Вариабельность сердечного ритма - ВСР. Мониторинг ЭКГ
Обновлено: 25.06.2024
Annotation
The heart rate variability indices obtained in analysis of the data of the ECG Holter monitoring in 393 healthy persons are assessed, the standards for the 24-hour variability evaluation depending on the patient age are suggested.
В последнее время в медицине большое внимание уделяется функциональному состоянию вегетативной нервной системы. Были выявлены взаимосвязи между изменением функционирования вегетативной нервной системы и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, включая внезапную смерть [1, 2, 4, 5, 6, 10, 15, 16, 18]. Одним из методов, позволяющих оценить баланс симпатической и парасимпатической нервной систем, является определение вариабельности сердечного ритма (ВСР).
Доказанная связь между предрасположенностью к фатальным аритмиям и признаками вагосимпатического дисбаланса стимулировали разработку количественных показателей вегетативной активности и вычисление их нормативов [3, 7, 8, 13, 14]. При оценке вариабельности ритма сердца широкое развитие получили методы временного и спектрального анализа ЭКГ. При этом, из показателей временного анализа наиболее часто используются:
· SDNN - квадратный корень из разброса интервалов R-R;
· SDANN - стандартное отклонение средних интервалов R-R, вычисленных за короткие промежутки времени (обычно 5-ти минутные);
· SDNNi - среднюю 5-минутных стандартных отклонений интервалов R-R, вычисленных за 24 часа, отражающий вариабельность с цикличностью менее 5 минут;
· RMSS - квадратный корень средних квадратов разницы между смежными R-R интервалами;
· NN50 - количество случаев, в которых разница между длительностью последовательных R-R, превышает 50 мсек.
При спектральном анализе выделяют три главных спектральных компонента: очень низких частот (VLF), низких частот (LF) и высоких частот (HF). Измерение мощности VLF, LF, HF обычно осуществляется в абсолютных единицах мощности (мс2). Для того чтобы выявить относительный вклад каждого из компонентов в пропорции общей мощности LF и HF могут быть выражены в нормализованных единицах. Представление LF и HF компонентов в нормализованных единицах отражает баланс двух звеньев автономной вегетативной нервной системы.
Оценка ВСР проводится при анализе коротких (5 минут) и длинных (24 часа) записей ЭКГ. Определение ВСР при оценке коротких записей в настоящее время более широко распространено в связи с простотой методики. В связи с появившимися недавно новыми цифровыми многоканальными устройствами для 24-часовой записи ЭКГ, позволяющими рассчитывать показатели ВСР при анализе длинных записей, может быть получена дополнительная ценнуая информация о физиологических и патофизиологических процессах в организме.
Целью данной работы явилась выработка нормативов показателей ВСР, полученных при анализе длинных записей ЭКГ у практически здоровых лиц с учетом возраста.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Нами проведено обследование 393 практически здоровых лиц (118 женщин, 275 мужчин), не имеющих манифестной сердечно-сосудистой патологии, в возрасте от 18 до 65 лет. Всем обследуемым проводилось суточное мониторирование ЭКГ с использованием мониторов «Кардиотехника-4000» фирмы «Инкарт», Санкт-Петербург. Для исключения патологии сердечно-сосудистой системы также выполнялись стандартная электрокардиография, эхокардиография, в отдельных случаях, велоэргометрическое исследование. При анализе результатов ЭКГ-мониторирования перечисленные выше показатели ВСР рассчитывались отдельно за дневной и ночной периоды, а также за сутки в целом.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Считается, что показатели ВСР, полученные при анализе коротких записей, сильно зависят от различных внешних воздействий, таких как психоэмоциональные нагрузки, физическое напряжение, изменение положение тела и др., в связи с чем обработка результатов 24-часового мониторирования позволяет получить более стабильные результаты, воспроизводимые при повторных исследованиях.
О стабильности результатов анализа ВСР, проведенного на основе суточной записи ЭКГ как у здоровых лиц, так и больных ишемической болезнью сердца свидетельствуют литературные данные [17]. Есть сведения, что параметры ВСР могут оставаться неизменными на протяжении месяцев и лет. Поскольку показатели ВСР, полученные на основании длительных записей представляются стабильными и плацебо-независимыми, они могут быть идеальными для оценки влияния терапии.
Циркадные отличия день/ночь вносят вклад в значения ВСР, полученных при обработке длинных записей. Более того, значения ВСР за дневной и ночной период в отдельности, представляют определенный практический и научный интерес, поскольку могут отражать вклад вегетативной дисфункции в генез нарушений сердечного ритма в различное время суток.
Показатели ВСР изменяются в зависимости от возраста пациентов, что также необходимо учитывать при выработке нормативов. Предварительно проведенный статистический анализ показал целесообразность разделения всей группы обследуемых, в зависимости от выраженности инволютивных процессов и накопления патологических морфофункциональных изменений в организме, на три возрастные периода – от 18 до 35 лет (1-я группа), от 35 до 48 лет (2-я группа), свыше 48 лет (3-я группа). Результаты анализа представлены в табл. 1 и 2.
Таблица 1. Средние значения временных показателей ВСР у практически здоровых лиц с учетом возраста (M±m).
Таблица 2. Средние значения частотных показателей ВСР у практически здоровых лиц с учетом возраста (M±m).
