Методы оценки вариабельности сердечного ритма

В настоящее время существует несколько методов оценки вариабельности сердечного ритма. Среди них выделяют три группы:

· методы временной области – опираются на статистические методы и направлены на исследование общей вариабельности,

· методы частотной области – исследование периодических составляющих ВСР,

· интегральные показатели ВСР (относят автокорреляционный анализ и корреляционную ритмографию).

Статистические методы основаны на измерении RR-интервалов, а также на сравнении показателей. Они дают количественную оценку вариабельности. Пациент после обследования получает кардиоинтервалограмму, которая представляет собой совокупность RR-интервалов, которые отображаются друг за другом (рис.2).

Рис.2. Вид кардиоинтервалограммы как последовательной совокупности RR интервалов

Статистические методы во временной области применяюся для непосредственной количественной оценки ВСР в исследуемый промежуток времени. Наиболее важными статистическими характеристиками динамического ряда кардиоинтервалов являются:

- SDNN (стандартное отклонение) или СКО (среднее квадратическое отклонение) – величина, равная квадратному корню из дисперсии RR-интервалов. Выражается в мс. Указывает на суммарный эффект влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС). Увеличение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного гомеостаза в сторону преобладания парасимпатических влияний, уменьшение – симпатических.

- RMSSD (квадратный корень средних квадратов разницы между смежными RR-интервалами) отражает быстрые высокочастотные колебания в структуре ВРС, которые продуцируются парасимпатическими влияниями.

-NN5O – количество пар последовательных интервалов RR, различающихся более чем на 50 миллисекунд, полученное за весь период записи.

-рNN5O (%) – процент NN50 от общего количества последовательных пар интервалов, различающихся более чем на 50 мс, полученных за весь период записи.

Для анализа ВСР используются также геометрические методы. Распределение продолжительности кардиоинтервалов отображают на гистограмме.

Рис. 3. Гистограмма RR интервалов ЭКГ

 

При количестве кардиоинтервалов в выборке менее 100, ширина интервала (Н) при построении гистограммы выбирается фиксированно 0,05 с или 50 мс. Если объем выборки n≥100, то определяется по формуле

 

H=

В стрессовых ситуациях, а также при патологических состояниях диаграмма будет с узким основанием и острой вершиной (эксцессивная). Ассиметричная диаграмма наблюдается при переходных процессах, нарушении стационарного процесса. Многовершинная диаграмма свидетельствует о не синусовом ритме (экстрасистолии, мерцательной аритмии).

Геометрические методы позволяют оценить вариабельность сердечного ритма с помощью следующих параметров: моды, амплитуды моды и вариационного размаха.

Мода (Mo) – соответствует количеству RR-интервалов, которые встречаются наиболее часто, следовательно, позволяют оценить реальное состояние систем регуляции пациента.

Обычно для вычисления этой моды применяется формула:

,

где х ₀ – нижняя граница модального интервала; f _Mo – частота в модальном интервале; f _Mo-1 – частота в предыдущем интервале; f _Mo+1 – частота в интервале, следующем за модальным; D - величина интервала.

Амплитуда моды (AMo) – показывает долю интервалов, которые соответствуют значению моды. Этот параметр отражает стабилизирующий эффект централизации управления сердечным ритмом.

Вариационный размах (VAR) – соответствует разности между длительностью самого большого и самого меньшего из интервалов.

Для того, чтобы оценить степень адаптации сердечно-сосудистой системы к различным факторам и посмотреть степень регуляции данных процессов используются дополнительные параметры, которые рассчитываются. К ним относят индекс вегетативного равновесия (ИВР), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР), индекс напряжения регуляторных систем (ИН), вегетативный показатель ритма (ВПР).

Индекс вегетативного равновесия (ИВР=АМо/VAR) показывает соотношение влияния на сердечно-сосудистую систему симпатической и парасимпатической систем. При парасимпатической активности ИВР уменьшается, при симпатической – увеличивается.

Физиологическое значение индекса вегетативного равновесия
● <30 – выраженная инертность и пассивность, явная доминанта парасимпатического отдела

● 30-100 – незначительное преобладание парасимпатического отдела, расслабление

● 100-350 – норма. Вегетативный баланс находится в равновесии

● 350-1300 – напряжение. Доминанта симпатического отдела

● >1300 – крайняя степень напряжения симпатического отела на фоне истощения энергии

Показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР=АМо/Мо) позволяет определить влияние на синусовый узел симпатического отдела.

Вегетативный показатель ритма (ВПР=1/Мо*VAR)отражает баланс регуляции работы сердечно-сосудистой системы со стороны симпатического и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Чем меньше ВПР, тем более вегетативный баланс смещен в парасимпатическую сторону.

Индекс напряжения (ИН) регуляторных систем предложен Р.М._Баевским, для описания степени напряжения механизмов регуляции сердечного ритма. ИН рассчитывают по формуле ИН = АMо/2*Mо*VAR.

 

Автокорреляционный анализ используется для оценки сердечного ритма, как случайного процесса. Автокорреляционная функция представляет собой график динамики коэффициентов корреляции, получаемых при последовательном смещении анализируемого динамического ряда на одно число по отношению к своему собственному ряду (рис.4). Представляет собой качественный анализ, по данным которого можно судить о влиянии на автономную систему сердца центрального звена.

Рис.4. Автокорреляционная функция RR интервалов

Корреляционная ритмография или скаттерография – это графическое отображение распределения кардиоинтервалов (предыдущего и последующего) в двухмерной координатной плоскости. При этом по оси абсцисс откладывается величина R-R_i, а по оси ординат — величина R-R_i+1. График и область точек, полученных таким образом (пятна Пуанкаре или Лоренца), называется корреляционной ритмограммой, или скаттерограммой. Этот способ оценки ВСР относится к методам нелинейного анализа и особенно важен для распознавания и анализа сердечных аритмий. На ритмограмме выделяют «облако» - эллипс, которое соответствует стандартному отклонению всех NN-интервалов.

Благодаря данному методу можно оценить активность симпатической вегетативной нервной системы по отношению к сердцу. У здорового человека на скаттерограмме эллипс будет вытянут вдоль биссектрисы.

Величина отклонения точки от биссектрисы влево показывает, насколько данный сердечный цикл короче предыдущего, вправо от биссектрисы – насколько он длиннее предыдущего.

Вычисляли следующие количественные показатели скаттерграммы:

- длинная ось эллипса – L или длина основного (без экстрасистол и артефактов) “облака” - соответствовала вариационному размаху. По физиологическому смыслу этот показатель не отличался от SDNN, т.е. отражал суммарный эффект регуляции ВРС, но указывал на максимальную амплитуду колебаний длительности интервалов RR;

- ширина скаттерграммы w - перпендикуляр к длинной оси, проведенный через ее середину;

- площадь скаттерграммы вычисляли по формуле площади эллипса:

S = (p*L*w)/4.

Нормальная форма скаттерграммы представляет собой эллипс, вытянутый вдоль биссектрисы (рис.5). Именно такое расположение эллипса означает, что к дыхательной прибавлена некоторая величина недыхательной аритмии.

 

Рис.5. Вид скаттерограммы в норме

Форма скаттерграммы в виде круга означает отсутствие недыхательных компонентов аритмии. Узкий овал соответствует преобладанию недыхательных компонентов в общей вариабельности ритма, которая определяется длиной “облака”. Длина овала хорошо коррелирует с величиной HF, а ширина с LF. При аритмиях, когда методы статистического и спектрального анализа ВРС малоинформативны или неприемлемы, использовали оценку корреляционной ритмограммы (скаттерграммы).