6 курс / Кардиология / АЗБУКА_АНАЛИЗА_ВАРИАБЕЛЬНОСТИ_СЕРДЕЧНОГО_РИТМА

ОГЛАВЛЕНИЕ

4

5

ОТ АВТОРОВ

Выпуск любого печатного издания всегда требует совместных усилий многих людей. Авторы книги искренне благодарят всех, кто участвовал в её подготовке.

За помощь в подборе информационного материала и подготовке клинических наблюдений мы признательны сотрудникам отделения функциональной диагностики и эхокардиографии Ставропольского краевого клинического диагностического центра Н. В. Ивченко, Т. П. Магазинюк и С. В. Сумароковой. За помощь, оказанную при освещении избранных аспектов монографии, мы благодарим С. В. Гусева, Н. Н. Павлюка, Т. А. Шамлиян, С. С. Исаеву и А. Ю. Гурова. За подготовку программного обеспечения – Е. Д. Пишнюка, за разработку аппаратуры для регистрации ЭКГ – Д. И. Чикильдина, С. М. Берестового, С. М. Якорева, Г. С. Кюрегяна и А. А. Бондаренко, за подготовку компакт-дисков

– Д. С. Кюркчян и А. С. Гукасова.

Особую признательность за ценные предложения выражаем А. Б. Сухомлинову, В. А. Батурину, Л. С. Путренку, Я. Г. Васильченко и Т. В. Шнюковой.

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Впервые приёмы математической оценки ритма сердца применили в 1932 году Флейш и Бекман, предложив использовать для оценки колебаний ритма среднее квадратичное отклонение интервалов R-R [96]. В 1965 г. Hon и Lee при изучении внутриутробного поражения плода отметили, что грубому нарушению сердечного ритма плода предшествуют изменения в структуре ритма [159]. В 1973 г. Sayers и соавт. описали физиологические колебания сердечного ритма [189]. В 80-х годах Ewing и соавт. предложили несколько простых тестов, выполнимых у постели больного, с помощью которых по кратковременным изменениям R-R-интервалов выявлялась вегетативная нейропатия у больных сахарным диабетом [148]. Первое сообщение о связи ВСР со смертностью больных, пере-

6

несших инфаркт миокарда, было опубликовано в 1978 г. Wolf и соавт. [199]. В 1981 г. Acselrod и соавт. предложили для изучения ВСР метод спектрального анализа [129].

Внашей стране наибольший вклад в изучение ВСР и определение его клинического значения внесли Д. И. Жемайтите [48-52] (работы по определению классов ритмограмм) и Р. М. Баевский (вариационная пульсометрия, оценка степени напряжения регуляторных систем при различных состоя-

ниях) [8-17].

Активное изучение ВСР привело к необходимости стандартизации терминологии, выработки оптимальных методов расчёта показателей и чёткого определения их нормативов. С этой целью в 1996 г. рабочая группа Европейского кардиологического общества и Северо-американского общества стимуляции и электрофизиологии провела совещание, на котором был подготовлен доклад, описывающий стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического применения ВСР

[192].

Всвязи с бурным прогрессом электронных технологий большое распространение получила компьютерная обработка ЭКГ-сигнала. Наряду с другими методами диагностики анализ ВСР стал широко применяться как в нашей стране, так и за рубежом. На сегодняшний день анализ ВРС развивается в следующих основных направлениях:

•Разработка практических аспектов применения результатов суточного анализа ВСР.

•Интеграция анализа ВСР с другими высокоточными неинвазивными методами («обычная» ЭКГ, анализ дисперсии интервалов Q-T, анализ поздних потенциалов желудочков и т. д.) и разработка систем многофакторного анализа ЭКГ.

•Исследование некоторых специфических областей применения (анализ ВСР у плода, у пациентов после трансплантации сердца и т. д.).

•Внедрение программ анализа ВСР в различные системы донозологической диагностики заболеваний ССС (домашние диагностические системы, системы для анализа ЭКГ на расстоянии, в том числе «ЭКГ по телефону» и т. д.).

1.2ТЕРМИНОЛОГИЯ

В1996 году рабочая группа Европейского кардиологического общества и Североамериканского общества стимуляции и электрофизиологии разработала основы номенклатуры и терминологии, применяемой для описания колебаний длительностей сердечных циклов [192]. Согласно принятым стандартам, в настоящее время в литературе применяется термин «heart rate variability» (HRV), который переводится как «вариабельность ритма сердца» (ВРС) или «вариабельность сердечного ритма» (ВСР).

