Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 7
1.1. Физиологические механизмы вариабельности сердечного ритма . 7
1.2. Временная структура сердечного ритма и методы ее анализа 12
1.2.1. Детерминированные и случайные процессы 12
1.2.2. Временная структура сердечного ритма 17
1.2.3. Статистические методы анализа сердечного ритма 21
1.2.4. Спектральный анализ сердечного ритма 27
1.2.5. Методы нелинейной динамики в анализе сердечного ритма 29 1.3 Влияние факторов внешней и внутренней среды на характеристики сердечного ритма... 34
Глава 2. Материалы и методы исследования.. 40
Глава 3. Результаты 45
3.1. Динамика характеристик сердечного ритма при функциональной пробе с физической нагрузкой 45
3.2. Суточная динамика характеристик сердечного ритма 52
3.3. Характеристики сердечного ритма у школьников младшего, среднего и старшего школьного возраста 64
3.4. Характеристики сердечного ритма в начале и в конце учебного года ...69
3.5. Характеристики сердечного ритма в группах лиц с различными нарушениями сердечной деятельности 76
Глава 4. Обсуждение результатов 82
Выводы 87
Список использованной литературы 89
- Физиологические механизмы вариабельности сердечного ритма
- Временная структура сердечного ритма и методы ее анализа
- Динамика характеристик сердечного ритма при функциональной пробе с физической нагрузкой
- Суточная динамика характеристик сердечного ритма
Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование электрокардиографических данных для анализа сердечной деятельности является широко распространенным общепринятым методом. Представление сердечного ритма в виде динамического ряда RR-интервалов (расстояний между R-зубцами ЭКГ) и математический анализ этих данных как достаточно объективный и неинвазивный способ получения информации широко применяется в исследованиях регуляции сердечной деятельности и функционального состояния организма в целом (Жемайтите Д.И., 1968; Баевский P.M. с соавт., 1984; Аксенов В.В., 1986).
Изменение временной структуры ритма сердца предшествует изменениям количественных характеристик функций организма как на микро- так и на макроуровне, что особенно важно при донозологических состояниях и в связи с влиянием разных факторов. Исследования на эту тему широко представлены в литературе (Безруких М.М., 1985; Карпенко А.В., 1986; Гринене Э. с соавт., 1990; Тараканов П.В., 1990; Коркуш-ко О.В. с соавт., 1991; Станкус А.И., 1994 и мн.др.). Однако, в большинстве работ анализ сердечного ритма с использованием методов статистики производится исходя из допущения, что динамический ряд кар-диоинтервалов, как отражающий случайный процесс, подчиняется нормальному (гауссовому) распределению и является стационарным. Необходимыми условиями стационарности являются: независимость среднего значения и дисперсии от времени, а также зависимость автокорреляционной функции от разности моментов времени. С целью соблюдения этих условий для математического анализа отбираются соответствующие им участки записи ЭКГ, хотя в литературе отмечается, что динамический ряд кардиоинтервалов не всегда удовлетворяет требованиям стационарности даже при регистрировании ЭКГ в состоянии покоя
4 (Никулина Г.А., 1970; Воскресенский А.Д., 1970; Аксенов В.В., 1986; Окунева Г.В. с соавт., 1987). Отфильтровывание нестационарной составляющей сердечного ритма, безусловно, приводит к потере важной информации и препятствует более глубокому пониманию механизмов функционирования системы кровообращения.
В традиционном математическом анализе сердечного ритма существуют такие статистические показатели нестационарности динамического ряда кардиоинтервалов, как асимметрия, эксцесс и многовершин-ность результирующей кривой при спектральном анализе (Аксенов В.В., 1986; Борисов В.И., 1992). Однако, эти характеристики позволяют лишь констатировать наличие нестационарности в исследуемом процессе (например, при переходном процессе) и не позволяют понять её природу, отдифференцировать случайную нестационарность от детерминированной. Наиболее часто для описания переходных процессов используется коэффициент асимметрии. Однако, отмечается сложность физиологического толкования этого показателя и его малая информативность (Воскресенский А. Д., 1970).
Более перспективными в изучении объективных показателей динамических перестроек признаков ЭКГ являются методы, учитывающие не только стационарные, но и нестационарные компоненты временной структуры сердечного ритма.
