Спектральный и временной анализ сердечного ритма

Особенности вариабельности сердечного ритма при желудочковых экстрасистолиях

Джамалдинова Р.К.
Республиканский научный центр экстренной медицинской помощи МЗ Республики Узбекистан, Ташкент Резюме
Цель исследования – получение ориентировочных частотных характеристик вариабельности сердечного ритма при желудочковых экстрасистолиях (ЖЭС). В рамках настоящего исследования использованы показатели вариабельности сердечного ритма у пациентов с желудочковой экстрасистолией (n=34), находившихся на стационарном лечении в Республиканском научном центре экстренной медицинской помощи в 2006 году. Наблюдаемые пациенты – 15 мужчин и 19 женщин, средний возраст которых составлял 58 лет (М±95%ДИ: 57,6±6,6лет). Верификация вида нарушения ритма и типа экстрасистол была проведена по результатам суточного мониторирования ЭКГ по Холтеру. Анализ вариабельности сердечного ритма в частотной области проводился при помощи спектрального анализа (метод Фурье) с использованием стандартного программного (“MS Excel-97”, “Statistica 6.0”) и специального обеспечения.
Анализ доверительных границ средних показателей относительной спектральной плотности у пациентов с ЖЭС выявил наличие характерного снижения в низкочастотных и увеличение в высокочастотных диапазонах с акцентом для области HF-2. На общем фоне относительного снижения средних показателей частотных соотношений, характерных для больных с явлениями ЖЭС, выявлено закономерное увеличение значения LF/ULF.
Таким образом, частотные характеристики вариабельности сердечного ритма у больных с ЖЭС отражают не только состояние баланса вегетативной регуляции, но и несут важную дифференциально-диагностическую информацию о нарушениях сосудистого тонуса, центрального и нейрогормонального механизмов регуляции. Системный подход к изучению патогенетических механизмов возникновения и прогрессирования ЖЭС позволяет рассматривать этот вид сердечной патологии в неразрывной связи с другими органами.
Ключевые слова: желудочковая экстрасистолия, вариабельность ритма сердца, частотные характеристики.

В настоящее время в практической кардиологии применяется анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), позволяющий прогнозировать риск внезапной сердечной смерти (ВС), особенно у лиц, перенесших инфаркт миокарда, а также у пациентов с сердечной недостаточностью различной этиологии и больных со злокачественной артериальной гипертензией (И. В. Савельева и соавт., 1997). Анализ ВСР заключается в количественной оценке длительности и выраженности спонтанных колебаний ритма сердца, обусловленных нейрогуморальными факторами. С этой целью применяют методы временного и спектрального анализов, первый из которых позволяет количественно оценить возникающие изменения, а второй – установить их причину.

Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) становится незаменимым методом исследования и диагностики. В рутинном варианте применения он позволяет определить максимальную общую мощность спектра, спектральные мощности высокочастотного (HF), низкочастотного (LF) и ультранизкочастотного (VLF) компонентов, а также соотношение (индекс) LF/HF. При этом, по мнению многих исследователей, HF характеризует тонус парасимпатического, а LF, индекс LF/HF и VLF – симпатического отдела вегетативной нервной системы [2, 4]. M.C.Iliou et al., обследуя пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), пришли к заключению, что показатели спектрального анализа ВСР можно использовать для оценки эффективности лечения и программ реабилитации [6]. Наиболее перспективным направлением развития научного поиска и практического применения является поиск закономерностей, связанных с патогенезом заболеваний в области ULF, поддиапазонах HF и интерпретации частотных соотношений.

Широкое применение методов анализа ВСР в практической и исследовательской деятельности сталкивается с проблемой стандартизации и выработки корректных оценочно-нормативных баз. Наибольшее затруднение в кардиологии, как правило, вызывает проведение анализа ВСР и интерпретации его результатов в связи с наличием у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями различных нарушений возбудимости – в частности, наиболее распространенных случаев экстрасистолии. Классический формальный подход при проведении анализа подразумевает при этом исключение из массива кардиологических интервалов не только имеющихся артефактов, но и всех зарегистрированных экстрасистол. Системный подход в понимании сути нарушений возбудимости сердца диктует необходимость регистрации и проведения анализа ВСР в “не отредактированном” виде, что, по нашему мнению, позволяет предметно рассматривать полученные результаты и изучить природу патологии.

В этой связи представляется актуальным проведение исследования спектральных характеристик ВСР при различных типах экстрасистолии, рационально ведя поиск закономерностей в группах больных с различной локализацией активного патологического очага возбуждения. При этом именно спектральный анализ позволяет глубоко исследовать природу нарушений, предоставляя для системного подхода избыточную научную информацию в виде объективных фактов.

Цель нашего исследования – получение ориентировочных частотных характеристик вариабельности сердечного ритма при желудочковых экстрасистолиях (ЖЭС). Для достижения поставленной цели решались задачи по корректному выделению группы больных с наличием активного очага возбуждения в области желудочка, регистрации кардиологических интервалов, проведению спектрального анализа и предметной интерпретации его результатов.