Такие понятия, как «вариабельность длины цикла», «вариабельность R-R-интервалов», «вариабельность сердечных периодов» являются синонимами ВСР и в современной литературе практически не используются. Термины «кардиоинтервалография» и «ритмокардиография», в свою очередь, являются синонимами метода анализа ВСР.

Показатели ВСР, рассчитываемые на основе одинаковых алгоритмов и имеющие различное название, также являются синонимами. Так, показатель среднего квадратического отклонения называется также стандартным отклонением всех R–R интервалов и обозначается следующими символами: SDNN, SDRR, σ, CLV. Более подробно синонимы показателей ВСР представлены в главе 3. Методы анализа ВСР.

1.3 ПОКАЗАНИЯ К ИССЛЕДОВАНИЮ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА

В настоящее время нет общепринятых показаний к проведению ВСР. На наш взгляд, анализ ВСР целесообразно проводить по следующим показаниям:

Исследование ВСР с профилактической целью:

•скрининговая оценка состояния здоровья при массовых осмотрах населения;

•определение функциональных возможностей ССС у пациентов старшей возрастной группы;

•прогнозирование риска развития гестозов у беременных женщин и перинатальных осложнений у плода.

7

При заболеваниях сердечно-сосудистой системы:

•определение функционального состояния пациентов, имеющих факторы риска по развитию заболеваний ССС;

•оценка степени риска сердечно-сосудистых осложнений и внезапной кардиальной смерти у пациентов, страдающих артериальной гипертензией, ИБС, СН и т. д.;

•выбор медикаментозной терапии с учётом ВСР у пациентов с артериальной гипертензией и ИБС;

•динамическое наблюдение за пациентами, перенесшими ИМ;

•оценка эффективности проводимой терапии;

•нейроциркуляторная дистония.

При нарушениях ритма и проводимости:

•выделение группы больных, угрожаемых по развитию злокачественных аритмий при всех видах нарушения ритма и проводимости вне приступа;

•оценка фона вегетативной регуляции при пароксизмальной фибрилляции предсердий (вне приступа);

•диагностика некоторых типов аритмий – миграции водителя ритма, дисфункции и синдрома слабости синусового узла, парасистолии, уточнение характера экстрасистолии;

•оценка эффективности антиаритмической терапии.

Неклассифицируемые показания:

•синкопальные состояния невыясненной этиологии;

•оценка выраженности вегетативных дисфункций при заболеваниях центральной и периферической нервных систем, желудочно-кишечного тракта, дыхательной системы, профессиональных и др. заболеваниях;

•оценка ВСР при сахарном диабете, заболеваниях щитовидной железы и гипофиза, гипоталамическом синдроме, климаксе и других эндокринопатиях;

•интраоперационный мониторинг ВСР с целью объективизации выраженности операционного стресса и контроля адекватности анестезии;

•оценка возможностей ССС у спортсменов;

•динамическая оценка функционального состояния ССС здоровых людей особых категорий (лётчики, космонавты, подводники и т. д.);

•оценка эффективности лечебно-восстановительной терапии, санаторно-курортного лечения.

1.4 ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ИССЛЕДОВАНИЮ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА

Противопоказаний к проведению ВСР как метода исследования нет. Однако существуют некоторые противопоказания к интерпретации результатов исследования ВСР. Таким абсолютным противопоказанием является наличие у пациента искусственного водителя ритма в случае, если он является основным источником СР (нет смысла в анализе СР). Относительными противопоказаниями являются:

•большое количество артефактов записи;

•неправильная подготовка пациента (см. «Условия проведения исследования»).

•наличие у пациента выраженных нарушений ритма или проводимости (например, частой экстрасистолии) в случае, если уточнения типа аритмии не требуется;

•наличие искусственного водителя ритма в случае, если частота импульсов, генерируемых им бо-

лее 20%.

