Динамика основных периодических составляющих вариабельности сердечного ритма модели вегетативной регуляции сердца в диагностике ишемических проявлений коронарной патологии у больных ишемической болезн Гриднев, Владимир Иванович

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Изучение вегетативной регуляции сердца на основе параметров вариабельности сердечного ритма у практически здоровых лиц и больных ишемической болезнью сердца (обзор литературы) 18

1.1. Клинико-физиологическая интерпретация параметров вариабельности сердечного ритма 18

1.2. Методы изучения вариабельности сердечного ритма 23

1.3. Современные модельные представления о функциональной организации вегетативной регуляции сердца 31

1.4. Место ишемической болезни сердца в структуре сердечнососудистых заболеваний 35

1.5. Клиническое значение параметров вариабельности сердечного ритма для изучения вегетативной дисфункции у больных ИБС 40

1.6. Перспективы развития методик изучения вегетативной регуляции сердца 51

Глава 2. Материал и методы 55

2.1. Общая характеристика групп 55

2.1.1. Состав исследуемых групп, критерии включения в исследование, критерии исключения 55

2.1.2. Выделенные подгруппы больных стабильной ИБС 57

2.1.3. Клинико-анамнестическая характеристика группы здоровых добровольцев 58

2.1.4. Клинико-анамнестическая характеристика группы больных стабильной ИБС, включая подгруппы 59

2.1.3. Клинико-анамнестическая характеристика группы больных инфарктом миокарда 72

2.2. Методы исследования 74

2.2.1. Общие методы исследования для всех групп пациентов 74

2.2.2. Специфические методы исследования в группе больных со стабильной ИБ С 76

2.2.3. Специфические методы исследования в группе больных инфарктом миокарда 80

2.2.4. Специфические методы исследования в группе здоровых добровольцев 80

2.3. Методы обработки данных 82

2.3.1. Методы спектрального анализа вариабельности сердечного ритма 82

2.3.2. Методика изучения фазовой синхронизации ритма сердца и дыхания 83

2.3.3. Метод изучения фазовой синхронизации 0,1 Гц-колебаний в ритме сердца и периферическом кровообращении 86

2.3.4. Статистический анализ данных 90

Глава 3. Результаты общих клинико-инструментальных методов обследования в исследуемых группах больных ишемической болезнью сердца 94

3.1. Результаты клинико-инструментального обследования в общей группе больных ишемической болезнью сердца 94

3.2. Сравнительная характеристика клинико-инструментальных показателей в подгруппах больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка .98

Глава 4. Сравнительная оценка тяжести нарушения вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью атеросклеротического поражения коронарного русла и у практически здоровых лиц 106

4.1. Показатели вариабельности сердечного ритма у здоровых испытуемых в условиях управляемого по частоте дыхания 106

4.2. Показатели вариабельности сердечного ритма в общей группе больных ИБС в условиях управляемого по частоте дыхания 110

4.3. Показатели вариабельности сердечного ритма у здоровых испытуемых в условиях периодических сенсорных воздействий (открывание глаз) 114

4.4. Показатели вариабельности сердечного ритма в общей группе больных ИБС в условиях периодических сенсорных воздействий (открывание глаз) 118

4.5. Показатели вариабельности сердечного ритма в общей группе больных ИБС в условиях управляемого по частоте дыхания в зависимости от тяжести коронарного поражения 118

4.6. Динамика 0,1 Гц-компоненты спектра вариабельности сердечного ритма у здоровых испытуемых в ходе велоэргометрических проб 119

4.7. Показатели вариабельности сердечного ритма в общей группе больных ИБС в ходе велоэргометрических проб 122

4.8. Показатели вариабельности сердечного ритма у больных ИБС в зависимости от тяжести атеросклеротического поражения коронарного русла в ходе велоэргометрических проб 125

Глава 5. Сравнительная оценка спектральных показателей вариабельности сердечного ритма у больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка 146

5.1. Показатели вариабельности сердечного ритма у больных ИБС с нарушенной и сохраненной систолической функцией левого желудочка в условиях управляемого по частоте дыхания 146

5.2. Показатели вариабельности сердечного ритма у больных ИБС с сниженной и сохраненной систолической функцией левого желудочка в ходе велоэргометрических проб 154

Глава 6. Изучение взамосвязи динамики низкочастотного и высокочастотного диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма у больных ишемической болезнью сердца в ходе нагрузочных проб при спонтанном дыхании 163

6.1. Совместная динамика мощности низкочастотного (LF) и высокочастотного (HF) диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма у больных ИБС с различной тяжестью коронарного поражения в ходе велоэргометрических проб в условиях спонтанного дыхания 163

6.2. Совместная динамика мощности низкочастотного (LF) и высокочастотного (HP) диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма у больных ИБС с различным состоянием систолической функции левого желудочка в ходе велоэргометрических проб в условиях спонтанного дыхания 170

6.3. Корреляция мощности низкочастотного (LF) и высокочастотного (HF) диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма у больных ИБС с различной тяжестью коронарного поражения в ходе велоэргометрических проб в условиях спонтанного дыхания 172

6.4. Корреляция мощности низкочастотного (LF) и высокочастотного (HF) диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма у больных ИБС с различным состоянием систолической функции левого желудочка в ходе велоэргометрических проб в условиях спонтанного дыхания 181