Материалы и методы

В нашей работе использованы результаты исследования показателей вариабельности сердечного ритма у пациентов с желудочковой экстрасистолией (n=34), находившихся на стационарном лечении в Республиканском научном центре экстренной медицинской помощи в 2006 году. Выборка носила случайный характер – из числа больных, имеющих эпизоды желудочковых экстрасистол и не получавших на момент проведения регистрации кардиологических интервалов фармакологических препаратов, которые могли исказить результаты. Наблюдаемые пациенты – 15 мужчин и 19 женщин, средний возраст которых составлял 58 лет (М±95% ДИ: 57,6±6,6 лет). Длительность последовательных кардиоинтервалов определялась при помощи программно-аппаратного комплекса “Ритм” (ПАК “Ритм”, Республика Узбекистан, частная научно-производственная фирма “ALEN”) в течение пяти минут с точностью±0,001с в положении “сидя”. Регистрация кардиоинтервалов проводилась в первой половине дня с соблюдением всех основных правил. Верификация вида нарушения ритма и типа экстрасистол была проведена по результатам суточного мониторирования ЭКГ по Холтеру на регистраторе МТ-100 фирмы SCHILLER (Швейцария), который используется в отделении функциональной диагностики РНЦЭМП с 2002 года. При анализе и интерпретации полученных результатов были использованы рекомендации РМ.Баевского с соавт. [1] и материалы доклада Рабочей группы Европейского кардиологического общества и Северо-американского общества стимуляции и электрофизиологии [3, 5].

Анализ вариабельности сердечного ритма в частотной области проводился при помощи спектрального анализа (метод Фурье) с использованием стандартного программного (“MS Excel-97”, “Statistica 6.0”) и специального обеспечения. Для каждого массива последовательных NN-интервалов рассчитывалась спектральная плотность (в абс.ед.) для диапазона час тот от 0,001 до 0,500 Гц.

Результаты и обсуждение

Доверительные границы средних значений относительной спектральной плотности ВСР у больных с ЖЭС в частотных диапазонах ULF, VLF, LF и HF представлены на рис.1.

Рис.1. Доверительные границы средних значений относительной спектральной плотности ВСР у больных с ЖЭС в частотных диапазонах ULF, VLF, LF и HF.

Результаты анализа показывают, что у больных с ЖЭС основная доля спектральной плотности приходится на HF диапазон. Доверительные границы среднего значения относительной спектральной плотности HF для этой категории больных варьировали в пределах от 70,7 до 87,7% (М±95% ДИ): 79,2±8,5%).

Интерпретируя полученные результаты, необходимо отметить, что нами были приняты критерии оценки относительной плотности спектра вариабельности NN-интервалов в области высоких частот (> 0,150 Гц), по которым значения менее 25% относились к низкому уровню; значения, находящиеся в пределах от 25 до 50% – к среднему, а более 50% – к высокому уровняю парасимпатической активности.

По этим критериям у больных с ЖЭС наблюдалась аномально высокая вагусная активность, которая, по мнению большинства специалистов, является основной составляющей высокочастотного компонента.

При этом средние значения спектральной плотности для диапазонов ULF, VLF и LF были представлены 8,1 (95% ДИ=±4,8%); 4,9 (95% ДИ=±2,8%) и 7,6 (95% ДИ=±2,5%) процентами соответственно. Отмечая средний уровень значений спектра сердечной деятельности в ULF-диапазоне при ЖЭС, можно предположить наличие у пациентов общих изменений, связанных с нарушением терморегуляции, а также церебральных и циркадных влияний. Низкие значения спектральной плотности в диапазоне VLF косвенно указывали на присутствие функциональных нарушений в церебральных симпатико-адреналовых или эрготропных структурах организма, проявляющихся на фоне гормональных отклонений. Все эти изменения развивались в условиях снижения симпатического тонуса. Нарушение сосудистого тонуса и присутствие в этом частотном диапазоне двух областей автономной регуляции указывает на необходимость дифференцированного сравнительного анализа показателей спектрального анализа ВСР относительно поддиапазонов LF (0,040–0,100 и 0,100–0,150 Гц).

Так как при этом виде патологии основная доля спектра сердечной деятельности приходится на высоко частотную область, представляется целесообразным более детально проанализировать распределение спектральной плотности в HF-диапазоне.

Доверительные границы средних значений относительной спектральной плотности ВСР у больных с ЖЭС в частотных диапазонах HF-1, HF-2 и HF-3 представлены на рис.2. Так было установлено, что наивысшая плотность приходится на поддиапазон HF-2 (М±95% ДИ): 41,8±7,2%, тогда как на районы HF-1 и HF-3 приходится от 10 до 25% сердечного спектра. При этом с достоверностью 95% доля спектральной плотности в этих поддиапазонах варьировала в пределах от 18,2 до 25,1 (М±95% ДИ: 21,6±3,4%) и от 10,6 до 20,8 (М±95% ДИ: 15,7±5,1%) процентов соответственно.

Рис. 2. Доверительные границы средних значений относительной спектральной плотности ВСР у больных с ЖЭС в частотных диапазонах HF-1, HF-2 и HF-3.

В табл.1 представлены доверительные границы средних значений показателей соотношения относительной спектральной плотности ВСР основных частотных диапазонов у больных с ЖЭС.

Таблица 1
Доверительные границы средних значений показателей соотношения относительной спектральной плотности ВСР основных частотных диапазонов у больных с ЖЭС (в усл. ед.)

Показатель	Доверительные границы
Показатель	M+ДИ	M	M-ДИ
SLF/HF	0,455	0,301	0,147
VLF/HF	0,117	0,072	0,028
ULF/HF	0,205	0,122	0,039
LF/VLF	4,308	2,849	1,390
LF/ULF	3,647	2,319	0,991

Анализ и интерпретация вариационных характеристик показателей соотношения основных частотных диапазонов позволили дифференцировать их по качественным уровням – от низкого до высокого. Наличие дисбаланса между отделами вегетативной нервной системы определялось низкими значениями показателей SLF/HF (М±95% ДИ): 0,301±0,154 усл. ед., VLF/HF (М±95% ДИ): 0,072±0,045 усл. ед. и ULF/HF (М±95% ДИ): 0,1 22±0,083 усл. ед. Нахождение значений показателя LF/VLF (М±95% ДИ): 2,849±1,459 усл. ед. в пределах среднего уровня указывало на то, что при ЖЭС гормональные сдвиги и периферические вазомоторные нарушения не являются определяющими звеньями патогенеза. При этом относительно высокие значения LF/ULF (М±95%ДИ): 2,319±1,328 усл. ед., отмеченные у пациентов с ЖЭС, косвенно указывали на значительную патогенетическую роль биоритмологических и барорефлекторных нарушений.