С одной стороны, такой подход расширяет представления о временной структуре сердечного ритма, о взаимосвязи его стационарных и нестационарных компонентов как случайной, так и детерминированной природы. С другой стороны, повышение информативности анализа временной структуры сердечного ритма за счет включения в него рассмотрения нестационарного детерминированного компонента увеличивает достоверность оценки функционального состояния организма (Iyengar N. е.а., 1996; Но К.К. е.а., 1997).
Применение методов нелинейной динамики считается, в соответствии с публикациями последних лет, наиболее информативным для оценки нестационарности системы и определения сложности ее динамики (Николис Г., Пригожий И., 1991; Гласе Л., Мэки М., 1991; Goldberger A.L., 1986; Valiquette В. е.а., 1989; Pool R., 1989; Kaplan D.T., 1991 и мн. др.). В частности, расчет фрактальной размерности позволяет более гибко подойти к решению выше упомянутых проблем, а также количественно оценить ранее упускавшуюся информацию: уровень детерминированной нестационарности, или уровень хаотичности сердечного ритма. Кроме того, наличие в ЭКГ экстрасистол и трендов не искажает результат применения этого метода, в отличии от методов описательной статистики и спектрального анализа.
Дальнейшее исследование временной структуры сердечного ритма расширит представления о механизмах регуляции сердечной деятельности, повысит объективность и достоверность математических методов анализа сердечного ритма.
Целью настоящей работы явилось исследование применимости методов нелинейной динамики для анализа временной структуры сердечного ритма.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
Исследование выраженности детерминированного нестационарного компонента во временной структуре сердечного ритма.
Сравнение информационной значимости общепринятых методов анализа сердечного ритма и фрактальной размерности.
Оценка выраженности нестационарного компонента во временной структуре сердечного ритма в ходе функциональной пробы с физической нагрузкой и периода восстановления.
Оценка выраженности нестационарного компонента во временной структуре сердечного ритма в зависимости от возраста, времени суток, времени года.
Оценка выраженности нестационарного компонента во временной структуре сердечного ритма при наличии заболеваний сердечнососудистой системы.
Новизна исследования. Впервые была исследована информативность нестационарных характеристик сердечного ритма при действии факторов разной природы с применением расчета фрактальной размерности.
Теоретическая и практическая значимость результатов. Результаты работы ставят вопрос о расширении представлений о временной структуре сердечного ритма, о выраженности и взаимосвязи его стационарных и нестационарных компонентов как случайной, так и детерминированной природы.
Учет нестационарного детерминированного компонента повышает информативность анализа временной структуры сердечного ритма, что может увеличить достоверность оценки функциональных состояний организма.
Физиологические механизмы вариабельности сердечного ритма
Ритм сердца - это результат комплексного воздействия управляющих механизмов, к которым относятся симпатико-адреналовая, холи-нергическая, эндокринная, собственная пейсмекерная, а также ауто- и паракринные системы сердца. Одной из особенностей сердечного ритма является его вариабельность, т.е. непрерывное изменение длительности последовательных циклов систола-диастола (Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., 1999). Причем такие изменения могут быть как регулярными, так и нерегулярными (Yamamoto Y. е.а., 1995).
В результате опытов с препаратами пейсмекерной ткани сердца (Гласе Л., Мэки М, 1991) и исследований нерегулярности частоты сердечных сокращений (ЧСС) после пересадки сердца (Kresh J.Y., Izrailtyan I., 1998) было показано, что вариабельность сердечного ритма находится в основном под контролем внешних стимулов, т.е. имеет внесердеч-ное происхождение. Сердце, подвергнутое полной экстракардиальной денервации, сокращается ритмично со стабильной частотой (Нидеккер И.Г., Федоров Б.М., 1993).
При переходе организма в иное функциональное состояние быстрое управление ЧСС осуществляется в большей степени за счет изменения тонуса экстракардиальных нервов (Конради Г.П., 1980; Siimes A.S. е.а., 1990; Laitinen Т. е.а., 1999), которые представлены двумя отделами вегетативной нервной системы (ВНС), симпатическим и парасимпатическим. При этом центральная нервная система контролирует относительные уровни активности симпатического и парасимпатического отделов ВНС (Леви М.Н., Мартин П.Ю., 1988). По мнению ряда авторов от нервной регуляции зависит и вариабельность сердечного ритма (Siimes A.S. е.а., 1990; Kresh J.Y., Izrailtyan I., 1998).
