Электрокардиография и диагностика функциональных расстройств c к Исайчева С

Электрокардиография и диагностика функциональных расстройств c/к Исайчева С. А. для студентов ф та психологии МГУ Электрокардиография (ЭКГ) - ведущий метод инструментального исследования сердечнососудистой системы, в основе которого лежит регистрация биопотенциалов возникающих в сердце.

ВВЕДЕНИЕ Все органы и системы организма находятся под постоянным нервно гуморальным контролем. Тесный симбиоз симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и гуморальных влияний обеспечивает оптимальную адаптацию к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды. Сердечный ритм является индикатором отклонений в этих регулирующих системах и его исследование имеет важное прогностическое и диагностическое значение при самой разнообразной патологии: заболеваниях сердечно сосудистой, нервной, дыхательной, эндокринной систем, психоэмоциональных расстройствах и стрессовых нарушениях.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА Ритм сердца определяется способностью специализированных клеток проводящей системы сердца спонтанно активироваться это так называемое свойство сердечного автоматизма. Регуляция сердечного ритма в физиологических условиях является результатом: а) ритмической активности пейсмекеров синусового узла (СА узла); б) модулирующего влияния вегетативной и центральной нервной систем; в) ряда гуморальных и рефлекторных воздействий.

В норме основное модулирующее действие на сердечный ритм оказывает вегетативная нервная система. При этом симпатический отдел стимулирует деятельность сердца, а парасимпатический - угнетает ее. Центральная нервная система контролирует относительные уровни активности симпатического и парасимпатического отделов обычно по механизму обратной связи. Однако при одновременной активации обоих отделов эффекты симпатической и парасимпатической нервных систем не складываются простым алгебраическим способом, и взаимодействие их эффектов нельзя выразить линейной зависимостью.

Автономная (вегетативная) НС

Деятельность вегетативной нервной системы находится под влиянием центральной нервной системы. В продолговатом мозге расположен сердечно-сосудистый центр, объединяющий парасимпатический, симпатический и сосудодвигательный центры. Регуляция этих центров осуществляется подкорковыми узлами и корой головного мозга. Условно выделяют четыре уровня центральной регуляции деятельности сердечно сосудистой системы: спинной мозг, ствол мозга, область гипоталамуса, кора головного мозга.

Биофизика ЭКГ Схема последовательного распространения возбуждения в сердце

Начальный импульс ЭКГ возбуждения возникает в синусовом узле и распространяется в правое предсердие, затем влево, вниз и назад — в левое предсердие. Суммарная электродвижущая сила (ЭДС) предсердий (вектор) во время их возбуждения направлена влево и вниз и проявляется зубцом Р. После активации предсердий импульс распространяется по проводящей системе сердца и достигает сократительного миокарда желудочков, который начинает возбуждаться почти одновременно в разных отделах субэндокардиальных слоев с распространением возбуждения от эндокарда к эпикарду.

Морфология ЭКГ запись состоит из зубцов (обозначаемых латинскими буквами P, Q, R, S, T, U) сегментов и интервалов. Амплитуда зубцов измеряется от нулевой лини (изолинии, которая обычно соответствует положению горизонтальной площадки PQ) в милливольтах, а длительности выражаются в секундах.

Схема и структурные компоненты ЭКГ цикла Зубец Р отражает возбуждение (деполяризацию) предсердий. Зубцы Q, R, S, T составляют желудочковый комплекс. Интервал QRS отражает распространение возбуждения по миокарду желудочков. Сегмент ST указывает на то, что миокард желудочков полностью охвачен возбуждением. Зубец T отражает процесс прекращения возбуждения желудочков. Зубец U является отражением следового потенциала повышенной возбудимости миокарда после систолы. Непостоянен.

Различные формы волны для специализированных клеток. Латентность соответствует ЭКГ здорового человека.

Диагностика нарушений сердечного ритма по ЭКГ.

Главные приложения ЭКГ в кардиологической диагностике 1. Электрическая ось сердца 2. Частота сердечных сокращений 3. Аритмии: предсердий, желудочков 4. Проблемы в последователь ности активации (блоки) 5. Гипертрофия предсердий и желудочков 6. Ишемия, инсульт, инфаркт 7. Лекарственный эффект 8. Электролитический дисбаланс 9. Кардиты 10. Искусственный стимулятор

Нормальный синусовый ритм. Частота от 60 до 100/мин Брадикардия. Частота менее 60/мин Тахикардия. Частота более 60/мин

АРИТМИИ СЕРДЦА нарушения частоты, ритмичности и последовательности сокращений отделов сердца. Аритмии могут возникать при структурных изменениях в проводящей системе при заболеваниях сердца и (или) под влиянием вегетативных, эндокринных, электролитных и других метаболических нарушений, при интоксикациях и некоторых лекарственных воздействиях. Нередко даже при выраженных структурных изменениях в миокарде аритмия обусловливается отчасти или в основном метаболическими нарушениями. Перечисленные выше факторы влияют на основные функции (автоматизм, проводимость) всей проводящей системы или ее отделов, обусловливают электрическую неоднородность миокарда, что и приводит к аритмии. В отдельных случаях аритмии обусловливаются индивидуальными врожденными аномалиями проводящей системы.