В табл. 2 приведены доверительные границы средних значений показателей соотношения относительной спектральной плотности ВСР высокочастотных диапазонов у больных с ЖЭС. Отсутствие каких-либо объективных ориентиров для интерпретации частотных соотношений в высокочастотной области спектра сердечного ритма, не позволяет широко интерпретировать полученные результаты. В этой связи мы ограничились только констатацией фактов, определяющих наличие низкого уровня значений показателей HF/HF-2 (М±95% ДИ): 1,973±0,231 усл. ед.; HF/HF-3 (М±95% ДИ): 6,055±1,505 усл. ед.; HF-1/HF-2 (М±95% ДИ): 0,570±0,168 усл. ед. и HF-1/HF-3 (М±95% ДИ): 1,780±0,589 усл. ед. При этом значения показателей HF/HF-1 (М±95%ДИ): 3,920±0,824 усл. ед. и HF-2/HF-3 (М±95% ДИ): 3,275±1,004 усл. ед. были отнесены к среднему уровню.

Таблица 2
Доверительные границы средних значений показателей соотношения относительной спектральной плотности ВСР высокочастотных диапазонов у больных с ЖЭС (в усл. ед.).

Показатель	Доверительные границы
Показатель	M+ДИ	M	M-ДИ
HF/HF-1	4,744	3,920	3,096
HF/HF-2	2,204	1,973	1,742
HF/HF-3	7,560	6,055	4,550
HF-1/HF-2	0,738	0,570	0,401
HF-1/HF-3	2,368	1,780	1,191
HF-2/HF-3	4,280	3,275	2,271

Таким образом, можно заключить, что частотные характеристики вариабельности сердечного ритма у больных с желудочковой экстрасистолией отражают не только состояние баланса вегетативной регуляции, но и несут важную дифференциально-диагностическую информацию о нарушениях сосудистого тонуса, центрального и нейрогормонального механизма регуляции. Системный подход к изучению патогенетических механизмов развития, возникновения и прогрессирования ЖЭС позволяет рассматривать этот вид сердечной патологии в неразрывной связи с другими органами.

Выводы

Применение частотного анализа ВСР на основе 5-минутной регистрации кардиологических интервалов у больных с явлениями ЖЭС позволяет получить объективную дифференциально-диагностическую информацию о состоянии регуляторных механизмов.
Анализ доверительных границ средних показателей относительной спектральной плотности у пациентов с ЖЭС выявил наличие характерного снижения в низкочастотных и увеличения в высокочастотных диапазонах с акцентом для области HF-2.
На общем фоне относительного снижения средних показателей частотных соотношений, характерных для больных с явлениями ЖЭС, выявлено закономерное увеличение значения LF/ULF

Литература

Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации). / Под ред. Р. М. Баевского. – М.: КНМТ МЗ РФ, 2000. – 50 с.
Барышникова Г. А. Дефицит магния и его коррекция при сердечно-сосудистых заболеваниях. // Клинический вестник. -1994. – № 1. – С. 28–31.
Доклад совместной рабочей группы Европейского кардиологического общества и Северо-американского общества стимуляции и электрофизиологии (http: // www. hrv. ru).
Fazekas Т., Scherlag B. J., Vos М. et al. Magnesium and the heart: antyarrhythmic therapy with magnesium. // Clin. Cardiol. – 1993. — № 16. – Р. 768–774.
Heart rate variability: Standards of Measurement, Physiological interpretation and clinical use. // Circulation. – 1996. – V. 93. – P. 1043–1065.
Iliou M. C, Zerdeni K., Prunier L. et al. Improvement of heart rate variability by exercise training in chronic heatr failure is associated with a reduction of future cardiac events. // Eur. Heart. J. – 1999. -№ 20. – Р. 118.

Abstract

The aim of the study was to identify frequency characteristics of heart rate variability (HRV) in ventricular extrasystolia (VES). The HRV data of 34 VES patients treated at the Republican Research Center for Emergency Medical Care in 2006 (515 men and 19 women; mean age 57,6±6,6 years) were analyzed. VES verification was performed using 24-hour Holter ECG monitoring data. Frequency HRV analysis was performed by spectral method (Fourier), with standard (“MS Excel 97”, “Statistica 6.0”) and special programs. In VES patients, relative spectral density was decreased for low frequencies and increased for high ones, with emphasized HF-2 area. Relative decrease in mean frequency ratios, typical for VES, was accompanied by expected increase in LF/ULF.
Therefore, frequency characteristics of HRV in VES patients not only reflect autonomous regulation balance, but also provide important diagnostic information on disturbances in vascular tone, central and neuro-humoral regulation mechanisms. Systematic approach towards pathogenetic mechanisms of VES development and progression provides an opportunity to study this type of heart pathology in connection with other organs and systems.
Keywords: Ventricular extrasystolia, heart rate variability, frequency characteristics.