Еще в середине XIX века Карл Людвиг и его ученик П.П. Эйнбродт (1861) открыли дыхательные колебания ЧСС с периодом 3-6 с, исчезавшие при перерезке блуждающих нервов, доказав таким образом нейро-генное происхождение этих колебаний. Однако, несмотря на то, что к настоящему времени вагусное происхождение дыхательных волн считается твердо установленным (Randall D.C. е.а., 1991; Akselrod S., 1995), отсутствует единая точка зрения на механизм синусовой дыхательной аритмии. Существует по меньшей мере три гипотезы (Хаютин В.М., Лу-кошковаЕ.В., 1999):
1. Рефлекторный механизм. При вдохе усиливаются сигналы рецепторов растяжения легких (Anrep G.V. е.а., 1936) и/или рецепторов, чувствительных к силе, определяющей движение грудной клетки (dynes М., 1960). Эти сигналы снижают вагусную активность.
2. Центрогенный механизм. Нейронная сеть продолговатого мозга, общая для дыхания и кровообращения, генерирует дыхательный ритм и во время вдоха тормозит преганглионарные кардиомоторные ва-гусные нейроны и возбуждает их вскоре после начала выдоха (Anrep G.V. е.а., 1936; Homer R.L. е.а., 1995; Bernardi L. е.а., 1997).
3. Барорефлекторный механизм. В процессе дыхания механически изменяется артериальное давление в сосудах малого круга, что циклически изменяет интенсивность потока импульсов артериальных барорецепторов, а вместе с тем и активность вагуса (De Boer R.W. е.а., 1987; Akselrod S., 1995; Bernardi L. e.a, 1997).
Каждая из этих гипотез не может полностью объяснить все факты усиления или ослабления амплитуды дыхательных волн в разных условиях. По мнению Хаютина В.М. и Лукошковой Е.В. (1999) наиболее адекватным может оказаться синтез всех трех механизмов, и, вероятно, в разных условиях вклад каждого из них меняется.
В 30-е годы нашего века A. Fleisch и R. Beckmann обнаружили более медленные, чем дыхательные, колебания ЧСС с периодом около 10 с. Предполагается, что такие колебания - вторичное явление, определяемое периодическим усилением и ослаблением потока сигналов артериальных барорецепторов в такт волнам артериального давления III порядка (De Boer R.W. е.а., 1987; Bernardi L. е.а., 1997). Однако, пока еще не решен однозначно вопрос о механизме их возникновения (Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., 1999). Тем не менее, большинство авторов склонно рассматривать мощность колебаний ЧСС с периодом около 10 с как индикатор активности симпато-адреналовой системы (Task Force..., 1996).
Наряду с периодическими изменениями ЧСС известны и непериодические, обусловленные особенностями электрофизиологии сердца (Баевский P.M. с соавт., 1984).
При раздражении некоторых симпатических путей может произойти значительное повышение возбудимости гетеротопных источников автоматии, в частности атриовентрикулярного узла (Geisbreght J.M., Randall W.C., 1971); может возникнуть политопная экстрасистолия и па-роксизмальная тахикардия и изменения длительности рефрактерной фазы (Kralios F.A. е.а., 1975; Haws C.W., 1978). Это подтверждается экспериментами с использованием блокаторов (3-адренорецепторов (Гальцева Н.А., 1986).
Однократная стимуляция блуждающего нерва или короткая серия импульсов оказывает влияние на частоту разрядов пейсмекерных клеток в течение последующих 15-20 с (Levy M.N. е.а,, 1970; Jalife J., Мое G.K., 1979). Обычно отрицательная хронотропная реакция имеет три фазы. Сначала идет короткая фаза сильно выраженного замедления, затем также короткая фаза относительного или абсолютного повышения частоты и, наконец, небольшая по величине, но более продолжительная фаза повторного замедления (Iano T.L. е.а., 1973). Результаты электрофизиологических экспериментов показали, что начальное уменьшение частоты сердечных сокращений отражает удлинение периода синусно-предсердного проведения, а не истинное снижение частоты спонтанных возбуждений пейсмекерных клеток синусного узла (Spear J.F. е.а., 1979). Конечная часть начальной фазы замедления обусловлена гиперполяризацией автоматических клеток (см. рис.1) (Jalife J., Мое G.K., 1979; Spear J.F. е.а., 1979). Однако такая гиперполяризация является кратковременной и исчезает через 1 -2 сердечных цикла.