В целом, можно заметить, что с увеличением возраста имело место снижение всех временных показателей ВСР. Значения показателей RMSS и NN50, характеризующие парасимпатическое звено вегетативной нервной системы, во всех возрастных группах в ночное время были достоверно выше, чем за дневной период суток (в 1-й группе – RMSSд - 37,0±18,3 мс и RMSSн - 58,50±28,2 мс, NN50д -15,9±12,9 и NN50н - 32,7±17,6; во 2-й группе – RMSSд - 20,3±7,9 мс и RMSSн - 36,0±17,6 мс, NN50д - 4,7±5,3 и NN50н -17,3±14,8 ; в 3-й группе – RMSSд - 19,6±9,5 мс и RMSSн - 29,5±15,7 мс, NN50д - 4,75±7,9 и NN50н -11,9±12,8) (p<0,05).
При анализе частотных показателей ВСР отмечено, что с возрастом у здоровых лиц имеет место снижение абсолютной мощности VLF, LF и HF компонентов, и как следствие этого, общей мощности спектра (3263,1±1326,5 мс2 – в 1-й группе и 1828,8±861,7 мс2 – в 3-й группе). Несмотря на то, что частотные показатели ВСР снижались с увеличением возраста обследуемых, различия значений соотношения LF/HF имели место только между младшей и средней возрастной группой. Между обследуемыми 2-й и 3-й возрастной группой отличия касались лишь соотношения LFд/HFд (5,3±1,9 и 4,9±1,9, р<0,05) и LFн/HFн (3,0±1,7 и 3,5±2,1, р<0,05), при этом, первый показатель LFд/HFд был выше во 2-й группе, а LFн/HFн в 3-й группе.
Различия по всем показателям низкочастотной и высокочастотной составляющих ВСР, выраженных в нормализованных единицах, наблюдались между 1-й и 2-й группой обследуемых. При этом, в 3-й возрастной группе в сравнении со 2-й группой были достоверно снижены только значения LFn, LFn_д и HFn_д. Изменения других показателей низкочастотной и высокочастотной составляющих ВСР, выраженных в нормализованных единицах между обследуемыми 2-й и 3-й группы, носили характер тенденции.
Таким образом, можно заключить, что, в большей степени, изменения показателей ВСР имели место между 1-й и 2-й группой обследуемых. Различия между обследуемыми 2-й и 3-й группы касались только отдельных временных и частотных показателей ВСР.
Следующим этапом работы был расчет нормативов временных и частотных показателей ВСР в трех возрастных группах по формуле – среднее значение±стандартное отклонение. В связи с тем, что распределение значений отдельных показателей (HF, HFн, LFн/HFн, NN50, NN50д и NN50д) отличалось от нормального с целью стабилизации дисперсии предварительно была выполнена процедура логарифмирования. Нормативы временных и частотных показателей ВСР представлены в табл. 3 и 4.
Таблица 3. Нормативы временных показателей ВСР у практически здоровых лиц с учетом возраста.
Циркадная ритмика показателей вариабельности сердечного ритма у здоровых обследуемых
Анализ вариабельности сердечного ритма вызывает большой интерес у исследователей и практических врачей. Возросшее внимание к этой довольно старой методике [1, 2, 3] связано как с появлением новых точек приложения метода – оценки прогностического значения снижения общей вариабельности ритма (например, после перенесенного инфаркта миокарда, в диагностике диабетической полинейропатии), оценки парасимпатических влияний и вагосимпатического баланса, так и с возможностью применения методик анализа вариабельности при холтеровском мониторировании [4].
Анализ последовательности RR-интервалов на базе суточного мониторирования ЭКГ позволяет получить много дополнительной информации, в частности о циркадной динамике, связи с жизнедеятельностью пациента (покой, физическая активность, умственное напряжение, прием пищи, сон) [5, 6]. С другой стороны, именно эти особенности, связанные с двигательной активностью обследуемого, невозможностью стандартизации условий обуславливают трудности при интерпретации результатов.
Клиницисту для использования методики необходимы представления о диапазонах нормальных колебаний. В зарубежной литературе имеется ряд работ, посвященных обследованию здоровых лиц и выработке нормативов [7, 8, 9, 10], однако в связи с выраженной зависимостью от возраста, большими межиндивидуальными колебаниями необходимы большие выборки. В отечественной литературе вопрос освещен менее подробно [11]. Как уже говорилось выше, особенность холтеровского мониторирования состоит в возможности получения не только общих, но и циркадных характеристик. В то же время работ, посвященных суточной динамике показателей вариабельности ритма сердца, и особенно во взаимосвязи с ЧСС и АД практически нет.
Целью настоящего исследования явилось оценить показатели вариабельности ритма сердца и циркадную динамику у здоровых обследуемых и сформулировать пределы их нормальных колебаний.
Материалы и методы
Обследовано 37 человек (32 мужчины и 5 женщин) в возрасте от 15 до 60 лет – сотрудники и студенты. Для участия в исследовании отбирались лица без сердечно-сосудистой патологии и любых других хронических заболеваний в анамнезе, не предъявляющие жалоб, не принимающие медикаментов, влияющих на функцию сердечно-сосудистой системы и вегетативный статус. Необходимыми условиями для включения в исследование были отсутствие патологических находок при физикальном исследовании и регистрации стандартной 12-канальной ЭКГ в покое, нормальное АД (не превышающее 140/90). Обследуемые были разделены на три возрастные группы: к молодой (15-29 лет) отнесены 16 человек, к средней (30-45 лет) – 14 человек, старшей (46-60 лет) – 7 человек.