Источник

Спектральный и временной анализ сердечного ритма

За последние 10–15 лет проведено много исследований, которые показали различие временных и амплитудных параметров ЭКГ ВР у больных с устойчивой ЖТ и без таковой, особенно среди больных перенесших инфаркт миокарда [55, 56, 57]. Больные с ЖТ имели более продолжительный фильтрованный комплекс QRS и меньшую амплитуду в его конечной части по сравнению с больными, не имеющими этот вид аритмии. Однако частота выявления ППЖ у больных с ЖТ сильно отличается по данным разных авторов. Это объясняется не только различием в использованной технике регистрации УС ЭКГ и исследованной популяции больных, но и отсутствием стандартизованных критериев наличия ППЖ [58]. Так, по данным многих исследований, чувствительность временного анализа ППЖ для идентификации больных с ЖТ составляет в среднем 70–80%, имея широкий диапазон колебаний от 50% до 100%.

Как уже было отмечено, возможность выявления локальных задержанных потенциалов методом временного анализа ЭКГ ВР у больных, перенесших ИМ, зависит от локализации ИМ. Gomes и др. сообщали о высокой чувствительности (100%), но в то же время низкой специфичности (50%) ППЖ в предсказании аритмических случаев у больных ИМ нижней локализации. Больные с передним ИМ имели чувствительность и специфичность 75 и 80% соответственно [59], однако другие исследователи не находили таких связей [60].

Данные клинических исследований о связи ППЖ с преходящей ишемией миокарда неоднозначны. В исследованиях Turitto G. и др. [61], и Schneider M.A. и др. [62], не выявлено существенной динамики параметров ЭКГ ВР на фоне преходящей ишемии миокарда. Напротив, Савельева И.В. и др. отмечали значительное “ухудшение” показателей УС ЭКГ и появление ППЖ во время преходящей ишемии, спонтанной или вызванной кратковременной окклюзией коронарной артерии во время баллонной ангиопластики [63] или при обострении ИБС. В то же время, они не обнаружили существенных изменений параметров УС ЭКГ во время преходящей ишемии миокарда, индуцированной нагрузочным тестом.

Некоторые исследователи обнаружили положительную корреляцию между продолжительностью ППЖ и легкостью индукции ЖТ во время эндокардиальной электростимуляции. Согласно другим данным, имеется ограничение метода временного анализа УС ЭКГ, вследствие наличия отрицательной зависимости между продолжительностью ППЖ и ЧСС при развитии устойчивой ЖТ. Это означает, что больные с наибольшим риском ВСС, т.е. с очень высокой ЧСС во время ЖТ, могут остаться незамеченными (ППЖ не распространяются за пределы QRS). Nagami и др., используя наряду с временным анализом и спектральный анализ, пришли к заключению, что последний предсказывает индуцируемость ЖТ во время ЭФИ независимо от их частоты [64].

Впервые спектральный анализ ЭКГ ВР с использованием БПФ провели Cain M. и его сотрудники. В пилотном исследовании они показали, что частотные параметры ЭКГ больных с ЖТ отличаются от таковых у больных без аритмий [65]. Количественный анализ соотношения высокочастотных компонентов к низкочастотным в конечной части комплекса QRS выявил 10–100 кратное повышение пропорции высоких частот в указанном сегменте у больных с устойчивой ЖТ. Этой же группой авторов показано, что метод помогает предсказывать возможность индукции с помощью программируемой стимуляции желудочковой тахикардии. Более того, спектральному анализу ЭКГ ВР не препятствует наличие внутрижелудочковых блокад. Некоторые исследователи, используя ту же методику БПФ для спектрального анализа конечной части комплекса QRS и сегмента ST, не могли выявить достоверных различий в энергии высоких частот у больных с ЖТ и без аритмий. Kelen G. и сотр. объясняли это чувствительностью метода к вариациям длины исследуемого сегмента (естественная вариация длины сегмента ST) [66].

Действительно, согласно основным свойствам метода БПФ, уменьшение длины анализируемого сегмента вызывает соответственное увеличение в нем пропорции высокочастотных компонентов. Укорочение сегмента на 3 мс было достаточным для того, чтобы значение соотношений высоких и низких частот превысило границу нормы. Worley S. и др. [67] исследовали сегменты с фиксированной длиной 140 мс с различным началом в пределах комплекса QRS и пришли к выводу, что локализация окна имеет критическое значение для выявление больных с ЖТ. Соотношение высоких и низких частот на интервале 60 мс от начала QRS позволяло достоверно выделять больных с ЖТ. Однако многофакторный анализ параметров временного и спектрального анализа не показал независимого прогностического значения последних. Mashac I. и др. [68] у 55 больных проводили частотный анализ трех различных интервалов (последние 40мс комплекса QRS — QRS40, QRS40 + 150 мс сегмента ST, QRS40 + 216 мс сегмента ST), используя соотношение энергии высоких и низких частот в 5–ти полосах (0–20, 20–50, 50–70, 70–120, 120–500 Гц). Они не нашли достоверных различий показателей между больными с ЖТ и без аритмий. Однако, учитывая вышеуказанную зависимость частотного разрешения и точности локализации искомого сигнала от ширины окна, можно предполагать, что окно 40 мс не имело достаточного частотного разрешения или не охватывало все потенциалы замедленного проведения, и, наоборот, в окне с большей шириной, содержащем большой отрезок сегмента ST, присутствие ПП могло быть скрыто.

Таким образом, как видно из представленных данных, полученные результаты исследований с использованием спектрального анализа ЭКГ ВР у больных с перенесенным инфарктом миокарда противоречивы, что во многом связано с различиями методических подходов. К числу факторов, влияющих на различие результатов, кроме указанных выше недостатков самого метода БПФ применительно к анализу биологических сигналов, относится отсутствие единства в выборе системы отведений, различия анализируемых диапазонов частот и интервалов ЭКГ при проведении спектрального анализа.

