СПОСОБ ОЦЕНКИ ХРОНОТРОПНОЙ НАГРУЗКИ СЕРДЦА
METHOD OF ESTIMATING CHRONOTROPIC HEART STRESS

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии. Длительная регистрация сердечного ритма с последующим статистическим анализом несет в себе информацию о хронотропной нагрузке сердца, которая представляет собой совокупное время работы сердца с повышенной частотой сердечных сокращений и является базовым физиологическим показателем состояния сердечно-сосудистой системы, имеет высокое клиническое и прогностическое значение (Copie X, Hnatkova К, Stanton A, et al. Predictive Pover of Increased Heart Rate Versus Depressed Left Ventricular Ejection Fraction and Heart Rate Variability for Risk Stratification After Myocardial Infarrction. J. Am Coil Cardiol 1996; 27: 270-6).
Известен способ определения нагрузки давлением, разработанный с целью количественной оценки времени, в течение которого регистрируется повышенное артериальное давление. Концепция реализуется в системах суточного мониторирования артериального давления, при этом уровень, превышающий критическое значение, называется «нагрузкой давлением», и оценивается по индексам времени, измерений, либо площади гипертензии (Кобалава Ж.Д., Котовская Ю.В. Артериальная гипертония: ключи к диагностике и лечению. Москва, 2007. - 432 с.: ил., табл.-ISBN 978-5-903274-03-1). Недостатком данного способа является невозможность оценки хронотропной нагрузки сердца, поскольку основным предназначением метода является контроль уровня артериального давления.
Из известных наиболее близким по технической сущности является способ оценки функционального состояния сердечно-сосудистой и вегетативной систем (Макаров Л.М., патент RU 2151545), при котором проводят суточное мониторирование ЭКГ и вычисление средних значений частоты сердечных сокращений в периоды бодрствования и сна, вычисляют циркадный индекс (ЦИ) как отношение среднего значения частоты сердечных сокращений в период бодрствования к среднему значению частоты сердечных сокращений в период сна. Считывают значение ЦИ от 1.24 до 1,44, которое не зависит от пола, возраста обследуемого и характера водителя ритма сердца, характеризует правильную, стабильную структуру суточного ритма ЧСС и отсутствие грубого поражения сердечно-сосудистой и вегетативной систем.
Однако этот способ не позволяет количественно описать динамику хронотропной нагрузки сердца, определяемую множественными эндогенными регуляторными воздействиями и факторами внешней среды, не отражает истинную хронотропную нагрузку, выполняемую сердечной мышцей в течение суток, что ведет к потере массива клинически значимой информации.
Техническим результатом изобретения является существенное повышение точности диагностики хронотропной нагрузки сердца при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и обеспечение количественного динамического контроля эффективности фармакологической коррекции частоты сердечных сокращений в условиях обычной физиологической активности пациента.
Это достигается тем, что в способе оценки хронотропной нагрузки сердца, основанном на проведении суточной записи ЭКГ, согласно предлагаемому изобретению хронотропную нагрузку сердца оценивают по уровню и продолжительности превышения фактической (наблюдаемой у пациента в процессе мониторирования) частотой сердечных сокращений пороговых значений частоты сердечных сокращений, рассчитанных индивидуально по предлагаемым формулам с дифференцировкой на периоды бодрствования и ночного сна:
ПЧСС-Б(уд/мин)=ЧССmax(уд/мин)×0,45,
где ПЧСС-Б - пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы бодрствования в ударах в минуту, ЧСС max - соответствующее возрасту значение максимально возможной частоты сердечных сокращений в ударах в минуту, 0,45 - коэффициент порогового уровня ЧСС;
ПЧСС-С(уд/мин)=ПЧСС-Б(уд/мин):1,24,
где ПЧСС-С(уд/мин) - пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы ночного сна в ударах в минуту, ПЧСС-Б(уд/мин) - пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы бодрствования в ударах в минуту, 1,24 - нижняя граница циркадного индекса, и выражают в процентах (долях) времени, в течение которого частота сокращений сердца превышала пороговый уровень от общего времени мониторирования.
На фиг. представлена схема, иллюстрирующая принцип определения хронотропной нагрузки через расчет порогового уровня ЧСС. Участки тренда ЧСС, находящиеся выше порогового значения ЧСС, представляют собой хронотропную нагрузку.
Способ осуществляется следующим образом. Проводится регистрация суточной электрической активности сердца по стандартной методике с использованием любых систем холтеровского мониторирования в условиях обычной физиологической активности пациента. Определение значений частоты сердечных сокращений (в ударах в минуту) проводится в автоматическом режиме по единому алгоритму, реализованному во всех системах суточной записи электрокардиограммы, и выполняется после экспертной оценки врачом правильности автоматического выделения желудочковых комплексов. Поскольку расчет частоты сокращений сердца не зависит от конфигурации QRS комплексов и места фиксации электродов - данный показатель является универсальным для всех технических систем.
Врач-эксперт идентифицирует время начала сна и пробуждения, учитывая информацию, полученную из дневника больного (который больной стандартно обязан вести в период исследования), и характерный вид тренда частоты сердечных сокращений (тренд строится в автоматическом режиме во всех системах суточного мониторирования электрокардиограммы).
На основании возраста больного рассчитывают по общепринятой в кардиологии формуле (220 - возраст больного в годах) значение максимально возможной частоты сердечных сокращений (ЧСС max(уд/мин)) для обследуемого пациента.