1.5 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для корректной оценки ВСР требуется тщательное соблюдение следующих условий:

•обследование должно проводиться не ранее, чем через 1,5-2 часа после приёма пищи;

•комната в которой проводится обследование должна быть затемнена;

•температура помещения должна находиться в пределах 18-24 °С;

•во время обследования необходимо устранить факторы, приводящие к эмоциональному возбуждению, в том числе разговор и телефонные звонки;

8

•накануне исследования требуется отмена физиопроцедур и медикаментозного лечения с учётом сроков выведения лекарств из организма. В случае если отмена или значительное уменьшение дозы препаратов невозможно, интерпретировать заключение необходимо с учётом воздействия применяемых лекарственных средств на ВСР;

•исследование проводится при спокойном дыхании;

•необходим период адаптации пациента (отдых в горизонтальном положении) не менее 10 минут;

•обследование женщин следует проводить в межменструальный период. Запись в этих условиях называется фоновой (фоновая проба).

1.6 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАПИСИ

Для получения статистически достоверных результатов обычно необходимо записывать ЭКГ не менее 5-10 минут. При брадикардии рекомендуется 20-минутная запись.

При проведении повторных исследований следует оценивать участки записей одинаковой продолжительности.

Вслучае дополнительной необходимости точной оценки мощностей волн низкой и очень низкой частот (VLF и ULF) предпочтительно проведение более длительных исследований (от 40 минут до нескольких часов).

Для исследования циркадных ритмов чаще всего применяется суточная или многосуточная запись ЭКГ. При оценке длительных записей необходимо акцентировать внимание на качестве ЭКГ по следующим критериям:

•продолжительность записи, подлежащей анализу ВСР;

•количество эпизодов нарушений ритма и проводимости за единицу времени и по отношению к числу анализируемых синусовых комплексов;

•количество эпизодов с артефактами записи.

Вслучае получения записи ЭКГ неудовлетворительного качества следует отказаться от некоторых методов анализа ВСР или от интерпретации всего исследования.

1.7 АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Современные приборы для анализа ВСР представляют собой аппаратно-программные комплексы трёх различных типов:

1тип – обычные компьютерные электрокардиографы, записывающие и анализирующие обычную электрокардиографическую кривую в режиме реального времени, оснащённые программой анализа ВСР. Подобные комплексы применяются для анализа коротких участков ЭКГ (до 1-1,5 часов). Они позволяют контролировать условия записи ЭКГ и проводить функциональные пробы.

2тип – суточные мониторы ЭКГ, записывающие в память кривую ЭКГ для последующей компьютерной обработки. Применяются для анализа длительных участков ЭКГ (сутки или несколько суток), однако обычно они не позволяют оценить реакцию организма на конкретный вид нагрузки (функциональную пробу).

3тип – электрокардиографы, которые самостоятельно производят анализ R-R интервалов и записывают в память только значения КИ. Эти приборы применяются для анализа очень длительных записей (несколько суток или недель), однако они имеют и существенные недостатки. Во-первых, не во всех записях удаётся добиться качественной идентификации анализируемых ЭКГ комплексов или зубцов ЭКГ (обычно требуется идентифицировать зубец R), во-вторых, из-за отсутствия записи электрокардиограммы возникают сложности при оценке нарушений ритма и проводимости. В-третьих, как и суточные мониторы ЭКГ, они не позволяют оценить реакцию организма на конкретный вид нагрузки (функциональную пробу).

Во всех системах анализа минимальная точность оцифровки ЭКГ сигнала составляет 8 разрядов, а минимальная частота дискретизации – 128 Гц в секунду. Чем выше указанные показатели, тем качественнее полученный ряд кардиоинтервалов. Обычно ЭКГ-сигнал анализируется в диапазоне от

0,05 Гц до 200 Гц.

На практике наибольшее распространение получили системы для анализа коротких участков ЭКГ. Для регистрации электрокардиограммы в них, как правило, используются прижимные электроды и традиционный кабель отведений. Обычно записывается второе отведение ЭКГ и (или) отведе-

9

ние, в котором зубец R будет иметь наибольшую амплитуду. Положение электродов: красный – на предплечье правой руки, жёлтый – на предплечье левой руки, чёрный – на правой голени, зелёный – на левой голени.

1.8 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Создано множество программ анализа вариабельности сердечного ритма. Каждая программа имеет свои сильные и слабые стороны. Однако есть общие принципы и методы, которые необходимо реализовывать во всех программах анализа ВСР для качественной и комфортной работы.

Требования к современному программному обеспечению: Медицинские:

•мониторный контроль ЭКГ, временная и амплитудная растяжка электрокардиограммы, возможность синхронной записи дыхания;

•просмотр любого участка записи до и после анализа, возможность ручного редактирования точек отсчётов интервалов R-R;

•возможность анализа неограниченного количества кардиоинтервалов;

•возможность качественной программной фильтрации записи для удаления высокочастотных помех, наличие режекторного фильтра на 50 Гц, антитреморного фильтра и т. д.;

•точные алгоритмы идентификации требуемых для анализа компонентов ЭКГ (обычно зубца R);

•корректные алгоритмы подстановки и (или) удаления КИ;

•проведение функциональных кардиоваскулярных тестов (ортостатическая проба, клиноортостатическая проба, проба с глубоким управляемым дыханием, проба Вальсальвы, проба с изометрической нагрузкой, проба с физической нагрузкой, проба на вегетативную реактивность и т. д.);

•возможность сравнительной оценки двух записей;

•возможность копирования или импортирования результатов исследований в программы для статистической обработки информации;

•отображение всех типов изображений, применяемых для анализа ВРС (более 10);

•тонкая настройка диагностического заключения (выдаваемые программой показатели, выводимые в отчёт изображения, основные критерии оценки и т. д.);

•расчёт основных показателей, характеризующих ВСР с помощью различных методов анализа:

Системные:

•удобное расположение обследованных пациентов в базе данных или её аналоге;

•корректная работа под управлением различных операционных систем:

•интуитивно понятный интерфейс;

•возможность открытия и сохранения (импорта и экспорта) электрокардиограмм, кардиоинтервалограмм, значений показателей ВСР и изображений;

•автоматическое формирование отчёта с возможностью его редактирования;

10

ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА

Ритм сердца определяется свойством автоматизма, т. е. способностью клеток проводящей системы сердца спонтанно активироваться и вызывать сокращение миокарда.

Автоматизм обусловлен возникновением спонтанной деполяризации клеток синусового узла. Обычная частота синусового импульсообразования – 60-100 в 1 мин. Колебания ЧСС связаны, с одной стороны – с собственной активностью синусового узла, а с другой – с влиянием вышестоящих центров регуляции.

Регуляция сердечного ритма осуществляется вегетативной нервной системой и гуморальнометаболическими влияниями. В свою очередь ВНС находится под модулирующим влиянием ЦНС и импульсов, возникающих в ответ на раздражение различных интеро- и экстерорецепторов (рефлекторная регуляция).

В норме основное модулирующее влияние на СР оказывает ВНС. СНС учащает, а ПСНС – урежает ЧСС. Влияние ПСНС реализуется через веточки от шейного и грудного отделов обоих блуждающих нервов (преганглионарные волокна). Переключение на постганглионарные нейроны происходит во внутристеночных ганглиях сердца. Отсюда берут начало веточки, иннервирующие синусовый, атриовентрикулярный узлы и венечные артерии. Правый блуждающий нерв иннервирует преимущественно синусовый узел и способствует уменьшению ЧСС (отрицательный хронотропный эффект), а левый блуждающий нерв влияет преимущественно на атриовентрикулярный узел и вызывает в нём замедление проведения нервного возбуждения (отрицательный дромотропный эффект). Медиатором блуждающего нерва является ацетилхолин. Стимуляция ацетилхолином М-холинорецепторов клеток синусового узла вызывает удлинение фазы медленной диастолической деполяризации клеточных мембран и более позднее достижение мембранным потенциалом порогового уровня, приводя к уменьшению ЧСС.

Влияние СНС реализуется через веточки симпатических нервов, берущих начало в боковых рогах пяти верхних сегментов грудного отдела спинного мозга (преганглионарные волокна). Переключение на посганглионарные нейроны происходит в шейных и верхних грудных ганглиях симпатического ствола, откуда начинаются симпатические сердечные нервы. СНС также дифференцировано влияет на структуры сердца: переднюю поверхность желудочков и синусовый узел преимущественно иннервируют симпатические веточки правой стороны, а заднюю поверхность желудочков и атриовентрикулярный узел – ветви левой стороны. Медиатором СНС является норадреналин. Активизация норадреналином β-адренорецепторов сердца вызывает ускорение медленной диастолической деполяризации и более раннее достижение мембранным потенциалом своего порогового значения, что приводит к увеличению ЧСС.

Существует традиционное деление суточного цикла на «царство вагуса» ночью и время симпатической активности днём. Однако адаптация организма в дневное время осуществляется не только за счёт активации СНС. Ещё в работах М. Г. Удельнова показана возможность резкого адаптивного увеличения ЧСС за счёт активизации ПСНС. При этом оба отдела регуляции СР функционируют не только по принципу весов, но и на основе «акцентированного антагонизма», дополняя активность друг друга [105].