С другой стороны, ряд исследователей, несмотря на различие методологических подходов, получили результаты, подтверждающие надежность метода в идентификации больных с ЖТ. Чаще всего ППЖ регистрируются при устойчивой ЖТ, реже — при ФЖ, группа с ЖТ/ФЖ занимала промежуточное положение. По данным Dennis A. и соавт. ППЖ выявлены у 32% больных с ФЖ, 58% с ЖТ с ЧСС более 270 в 1 мин и 95% больных с ЧСС менее 270 в 1 мин [69]. Отмечено, что частота ППЖ почти в 3 раза выше при устойчивой ЖТ, чем при ФЖ. Эти результаты заставляют предполагать различие механизмов и/или большую многофакторность механизмов возникновения ФЖ и ЖТ. У больных с постинфарктным кардиосклерозом и ЖТ наличие ППЖ коррелирует с устойчивой ЖТ. ППЖ — наиболее точный скрининг–тест для определения вероятности индукции ЖТ. Таким образом, не у всех больных с ППЖ развивается устойчивая ЖТ, которые являются необходимым, но очевидно не единственным условием формирования re–entry и являются лишь косвенным маркером предрасположенности к ЖТ. Задачей следующих исследований, очевидно, будет выяснение того, что и при каких условиях делает этот заложенный детонатор взрывоопасным, приводящим к фатальным аритмиям.

Значение спектральных методов анализа ПП у больных не ишемическими заболеваниями сердца изучено недостаточно, но результаты немногочисленных исследований обнадеживающие. Так, повышение удельного веса высокочастотных (20–50 Гц) компонентов в конечной части QRS было характерно и для больных с идиопатической ЖТ. При исследовании 94 больных с ЖТ и ФЖ патологические результаты спектрального анализа были выявлены почти одинаково у больных ИБС (90%) и у больных с заболеваниями сердца некоронарного генеза (86%). В то же время, с помощью программируемой эндокардиальной стимуляции устойчивая ЖТ индуцирована у 81% больных ИБС и лишь у 50% больных с некоронарными заболеваниями сердца.

Малочисленность исследований по ЭКГ ВР у больных с неишемическими заболеваниями сердца и, в первую очередь, у больных с идиопатическими желудочковыми нарушениями ритма сердца, не позволяет в настоящий момент сделать однозначное заключение о значении спектрального анализа ЭКГ ВР среди этой категории больных. Однако, по имеющимся в литературе данным, ЭКГ ВР может использоваться для прогнозирования нарушений ритма у больных с неишемическим поражением миокарда, аритмогенной дисплазией правого желудочка и идиопатическими нарушениями ритма сердца. Так, у больных с дилатационной кардиомиопатией чувствительность этого метода составила 82–95%, специфичность 80–88%. Такие же результаты получены у больных концентрической гипертрофией или без признаков гипертрофии на ЭКГ. Многие исследователи показали, что усредненная ЭКГ может быть полезной для выявления группы риска желудочковых тахикардий среди больных с кардиомиопатиями, особенно при дилатационной форме — 83% больных с ЖТ/ФЖ имели признаки ППЖ.

При сопоставлении результатов ЭКГ ВР с другими методами (холтеровское мониторирование, эхокардиография, ангиография коронарных сосудов) в различные периоды инфаркта миокарда получены противоречивые данные, касающиеся взаимосвязи ППЖ с числом пораженных артерий, локализацией инфаркта миокарда, наличием аневризмы левого желудочка, снижением фракции выброса левого желудочка и регистрацией экстрасистолии высоких градаций. По этой причине большинство авторов рекомендуют использовать комбинацию признаков ППЖ, ФВ и результатов холтеровского мониторирования в комплексной неинвазивной диагностике электрической нестабильности сердца (ЭНС) у больных ОИМ, что значительно повышает их прогностическое значение. Использование холтеровского мониторирования в сочетании с одновременной регистрацией ППЖ позволяет детально проанализировать динамику ПП, а также их связь с эпизодами ишемии миокарда и нарушениями ритма сердца. Отсутствие в ряде случаев корреляции с результатами холтеровского мониторирования может быть вызвано тем, что ЖА высоких градаций является проявлением в том числе и других, помимо re–entry, механизмов аритмий.

Следует еще раз отметить, что при оценке возможностей метода временного анализа ЭКГ ВР, т.е. анализа ППЖ по методу Симсона, для прогноза развития фатальных аритмий необходимо четко понимать точку приложения метода и его ограничения. Это, во–первых, проблемы связанные с использованием усреднения в условиях возможной динамической изменчивости сигналов, во–вторых, понимание того, что ППЖ в лучшем случае отражают лишь наличие задержки проведения и тем самым предрасположенность сердца к циркуляторным тахиаритмиям в условиях синусового ритма, в–третьих, некоторые постинфарктные эктопические ритмы могут быть обусловлены фокусной разрядкой волокон Пуркинье, а ППЖ могут быть не связаны (или связаны лишь частично) с фатальными аритмиями. И, наконец, как эти проблемы видоизменяются в условиях изменения коронарного кровотока (ишемии), увеличения ЧСС, активации симпато–адреналовой системы, медикаментозных воздействий и др. Особое значение имеет ЭКГ ВР для обследования больных с синкопальными состояниями неясной этиологии. Устойчивая ЖТ является причиной синкопе у 25–40% больных. Так, с помощью ЭКГ ВР можно выявить ЖТ, как наиболее вероятную причину обморочных состояний, у 54% больных, а при ИБС — у 82% больных.

Источник

Спектральный и временной анализ сердечного ритма

Анализ хорошо приложим к ритмограмме, которую можно рассматривать как периодическую кривую, образованную наложением друг на друга как относительно высокочастотных, так и низкочастотных колебаний. Спектральный анализ основан на положениях теории колебаний, согласнЪ которым любая периодически повторяющаяся кривая сложного вида может быть представлена как ряд простейших синусоидальных колебаний, то есть так называемым «рядом Фурье».

