявить, если рассматривать спектр, полученный в результате анализа всего 24-часового периода или усреднять спектры последовательных коротких периодов. В долговременных записях HF и LF компоненты составляют приблизительно 5% от общей мощности спектра. Хотя ULF и VLF компоненты составляют оставшиеся 95% общей мощности, их физиологическое соответствие до сих пор неизвестно.

LF и HF могут возрастать при различных обстоятельствах. Повышение LF (выраженное в нормализованных единицах) наблюдается при пассивном подъеме головного конца до 90*, вставании, ментальном стрессе, при умеренных физических упражнениях здоровых людей, при умеренной гипотензии, физической активности и окклюзии коронарной артерии или общей сонной артерии у беспородных собак . Наоборот, повышение HF вызывается контролируемым дыханием, охлаждением лица и стимуляцией вращением .

Вагусная активность создает главный вклад в HF компоненту. Расхождения существуют в отношении LF компоненты. В некоторых исследованиях считается, что LF, выраженные в нормализованных единицах, являются косвенным маркером симпатической модуляции, в других исследованиях полагают, что LF отражают как симпатическую, так и вагусную активность. Соответственно отношение LF/HF рассматривается некоторыми исследователями как показатель симпато/вагусного баланса или как показатель симпатической модуляции.

Физиологическая интерпретация самых медленных частотных компонентов (то есть VLF и ULF) требует дальнейшего изучения.

Важно отметить, что ВСР измеряет скорее флуктуации в автономном вегетативном влиянии на сердце, чем средний уровень влияния вегетативной нервной системы. Таким образом, как блокада вегетативных влияний, так и насыщающий высокий уровень симпатического влияния ведут к уменьшению ВСР .

Изменения ВСР, относящиеся к некоторым патологиям

Уменьшение ВСР отмечено при множестве кардиологических и не кардиологических заболеваний .

Инфаркт миокарда (ИМ).

Депрессия ВСР после ИМ может отражать понижение вагусного влияния на сердце, что приводит к преобладанию симпатических механизмов и к электрической нестабильности сердца. В острой фазе ИМ снижение среднего квадратичного отклонения нормальных интервалов RR (SDNN — СКОНН) при 24-хчасовой записи сильно связано с дисфункцией левого желудочка, с пиком подъема креатининфосфокиназы и с классом Killip .

Механизм, за счет которого ВСР временно снижается после ИМ и за счет которого подавленная ВСР является предвестником неврального ответа на острый ИМ до сих пор не описан, но вероятно он заключается в расстройстве нервной активности кардиального происхождения. Некоторые гипотезы привлекают [включают] кардио — кардиальные симпато-симпатические и симпато-вагальные рефлексы и полагают, что изменения в геометрии сокращающегося сердца из-за некротизированных и несокращающихся сегментов могут ненормально увеличить залпы симпатических аффе-рентных волокон из-за механического повреждения чувствительных окончаний . Это симпатическое возбуждение ослабляет активность вагусных волокон, идущих к синусовому узлу. Другое объяснение, особенно применимое к значительному снижению ВСР, основано на снижении чувствительности клеток синусового узла к нервной модуляции .

Спектральный анализ ВСР у пациентов, переживших острый ИМ, обнаруживает снижение общей мощности и отдельных спектральных компонент . Таким образом, если мощность LF и HF вычислялась в нормализованных единицах, то увеличенная LF и уменьшенная HF наблюдались как в контролируемых условиях покоя, так и 24-х часовых записях, анализируемых путем множества 5-минутных интервалов . Эти изменения показывают сдвиг симпато-вагусного баланса в сторону преобладания симпатикотонии и уменьшенный тонус вагуса. Сходные заключения были получены в результате рассмотрения

Отношения LF/HF. Существование нарушения механизмов нервного управления отражалось также в снижении вариации день-ночь интервалов RR и спектральных компонентов LF и HF , имевшихся в течении периода от нескольких дней до нескольких недель после острых явлений. У пациентов после ИМ с сильно подавленной ВСР большая часть оставшейся энергии спектра сосредоточена в VLF частотном диапазоне ниже 0,03 Гц, с очень малой HF, связанной с дыханием . Эти характеристики спектрального профиля сходны с наблюдаемыми при сердечной недостаточности или после трансплантации сердца и вероятно отражают как сниженную восприимчивость органа к нервным воздействиям или насыщение синусового узла постоянно высоким симпатическим тонусом .

