Бабунц И.В., Мираджанян Э.М., Машаех Ю.А. Азбука анализа вариабельности сердечного ритма

Подождите немного. Документ загружается.

Гистограмма скаттерограммы

пациента с преобладанием активности ПСНС

Гистограмма скаттерограммы

пациента с преобладанием активности СНС

Гистограмма скаттерограммы

пациента с желудочковой и суправентрикуляр-

ной экстрасистолией

Гистограмма скаттерограммы

пациента с дисфункцией СУ.

Верхняя граница R-R интервалов

увеличена до 1,7 сек.

Преимуществом метода является оптимальная визуализация всей анализируемой группы КИ

для быстрой оценки нарушений ритма, проводимости и артефактов записи.

Гистограмма скаттерограммы применяется также для проведения срезов и последующего их

анализа.

3.3.2.3 АНАЛИЗ СРЕЗОВ ГИСТОГРАММЫ СКАТТЕРОГРАММЫ

Для анализа используются горизонтальные срезы гистограммы скаттерограммы на различных

уровнях, задаваемых исследователем [29]. В норме фигура, полученная при срезе нижней трети гис-

тограммы скаттерограммы, имеет форму усечённого конуса, при взгляде сверху напоминающего

двумерную скаттерограмму с просветлением в центре. У здоровых людей наружные и внутренние

края полученного изображения ровные и чёткие. Величина просветления будет зависеть от верхнего

уровня среза, а наличие или отсутствие отсевов – от нижнего.

Для получения корректного изображения следует анализировать гистограмму скаттерограм-

мы, построенную при продолжительности записи не менее 10-15 минут (около 750 КИ).

Гистограмма скаттерограммы здорового обсле-

дуемого 45 лет

Срез гистограммы скаттерограммы

на уровне 10-40%.

Гистограмма скаттерограммы пациента с желу-

дочковой экстрасистолией

Срез гистограммы скаттерограммы того же

пациента на уровне 10%-40%

Исследуются следующие характеристики среза гистограммы скаттерограммы:

•

Площадь основного облака:

- нормальная; - уменьшенная; - увеличенная.

•

Контур наружных краёв:

- ровный; - зубчатый.

•

Контур внутренних краёв:

- ровный; - зубчатый.

•

Наружный край:

- чёткий; - нечёткий.

•

Заполненность внутренней области среза:

- заполнена значительно; - заполнена частично; - не заполнена.

Анализ срезов гистограммы скаттерограммы является информативным методом оценки

функции водителя ритма, в частности, для анализа нарушений взаимодействия между функциональ-

ными элементами СУ. Такие нарушения, по-видимому, предшествуют более выраженным изменени-

ям функции водителя ритма – синусовой экстрасистолии, эктопической экстрасистолии, СССУ.

У пациентов с дисфункцией СУ срез гистограммы скаттерограммы выглядит в виде эллипса с

нечёткими наружными и внутренними краями, и просветлением, неравномерно заполненным точка-

ми [29].

3.3.3 АНАЛИЗ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ГИСТОГРАММЫ

Построение данного типа гистограммы проводится на основании разности величин между

каждой парой кардиоинтервалов (значение продолжительности предыдущего R-R интервала вычита-

ется от последующего).

Формирование дифференциальной гистограммы происходит из трёх вариантов взаимодейст-

вия пар соседних кардиоинтервалов:

1. Если последующий кардиоинтервал не отличается от предыдущего, разница величин равна нулю,

тогда значение разницы откладывается в среднем (нулевом) полигоне.

2. Если последующий кардиоинтервал длиннее предыдущего, получается положительное значение

разницы кардиоинтервалов, откладываемое справа от нулевого значения на величину, соответствую-

щую полученной разнице.

3. Если последующий кардиоинтервал короче предыдущего, получается отрицательное значение

разницы кардиоинтервалов, откладываемое слева от нулевого значения на величину, соответствую-

щую полученной разнице.

Наиболее важной количественной характеристикой дифференциальной гистограммы является

ширина ее основания – разброс дифференциальной гистограммы (РДГ).

В норме дифференциальная гистограмма характеризуется симметричностью, которая свиде-

тельствует о примерно равном соотношении периодов увеличений и уменьшений разницы между со-

седними КИ. Асимметрия, связанная с увеличением левого полигона, свидетельствует о преоблада-

нии стимулирующих влияний в генерации сердечного ритма, что характерно для больных с синусо-

вой тахикардией и преобладанием симпатических влияний на сердечный ритм. Правая асимметрия

говорит о преобладании пауз ритма (тормозных влияний), что характерно для больных с синусовой

брадикардией и преобладанием парасимпатических влияний на сердечный ритм.