Эти простейшие колебания имеют разную чистоту (число колебаний в какую-либо единицу времени; 1 колебание в секунду—это 1 герц) или период (длительность одного колебания в секундах, минутах, часах и т.д.). Как известно, соотношения между частотой и периодом обратные:
частота колебания = 1: период колебания или период колебания = 1: частоту колебания.

Важнейшей характеристикой простейшего колебания является его амплитуда, или мощность. Чем они выше, тем больше его вклад в основную кривую. Поэтому при Фурье-анализе принято прежде всего выделять простейшие колебания, имеющие наибольшие амплитуды (мощности), и их отношения. Возможно также изучение величин амплитуд (мощностей нескольких простейших колебаний) в определенных заранее диапазонах частот.

На спектрограммах — графиках, отражающих амплитуды колебаний (в условных единицах) от периода колебаний (в секундах) выделяют три типа волн: дыхательные, медленные волны первого и второго порядков. К дыхательным волнам относят волны, имеющие периоды колебаний от 1 до 10 с, к медленным волнам первого порядка— с периодами от 10 до 30 с, второго порядка—с периодами более 30 с. На графиках спектра вертикальными линиями выделены зоны, относящиеся к этим волнам: правая для волн 1—10 с, средняя — 10—30 с, левая—более 30 с.

Считается, что волны с колебаниями от 1 до 10 с отражают активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, а волны с периодами более 10 с— симпатического и различных подкорковых образований. При этом чем длиннее период колебания основной волны ритмограммы, тем более сильными являются симпатические регулирующие влияния на синусовый узел. В связи с этим фактические данные можно интерпретировать таким образом. У здоровых наблюдается преобладание дыхательных волн (мощность их составила 56%), что свидетельствует в пользу выраженной парасимвалической активности.

Симпатические же влияния у них менее выражены (мощность медленных волн первого порядка — 27%, второго — 17%). В отличие от этого у больных ИБС дыхательные волны практически отсутствуют: их мощность составляет 3%. Это может означать, что парасимпатическая активность у больного минимальна. В то же время выраженность мощностей волн первого (6%) и особенно второго порядка (91%) может говорить о существенном превалировании симпатической активности.

Таким образом, изучение данных спектрального анализа помогает количественно оценивать уровень пара- и симпатических влияний у обследуемого человека. Особенно важно это для наблюдений в динамике.

Следует, однако, указать и на определенные ограничения спектрального анализа. Они связаны с необходимостью использования ритмограмм у пациентов, находящихся только в стационарных состояниях, а не при переходных процессах. Кроме того, точность анализа повышается при использовании значительных выборок RR-интервалов (от 100 до 500 и более).

Источник

Спектральный и временной анализ сердечного ритма

Функционирование репродуктивной системы и всего организма женщины влияет на формирование адаптационной специфики, которое основывается на принципе «симметрии – асимметрии». Данные литературы свидетельствуют о том, что стереоизомерия женского организма, а также женской репродуктивной системы (плацентарная латерализация), оказывает непосредственное влияние на характер вегетативной регуляции и течение беременности в зависимости от ее характера (правоориентированный, левоориентированный и комбинированный тип функциональной системы «мать-плацента-плод» (ФСМПП)) [1,3,6]. Однако особенности ее «функционального поведения» в послеродовом периоде практически не изучены. Роды являются финальным этапом жизнедеятельности ФСМПП, на котором наступает системный анатомо-функциональный «разлом», заключающийся в нарушении интегративных и коммуникативных связей между подсистемами «мать», «маточно-плацентарный комплекс» и «плод». Изучение пространственной согласованности предгестационных, гестационных и постгестационных процессов в соответствии с индивидуальной латеральной конституцией представляет значительный интерес.

Чрезмерная по интенсивности и длительности стресс-реакция, которой являются беременность и роды, играет немалую роль в формировании неинфекционных (эндогенных) заболеваний, профилактика и терапия которых составляет основную нерешенную проблему современной медицины. «Цена» адаптации отражает общебиологическую закономерность, состоящую в том, что все приспособительные реакции организма обладают лишь относительной целесообразностью [2].

Беременность, роды и послеродовый период являются несомненным физическим и психоэмоциональным стрессом для женщины. Обилие диагностических процедур, изменение привычного образа жизни, беспокойство за состояния собственного здоровья и плод не могут не сказываться на качестве жизни [5,6]. В соответствии с этим необходима разработка новых неинвазивных методов и критериев оценки возможного риска, позволяющих определить предикторы снижения резистентности в зависимости от латеральной конституции и гестационых асимметрий.

Одним из современных методов исследования функционального состояния организма является исследование и анализ вегетативной регуляции сердечного ритма. Известно, что сердце является индикатором адаптационных реакций всего организма, а вариабельность сердечного ритма дает важную информацию о состоянии вегетативной нервной системы и других уровней нейрогуморальной регуляции [1,2,4].

Цель

Изучение особенностей вегетативной регуляции сердечного ритма в послеродовом периоде в зависимости от стереоизомерии женского организма и гестационных асимметрий.

Материал и методы исследования

Были обследованы 175 женщин послеродового периода (21–46 лет). В зависимости от характера латерального поведенческого профиля и гестационных асимметрий в обследованной выборке были сформированы подгруппы: амбидекстры с амбиплацентами – 6, амбидекстры с левыми плацентами – 21, амбидекстры с правыми плацентами – 21; левши с амбиплацентами – 8, левши с левыми плацентами – 5, левши с правыми плацентами – 8; правши с амбиплацентами – 6, правши с левыми плацентами – 9 и правши с правыми плацентами – 13 человек.