Диабетическая нейропатия

При нейропатии, связанной с сахарным диабетом, характеризуемой алтерацией малых нервных волокон, представляется, что снижение временных параметров ВСР несет не только отрицательную прогностическую информацию, но также предшествует клиническому проявлению нейропатии . У больных диабетом без проявлений нейропатии также было обнаружено снижение абсолютной мощности LF и HF при контролируемых условиях . Однако, если рассматривалось отношение LF/HF или LF и HF анализировались в нормализованных единицах, то никаких существенных отличий от нормы не наблюдалось. Таким образом, начальные проявления такой нейропатии вероятно включает в себя обе эфферентные ветви ВНС .

Трансплантация сердца

Очень низкая ВСР без выраженных спектральных компонент наблюдалась у пациентов с недавно пересаженным сердцем .

Появление дискретных спектральных компонент у некоторых пациентов рассматривается как отражение реиннервации сердца . Эта реиннервация может возникнуть не раньше, чем через 1-2 года после трансплантации и обычно имеет симпатический источник. Правда,

Корреляция между частотой дыхания и HF компонентом ВСР, наблюдавшаяся у некоторых пациентов с трансплантацией, показывает, что не-невральные механизмы также могут вносить вклад в связанные с дыханием осцилляции ритма . Начальные наблюдения по

Идентификации пациентов, у которых по изменениям ВСР началось отторжение могли бы представлять клинический интерес, но требуют дальнейшего подтверждения.

Дисфункция миокарда

Понижение ВСР постоянно наблюдалось у пациентов с сердечной недостаточностью . В этих условиях, характеризуемых признаками симпатической активации, таких как ускорение сердечного ритма и высокие уровни циркулирующих катехоламинов, связь между изменениями в ВСР и степенью желудочковой дисфункции была спорной . Фактически тогда, когда снижение временных оценок казалось параллельным тяжести заболевания, связь между спектральными компонентами и признаками желудочковой дисфункции проявлялись как более сложные. В частности, у большинства пациентов в очень поздней стадии заболевания и с сильно сниженной ВСР, LF компоненты не могли быть выявлены, несмотря на клинические признаки симпатической активации. Таким образом, в условиях, характеризуемых как явное и неопровержимое постоянное симпатическое возбуждение, синусовый узел представляет сильно уменьшенную реактивность к нервным воздействиям .

Тетраплегия

Пациенты с хроническим полным высоким повреждением шейного отдела спинного мозга имеют интактные симпатические и вагусные нервные пути, направленные к синусовому узлу. Однако, спинальные симпатические нейроны лишены модулирующего управления и в частности супраспинального ингибирующего влияния барорефлекса. По этой причине такие пациенты представляют уникальную клиническую модель, чтобы оценить вклад супраспинальных механизмов, определяющих симпатическую активность, влияющую на низкочакстотные осцилляции ВСР. Сообщалось , что невозможно обнаружить никаких LF у пациентов с тетраплегией, чем подтверждалась критическая роль супраспинальных механизмов как определяющих ритм с частотой 0,1 Гц. Однако в двух последних исследованиях выяснилось, что LF компоненту можно выявить в ВСР и в вариабельности артериального давления у некоторых пациентов с тетраплегией .

Тогда как Koh et al.(108) связывали LF компоненту ВСР с вагусной модуляцией, Guzzetti et al. связывали ту же компоненту с симпатической активностью, из за задержки с которой LF компонента появлялась после пересечения спинного мозга, полагая, что возникающая спинальная ритмичность способна модулировать симпатические разряды.

Модификации ВСР при специфических вмешательствах

Целесообразность попыток изменения ВСР после ИМ происходит из многочисленных наблюдений, показывающих, что сердечная смертность выше среди больных, перенесших ИМ, у которых более подавлена ВСР . Сделан вывод, что воздействие, которое увеличивает ВСР, может быть протективным против сердечной смертности и против внезапной сердечной смерти. Хотя целесообразность изменения ВСР является здравой, она содержит опасность приводить к неоправданному предположению, что изменение ВСР направлено прямо на защиту сердца, что может быть и не так . Целью является улучшение электрической стабильности сердца, а ВСР является просто индикатором активности ВНС. Несмотря на растущее согласие, что повышение вагусной активности может быть полезным , до сих пор не ясно, насколько вагусная активность (или ее признак) должны повыситься, чтобы обеспечить адекватную защиту.

Бета-адренергическая блокада и ВСР

Данные о влиянии бета-блокаторов на ВСР и постинфарктных больных на удивление скудны . Вопреки тому, что наблюдение статистически значимо возрастает, действительные изменения очень скромные. Однако следует отметить, что бета-блокаторы предупреждают подъем LF компоненты, наблюдаемый в утренние часы . У беспородных собак после ИМ бета-блокаторы не изменяют ВСР . Неожиданное наблюдение, что перед ИМ бета-блокаторы увеличивают ВСР только у животных с низким риском постинфарктных летальных аритмий может предложить новые подходы к стратификации постинфарктных рисков.