Суточное мониторирование ЭКГ и АД проводилось с использованием кардиомониторов “Кардиотехника 4000 АД” “Инкарт” Санкт-Петербург. Обследуемые придерживались привычного режима дня, отмечая основные моменты в дневнике наблюдения. Необходимое для всех выполнение в ходе мониторирования нагрузочных (лестничных) проб по методике, описанной нами ранее [12, 13] представляло попытку создания условий сходной двигательной активности обследуемых. Длительность мониторирования составляла 24 часа, за период “ночи” принималось время ночного сна.
Запись и обработка сигнала осуществлялась в соответствии с требованиями к коммерческому оснащению и оборудованию для анализа вариабельности ритма сердца [4]. Последовательность RR-интервалов подвергалась автоматическому анализу на предмет наличия аритмий и артефактных участков, которые затем исключались из рассмотрения. Расчет вариабельности сердечного ритма производился на базе последовательности RR синусового происхождения по всей записи в последовательно взятых окнах длительностью 300 секунд с вычислением стандартных временных и спектральных характеристик. Из показателей анализа во временной области рассчитывались SDNN (мс)-среднеквадратичное отклонение интервалов RR, SDNN index (мс)- среднее 5-минутных стандартных отклонений по всей записи, SDANN(мс)-среднеквадратичное отклонение, вычисленное на базе интервалов RR, усредненных за каждые 5 минут записи, RMSSD (мс)- среднеквадратичное отклонение межинтервальных различий, pNN50 – доля смежных RR интервалов, межинтервальные различия между которыми превосходят 50 мсек. Спектральный анализ осуществлялся при помощи быстрого преобразования Фурье с расчетом спектральной плотности мощности (мс2) по следующим частотным диапазонам: очень низких частот (VLF) –0,0033-0,04 Гц, низких частот (LF) – 0,04-0,15 Гц , высоких частот (HF) – 0,15-0,4 Гц, а также общей мощности спектра (мс2). Вычислялись также значения мощности низкочастотного и высокочастотного компонентов спектра, выраженные в нормализованных единицах (LFnu, HFnu) и отражающие относительный вклад каждого из компонентов в общую мощность. Результаты обрабатывались с применением параметрических и непараметрических методов математической статистики с использованием стандартных пакетов программного обеспечения «Matlab», «Excel».
Результаты и обсуждение
Результаты временного и спектрального анализа вариабельности ритма сердца представлены в табл. 1, 2. Как видно из таблиц, все значения спектральных компонентов мощности, выраженные в абсолютных единицах, имели четкую обратную зависимость от возраста. Так, величина мощности низкочастотного компонента в младшей возрастной группе была в 3 раза выше, чем в старшей, а мощность высокочастотного компонента спектра в младшей возрастной группе в 4 раза превышала значения, определенные в старшей возрастной группе. Это согласуется и с литературными данными [7, 8, 9]. В исследовании Bigger [7] c увеличением возраста на каждые 10 лет мощность колебаний спектра в диапазонах VLF, LF, HF снижалась соответственно на 12%, 22% и 10%.
Таблица 1. Временные характеристики вариабельности сердечного ритма у здоровых обследуемых различных возрастных групп.
Таблица 2. Спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма у здоровых обследуемых различных возрастных групп.
В работах D.Ziegler [9], K.Jensen-Urstad [8] также была продемонстрирована обратная корреляция с возрастом для VLF, LF, HF. При этом по данным [8] показатель LF/HF практически не изменялся. В работе [9], напротив, отмечают некоторое увеличение LF/HF и LFnu с возрастом, что находится в соответствии с данными нашего исследования, продемонстрировавшего возрастание LFnu и снижение HFnu. С возрастом активность парасимпатических модуляций снижается в большей степени, нежели симпатических, что и обуславливает изменение нормализованных показателей мощности, однако нормализованные показатели меняются значительно меньше, чем абсолютные, что связано с общей гомеостатической тенденцией поддержания вагосимпатического баланса.
Из временных показателей, четкая обратная зависимость от возраста получена нами для SDNNindex, SDANN, pNN50, RMSSD. Это согласуется и с литературными данными: [8, 9], показавшим негативные корреляции с возрастом для SDNN index, RMSSD, PNN50. В работе [14] не было отмечено снижения RMSSD с возрастом, что было удивительно и для самих авторов, поскольку RMSSD ассоциируется с “быстрыми” изменениями RR, высоко коррелирует с мощностью высокочастотного компонента [15] и считается маркером парасимпатической активности, которая с возрастом уменьшается. Поскольку данное исследование [14] не было проспективным, авторы допускают, что лица со сниженным значением RMSSD могли умереть или быть исключенным из исследования в связи с наличием сердечно-сосудистой патологии.
По впечатлениям от нашего исследования следует также отметить значительные межиндивидуальные различия значений показателей вариабельности сердечного ритма, что приводит к большим разбросам даже в пределах отдельных возрастных групп. Эту особенность отмечали и другие исследователи [7, 8]. Поэтому наши данные скорее можно считать некими ориентирами, а в перспективе необходимы более детальные исследования с большим количеством наблюдений и выделением более узких возрастных и половых диапазонов. Вероятно, оправданно было бы получение отдельных нормативов для групп нетренированных и тренированных здоровых обследуемых, поскольку в нашем исследовании значения показателей вариабельности у них отличаются очень значительно, для некоторых параметров – в 2,5-3 раза.