Для определения исходного латерального поведенческого профиля асимметрий использовался модифицированный тест Аннет (1971).

Данные о локализации плаценты использовались на основании заключения ультразвукового исследования.

У всех обследуемых женщин регистрировался ЭКГ-сигнал в положении лежа на спине во втором стандартном отведении. Продолжительность записи составляла 5 минут. Регистрация ЭКГ – сигнала так же проводилась в состоянии активного ортостаза. У каждого исследуемого проводили анализ 2-х повторных записей по 5 мин. для подтверждения состояния стационарности регистрируемого процесса. Обработка кардиоинтервалограмм и анализ вариабельности сердечного ритма проводились с помощью аппарата «Варикард 2.5.1» и программы «Эским — 6» (Институт внедрения новых медицинских технологий «Рамена», г. Рязань).

Перед началом записи вариабельности сердечного ритма (ВСР) исследуемые находились в покое в положении лежа с приподнятым изголовьем в течение 5–10 минут. Исследование ВСР проводилось не ранее, чем через 1,5–2 часа после еды, большой физической или стрессовой нагрузки. В лаборатории поддерживалась постоянная температура 20–22 С°. Определялись следующие показатели: TP (мс 2 ) – суммарная мощность спектра во всех диапазонах; HF (мс 2 ) – высокочастотные (High Frequency); LF (мс 2 ) – низкочастотные (Low Frequency); VLF (мс 2 ) – очень низкочастотные (Very Low Frequency) спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма; IC – индекс централизации.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования спектральных характеристик сердечного ритма, полученные в группе женщин послеродового периода, в зависимости от поведенческого профиля и гестационных асимметрий, представлены в таблицах 1,2,3.

В данных исследованиях проводилась оценка суммарной мощности спектра (ТР), отражающей активность регуляторных механизмов и в норме составляющей 1472- 3686 мс. При этом полученные данные свидетельствовали о том, что выраженность этого показателя сердечного ритма была значительно повышена в группе левшей с правосторонним расположением плаценты, амбидекстров с амбилатеральным, левосторонним и правосторонним расположением плаценты, а также у правшей с левосторонней плацентацией. Полученные данные свидетельствовали о высокой активности регуляторных систем в данных подгруппах. В группе правшей с амбилатерально расположенной плацентой среднеарифметические значения суммарной мощности спектра находились в пределах нормативных показателей. Снижение данного значения было выявлено только в группе левшей с левосторонней локализацией плаценты.

Таблица 1

Спектральные показатели вариабельности сердечного ритма у амбидекстров в послеродовом периоде в зависимости от гестационных асимметрий в состоянии функционального покоя

Группы

TP, мс 2

HF, мс 2

LF, мс 2

VLF, мс 2

LF/HF

VLF/HF

Примечание: А – амбилатеральное расположение плаценты; Л – левосторонне расположение плаценты; П –правосторонне расположение плаценты; TP – суммарная мощность спектра во всех диапазонах; HF — высокочастотные (High Frequency); LF – низкочастотные (Low Frequency); VLF – очень низкочастотные (Very Low Frequency) спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма; IC – индекс централизации;

* – достоверность (р<0,05) различий спектральных показателей вариабельности сердечного ритма у женщин с амбилатеральным и левосторонним расположением плаценты.

** – достоверность (р<0,05) различий спектральных показателей вариабельности сердечного ритма у женщин с амбилатеральным и правосторонним расположением плаценты.

♦ – достоверность (р<0,05) различий спектральных показателей вариабельности сердечного ритма у женщин с левосторонним и правосторонним расположением плаценты.

Известно, что мощность высокочастотной составляющей спектра (HF) в норме составляет 448-1551 мс при частоте 0,15-0,40 Гц. Она характеризует вагусный контроль сердечного ритма и связана с дыхательными движениями. Результаты спектрального анализа ВСР этого параметра свидетельствовали о том, что его среднеарифметические значения соответствовали нормативным только в группе амбидекстров с правосторонним и левшей с амбилатеральным расположением плаценты.

В группах амбидекстров с амбилатеральным и левосторонним расположением плаценты, левшей с правой плацентой и правшей вне зависимости от типа гестационной асимметрии приведенные данные указывали на повышение парасимпатической активности у женщин этих групп. При этом самые высокие значения высокочастотного компонента спектральных характеристик были зафиксированы в группе левшей с правой плацентой и амбидекстров с амбиплацентой, с существенным различием по сравнению с другими изучаемыми подгруппами (p=0,0407-0,0020). Снижение значения HF отмечалось исключительно у левшей с левосторонней плацентацией, что говорило в пользу преобладания симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Таблица 2

Спектральные показатели вариабельности сердечного ритма у левшей в послеродовом периоде в зависимости от гестационных асимметрий в состоянии функционального покоя

Группы

TP, мс 2

HF, мс 2

LF, мс 2

VLF, мс 2

LF/HF

VLF/HF

Затем проводилась оценка мощности низкочастотной составляющей спектра (медленные волны 1-го порядка или вазомоторные волны, волны Майера) и ее показателя LF, который в норме составляет 381-1000 мс 2 . Среднеарифметические значения этого параметра спектрального анализа, полученные в настоящем исследовании, имели различия в изучаемых группах. В группе женщин-левшей с правосторонней локализацией плаценты и амбидекстров с амбиплацентой этот показатель имел самые высокие значения и превышал норму более чем в 3 раза. В группах амбидекстров с левосторонним, правшей с лево- и правосторонним расположением плаценты были зафиксированы также более высокие показатели LF относительно нормативных значений. Полученные данные указывали на повышение активности вазомоторного центра. В группе амбидекстров с правой плацентой, левшей с амби- и левой плацентами, правшей с амбиплацентой среднеарифметические значения LF соответствовали физиологической норме.

