РАБОТА № 5. Знакомство с методом анализ вариационной структуры сердечного ритма.Статистический анализ ЭКГ.

Суть этого метода – изучение вариативности кардиоинтервалов (R - R интервалов) электрокардиограммы. Он представляет собой прямой и доступный способ математического анализа ритма сердца. С этой цельюв любом отведении(для удобства анализа R-зубцов рекомендуется IIстандартное отведение) непрерывно записывают не менее 100 кардиоинтервалов. При использовании записи ЭКГ на бумагедалее с помощьюциркуля и линейки измеряют длительность интерваловR-R, как это показано на рис. 1.

 

Рис. 1. Пример измерения R-R интервалов на ЭКГ.

 

 С учётом скорости записи ЭКГ (в задаче рекомендуется скорость 25 мм/с) вычисляют временные значения каждого интервала, группируют их по временнымдиапазонам, как это показано в таблице 1, и фиксируют.

Таблица 1.

Образец обработки ЭКГ для построения интервальной гистограммы кардиоинтервалов (КИ)

 

Временные промежутки КИ, сек	Количество КИ, сгруппированных по одинаковым временным значениям (пример)
0.4-0.45 0.45-0.5 0.5-0.55 0.55-0.60 0.60-0.65 0.65-0.70 0.70-0.75 0.75-0.80 0.80-0.85 0.85-0.90 0.90-0.95 0.95-1.0	0 0 1 2 4 6 28 32 15 9 3 0 всего 100

 

 

Затем, на основе сгруппированных в таблице данных строят гистограмму, где по оси абсцисс откладываютвременные значения кардиоинтервалов, а по оси ординат –их количество. Обра­зец построения интервальной гистограммы значений кардиоинтер­валов в диапазоне от 0,4 до 1,0 сшагом 0,05 с приведен на рис. 2.

Рис. 2. Интервальная гистограммы R-R интервалов.

Дляколичественной оценки вариационныхпульсограмм рассчитывают ряд статистических показателей, которые отражают определённые свойства распределения кардиоинтервалов.

Все статистические показатели могут быть разделены на 3 группы:

 1) показатели, характеризующие уровень функционирования системы (математическое ожидание – Х, мода – М_Ои амплитуда моды – АМ_О),

2) измеряющие степень вариации: среднеквадратическое отклонение, коэффициент вариации,вариационный размах – _∆х,

3)производные, интегральные индексы (индекс вегетативного равновесие – ИВР, индекс напряжения – ИН).

Математическое ожидание отражает средний уровень частоты сердечных сокращений, М_О– наиболее часто встречающеесязначение кардиоинтервала в определенной выборке, АМ_О– число значений кардиоинтервалов, соответствующее модеи выраженное в процентах к общему количеству кардиоинтервалов исследуемого массива. AM_Оотражает эффект централизации управления ритмом серд­ца, который обусловлен в основном влияниям симпатического отде­ла.

Показатели вариации характеризуют рассеивание отдельных значений вокруг среднего значения выборки кардиоинтервалов, т.е. указываютна диапазон наиболее вероятных вариаций. Вариационный размахR-Rинтервалов (_∆х) – разница между максимальным иминимальным значениями кардиоинтервалов выборки, он в значительной мере связанс активностью парасимпатического отдела.

К группе производных, интегральных показателей ритма сердца относятся: индекс вегетативного равновесия (ИВР), вегетативный показатель ритма (ВПР) и индекс напряжения (ИН).

Индекс вегетативного равновесия указывает на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы ирассчитывается по формуле:

 

ИВР= АМо/ΔХ

Вегетативный показатель ритма (ВПР) определяется по фор­муле:

ВПР = 1/Мо* ΔХ

ипозволяет судить о балансе симпатических и парасимпатических влияний в регуляции сердечного ритма. Чем меньше ВПР, тем в большей степени проявляется влияние вагуса.

Индекс напряжения (ИН) учитывает отношение между основными показателями ритма сердца и отражает степень централиза­ции процессов регулирования сердца.

ИН = АМо/2 ΔХ*Мо

Уфизически тренированных лицИН равен 80-140 при среднесуточных колебаниях от 68 до 150. При увеличении симпатического тонуса увеличивается AM_О, снижается Мо и ∆х, что приводит к увеличению ИН.

Усиление парасимпатического тонуса, наоборот, ведет к уменьшению АМ_O, увеличению М_О и ∆х и, следовательно, ИН.

Выделяют 3 главных типа гистограмм значений R-R интервалов (вариационных пульсограмм), соответствующих типу вегетативной регуляции человека: нормотонический с модой от 0,7 до 0,9 с и с_∆х =0,15 - 0,4 с, симпатотонический с модой от 0,5 до0,7  и с _∆х <0,15 сек, ваготонический с модой от 1,0 до 1,2 ис_∆х≥ 0,4 сек.,

Спектральный анализвариабельности ритма сердца позволяет выделить в волновой структуре сердечного ритма следующие виды колебаний (рис. 3):

HF -компонент (highfrequency): быстрые, или высокочастотные колебания (диапазон частот от 0.15 до 0.4 Гц) – дыхательные волны; связаны с дыхательными движениями (дыхательная аритмия) и автономным контуром регуляции; отражают влияние парасимпатического отдела на модуляцию сердечного ритма;

LF -компонент (lowfrequency): медленные, или низкочастотные колебания (диапазон частот от 0.04 до 0.15 Гц) - вазомоторные волны, связаны с периодическим повышением симпатической вазомоторной активности (собственный ритм сосудодвигательного центра) и колебаниями АД при активации барорефлекторных механизмов, отражают преимущественно влияния симпато-адреналовой систе­мы на сердечный ритм (1 уровень центрального контура регуляции).

Рис. 3. Типичная спектрограмма вариабельности сердечного ритма

     Мощность высокочастотных (HF) и низкочастотных (LF) волн отражает не абсолютную интенсив­ность парасимпатического и симпатического "тонуса", а колебания интенсивности по­тока импульсов, поступающих к сердцу по соответствующим нервам. Баланс симпатических и парасимпатических влияний оценивают по соотношению LF/HF в нормализованных единицах.

VLF -компонент (verylowfrequency): очень медленные, или очень низкочастотные колебания (диапазон частот менее 0.04 Гц) - связаны преимущественно с гуморальными и це­ребральными эрготропными влияниями (2 и 3 уровни центрального контура регуляции).