При нарушениях ритма и проводимости дифференциальная гистограмма хорошо отражает

продолжительность интервалов сцепления и компенсаторных пауз, которые легко обнаружить по по-

явлению столбцов гистограммы, расположенных вдали от основной части гистограммы (элементы

гистограммы, расположенные в левом полигоне характерны для интервалов сцепления экстрасистол,

а столбцы, расположенные в правом полигоне обычно отражают компенсаторную паузу).

Специфический трёхмодовый паттерн дифференциальной гистограммы («бабочка») регист-

рируется при развитии синоатриальной блокады, когда на фоне постепенного повышения ЧСС, уве-

личивающей левый полигон, регистрируются внезапные паузы ритма, увеличивающие правый поли-

гон.

Дифференциальная гистограмма пациента с пре-

обладанием активности СНС

Дифференциальная гистограмма пациента с пре-

обладанием активности ПСНС

Дифференциальная гистограмма пациента с же-

лудочковой и суправентрикулярной экстрасисто-

лией

Дифференциальная гистограмма пациента с си-

ноатриальной блокадой

(суточный паттерн)

Преимуществом метода является возможность наглядного определения выраженности стиму-

лирующих и тормозных влияний на СР по внешнему виду и величине правого и левого полигонов

дифференциальной гистограммы.

3.3.4 ОЦЕНКА КУПОЛА ГИСТОГРАММЫ ПО Л. Н. ЛЮТИКОВОЙ

Целью применения метода является исключение из анализа экстрасистолических кардиоин-

тервалов и артефактов записи, которые могут искажать результаты других методов исследования

ВСР.

Производится оценка ширины гистограммы, построенной с шагом 7,8125 мс на различных

уровнях. В зависимости от высоты «среза», ширина основного купола гистограммы оказывается раз-

личной.

Основными показателями купола гистограммы по Л. Н. Лютиковой [74] являются:

•

W – продолжительность основания купола гистограммы выраженная в миллисекундах. Соот-

ветствует вариационному размаху (ВР).

•

WN1 (мс) и WN5 (мс) – продолжительность основания гистограммы при срезе на уровне со-

ответственно 1% и 5% от общего количества кардиоинтервалов, использованных для построения гра-

фика.

•

WAM5(мс) и WAM10 (мс) – ширина основного купола гистограммы при срезе на уровне со-

ответственно 5% и 10% от абсолютного значения амплитуды моды исследуемого графика.

Гистограмма пациента с экстрасистолией Гистограмма практически здорового пациента

Нежелательные для анализа кардиоинтервалы чаще всего располагаются по бокам от основ-

ного купола, формируя на гистограмме дополнительные пики и (или) малые купола. Срезы, проводи-

мые по методу Л. Н. Лютиковой, как правило, не затрагивают нежелательные столбцы гистограммы.

Таким образом, оценка производится не только по значению вариационного размаха W, который

очень чувствителен к артефактам и нарушениям ритма и проводимости, но и по значению показате-

лей, которые вычисляются без учёта случайных кардиоинтервалов.

Л. Н. Лютикова и соавт. отмечают высокую воспроизводимость показателей ширины основ-

ного купола гистограммы у пациентов с артефактами записи. Это подтверждается и нашими наблю-

дениями, полученными при обследовании пациентов с различной кардиальной патологией (n=47 че-

ловек). Воспроизводимость показателей ширины основного купола гистограммы была высока даже

при анализе кратковременных участков ЭКГ (5 минут).

Ниже приведены примеры гистограмм одного и того же пациента, полученные при обработке

двух пятиминутных кардиоинтервалограмм, записанных друг за другом.

Несмотря на увеличение ширины основания гистограммы (W) во втором участке записи, по-

казатели основного купола гистограммы практически не изменились.

Гистограммы пациента с ишемической болезнью сердца

3.3.5 МЕТОДЫ ТРИАНГУЛЯРНОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ

Специалисты Лондонской клиники Святого Георга (St. George) для оценки гистограммы СР

предложили использовать метод триангулярной интерполяции. Суть метода состоит в представлении

гистограммы с шагом 7,8125 мс в виде равнобедренного треугольника. Величина основания смоде-

лированного треугольника (b) вычисляется по формуле: b=2A/h, где h – количество КИ с наиболее

часто встречаемой длительностью, А – площадь всей гистограммы, т. е. общее количество всех ана-

лизируемых R-R интервалов. Высота фигуры равна высоте столбца с диапазоном моды. Полученная

величина называется индексом St. George.

Определение индекса «Святого Георга» у здоро-

вого человека

(индекс St. George = 22,8)

Определение индекса «Святого Георга» у паци-

ента с экстрасистолией

(индекс St. George = 18,4)

Одним из важнейших показателей ВСР является триангулярный индекс (HRV) вычисляемый

делением общего количества всех R-R интервалов, формирующих гистограмму с шагом 7,8125 мс, на

количество КИ в модальном диапазоне. В норме значение триангулярного индекса при суточном мо-

ниторировании ЭКГ 37±15 ед.

Несколько более сложной разновидностью метода является определение индекса триангуляр-

ной интерполяции (ТINN), предложенного M. Malik et al. [174-177]. Сущность методики заключается

в представлении гистограммы в виде неравнобедренного треугольника. Каждый склон гистограммы

приближается отрезком прямой так, чтобы разность площадей смоделированного треугольника и ис-

ходной гистограммы была наименьшей. Сближение производится методом наименьших квадратов.

Определяется ширина основания полученного треугольника – индекс триангулярной интерполяции.

В обоих случаях величина основания построенного треугольника косвенно отражает СР: чем

шире основание, тем больше вариабельность ритма, и чем оно уже, тем регулярнее ритм.

Главное преимущество методов триангулярной интерполяции заключается в их относитель-

ной нечувствительности к аналитическому качеству серии RR-интервалов. Самым большим недос-

татком является необходимость приемлемого количества RR-интервалов для построения геометриче-

ской модели [192]. На практике для уверенности в корректности применения методов триангулярной

интерполяции нужно использовать записи продолжительностью не менее 15-20 минут (предпочти-

тельнее 24 часа).

3.4 МЕТОДЫ АНАЛИЗА ВОЛНОВОЙ СТРУКТУРЫ РИТМА

3.4.1 ВИЗУАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РИТМОГРАММЫ

Ритмограмма (РГ) – графическое изображение продолжительности R-R интервалов. При по-

строении ритмограммы на оси абсцисс откладывается время записи, а на оси ординат – продолжи-

тельность каждого КИ. В норме верхний край ритмограммы волнообразный. Он формируется че-

тырьмя видами волн различного происхождения. Характеристика волн указана в таблице.

Класс РГ

Тип

волны

Частотный

диапазон (Гц)

Период (сек.)

по Д. И. Жемайтите

[51]

по Березному-

Рубину [25]

HF 0,40-0,15 2,5-6,7 1, 2 1

LF 0,15-0,04 6,6-25 3, 4 2

VLF 0,04-0,0033 25-303 5 3

ULF Менее 0,0033 Более 303 6 4

Волны HF

(дыхательные волны, высокочастотные волны, быстрые волны) – отражают актив-

ность парасимпатического кардиоингибиторного центра продолговатого мозга, реализуются через

блуждающий нерв.

Волны LF

(медленные волны первого порядка, низкочастотные волны, волны Траубе-

Геринга) – отражают активность симпатических центров продолговатого мозга (кардиостимулирую-

щего и вазоконстрикторного). Реализуются через влияния СНС и ПСНС, но преимущественно за счёт

импульсов от верхнего грудного (звездчатого) симпатического ганглия.

Волны VLF

(медленные волны второго порядка, очень низкочастотные волны, волны Майера)

– отражают активность центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов регуля-

ции сердечного ритма. Реализуются через изменения содержания в крови гормонов (ренин, ангиотен-

зин, альдостерон и т. д.).

Волны ULF

(ультранизкочастотные волны) – отражают активность высших центров регуля-

ции сердечного ритма. Точное происхождение и механизм влияния на СУ неизвестны.

На основании визуальной оценки преобладания волн определённого класса и регулярности их

колебаний Д. И. Жемайтите предложила выделить 6 типов (классов) ритмограмм [51].

РГ 1.

Значительно преобладают высокочастотные волны HF. Колебания регулярные. Ритмо-

грамма данного класса отражает вариант нормы. Функциональные возможности сердца высокие, ре-

акции на различные стимулы хорошо выражены, нагрузки переносятся легко. Часто встречается у

спортсменов.

РГ 2.

Преобладают рефлекторные волны HF, однако влияние низкочастотных волн возраста-

ет. Колебания нерегулярные. Ритмограмма данного класса отражает вариант нормы. Функциональ-

ные возможности сердца высокие, нагрузки переносятся легко. Часто встречается у здоровых людей.

РГ 3.

Преобладают низкочастотные волны LF. Колебания регулярные. Ритмограмма данного

класса отражает вариант умеренных патологических изменений регуляции сердечного ритма, влия-

ние СНС увеличивается. Обычно такой ритмограмме в покое сопутствуют изменения сосудистого

тонуса. Пациенты с такой ритмограммой относятся к группе риска по развитию сердечно-сосудистых

заболеваний.

РГ 4.

Значительное преобладание низкочастотных волн LF, вклад волн очень низкой частоты

(VLF) увеличивается. Колебания нерегулярные. Ритмограмма данного класса отражает вариант пато-

логических изменений регуляции сердечного ритма. Обычно такой ритмограмме в покое сопутству-

ют изменения сосудистого тонуса, вызванные неустойчивостью АД.

РГ 5.

Преобладают очень низкочастотные волны (VLF). Ритмограмма данного класса отража-

ет вариант значимых патологических изменений регуляции сердечного ритма. Функциональные воз-

можности сердца снижены. На фоне увеличения ЧСС заметно значительное снижение вклада волн

HF и LF. Происходит стабилизация сердечного ритма с переходом его регуляции с рефлекторного

уровня вегетативного руководства на гуморально-метаболический. Обычно такой тип ритмограммы

встречается у пациентов с органической патологией сердца.

РГ 6.

Преобладают очень низкочастотные и ультранизкочастотные волны (VLF и ULF). Рит-

мограмма данного класса отражает состояние истощения резервов ССС. Выраженная недостаточ-

ность защитно-приспособительных механизмов и неспособность систем регуляции обеспечить адек-

ватную реакцию организма на воздействие факторов внешней среды. Высокий риск развития тяжё-

лых сердечно-сосудистых осложнений (инфаркта миокарда, ВКС и т. д.).

В клинической практике необходимо учитывать, что по визуальной оценке ритмограммы не

всегда удаётся определить преобладающий тип волн. В связи с этим допускается наличие промежу-

точных типов ритмограмм. Для точной количественной оценки волновой структуры ритма следует

проводить спектральный анализ.

РГ 1 класса по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ

РГ 2 класса по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ

РГ 3 класса по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ

РГ 4 класса по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ

РГ 5 класса по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ

РГ 6 класса по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ

Ритмограмма смешанного типа (1 и 5 класс по Д. И. ЖЕМАЙТИТЕ),

преобладают волны HF И VLF

3.4.2 СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Позволяет разложить ритмограмму на составляющие её волны и количественно оценить вклад

каждой из них. Математически метод производится преобразованием Фурье с построением спектро-

граммы и подсчётом площади спектра в выделенных частотных диапазонах.

Предположим, что график ритмограммы выглядит следующим образом:

После проведения спектрального анализа исходная кривая преобразуется в составные части:

Измеряется период (частота) полученных волн и их амплитуда. Строится график распределе-

ния частот – спектрограмма. При этом по оси абсцисс откладывается частота (Гц), а по оси ординат –

амплитуда волн (сек

/Гц). Чем выше представленность волн определённой частоты, тем выше ампли-

туда соответствующего этой частоте участка спектрограммы.

Ритмограмма обычно представлена целым спектром частот различной степени выраженности.

Поэтому графики спектрограмм выглядят в виде множества пиков различной амплитуды.

Затем производится сравнение вклада каждого диапазона волн в формирование ритмограммы.

Для этого проводится оценка площади графика под кривой спектрограммы в определённых частот-

ных диапазонах. Обычно эти диапазоны изображаются различными цветами. Чаще всего диапазон

волн высокой частотны (HF) изображается зелёным цветом, диапазон волн низкой частоты (LF) – си-

ним цветом, а диапазоны волн, соответствующие низким и очень низким частотам (VLF и ULF) –

красным цветом.

Спектрограмма нормотоника Спектрограмма пациента с преобладанием актив-

ности ПСНС

Спектрограмма пациента с преобладанием ак-

тивности СНС

Спектрограмма пациента с преобладанием гумо-

рально-метаболических влияний

Некоторые современные коммерческие системы анализа ВСР (в основном системы анализа

суточной ВРС) позволяют получать изображения спектрограмм через определённые промежутки

времени для оценки динамики компонентов спектра во время исследования.

Спектрограмма здорового пациента (продолжительность записи 10 минут)

Спектральный анализ в настоящее время является основным методом исследования ВСР.