Положение пейсмекера может меняться, следовательно может меняться полярность P волны и PQ интервал.

ТРЕПЕТАНИЕ ПРЕДСЕРДИЙ ФИБРИЛЛЯЦИЯ ПРЕДСЕРДИЙ

Мерцание и трепетание предсердий (мерцательная аритмия). Мерцание предсердий хаотичное сокращение отдельных групп мышечных волокон предсердий, при этом предсердия в целом не сокращаются, а в связи с изменчивостью предсердно желудочкового проведения желудочки сокращаются аритмично, обычно с частотой около 100 150 в 1 мин. Трепетание предсердий регулярное сокращение предсердий с частотой около 250 300 в 1 мин; частота желудочковых сокращений определяется предсердно желудочковой проводимостью, желудочковый ритм может быть при этом регулярным или нерегулярным. Мерцание предсердий может быть стойким или парокоизмальным. Пароксизмы его нередко предшествуют стойкой форме. Мерцательная аритмия может наблюдаться при митральных пороках сердца, ишемической болезни сердца, тиреотоксикозе, алкоголизме. Преходящая мерцательная аритмия иногда наблюдается при инфаркте миокарда, интоксикации сердечными гликозидами, алкоголем.

На ЭКГ при мерцании предсердий зубцы Р отсутствуют, вместо них регистрируются беспорядочные волны, которые лучше видны в отведении V 1; желудочковые комплексы следуют в неправильном ритме. При частом желудочковом ритме возможно возникновение блокады ножки, обычно правой, пучка Гиса. При наличии наряду с мерцанием предсердий нарушений предсердно желудочковой проводимости или под влиянием лечения частота желудочкового ритма может быть меньшей (менее 60 в 1 мин брадисистолическое мерцание предсердий). Изредка мерцание предсердий сочетается с полной предсердно желудочковой блокадой. При трепетании предсердий вместо зубцов Р регистрируются регулярные предсердные волны, без пауз, имеющие характерный пилообразный вид; желудочковые комплексы следуют ритмично после каждой 2 й, 3 й и т. д. предсердной волны или аритмично, если часто изменяется проводимость.

Атриовентрикулярный ритм Желудочковая тахикардия

Фибрилляция желудочков

Мерцание и трепетание желудочков, желудочковая асистолия могут возникнуть при любом тяжелом заболевании сердца (чаще в острой фазе инфаркта миокарда), при тромбоэмболии легочной артерии, при передозировке сердечных гликозидов, противоаритмических средств, при злектротравме, наркозе, при внутрисердечных манипуляциях, при тяжелых общих метаболических нарушениях. Симптомы внезапное прекращение кровообращения, картина клинической смерти: отсутствие пульса, сердечных тонов, сознания, хриплое агональное дыхание, иногда судороги, расширение зрачков (начинается через 45 с после прекращения кровообращения). Дифференцировать мерцание и трепетание желудочков и асистолию возможно по ЭКГ (практически при злектрокардиоскопии). При мерцании желудочков ЭКГ имеет вид беспорядочных волн различной формы и величины. Крупноволновое мерцание (2 3 м. В) несколько легча обратимо при адекватном лечении, мелковолновое указывает на глубокую гипоксию миокарда. При трепетании желудочков ЭКГ сходна с

А-В блоки A-V BLOCK, SECOND DEGREE

Сердечные блокады нарушения сердечной деятельности, связанные с замедлением или прекращением проведения импульса по проводящей системе. По локализации различают блокады синоатриальные (на уровне миокарда предсердий), предсердно-жепудочковые (на уровне атриовентрикулярного узла) и внутрижелудочковые (на уровне пучка Гиса и его разветвлений). По выраженности различают замедление проводимости (каждый импульс замедленно проводится в нижележащие отделы проводящей системы, блокада 1 степени), неполные блокады (проводится лишь часть импульсов, блокада II степени) и полные блокады (импульсы не проводятся, сердечная деятельность поддерживается эктопическим центром ведения ритма, блокада III степени).

RIGHT BUNDLE-BRANCH BLOCK QRS duration greater than 0. 12 s Wide S wave in leads I, V 5 and V 6

БЛОКАДЫ Предсердно желудочковая блокада 1 степени, интервал Р Q удлинен до 0, 21 с и более, но все предсердные импульсы достигают желудочков. Предсердно желудочковая блокада II степени: отдельные предсердные импульсы не проводятся в желудочки, соответствующий желудочковый комплекс выпадает (на ЭКГ изолированный зубец Р). При блокаде проксимального типа (на уровне атриовентрикулярного узла) такому выпадению предшествует прогрессирующее удлинение интервала Р Q в ряду 2 8 циклов, и эти периоды повторяются, иногда регулярно. При блокаде дистального типа (на уровне пучка Гиса и дистальнее) выпадению отдельных циклов не предшествует постепенное удлинение интервала Р Q. Блокада дистального типа бывает при более тяжелом поражении миокарда, она чаще переходит в полную поперечную блокаду.

