Клиническая интерпретация кардиоваскулярных тестов

ОБРАБОТКА ДАННЫХ И КЛИНИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ КАРДИОВАСКУЛЯРНЫХ ТЕСТОВ
Фролов А.В., Гуль Л.М., Снежицкий В.А.*, Латышев С.И.
Республиканский научно-практический центр “Кардиология”, Гродненский
медицинский университет*, Беларусь
Неоспоримо возрос диагностический потенциал математических методов обработки
электрокардиограммы -“золотого”метода кардиологии. Например, сформировано отдельное
направление по клиническому применению метода вариабельности сердечного ритма (ВСР),
который оценивает динамику взаимодействия отделов вегетативной и центральной нервной
регуляции (M.Malik et al,1996; Р.М.Баевский с соавт., 1968...2006[1-5].
Метод ВСР
зарекомендовал себя как маркер восстановления больных ИБС после операций АКШ, при
лечении больных АГ, в спортивной медицине [12,13]. Тем не менее, применение ВСР при
стрессах пока не развито из-за существующей проблемы нестационарности и отсутствия
соответствующего программного обеспечения. Требования: механизм моделируемого стресса
должен влиять на разные отделы вегетативной и нейрогуморальной регуляции, время его
действия должно быть ограниченным. Моделируемая нагрузка должна быть согласована с
характеристиками исследуемого объекта. Простой математической моделью регуляции
сердечного ритма является низкочастотный фильтр с полосой пропускания от 0 до 0,5 Гц.
Следовательно,
для получения адекватного отклика необходимо моделировать сигналы,
частотный спектр которых пересекает спектр модели (П.Эйкхофф,1975) [14]. По реакции
организма могут быть выделены 5 типов вегетативной реактивности: повышенная,
нормальная, сниженная, парадоксальная и отсутствие реакции (А.М. Вейн, 2003) [6].
Цель исследования: разработка и клиническая апробация программного обеспечения для
кардиоваскулярных тестов под контролем динамики параметров ВСР.
Апробированы классические ортопробы, а также оригинальный тест на базе поворотного
стола и изометрическая нагрузка, выполняемая с помощью электронного эргометра ПИН-01.
В таблице 1 перечислены применяемые кардиоваскулярные тесты.
Разделим их на две группы:. активизирующие симпатический отдел регуляции
(активная Аоп и классическая пассивная Поп ортопробы, велоэргометрическая проба Вэп,
изометрическая проба Ип ) и активизирующие парасимпатический отдел регуляции
(модифицированная ортопроба “качающийся стол” Моп, проба Вальсальвы Пв и
форсированное дыхание Фд).
При
активной
активизируется
весь
и
пассивной
комплекс
ортопробах,
симпатической
а
также
при
иннервации
велоэргометрии
сердца,
включая
барорецепторы венечных артерий, артериальные рецепторы, а также хеморецепторы
ветвей коронарных артерий.
При диагностике больных с высокой стадией патологии, в
периоды обострения или при нарушениях опорно-двигательного аппарата традиционная
Вэп противопоказана. В такой ситуации рекомендована изометрическая проба Ип. Она
диагностически значима при выявлении нарушений коронарного
и сократительного
резерва у больных ИБС с высоким классом стенокардии напряжения, для выявления
гипертензивных реакций и для диагностики скрытой (латентной) левожелудочковой
недостаточности [7,11]. Ип выявляет способность периферических сосудов к сокращению,
то есть симпатическую компоненту вегетатики, оценивает состояние симпатического
эфферентного пути. Ип более щадящая, чем Вэп, может без особого риска проводиться у
больных с тяжелой стенокардией и острыми формами ИБС. Все перечисленные тесты
преимущественно активизируют симпатоадреналовый контур регуляции. К тестам,
активизирующим вагусный контур, относятся пассивная модернизированная ортопроба
Моп, проба Вальсальвы Пв и форсированное дыхание 6 мин-1 Фд Моп выполняется с
помощью поворотного стола, разработанного в Гродненском кардиоцентре [9,10].
Конструкция предусматривает угол подъема от 0 до 900, угловая скорость подъема-спуска
варьируется
В исследование включены здоровые, больные НЦД, артериальной гипертонией
АГ и ишемической болезнью сердца ИБС, количество и распределение по тестам в
Таблице 2.