Временная структура сердечного ритма и методы ее анализа
Все наблюдаемые процессы, характеризующие физические явления, классифицируют в самом общем виде как детерминированные и недетерминированные (Бендат Д., Пирсол А., 1989). К детерминированным относятся процессы, которые могут быть описаны точными математическими соотношениями. К процессам, имеющим недетерминированный характер, относятся случайные по своей природе явления, которые должны описываться не точными уравнениями, а при помощи усредненных статистических характеристик (Отнес Р.К., Эноксон Л., 1982).
По мнению Д. Бендата и А. Пирсола (1989), во многих случаях трудно решить, относится рассматриваемый процесс к детерминированным или случайным. Можно, например, утверждать, что в действительности ни один физический процесс нельзя считать строго детерминированным, поскольку всегда существует возможность того, что в будущем какое-либо непредвиденное событие изменит течение процесса таким образом, что полученные данные будут носить характер совершенно иной, чем предполагалось ранее. С другой стороны, можно полагать, что в действительности ни один физический процесс не имеет строго случайной природы, т.к. при условии достаточно полного знания механизма изучаемого процесса его можно описать точными математическими соотношениями. Практически решение о детерминированном или случайном характере процесса принимается обычно исходя из возможности или невозможности воспроизведения его при заданных условиях (Бендат Д., Пирсол А., 1989).
Процессы, описывающие детерминированные явления, могут быть периодическими или непериодическими. Периодическими называются процессы, в которых любое значение функции времени повторяются через одинаковые промежутки времени, т.е. x(t) = x(t±nT), где x(t) значение функции в момент времени t, Т - период (Дженкинс Г., Ватте Д., 1971; Бендат Д., Пирсол А., 1989). В свою очередь, периодические процессы можно разделить на гармонические, или синусоидальные, и полигармонические. Гармонические колебания могут быть записаны в виде x(t) = A sin 2 % coo t = A sin (2 % щ t + 0), где А - амплитуда; щ - циклическая частота, измеряемая в циклах в единицу времени; 9 - начальная фаза, измеряемая в радианах. Очевидно, гармонический процесс есть частный случай полигармонического процесса при сої = со0. К непериодическим относятся квазипериодические и переходные процессы. Квазипериодический процесс формируется в результате суммирования двух или более независимых синусоидальных волн с произвольными частотами. К переходным относятся все непериодические процессы, не являющиеся квазипериодическими; другими словами, переходные процессы включают в себя все не рассмотренные ранее процессы, которые могут быть описаны подходящими функциями времени. Для переходных процессов характерны короткая продолжительность и отчетливо выраженные начало и конец. Процессы такого рода можно моделировать и анализировать как детерминированные лишь в некоторых случаях. Как правило, переходные процессы имеют столь явно выраженный случайный характер, что моделирование их детерминированной функции становится невозможным. Тем не менее, подобный анализ, если правильно интерпретировать его результаты, вполне допустим (Бендат Д.,ПирсолА., 1989).