Антиаритмические препараты и ВСР

Получены данные для нескольких антиаритмических препаратов. Сообщалось, что флекаинид и пропафенон, но не амиодарон уменьшали временные параметры ВСР с хронической желудочковой аритмией . В другом исследовании пропафенон снижал ВСР и уменьшал LF больше, чем HF, что приводило к сушественно меньшему отношению LF/HF. Более крупное исследование подтвердило, что флекаинид а также энкаинид и морицизин снижали ВСР у постинфарктных больных, но не нашли связи между изменением ВСР и последующей смертностью. Таким образом некоторые антиаритмические препараты, ассоциирующиеся с повышенной смертностью, могут уменьшать ВСР. Однако неизвестно, имеют ли прямое прогностическое значение эти изменения ВСР.

Скополамин и ВСР

Низкая доза блокаторов мускариновых рецепторов, таких как атропин и скополамин, может вызвать парадоксальное повышение вагусной эфферентной активности, как предполагают при замедлении частоты сердечных сокращений. Различные исследования проверяли влияние трансдермального скополамина на признаки вагусной активности у пациентов с недавним ИМ и с застойной сердечной недостаточностью . Скополамин существенно повышает ВСР, которая показывает, что фармакологическое воздействие скополамина на нервную деятельность может эффективно повысить вагусную

Активность. Однако действие долговременного лечения не оценивалось. К тому же низкие дозы скополамина не предотвращают фибрилляцию желудочков во время острой ишемии миокарда у собак после ИМ .

Тромболизис и ВСР

Влияние тромболизиса на ВСР (оценивалось по рNN50) было обнаружено у 95 пациентов с острым ИМ . ВСР была выше в течение 90 минут после тромболизиса у пациентов с восстановившейся проходимостью относящейся к инфаркту артерии. Однако эти различия становились неочевидными, когда анализировались 24-хчасовые записи.

Тренирующие упражнения и ВСР

Тренирующие упражнения могут снизить сердечно-сосудистую смертность и внезапную смерть сердечной природы . Регулярные упражнения также способствуют изменению баланса ВСР . Недавние экспериментальные исследования, спланированные для оценки влияния тренировок на проявления вагусной активности, позволили одновременно получить информацию об изменениях электрической стабильности сердца . Беспородным собакам с документированным ранее высоким риском возникновения желудочковых фибрилляций во время ишемии миокарда были назначены в течение 6 недель ежедневные тренировки с последующим отдыхом в клетке . После тренировок ВСР (SDNN) повысилась на 74% и все животные пережили новый ишемический тест. Тренировки могут также ускорить восстановление физиологического симпато-вагусного взаимодействия, как показано на пациентах после ИМ .

Клиническое использование вариабельности сердечного ритма.

Хотя ВСР и являлась объектом многочисленных клинических исследований широкого спектра кардиологических и не кардиологических заболеваний и клинических состояний, но общий консенсус по практическому использованию ВСР во взрослой медицине был достигнут только в двух клинических случаях. Пониженная ВСР может использоваться для предсказания риска после острого инфаркта миокарда (ИМ) и как ранний признак диабетической нейропатии.

Оценка риска после острого инфаркта миокарда .

Наблюдение , что у пациентов с острым ИМ отсутствие дыхательной синусовой аритмии связано с повышенной больничной смертностью, представляет первое из большого числа сообщений которые продемонстрировали прогностическое значение ВСР для идентификации пациентов с высоким риском.

Подавленная ВСР является мощным прогнозом смертности и аритмических явлений (например желудочковой тахикардии) у пациентов с острым ИМ . Прогностическое значение ВСР не зависит от других факторов, используемых для стратификации рисков, таких как уменьшенная фракция выброса левого желудочка, повышенная желудочковая эктопическая активность и присутствие поздних желудочковых потенциалов. По прогнозы всех случаев смертности значение ВСР аналогично фракции выброса левого желудочка, но имеет превосходство по сравнению с ней в предсказании аритмических событий (внезапная сердечная смерть и желудочковая тахикардия) . Это породило заблуждение, что ВСР позволяет более строго прогнозировать аритмическую смертность, чем не аритмическую. Однако, явных различий в ВСР у пациентов, пострадавших от внезапной, так и не внезапной сердечной смертности после острого инфаркта миокарда на наблюдалось. Тем не менее, это может быть вызвано природой определения «внезапная сердечная смерть» , в которое необходимо включить не только пациентов с внезапной аритмической смертью, но также пациентов с фатальными повторными инфарктами и другими сердечно сосудистыми явлениями.

