Материал: Azbuka_ECG

2)исследование периодических составляющих ВСР (частотный анализ);

3)исследование внутренней организации динамического ряда кардиоинтервалов (методы нелинейной динамики, автокорреляционный анализ, корреляционная ритмография).

На рис. 6.2 помещен один из вариантов представления результатов компьютерного анализа вариабельности сердечного ритма.

Статистические методы. Эти методы применяются для непосредственной количественной оценки вариабельности сердечного ритма в исследуемый промежуток времени. При их использовании кардиоинтервалограмма рассматривается как совокупность последовательных временных промежутков – интервалов RR. Наиболее важными статистическими характеристиками динамического ряда кардиоинтервалов являются:

•СКО – среднее квадратическое отклонение (выражается в мс) величин интервалов RR за весь рассматриваемый период (в зарубежных публикациях этот показатель называют SDNN – Standard Devation, NN – означает ряд нормальных интервалов «normal to normal» с исключением экстрасистол);

•SDANN (Standard deviation of the averages of NN intervals in all 5-minute segments of the entire recording) – стандартное отклонение средних значений, полученных из 5-минутных сегментов при записях средней длительности, многочасовых или 24-часовых записях. Подобным же образом могут обозначаться и стандартные отклонения средних значений других показателей;

•RMSSD (The square root of the mean of the sum of the squares of differences between adjacent NN intervals) – квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов NN (нормальных интервалов RR);

•КВ – коэффициент вариации. Он удобен для практического использования, так как представляет собой нормированную оценку дисперсии (D) и может сравниваться у лиц с различными значениями частоты пульса.

Геометрические методы. К числу геометрических методов прежде всего относится так называемая вариационная пульсометрия (гистограмма и скатерограмма). Этот метод был разработан еще в начале 1960-х гг. применительно к задачам космической медицины и затем получил дальнейшее развитие в физиологических и клинических исследованиях.

Сущность вариационной пульсометрии заключается в изучении закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин (рис. 6.2, Б). При этом строится вариационная кривая (кривая распределения кардиоинтервалов или гистограмма) и определяются ее основные характеристики: Мо (Мода), Амо (амплитуда моды), ВАР (вариационный размах). Мода – это наиболее часто встречающееся в данном динамическом ряду значение кардиоинтервала. Вариационный размах отражает степень вариативности значений кардиоинтервалов в исследуемом динамическом ряду. Он вычисляется по разности (D-difference) максимального (Mx) и минимального (Mn) значений кардиоинтервалов и иногда обозначается как MxDMn. В западных работах этот показатель обозначается как TINN (trangular interpolation of NN intervals), поскольку вычисляется по интерполирующему кривую распределению треугольнику.

По данным вариационной пульсометрии вычисляется широко распространенный в России индекс напряжения регуляторных систем (Ин = Амо/2Mо* MxDMn).

125

.

Автокорреляционный анализ. Вычисление и построение автокорреляционной функции динамического ряда кардиоинтервалов направлено на изучение внутренней структуры этого ряда как случайного процесса. Автокорреляционная функция представляет собой график динамики коэффициентов корреляции, получаемых при последовательном смещении анализируемого динамического ряда на одно число по отношению к своему собственному ряду (см. рис. 6.2, В). После первого сдвига на одно значение коэффициент корреляции тем меньше единицы, чем более выражены дыхательные волны. Если в исследуемой выборке доминируют медленноволновые компоненты, то коэффициент корреляции после первого сдвига будет лишь незначительно ниже единицы. Последующие сдвиги ведут к постепенному уменьшению корреляционных коэффициентов. Автокоррелограмма позволяет судить о скрытой периодичности сердечного ритма.

А

В

Б

Д

Г

Рис. 6.2. Результаты анализа вариабельности сердечного ритма:

вверху – кардиоинтервалограмма (А), в середине слева – вариационная пульсограмма (Б), в середине справа – автокорреляционная функция (В), внизу слева – скаттерограмма (Г), внизу справа – спектральная функция (Д)

Корреляционная ритмография. Сущность метода корреляционной ритмографии заключается в графическом отображении последовательных пар кардиоинтервалов (предыдущего и последующего) в двухмерной координатной плоскости (рис. 6.2, Г). При этом по оси абсцисс откладывается величина R-R, а по оси ординат – величина R-Rn+1. График и область точек, полученных таким образом (пятна Пуанкаре или Лоренца), называется корреляционной ритмограммой или скаттерограммой (scatter – рассеивание). Этот способ оценки ВСР относится к методам нелинейного анализа и является особенно полезным для случаев, когда на фоне монотонности ритма встречаются редкие и внезапные нарушения (эктопические сокращения и (или) «выпадения» отдельных сердечных сокращений).