Как указывалось ранее, процессы, соответствующие случайным явлениям, нельзя описать точными математическими соотношениями, поскольку результат каждого наблюдения над процессом не воспроизводим. Функция времени, описывающая случайное явление, называется выборочной функцией (или при конечном интервале времени - реализацией). Множество всех выборочных функций, которые могут быть получены при регистрации данного случайного явления, называется случайным, или стохастическим процессом (Отнес Р.К., Эноксон Л., 1982). Различают стационарные и нестационарные случайные процессы. Если среднее значение fix(ti) случайного процесса по ансамблю (множеству выборочных функций) в момент времени ti, найденное путем суммирования мгновенных значений каждой выборочной функции ансамбля в этот момент времени и деления этой суммы на число выборочных функций, а также корреляция Rx(tb ti+x) между значениями случайного процесса в два различных момента времени, определенная путем усреднения по ансамблю произведений мгновенных значений процесса в моменты ti и ti+т, меняются с изменением момента времени tb случайный процесс (x(t)} (фигурные скобки означают ансамбль выборочных функций) называется нестационарным. В частном случае независимости nx(ti) и Rx(tb ti+x) от ti случайный процесс {x(t)} называется стационарным. В свою очередь, стационарные случайные процессы могут быть эргодическими или неэргодическими. Если случайный процесс стационарен и jux(tk), RX(T, tk) одинаковы для различных выборочных функций, то случайный процесс {x(t)} называется эргодическим. Для эргодического случайного процесса среднее значение и автокорреляционная функция равны соответствующим средним по ансамблю: ЦхО М и Rx(x, tk) = RX(T). Следует заметить, что только стационарные процессы могут обладать свойством эргодичности (Парин В.В., Баевский P.M., 1966; Дженкинс Г., Ватте Д., 1971; Бишоп Р., 1986; Бендат Д., Пирсол А., 1989). К нестационарным относятся все случайные процессы, не обладающие перечисленными выше свойствами стационарности. Характеристики нестационарного случайного процесса в общем случае представляют собой функции времени, которые можно определить только усреднением мгновенных значений по ансамблю выборочных функций, формирующих процесс. На практике часто невозможно получить достаточно большое число реализаций, необходимое для точного определения характеристик усреднением по ансамблю. На практике изучаемый нестационарный процесс бывает, как правило, представлен лишь одной или очень немногими реализациями. В таких случаях возникает сильное искушение анализировать имеющиеся данные путем усреднения по времени, как это делается в случае реализаций стационарных эргодиче-ских процессов. Анализ путем усреднения по времени для определения параметров нестационарных процессов может в некоторых частных случаях привести к физически приемлемым результатам. Однако в общем случае усреднение по времени при определении некоторых характеристик приводит к сильно искаженным оценкам. Это обстоятельство препятствует развитию практических методов измерения и анализа нестационарных случайных процессов (Бендат Д., Пирсол А., 1989).
Динамика характеристик сердечного ритма при функциональной пробе с физической нагрузкой
В ходе функциональной пробы с физической нагрузкой, а также в процессе восстановления после нее, изменяются многие физиологические и биохимические показатели организма, так как при адаптации к физической нагрузке происходит переход организма к адекватному новым условиям функциональному состоянию. В частности, изменяются такие характеристики сердечно-сосудистой системы, как частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление, минутный и ударный объемы кровотока и т.д. Поэтому функциональные пробы с различными физическими нагрузками и исследование процесса восстановления широко применяются в кардиологии для диагностических целей.
Собственные результаты исследования характеристик сердечного ритма при функциональной пробе с физической нагрузкой представлены на рис.6-12.
Как видно из рис.6, среднегрупповая продолжительность RR-интервала в первую минуту пробы резко снижается по сравнению с исходной величиной (т.е. происходит увеличение ЧСС). На второй, третьей и четвертой минутах этот показатель сохраняется примерно на одном и том же уровне, несколько сниженном по отношению к его величине на первой минуте. В процессе восстановления происходит обратная динамика среднего значения RR-интервала, т.е. постепенное его восстановление до исходного уровня.
Как можно видеть из рисунка, в начале нагрузочной пробы (нагр.1) индивидуальные особенности проявились в повышении уровня хаотичности у одних испытуемых, снижении - у других, сохранении на исходном уровне - у третьих. Минимальный уровень хаотичности при нагрузке у одних испытуемых наблюдался на первой минуте, у других - на второй. По мере нарастания нагрузки у всех испытуемых наблюдалось повышение уровня хаотичности. Индивидуальные различия при этом прояви 50 лись во времени наступления максимального уровня D, т.е. в реактивности данного показателя. Период восстановления характеризовался снижением уровня хаотичности у всех испытуемых по сравнению с периодом нагрузки. При этом на второй минуте часто наблюдалось увеличение этого показателя с последующим возвращением на исходный уровень. Из литературы известно, что уровень тренированности оказывает существенное влияние на характер изменений показателей сердечного ритма при нагрузочной пробе (Хрущев СВ., 1991). Возможно индивидуальные особенности изменения уровня хаотичности в ходе нагрузочной пробы связаны именно с этим.