Значение временных и частотных параметров было полностью оценено в нескольких независимых исследованиях, но из-за использования оптимальных ограниченных значений, описывающих нормальную и сниженную ВСР эти последовательности могут слегка переоценивать прогностическую роль ВСР. Тем не менее доверительные интервалы, этих ограниченных значений скорее заужены из-за размеров обследованной популяции. Таким образом, полученные ограниченные показатели 24-х часовых оценок ВСР, то есть SDNN<50мсек. и треугольный индекс ВСР<15 для сильно пониженной ВСР или SDNN<100мсек. и треугольный индекс <20 для средне пониженной ВСР, вероятно, широко применимы.

Не известно, можно ли различные показатели ВСР (например, оценки кратковременных и долговременных компонент) скомбинировать в многопараметрические отношения, чтобы улучшить стратификацию постинфарктных рисков. Однако, по общему мнению, комбинация других показателей ВСР с оценкой 24-часовой ВСР, вероятно, избыточна.

Патофизиологическое рассмотрение

До сих пор не обосновано, является ли ВСР частью механизма повышенной постинфарктной смертности или просто признаком плохого прогноза. Получены данные показывающие, что сниженная ВСР является не просто отражением симпатического переутомления или вагусной блокады, вследствие плохой работы желудочков, но также и отражает сниженную вагусную активность, которая строго связана с патогенезом желудочковых аритмий и внезапной сердечной смертью .

Оценка ВСР для стратификации риска после острого инфаркта миокарда

Традиционно, ВСР используемая для стратификации риска после ИМ оценивалась по 24- часовым записям ВСР, оценка полученная по кратковременным записям ЭКГ так же несет прогностическую информацию по стратификации рисков после ИМ, но является ли она столь же надежной как по 24-часовым записям пока не ясно . ВСР, полученная по кратковременным записям понижена у пациентов с высоким риском; прогностическое значение пониженной ВСР повышается с увеличением длины записи. Т. о., использование номинальной 24-часовой записи можно рекомендовать для исследований стратификации рисков после ИМ. С другой стороны, оценку ВСР по кратковременным записям можно рекомендовать для первоначального скрининга выживаемости при остром ИМ . Такая оценка имеет сходную чувствительность, но более низкую прогностическую значимость для пациентов с высоким риском по сравнению с 24-часовой ВСР. Спектральный анализ ВСР у переживших ИМ пациентов показывает, что ULF и VLF несут наибольшее прогностическое значение . Т. к. физиологическое объяснение этих компонент неизвестно и эти компоненты составляют до 95% общей мощности, которую легко оценивать временными методами, то использование отдельных спектральных компонент ВСР для стратификации рисков после ИМ, не более надежно, чем временные методы, оценивающие общую ВСР.

Развитие ВСР после острого ИМ

Время после ИМ, в которое пониженная ВСР достигает наивысшего прогностического значения до сих пор полностью не определено. Тем не менее, достигнут общий консенсус, что ВСР должна оцениваться перед выпиской из больницы, т. е. приблизительно через неделю после инфаркта. Такая рекомендация так же хорошо вписывается в общую практику ведения больных острым ИМ.

ВСР понижается сразу после ИМ и начинает восстанавливаться через несколько недель и максимально, но не полностью восстанавливается через 6-12 месяцев после ИМ . Оценка ВСР на ранней стадии ИМ (2-3 дня после острого ИМ) и перед выпиской из больницы (через 1-3 недели после острого ИМ) несет важную прогностическую информацию. Оценка ВСР, полученная позже (через 1 год) после острого ИМ, так же предсказывает будущую смертность {138]. Данные полученные на животных, позволяют считать, что скорость восстановления ВСР после ИМ коррелирует с последующим риском .

Использование ВСР для многофакторной стратификации рисков.

Прогностическое значение только ВСР скромное, но объединение с другими методами существенно улучшает ее прогностическую значимость в клинически важном диапазоне чувствительности (с 25% до 75%) для сердечной смертности и аритмических явлений (рис.9).

Улучшение точности положительного предсказания внутри диапазона чувствительности сообщалось при объединении ВСР со средней ЧСС, фракцией выброса левого желудочка, частотой желудочковой эктопической активности, параметрами ЭКГ высокого разрешения (например, наличие и отсутствие поздних потенциалов) и клинических оценок . Однако, неизвестно какое практическое значение имеют другие факторы стратификации и каковы их возможности при объединении с ВСР для многофакторной стратификации рисков.