Предсердно желудочковая блокада III степени предсердия и желудочки возбуждаются в правильном, но независимом друг от друга ритме. При этом также может быть выделена блокада проксимального типа (узкий QRS, частота желудочкового ритма около 40 50 в 1 мин; ей предшествует неполная блокада проксимального типа) и дистального типа (широкий QRS, частота желудочкового ритма около 20 40 в 1 мин; предшествует ей, иногда очень кратковременно, неполная блокада дистального типа). Наиболее точное определение уровня блокады возможно при внутрисердечной регистрации потенциалов проводящей системы.

Некоторые типичные нарушения ЭКГ. А. Интерполированные желудочковые экстрасистолы; Обратного проведения в предсердия нет. Б. Желудочковая экстрасистола с полной компенсаторной паузой; С С нормальный межимпульсный интервал. В. Наджелудочковая экстрасистола из области атриовентрикулярного соединения с неполной компенсаторной паузой. Г. Полная атриовентрикулярная блокада (блокада III степени). Д Динамика ЭКГ при инфаркте миокарда. В качестве примера приведено отведение V 3 no Вильсону при инфаркте передней стенки. О нормальная ЭКГ до инфаркта. 1 острая стадия инфаркта (первые часы); 2 подострая стадия (от нескольких часов до нескольких суток); 3 поздняя стадия (от нескольких суток до нескольких недель), 4 постинфарктные изменения (спустя месяцы и годы после инфаркта)

Экстрасистолы преждевременные сокращения сердца, обусловленные возникновением импульса вне синусового узла. Экстрасистолия может сопровождать любое заболевание сердца. Не менее, чем в половине случаев экстрасистолия не связана с заболеванием сердца, а обусловлена вегетативными и психоэмоциональными нарушениями, лекарственным лечением (особенно сердечными гликозидами), нарушениями электролитного баланса различной природы, употреблением алкоголя и возбуждающих средств, курением, рефлекторным влиянием со стороны внутренних органов. Изредка Экстрасистолия выявляется у видимо здоровых лиц с высокими функциональными возможностями, например у спортсменов. Физическая нагрузка в общем провоцирует экстрасистолию, связанную с заболеваниями сердца и метаболическими нарушениями, и подавляет экстрасистолию, обусловленную вегетативной дисрегуляцией.

ЭКГ при трепетании и фибрилляции (мерцании). А Трепетание предсердий, волны трепетания, совпадающие с желудочковыми комплексами, изображены штриховыми линиями, к желудочкам проводится лишь каждая четвертая волна Б Аритмия желудочков при фибрилляции (мерцании) предсердий В Трепетание желудочков Г. Фибрилляция желудочков Д Возникновение фибрилляции желудочков при нанесении электрического импульса (1000 м. А) в уязвимый период Е Прекращение фибрилляции под действием импульса электрического тока большей величины (> 1 А)

Вариабельность сердечного ритма - индикатор адаптационных реакций Теория адаптации в настоящее время является одним из фундаментальных направлений современной биологии и физиологии. Адаптационная деятельность организма человека обеспечивает выживание, эволюционное развитие и повседневное приспособление организма к изменениям окружающей среды. Теория Г. Селье об общем адаптационном синдроме описывает фазовый характер адаптационных реакций и обосновывает ведущую роль истощения регуляторных систем при острых и хронических стрессорных воздействиях в развитии большинства патологических состояний и заболеваний.

Таким образом – сердечно сосудистая система или система кровообращения является чувствительным индикатором адаптационных реакций организма. Вариабельность сердечного ритма хорошо отражает степень напряжения регуляторных систем, которая в свою очередь, обусловленна возникающей в ответ на любое стрессорное воздействие активацией системы гипофиз надпочечники и реакцией симпато адреналовой системы.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА Анализ ВСР основан на измерении длительностей RR интервалов ЭКГ и на формировании динамического ряда значений, которые визуально отображаются в виде кардиоинтервалограммы (ритмограммы) Методы анализа ВСР можно разделить на три больших класса : Исследование общей вариабельности (статистические методы и временной анализ); Исследование периодических составляющих ВСР (частотный анализ); Исследование внутренней организации динамического ряда кардиоинтервалов (методы нелинейной динамики, автокорреляционный анализ, корреляционная ритмография)

На рисунке представлен участок ЭКГ с последовательностью комплексов синусового происхождения. По этой последовательности на декартовой плоскости строят интервалограмму. В ней по оси абсцисс откладывают номера RRинтервалов, а по оси ординат их длины. Интервалограмма дает хорошее представление об изменениях сердечного ритма и у специалиста со временем накапливается опыт качественной оценки ВСР на основе этого метода.

Анализ ВСР проводится на основе обработки массива NN интервалов. Численно временной анализ проводится статистическими и графическими методами. Moda (мс) – наиболее часто встречаемое значение среди всех NN-интервалов (пик гистограммы). АМо (Амплитуда моды, мс) – доля кардиоинтервалов, соответствующая значению моды. Х (Вариационный размах, в %) – это разность между длительностью наибольшего и наименьшего R-R интервалов. SDNN (Standart deviation of all NN intervals) – стандартное отклонение всех NN интервалов, квадратный корень дисперсии: ,

SDANN (Standard deviation of the averages of NN intervals in all 5 minute segments of the entire recording), (мс) – стандартное отклонение средних NN интервалов за каждые 5 мин непрерывной записи. где Mi среднее NNi по 5 ти минутному сегменту, Mavg – среднее , по Mi всей записи, N – число 5 ти минутных сегментов. Оно оценивает изменения сердечного ритма с длиной волны более 5 мин.

SDNN index (Mean of the standart deviation of all NN intervals for all 5 minute segments of the entire recording, мс) – среднее значение всех 5 ти минутных стандартных отклонений NN интервалов, позволяющее оценить вариабельность с длиной волны менее 5 мин: , где SDNNi – стандартное отклонение i го 5 ти минутного сегмента, N – число сегментов.

RMSSD (The square root of the mean of the sum of the squares of differences between adjacent NN intervals, мс) – квадратный корень среднего значения квадратов разностей длительностей последовательных NN интервалов , где NNi – значение i го интервала, N – число интервалов.

NN 50 (The number of interval differences of successive NN intervals greater then 50 ms, кол во) – число NN интервалов, отличающихся от соседних более чем на 50 мс , где NNi – значение i го интервала, N – число интервалов.

p. NN 50 (The proportion derived by dividing NN 50 by the total number of NN intervals), (%) – отношение NN 50 к общему числу NN интервалов где N – число интервалов. Показатели RMSSD, NN 50, p. NN 50 применяются для оценки , коротковолновых колебаний и коррелируют с мощностью высоких частот.

SDSD (Standart deviation of differences between adjacent NN intervals), (мс) – стандартное отклонение разницы между соседними NN интервалами где Di – значение i ой разницы соседних интервалов, N – число пар , соседних интервалов. Total Intervals (кол во) – общее число интервалов.

Mean (мс) – среднее значение NN интервалов где NNi – значение i го интервала, N – число интервалов. Min (мс) – минимальное значение NN интервалов. Max (мс) – максимальное значение NN интервалов. ,

CVr (Coefficient of variation, %) – коэффициент вариабельности где SDNN – стандартное отклонение по всей записи, Mean – среднее по всей записи. ,

HR (Heat rate, уд. /сек) – частота сердечных сокращений где M – либо среднее, либо мода или медиана NN интервалов. ,

Интервалография часто дополняется построением скатерограммы. В скатерограмме обе оси декартовой плоскости имеют размерность длины RR-интервалов, а точками отмечаются координаты пар длительностей предшествующего и последующего RR-интервалов. Скатерограмма имеет вид «облака» , состоящего из множества точек, отвечающих последовательным парам длительностей RR интервалов. Чем больше плотность облака, тем меньше ВСР и наоборот.

Равномерное распределение точек в облаке свидетельствует в пользу их происхождения из одного источника сердечного ритма (например, NN интервалы при синусном ритме), неравномерное (с двумя и более областями плотностей) из разных. В последнем случае это могут быть миграция водителя ритма, конкурирующие ритмы, один или более источников экстрасистолий, пароксизмальных тахикардий и др. нарушений сердечного ритма. Cкатерография выполняет функции пространственно-временного метода и контрольного теста для оценки правильности выбранного набора RR интервалов. Случаи нормы здорового человека и острого инфаркта миокарда (ОИМ) с благоприятным и неблагоприятным исходами легко различаются: при неблагоприятных исходах ОИМ точки скатерограммы сгущаются, так как изменчивость RR интервалов уменьшена.

Анализ ВСР в частотной области применяется в первую очередь для выявления и оценки периодических составляющих сердечного ритма. Неравномерная выборка NN интервалов при помощи методов передискретизации и интерполяции преобразуется в эквивалентную численную последовательность с равномерной выборкой, к которой применяются математические методы спектрального анализа (преобразование Фурье). В результате осуществляется переход к анализу ВСР в частотной области. Наглядным представлением такого преобразования является график спектра — зависимости мощности колебаний (по оси ординат) от их частоты (по оси абсцисс). Пики на спектрограмме соответствуют дыхательным волнам, медленным волнам I порядка, медленным волнам II порядка. В зависимости от выраженности дыхательных и недыхательных периодических составляющих, соответственно, изменяется и характер спектра.

Табл. Частотные параметры для коротких записей (5 минут) Единицы Описание Частотный диапазон 5 -min total power мс2 общая спектральная мощность, отражает изменчивость NNинтервалов на временном сегменте приблизительн о £ 0. 4 Гц VLF (very low frequency) мс2 спектральная мощность очень низких частот до 0. 04 Гц LF (low frequency) мс2 спектральная мощность низких частот 0, 04 – 0. 15 Гц LF norm nu (н. е. ) нормализованная спектральная мощность низких частот HF (high frequency) мс2 спектральная мощность высоких частот 0. 15 – 0. 4 Гц HF norm nu (н. е. ) нормализованная спектральная мощность высоких частот LF/HF отношение низкочастотной к высокочастотной составляющей Величина

Частотные параметры для суточных записей: Единицы Описание Частотный диапазон Total power мс2 Общая спектральная мощность, отражает вариабельность всех NNинтервалов приблизительно £ 0. 4 Гц ULF (ultra low frequency) мс2 спектральная мощность сверх низких частот до 0. 003 Гц VLF мс2 спектральная мощность очень низких частот 0. 003 – 0. 04 Гц LF мс2 спектральная мощность низких частот 0. 04 – 0. 15 Гц HF мс2 спектральная мощность высоких частот 0. 15 – 0. 4 наклон линейной интерполяции спектра в логарифмическом масштабе в областях ULF и VLF Величина a

Результаты анализа вариабельности сердечного ритма. Вверху - кардиоинтервалограмма, в середине слева – вариационная пульсограмма, в середине справа - автокорреляционная функция, внизу слева - корреляционная ритмограмма, внизу справа – спектральная функция.