Разработано программное обеспечение “Бриз-2М”,
анализирующее динамику
параметров ВСР при выполнении кардиоваскулярных тестов. Фиксировались параметры
ВСР в фазе исходного состояния, на высоте нагрузки и в фазе релаксации. С помощью
“временного окна” вырезались активные участки переходных процессов, что уменьшало
влияние фактора нестационарности.
Всю гамму динамики параметров ВСР
симпатической
иннервации
“С”
–
это
сформировали в группы. Активность
ЧСС+,
SDNN-,
MxdMn-,
Amo+,
LF+,
парасимпатической “ПС”- ЧСС-, SDNN+, MxdMn+, Amo-,HF+ и центральной регуляции
“Ц”- VLF+. Параллельная активизация отделов трактовалась как смешанная реакция. По
Вейну интерпретировали приращения параметров более 50 % от исходных значений как
гиперреактивность, от 10 до 50 % - нормореактивность, менее 10 % - гипореактивность.
Колебания < 5 % трактовали как отсутствие реакции или “вегетативная денервация”.
Более строгие границы можно установить при увеличении репрезентативности
клинических данных. Если проводятся симпатические тесты (Аоп, Поп, ВЭП, Ип),
адекватной, естественно, считаем реакцию с доминированием активности симпатического
отдела регуляции в пределах 10-50 %. При параллельном повышении центральной
компоненты на 10-50 % реакцию понимаем
как адекватную
центральную. Если
центральная компонента не увеличилась выше 10 % , имеем адекватную автономную
реакцию.
Наконец,
если
наблюдается
уменьшение
симпатической
компоненты,
фиксируем парадоксальную реакцию.
Так при активной и пассивной ортопробе получили следующее распределение
реакций по типам в процентах (см. Таблица 3). Видно, как по мере роста класса патологии
растет доля неадекватных кардиоваскулярных реакций.
Классические Аоп и Поп имеют один иммобилизирующий фактор гравитации. При
Моп использовали качающийся стол, которому придавали циклическое движение с
угловой скоростью 40/мин. Сравнивались группы больных, имеющих в анамнезе АГ, ИБС,
ПМК. Данные обработаны методом Манна-Уитни. Если при Поп получена симпатическая
реакция, т.е. SDNN достоверно уменьшилось на 17,0 % (p<0,005), LF/HF увеличилось на
9,3 % (p<0,001) то при Моп, наоборот, парасимпатическая, тот же параметр SDNN
достоверно увеличился на 49,7 % (p<0,001),.а LF/HF уменьшилось на 15,1 % , но с низкой
достоверностью.
Нужно
отметить,
что
Моп
вызывает
постоянное
напряжение
регуляторных механизмов, вследствие плавного изменения вектора гравитации. Проба
легко переносится пациентами, нет опасности травмы при синкопе.
При выполнении Вэп здоровыми и больными
СН ФК I-II получены реакции
симпатического типа с повышением SDNN на 16-24 % в сравнении с исходным уровнем
(p<0,001). У больных с постинфарктным кардиосклерозом реакция на физическую
нагрузку практически отсутствовала.
Ип, проведенная у 43 испытуемых, дала неоднозначную вегетативную реакцию
(см. Таблицу 4).
У здоровых лиц и даже у больных АГ есть резервы симпатической регуляции и
реакция
преимущественно происходит по симпатическому типу. У больных ИБС
симпатоадреналовая система истощена, поэтому чаще встречается смешанный либо
парасимпатический варианты.
Проба Вальсальвы Пв и проба с форсированным дыханием Фд отражают резервы
парасимпатического контура регуляции сердечного ритма.
Предложена клиническая интерпретация результатов кардиоваскулярных тестов
на базе классификации Вейна и динамики параметров ВСР. Пробы интерпретируются как
повышенная (гипер), адекватная (нормо), сниженная (гипо), отсутствие реакции
(“вегетативная денервация”) и парадоксальная (нелинейная). Все варианты клинической
интерпретации кардиоваскулярных тестов с симпатической активацией сведены в
Таблицу
5.
Согласно
данной
классификации
для
обследуемого
наиболее
предпочтительны адекватные симпатические реакции,
при снижении резервов
симпатического отдела регуляции получим гипореактивный вариант и в пределе отсутствие реакции, то есть полное исчерпание возможностей хронотропной сердечной
регуляции. Гиперреактивная и парадоксальная реакции нуждаются в более тонкой
интерпретации с привлечением методов нелинейной динамики.