Необходимо провести систематически многофакторные исследования стратификации постинфарктных рисков, для того чтобы достигнуть консенсус и для того чтобы можно было рекомендовать объединение ВСР с другими показателями с доказанной прогностической значимостью. Многие аспекты, которые не имеют значения при одновариантной стратификации рисков требуют проверки: не очевидно, являются ли отдельные параметры, полученные в одновариантных исследованиях, фактором индивидуального риска при использовании его в многовариантных вариациях. Различные многовариантные комбинации вероятно требуют, оптимизации прогностической точности в различных диапазонах чувствительности. Пошаговая стратегия должна быть использована чтобы выявить оптимальную последовательность проведения отдельных тестов для многофакторных стратификаций.

Следующие факторы должны учитываться, когда используются оценки ВСР в клинических исследованиях и пробах, определяющих выживаемость при остром ИМ. Пониженная ВСР предсказывает смертности независимо от других факторов риска. Достигнут общий консенсус, что ВСР должна быть оценена приблизительно через одну неделю после возникновения инфаркта. Хотя, оценка ВСР по кратковременной записи несет прогностическую информацию, но оценка ВСР по номинальной 24-часовой записи строже предсказывает риск. Оценка ВСР по кратковременной записи может использоваться для начального скрининга всех перенесших острый ИМ.

Пока не обнаружено оценок ВСР, дающих лучшую прогностическую информацию, чем временные оценки общей ВСР (т. е. SDNN или треугольный индекс). Другие оценки, например, ULF полного 24-часового спектрального анализа работает так же хорошо. Группа наибольшего риска может быть выделена по порогу: SDNN<50 мсек. и треугольный индекс <15 мсек.

Для клинически значимого диапазона чувствительности прогностическое значение одной ВСР скромное, хотя оно и выше чем у любого другого известного фактора риска. Чтобы улучшить прогностические возможности, ВСР может быть скомбинирована с другими факторами. Однако, оптимальный набор факторов риска и соответствующие пределы до сих пор не найдены.

Оценка диабетической нейропатии

Как осложнение сахарного диабета нейропатия вегетативной нервной системы характеризуется ранним и обширным поражением малых нервных волокон как симпатического, так и парасимпатического тракта . Его клинические проявления полностью связаны с функциональными нарушениями и включают: постуральную (связанную с положением тела) гипотензию персистентную тахикардию, диабетические кризы, гастропарезы и т. д.

С момента клинического обнаружения проявлений диабетической нейропатии ВНС (DAN — diabetic autonomic neuropathy) 5-летняя смертность оценивается приблизительно в 50% . Т. о. ранняя доклиническая диагностика ВНС имеет важное значение для стратификации рисков и дальнейшего наблюдения. Доказано, что анализ кратковременных и долговременных ВСР полезен для выявления DAN .

Для пациентов с установленной DAN или с подозрением на нее можно использовать три метода оценки ВСР: (а) простой метод RR интервалов; (б) долговременные измерения во временной области, которые более чувствительны и воспроизводимы, чем кратковременные тесты; (в) частотный анализ кратковременных записей, полученных в неизменных условиях, которые полезны для разделения симпатических и парасимпатических нарушений.

Долговременные оценки во временной области.

ВСР, полученная по 24-часовой Холтеровской записи более чувствительна, чем простые тесты (проба Вальсальвы, ортостатический тест и глубокое дыхание ) для выявления DAN. Больше всего опыта накоплено на основе оценок NN50 и SDSD (см. Табл. 1.) . Используя отсчеты NN50 было получено с доверительной вероятностью 95% снижение общего числа отсчетов с 500 до 2000 в зависимости от возраста, т. е. около половины пациентов с диабетом должны демонстрировать ненормально низкие отсчеты за 24 часа. Более того, существует строгая корреляция между долей пациентов с ненормальным числом отсчетов и степенью нейропатии определенной по обусловленным оценкам..

Кроме повышенной чувствительности, эти 24-часовые оценки сильно коррелируют с другими оценками ВСР и являются воспроизводимыми и стабильными во времени. Сходно с выживанием больных инфарктом миокарда, пациенты с DAN, также, предрасположены к плохим исходам, таким, как внезапная смерть, но еще необходимо подтвердить несут ли оценки ВСР прогностическую информацию среди диабетиков.

Измерения в частотной области.

Следующие отклонения от нормы в частотном анализе ВСР связаны с DAN (а) сниженная мощность всех спектральных полос, являющаяся наиболее общим признаком , (в) слабое повышение LF при вставании, которое отражает ослабленный симпатический отклик или пониженную чувствительность барорецепторов , (с) ненормально низкая общая мощность с неизменным отношением LF/HF и (d) левонаправленный сдвиг центральной частоты LF, физиологическое значение которого требует дальнейших исследований .

При развитом нейропатическом состоянии, спектр мощности в положении лежа часто показывает очень низкие амплитуды всех спектральных компонент, делая трудным разделение сигнала и шума . Тем более, рекомендуется, чтобы такие пробы, как вставание или ортостатическая были включены. Другой способ преодолеть низкое отношение сигнала к шуму — использовать когерентную функцию, которая использует общую мощность когерентную с частотной полосой .