Выделяют следующие состояния организма человека в ходе пробы с физической нагрузкой (Аксенов В.В., 1986; Данько Ю.И., Тихвинский СБ., 1991): 1) период врабатывания; 2) период устойчивой работоспособности; 3) восстановительный период.
Период врабатывания проходит в две фазы. Первая фаза -"начальное усилие" (30-60 с), в основе которой лежит срочное учащение ЧСС за счет снижения тонуса блуждающего нерва при сохранении активности симпатической н.с. на исходном уровне (Конради Г.П., 1980; Brenner І.К. е.а., 1998), вторая - "поисковая реакция", фаза мобилизации (развертывания) вегетативных функций (3-7 мин.), проявляющаяся замедленным развертыванием этих функций до степени обеспечения возросших обменных процессов работающего организма (Данько Ю.И., Тихвинский СБ., 1991), т.е. в эту фазу происходит увеличение активности симпато-адреналовой системы, а затем и холинергической системы в соответствии с механизмом акцентированного антагонизма (Леви М.Н., Мартин П.Ю., 1988). Снижение фрактальной размерности на первой минуте функциональной пробы по сравнению с исходным уровнем, по-видимому, соответствует первой фазе врабатывания, "начальному усилию", во время которой происходит срочное увеличение ЧСС за счет снижения парасимпатической активности. Дальнейшее резкое увеличение уровня хаотичности соответствует по времени второй фазе врабатывания, "поисковой реакции", характеризующейся сильными колебаниями длительности RR-интервалов (Данько Ю.И., Тихвинский СБ., 1991). Таким образом, исходя из полученных результатов можно предположить, что величина фрактальной размерности зависит от уровня активности сим-пато-адреналового и холинергического механизмов регуляции сердечной деятельности. При этом, характер динамики уровня хаотичности хорошо согласуется с динамикой взаимоотношений симпато-адреналовой и холинергической систем, описанной выше, и по-видимому отражает активность холинергической системы. Однако, данное предположение требует серии специальных экспериментов.
Суточная динамика характеристик сердечного ритма
Ритм сердца и состояние механизмов его регуляции в течение суток существенно изменяются. Исходя из состояния ЦНС и характеристик сердечного ритма обычно достоверно выделяют цикл "бодрствование-сон" (Деряпа с соавт., 1985). Таким образом, в суточном ритме можно выделить два существенно различающихся функциональных состояния: дневное и ночное, между которыми существуют переходные состояния (Окунева Г.В. с соавт., 1987; Белич А.И., 1992). Поэтому суточная динамика является удобной моделью для исследования стационарного и нестационарного компонентов в последовательности кардиоинтервалов при различных состояниях механизмов регуляции сердечного ритма. В связи с этим целью данного этапа работы явилось исследование суточной динамики временной структуры сердечного ритма.
Среднее значение кардиоинтервала (М), является конечным результатом взаимодействия всех уровней регуляции сердечного ритма. Поэтому в разных условиях характер суточной динамики сердечного ритма, как известно, может существенно различаться. В данной работе обследуемые находились в условиях естественной активности без видимых стрессовых воздействий. В этих условиях изменение RR-среднего на протяжении суток носило достоверно волнообразный характер (рис.13). Максимальные значения RR-интервала, т.е. наиболее редкий пульс, наблюдались в ночное время, минимальные значения (более частый пульс) - в дневные часы, что согласуется с литературными данными (Окунева Г.В. с соавт., 1987; Куприянова О.О. с соавт., 1997; Макаров Л.М., 1998).
Достоверные различия на графике отсутствуют, что говорит о том, что подвижность парасимпатической регуляции выше, чем симпатической. Как уже отмечалось, традиционно вариационный размах интерпретируется как степень влияния на сердечный ритм парасимпатической нервной системы, а амплитуда моды - симпатической. Другими словами, чем сильнее воздействие вагуса, тем шире диапазон длин RR-интервалов, тем больше значение вариационного размаха, и наоборот, чем значительней влияние симпатической нервной системы, тем диапазон длин RR-интервалов становится уже, "скученность" их вокруг моды увеличивается и, соответственно, увеличивается значение амплитуды моды. Литературными данными подтверждается, что в дневные часы баланс между влиянием сим-патики и парасимпатики склоняется в сторону первой, а в ночные - в сторону второй, когда на ритмограмме ярче выражены дыхательные волны (Парин В.В. с соавт., 1967; Никулина Г.А., 1970; Куприянова О.О. с соавт., 1997).