Результаты временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма по периодам день/ночь представлены в табл. 1, 2. Хотя при анализе индивидуальных 24-часовых записей для некоторых показателей определяется четкая циркадная динамика, при усреднении данных для группы в связи с большими межиндивидуальными различиями диапазоны значений для дня и ночи в значительной степени перекрываются. Так при представлении данных в виде среднее ± 2 сигмы, например, мощность высокочастотных колебаний в группе молодого возраста днем будет находиться в пределах от 0 до 311 мс2, а ночью –от 0 до 1012 мс2. Понятно, что в таких условиях сформулировать представление о нормальных пределах циркадной динамики этих величин невозможно. Поэтому нами был осуществлен расчет циркадных индексов показателей вариабельности, результаты которого представлены в табл. 3. Из таблицы видно, что некоторые величины, как то общая мощность спектра, эквивалентный ей по физиологическому смыслу SDNN index, а также спектральная плотность мощности колебаний в диапазонах VLF, LF не изменялись сколь-нибудь значимо от дня к ночи. В то же время мощность в диапазоне высоких частот, статистические показатели pNN50, RMSSD имели выраженную циркадную динамику.
Таблица 3. Циркадные индексы (cоотношение день/ночь) временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма у здоровых обследуемых различных возрастных групп.
Вариабельность сердечного ритма
Одно из отличий спортивной медицины заключается в том, что в лечебно-диагностическом процессе вопросы профилактики, ранней диагностики и превентивных, упреждающих мер имеют не меньшее, а, пожалуй, большее значение, – чем, например, лечение травмы, все равно уже полученной, или реабилитация уже наступившей по факту перетренированности. Спортсмены высокого уровня всегда рискуют, и рискуют серьезно, поскольку нагрузки в большом спорте находятся на грани или даже за гранью возможностей, отпущенных человеку природой. Цена латентной (скрытой, бессимптомной) патологии, если она вовремя не распознана и не взята под контроль спортивными врачами, может оказаться чрезвычайно высокой: вынужденное прекращение успешной карьеры, инвалидность или внезапная смерть. Поэтому спортсменов обследуют постоянно, регулярно и очень тщательно, – как и представителей других «особых» профессий. В порядке очередного контрольного обследования или допуска к соревнованиям атлета подвергают таким диагностическим процедурам, которым обычного человека не стали бы подвергать даже при самом придирчивом профосмотре или чекапе: велоэргометрии, тредмил-тестам, газоанализу, рН-метрии (в поиске признаков зловредной и коварной лактат-закисленности), и мн.др.
Часть этих методов заимствована из общей медицины, часть является собственными, прицельными, сугубо спортивно-медицинскими разработками. И совершенно особое внимание уделяется кардиологии, – диагностике функционального состояния миокарда, явных и скрытых нарушений в сердечнососудистой системе. Именно «синдром спортивного сердца», врожденные пороки, внезапные аритмии являются главными факторами преждевременной и внезапной летальности спортсменов, существенно повышенной в сравнении с общей (и более здоровой, выходит?) популяцией.
Существует несколько магистральных подходов к развитию спортивно-медицинской диагностики. Например, используются инновационные высокие технологии, позволяющие получать недоступные ранее данные. Не стоит на месте лабораторная биохимия. Разрабатываются методики комплексного индивидуального обследования и широкомасштабных скринингов, позволяющих применить всю мощь многомерного статистического анализа. Вообще, роль математической статистики в современной исследовательской медицине, в т.ч. спортивной, гораздо выше, чем может показаться неспециалисту. Велика она и в плане создания надежных и достоверных прогностических протоколов, построенных, к примеру, на теореме Байеса и позволяющих вычислять вероятность той или иной патологии, – в случаях, когда имеется конкретный индивидуальный набор хорошо известных ее предикторов (признаков-предвестников), в том числе и не связанных напрямую с состоянием здоровья.
Ряд специалистов утверждает, что традиционные, испытанные уже десятилетиями методы спортивной диагностики в целом достаточно информативны и надежны, однако результаты этих исследований могли бы рассказать гораздо больше, – при более внимательном и глубоком их анализе, – чем рассказывают сегодня. В рамках такого подхода разрабатываются различные индексы, коэффициенты, формулы и т.д., иные из которых настолько наглядны и содержательны, что прочно входят в арсенал спортивной медицины как надежный и простой инструмент диагностики или прогнозирования. Впрочем, не обязательно такой уж «простой». Математика на службе медицины – это совсем не просто, но зато очень эффективно и перспективно.
Слово «вариабельность» является статистическим термином, причем в матстатистике чаще и корректней употребляется синоним «вариативность». Имеется в виду изменчивость переменной, тенденция к ее случайным колебаниям и отклонениям от какой-либо средней или априорно заданной нормативной величины. О вариабельности сердечных ритмов (ВСР) в последние годы говорят много, содержательно, плодотворно. Этот расчетный (вычисляемый по «сырым» данным), т.е. недоступный прямому измерению показатель привлекает все большее внимание спортивных кардиологов, поскольку накапливается и публикуется все больше доказательств его прогностической значимости и потенциальных областей применения (в самых разных видах спорта).
Одним из отцов метода является Р.М.Баевский, корифей отечественной специальной медицины, прежде всего космической; несмотря на свой «математический уклон», методология анализа ВСР быстро развивается и совершенствуется.
Изменчивость сердечного ритма спортсмена оценивается способом статистического анализа различных показателей «обычной» ЭКГ, холтеровского мониторирования, тредмил-теста или другого исследования, где снимаются и регистрируются электрические потенциалы миокарда. Математическая обработка на основе преобразования Фурье учитывает множество отдельных показателей: частота сердечных сокращений, стандартное отклонение кардиоинтервалов, мощность высокочастотных и низкочастотных спектральных составляющих, активность регуляторных систем (красноречивый синоним – «цена адаптации») и т.д.