Парасимпатическая система регуляции считается высокочастотной системой регуляции. Ее медиатором является ацетилхолин. Он быстро разрушается холинестеразой. При непрерывной стимуляции блуждающего нерва латентный период реакции составляет около 200 мс. Колебания активности парасимпатической системы порождают изменения сердечного ритма с частотой 0. 15 0. 4 Гц и более, формируя так называемые быстрые (высокочастотные) волны (HF high frequency).

Повышение симпатической активности вызывает увеличение ЧСС. Норадреналин (НА повышает частоту спонтанных возбуждений автоматических клеток СА узла. При стимуляции сердечных симпатических нервов ЧСС начинает повышаться, латентный период составляет 1 3 секунды. Установившийся уровень ЧСС достигается лишь через 30 60 секунд после начала стимуляции. После прекращения стимуляции ритм возвращается к контрольному уровню. Таким образом, симпатическая система регуляции кровообращения является медленной системой регуляции. Соответственно и волны, обусловленные колебанием симпатической системы, называются медленными (низкочастотными) волнами (LF low frequency).

Самой медленной системой регуляции кровообращения является гуморальнометаболическая система. Она связана с активностью как циркулирующих гормонов в крови, так и активных веществ в самой ткани (тканевых гормонов). Ее регулирующее влияние связано со следующей активностью тканей одно колебание в минуту и реже, что соответствует диапазону частот менее 0, 04 Гц так называемые очень медленные (низкочастотные) волны (VLF - very low frequency).

Ствол мозга постоянно поддерживает вегетативный тонус. Гипоталамус и лимбическая система ответственны за координацию вегетативных, поведенческих, эмоциональных реакций и вегетативного обеспечения деятельности. Раздражение "эрготропных" отделов гипоталамуса вызывает симпатическую активацию, а раздражение "трофотропных" отделов оказывает тормозное воздействие на сердечно сосудистую систему. Кора головного мозга является высшим регуляторным центром интегративной деятельности, активируя как моторные, так и вегетативные центры.

Реципрокное взаимодействие парасимпатической и симпатической системы может быть эффективно исследовано оценкой частотного спектра сердечного ритма. Это доказательство предполагает нижеперечисленные основные принципы. 1. Дыхательные волны, определенные как высокочастотные спектральные компоненты, являются маркером модуляции блуждающего нерва. 2. Ритм, относящийся к вазомоторным волнам с присутствием вариабельности ритма сердца и АД, определенный как низкочастотные компоненты, является маркером симпатической модуляции. 3. Существует реципрокное соотношение между этими двумя ритмами, которые характеризуют баланс симпатических и парасимпатических влияний. 4. При короткой записи (200 500 интервалов R R) можно адекватно оценить только LF и HF компоненты. Оценку баланса ВНС необходимо давать с учетом соотношения LF/HF в нормализованных единицах, из которого исключен показатель

Можно смело утверждать, что на сегодня не существует одного конкретного количественного показателя, достоверно характеризующего баланс симпатического и парасимпатического отделов так называемый вегетативный гомеостаз. Уменьшение тонуса парасимпатического отдела может сопровождаться соответствующим уменьшением тонуса симпатического отдела нервной системы. Однако необходимо подчеркнуть, что мощность соответствующих высокочастотных (HF) и низкочастотных волн (LF) отражает не абсолютную интенсивность парасимпатического и симпатического "тонуса", а колебания интенсивности потока импульсов, поступающих к сердцу по соответствующим нервам.

0, 15 0. 2 0, 25 0, 35 0, 45 Частота, Гц

При спектральном анализе принято определять следующие параметры: 1. Высокочастотные колебания (ВЧ или HF high frequency) это колебания ЧСС при частоте 0. 15 0. 40 Гц. Мощность в этом диапазоне, в основном, связана с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма (колебания парасимпатического отдела вегетативной нервной системы). 2. Низкочастотные колебания (НЧ или LF low frequency) ~ это часть спектра в диапазоне частот 0. 04 0. 15 Гц. Она имеет смешанное происхождение. На мощность в этом диапазоне оказывают влияние изменения тонуса как симпатического (преимущественно), так и парасимпатического отдела ВНС. 3. Очень низкочастотные колебания (VLF very low frequency) диапазон частот 0. 003 0. 04 Гц, а при 24 часовой записи и сверхнизко частотные колебания (ULF). физиологические факторы, влияющие на них, неясны (предположительно, ренин ангиотензин альдостероновая система, концентрация катехоламинов в плазме, системы терморегуляции и др. ).

Результаты спектраль ного анализа обычно представляются в виде графика распределения частот, по которому легко можно судить о балансе отделов вегетативной нервной системы. Спектрограмма при преобладании парасимпатических влияний.

Спектрограмма при преобладании симпатической активности. Спектрограмма при преобладании церебральных эрготропных и/или гуморально-метаболических влияний.