Таким образом, можно достоверно различить два функциональных состояния сердечно-сосудистой системы в суточном ритме: дневное (12-20 часов) и ночное (4-8 часов), которые разделены переходными процессами.
Переходные процессы в сердечном ритме с точки зрения статистики и вариационной пульсометрии характеризуется появлением нестационарности, тренда динамического ряда кардиоинтервалов и, как следствие, изменением вида кривой распределения. Численным выражением такого рода изменений в статистике служит асимметрия гистограммы динамического ряда. По P.M. Баевскому (1984) асимметрия отражает степень нестационарности динамического ряда кардиоинтервалов как результата переходного процесса (чем выше асимметрия, тем ниже стационарность).
На фоне среднесуточного уровня RR-среднего, равного 0,90±0,02, фрактальная размерность аттракторов этих же последовательностей кардиоинтервалов находилась в пределах 3,68±0,16 (см. рис.13 и рис.18). Как видно из рис. 18, достоверные различия между среднегруп-повыми значениями D отсутствуют. Для этого показателя, как и для коэффициента асимметрии не выявлено суточного ритма (см. табл.1).
Из литературы известно, что из статистических характеристик сердечного ритма среднее значение RR-интервала (М) - это один из хорошо гомеостатируемых параметров организма и его отклонения от индивидуальной нормы обычно сигнализируют об увеличении нагрузки на аппарат кровообращения или о наличии патологических отклонений (Баевский P.M. с соавт., 1984).
Как можно видеть из рис.13, значения М между 8 и 16 часами и между 20 и 4 часами достоверно различались. В это же время уровень хаотичности был практически постоянен.
Исследование устойчивости среднесуточного уровня исследуемых характеристик временной структуры последовательности кардиоинтервалов при повторных замерах обследуемых (рис. 19, 20) показало, что уровень хаотичности последовательности кардиоинтервалов отличался также меньшей подвижностью по сравнению с RR-средним. Такую устойчивость, на наш взгляд, можно объяснить хорошей гомеостатируе-мостью фрактальной размерности как одной из характеристик сердечного ритма, что обусловлено ее детерминированностью.
С целью исследования особенностей взаимосвязи разных характеристик временной структуры сердечного ритма был проведен корреляционный анализ. Расчет коэффициентов линейной корреляции в целом по группе обследуемых между уровнем хаотичности и остальными статистическими параметрами выявил наибольшее количество связей с RR-средним и асимметрией (табл.2).
Хорошо воспроизводимая корреляция между D и М всегда положительна. Смысл ее отражается в том, что при больших значениях длин RR-интервалов (при низких значениях ЧСС) наблюдаются большие значения D, и наоборот, малым RR-интервалам (высоким значениям ЧСС) соответствуют низкие D. Другими словами, чем выше частота пульса, тем ниже фрактальная размерность.
Связь D с асимметрией носит неоднозначный характер: в ночное время повышение детерминированной нестационарности сопровождается увеличением асимметрии, а в 16.00 - наоборот. Вероятно, взаимосвязь детерминированной и случайной нестационарности носит сложный характер.
Неоднозначность взаимосвязей фрактальной размерности с асимметрией потребовала более тщательного анализа суточных колебаний этих двух показателей. Для этого были рассмотрены в сравнении индивидуальные кривые суточной динамики D и As на предмет взаимного соответствия максимумов и минимумов на этих кривых. Оказалось, что всю группу обследуемых можно разделить на три подгруппы с выраженными особенностями суточной динамики D и As. В первой подгруппе, составившей 56% от основной, D и As изменялись в противофа-зе друг другу, т.е. максимумам одного показателя соответствовали минимумы другого. Во второй подгруппе, составившей 25% обследуемых, D и As изменялись синфазно. И в третью подгруппу (19%) выделились графики с неопределенным соответствием максимума и минимума. Поскольку первая и вторая подгруппы, где соответствие кривых поддавалось определению, составляло большинство (81%), третьей подгруппой было решено пренебречь при дальнейшем анализе.