Это сложно; это требует от врача-кардиолога хорошего владения методом и основными понятиями математической статистики, такими как мода, медиана, дисперсия и т.п. Вычислить показатели ВСР вручную практически невозможно, однако для этого существуют компьютеры и целые компьютеризированные комплексы, специально предназначенные для анализа вариативности ритма в самых разных режимах и условиях.
О правомерности, надежности и применимости показателей вариабельности сердечного ритма специалисты, разумеется, спорят. На то они и ученые, чтобы ради нашей безопасности до хрипоты оспаривать каждое новое слово, новый метод и новый результат. Однако в авторитетных международных журналах, диссертационных работах, докладах на научных форумах по вопросам спортивной медицины озвучиваются чрезвычайно интересные (а главное, доказательные и воспроизводимые в других исследованиях) факты и тенденции. Уже доказано, например, что ВСР у спортсменов достоверно отличается от ВСР людей вне спорта, даже если последние заняты на тяжелых физических работах. И что у оптимально тренированных атлетов сердечные ритмы варьируют не так, как у детренированных или перетренированных. И что ВСР спортсменов и спортсменок различается, причем женские сердца более устойчивы к тренировочным и соревновательным стресс-факторам. И что в игровых видах спорта сердечный ритм иной по сравнению с силовыми, а в спринтерских, скоростных, – не такой, как в стайерских, требующих прежде всего выносливости. И что среди спортсменов по критериям ВСР выделяется несколько групп, где одни способны добиться самых высоких результатов, другие смогут сделать это лишь ценой здоровья, а третьи не способны в принципе, даже если с риском для жизни протренируются «по нарастающей» до глубокой старости.
Исключительно важно то, что анализ вариативности сердечного ритма чувствителен и в диагностическом плане (в т.ч. к скрытой патологии), и в прогностическом: ВСР в покое и под нагрузкой имеет свою специфику у спортсменов, предрасположенных к развитию внезапных кризовых состояний.
Уже сегодня анализ ВСР стал одним из стандартов спортивно-медицинской диагностики. Возможности метода, судя по всему, далеко не исчерпаны.
Вариабельность сердечного ритма - ВСР. Мониторинг ЭКГ
При покупке пакетов «Standart», «Light» или подписки «Активный наблюдатель» оформляемый вами срок подписки увеличивается на 1 месяц.
1. Вариабельность сердечного ритма
В течение многих десятилетий оценка состояния целого организма человека и его отдельных систем анализировалась пальпаторным определением частоты сердечных сокращений. По тому, насколько качественным был пульс у пациента, могло диагностироваться большое количество заболеваний, в том числе не связанных с сердечно-сосудистым аппаратом. С появлением электрокардиограммы диагностика вышла на совершенно другой уровень. Установлено, что сократительную деятельность нашего сердца регулирует два типа сигналов, исходящих из центральной нервной системы – это симпатические и парасимпатические, работа которых должна быть сбалансированной. С чем это связано?
Частота ударов сердца колеблется, она не постоянна, так как сердечно-сосудистая система вынуждена непрерывно подстраиваться под потребности нашего тела, поставляя кровь к его клеткам и органам. При нормальном функционировании сердечно-сосудистой и нервной систем без каких-либо патологий, интервалы между двумя последовательными сокращениями сердца изменяются случайным образом в определенном диапазоне значений даже если нагрузка не меняется. Изменчивость интервалов между последовательными сердцебиениями называется вариабельностью ритма сердца.
2. Измерение вариабельности сердечного ритма
Измерение вариабельности сердечного ритма дает возможность провести оценку состояния механизмов регуляции организма. Изменение ритма сердца - универсальный оперативный ответ целого организма на любое воздействие окружающей среды. Характерной чертой данного анализа является его неспецифичность к нозологическим формам разных патологических процессов, и высокая чувствительность к разнообразным внутренним и внешним условиям. Анализ вариабельности ритма сердца зарекомендовал себя как высококачественный метод оценки адаптивных возможностей и общего состояния организма.
Характерной особенностью метода является его простота. Традиционно, вариабельность ритма сердца измеряют с помощью электрокардиограммы, в настоящее время сведения о данном физиологическом показателе можно получить при помощи специальных нагрудных приборов, или фитнес-браслетов, основанных на фотоплетизмографии.
Необходимость анализа вариабельности сердечного ритма при помощи фотоплетизмограммы обусловлена тем, что зачастую снятие ЭКГ не представляется возможным.
Было показано, что использование метода фотоплетизмографии в качестве оценки состояния пациента позволило повысить качество лечебного воздействия, снижая в значительной мере количество отрицательных реакций на основе подбора индивидуальных терапевтических процедур. Анализ вариабельности сердечного ритма по данным фотоплетизмографии основывается на измерении длительности пульсовой волны (ДПВ).
3. Показатели ВСР и применение их значений в повседневной жизни
Вариабельность сердечного ритма у здорового человека должна находится в определенном коридоре значений. Слишком низкие показатели, равно как и чрезмерно высокие свидетельствуют об определенных проблемах. Снижение параметров вариабельности сердечного ритма говорит о чрезмерной усталости, отсутствии должного тонуса, что может свидетельствовать о срыве после продолжительного стресса, к которому организм не способен адаптироваться. Высокие значения вариабельности, говорят о напряжении адаптационных механизмов. Подобная реакция возникает в ответ на значительную физическую или психологическую нагрузку и должна сменяться с течением времени нормализацией показателей вариабельности. Постоянно высокие значения вариабельности при отсутствии существенной нагрузки могут свидетельствовать о нарушениях в работе организма.
