СПОСОБ ОЦЕНКИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА
METHOD OF ESTIMATING HEART RATE VARIABILITY IN SMALL CHILDREN

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии.
В последние годы все больше в практику и научные исследования входит спектральный анализ вариабельности ритма сердца.
К показателям спектрального анализа вариабельности ритма сердца относится общая мощность спектра (TP) и три его составляющих: очень низкие волны спектра (VLF), низкие волны спектра (LF), высокие волны спектра (HF). Очень низкие волны спектра определяют метаболические и психоэмоциональные воздействия (центральный контур регуляции), низкие волны характеризуют симпатическую активность, а высокие - парасимпатическую активность автономного контура вегетативной регуляции. Однако количественная оценка спектральных волновых характеристик затруднена, в связи с тем, что при повышении симпатической активности снижается общая мощность спектра и все его составляющие, включая низкие волны спектра, и, наоборот, при повышении парасимпатической активности повышается общая мощность со всеми составляющими как высокими, так и низкими волнами спектра. Это вносит диссонанс в понимание значений того или иного показателя при оценке активности различных отделов ВНС. Чаще всего из показателей спектрального анализа используются низкие и высокие волны спектра, их соотношения. Практически не оцениваются очень низкие волны спектра, которые у детей раннего возраста составляют основную часть общей мощности спектра из-за возможной незрелости автономного контура регуляции. В связи с этим очень низкие волны спектра во многом определяют повышение симпатической активности у детей самого раннего возраста, т.к. отражают метаболические и эндокринные изменения, соответствующие этому возрасту. При этом общая мощность спектра - это суммарный показатель волновой структуры, а требуется разработать показатель, отражающий функцию вариабельности, с целью оптимального использования метода спектрального анализа и широкого внедрения его в практику здравоохранения - спектральный индекс вариабельности (СИВ, усл.ед). Требуется показатель, дающий четкое, а не косвенное представление о вариабельности ритма сердца.
В настоящее время не существует способа оценки вариабельности ритма сердца у детей раннего возраста с использованием спектрального индекса вариабельности.
Задачей создания изобретения является повышение достоверности нарушений вариабельности ритма сердца у детей раннего возраста, оценки компенсаторных реакций в ответ на нагрузку, а также адаптационных возможностей ребенка.
Результатом изобретения является повышение информативности спектрального анализа ритма сердца за счет использования интегрального показателя - спектрального индекса вариабельности, неинвазивности исследования, простоты проведения диагностики за счет применения известных приборов, возможности использования данного способа оценки как у здоровых детей, так и в крайне тяжелом состоянии, оценки адаптационных возможностей, отсутствия зависимости от антропометрических данных, возможности пересмотра лечебных мероприятий и прогноза заболевания.
Поставленная задача и указанный результат достигаются тем, что согласно изобретению способ оценки вариабельности ритма сердца у детей раннего возраста включает определение спектральных показателей вариабельности ритма сердца, при котором вегетативный тонус оценивают по показателям спектрограммы, содержащей общую мощность спектра, очень низкие волны спектра, низкие волны спектра и высокие волны спектра с последующим определением спектрального индекса вариабельности, в (усл.ед.)
2
VLF - очень низкие волны спектра, мс;
2
LF - низкие волны спектра, мс;
2
HF - высокие волны спектра, мс;
2
TP - общая мощность спектра, мс,
При этом нормой для детей 5 дней жизни составляет СИВ=769,5±33,86 усл. ед., а для детей 1 месяца жизни СИВ=595,5±26,21 усл.ед. Вариабельность ритма сердца у новорожденных в возрасте 5 дней жизни, равная 38,4±1,11 усл. ед., соответствует критическому состоянию. Спектральный индекс вариабельности определяют, как правило, при динамическом наблюдении в течение первого месяца жизни. Вариабельность ритма сердца определяют методом ВНС-спектрографии с помощью вегетотестора с программой "Полиспектр" фирмы "Нейрософт", при этом ВНС-спектрографию регистрируют в пределах от 300 до 500 кардиоциклов с параллельной записью пьезодатчиком пневмограммы.
Введение нового интегрального показателя спектрального индекса вариабельности, при определении вариабельности ритма сердца с помощью спектрального анализа, поможет точнее оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы у новорожденных и детей раннего возраста, оценить компенсаторные возможности ребенка, способность его переносить нагрузки, позволит точнее определить функциональное состояние организма ребенка, т.к. вариабельность ритма сердца является индикатором этого состояния.