Модель ВСР Баевского Р. М. В основе этого подхода лежит представление о вариабельности ритма сердца как о результате влияния на систему кровообращения многочисленных регуляторных механизмов (нервных, гормональных, гуморальных). Функциональная система регуляции кровообращения представляет собой многоконтурную, иерархически организованную систему, в которой доминирующая роль отдельных звеньев определяется текущими потребностями организма. Двухконтурная модель регуляции сердечного ритма, представляет систему регуляции синусового узла в виде двух взаимосвязанных уровней (контуров): центрального и автономного с прямой и обратной связью. Воздействие автономного уровня (контура) идентифицируется с дыхательной, а центрального с недыхательной аритмией.

Деятельность центрального контура регуляции связана с недыхательной синусовой аритмией и характеризуется различными медленноволновыми составляющими сердечного ритма. Прямая связь между центральным и автономным контурами осуществляется через нервные (в основном симпатические) и гуморальные связи. Обратная связь обеспечивается афферентной импульсацией с барорецепторов сердца и сосудов, хеморецепторов и обширных рецепторных зон различных органов и тканей.

Физиологические корреляты компонентов ВСР Частота и ритмичность сердцебиений в значительной степени находятся под воздействием вегетативной нервной системы. Парасимпатические влияния на ритм сердца опосредуются высвобождением ацетилхолина ветвями блуждающего нерва. Симпатические влияния на сердце опосредуются высвобождением адреналина и норадреналина. В состоянии покоя доминирует тонус вагуса и вариации сердечной периодики в значительной степени зависят от вагусной модуляции. Вагусная и симпатическая активность находятся в постоянном взаимодействии. Эфферентная симпатическая и вагусная импульсации, направленные на синусовый узел, характеризуются разрядом, преимущественно синхронизированным с каждым сердечным циклом, который модулируется центральными (например, вазомоторным и дыхательным центрами) и периферическими (например, колебаниями артериального давления и дыхательными движениями) осцилляторами.

Эти осцилляторы генерируют ритмичные колебания нейрональных разрядов, проявляющихся в коротко- и долгосрочных колебаниях сердечной периодики. Анализ этих колебаний может позволить судить о состоянии и функции (а) центральных осцилляторов, (б) симпатической и вагусной эфферентной активности, (в) гуморальных факторов и (г) синусового узла.

Рассмотрим семь основных показателей ВСР 1) СРЕДНЕЕ КВАДРАТИЧНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ (СКО, SD) Значения СКО выражаются в миллисекундах (мс). В коротких 5 минутных записях нормальные значения СКО в дневное время находятся в пределах 40 -80 мс. Наиболее достоверной является оценка изменений величины показателя либо по сравнению с его среднегрупповым значением, либо в динамике индивидуальных наблюдений. Рост СКО указывает на усиление автономной регуляции, т. е. рост влияния дыхания на ритм сердца, что нередко наблюдается во сне. Уменьшение СКО связано с усилением симпатической регуляции, которая подавляет активность автономного контура. Резкое снижение СКО обусловлено значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления, что ведет к почти полному подавлению активности автономного контура.

2) RMSSD показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. Этот показатель вычисляется по динамическому ряду разностей значений последовательных пар кардиоинтервалов и не содержит медленноволновых составляющих сердечного ритма. Он отражает активность автономного контура регуляции, которая характеризуется высокочастотными колебаниями. Чем выше значение RMSSD, тем активнее звено парасимпатической регуляции. В норме значения этого показателя находятся в пределах 20 -50 мс. Сходную информацию можно получить по показателю p. NN 50. Он выражает в % число разностных значений, которые больше чем 50 мс. квадратный корень среднего значения квадратов разностей длительностей последовательных NN интервалов где NNi – значение i го интервала, N – число интервалов.

3) ИНДЕКС НАПРЯЖЕНИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ (ИН) характеризует активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции и вычисляется на основании анализа графика распределения кардиоинтервалов – вариационной пульсограммы, по формуле в которую входят амплитуда моды (АМо), величина разброса кардиоинтервалов (вариационный размах ВАР) и значение моды (Мо): Ин= АМо/(2*Мо*ВАР) Активация центрального контура, усиление симпатической регуляции во время психических или физических нагрузок проявляется стабилизацией ритма, уменьшением разброса длительностей кардиоинтервалов, увеличением количества однотипных по длительности интервалов (рост АМо). Форма гистограмм изменяется, происходит ее сужение с одновременным ростом высоты. Количественно это может быть выражено отношением высоты гистограммы к ее ширине. Этот показатель получил название индекса напряжения регуляторных систем (ИН).

В норме ИН колеблется в пределах 80 150 условных единиц. Этот показатель очень чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы. Небольшая нагрузка (физичекая или эмоциональная) увеличивают Ин в 1, 5 2 раза. При значительных нагрузках он растет в 5 10 раз. У больных с постоянным напряжением регуляторных систем ИН в покое может быть равен 400 600 условных единиц. У больных с приступами стенокардии и с инфарктом миокарда ИН в покое достигает 1000 1500 единиц.