Анализ вариабельности ритма сердца имеет широкое распространение в спорте. Непрерывный контроль напряжения адаптационных возможностей организма и скорости восстановления позволяет построить оптимальную индивидуальную программу тренировок, исходя из уровня подготовленности конкретного спортсмена, повышая или понижая нагрузку в зависимости от данных контроля ВСР, что помогает избежать перетренированности и оптимальным образом подготовиться к соревнованиям.
Вариабельность сердечного ритма - один из многообещающих показателей в настоящий момент. По мере появления все большего разнообразия приборов, способных автоматически измерять вариабельность ритма, например, фитнес-трекеров нового поколения, у врача-кардиолога появляется достаточно эффективный инструмент для построения точного диагноза и назначения терапевтического лечения.
♦ В чем преимущества использования дистанционного мониторинга показателей здоровья персонала для работодателя
♦ Контроль здоровья в режиме 24х7 по.
Сервис Actenzo был признан лучшим в кластере "Диагностика, превентивная медицина, активное долголетие"
Часы с подсчетом калорий и шагов Actenzo. Удобный стильный браслет для отслеживания физической активности.
Варіабельність серцевого ритму: фізіологічні механізми, методи дослідження, клінічне і прогностичне значення
Дослідження варіабельності серцевого ритму (ВСР) розпочато в 1965 р., коли дослідники Hon і Lee відзначили, що стану дистресу плода передувала альтернація інтервалів між серцевими скороченнями до того, як відбулися будь-які помітні зміни в серцевому ритмі. Лише через 12 років Wolf і співавтори виявили взаємозв’язок вищого ризику смерті у хворих, які перенесли ІМ зі зниженою ВСР. Результати Фремінгемського дослідження протягом 4-річного спостереження (736 осіб похилого віку) переконливо довели, що ВСР містить незалежну і прогностичну інформацію, що перебуває за межами традиційних факторів ризику. У 1981 р. Akselrod з колегами використали спектральний аналіз коливань серцевого ритму для кількісного визначення показників серцево-судинної системи від систоли до систоли.
У 1996 р. робоча група експертів Європейського товариства кардіологів і Північноамериканського товариства кардіостимуляції та електрофізіології розробила стандарти використання показників ВСР у клінічній практиці та кардіологічних дослідженнях, відповідно до яких нині виконується більшість досліджень. Для визначення ВСР рекомендується використовувати ряд методів, що забезпечують найбільш повний аналіз при мінімальних витратах методів і часу. Крім рекомендацій щодо вибору методу оцінки ВСР, у документі наведено вимоги до процедури виміру всіх параметрів, що впливають на визначення ВСР.
ВИЗНАЧЕННЯ ВСР, ОСНОВНІ ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ, ПОКАЗАННЯ ДО ВИКОРИСТАННЯ
ВCР — це природні зміни інтервалів між серцевими скороченнями (тривалості кардіоциклів) нормального синусового ритму серця. Їх називають NN-інтервалами (Norman to Norman). Послідовний ряд кардіоінтервалів не є набором випадкових чисел, а має складну структуру, що відображає регуляторний вплив на синусний вузол серця вегетативної нервової системи і різних гуморальних факторів. Тому аналіз структури ВСР надає важливу інформацію про стан вегетативної регуляції серцево-судинної системи й організму в цілому.
Серцеві центри довгастого мозку і моста безпосередньо управляють діяльністю серця, проявляючи хронотропний, інотропний і дромотропний ефекти. Передавачами нервових впливів на серце служать хімічні медіатори: ацетилхолін у парасимпатичній і норадреналін — у симпатичній нервовій системі.
Умовно можна виділити 4 напрямки застосування методів аналізу ВСР:
- Оцінка функціонального стану організму і його змін на основі визначення параметрів вегетативного балансу і нейрогуморальної регуляції;
- Оцінка вираженості адаптаційної відповіді організму при впливі різних стресів;
- Оцінка стану окремих ланок вегетативної регуляції кровообігу;
- Розробка прогностичних висновків на основі оцінки поточного функціонального стану організму, вираженості його адаптаційних відповідей і стану окремих ланок регуляторного механізму.
Практична реалізація зазначених напрямків відкриває широке поле діяльності як для вчених, так і для практиків. Далі пропонується орієнтовний і досить неповний перелік напрямків використання методів аналізу ВСР і показань до їх застосування, укладений на основі аналізу сучасних вітчизняних і закордонних публікацій.
Перелік областей використання методів аналізу ВСР
1. Оцінка вегетативної регуляції ритму серця у практично здорових людей (вихідний рівень вегетативної регуляції, вегетативна реактивність, вегетативне забезпечення діяльності).
2. Оцінка вегетативної регуляції ритму серця у пацієнтів з різною патологією (зміна вегетативного балансу, ступінь переваги одного з відділів вегетативної нервової системи). Одержання додаткової інформації для діагностики деяких форм захворювань, наприклад автономної нейропатії при діабеті.
3. Оцінка функціонального стану регуляторних систем організму на основі інтегрального підходу до системи кровообігу як до індикатора адаптаційної діяльності всього організму.
4. Визначення типу вегетативної регуляції (ваго-, нормо- чи симпатикотонія).