Другой клинический потенциал.

Отдельные исследования ВСР при других кардиологических заболеваниях перечислены в табл. 4.

Будущие возможности

Развитие измерений ВСР.

Доступные в настоящее время временные методы преимущественно использованные для оценки долговременных профилей ВСР, вероятно, достаточны для этих целей. Улучшение возможно, особенно, в области численной робастности (устойчивости). Современные непараметрические и параметрические спектральные методы, вероятно, достаточны для анализа кратковременных записей ЭКГ без проходящих изменений модуляции сердечного ритма.

Помимо необходимости разработать численно устойчивые методы подходящие для полностью автоматизированного анализа (в этом направлении можно использовать только геометрический метод), следующие три направления заслуживают внимания.

Динамика и проходящие изменения ВСР.

Существующие возможности по описанию и численные оценки динамики последовательности RR интервалов и проходящих изменений ВСР отрывочны и до сих пор требуют математической разработки. Однако, можно предположить, что подходящая оценка динамики ВСР приведет к реальному улучшению нашего понимания модуляции сердечного ритма и его физиологического и патофизиологического объяснения.

Пока неясно, будут ли методы нелинейной динамики пригодны для измерения проходящих изменений RR интервалов или новые математические модели и алгоритмические концепции потребуются для создания принципов измерений более близких к физиологической природе сердечных периодограмм. В любом случае, задача оценки проходящих измерений ВСР кажется более важной, чем дальнейшее улучшение принятой технологии для анализа модуляции сердечного ритма в стабильной стадии.

РР и RR Интервалы.

Мало известно о связи между РР и RR модуляцией ВСР. По этим причинам, последовательность РР интервалов, так же должна быть исследована . К сожалению, точное нахождение реперной точки Р пика почти невозможно на основе поверхностной ЭКГ, регистрируемой с использованием обычной технологии. Однако, развитие технологии могло бы позволить исследовать вариабельность РР и RR интервалов в будущих экспериментах.

Многосигнальный анализ.

Модуляция сердечного ритма возникает в действительности не только в результате воздействия регуляторных механизмов ВНС. Существующее в настоящее время коммерческое и некоммерческое оборудование позволяет одновременно записывать ЭКГ, дыхание, давление крови и т. д. Однако, не смотря на простоту регистрации этих сигналов, никаких широко принятых детальных методов многосигнального анализа не существует.

Каждый сигнал может быть проанализирован отдельно, например, при помощи параметрического спектрального анализа и результаты анализа сравнены. Совместный анализ физиологических сигналов позволит оценить свойства совокупности .

Исследование необходимые для улучшения физиологического толкования.

Усилия должны быть направлены на поиск физиологических объяснений и биологических связей различных оценок ВСР. В некоторых случаях, например, при толковании HF компоненты, оно было достигнуто. В других случаях, например, при толковании VLF и ULF компонент, физиологическое объяснение пока не получено.

Неопределенность ограничивает возможности интерпретации связи между этими оценками и риском сердечных проявлений. Возможность использовать признаки активности ВНС очень притягательна. Однако, пока найдена надежная связь между оценками ВСР и сердечными проявлениями, что вызывает связанную с этим опасность концентрации терапевтических воздействий на признаки . Это может привести к некорректным предложениям и серьезным ошибкам интерпретации.

Возможности будущего клинического использования

Нормальные стандарты.

Чтобы создать нормальные стандарты ВСР для различных возрастных и половых групп, необходимо проведение исследования на больших популяциях с долговременным отслеживанием их состояния. Недавно исследователи из Фремингхемского сердечного центра опубликовали временные и частотные оценки ВСР у 736 пожилых людей и их свзь со всеми случаями в последующие 4 года . В этих исследованиях сделан вывод, что ВСР дает независимо более точную прогностическую информацию, чем другие традиционные факторы риска. Должны быть выполнены дополнительные исследования ВСР на популяциях, включающих весь возрастной спектр мужчин и женщин.

Физиологические явления.

Представляло бы интерес оценить ВСР при различных циркадианных ритмах, таких ака нормальный цикл день-ночь, устоявшийся обратный цикл день-ночь (вечер — ночная работа), временно изменяющиеся циклы день-ночь, которые могут возникать во время путешествий. Вариации активности ВНС, возникающие во время различных стадий сна, включая фазу быстрого движения глаз, были изучены только у нескольких пациентов. У нормальных людей HF вагусная компонента спектра мощности увеличивалась, но не во время фазы быстрого движения глаз, тогда как у постинфарктных пациентов это увеличение отсутствовало .