Центральная регуляция СР представлена нервными центрами трёх уровней: ствола мозга, промежуточного мозга и коры больших полушарий. В ретикулярной формации продолговатого мозга расположены симпатические кардиостимулирующий и вазоконстрикторный центры и парасимпатический кардиоингибиторный центр. Они регулируют СР через симпатические и блуждающие нервы и обеспечивают внутрисистемный гомеостаз в кардиореспираторной системе. Влияние гипоталамуса на ССС неоднозначно: каудальные отделы повышают активность СНС, что приводит к повышению АД, ЧСС и сердечного выброса, а ростральные отделы вызывают противоположные эффекты. К тому же гипоталамус регулирует функцию гипофиза, вызывая изменение концентрации в крови тропных гормонов

и, таким образом, гуморальным путём влияет на СР. При этом одни вещества влияют непосредственно на клетки СУ, а другие реализуют своё воздействие путём изменения активности отделов ВНС. Независимо от механизма действия биологически активного вещества, изменения его концентрации в крови будут влиять на СР, вызывая последовательное учащение и урежение ЧСС.

Кора головного мозга является высшим центром регуляции СР и реализует свои влияния через нижележащие отделы ЦНС. Кора правого полушария оказывает на ВСР большее влияние, чем кора левого полушария. Избыточная активизация коры левого полушария может вызывать аритмогенный эффект [96].

11

При изменении некоторых физиологических показателей организма могут активизироваться некоторые виды рефлекторной регуляции СР.

Барорефлекторный механизм активизируется при раздражении барорецепторов дуги аорты и каротидного синуса в ответ на изменение АД. Повышение АД возбуждает парасимпатический кардиоингибиторный центр и угнетает симпатические кардиостимулирующий и вазоконстрикторный центры продолговатого мозга, приводя к урежению СР. Снижение АД вызывает противоположный эффект. Кроме того, раздражение барорецепторов в правом предсердии, полых и лёгочных венах при повышении в них давления также приводит к возбуждению центров СНС. Повышение давления в желудочках вызывает раздражение субэндокардиальных рецепторов, активизируя парасимпатический кардиоингибиторный центр.

Хеморефлекторный механизм регуляции СР активизируется при раздражении хеморецепторов дуги аорты и каротидного синуса в ответ на изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Повышение парциального давления СО2, снижение парциального давления О2 и ацидоз вызывают возбуждение, а снижение парциального давления углекислого газа, повышение парциального давления кислорода и алкалоз – угнетение сердечной деятельности.

Рефлекса Бейнбриджа возникает при повышении давления в крупных венах и приводит к повышению ЧСС. При уменьшении объёма циркулирующей крови барорефлекторный механизм обычно преобладает над рефлексом Бейнбриджа.

Каждый уровень регуляции СР характеризуется определённой периодикой генерируемых колебаний: чем выше уровень управления, тем длиннее период и ниже частота. Колебания ПСНС вызывают изменения СР с частотой 0,40-0,15 Гц, формируя так называемые быстрые или дыхательные высокочастотные волны (HF). Волны, обусловленные колебаниями активности СНС (LF), имеют частоту в диапазоне 0,15-0,04 Гц и называются низкочастотными [192]. В настоящее время вопрос о происхождении низкочастотных волн оспаривается: вероятно, что эти волны формируются как при участии СНС, так и ПСНС [96, 101]. Гуморально-метаболическая система (ренин-ангиотензиновая система, гормоны гипофиза и щитовидной железы, содержание электролитов и др.) обусловливает колебания СР с частотой 0,04-0,0033 Гц, формируя волны очень низкой частоты (VLF).

Некоторые авторы считают волны VLF маркером активации центральных эрготропных систем и вегетативным коррелятом тревоги.

В связи наличием противоречивых данных предложено выделить четыре диапазона частот

[101]:

1.0,15-0,40 Гц - отражают парасимпатические влияния;

2.0,07-0,15 Гцотражают симпатические влияния;

3.0,01-0,07 Гцотражают влияния гуморальных факторов крови;

4.0,003-0,01 Гцотражают влияния высших надсегментарных центров вегетативной регуляции. Суммируя вышеизложенное, можно констатировать, что продолжительность каждого кон-

кретного R-R-интервала является универсальной результирующей реакцией организма на многие внешние и внутренние воздействия.

12