5. Прогноз ризику раптової смерті й фатальних аритмій при ІМ та ІХС у хворих зі шлуночковими порушеннями ритму, при ХСН, зумовленій АГ, кардіоміопатією.
6. Виділення груп ризику щодо розвитку загрозливої для життя підвищеної стабільності серцевого ритму.
7. Використання як контрольного методу при проведенні різних функціональних проб.
8. Оцінка ефективності лікувально-профілактичних та оздоровчих заходів.
9. Оцінка рівня стресу, ступеня напруження регуляторних систем при екстремальних і субекстремальних впливах на організм.
10. Використання як методу оцінки функціональних станів при масових профілактичних обстеженнях різних контингентів населення.
11. Прогнозування функціонального стану (стійкості організму) при проведенні профвідбору і визначенні профпридатності.
12. Вибір оптимальної медикаментозної терапії з урахуванням фону вегетативної регуляції серця. Контроль ефективності проведеної терапії, корекція дози препарату.
13. Оцінка і прогнозування психічних реакцій за вираженістю вегетативного фону.
14. Контроль функціонального стану в спорті.
15. Оцінка вегетативної регуляції у процесі розвитку дітей і підлітків. Застосування як контрольного методу у шкільній медицині для соціально-педагогічних і медико-психологічних досліджень.
Наведений перелік не є вичерпним і може бути доповненим.
ПРИЧИНИ ВСР
ВСР має зовнішнє і внутрішнє походження. До зовнішніх причин відносять зміну тіла у просторі, фізичне навантаження, психоемоційний стрес, температуру навколишнього середовища.
Денервоване серце скорочується практично з постійною частотою. Як зазначено вище, лабільність ЧСС зумовлена вегетативними впливами на синусний вузол. Симпатичні імпульси прискорюють ритм серця, а парасимпатичні сповільнюють. Основна мета регуляції ЧСС — стабілізація АТ. Досягається за допомогою барорефлекторного механізму, що є найшвидшим механізмом регуляції АТ з латентним періодом близько 1–2 с. Крім вегетативних впливів на серце, зміни ЧСС викликають і гуморальні фактори. Коливанням концентрації у крові адреналіну та інших гуморальних агентів пояснюють походження дуже повільних хвиль серцевого ритму (
Механізм змін ЧСС при диханні пов’язаний з функціонуванням барорефлекторної системи стабілізації АТ. Екскурсії грудної клітки і діафрагми при диханні призводять до коливань тиску в грудній порожнині, що є збуджувальним впливом на систему стабілізації АТ. Як відомо, серцевий викид зменшується на вдиху і збільшується на видиху внаслідок зміни припливу крові до серця при зміні тиску в грудній порожнині. Це викликає коливання АТ. Безпосередній вплив на частоту серцевого ритму зумовлює зміна тонусу блукаючого нерва. На вдиху відбувається зниження тонусу блукаючого нерва і кардіоінтервали скорочуються. При цьому чим сильніша вагусна депресія синусного вузла, тим значніше коливання ЧСС при диханні. Це підтверджується тим, що атропінова блокада блукаючого нерва призводить до різкого зниження амплітуди дихальних хвиль серцевого ритму.
Відомо, що при збільшенні об’єму крові і підвищенні тиску у великих венах відбувається підвищення ЧСС, незважаючи на супутнє підвищення АТ, — так званий рефлекс Бейнбриджа. Цей рефлекс переважає над барорецепторним рефлексом при збільшенні ОЦК, і навпаки, зменшення об’єму крові призводить до зменшення ХОК і АТ, при цьому відзначають підвищення ЧСС.
Особливий вплив на ВСР має легенева вентиляція: стимуляція хеморецепторів викликає помірну гіпервентиляцію, з боку серця при цьому виявляють брадикардію, і, навпаки, при значній гіпервентиляції ЧСС зазвичай зростає.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВСР
Відповідно до міжнародних стандартів ВСР досліджують двома методами:
1) реєстрація R–R-інтервалів протягом 5 хв;
2) реєстрація R–R-інтервалів протягом доби.
Короткостроковий запис частіше використовують для експрес-оцінки ВСР і проведення різних функціональних і медикаментозних проб. Для більш точної оцінки ВСР і дослідження циркадних ритмів вегетативної регуляції використовують метод добової реєстрації R–R-інтервалів. Проте і при добовій реєстрації розрахунок більшості показників ВСР проводиться по кожному послідовному 5-хвилинному періоду. Це пов’язано з тим, що для спектрального аналізу необхідно використати лише стаціонарні відрізки ЕКГ, а чим триваліший запис, тим частіше виявляють нестаціонарні процеси.
Для оцінки високочастотного компонента (HF) ритму серця необхідний запис близько 1 хв, в той час як для аналізу низькочастотного компонента (LF) необхідно вже 2 хв запису. Для об’єктивної оцінки дуже низькочастотного компонента (VLF) ВСР тривалість запису повинна становити не менше 5 хв. Тому для стандартизації досліджень ВСР при коротких записах вибрана оптимальна тривалість запису 5 хв.