При проведении парасимпатических тестов (Моп, Вальсальва, форсированное
дыхание) адекватной считаем реакцию с повышением активности парасимпатического
отдела регуляции в пределах 10-50 %. Параллельное повышение центральной компоненты
на 10-50 % интерпретируем как адекватную центральную реакцию. Если центральная
компонента не увеличивается более 10 %, получим адекватную автономную реакцию. При
увеличении парасимпатической компоненты на 5-9 % результат будем трактовать как
гипореактивный вариант, а менее 5 % - отсутствие вегетативной реакции. Наконец, если
наблюдается уменьшение парасимпатической компоненты, имеем парадоксальную
реакцию
согласно
А.Вейну.
Все
варианты
клинической
интерпретации
кардиоваскулярных тестов с парасимпатической активацией приведены в Таблице 6. По
этой классификации
для испытуемого наиболее выгоды адекватные варианты,
при
снижении резервов парасимпатического отдела регуляции получим гипореактивный
вариант и в пределе отсутствие реакции, то есть полное исчерпание резервов тормозящих
отделов хронотропной сердечной регуляции. Гиперреактивная (повышение ПС > 50 %) и
парадоксальная реакции (снижение ПС) нуждаются в более тонкой интерпретации
нелинейными методами.
Во группах больных АГ и ИБС мы часто наблюдали парадоксальные реакции на
кардиоваскулярные тесты. Это значит, что активизация регуляторных механизмов
происходит не классически. Такие случаи
можно отнести к нелинейным процессам,
происходящим в системе регуляции сердца. Трактовка подобных реакций на языке
методов нелинейной динамики представляет значительный интерес.
Разработанный нами подход позволяет синтезировать обширный, многомерный,
цифровой материал в рамках общепринятой клинической терминологии. Динамика ВСР
при кардиоваскулярных тестах объективно отражает функциональные возможности
автономных и нейрогуморальных регуляторных систем организма. Симбиоз простоты
выполнения тестов и полной автоматизации расчетов формируют условия для широкого
применения выполненного исследования в клинической функциональной диагностике и
при профотборе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Malek M. et al. Heart Rate Variability. Standards of measurements, physiological
interpretation and clinical use // Europ.Heart J. -№17.-1996.-P.364-381.
2 Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного
ритма при использовании различных элекрокардиографических систем: (методические
рекомендации МЗ РФ), Москва, 2000.- 30 c.
3 Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного
ритма при использовании различных электрокардиографических систем: Методические
рекомендации.- Челябинск, 2002.- 64 c.
4 Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение.
Под ред. Р.М.Баевского и Н.И.Шлык.- Ижевск. – 2003. – 256 с.
5 Вариабельность сердечного ритма: от смелых идей до практического применения. В сб.:
Вiсник Харкiвского нацiонального унiверситету iм.В.Н.Каразiна № 581 Медицина, випуск
5.
Под.ред.
М.I.Яблучаньского..Харкiв.
–2003.
–94
c.
6 Вегетативные расстройства. Клиника, диагностика, лечение. Под ред. А.М. Вейна.Москва, 2003.
7 Модифицированный метод кистевой изометрической нагрузки для оценки коронарного
и сократительного резерва у больных ИБС с высоким классом стабильной стенокардии,
нестабильной стенокардии и инфарктом миокарда // Методические рекомендации
(Полонецкий Л.З., Гелис Л.Г.,Станкевич В.И. и др.). - Минск,1994. - 21 c.
8 Сидоренко Г.И., Павлова А.И., Нечесова Т.А.,Фролов А.В., Антонович М.Н. Новый
психофизиологический тест «информационная проба» и возможности его использования в
кардиологии// Кардиология.-№5.-1984.- С.63-67.
9 Снежицкий В.А. Модель поворотного стола для тилт - теста // Медицинские новости.2003.- №5.- C.69-71.
10 Снежицкий В.А. Адаптационные реакции организма при проведении пассивной
ортостатической и модифицированной пробы у больных с нормальной и нарушенной
функцией синусового узла // Медицинская панорама.- №3.-2004.-C.9-13.
11 Станкевич В.И., Горбуз И.К/ Эргометр-тренажер для кистевых нагрузочных проб// мат.