Выбор метода спектрального анализа ритма сердца обусловлен тем, что в последние годы начато интенсивное применение и изучение этого метода в диагностике нарушений ритма сердца, исследовании вегетативной нервной системы и адаптационных возможностей. Но при этом чаще всего спектральный анализ используется у детей подросткового возраста или взрослых, особенностью которых является широкая вариабельность ритма. Наименее исследована вариабельность ритма сердца у детей раннего возраста и особенно у новорожденных.
Исследования проведены в возрасте 5 дней жизни и в динамике в возрасте 1 месяца жизни, т.е. наиболее ранимом и сложном для определения вариабельности ритма сердца возрасте. Исследования в возрасте 1 месяца жизни проведены с целью изучения динамики вариабельности ритма сердца по спектральному индексу вариабельности. Определять спектральный индекс вариабельности можно у детей первого месяца жизни независимо от их состояния здоровья: у родившихся здоровыми, у детей, переведенных в отделение патологии новорожденных или находящихся в критическом состоянии в отделении реанимации новорожденных.
На клинических исследованиях доказано, что вариабельность ритма сердца у тяжелобольных детей оценить трудно. Например, новорожденные в критическом состоянии имеют высокую активность симпатического отдела вегетативной нервной системы и очень низкую активность парасимпатического отдела. При этом все дети должны иметь высокую частоту сердечных сокращений (ЧСС), т.е. тахикардию, а исследование выявило, что средняя ЧСС в этой группе равна 137 ударов в минуту, не отличаясь достоверно от ЧСС детей других групп. Кроме того, у 9 (15,8%) новорожденных в критическом состоянии установлена брадикардия и только у 5 (8,8%) - тахикардия, притом, что 2/3 новорожденных потребовалось введение дофамина в дозе 5 мкг/кг/мин, т.е. кардиотонического препарата. В этих условиях оценить вариабельность ритма сердца очень сложно без расчета спектрального индекса вариабельности.
Оценка вариабельности ритма сердца по спектральному индексу вариабельности проводится следующим образом: чем ниже индекс, тем ниже вариабельность.
Вариабельность ритма сердца исследовалась методом ВНС-спектрографии с помощью вегетотестора с программой "Полиспектр" фирмы "Нейрософт" (Россия). Регистрировали от 300 до 500 кардиоциклов с параллельной записью пьезодатчиком пневмограммы с целью определения вклада вагусной активации дыхания в симпато-парасимпатический баланс. Оценивали исходный вегетативный тонус по показателям спектрограммы: общая мощность спектра (ТР), очень низкие волны спектра (VLF), низкие волны спектра (LF), высокие волны спектра (HF).
Полученные результаты обрабатывали следующими методами: определение числовых характеристик (описательная статистика); проверка принадлежности распределения элементов выборок показателей к нормальному закону по характеристикам асимметрии, эксцессу и тесту Лиллиефорса; проверка статистических гипотез для одномерных выборок осуществлялась непараметрическим критерием Вилкоксона; метод одномерного однофакторного анализа реализован в двух вариантах - параметрический (ANOVA) и непараметрический Крускал-Валлс (Kruskal-Walls). Уровень значимости определяли при р<0,05. В ходе обработки данных использовали персональный компьютер Intel Pentium II с помощью пакетов прикладных программ "Excel", "Matlab 6,5" с пакетом расширения Statistic Toolbox. Проведенное исследование показало отсутствие нормального распределения показателей вариабельности ритма сердца, в связи с чем обработка данных проведена непараметрическими методами с определением Хи-квадрата (таблица 1).
Было обследовано 188 новорожденных в возрасте 5 дней жизни. Основная группа - 55 новорожденных в критическом состоянии, лечившихся в отделении анестезиологии и реанимации. Группа сравнения - 33 ребенка без наличия жизнеугрожающих состояний, лечившихся в отделении патологии новорожденных МУЗ детской клинической больницы №1 г.Твери. В группу контроля вошли 100 новорожденных, не получавших какого-либо лечения в неонатальном периоде и выписанные из родильного дома №4 г.Твери домой в удовлетворительном состоянии. Наблюдение за детьми проводилось в течение 1 месяца жизни.
Клиническая картина новорожденных в критическом состоянии характеризовалась полиорганной недостаточностью с поражением от 2 до 6 систем у одного ребенка. Наиболее часто поражались нервная (100%), мочевыводящая (75%), дыхательная и пищеварительная (50%) системы. Со стороны нервной системы преобладали синдром угнетения, а в 40% отмечался судорожный синдром. На нейросонографии у всех детей отмечены явления отека мозга. Среди причин поражения центральной нервной системы преобладали гипоксические, которые усугублялись геморрагическими и травматическими проявлениями. Рентгенологически почти у половины новорожденных выявлена пневмония, у каждого 6-го - признаки респираторного дистресс-синдрома, у каждого 10 - ателектазы. Гипоксическое поражение почек проявлялось отечным синдромом у 2/3 детей, снижением диуреза менее 1 мл/кг/ч и повышением уровня креатинина и мочевины более чем у половины обследованных группы.
Частота сердечных сокращений у новорожденных этой группы составила 137 ударов в минуту, что не отличалось достоверно от детей других групп. При этом 9 (15,8%) новорожденных имели брадикардию, 5 (8,8%) - тахикардию, остальные - нормокардию. По показаниям 36 детям (63,2%) был назначен кардиотонический препарат дофамин в дозе 5 мкг/кг/мин для поддержания сердечной деятельности, что способствовало нормализации частоты сердечных сокращений. Продолжительность лечения в отделении анестезиологии и реанимации составила в среднем 31,9 дней.
В группе сравнения наиболее часто у детей поражалась центральная нервная система (84,8%) - церебральная ишемия II степени тяжести с различными синдромами: повышенная нервно-рефлекторная возбудимость, гипертензионный синдром, синдром угнетения. Из другой патологии была отмечена гемолитическая болезнь новорожденных, внутриутробная инфекция, пиелонефрит. Состояние детей было средней тяжести, продолжительность лечения в отделении патологии новорожденных составила в среднем 17,1 дня.
Данные спектральных показателей вариабельности ритма сердца у детей 3-х групп в возрасте 5 дней жизни представлены в таблице 1.
Таблица 1
Данные показателей ВНС-спектрографии у новорожденных 3-х групп в возрасте 5 дней жизни (М±м)
Показатели
1 группа (контроль) п=31
2 группа (сравнения) п=33
3 группа (основная) п=55
5 дней
1 месяц
5 дней
1 месяц
5 дней
1 месяц
TP, мс<sup>2</sup>
2728±343
2082±254
2473±359
2272±523
604±118 * **
1992±293
VLF, мс<sup>2</sup>
1896±254
1351±218
1790±330
1789±448
443±80,6* **
1302±210
LF, мс<sup>2</sup>
667±96
570±73,3
545±69,4
413±79,6
115±39,5 * **
529±73,1
HF, мс<sup>2</sup>
166±27,2
161±32,8
138±19,9
68,7±12,6#
45,5±13,7 * **
160±29,1
СИВ, усл. ед.
769,5±33,86
595,5±26,21
544,4±22,86
223,4±9,38#х
38,4±1,11 * **
553,2±16,04х
Примечание: * достоверность различий показателей основной группы и контрольной; ** - достоверность различий показателей основной группы и группы сравнения (все р<0,05) в возрасте 5 дней жизни; # - достоверность различий группы сравнения с основной и контролем в возрасте 1 месяца; x - достоверность различий между показателями 5 дней жизни и 1 месяца жизни.
Анализ таблицы 1 показал, что как общая мощность спектра, так и все ее составляющие у новорожденных с критическими состояниями в возрасте 5 дней жизни достоверно снижены по сравнению к таким же показателям двух других групп. Спектральный индекс вариабельности (СИВ) также наиболее низкий у новорожденных основной группы, что свидетельствует о значительном снижении вариабельности ритма у детей в критическом состоянии. При повторном исследовании в возрасте 1 месяца жизни спектральные характеристики вариабельности ритма меняются, особенно это касается детей основной группы, в которой проведенное лечение привело к существенному повышению всех показателей и спектральный индекс вариабельности практически не различается с группой здоровых, что говорит о достаточных компенсаторных возможностях детей, перенесших критическое состояние. В то же время в группе сравнения отмечается снижение спектрального индекса вариабельности, что свидетельствует о недостаточной вариабельности ритма сердца и снижении компенсаторных возможностей. Необходимо добавить, что в 3-ю группу вошли новорожденные, которые наблюдались в течение 1 месяца. А в качестве примера представлен ребенок в критическом состоянии, умерший на 25 день жизни. Спектральный индекс вариабельности этого ребенка был самым низким в возрасте 5 дней жизни.