126

.

При построении скаттерограммы образуется совокупность точек, центр которых располагается на биссектрисе. Расстояние от центра до начала осей координат соответствует наиболее ожидаемой длительности сердечного цикла (Мо). Величина отклонения точки от биссектрисы влево показывает, насколько данный сердечный цикл короче предыдущего, вправо от биссектрисы – насколько он длиннее предыдущего. Предлагается вычислять следующие показатели скаттерограммы:

–длина основного (без экстрасистол и артефактов) «облака» (длинная ось эллипса – L) соответствует вариационному размаху. По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, т.е. отражает суммарный эффект регуляции ВСР, но указывает на максимальную амплитуду колебаний длительности интервалов R-R;

–ширина скаттерограммы (перпендикуляр к длинной оси, проведенный через ее середину – w);

– площадь скаттерограммы вычисляется по формуле площади эллипса: S = (πL w)/4.

Нормальная форма скаттерограммы представляет собой эллипс, вытянутый вдоль биссектрисы. Именно такое расположение эллипса означает, что к дыхательной прибавлена некоторая величина недыхательной аритмии. Форма скаттерограммы в виде круга означает отсутствие недыхательных компонентов аритмии. Узкий овал соответствует преобладанию недыхательных компонентов в общей вариабельности ритма, которая определяется длиной «облака». При аритмиях, когда методы статистического и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма малоинформативны или неприемлемы, целесообразно использовать оценку корреляционной ритмограммы (скаттерограммы).

Спектральные методы анализа ВСР. Спектральные методы анализа ВСР получили в настоящее время очень широкое распространение. Анализ спектральной плотности мощности колебаний дает информацию о распределении мощности в зависимости от частоты колебаний. 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. Образец спектральной функции сердечного ритма представлен на рис. 6.2, Д. Различают параметрические и непараметрические методы спектрального анализа. К первым относится авторегрессионный анализ, ко вторым – быстрое преобразование Фурье (БПФ) и периодограммный анализ. Обе эти группы методов дают сравнимые результаты.

При спектральном анализе ВСР важное значение имеет длительность анализируемой выборки. При коротких записях (5 мин) выделяют три главных спектральных компоненты. Эти компоненты соответствуют диапазонам дыхательных волн и медленных волн 1-го и 2-го порядка. В западной литературе соответствующие спектральные компоненты получили названия высокочастотных (High Frequency – HF), низкочастотных (Low Frequency – LF) и очень низкочастотных (Very Low Frequency – VLF).

Опыт российских исследований и результаты исследований, проведенных многими зарубежными авторами, показывают необходимость коррекции этих рекомендаций. Это относится главным образом к диапазону VLF. Предлагается

127

.

следующая скорректированная схема частотных диапазонов при спектральном анализе ВСР:

При спектральном анализе обычно для каждого из компонентов вычисляют абсолютную суммарную мощность в диапазоне, среднюю мощность в диапазоне, значение максимальной гармоники и относительное значение в процентах от суммарной мощности во всех диапазонах (Total Power-TP). При этом ТР определяется как сумма мощностей в диапазонах HF, LF и VLF. По данным спектрального анализа сердечного ритма вычисляются следующие производные показатели: индекс централизации – ИЦ (Index of centralization, IC = (HF+LF)/VLF) и индекс вагосим-

патического взаимодействия LF/НF.

6.1.4. Оценка результатов анализа вариабельности сердечного ритма

Для исследователей и клиницистов, использующих метод анализа ВСР, ведущее значение имеет физиологическая и клиническая интерпретация получаемых результатов. Многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов дают обширный материал для оценки наблюдаемых изменений показателей ВСР. В зависимости от принятой авторами научно-теоретической концепции эти изменения могут характеризовать степень напряжения регуляторных механизмов при стрессорных воздействиях либо отражать связь наблюдаемых изменений с тонусом различных отделов вегетативной нервной системы, состоянием сосудистого центра и высших вегетативных центров и т.д.

