Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Этапы развития сердца у плода, и клеточные механизмы развития сердечных дизритмий 9
1.2. Периодические и непериодические составляющие структуры ритма сердца: их выявление и интерпретация .. 19
1.3. Структура ритма сердца на ранних этапах онтогенеза и диагностическое значение ее характеристик 24
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Описание исследованнных массивов 32
2.2. Методика электрокардиографии и анализа структуры ритма сердца 34
2.3. Формализованная карта, ведение баз данных и статистическая обработка материала 39
Глава 3. Результаты
3.1. Характеристики беременности и формирование структуры ритма сердца на ранних этапах онтогенеза 41
3.2. Осложненная беременность и пространственное распределение клеток-водителей ритма сердца у новорожденного 50
3.3. Особенности течения беременности и структура ритма сердца ребенка школьного возраста 56
Обсуждение 63
Выводы 66
Практические рекомендации 61
Список использованной литературы 68
Приложения
- Этапы развития сердца у плода, и клеточные механизмы развития сердечных дизритмий
- Периодические и непериодические составляющие структуры ритма сердца: их выявление и интерпретация
- Методика электрокардиографии и анализа структуры ритма сердца
- Характеристики беременности и формирование структуры ритма сердца на ранних этапах онтогенеза
Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время под нарушениями сердечного ритма (аритмии, дизритмии) традиционно понимают любые нарушения ритмичной и последовательной деятельности сердца [5,36,32,18] wiki/Cardiacarrhythmia).
Как у взрослых, так и у детей встречаются одни и те же нарушения ритма сердца. Однако, причины их возникновения, течение и прогноз, а следовательно, и программы терапии у детей и взрослых часто различны.
До недавнего времени патофизиологические механизмы возникновения различных форм сердечных дизритмии, как и сама их распространенность в популяции, в аспекте динамики электрофизиологических особенностей и эпидемиологии в континууме «новорожденный-ребенок-взрослый» не привлекали особого внимания. С внедрением средств электроники и вычислительной техники в клиническую и экспериментальную медицину стали возможными обобщения, изменившие наши фундаментальные представления о понятиях «норма» и «патология». Оказалось, что определения понятий, использовавшиеся ранее, с точки зрения как экспериментальной, так и клинической медицины не всегда корректны, поскольку па ранних этапах развития ребенка достаточно часто регистрируют транзиторные состояния, иногда трактуемые как физиологические [53, 194, 231, 39, 247], а иногда (у взрослых практически всегда) - как патологические [27, 122, 284, 217, 242, 57, 203].
Считается, что в структуре детской кардиологической заболеваемости и причин летальности нарушения ритма сердца достаточно широко распространены. Их уровень ориентировочно оценивается, как соответствующий 60 - 70%, однако, надо признать, что достоверные сведения о распространенности нарушений ритма сердца в детской популяции практически отсутствуют. Основной причиной этого является невозможность
4
уверенной дифференцировки транзиторных физиологических и устойчивых
патологических форм тахи- и брадикардии, миграции водителя ритма и
единичных экстрасистол и пр. [ 35, 4, 36, 16, 18]. В исходе, по-видимому,
значительно более часто встречающихся в раннем детском возрасте
сердечных дизритмий у совершенно здоровых школьников регистрируют
миграцию водителя ритма в 13,5% случаев, брадикардию - в 3,5% случаев,
ускоренный предсердный ритм - в 2,7% случаев, экстрасистолию - в 1,9%
случаев, феномен WPW - в 0,5% случаев, атриовентрикулярную блокаду I
степени - в 0,5% случаев, удлинение интервала QT - в 0,3% случаев [8, 33,
15]. Как известно, наибольший риск развития сердечных аритмий отмечают в
периоде новорождешюсти, в возрасте 4-5 лет, 7-8 лет, 12-13 лет, в связи с чем
в рамках диспансеризации в эти возрастные периоды рекомендовано
проводить обязательный электрокардиографический скрининг [18] с
последующим по показаниям суточным мониторированием
электрокардиограммы [15], что вместе с дополнительными методами исследования требует довольно существенных затрат. Вместе с тем, работы, посвященные анализу естественной эволюции сердечных аритмий, позволившие бы существенно сократить эти затраты, немногочисленны, и, в основном, имеют отношение к описанию возрастной динамики длительности интервала PQ электрокардиограммы при атриовентрикулярной блокаде [ 65, 209, 152, 80]. Необходимо подчеркнуть, что в значительной части это обусловлено тем, что в отличие от взрослых, у детей нарушение ритма часто не сопровождаются клинической симптоматикой, самочувствие ребенка в течение длительного времени не страдает, что не дает оснований для проведения своевременной диагностики и делает невозможным установить длительность существования аритмии и возраст ребенка в начале заболевания. В связи с этим для оценки риска возникновения сердечных дизритмий часто используют анализ паттерна регуляции ритма по взаимоотношению в его структуре периодических непериодических компонент[ 21, 29, 46, 9, 58, 147, 77 ]. Этот метод, разработанный во второй
5 половине 20-го века с целыо исследования вегетативной регуляции деятельности сердца по характеристикам синусового ритма [ 6, 198], в настоящее время широко используется для оценки предрасположенности к развитию сердечных дизритмий, в том числе, и жизнеугрожающих [264, 98, 253].