4) МОЩНОСТЬ ВЫСОКОЧАСТОНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА (ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ВОЛНЫ). Активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, как одного из компонентов вегетативного баланса, можно оценить по степени торможения активности автономного контура регуляции, за который ответственен парасимпатический отдел. Вагусная активность является основной составляющей ВЧ компонента спектра. Это хорошо отражает показатель мощности дыхательных волн сердечного ритма в абсолютных цифрах и в виде относительной величины (в % от суммарной мощности спектра). Обычно абсолютная величина дыхательной составляющей спектра (HF) равна около 1000 миллисекунд в квадрате. Она составляет 15 25% суммарной мощности спектра. Снижение этой доли до 8 -10% указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела. Если же величина HF падает ниже 2 -3% то можно говорить о резком преобладании симпатической активности. В этом случае существенно уменьшаются также показатели RMSSD и p. NN 50.

5) МОЩНОСТЬ НИЗКОЧАСТОТНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА. Некоторые исследователи считают этот показатель (LF) маркером симпатической модуляции сердечного ритма, имеются аргументы в пользу того, что медленные волны с периодом 10 20 секунд характеризуют состояние системы регуляции сосудистого тонуса. Это означает, что процесс регуляции артериального давления осуществляется при участии неспецифических механизмов путем активации симпатического отдела вегетативной нервной системы. Обычно в норме доля вазомоторных волн в положении "лежа" составляет от 15 до 35 40%, а при переходе в положение “стоя” может увеличиваться в 1, 5 2 раза. Следует упомянуть также о показателе доминирующей частоты в диапазоне вазомоторных волн. Обычно он находится в пределах 10 12 секунд. Его увеличение до 13 14 секунд может указывать на снижение активности вазомоторного центра или на замедление процессов барорефлекторной регуляции.

6) МОЩНОСТЬ “ОЧЕНЬ” НИЗКОЧАСТОТНОЙ СОСТАВЛЯЮ-ЩЕЙ СПЕКТРА - VLF (МЕДЛЕННЫЕ ВОЛНЫ 2 -ГО ПОРЯДКА). Спектральная составляющая в диапазоне 0, 04 0, 015 Гц (25 65 с), характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы. Но есть и более сложные влияния со стороны надсегментарного уровня регуляции, поскольку амплитуда VLF тесно связана с психоэмоциональным напряжением. Показано: что значения VLF отражают церебральные эрготропные влияния на нижележащие уровни и позволяют судить о функциональном состоянии мозга при психогенной и органической патологии мозга; что VLF является чувствительным индикатором управления метаболическими процессами и хорошо отражает энергодефицитные состояния. Таким образом, параметры VLF характеризуют влияние высших вегетативных центров на сердечно сосудистый подкорковый центр и могут оценивать степень связи автономных (сегментарных) уровней регуляции с надсегментарными (с гипофиз гипоталамус кора). В норме в условиях покоя мощность VLF составляет 15 -35% суммарной мощности спектра.

Клиническое значение ВСР Спектральный анализ 24 часовой записи показывает, что периоды дневной активности и ночного отдыха являются выражением двух различных состояний вегетативной нервной системы. У здоровых людей фракции LF и HF представляет собой циклические и взаимосвязанные колебания с преобладанием значений LF в течение дня и HF ночью. При продолжительной записи фракции HF и LF составляют примерно 5% от общей мощности, в то время как фракции ULF и VLF составляют 95%. Под влиянием различных факторов HF и LF могут увеличиваться. Возрастание LF наблюдается при пробе с наклонами, ортостатической пробе, эмоциональном стрессе и умеренной физической нагрузке у здоровых людей. Увеличение HF наблюдается при пробах с гипервентиляцией, охлаждением лица, вращением.

Нормы частотного анализа для коротких записей Параметры Нормы (mean + SD) LF, мс2 1170 + 416 HF, мс2 975 + 203 LF, н. е. 54 + 4 HF, н. е. 29 + 3 LF/HF 1. 5 – 2. 0

Нормативы ВСР Нормы, приведенные в стандарте: Нормы временного анализа (суточное наблюдение) Параметры Нормы (mean + SD) SDNN, мс 141 + 39 SDANN, мс 127 + 35 RMSSD, мс 27 + 12 HRV trangular index 37 + 15

Временной анализ Частотный (спектральный) анализ Total power HF LF VLF LF/HF Ишемическая болезнь ¯ сердца ¯ ¯ ¯ ¬ Инфаркт миокарда ¯ ¯ ¯ ¬ ¬ Сердечная недостаточность ¯ ИДКМП Трансплантация сердца ¯ ГБ 1 ст. [ВОЗ, 1978] ¬ ГБ 2 ст. ¯ ¬ Диабетическая Полинейропатия ¯ ¯ ¯ Не изменяется ОНМК (правостороннее) ¯ не определяе Тетраплеги ¯ (при III-IV ФК) ¯ ¬ ¬ появление LF свидетельствует о реиннервации ¯

Процедуры БОС-тренинга по ЧСС Состав процедур В группу ЧСС БОС тренинга входит несколько процедур: Вводная — позволяет оценить исходное состояние пациента и ознакомить его с основными приемами управления сердечным ритмом. Вариативность ЧСС — позволяет увеличить вариабельность ритма сердца, активизировать адаптационно приспособительные механизмы и сформировать диафрагмально релаксационный тип дыхания. Снижение ЧСС — позволяет нормализовать вегетативный баланс за счет повышения активности парасимпатического отдела или снижения активности симпатического ВНС.