Рассчитывают пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы бодрствования по формуле
ПЧСС-Б(уд/мин)=ЧССmax(уд/мин)×0,45,
где ПЧСС-Б - пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы бодрствования в ударах в минуту, ЧСС max - соответствующее возрасту значение максимально возможной частоты сердечных сокращений в ударах в минуту, 0,45 - коэффициент порогового уровня ЧСС, который рассчитан на основании данных о взаимосвязи между ЧСС и смертностью при ИБС, известных из проведенных исследований: регистр CASS (n=24 913, средний возраст пациентов 53 года, критическое значение ЧСС 77 уд/мин); исследование INVEST (n=27000, средний возраст пациентов 65 лет, критическое значение ЧСС 75 уд/мин); исследование BEAUTIFUL (n=10900, средний возраст пациентов 61 год, критическое значение ЧСС 70 уд/мин). Коэффициент рассчитан как доля от максимальной для данного возраста ЧСС по следующей формуле: коэффициент=критическое ЧСС/ЧСС max. Он составил для регистра CASS: 77/(220-53)=0,46; для исследования INVEST: 75/(220-65)=0,45, для исследования BEAUTIFUL: 70/(220-61)=0,44.
Среднее арифметическое значение коэффициента порогового уровня ЧСС указанных трех исследований составило 0,45.
Рассчитывают пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы ночного сна по формуле
ПЧСС-С(уд/мин)=ПЧСС-Б(уд/мин):1,24,
где ПЧСС-С(уд/мин) - пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы ночного сна в ударах в минуту, ПЧСС-Б(уд/мин) - пороговое значение частоты сердечных сокращений в часы бодрствования в ударах в минуту, 1,24 - нижняя граница циркадного индекса, характеризующего физиологическое значение снижения частоты сердечных сокращений в ночные часы (Макаров Л.М. Особенности вариабельности циркадного ритма сердца в условиях свободной активности. // Физиология человека т.24 №2, 1998, с.56-62; патент RU 2151545).
На основании полученных пороговых значений частоты сердечных сокращений выделяют на тренде ЧСС интервалы хронотропной нагрузки, когда фактическая частота сокращений сердца превышала соответствующий пороговый уровень в часы бодрствования или в часы ночного сна (фиг.). Среднее значение хронотропной нагрузки за сутки считывают путем подсчета среднего арифметического значения хронотропной нагрузки в часы бодрствования и ночного сна. Хронотропная нагрузка может быть выражена в процентах (долях) времени, в течение которого частота сокращений сердца превышала пороговый уровень, от общего времени мониторирования.
Также она может быть представлена как площадь фигуры, ограниченная трендом частоты сердечных сокращений и прямой порогового уровня. Для исключения зависимости этого показателя от времени мониторирования целесообразно использовать показатель площади, нормированной к продолжительности времени превышения порогового значения частоты сокращений - нормированный индекс площади (уд/мин).
ПРИМЕР 1
Иллюстрацией устойчивости уровня хронотропной нагрузки в разнородных возрастных группах здоровых лиц являются данные, полученные в ходе выполненного нами обследования 84 пациентов (37 женщин и 47 мужчин, средний возраст 45±12 лет), которые были рандомизированы со стратификацией по полу и возрасту в 5 групп (20-39 лет; 30-39 лет; 40-49 лет; 50-59 лет; 60-69 лет). Медиана хронотропной нагрузки составила 38%; 90% доверительный интервал 37%-54%. Выделенные группы достоверно не отличались по уровню хронотропной нагрузки (ранговый анализ вариаций по Kruskel-Wallis, р=0,51), что объективно отражает свойства хронотропной нагрузки как физиологической константы функционирования сердечно-сосудистой системы. Следовательно, величина хронотропной нагрузки за сутки от 37% до 54% свидетельствует о нормальной хронотропной функции сердца у здоровых лиц или об адекватном медикаментозном контроле частоты сердечных сокращений у больных сердечно-сосудистой патологией.
ПРИМЕР 2
О дополнительной и качественно новой информации, которая несет для практической медицины оценку хронотропной нагрузки сердца, свидетельствует пример несоответствия динамики частотных показателей ритма используемых в существующих технических аналогах, а именно средней частоты сердечных сокращений по данным мониторирования и показателя хронотропной нагрузки. Так, у пациента А. мужчины 48 лет, с диагнозом: Гипертоническая болезнь 2 стадии, 2 степени. Риск 3 степени, на фоне лечения метопрололом в суточной дозе 100 мг, как представлено в таблице, произошло снижение средней частоты сердечных сокращений с 89 до 78 уд/мин, однако, значение хронотропной нагрузки, напротив возросло с 93% до 99%.
Таблица
«Коррекция частотных показателей ритма у больного А. на фоне лечения метопрололом с учетом значения хронотропной нагрузки»
Показатели за сутки
До начала терапии
На фоне приема метопролола 100 мг/сутки
На фоне приема метопролола 200 мг/сутки
Средняя ЧСС (уд/мин)
89
78
72
Хронотропная нагрузка (%)
93
99
32
Коррекция дозы метопролола до 200 мг в сутки позволила добиться адекватного контроля хронотропной нагрузки сердца с однонаправленным снижением и средней частотой сокращений сердца за сутки до 72 уд/мин и показателя хронотропной нагрузки до 32%.
В проведенном нами исследовании больных эссенциальной гипертонией 1-2 степени, получающих в качестве основного антигипертензивного препарата метопролол (87 пациентов, 45 мужчин и 42 женщины, средний возраст 52±8 лет) выявлены разнонаправленные изменения отдельных показателей частоты сердечного ритма и хронотропной нагрузки у 42% пациентов, что косвенно приводило к неадекватному подбору терапии.
Данный клинический пример объективно демонстрирует целесообразность практического применения оценки хронотропной нагрузки сердца, что позволяет избежать распространенных ошибочных заключений об адекватном контроле ритма и обеспечивает количественный динамический контроль эффективности фармакологической коррекции частоты сердечного ритма.