Развитие этого направления исследований в настоящее идет достаточно интенсивно поскольку под влиянием успешного приложения метода так называемого «объектного программирования» для разработки архитектуры сложных компьютерных программ в медицине вновь появился интерес к исследованию особенностей формирования человека на ранних этапах его развития под влиянием совокупности наследуемых и приобретенных факторов, получивший название «раннее программирование развития человека» [204, 89, 130]. Иллюстрацией важности этого направления исследований является то, что в настоящее время в США в Национальном институте сердца, легких и крови (NHLBI - National Heart, Lung and Blood Institute) создана специальная рабочая группа (NHLBI Working Group), в задачи которой с 2005 года входит, в частности, изучение влияние факторов внутриутробного развития на функционирование в дальнейшей жизни сердца r earlyprg.htm).
Цель настоящего исследования
Оценка влияния патологии беременности в первой и второй половине на формирование ритмической деятельности сердца у ребенка и ее характеристики в неонатальном периоде и в школьном возрасте.
Задачи исследования
Формирование комплекса управляющих переменных, включающих в себя анамнестические, лабораторные и аппаратные признаки, и управляемых переменных, включающих в себя характеристики электрокардиограммы и струтуры ритма сердца
Выбор способа и длительности регистрации электрокардиограммы у детей первых месяцев жизни для выявления структуры ритма сердца.
Оценка обусловленности интервальных и амплитудных параметров ЭКГ, характеристик структуры ритма сердца характеристиками раннего онтогенеза.
4. Формирование решающих правил для прогнозирования развития
нарушений паттерна структуры ритма сердца по характеристикам
раннего неонаталыюго периода развития.
Научная новизна исследования
1. Впервые предложен способ построения пространственной модели распределения клеток — пейсмейкеров сердца.
Впервые выявлена зависимость вариабельности ритма сердца от времени возникновения и вида патологии беременности,
Впервые доказана обусловленность паттерна ритмической деятельности сердца у детей школьного возраста наличием в анамнезе патологии беременности.
Практическая значимость работы
Практическая ценность работы заключается в том, что автором выявлены факторы беременности, способствующие развитию сердечных дизритмин и определена их иерархия в части формирования риска их развития а также предложен метод построения модели пространственного распределения кл еток-пейсм ей керов.
7 Положения, выносимые на защиту
Патология первой половины беременности способствует развитию у ребенка брадикардии и большой вариабельности ритма сердца, патология второй половины беременности - тахикардии и малой вариабельности ритма сердца.
Разработанный метод построения пространственной модели распределения клеток - пейсмейкеров целесообразно использовать для оценки тяжести патологии беременности и прогноза риска развития сердечной дизритмии.
Вариабельность ритма сердца у ребенка в значительной мере определяется характеристиками течения беременности.
Индивидуальные характеристики вариабельности ритма сердца ребенка, зарегистрированные в неонатальном периоде, сохраняются на протяжении нескольких лет жизни.
Апробация работы и реализация результатов
Основные положения диссертационного исследования доложены и обсуждены на республиканской научно-практической конференции «Современные методы диагностики и лечения в поликлинической педиатрии» (Якутск, 2007 г); межрегиональной научно-практической конференции «Здоровье детей Севера» (Якутск, 2008).
Материалы диссертации достаточно полно изложены в 4-х научных трудах, из которых 2 опубликовано в ведуших рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией.
Основные результаты работы используются в курсе преподавания неонатологии и кардиологии на кафедре госпитальной педиатрии ГОУ ВПО СПбГПМА; в информационных картах, входящих в состав информационных матриц описания детей коренных малочисленных народностей Крайнего Севера; при формировании технического задания на создание аппаратно-программного комплекса диагностики степени риска развития сердечных дизритмии в Группе информационных технологий в клинической биофизике
8 Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации Российской Академии наук.
Результаты исследования внедрены в работу Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН, в работу ФЦ «Научно-исследовательский институт Арктики и Антарктики», а также в учебный процесс ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Объем и структура работы
Диссертация, изложенная на 102 страницах машинописи, включает в себя введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результаты исследования, их обсуждение, выводы, практические рекомендации, список литературы и приложения. Работа содержит 10 рисунков и 10 таблиц. Список литературы включает 311 источников, из них 275 - зарубежных авторов.
Этапы развития сердца у плода, и клеточные механизмы развития сердечных дизритмий
Интенсивные исследования, направленные на изучение эпидемиологии и механизмов возникновения сердечных дизритмий у плода и ребенка, были начаты сравнительно недавно. До середины прошлого века внимание исследователей было привлечено больше к врожденным порокам и поражению сердца при ревматизме. На это и были направлены усилия кардиологов-педиатров. Успешное развитие средств диагностики и терапии привело к смещению интересов кардиологов и педиатров с активным все более широким включением в спектр направлений исследования сердечных дизритмий. Одна из наиболее полных международно признанных работ в области детской клинической аритмологии была опубликована лишь в 1983 году [244]. С этих пор детская клиническая аритмология является одной из наиболее перспективных направлений исследования.
Относительная молодость этого направления развития детской кардиологии является достаточным объяснением наличия существенных пробелов в понимании механизмов формирования сердечного осциллятора в онтогенезе.
Со времени появления предположения о возможности управления деятельностью сердца с помощью электрических импульсов, проводящихся по специальным путям [121] миогенная теория возникновения и проведения импульса превалировала над нейрогенной. Исследования [ 273, 162, 161, 172, 215] позволили достаточно подробно описать элементы структуры проводящей системы сердца и основы ее функционирования. Однако, тонкие механизмы формирования сердца, как органа, и, в частности, - организации ритмической деятельности сердца не изучены до сих пор [154, 244, 200, 255].
Как известно, формообразование сердца в процессе онтогенеза имеет многоэтапный характер. Онтогенетические закономерности этого процесса, сроки формирования внешних форм сердца в пре- и постнатальном периоде онтогенеза у человека исследованы недостатчно подробно [20]. Известно, что мышечные волокна миокардиальнои массы организуются весьма сложным винтообразным образом [40]. До сих пор не существует общепринятой концепции этой организации [256, 69, 68, 155, 257, 280]. Первые гистологические признаки формирования примитивного сердца могут быть зарегистрированы на 3 неделе внутриутробного развития (20 - 21 день фертилизации) практически одновременно с формированием невральной трубки [ 179]. На 4-ой неделе (22 - 28 день фертилизации) впервые могут быть зарегистрированы первые ритмические сокращения, а к 35 дню фертилизации можно увидеть движения крови по примитивным сосудам (практически одновременно с формированием невральной трубки [179, 305]. Четырехкамерное сердце формируется на 5 неделе внутриутробного развития. В это время в общем желудочке образуется растущая вверх перегородка, разделяющая его на правый и левый отделы, общий артериальный ствол также делится на аорту и легочный ствол. Из миоопикардиальной пластинки дифференцируются кардиомиобласты, которые быстро устанавливают контакт друг с другом и образуют клеточные тяжи - трабекулы. Таким образом, на ранних этапах онтогенеза формируется "трабекулярный миокард", питание которого обеспечивается кровью из сердечных полостей [20, 155, 40] Увеличение массы сердца во внутриутробном развитии идет за счет энергичного размножения кардиомиоцитов, увеличения количества кардиогеля. Во второй половине внутриутробного развития стенка сердца представлены "компактным миокардом", имеющим значительное количество капилляров. Компактный миокард формируется за счет уплотнения мезенхимальных клеток и кардиобластов, преобразования кардиогеля. Трабекулярный слой образуется за счет делиминации и трабекуляции стенки сердца, появления папиллярных мышц, трабекул. После рождения проходит длительный период, пока структуры сердца не достигнут дефинитивного состояния. В это время увеличивается масса органа и значительно изменяется его строение.