Расположение регистрирующих электродов и их соединение с блоком «РЕАКОР» Электроды ЭКГ расположены на внутренней поверхности правого и левого предплечий; нейтральный электрод (N) может быть размещен на любом предплечье. Для определения параметров ЧСС необходимо, чтобы кардиосигнал имел хорошо выраженный R зубец. По каждому R зубцу определяется длительность RR интервала и ЧСС.

Запись и анализ ЭКГ сигнала в блоке «РЕАКОР»

Показания к назначению ЧСС БОС-тренинга Функциональные расстройства нервной системы (психоэмоциональные стрессы, неврозы) и нервно рефлекторные факторы (при заболеваниях желудочно кишечного тракта, позвоночника и др. ). Поражения центральной и вегетативной нервной системы (последствия черепно мозговых травм и нарушений мозгового кровообращения, сопровождающиеся изменением ритма сердца и др. ). Иные состояния, проявляющиеся аритмиями сердца, не являющимися противопоказаниями к назначению ЧСС БОС тренинга.

Регистрируемые процессы и параметры мишени Для интервалов фона рассчитываются статистические характеристики, на основе которых задаются значения порогов в относительном виде как величина отклонения от среднего значения ЧСС с учетом СКО. Не рекомендуется задавать относительные пороги на основе максимального и минимального значений ЧСС.

Физиологические механизмы ЧСС БОС-тренинга Приспособление деятельности сердца к изменяющимся потребностям организма в кровоснабжении происходит с помощью регуляторных механизмов, представленных как экстракардиальными нервными и гуморальными влияниями, так и на уровне клеток и межклеточного взаимодействия в самом сердце. Экстракардиальная нервная регуляция деятельности сердца осуществляется ядрами блуждающего нерва и симпатическими нервами верхних пяти грудных сегментов спинного мозга. Импульсы, поступающие к сердцу по волокнам симпатических нервов, вызывают учащение сердечных сокращений, повышают их силу и возбудимость миокарда, увеличивают скорость проведения возбуждения. Эти эффекты связаны с возбуждением р адренорецепторов сердца норадреналином, выделяемого окончаниями синаптических нервов.

Раздражение сердечных волокон блуждающего нерва, выделяющих ацетилхолин, или введение последнего в сердце вызывает урежение и ослабление сокращений сердца, уменьшение возбудимости и замедление скорости проведения возбуждения в миокарде. Более высокой ступенью иерархии нервной регуляции деятельности сердца является гипоталамус — высший центр регуляции вегетативных функций, обеспечивающий перестройку деятельности сердечно сосудистой системы и других систем организма по сигналам, поступающим из лимбической системы и коры большого мозга. Данные уровни регуляции обеспечивают возможность сознательного управления человеком частотой сердечных сокращений. На этих уровнях интегрально регулируется деятельность всей сердечно сосудистой системы в соответствии с изменяющимися потребностями организма и всех его органов в кровоснабжении.

Кора большого мозга — орган психической деятельности, обеспечивающий целостные приспособительные реакции организма не только к текущим, но и к будущим событиям. По механизму условных рефлексов сигналы, непосредственно предвещающие наступление этих событий или вероятную возможность их возникновения, могут вызвать необходимую перестройку функций сердца и всей сердечно сосудистой системы в той мере, в какой это необходимо, чтобы обеспечить предстоящую деятельность организма. Данные физиологические феномены лежат в основе регуляции ЧСС с помощь БОС. При очень сложных ситуациях, при действии чрезвычайных раздражителей возможны нарушения и срывы высших регуляторных механизмов, когда наряду с расстройствами поведенческих реакций могут появиться и значительные нарушения деятельности сердца.

В некоторых случаях эти нарушения могут закрепиться по типу патологических условных рефлексов. В связи с этим, управление ЧСС с помощь БОС является важным звеном не только в профилактике, но и в лечении некоторых патологических состояний. Очевидно, что влияние на сердце не ограничивается управлением с помощью БОС только ЧСС. Возможно, урежая или учащая ритм сердечных сокращений путем ослабления или усиления влияний на сердце симпатического или парасимпатического отделов нервной системы, человек способен в той или иной степени воздействовать на функции сократимости, возбудимости и проводимости миокарда. Существуют данные, что практически любой здоровый человек может при наличии объективной информации о текущей частоте сокращений (обратной связи) целенаправленно повышать или снижать ее в некоторых пределах. При этом среднее значение произвольного повышения частоты пульса для нетренированного человека составляет 8 12 уд/мин, а снижения — 3 5 уд/мин.

С целью повышения возможностей адаптивных систем организма представляется целесообразным, наряду с однонаправленным управлением ЧСС, ориентированным только на урежение или учащение ритма, использование “знакопеременного” управления, при котором на протяжении одной процедуры попеременно даются задания на понижение и повышение контролируемого параметра. Таким образом достигается увеличение возможностей контроля сердечного ритма, что впоследствии, при условии закрепления их по типу условных рефлексов, может длительно сохраняться.