Вимоги до короткострокового запису ЕКГ для аналізу ВСР
До дослідження необхідно приступати не раніше ніж через 1,5–2 год після прийому їжі. Дослідження проводять у затемненій кімнаті, за 12 год необхідно відмінити прийом лікарських засобів, вживання кави, алкоголю, фізичні та психічні навантаження. Запис реєструють у проміжку з 9:00 до 12:00 у комфортних умовах при температурі повітря 20–22 °С. Перед початком дослідження необхідний період адаптації до навколишніх умов протягом 5–10 хв. Дослідження у жінок слід проводити з урахуванням фаз менструального циклу. Необхідно усунути всі подразнювальні впливи: відключити телефон, припинити розмови з пацієнтом, виключити появу в кабінеті інших осіб, в тому числі медпрацівників. Стартове дослідження проводять в положенні лежачи на спині або сидячи з опорою на спинку стільця.
Протоколи коротких записів зазвичай включають проби з модуляцією дихання: затримка дихання з певною частотою і глибиною; співвідношення тривалості фаз вдиху і видиху; активний і пасивний ортостатичний тести; ручна динамометрія; вегетативні проби (Вальсальви, із затримкою дихання, масаж каротидного синуса, натиснення на очні яблука, холодові проби з охолодженням обличчя, кистей рук і стоп); фармакологічні проби; ментальні проби (арифметичні вправи, музика); різні комбінації протоколів.
При добовій реєстрації ЕКГ значний вплив на аналіз ВСР мають циркадні коливання (день — ніч) ритму серця. Крім того, на ВСР при цьому значно впливають такі фактори, як фізична активність пацієнта, різні стресові впливи, прийом їжі, сон. Тому при добовому моніторуванні ЕКГ необхідно вести протокол дій хворого і різних факторів, що впливають на ритм серця. При патології необхідно визначати час впливу та вираженість різних симптомів, особливо больових відчуттів.
Ектопічні скорочення, епізоди аритмії, шумові перешкоди та інші артефакти значно знижують можливості спектрального аналізу для визначення стану вегетативної регуляції функції серця. Перед розрахунком показників ВСР необхідно видалити із запису ЕКГ артефакти та екстрасистоли. Це можливо, якщо їх відносна кількість невелика — не більше 10% усіх R–R-інтервалів. Артефактами прийнято вважати R–R-інтервали, тривалість яких перевищує середнє значення більше ніж на 2 стандартні відхилення.
МЕТОДИ АНАЛІЗУ І ПОКАЗНИКИ, ЩО ВИЗНАЧАЮТЬСЯ
Характеристики ВСР можуть бути визначені за допомогою безлічі різних способів, кожен з яких відображає одну зі сторін досліджуваного явища. Зазвичай виокремлюють такі групи методів:
1) часової області (статистичні й геометричні);
2) частотної області;
3) автокореляційний аналіз;
5) незалежних компонентів;
6) математичне моделювання.
Методи тимчасової області
Дослідження ВСР методом тимчасової області включає аналіз таких показників:
SDNN — стандартне відхилення N–N-інтервалів;
SDANN — стандартне відхилення середніх значень SDNN із 5 (10)-хвилинних сегментів для середньої тривалості, багатогодинних або 24-годинних записів;
RMSSD — квадратний корінь із суми квадратів різниці величин послідовних пар N–N-інтервалів;
NN50 — кількість пар послідовних N–N-інтервалів за весь період запису, що розрізняються більше ніж на 50 мс;
PNN50 — частка NN50 загальної кількості послідовних пар N–N-інтервалів, що розрізняються більше ніж на 50 мс, отриманих за весь період запису.
Як зазначено вище, для кількісної оцінки ВСР за тривалий період використовують також геометричний метод. Усі інтервали N–N за 24 год представляють у вигляді гістограми і потім по ній проводять розрахунки геометричних показників.
Найчастіше використовують триангулярний індекс ВСР (HVR index) і показник триангулярної інтерполяції гістограми N–N (TINN). Обидва показники малочутливі до різного роду помилок, що виникають при розподілі комплексів QRS на нормальні й ненормальні. Тим самим знижуються вимоги до якості запису ЕКГ та її аналізу. Характеристику часових показників наведено в табл. 4.1.
Таблиця 4.1
Рекомендовані часові показники ВСР
Показник
Визначення
Характеристика
Статистичні показники
Стандартне відхилення інтервалів N–N
Відображає сумарну ВСР
Стандартне відхилення середніх інтервалів R–R серед усіх сегментів NN тривалістю 5 хв
Характеризує ВСР з великою тривалістю циклів
Середнє всіх SDNN 5-хвилинних сегментів за весь час реєстрації
Відображає сумарну ВСР за весь час реєстрації
Стандартне (середнє-квадратичне) відхилення різниці послідовних інтервалів N–N
Є виміром ВСР з малою тривалістю циклів
Частка суміжних інтервалів N–N, різниця між якими >50 мс
Геометричні показники
Триангулярний індекс ВСР, ум. од.
Загальна кількість всіх інтервалів N–N, поділених висотою гістограми всіх інтервалів N–N, що виміряні в дискретному масштабі з кроком 7,8125 мс
Ширина мінімального квадратичного розходження трикутника з найбільшим піком гістограми всіх інтервалів N–N
Методи частотної області
У спектрі коротких записів (від 2 до 5 хв) прийнято виокремлювати 5 головних спектральних компонентів:
TH — загальна потужність спектра;
VLF — дуже низькі частоти в діапазоні
LF — низькі частоти в діапазоні 0,04–0,15 Гц;
HF — високі частоти в діапазоні 0,15–0,4 Гц;
LF/HF — співвідношення LF до HF.
Характеристику і визначення всіх спектральних показників наведено в табл. 4.2.
У табл. 4.3 представлені відповідності між часовими і спектральними показниками ВСР.
Читайте также: