ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ПАЦИЕНТОВ С ФИБРИЛЯЦИЕЙ ПРЕДСЕРДИЙ
USE OF SPECTRAL ANALYSIS OF HEART RATE VARIABILITY IN PATIENTS WITH ATRIAL FIBRILLATION

Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии и кардиологии.
Известен в фармакологии и кардиологии способ диагностики фибрилляции предсердий электрокардиографией (ЭКГ). Это один из методов обследования сердца с целью диагностики возможных заболеваний и отклонений в его работе. Регистрация биоэлектрической активности дает возможность получить информацию о состоянии сердечной мышцы. В 1856 г немецкими учеными И. Мюллером и Р. Келликером были впервые обнаружены электрические явления в сокращающейся сердечной мышце. Первые исследования проводились на животных. Работа велась на открытом сердце.
В труде И.М. Сеченова «О животном электричестве» 1862 года упоминается о наличии электрических явлений в сердце теплокровных животных. До 1873 года не было возможности изучать электрические импульсы сердца. Регистрация электрических потенциалов стала возможной при появлении электромера. Прибор продолжал совершенствоваться и вскоре английский физиолог А. Уоллер смог записать электрическую активность миокарда человека в 1887 году. Ученым были сформулированы основные положения электрофизиологических понятий электрокардиографии. Голландский профессор Утрехтского университета Биллем Эйнтховен создал электрокардиограф, данное изобретение дало возможность получать подробную информацию о состоянии сердца.
Виллему Эйнтховену принадлежит идея крепления электродов на руки и ноги. Ученый ввел понятие стандартных отведений от конечностей (I, II, III). В 20-х годах прошедшего столетия благодаря трудам Гольдбергера появились усиленные отведения: aVR, aVL, aVF.
Так же известен способ диагностики фибрилляции предсердий с помощью суточного Холтеровского мониторирования ЭКГ (24 часа) - это метод, разработанный Norman J. Holter в 1961 г, с помощью которого осуществляется суточное наблюдение за работой сердца. Для этого используется носимый портативный регистратор, который производит круглосуточную запись электрокардиограммы и передачу информации о работе сердца за сутки в компьютер. Специальная программа обеспечивает выявление и анализ всех видов нарушения сердечного ритма, болевых и безболевых приступов ишемии миокарда. Этот метод позволяет не только точно поставить диагноз, но и существенно повысить эффективность лечения сердечно-сосудистых заболеваний: гипертонии, инфаркта, атеросклероза, миокардитов.
К недостаткам этих способов исследований сердца следует отнести то, что при регистрации ЭКГ не проводится анализ спектральных показателей вариабельности сердечного ритма и нет оценки патогенеза различных видов фибрилляции предсердий с точки зрения оценки роли гуморальной регуляции, а также определения участия вегетативной нервной системы в хронотропной функции сердца, а при суточном Холтеровском мониторировании ЭКГ оценивается вариабельность ритма с помощью циркадного индекса, но отсутствует анализ спектральных показателей вариабельности сердечного ритма с помощью быстрого преобразования Фурье, позволяющий выявлять роль вегетативной нервной системы и гуморальной регуляции в развитии фибрилляции предсердий.
В настоящее время, наряду с анализом нарушений ритма сердца, появилась возможность количественного определения смещения сегмента ST, оценки функции электрокардиостимулятора и циклической изменяемости ритма сердца, определяемой автоматически в виде различных временных и спектральных параметров, регистрация усредненных сигналов ЭКГ при большом усилении и автоматическое измерение продолжительности интервала QT.
Способ использования спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у пациентов с фибрилляцией предсердий позволяет выявить особенности патогенеза разных видов фибрилляции предсердий, роль гуморальной регуляции, а также участие вегетативной нервной системы в хронотропной функции сердца.
Задачей изобретения явилось изучение патогенеза различных видов фибрилляции предсердий, таких как впервые возникшая фибрилляция предсердий и персистирующая форма фибрилляции предсердий, и выявление роли вегетативной нервной системы и гуморальной регуляции в хронотропной функции сердца.
Исследование, включающее спектральный анализ вариабельности сердечного ритма, который проводился согласно требованиям рабочей группы Европейского общества кардиологов и Североамериканского общества стимуляции электрофизиологии на 5-ти минутных интервалах ЭКГ, показало, что данный способ выявляет значение вегетативной нервной системы или гуморальной регуляции в развитии различных форм фибрилляции предсердий, в зависимости от длительности заболевания.
При спектральном анализе вариабельности сердечного ритма при обследовании пациентов с различными формами фибрилляции предсердий оценивались следующие статистические, геометрические и спектральные показатели вариабельности сердечного ритма:
•NN - средняя продолжительность сердечного цикла, мс (NN - означает ряд нормальных интервалов "normal to normal" с исключением экстрасистол);
• SDNN - стандартное отклонение сердечного цикла, мс;
•HRV - триангулярный индекс (величина, представляющая собой интеграл плотности распределения, т.е. отношение общего числа RR интервалов к их максимуму), характеризует общую вариабельность сердечных циклов;
•Т - общая мощность спектра колебаний интервалов RR, мс;
2
• VLF - мощность спектра интервалов RR в области очень низких частот 0,04-0,003 Гц (25-333 сек), мс;
2
•LF - мощность спектра интервалов RR в области низких частот 0,15-0,04 Гц (6,5-25 сек), мс;
•HF - мощность спектра интервалов RR в области высоких частот 0,4-0,15 Гц (2,5-6,5 сек), мс2;
•%VLF - процент колебаний очень низких частот в общей мощности спектра;
•%LF - процент колебаний низких частот в общей мощности спектра;
•%HF - процент колебаний высоких частот в общей мощности спектра;
•LF/HF - симпато-вагальный индекс, отражающий баланс симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце.
Результаты исследования способом использования спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у пациентов с фибрилляцией предсердий показали, что причины, приводящие к фибрилляции предсердий - блокада проведения, гипертиреоз, злоупотребление курением и алкоголем и сопутствующие заболевания, такие как - бронхиальная астма, сахарный диабет позволяет выявлять характерные особенности спектра вариабельности сердечного ритма у конкретного пациента с фибрилляцией» предсердий, что имеет значение для его лечения.
В проведенном исследовании были получены следующие результаты. При наличии у пациента блокады проведения, как с длительно протекающей фибрилляцией предсердий, так и с впервые выявленным приступом, наблюдалось значительное снижение доли очень низких частот (VLF) до 24% и 31%, что свидетельствует об уменьшении роли гуморальных механизмов в регуляции деятельности сердца. Соотношение доли симпатических и парасимпатических влияний оставалось примерно таким же, как и в группах пациентов без блокады проведения. Только в группе пациентов, длительно страдающих фибрилляцией предсердий, доля низких колебаний (LF) возросла, что свидетельствует об усилении роли симпатической нервной системы (Фиг. 1).
У пациента с пороком митрального клапана доля LF низких колебаний превысила высокие HF в 3 раза (Фиг. 2).
А у пациента, выкуривавшего более 30 сигарет в день и принимающего алкоголь 2-3 раза в неделю, коэффициент L/H был равен 5,22. Доля HF высоких колебаний составила всего 5% (Фиг. 3).
У пациентов с бронхиальной астмой, принимающих соответствующую бронхолитическую терапию, также наблюдалось значительное превышение симпатического отдела нервной системы над парасимпатическим. Коэффициент L/H составлял 3,7 (Фиг. 4).
Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе, включающем спектральный анализ вариабельности сердечного ритма, реализуется возможность анализа патогенеза различных видов фибрилляции предсердий и ее причины с точки зрения оценки роли гуморальной регуляции, а также определения участия вегетативной нервной системы.
В отличие от ближайших аналогов - ЭКГ и суточного Холтеровского мониторирования ЭКГ в нашем способе присутствует возможность изучения патогенеза различных видов фибрилляции предсердий с точки зрения оценки роли гуморальной регуляции и определения участия вегетативной нервной системы.
Общим для аналогов и предложенного нами способа является изучение аритмии сердца, т.е. фибрилляции предсердий.
Отличием предложенного способа и аналогов является изучение патогенеза различных видов фибрилляции предсердий, оценки роли гуморальной регуляции, а также определения участия вегетативной нервной системы в хронотропной функции сердца.
Кроме того, предложенный способ отличается тем, что анализируются причины развития фибрилляции предсердий и влияние сопутствующих заболеваний на спектральные показатели вариабельности сердечного ритма.
Сущность предложенного способа заключается в изучении патогенеза различных форм фибрилляции предсердий, гуморальной регуляции, роли вегетативной нервной системы в хронотропной функции сердца. У пациентов с различными формами фибрилляции предсердий после восстановления синусового ритма с помощью антиаритмического препарата III класса амиодарона (600 мг в вену, капельно) регистрировали ЭКГ в стандартных отведениях. Для анализа отбирали 5-ти минутные интервалы.
Пример записи ЭКГ пациента, использованный для спектрального анализа вариабельности сердечного ритма отображен на Фиг. 5.
2
2
2
2
Оценивают спектральные показатели вариабельности сердечного ритма с помощью быстрого преобразования Фурье, позволяющий оценивать роль вегетативной нервной системы, а также гуморальной регуляции в развитии фибрилляции предсердий. Рассчитывают среднюю продолжительность сердечного цикла NN (мс), его стандартное отклонение SDNN (мс), триангулярный индекс. Спектральный анализ проводят по следующим показателям: общей мощности спектра интервалов RR - Т (мс), мощность спектра интервалов RR в области очень низких частот VLF (мс), низких частот LF (мс) и высоких частот HF (мс), а также вычисляют процент колебаний очень низких частот, низких частот и высоких частот в общей мощности спектра. Кроме этого оценивают симпато-вагальный индекс LF/HF, отражающий баланс симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Предложенный способ позволяет оценить состояние вегетативной нервной системы у пациента с фибрилляцией предсердий, выявить ее роль в патогенезе заболевания и с учетом полученных данных адекватно влиять на развитие заболевания, с целью нормализации сердечного ритма.
Изобретение позволяет врачу-кардиологу проанализировать причины, лежащие в основе развития фибрилляции предсердий у конкретного пациента, учитывая сопутствующие заболевания, что позволяет адекватно влиять на нормализацию спектральных показателей вариабельности сердечного ритма, способствующую оптимизации регулирующих факторов хронотропной функции сердца.
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами.
Пример 1
Пациент, 85 лет, впервые выявленный приступ фибрилляции предсердий, гипертоническая болезнь 3 ст, 3 ст, риск 4, наличие блокады проведения (диагностический фактор).
Спектральные показатели:
2
общая мощность спектра TP 2237 мс,
2
мощность спектра в области очень низких частот VLF 706 мс (31%),
2
мощность спектра в области низких частот LF 710 мс (32%),
2
мощность спектра в области высоких частот HF 637 мс (11%),
отношение LF/HF 1,11.
У пациента после восстановления синусового ритма наблюдается снижение активности гуморальных факторов и сбалансированное влияние вегетативной нервной системы на хронотропную функцию сердца.
Пример 2
Пациент, 80 лет, впервые выявленный приступ фибрилляции предсердий, гипертоническая болезнь 2 ст, 3 ст, риск 4, наличие бронхиальной астмы (диагностический фактор).
Спектральные показатели:
2
общая мощность спектра TP 772 мс,
2
мощность спектра в области очень низких частот VLF 479 мс (65%),
2
мощность спектра в области низких частот LF 197 мс (27%),
2
мощность спектра в области высоких частот HF 51 мс (7%),
отношение LF/HF 4,19.
У пациента после восстановления синусового ритма наблюдается повышение активности гуморальных факторов и преобладание симпатических влияний на сердце.