Межд.конф.”Медэлектроника-2003”.-Минск,2003. - C.38412 Фролов А.В., Цехмистро Л.Н. Особенности вегетативной регуляции у представителей
академической гребли // “Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно—
сосудистой системы”. – Москва, 2004.- C.385-389
13 Шугай И.Д.,Фролов А.В., Цапаева Н.Л. Динамика параметров ВСР у больных после
кардиохирургического вмешательства // сб.докл.5 научн.практ.конф. “Диагностика и
лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы”. – Москва, 2003.- C.114118.
14 Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления / М., Мир.-1975.-682 c.
Таблица 1
Типы кардиоваскулярных нагрузок
Тип нагрузки
Обозначение
Активная ортопроба
Классическая
пассивная ортопроба
Велоэргометрическая
проба
Изометрическая проба
Аоп
Поп
Проба “качающийся
стол”
Проба Вальсальвы
Форсированное
дыхание 6 мин-1
Моп
Активизируемый
канал регуляции
Симпатикоадреналовый
Вэп
Ип
Вагусный
Пв
Фд
Противопоказания
ИМ в (под) остром
периоде, нестабильная
стенокардия, частая
политопная
экстрасистолия,
гипертонический криз,
синкопе
ИМ в (под) остром
периоде, нестабильная
стенокардия,
гипертонический криз
Таблица 2
Материал исследования
№
1
Тип
нагрузки
Аоп
Всего проб
2
Вэп
135
3
Поп, Моп
77
4
Ип, Пв, Фд
53
45
Распределение по группам
Средний возраст
Здоровые и больные НЦД – 22
Больные ИБС
- 23
Здоровые
45
Больные СН , ФК I-II
- 45
Постинфарктный склероз - 45
ИБС, без ДСУ
- 42
ИБС и ДСУ
- 35
Здоровые
- 19
38  4
41  3
46  12
Больные АГ
- 12
40  7
Больные ИБС
- 22
45  8
51  1
53  8
32  16
34  16
35  12
Сокращения:
АГ – артериальная гипертония, НЦД – нейроциркуляторная дистония,
ИБС - ишемическая болезнь сердца, ФК – функциональный класс, ДСУ – дисфункция
синусового узла.
Таблица 3
Частота типов кардиоваскулярных реакций в процентах при проведении Аоп и Поп
Тип реакции
Симпатический
Смешанный
Парасимпатический
Здоровые
50,0
40,0
10,0
Больные НЦД
66,6
16,7
16,7
Больные АГ
50,0
50,0
-
Больные
ИБС
47,8
30,4
21,8
Таблица 4
Частота типов кардиоваскулярных реакций в процентах при проведении Ип
Тип реакции
Симпатический
Смешанный
Парасимпатический
Здоровые
50,0
35,7
14,3
Больные АГ
36,4
18,1
45,5
Больные
ИБС
16,7
33,3
50,0
Таблица 5
Клиническая интерпретация кардиоваскулярных тестов симпатического типа (Аоп, Поп,
ВЭП)
 С, %
 ПС, %
 Ц, %
Тип реакции
+ (> 50)
-/0
+ ( > 50 )
Гиперреактивная
+ (10-50)
-/0
+ (10-50)
Адекватная центральная
+ (10-50)
-/0
< 10
Адекватная, автономная
+ (5 – 9)
-/0
< 10
Гипореактивная
<5
<5
+ /Отсутствие реакции
+/+/Парадоксальная
Сокращения:  С,  ПС,  Ц – приращения блоков параметров симпатической,
парасимпатической и центральной активности в % относительно исходных значений; +, -,
0 –положительное, отрицательное и нулевое приращение; так как в блоки симпатической
и парасимпатической регуляции входят по 5 параметров, рекомендуется использовать их
медианные значения.
Таблица 6
Клиническая интерпретация кардиоваскулярных тестов парасимпатического типа
(качающийся стол, проба Вальсальвы, форсированное дыхание)
 С, %
 ПС, %
 Ц, %
Тип реакции
-/0
+ (> 50 )
+/ -(>50 )
Гиперреактивная
-/ 0
+ (10-50 )
- (10-50 )
Адекватная автономная
-/0
+ (10-50 )
+ (10-50 )
Адекватная,центральная
-/0
+ (< 9 )
+/.-(< 9)
Гипореактивная
+/+/Парадоксальная
Сокращения: те же, что для таблицы.5