Реакция ВНС на спортивные тренировки и физические упражнения для реабилитации после различных заболеваний может служить для оценки результатов восстановления. Данные по ВСР, должны быть полезны для понимания хронологических аспектов тренировок и определения наступления времени оптимального восстановления по отношению к влиянию ВНС на сердце. Также, ВСР может нести важную информацию по дизадаптации организма при ограниченной подвижности и невесомости, которые сопровождают космический полет.

Фармакологические реакции.

Многие лекарственные преператы действуют прямо или косвенно на ВНС, поэтому ВСР можно использовать для исследования влияния различных факторов на симпатическую и парасимпатическую активность. Известно, что парасимпатическая блокада полной дозой атропина вызывает значительное снижение ВСР. Малая доза скополамина оказывает ваготоническое влияние, которое ассоциируется с повышенной ВСР, особенно в HF диапазоне. b-адренергическая блокада вызывает увеличение ВСР и снижение LF компоненты , выраженной в нормализованных единицах.

Необходимо провести значительно больше исследований, чтобы понять эффекты и клиническое значение изменившегося ваготонического и адренергического тона на общую мощность ВСР и его различных компонентов при заболевании и его отсутствии.

В настоящее время существуют некоторые данные по влиянию блокаторов кальцевых каналов, седативных препаратов, анхиолитиков, анальгетиков, анаэстетиков, антиаритмических препаратов, наркотиков и химиотерапевтических агентов, таких как vincristine и doxorubicin на ВСР.

Предсказание рисков.

Временные и частотные оценки ВСР, вычисленные по длинным 24-часовым или коротким от 2 до 15-мин записям ЭКГ использовались для предсказания продолжительности жизни после острого ИМ, а также рисков всех видов смертности и внезапной сердечной смерти у пациентов со структурными заболеваниями сердца и большого числа других патофизиологических состояний . Используя диагностические инструменты, которые могут оценить ВСР вместе с частотой и сложностью желудочковых аритмий, усредненной ЭКГ, изменениями ST сегмента и однородностью реполяризации можно будет существенно улучшить идентификацию пациентов с риском внезапной смерти и аритмических явлений. Проспективные исследования необходимы для того, чтобы оценить чувствительность, значимость и прогностическую точность комбинированных тестов.

Зародышевая и неонатальная вариабельность сердечного ритма является важной областью исследований, т. к. должна дать раннюю информацию о зародышевых и неонатальных катастрофах и идентифицировать их с синдромом внезапной детской смерти. Большинство из предварительных работ в этой области было выполнено в начале 80-х годов, перед тем, как методы спектрального анализа стали использоваться. Наблюдение за созреванием ВНС в развивающемся плоде также возможно на основе применения этих методов.

Механизмы заболеваний.

Плодородная область исследований — использовать методы ВСР для обследования роли изменения ВНС в механизмах заболевания, особенно таких условий в которых симпато-вагусные факторы, кажется, играют важную роль.

Недавние работы показали, что изменения в иннервации вегетативной нервной системой развивающегося сердца могут вызвать некоторые формы синдрома удлиненного QT сегмента . Исследования ВСР у плода беремнных женщин с этими нарушениями возможны и должны быть очень информативны .

Роль вегетативной нервной системы в сущности гипертензии являются важной областью исследований . Вопрос, касающийся первичной или вторичной роли увеличенной симпатической активности в сущности гипертензии должен быть разрешен путем долговременных исследований субъектов у которых сначала нормотензия. Является ли гипертензия результатом подавленной симпатической активности с измененным воздействием нервных регуляторных механизмов?

Некоторые первичные невралгические нарушения, включая болезнь Паркинсона, множественный склероз, синдром Guillan-Barre, ортостатическая гипотензия типа Shy-Drager связаны с измененной функцией ВНС. При некоторых из этих нарушений, изменения в ВСР могут использоваться для раннего выявления состояния и могут быть полезны для оценки скорости прогрессирования заболевания или эффективности терапевтического воздействия. Возможно, аналогичный подход может быть полезен для оценки вторичных невралгических нарушений, которые сопровождают сахарный диабет, алкоголизм и повреждения спинного мозга.

Заключение.

Вариабельность сердечного ритма имеет значительный потенциал для понимания роли активности вегетативной нервной системы у нормальных здоровых людей и у пациентов с различными сердечно-сосудистыми и не сердечно-сосудистыми заболеваниями. Исследование вариабельности сердечного ритма должно улучшить наше понимание физиологических механизмов, действия лекарств и механизмов заболеваний. Большие проспективные исследования необходимы, чтобы определить чувствительность, значимость и прогностическую ценность вариабельности сердечного ритма для идентификации лиц, подверженных рискам последующих заболеваний и смертельных событий.

Многие обладатели спортивных часов наверняка видели показатель «Время до восстановления» (Recovery time) - одна-единственная цифра, показывающая сколько часов вам стоит отдыхать до следующей тренировки.

В основе столь лаконично поданной информации лежит несколько параметров, включая возраст, пол, вес обладателя часов, условия и результаты прошлой тренировки. Но «фундамент» цифры составляет вариабельность сердечного ритма или, как еще называют этот показатель, «интервал R-R».

Показатель важный во всех отношениях, потому что помогает осознанно относиться к тренировкам, своему организму и грамотно строить тренировочный план.

Что такое вариабельность сердечного ритма?

Время между двумя ударами сердца не является фиксированным. Сердечно-сосудистая система, доставляя кислород и питательные вещества к органам и тканям, постоянно подстраивается под нужды организма, поэтому частота сокращений сердца постоянно колеблется. Разница между двумя последовательными сердечными сокращениями сердца называется вариабельностью сердечного ритма (HRV) или «интервалом R-R».

Вариабельность сердечного ритма - это временная разница между двумя последовательными сокращениями сердца

Раньше вариабельность определяли с помощью электрокардиограммы, но сейчас эти данные можно получить при помощи нагрудного датчика сердечного ритма и часов (или же приложения на смартфон - например, ithlete).

HRV измеряется только в состоянии покоя. Наблюдать за этим показателем во время бега бессмысленно.

В чём вообще суть показателя?

HRV отражает баланс нервной системы и уровень накопленного стресса.

Вегетативная нервная система человека состоит из двух частей: симпатической и парасимпатической. Первая - это «педаль газа» в организме, реакция «бей или беги», при её активации учащается пульс. Вторая, парасимпатическая, - наоборот «педаль тормоза», она влияет на снижение частоты пульса. Дисбаланс во взаимодействии этих систем приводит к снижению производительности, нарушению процесса восстановления, а в некоторых случаях и к перетренированности.

Вариабельность сердечного ритма позволяет судить о взаимодействии между симпатическим и парасимпатическим отделами:

1. Организм испытывает любой стресс (психологический, физический, химический, гормональный) → симпатическая нервная система активируется → повышение частоты сокращений сердца, ударного объема → снижение HRV .
2. Процесс восстановления = активность парасимпатической нервной системы → частота сердечных сокращений снижается → HRV повышается .

Повышение HRV в покое - признак положительной адаптации/хорошего восстановления, а уменьшение HRV может говорить о сильном стрессе/плохом восстановлении.

Впрочем, остаются сложности с определением того, какие именно стрессовые факторы основательно влияют на наше восстановление, а какие нет. Поэтому только регулярное измерение HRV вместе с субъективной оценкой своего состояния и плана тренировок поможет вам составить более-менее целостную картину.

Как используется показатель HRV на практике

HRV показывает:

• как проходит процесс восстановления и не перетренировались ли вы;
• насколько хорошо вы адаптируетесь к нагрузке (оптимизация тренировочного процесса);
• ваше текущее физическое состояние и даже предрасположенность к развитию болезни или травмы.

Иногда по показателю вариабельности сердечного ритма даже выстраивают тренировочные планы, что не лишено смысла: постоянный мониторинг уровня стресса и восстановления, позволяет подстроить план в зависимости от текущего состояния спортсмена. Например, нормальное или высокое значение HRV (т.е. низкий уровень стресса) позволяет давать более интенсивную нагрузку. И наоборот, если HRV низкий, проводится лёгкая тренировка.

Несколько исследований доказали эффективность HRV-ориентированного тренировочного плана по сравнению с классическим. Также было обнаружено, что спортсмены с высокими значениями HRV значительно улучшают максимальное потребление кислорода (МПК) в сравнении с атлетами, имеющими более низкие значения HRV.

Выводы

• HRV отражает время между двумя последующими сокращениями сердца
• Изменение HRV отражает адекватность восстановления
• Низкие значения HRV отражают плохое восстановление или накопленный стресс
• Никогда не оценивайте HRV отдельно от анализа общего состояния и тренировочного плана
• Значения HRV в покое не всегда корректно отражают состояние перетренированности, поэтому рекомендуется регулярное измерение показателя
• Показатель HRV абсолютно бесполезен в процессе бега
• Спортсмены с высокими значениями HRV могут лучше реагировать на повышение нагрузки и повышать производительность
• Тренировки на основании показателей HRV часто более корректны, чем традиционный тренировочный план
• Динамика HRV может быть индикатором предрасположенности спортсмена к болезням (например, заболевания верхних дыхательных путей)