6.5. Изучение взаимосвязи динамических оценок низкочастотного (LF) и высокочастотного (HF) диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма с клинической картиной ИБС на основе кластерного анализа 184

Глава 7. Перспективы изучения взаимодействия функциональных компонентов сердечно-сосудистой системы с позиции самоорганизации системы при адаптации к условиям функционирования 190

7.1. Функциональная самоорганизация сердечно-сосудистой системы. Изучение взаимодействия отделов сердечно-сосудистой и дыхательной систем 190

7.2. Изучение взаимодействия вегетативной регуляции сердца и микроциркуляции крови на основе синхронизации 0,1 Гц-ритмов у здоровых людей 197

7.3. Функциональное взаимодействие 0,1 Гц-механизмов регуляции сердца и микроциркуляции крови у больных острым инфарктом миокарда 198

Глава 8. Возможности практического применения 0,1 Гц-компоненты спектра вариабельности сердечного ритма в практической кардиологии 202

8.1. Создание многомерной модели ассоциации степени вегетативной дисфункции с состоянием систолической функции левого желудочка у больных ИБС на основе динамических оценок спектра вариабельности сердечного ритма 204

8.2. Многомерная модель выявления больных ИБС со стенотическим поражением более 50% хотя бы в одной коронарной артерии на основе динамических параметров вегетативной регуляции сердца 213

Заключение 219

Выводы 227

Практические рекомендации 229

Список литературы 230

• Клинико-физиологическая интерпретация параметров вариабельности сердечного ритма
• Клинико-анамнестическая характеристика группы больных стабильной ИБС, включая подгруппы
• Результаты клинико-инструментального обследования в общей группе больных ишемической болезнью сердца
• Показатели вариабельности сердечного ритма у здоровых испытуемых в условиях управляемого по частоте дыхания

Введение к работе

Актуальность темы. Среди комплекса патогенетических факторов ишемической болезни сердца (ИБС) повышенный интерес вызывают нарушения нейрогуморальной регуляции сердечной функции. Роли вегетативной регуляции в развитии осложнений у больных ИБС придается большое значение, особенно как фактору развития ишемии миокарда [Курдов М.К., Сандриков В.А., Гордон М.К. [и др.], 1998, с. 28-32; Зорин А.В., Ноева Е.А., Хаспекова Н.Б. [и др.], 1999, с. 57-61; Иванов А.П., Эльгардт И.А., Сдобнякова Н.С. [и др.], 2001, с. 49-52; Longenecker J.C., Zubaid M., Johny K.V. [et al.], 2009, p. 85-92]. Известно, что за 3-4 дня перед обострением течения ИБС уже выявляются изменения в структуре сердечного ритма, изменяется фоновая вегетативная активность, оцениваемая с помощью периодических составляющих сердечного ритма [Белялов Ф.И., 2001, с. 57-59]. При наличии систолической дисфункции левого желудочка у больных ИБС устойчиво наблюдается снижение вариабельности сердечного ритма (ВСР) [Bigger J.T.Jr, Fleiss J.L., Rolnitzky L.M. [et al.], 1991, р. 1643-1649]. Существуют обширные данные, посвященные прогностической роли ВСР в предсказании тяжести течения и исхода инфаркта миокарда [Явелов И.С., Грацианский Н.А., Зуйков Ю.А., 1997, с. 61-69; Bigger J.T., Kleiger R.E., Fleiss J.L. [et al.], 1988, р. 208-215; Rich M.W., Saini J.S., Keiger R.E. [et al.], 1988, p. 714-717; Rotschild M., Rotschild A., Pfiefer M., 1988, p. 637-639; Malik M., 1998, p. 36-41; Pipilis A., Flather M., Ormerod O. [et al.], 1991, p. 1137-1139; Casolo G., Stroder P., Signorini C. [et al.], 1992, р. 2073-2079; Fei L., Camm A.J., Malik M., 1995, p. 444-448; Stein Ph.K., Barzilay J.I., Chaves P.H.M. [et al.], 2009, p. 212-218; Erdogan A., Coch M., Bilgin M. [et al.], 2008, p. 161-168]. Оценки ВСР являются надежным предиктором летальности у больных ИБС [Akselrod S., Gordon D., Ubel F.A. [et al.], 1981, p. 220-222; Pipilis A., Flather M., Ormerod O. [et al.], 1991, p. 1137-1139; Hallstrem A., Pratt C.M., Greene H.L. [et al.], 1995, p. 1250–1257], превосходя в этом даже фракцию выброса левого желудочка [Cripps T.R., Malik M., Farrell T.G. [et al.], 1991, p. 14-19; Odemuyiwa O., Malik M., Farrell T. [et al.], 1991, p. 434-439; Pedretti R., Etro M.D., Laporta A. [et al.], 1993, p. 1131-1141]. Тем не менее, в настоящее время значение ВСР для оценки текущего клинического статуса больного ИБС остается не выясненным.

Существует представление о том, что ВСР является выходным сигналом системы вегетативного управления сердцем [Рябыкина Г.В., Соболев А.В., 1998, 196 с.; De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J., 1985, p. 352-364; Elghozi J.L., 2008, p. 158-168]. Полагают, что система вегетативного управления сердцем создает собственные колебания в ВСР частотой около 0,1 Гц, обусловленные свойствами управления [Pagani M., Malliani A., 2000, p. 1709-1719; Sleight P., La Rovere M.T., Mortara A. [et al.], 1995, p. 103-109], а не модулируемыми внешним гармоническим сигналом [Ringwood J.V., Malpas S.C., 2001, p. 1105-1112]. 0,1-Гц колебательный процесс отражает основные свойства системы вегетативного управления сердцем и изменчивости деятельности сердца [Whittam A.M., Claytont R.H., Lord S.W. [et al.], 2000, p. 305-318]. Большой вклад в изучение нелинейных свойств системы вегетативного управления сердцем внесли работы коллектива исследователей под руководством R.W. De Boer, создавшие модель управления сердечной функцией на основе барорефлекса [De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J., 1985, p. 352-364; Ibid, 1986, p. 685-687; Те же, 1987, р. 680-687; Madwed J.B., Albrecht P., Mark R.G. [et al.], 1989, p. 1573-1579], которая впоследствии была дополнена исследованиями других авторов [Sleight P., La Rovere M.T., Mortara A. [et al.], 1995, p. 103-109; Bernardi L., Passino C., Spadacini G. [et al.], 1997, p. 241-252; Whittam A.M., Claytont R.H., Lord S.W. [et al.], 2000, p. 305-318]. Указанная модель вегетативной регуляции является основой для создания методик изучения вегетативной дисфункции у больных ИБС в данной работе.

Известно, что эффекты вегетативной регуляции сердца лучше проявляются в процессе адаптации системы кровообращения к изменяющимся условиям функционирования организма, например при различных функциональных, нагрузочных тестах [Баевский Р.М., Кириллов С.З., 1984, 219 с.]. При этом спектральный анализ ВСР по информативности представляется наиболее удобным для изучения ее частотных составляющих [Heart rate variability. Standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996, p. 354-381; Mainardi L.T., 2009, p. 255-275; A. Voss, S. Schulz, R. Schroeder [et al.], 2009, p. 277-296]. Внедрение новых методик изучения параметров ВСР на основе различных функциональных тестов будет способствовать расширению возможностей методов функциональной диагностики.

Развитие современных представлений о функционировании сложных биологических систем создает основу для создания принципиально новых направлений в развитии кардиологии. Наличие в сердечно-сосудистой системе различных периодических процессов (сердечный ритм, респираторная синусная аритмия, пульсации периферического кровообращения) и процессы их вегетативной регуляции [Cohen M.A., Taylor J.A., 2002, p. 669-683; Malpas S., 2002, p. 6-20] позволяет исследовать взаимодействия периодических процессов на основе изучения синхронизации ритмов в системе кровообращения [Glass L., 2001, p. 277-284; Ibid, 2008, p. 126-128]. Анализ синхронизации различных ритмов в сердечно-сосудистой системе остается нерешенным вопросом и является перспективным направлением для создания новых диагностических методов в кардиологии.

Все это определило актуальность проведенного исследования с научной и практической точек зрения.

Целью исследования является оценка динамики основных периодических составляющих вариабельности сердечного ритма в модели вегетативной регуляции сердца для диагностики ишемических проявлений коронарной патологии у больных ишемической болезнью сердца и практически здоровых лиц.

Задачи исследования

1. Изучить влияние ишемического поражения сердца на функциональное состояние механизмов вегетативной регуляции сердца на основе сравнительного анализа показателей спектра вариабельности сердечного ритма в ходе различных функциональных проб у практически здоровых лиц и у больных ишемической болезнью сердца.

2. Определить особенности вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью тяжести атеросклеротического поражения коронарного русла на основе анализа динамики мощности компонент спектра вариабельности сердечного ритма в ходе различных функциональных проб.

3. Установить особенности вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка на основе анализа динамики мощности компонент спектра вариабельности сердечного ритма в ходе различных функциональных проб.

4. Разработать критерии оценки состояния вегетативной регуляции сердца на основе модели вегетативной регуляции сердца R.W. De Boer et al. у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью коронарного поражения и состоянием систолической функции левого желудочка для применения в клинической практике.

5. Создать инновационную методику изучения вегетативной регуляции системы кровообращения у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями и оценить перспективность ее дальнейшего развития для фундаментальной и клинической кардиологии.

6. Оценить возможность применения многомерных математических методов анализа для выявления пациентов с недостаточными адаптационными возможностями вегетативной регуляции сердца среди больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка на основе модели вегетативной регуляции сердца R.W. De Boer et al.

7. Разработать многомерную математическую модель для выявления больных ишемической болезнью сердца, имеющих гемодинамически значимые стенозы коронарных артерий, на основе модели вегетативной регуляции сердца R.W. De Boer et al.

Научная новизна

Изучено влияние ишемического поражения сердца на функциональное состояние механизмов вегетативной регуляции сердца на основе сравнительного анализа показателей спектра вариабельности сердечного ритма в ходе различных функциональных проб у практически здоровых лиц и больных ишемической болезнью сердца.

Проанализированы особенности вегетативной дисфункции у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью тяжести атеросклеротического поражения коронарного русла. Произведена оценка динамики параметров функционирования вегетативной регуляции сердца в ходе различных функциональных проб у данных категорий пациентов.

Изучены особенности нарушений механизмов вегетативной регуляции у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью систолической дисфункции левого желудочка на основе оценки динамики параметров функционирования вегетативной регуляции сердца в ходе различных функциональных проб у данных категорий пациентов.

Разработаны динамические критерии оценки состояния центрального звена вегетативной регуляции сердца на основе модели вегетативной регуляции сердца, созданной R.W. De Boer et al., у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью коронарного поражения и состоянием систолической функции левого желудочка.

Создана инновационная методика изучения вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы на основе современных представлений о функционировании сложных биологических систем и определены перспективы ее дальнейшего развития и внедрения в фундаментальную и клиническую кардиологию.

Определена область применения многомерных математических методов анализа для выявления пациентов с недостаточными адаптационными возможностями вегетативной регуляции сердца среди больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка на основе модели вегетативной регуляции сердца, созданной R.W. De Boer et al.

Разработана многомерная модель для скринингового выявления больных ишемической болезнью сердца, имеющих гемодинамически значимые стенозы коронарных артерий, на основе модели вегетативной регуляции сердца R.W. De Boer et al.

Практическая значимость работы

Созданы критерии неинвазивной оценки степени нарушения вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью коронарного поражения и состоянием систолической функции левого желудочка в ходе различных функциональных проб: проба с управляемым по частоте дыханием, велоэргометрическая проба. Данные критерии основаны на современных представлениях о принципах функционирования вегетативной регуляции сердца с позиции модели, предложенной R.W. De Boer et al. Разработанные критерии оценки степени вегетативной дисфункции создают основу для выявления больных ишемической болезнью сердца с высоким риском сердечно-сосудистых осложнений в клинической практике.

Разработана математическая модель для скрининговой неинвазивной оценки вегетативной дисфункции у больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка в ходе велоэргометрических проб и выявления пациентов с недостаточными адаптационными возможностями вегетативной регуляции сердца. Данная математическая модель предназначена для применения в клинической и амбулаторной практике для выявления больных ишемической болезнью сердца с высоким риском сердечно-сосудистых осложнений, обусловленным выраженной вегетативной дисфункцией.

Разработана математическая модель для неинвазивной скрининговой диагностики гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий у больных ишемической болезнью сердца на основе динамических оценок вегетативной регуляции сердца в ходе велоэргометрических проб. Данная математическая модель предназначена для применения в клинической и амбулаторной практике при первичном обследовании пациентов с предполагаемым наличием стенотического поражения коронарного русла.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Ишемическое поражение сердца обусловливает дисфункцию механизмов вегетативной регуляции сердца, проявляющуюся снижением их адаптационных возможностей и нарушением кардио-респираторного взаимодействия относительно здоровых лиц.

2. Выраженность вегетативной дисфункции сердца у больных ишемической болезнью сердца ассоциирована с тяжестью атеросклеротического поражения коронарного русла, в частности, наличием и количеством гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий. Наиболее низкие адаптационные возможности вегетативной регуляции сердца характерны для больных ишемической болезнью сердца с трехсосудистым стенотическим поражением коронарного русла.

3. Наличие систолической дисфункции левого желудочка сердца у больных ишемической болезнью сердца ассоциировано с увеличением вегетативной дисфункции сердца, выявляемой при анализе динамики мощности компонент спектра вариабельности сердечного ритма в ходе различных функциональных проб.

4. Чувствительность к дыхательным возмущениям и устойчивость к нагрузкам низкой интенсивности 0,1Гц-периодики в вариабельности сердечного ритма являются критериями для оценки состояния вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца с различной степенью коронарного поражения и состоянием систолической функции левого желудочка в клинической практике. Указанные критерии являются более чувствительными для выявления вегетативной дисфункции у больных ишемической болезнью сердца относительно общепринятых показателей вариабельности сердечного ритма.

5. Изучение синхронизации основных ритмов в сердечно-сосудистой системе и межсистемных, в частности, кардио-респираторных, взаимодействий является основой инновационного подхода в исследовании вегетативной регуляции системы кровообращения у практически здоровых лиц и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями.

6. На основе разработанных критериев оценки вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца создана многомерная математическая модель для выявления пациентов с недостаточными адаптационными возможностями вегетативной регуляции сердца среди больных ишемической болезнью сердца с различным состоянием систолической функции левого желудочка.

7. На основе разработанных критериев оценки состояния вегетативной регуляции сердца у больных ишемической болезнью сердца создана многомерная математическая модель для скринингового неинвазивного выявления больных ишемической болезнью сердца, имеющих гемодинамически значимые стенозы коронарных артерий при первичном обследовании пациентов в клинической и амбулаторной практике.

Внедрение результатов исследования

Материалы диссертации используются в практической работе клиники Федерального государственного учреждения Саратовский научно-исследовательский институт кардиологии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи, терапевтических отделений ММУ «2-я городская клиническая больница» г. Саратова. Результаты данной научно-исследовательской работы внедрены в учебно-методический процесс кафедры нормальной физиологии ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава» и Федерального государственного учреждения Саратовский научно-исследовательский институт кардиологии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи.

Апробация работы проведена 30 октября 2009 года на расширенном заседании Ученого Совета Федерального государственного учреждения Саратовский научно-исследовательский институт кардиологии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи совместно с кафедрами факультетской терапии, нормальной физиологии им. И.А. Чуевского, терапии ФПК и ППС ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава».

Основные положения диссертации были доложены на российских национальных конгрессах кардиологов (Москва, 2002-2007); Конгрессе ассоциации кардиологов стран СНГ (С.-Петербург, 2003); X научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы кардиологии» (Тюмень, 2003); 3-й Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения (Москва, 2004), конгрессе «Кардиостим» (С.-Петербург, 2004); Третьей Всероссийской научно-практической конференции «Предупреждение сердечно-сосудистых катастроф» (Челябинск, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития кардиологии и внедрение новых методов диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний» (Москва, 2004); XIY научно-практической конференции врачей «Актуальные вопросы современной медицины» (Новосибирск, 2004); I Общероссийском съезде и V ежегодной конференции Общества специалистов по сердечной недостаточности (Москва, 2004); 33-м Международном конгрессе по электрокардиологии (Cologne, Germany, 2006); V Всероссийском симпозиуме с международным участием и III школе-семинаре "Медленные колебательные процессы в организме человека. Теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине" (Новокузнецк, 2007); VIII Международной школе «Хаотические автоколебания и образование структур (Хаос-2007)» (Саратов, 2007); ежегодной Всероссийской научной школе-семинаре "Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине - 2007" (Саратов, 2007); Втором съезде кардиологов Приволжского федерального округа (Саратов, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 47 печатных работ, в том числе 12 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Объем и структура работы

Текст диссертации изложен на 269 страницах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 58 таблицами и 57 рисунками.

Список литературы содержит 349 источников, в том числе 127 отечественных и 222 иностранных.

Клинико-физиологическая интерпретация параметров вариабельности сердечного ритма

Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) в настоящее время является одним из основных методов изучения свойств вегетативной регуляции сердца, который выполняется, в настоящее время, дополнительно к процедуре стандартной оценки данных ЭКГ (Халфен Э.Ш., Темкин Б.М., 1983; Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984; Рябыкина Г.В., Соболев А.В., 1998; Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: методические рекомендации, 2002; Malik М., Catt А., 1995; Task Force of the European Society of Cardiology and of the Noth American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standarts of Measurement, Physiological Interpretation and Clinical Use, 1996).С точки зрения простого механистического подхода, ВСР является изменчивостью мгновенного периода сердечных сокращений в последовательности сердечных циклов при квазистационарных нагрузке и положении тела человека. В более полном понимании сущности понятия, ВСР — это совокупность всех свойств динамического ряда мгновенных частот сердечных сокращений, определяемых нелинейностью симпатической, парасимпатической и гуморальной регуляции, их разветвленными связями между собой, с подкорковыми и корковыми образованиями, а также реакциями на ментальный, физический и иные виды стресса (Яблучанский Н.И., Кантор Б.Я., Мартыненко А.В., 1993). Принято считать, что изучение ВСР позволяет характеризовать активность различных отделов вегетативной нервной системы (ВНС) через их влияние на сердечный ритм (Рябыкина Г.В., Соболев А.В., 1998).

Исследования ВСР проводятся уже давно, однако, изначально ученых интересовал, прежде всего, физиологический смысл наблюдаемого явления (Кантор Б.Я., Яблучанский Н.И., Шляховер В.Е., 1991; Sayers В.М., 1973; Hirsh J.A., Bishop В., 1981; KantorB., Yabluchansky М., Drunov I., Martynenko A., 1997). Особое место занимают работы P.M. Ба-евского и соавторов, в которых была показана связь вариабельности ритма сердца с нейрогуморальной регуляцией и адаптационными реакциями организма человека на стресс (Баевский P.M., 1979; Баев-ский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984). Изучению клинического значения ВСР стали уделять внимание значительно позднее (Кантор Б.Я., Яблучанский Н.И., Мартыненко А.В., 1992; Баевский P.M., Иванов Г.Г., 2001; Hon Е.Н., Lee S.T., 1965; Kleiger R.E., Miller J.P., Bigger J.T. et al., 1987; Bigger I.T., Fleiss J.L., Steinman R.C. et al., 1992; Elbert Th., Ray WJ., Kowalik Z.J. et al., 1994; Niemela M.J., Airaksinen K.E., Huikuri H.V., 1994; binder J.F., Ditto W.L., 1995; Aubert A.E., Ramaekers D., 1999; Turker Y., Ozaydin M., Yucel H., 2009). Необходимо отметить, что с позиций современных представлений о функционировании сложных биологических систем сердечнососудистая система может рассматриваться как чувствительный индикатор адаптационных реакций целостного организма (Парин В.В., Баевский P.M., Волков Ю.Н., Газенко О.Г., 1967; Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984; Kamath M.V., Fallen EX., 1993). Чтобы понять организменное, а не только локальное значение ВСР, ее связь с функциональным состоянием организма, его вегетативной ре гуляцией и ее связями с более высокими регуляторными структурами, зависимость от функционального состояния сердца человека или имею щегося у него конкретного патологического процесса, необходимо обра титься к функциональной анатомии нейрогуморальной регуляции био S механики сердца и сердечно-сосудистой системы (Воробьев В.П., Бого-леповаИ.Н., Голуб Д.М. и др., 1976; Авакян О.М., 1977). Наиболее сильное влияние на характер ВСР оказывает та часть нейрогуморальной регуляции, за которую отвечает вегетативная нервная система. Она управляет функциями иннервируемых ею органов и регулирует метаболические пути в организме. Именно с этой системой связаны основные составляющие ВСР. Роль гуморального звена регуляции и его воздействия на ВСР в настоящее время изучена недостаточно. Однако, невозможно объяснить всю сущность ВСР простым взаимодействием отделов вегетативной нервной системы: симпатического и парасимпатического звена.

В формировании структуры ВСР участвует сложный многоуровневый комплекс различных регуляторных структур с большим количеством внутренних связей, который можно условно объединить в понятии функциональной системы вегетативного управления сердцем. Подобный подход основан на положениях биологической кибернетики (Парин В.В., Баевский P.M., 1966) и теории функциональных систем (Анохин П.К., 1973). В состав данной системы управления входят кора головного мозга (Баевский P.M., 1976), высшие вегетативные центры, гипоталамус, вегетативные центры ствола головного мозга и спинного мозга, периферические вегетативные узлы отделов вегетативной нервной системы и др. (Баевский P.M., 1976). Эффекторными звеньями вегетативного управления сердцем являются симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, взаимодействие которых вносит значительный вклад в формирование ВСР (Pagani М., Lombardi F., Guzzetti S. et al. , 1986; Malik M., Camm A J. ,1993; Malik M„ 1998), поэтому в современной науке сформировалось понятие вегетативного (симпатико-парасимпатического) баланса (Heart rate variability. Standarts of measurement, physiologicalinterpretation, and clinical use. Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996).

Клинико-анамнестическая характеристика группы больных стабильной ИБС, включая подгруппы

В настоящее время наиболее хорошо изученной является кардио-респираторная синхронизация, то есть, синхронизация между основным сердечным ритмом и дыханием (Schafer С, Rosenblum M.G., Kurths J., Abel H.-H., 1998, 1999; Bracic-Lotric M., Stefanovska A., 2000; Janson N.B., Balanov A.G., Anishchenko V.S., McClintock P.V.E., 2001; Rzeczinski S., Janson N.B., Balanov A.G., McClintock P.V.E., 2002; Bartsch R., Kantelhardt J.W., Penzel Т., Havlin S., 2007). В результате взаимодействия частота ритма сердца возрастает при вдохе и уменьшается при выдохе, т.е. имеет место частотная модуляция сердечного ритма, известная как респираторная синусная аритмия (Dornhorst А.С, Howart P., Leathart G.L., 1952). Механизм возниконовения респираторной синусной аритмии связывают с изменением активности барорецепторов вследсвтие вызванных дыханием флуктуации кровяного давления (Keyl С, Dambacher М., Schneider A. et al., 2000) и связью между дыхательным сосудодвигательным центрами (Taylor J.A., Eckberg D.L., 1996). Сравнительно недавно было обнаружено, что основной сердечный ритм и ритм дыхания могут быть синхронизованы между собой (Schafer С, Rosenblum M.G., Kurths J., Abel H.-H., 1998, 1999; Bracic-Lotric M., Stefanovska A., 2000; Janson N.B., Balanov A.G., Anishchenko V.S., McClintock P.V.E., 2001). При этом фазовая синхронизация дыхательного и сердечного ритмов и модуляция сердченого ритма дыханием выступают в качестве конкурирующих аспектов кардиореспираторного взаимодействия. Было показано в тех же работах, что степень кардио-респираторной синхронизации обратно пропорциональна величине респираторной синусной аритмии. В проводимых различными авторами исследованиях выявлено, что у спортсменов длительность участков кар-диореспираторной синхронизации выше (Schafer С, Rosenblum M.G., Abel H.-H., Kurths J., 1999), чем у людей со средним уровнем физической активности (Bracic-Lotric М., Stefanovska А., 2000; Rzeczinski S., Janson N.B., Balanov A.G., McClintock P.V.E., 2002). Большой интерес представляют исследования возможности синхронизации ритмов с частотой ОД Гц, учитывая их важное значение в системной вегетативной регуляции (см. раздел 1.3). Эти низкочастотные колебания, по современным данным, выявляются при анализе вариабельности сердечного ритма (Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др., 2001), артериального давления (De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J., 1986) и уровня микроциркуляции крови (по нашим данным). Изучение синхронизации 0,1 Гц-колебаний в сердечном ритме и кровенаполнении сосудов микроциркуляторного русла представляется перспективным для современной кардиологии.

Таким образом, изучение вегетативной регуляции сердечнососудистой системы с позиции представлений, основанных на работах R.W. De Boer, и ее практическая применимость остается актуальной проблемой кардиологии, несмотря на значительный интерес к данному вопросу во всем мире. Из вышеприведенного обзора литературы можно заключить, что проведенные в мире исследования значительно расширили представления о механизмах и принципах функционирования вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы. Очевидно, что периодические составляющие, выявляемые в биологических сигналах, регистрируемых в различных отделах сердечно-сосудистой системы, несут в своей основе важную информацию о свойствах ее вегетативной регуляции, значительно расширяя возможности оценки степени вегетативной дисфункции, относительно общепринятых показателей вариабельности ритма сердца. Однако в настоящее время не разработано оценок, основанных на анализе данных ритмических процессов в сердечнососудистой системе с позиции модельных представлений об организации вегетативной регуляции сердца как сложной многокомпонентной биологической системы, применимых в практической кардиологии. Кроме того, накопленные к настоящему времени знания об основах самоорганизации биологических систем и их нелинейных свойствах носят в большей части фундаментальный характер и не находят должного применения в развитии клинической функциональной диагностики у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Поэтому изучение особенностей вегетативной дисфункции у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями (в частности, ИБС) с позиции современных представлений о функциональной организации системы вегетативной регуляции сердца с последующим созданием на их основе критериев клинической оценки степени вегетативных нарушений у данных пациентов является актуальной задачей современной кардиологии.

Результаты клинико-инструментального обследования в общей группе больных ишемической болезнью сердца

Как видно из таблицы 14 наиболее частой причиной прекращения велоэргометрической пробы было достижение субмаксимальной частоты сердечных сокращений — в 145 случаях из 349, что составило 41,5% от числа всех велоэргометрических проб. Оценка такого результата пробы всегда затруднена. Согласно данным литературы (Аронов Д.М., Лу-панов В.П., Михеева Т.Г., 1995), об определенно отрицательной пробе в этом случае можно говорить тогда, когда испытуемый достиг заданной возрастной частоты сердечных сокращений, но, несмотря на естественное утомление, не возникает ни клинических, ни инструментальных критериев ишемии или дисфункции миокарда. Однако, если во время выполнения пробы, когда достигнута возрастная частота сердечных сокращений, отмечается нечастая экстрасистолия, коллаптоидное состояние, головокружение или головная боль, повышение артериального давления (более 250 и 150 мм рт. ст.), реверсия или инверсия зубца Т, выраженная одышка, боли в мышцах ног, то это может быть следствием ИБС. Хотя эти признаки ИБС крайне неспецифичны. В остальных случаях (204 человека) причиной прекращения пробы было проявление признаков ишемии миокарда. У 139 человек, что составило 39,8% от всех обследованных, причиной остановки нагрузочной пробы являлся клинически приступ стенокардии, при этом ишемические изменения электрокардиограммы сопровождали приступ стенокардии в 30,1% случаев. В 15,3% случаев ишемические изменения по сегменту ST протекали бессимптомно. Довольно часто причиной прекращения пробы было появление приступа стенокардии без ишемических изменений электрокардиограммы — что составляло 9,7% от всех случаев прекращения пробы, связанных с теми или иными признаками приступа стенокардии.

В таблице 15 представлены результаты доплер-эхокардиографического исследования в общей группе больных ИБС. Всем больным, находящимся под наблюдением, была проведена ко-ронароангиография, при оценке результатов которой учитывались лишь гемодинамически значимые стенозы - 50 % и более; рассматривался показатель суммарного поражения коронарного русла по Петросяну-Иоселиани. Коронарная ангиография занимает центральное место в ведении больных хронической стабильной стенокардией. В настоящее время она является самым достоверным методом определения анатомической тяжести ишемической болезни сердца (Петросян Ю.С., Зингер-ман Л.С., 1974; Бусленко Н.С., Василькова Л.С., 1982; Померанцев Е. В., Карпов Ю.А., Шиблева В. В. и др., 1990). Коронарная ангиография связана с низким риском неблагоприятного исхода по данным литературы (Лечение стабильной стенокардии. Рекомендации специальной комиссии Европейского общества кардиологов, 1998), летальные осложнения встречаются менее, чем в 0,1% случаев.

Результаты коронарного исследования обследованных больных представлены ниже. Как видно из представленных данных (таблица 16), у 261 обследованных было выявлено гемодинамически значимое стенозирование коронарных артерий, что составило 74,8% от всех обследованных, у которых клинически был выставлен диагноз ишемической болезни сердца. Значительно чаще встречалось поражение левой коронарной артерии (ЛКА) или двух и более коронарных артерий (156 человек), чем одной коронарной артерии.

Показатели вариабельности сердечного ритма у здоровых испытуемых в условиях управляемого по частоте дыхания

В таблице 23 представлены значения мощности изучаемых диапазонов спектра ВСР в группе здоровых лиц при спонтанном и управляемом дыхании. В течение каждой серии кардиоинтерваллограмм функциональной пробы отмечалась относительная постоянность среднего уровня частоты сердечных сокращений (величина, обратная R-R) и уровня артериального давления (таблица 23).

Полученные данные показывают неоднородную чувствительность спектральных компонент ВСР к периодическим дыхательным возмущениям на различных частотах. Во всех наблюдениях определялось увеличение плотности мощности компонент спектра ВСР на частоте дыхания, однако, выраженность спектральных откликов была различна на разных частотах. Сравнивая абсолютные величины мощности откликов ВСР, можно отметить достоверно большие числовые значения в низкочастотном (LF) диапазоне спектра ВСР по сравнению с высокочастотным (HF) диапазоном. Максимально выраженная реакция на дыхательное возмущение отмечалась в области ОД Гц, что соответствует модели, созданной De Boer R.W. и соавторами, что позволяет подтвердить резонансную природу мощности 0,1 Гц-генерации ВСР в условиях управляемого дыхания периодом 10 секунд.

Половых различий по показателям ВСР выявлено не было, что согласуется с данными других авторов (Захарова Н.Ю., Михайлов В.П., 2004; Sega S., Jager F., Kiauta Т., 1993).

Принимая во внимание, что согласно модели De Boer R.W. 0,1 Гц-компонента спектра ВСР характеризует свойства центрального звена системы вегетативного управления сердцем (Whittam A.M., Claytont R.H., Lord S.W. et al., 2000), изучение динамики мощности 0,1Гц-генерации ВСР позволяет анализировать изменение чувствительности системы к внешним дыхательным возмущениям при изменении функционального состояния сердечно-сосудистой системы, например, при проведении различных функциональных проб.

В условиях спонтанного дыхания ОД Гц - компонента спектра ВСР часто не определяется или же ее мощность незначительна. Аналогичная ситуация наблюдается и при. периодическом дыхании в высокочастотном (HF) диапазоне. Учитывая данные особенности чувствительности ОДГц-генерации, можно говорить о необходимости прямого внешнего дыхательного возмущения на систему вегетативного управления сердцем на частоте 0,1 Гц (период 10 секунд) с целью оценки параметров ОДГц-компоненты спектра ВСР. Данная особенность ОДГц-генерации может создать основу метода исследования ее свойств в ходе функциональных проб.

Таким образом, анализ характеристик ОДГц-генерации системы вегетативного управления сердцем должен производиться в ходе функциональных проб в условиях прямого внешнего возмущения ОД Гц-генерации периодическим сигналом.

Изучение спектральных показателей ВСР у больных ИБС в общей группе выявило достоверное снижение мощности диапазонов спектра ВСР как при спонтанном, так и при периодическом дыхании, относительно таковых в группе здоровых испытуемых (таблица 23 и 24).

В течение функциональной пробы отмечалась относительная постоянность среднего уровня ЧСС и артериального давления. Необходимо отметить, что значения частоты сердечных сокращений (величина, обратная R-R) и уровни артериального давления (систолического и диа-столического) у больных ИБС в общей группе были сопоставимы с таковыми у здоровых испытуемых в ходе проведения функциональных проб с управляемым дыханием (таблица 24).

При анализе мощности спектральных откликов на частотах управляемого дыхания в группе больных ИБС выявлено, что дыхание периодом от 8 до 12 секунд вызывало достоверно (р 0,05) больший отклик в спектре ВСР на частоте дыхания, нежели управляемое дыхание с периодом 4 и 6 секунд. Наибольшие абсолютные значения спектрального отклика на частоте дыхания наблюдались при дыхании периодом 10 секунд (рисунок 7). При этом мощность отклика в спектре ВСР на частотах управляемого дыхания в группе больных ИБС была достоверно меньше таковых у здоровых лиц (сравните рис. 6 и 7).

Снижение мощности спектрального отклика в ответ .на управляемое дыхание относительно здоровых испытуемых, особенно в области 0,1 Гц, свидетельствует о нарушении механизмов вегетативной регуляции сердца у больных ИБС, в частности, 0,1 Гц-механизма, предложенного De Boer R.W. и соавторами.

Похожие диссертации на Динамика основных периодических составляющих вариабельности сердечного ритма модели вегетативной регуляции сердца в диагностике ишемических проявлений коронарной патологии у больных ишемической болезн

Динамика вариабельности ритма сердца при различных результатах реабилитации больных инфарктом миокарда на санаторном этапе [Электронный ресурс]Береснева Вера Леонидовна

Влияние лизиноприла на динамику вариабельности сердечного ритма, гетерогенности реполяризации, поздних потенциалов у пациентов с артериальной гипертониейСуслопарова Мария Владимировна

Вариабельность сердечного ритма в динамике радиойодтерапии болезни Грейвса: патогенетические аспекты и диагностическая ценностьБудкина Мария Львовна

Динамика показателей вариабельности сердечного ритма при проведении тилт-теста и Gln27Glu полиморфизм гена \Nb#32#1-адренорецепторов у больных эссенциальной гипертензиейЧескидова Наталья Борисовна

Оценка показателей вариабельности ритма сердца и нелинейной динамики у пациентов до и после радиочастотной катетерной абляции пароксизмальных суправентрикулярных реципрокных тахиаритмийШаваров Андрей Анатольевич

Динамика артериального давления и вариабельности сердечного ритма при лечении артериальной гипертензии рилменидином [Электронный ресурс]Никитина Наталья Николаевна

Суточная динамика артериального давления и вариабельность синусового ритма сердца при артериальной гипертензии у больных хроническим гломерулонефритом с сохранной функцией почекБоровкова Наталья Юрьевна

Динамика электрокардиографических показателей (дисперсии интервала QT, вариабельности сердечного ритма) в клинике острого периода инфаркта миокардаРомашенко Оксана Владимировна

Катехоламины и вариабельность ритма сердца у больных с хронической сердечной недостаточностью и их динамика на фоне сердечной ресинхронизирующей терапииШебеко Полина Владимировна

Комплексная оценка временных и скоростных показателей реполяризации миокарда и состояния вегетативной регуляции ритма сердца в неинвазивной диагностике ишемической болезни сердцаДурнова Наталья Юрьевна