Происходит закрытие овального отверстия и боталлова протока. У новорожденных стенка сердца тонкая, легко растяжимая, эластический аппарат развит слабо. Волокна миокарда тонкие, состоят из мелких клеток. В период после рождения до 2 лет отмечается быстрое увеличение толщины волокон, объема ядер и количества миофибрилл, отчетливой становится их поперечнополосатая исчерченность; волокна миокарда расположены рыхло, соединительной ткани и жировых клеток мало; от 2 до 10 лет происходит дальнейшая дифференцировка и рост сердечной мышцы, увеличивается ее толщина, кардиомиоциты полиплоидизируются; завершается дифференцировка внутри органных кровеносных сосудов и клапанов [ 37]. Если активность роста и изменения формы в пренатальном и раннем постнатальном периодах происходит довольно активно, то в подростковом и юношеском возрасте активность роста этих показателей уменьшается и в зрелом возрасте почти отсутствует. Форма сердца на протяжении постнатального развития во многом зависит от соматотипа, что нельзя сказать о связи формы сердца и соматотипа в период пренатального развития [23,20,179].
Периодические и непериодические составляющие структуры ритма сердца: их выявление и интерпретация
В 1847 году С. Ludwig[115] впервые описал связь ритма сердца с дыханием, обнаружив, таким образом, первый компонент волновой структуры ритма сердца. В 1920 году Т. Lewis описал второй компонент -медленные колебания сердечного ритма (период 15-20 с), ассоциируемые с колебаниями артериального давления - вазомоторные волны Траубе-Геринга, (волны Майера), более подробно затем исследованные [115]. С расширением технический базы стало возможным исследование более медленно текущих процессов, что позволило выявить колебания, связанные с поддержанием терморегуляции, нейроэндокринными процессами регуляции внутренних органов [250,233].
С конца 1960-х годов все более широкое распространение в экспериментальной, а затем и в клинической медицине стал получать анализ волновой структуры синусового ритма сердца, заключающийся в дифференцированной оценке вклада периодических и непериодических составляющих в общую дисперсию длительности кардиоцикла в непрерывном ряду от 50 значений. Интерес ранних авторов ограничивался, прежде всего, изучением возможностей метода в диагностике ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда, оценке тренированности спортсменов, летчиков и космонавтов. Достаточно подробный обзор результатов, полученных в то время, представлен в работах А.Д. Воскресенского, М.Д.Вентцель [7], Д.Н. Меницкого и соавт. [17]. В дальнейшем возможности метода непрерывно расширялись, в основном, за счет совершенствования аппаратно-программного обеспечения и включения в круг диагностики состояний, сопровождающихся вегетативными дисфункциями [24, 13, 265, 38, 289, 307, 263, 120, 191], иллюстрируя, по сути, сформировавшееся к 1996 году понимание обусловленности значительного числа аритмий состоянием вегетативной регуляции [175, 111, ПО].
В соответствие с существующими в настоящее время представлениями, достаточно подробно изложенными в консенсусе Европейского общества кардиологов и Северо-американского общества электростимуляции «Heart rate variability, standards of measurement, physiological interpretation and clinical use (1996), система генерации ритмических импульсов в сердце включена одновременно в несколько цепей регулирования, часть из которых достаточно хорошо известна. В системе регулирования обычно выделяют 4 контура: 1. саморегуляция на уровне сердца, 2. регуляция в цепи "сердце-легкие", 3. регуляция в цепи поддержания системного артериального давления, 4. регуляция в цепи поддержания температуры тела. Многокомпонентная структура ритма сердца отражает особенности регуляции деятельности сердца, осуществляемой при совместной работе внутри- и впесердечного контуров управления в тесной связи с деятельностью других органов и функциональных систем организма.
Распределение дисперсии по частотам, осуществляемое при гармоническом анализе непрерывных последовательностей рядов длительности кардиоцикла предоставляет возможности раздельной оценки работы каждого из контуров регулирования [30, 310, 195, 290].
В качестве алгоритмических и вычислительных средств для оценки структуры ритма сердца используют аппарат численных методов анализа случайных процессов с допущениями,обусловлснными известной слабой эргодичностью и стационарностью биологических процессов [14]. Все используемые способы анализа структуры ритма позволяют оценить распределение дисперсии по частотам, соответствующим каждому из контуров регуляции На спектрограммах, вычисляемых для массивов 100 -250 кардиоциклов выделяют 3 диапазона частот: 1 .дыхательный диапазон (для детей: 1 - 5 с, или 2-9 кардиоциклов), 2.диапазон недыхательных волн, соответствующих волнам Майера и обусловленных действием механизмов поддержания артериального давления (для детей: 5 - 12 с, или 10 - 19 кардиоциклов) 3.диапазон недыхательных волн, ассоциируемых, предположительно, с терморегуляторными влияниями (для детей: более 12 с, или более 19 кардиоциклов) [30, 116 160].
Наиболее хорошо изученным компонентом структуры ритма сердца является дыхательная аритмия. Несмотря на то, что с момента ее обнаружения дыхательная аритмия является объектом пристального внимания исследователей, до настоящего времени природу этого явления нельзя считать до конца выясненной. Все авторы, так или иначе объясняющие ее происхождение, едины в признании связи изменения ритма сердца при дыхании с ритмическими колебаниями тонуса блуждающих нервов [9, 117, 163, 281]. Известна связь дыхательной аритмии с рефлексом Бэйнбриджа. Некоторые авторы придерживаются мнения о возможности непосредственной передачи периодически возникающего в дыхательном центре возбуждения на управляющие ритмом сердца нейроны в ядре блуждающего нерва.
Сложность взаимодействий в контурах регуляции деятельности сердца и индивидуальная их настройка заставляют усомниться в том, что дыхательная синусовая аритмия является истинным показателем парасимпатических влияний на сердце человека [143, 85, 177, 275]. Известно, что в области доминирующих дыхательных частот (около 0.15 Гц) увеличение мгновенной частоты сердечных сокращений происходит одновременно с началом вдоха, при частотах менее 0.15 Гц предшествует вдоху, а на частотах 0.15 - 0.45Гц - существенно зависит от положения тела, что обусловлено, по-видимому, усилением влияний, осуществляемых по симпатическим каналам регуляции [72, 86,114,126].
Тем не менее, простота оценки функционирования контура регуляции "сердце-легкие" по периодическим дыхательным составляющим структуры ритма сердца привела к широкому распространению ее в качестве диагностического приема в клинической и экспериментальной медицине [52, 93, 184, 186,214,306,181,296].
Методика электрокардиографии и анализа структуры ритма сердца
В ходе проведения работ была адаптирована, использованная ранее [30] система анализа структуры ритма сердца.
В соответствии с целями построения системы анализа ритма сердца, предполагающей достаточно высокую скорость получения информации в сочетании с глубиной, определяемой необходимостью анализа периодических и непериодических составляющих, была выбрана схема автоматизированного измерения длительности RR-интервала ЭКГ с последующей в режиме "on-line" обработкой средствами ранее созданного пакета программ.
Для выявления структуры ритма сердца электрокардиограмму регистрировали в одном из стандартных отведений, выбираемом при визуализации электрокардиосигнала на экране монитора по наибольшей амплитуде зубца Р. После выбора отведения сигнал переключали на вход аналого-цифрового преобразователя (частота квантования 512 Гц), входящего в структуру аппаратно-программного комплекса «Динамика-2000» (патент № 2252696 от 27.05.2005), регистрирующего электрокардиограмму и автоматически вычисляющего се интервальные характеристики (см. рис. 2.2(5)).
Программа статистического анализа сердечного ритма включала в себя блок автоматического измерения длительности кардиоцикла, блок формирования архивного файла, блок анализа распре/юления кардиоциклов по длительности, блок расчета автокорреляционной функции и функции спектральной плотности мощности. Анализ выраженности периодических и непериодических составляющих производился при вычислении автокорреляционной функции и функции спектральной плотности мощности с использованием сглаживания по Хэмингу [30].
Весь диапазон возможных периодических составляющих разбивали на 3 поддиапазона: диапазон недыхательных периодических составляющих 1-го порядка - ТІ (50 - 19 кардиоциклов, терморегуляционные), недыхательных периодических составляющих 2-го порядка - Т2 (18 - 9 кардиоциклов, волны Майера) и дыхательных периодических составляющих - ТЗ (8-2 кардиоцикла). Значением спектральной плотности мощности в каждом поддиапазоне считали наибольшее значение среди локальных максимумов, определяемых как значение, левее и правее которого расположены меньшие. При построении спектральной плотности мощности использовали быстрое преобразование Фурье. Наличие соответствующей периодической составляющей в спектре регистрировали с учетом случайных ошибок, определяемых по J.Bendat, A.Piersol [3].
Для каждого из рядов значений интервалов рассчитывали следующие значения [30] : ИН - нормализованный индекс напряжения по Р.М.Баевскому, Ml - среднее выборочное, К10 - коэффициент вариабельности ритма, S1 - спектральная составляющая в диапазоне терморегуляционных волн, - спектральная составляющая в диапазоне волн артериального давления (волныМайера). 53 — спектральная составляющая в диапазоне дыхательных волн. У новорожденных регистрацию ряда кардиоциклов проводили в фазу ортодоксального сна, у школьников - в клиностазе в положении полного покоя после 7-10 минутного периода адаптации.
С учетом полученных ранее данных, в обработку направляли только массивы, зарегистрированные в условиях ограничения возмущающих воздействий, под которыми понимали воздействия, имеющие или предположительно могущие иметь эффект на деятельность сердца в связи с терморегуляцией, изменением двигательной активности, изменением уровня бодрствования и психической активности и пр.
Исследованы ряды длительностей 100 кардиоциклов. Размерность массивов определялась необходимой надежностью статистических выводов, с одной стороны, и невозможностью исключения возмущающих воздействий при длительном сеансе регистрации, с другой стороны.
Практически условия регистрации ряда кардиоциклов у школьников сводились к следующему: в состоянии спокойного бодрствования в положении лежа со слегка (не более 15 см) приподнятой головой, натощак (или не менее, чем через час после легкого завтрака), после опорожнения мочевого пузыря, в условиях температурного комфорта и отсутствия резких слуховых и зрительных раздражений, при равномерном дыхании после 7-10 минут адаптации, у ребенка без признаков острых заболеваний (обострения хронических) и без фармакологических воздействий (за исключением витаминов) в любое время дня с 8-00 до 20-00 часов регистрировали ряды последовательностей 100 кардиоциклов, фиксируя время записи с точностью до 15 минут.
Из статистической обработки исключали массивы, выходящие за границы стационарности, определяемые по характеристикам кривой распределения кардиоциклов по длительности (в частности, по критерию
Колмогорова). При этом сознательно допускали, что изучаемые процессы являются квазистационарными и квазиэргодическими [14] , понимая под этим процессы, удовлетворяющие заданным условиям эргодичности и стационарности в широком смысле (т.е., процессы, у которых оценки среднего значения и корреляционной функции инвариантны в заданных пределах по отношению к моменту времени на заданном отрезке, а также совпадают с заданной вероятностью результаты вычисления математического ожидания и ковариационной функции, полученные усреднением по ансамблю реализаций и усреднением по одной реализации).
Процедуру сглаживания не применяли. В связи с высокой частотой полимодальных распределений значений длительностей кардиоциклов, индекс напряжения рассчитывался лишь как вспомогательная величина.
Структуру ритма сердца интерпретировали в рамках 2-х контурной модели регуляции частоты сердечных сокращений [2], считая, что размерности регистрируемых массивов длительностей кардиоциклов позволяют достаточно адекватно оценивать, в основном, активность сердечного и сосудистого компонентов барорефлекса.
При построении пространственной модели распределения клеток-водителей ритма регистрировали длительности интервалов от начала зубца Р до начала его второй полуволны (РР1), и от начала зубца Р до начала зубца Q (R). При этом интервал РР1 интерпретировали, как время проведения сигнала от синусового узла до левого предсердия, а интервал PQ (PR) традиционно интерпретировали как время проведения сигнала от синусового до атриовентрикулярного узла. Схема, иллюстрирующая порядок измерения интервалов ЭКГ, и лежащая в основе интерпретации результатов схема распределения времени возбуждения [132] представлены на рис. 2.2(6).
Характеристики беременности и формирование структуры ритма сердца на ранних этапах онтогенеза
Анализ литературных данных и предварительный анализ первичного материала позволил определить факторы, затрудняющие описание раннего онтогенеза и могущие быть причиной невыявления существующих связей между структурой ритма сердца и патологией беременности. Основные трудности, очевидно, можно отнести к одному из следующих классов: 1. терминологические несоответствия, 2. трудности описания качественных признаков, 3. трудности, обусловленные необходимостью использования косвенных признаков для описания характеристик, прямое измерение которых невозможно, 4. трудности оптимизации набора признаков при выборе их из списка практически неограниченной длины.
Поскольку трудности классов 2 и 3 принципиальны для медицинских данных, в исследовании была предпринята лишь попытка минимизации вносимой ими ошибки использованием при расчетах наряду с нозологическими формами симптомов и синдромов, описанных специалистами одной экспертной группы (специалисты кафедры госпитальной педиатрии СПбГПМА).
Определение целесообразности включения признаков в качестве управляющих и управляемых переменных проводили в ходе построения классификационных деревьев с оценкой результата моделирования и информативности каждой из управляющих переменных. Предварительный анализ данных заключался в оценке целесообразности разделения признака по времени действия (1-ая половина беременности, 2-ая половина беременности, вся беременность) и оценке склонности признаков-симптомов к комплексированию по степени взаимодействия при ANOVA-анализе и при построении таблиц парциальной корреляции.
Математическое моделирование, проведенное с целью оценки целесообразное ги разделения признака по времени его действия, привело к уверенному выводу о том, что при оценке эффекта неблагоприятного фактора на структуру ритма сердца необходимо учитывать периоды беременности. Это обусловлено, по-видимому, разными механизмами воздействия на формирующийся сердечный осциллятор и различием самих эффектов воздействия. В ходе моделирования строили классификационные деревья для вариантов течения беременности без учета и с учетом периода, на который выпадало действие патологического фактора (см. табл. 3.1(4)). Беременность описывали по триместрам и половинам. При этом беременности, в которых патологические факторы по времени действовали более, чем в течение одного периода, не рассматривались. В связи с малой численностью выборки модели с разбивкой беременности на триместры оказались неудачными с точки зрения ошибки классификации. В обучающую выборку было зачислено 77 беременностей, из которых 60 — физиологические (см табл. 3.1(2)). Всего было построено 42 классификационных дерева.
Как видно из данных, представленных в таблице, результаты классификации оказались очень хорошими: 59 из 60 физиологических беременностей и все 17 осложненных беременностей были классифицированы правильно. Ошибка классификации (1 физиологическая беременность была ошибочно классифицирована как осложненная) составила лишь 1.7%.
На рисунке 3.1(7) представлены признаки, использованные для классификации течения беременности. Информативность признаков оценена по 100% шкале. Как видно, наиболее информативными оказались следующие признаки: масса ребенка при рождении (100 баллов), длительность беременности (66 баллов), окружность груди ребенка при рождении (50 баллов), длина тела ребенка при рождении (44 балла), окружность головы ребенка при рождении (39 баллов). Информативность пола ребенка очень низка (18 баллов). Ни одна из характеристик ритма сердца не достигала достаточной информативности для включения в список управляющих переменных.
В связи с невозможностью уверенно классифицировать физиологическую и осложненную беременность с использованием характеристик структуры ритма сердца, но без учета времени воздействия патологического фактора (первая половина, вторая половина), в дальнейшем беременность разбивали на периоды.
В таблице 3.1(4) представлен список выбранных в результате предварительной оценки информативности в ходе построения классификационных деревьев основных признаков, использовавшихся при оценке течения беременности, родов и раннего неонатального периода.
Статистические описания распределения значений некоторых количественных характеристик представлены в таблице 3.1(5).
С делением беременности на периоды (половины) всего было построено 46 классификационных деревьев 2-х классов:
1. включающие качественные характеристики беременности в качестве управляемых переменных (40 моделей), 2. включающие качественные характеристики родов и раннего неонатального периода в качестве управляемых переменных (6 моделей).