Клинико-физиологическая интерпретация показателей ВСР сегодня еще не сложилась в стандарт. Это связано с тем, что, во-первых, представления и оценки различных авторов нередко противоречивы, во-вторых, в настоящее время еще продолжается активное накопление новых экспериментальных и клинических материалов.

Краткий перечень и обзор наиболее часто используемых показателей ВСР и их клинико-физиологическая оценка. Среди наиболее часто используе-

мых отечественными авторами можно отметить семь основных показателей ВСР. 1. Среднее квадратичное отклонение (СКО, SD). Вычисление СКО явля-

ется наиболее простой процедурой статистического анализа ВСР. Значения СКО выражаются в миллисекундах (мс). В коротких 5-минутных записях нормальные значения СКО в дневное время находятся в пределах 40-80 мс. Однако эти значения имеют возрастно-половые особенности, которые должны учитываться при оценке результатов исследования. Наиболее достоверной является оценка изменений величины показателя либо по сравнению с его среднегрупповым значением, либо в динамике индивидуальных наблюдений. Информацию по физиологическому смыслу аналогичную СКО можно получить по показателю суммарной мощности спектра – ТP. Этот показатель отличается тем, что характеризует только пе-

128

.

риодические процессы в ритме сердца и не содержит так называемой фрактальной части процесса, т.е. нелинейных и непериодических компонентов.

2.RMSSD – показатель активности парасимпатического звена вегета-

тивной регуляции. Этот показатель вычисляется по динамическому ряду разностей значений последовательных пар кардиоинтервалов и не содержит медленноволновых составляющих сердечного ритма. Он отражает активность автономного контура регуляции, которая характеризуется высокочастотными колебаниями. Чем выше значение RMSSD, тем активнее звено парасимпатической регуляции. В норме значения этого показателя находятся в пределах 20-50 мс. Сходную информацию можно получить по показателю pNN50. Он выражает в % число разностных значений, которые больше 50 мс.

3.Индекс напряжения регуляторных систем (ИН) характеризует актив-

ность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции. Данный показатель вычисляется на основании анализа графика распределения кардиоинтервалов – вариационной пульсограммы. Активация центрального контура, усиление симпатической регуляции во время психических или физических нагрузок проявляется стабилизацией ритма, уменьшением разброса длительностей кардиоинтервалов, увеличением количества однотипных по длительности интервалов (рост АМо). Форма гистограмм изменяется, происходит ее сужение с одновременным ростом высоты. Количественно это может быть выражено отношением высоты гистограммы к ее ширине. Этот показатель получил название индекса напряжения регуляторных систем (ИН). В норме ИН колеблется в пределах 80-150 условных единиц. Этот показатель чрезвычайно чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы. Небольшая нагрузка (физическая или эмоциональная) увеличивает ИН в 1,5-2 раза. При значительных нагрузках он растет в 5-10 раз. У больных с постоянным напряжением регуляторных систем (психический стресс, стенокардия, недостаточность кровообращения) ИН в покое равен 400-600 условных единиц. У больных острым инфарктом миокарда ИН в покое достигает 1000-1200 единиц.

4.Мощность высокочастотной составляющей спектра (дыхательные волны). Активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, как одного из компонентов вегетативного баланса, можно оценить по степени торможения активности автономного контура регуляции, за который ответственен парасимпатический отдел. Вагусная активность является основной составляющей ВЧ-компонента спектра. Это хорошо отражает показатель мощности дыхательных волн сердечного ритма в абсолютных цифрах и в виде относительной величины

(в % от суммарной мощности спектра). Обычно абсолютная величина дыхательной составляющей спектра (HF) равна около 1000 мс2. Она составляет 15-25% суммарной мощности спектра. Снижение этой доли до 8-10% указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела. Если же величина HF падает ниже 2-3%, то можно говорить о резком преобладании симпатической активности. В этом случае существенно уменьшаются также пока-

затели RMSSD и pNN50.

5.Мощность низкочастотной составляющей спектра (медленные волны 1-го порядка или вазомоторные волны). Хотя западные исследователи во многих публикациях считают этот показатель (LF) маркером симпатической модуляции сердечного ритма, имеется множество аргументов в пользу того, что мед-

129

.