Далее исследовались особенности структуры спектральной мощности как проявления взаимоотношения периферических осцилляторных процессов. Полученные данные позволили сделать заключение о том, что относительная мощность спектра в трех диапазонах, отражающая взаимоотношение модуляторов сердечного ритма, у женщин послеродового периода имела существенные различия в зависимости от профиля стереометрии женского организма и гестационных асимметрий. Так, среднеарифметические показатели низкочастотного компонента в группах женщин не превышали таковые высокочастотного компонента (p=0,0013). В исследуемых группах левшей с правосторонней плацентой, правшей с лево- и праволокализованной плацентой наблюдалось доминирование высокочастотного компонента (p=0,0041-0,0027), что соответствовало дыхательной модуляции. В группе амбидекстров с амбилатеральным расположением плаценты было характерно равнозначное влияние высокочастотного и низкочастотного компонентов (p=0,0126), что соответствовало эгалитарной модуляции.

Таблица 3

Спектральные показатели вариабельности сердечного ритма у правшей в послеродовом периоде в зависимости от латерального поведенческого профиля и гестационных асимметрий в состоянии функционального покоя

Группы

TP, мс 2

HF, мс 2

LF, мс 2

VLF, мс 2

LF/HF

VLF/HF

Примечание: А – амбилатеральное расположение плаценты; Л – левосторонне расположение плаценты; П –правосторонне расположение плаценты; TP – суммарная мощность спектра во всех диапазонах; HF – высокочастотные (High Frequency); LF – низкочастотные (Low Frequency); VLF – очень низкочастотные (Very Low Frequency) спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма; IC – индекс централизации;

Мощность VLF-колебаний вариабельности сердечного ритма является чувствительным индикатором управления метаболическими процессами и хорошо отражает энергодефицитные состояния.

Изучение мощности спектра сверхнизкочастотного компонента (VLF) вариабельности ритма сердца в диапазоне частот 0,003-0,04 Гц (пределы нормы 524-1440 мс 2 ) указывало на то, что в группе амбидекстров с амбиплацентами, правшей с правыми плацентами этот показатель соответствовал нормативным данным, что подтверждало нормальный уровень активности надсегментарного отдела вегетативной нервной системы (p=0,0001-0,0011). Во всех других подгруппах женщин послеродового периода, кроме левшей с правосторонней плацентой, были выявлены пониженные значения сверхнизкочастотного компонента спектрального анализа регуляции сердечного ритма относительно нормы. Исключение составила группа левшей с правосторонним расположением плаценты, у которой было обнаружено повышение уровня данного параметра.

Анализируя спектральные характеристики сердечного ритма при переходе в состояние активного ортостаза, было сформировано более детальное представление об оценке состояния отдельных звеньев механизмов регуляции.

Статистически значимое снижение мощности высокочастотного компонента спектра сердечного ритма (HF) при выполнении ортопробы регистрировалось в группе амбидекстров с амбиплацентой, левшей с амбиплацентами, а максимальное падение уровня данного параметра было выявлено у левшей с правой плацентой и правшей с левой плацентацией, что свидетельствовало о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела нервной системы (центрального контура регуляции). В группах амбидекстров с левосторонним расположением плаценты, левшей с левосторонним, правшей с амби- и правосторонним расположением плаценты уровень остался примерно таким же, как в функциональном покое. Увеличение уровня мощности высокочастотного компонента характеризуется как неадекватная реакция на ортостатическую нагрузку, которая была зафиксирована в группе амбидекстров с правосторонним расположением плаценты.

Мощность низкочастотной составляющей спектра сердечного ритма (LF), которая отражает относительный уровень активности подкоркового вазомоторного центра, в ходе выполнения ортостатической функциональной пробы уменьшилась в группе левшей с правой и правшей с левой плацентой. LF нормализовалась в положении лежа у амбидекстров с амбилатеральным расположением плаценты, а в остальных группах существенно не менялась.

Мощность спектра сверхнизкочастотного компонента ВСР (VLF) при переходе в ортостаз статистически значимо не менялась у амбидекстров с амби- и правшей с правой плацентами. Тогда как в группе амбидекстров с левой и правой плацентой, левшей с амби- и левой плацентой, правшей с амби- и левосторонним расположением плаценты уровень VLF повысился до нормы при переходе в положение «стоя».

Выводы

Проведенный анализ спектральных характеристик вариабельности сердечного ритма у женщин в послеродовом периоде в зависимости от латеральной конституции и гестационных асимметрий в состоянии функционального покоя и при переходе в активный ортостаз выявил повышение парасимпатической активности у амбидекстров с амбилатеральным расположением плаценты, в меньшей степени у амбидекстров с левой, левшей с правой и правшей вне зависимости от расположения плаценты. Равнозначное соотношение высокочастотного и низкочастотного компонентов у амбидекстров с амбиплацентой свидетельствовало об эгалитарной модуляции сердечного ритма. При переходе из положения «лежа» в положение «стоя» падение значений высокочастотной составляющей спектра, максимально выраженное у левшей и правшей с контрлатеральным расположением плаценты, говорило о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела нервной системы (преобладания центрального контура регуляции сердечного ритма).

Таким образом, проведенные исследования выявили наибольшую устойчивость у левшей с левосторонней локализацией плаценты. Наиболее дезадаптивны по характеру зарегистрированных спектральных параметров как в состоянии функционального покоя, так и при ортостатической пробе, оказались амбидекстры с амбилатеральным расположением плаценты.

Источник