Таким образом, проведенное исследование позволило разработать интегральный показатель для оценки спектральных характеристик вариабельности ритма сердца и с его помощью унифицировать оценку вариабельности сердечного ритма для оптимального использования метода спектрального анализа и широкого внедрения его в практику здравоохранения.
Клинический пример №1. Отделение реанимации ДГБ №1.
Самолетова (дев.) № и.б. 252/252 - основная группа.
Дата рождения: 29.01.08
Девочка от 1 беременности, 1 срочных родов, от старой первородящей женщины (39 лет). Мать во время беременности в женской консультации не наблюдалась. Ребенок родился в крайне тяжелом состоянии. Оценка по Апгар  балла. Масса при рождении 2550 гр. В 1-е сутки переведена в ОАР. С рождения на ИВЛ. Наблюдалась дисфункция ЦНС, дыхательной, мочевыделительной, гепатобиллиарной, пищеварительной, сердечно-сосудистой и системы крови. ЧСС - 86 уд/мин. За время нахождения в ОАР состояние оставалось крайне тяжелым с отрицательной динамикой. Окончательный диагноз: внутриутробная недифференцированная инфекция: менингоэнцефалит, пневмония, гепатит. ДВС-синдром. Ишемически-геморрагическое поражение ЦНС 3 степени (паренхиматозное кровоизлияние). Синдром угнетения. Кома. Кефалогематома левой теменной кости. Постгеморрагическая анемия. Ишемическая нефропатия. Респираторный дистресс тяжелой степени. Задержка внутриутробного развития по гипопластическом типу.
Данные исследования - показатели спектрограммы в 5 дней жизни:
2
2
2
2
TP-265,7 мс, VLF-188 мс, LF-51,5 мс, HF-26,2 мс, СИВ-9,55 усл.ед - практически полное отсутствие вариабельности ритма сердца. Ребенок умер 24.02.08 г. на 25 день жизни.
Клинический пример №2. Род. дом №4 г.Твери
Громов Артем, № и.р. 47/453 - контрольная группа
Дата рождения: 23.05.06.
Ребенок от 2 беременности, 1 срочных родов. Родители здоровы. Беременность протекала на фоне ОРВИ в 24 недели, угрозы прерывания, кольпит. В родах - однократное не тугое обвитие пуповины вокруг шеи, закричал сразу. Оценка по шкале Апгар 8-9 баллов. К груди приложен в родильном зале. Вес при рождении 3700, рост 53 см. Максимальная убыль массы тела к 3 суткам - 180 г. На 5 сутки состояние ребенка удовлетворительное. Грудь сосет активно. Отмечается тремор верхних конечностей и подбородка. Рефлексы новорожденных вызываются, несколько оживлены. Мышечный тонус по дистоническому типу. ЧСС 128 в 1 мин. ЧД 36 в 1 мин. Нейросонография - без патологии.
В родильном доме выставлен диагноз: церебральная ишемия I степени, синдром гипервозбудимости. Ребенок выписан домой на 5 сутки в удовлетворительном состоянии.
Данные исследования - показатели спектрограммы в 5 дней жизни:
2
2
2
2
TP-2852 мс, VLF-2072 мс, LF-635 мс, HF-145 мс, СИВ-668,9 усл.ед.
В возрасте 1 месяца. Состояние ребенка удовлетворительное. Кормится грудью через 3-3,5 часа. Вес 5100 г, ЧСС 136 в 1 мин. ЧД 36 в 1 мин.
Осмотрен врачом неврологом, диагноз - здоров.
Данные исследования - показатели спектрограммы в 1 месяц жизни:
2
2
2
2
TP-1849 мс, VLF-725 мс, LF-736 мс, HF-365 мс, СИВ-1053,3 усл.ед. Вариабельность ритма сердца увеличилась. Адаптационные резервы организма хорошие.
Преимуществом предложенного способа является высокая информативность при простом расчете, неинвазивность исследования, техническая простота исследования с помощью прибора для ЭКГ, возможность использования для детей в крайне тяжелом состоянии. Кроме того, критерии могут быть использованы для составления индивидуальной программы лечебных и реабилитационных мероприятий, полученные критерии позволяют установить наличие или отсутствие функционального резерва адаптации, диагностика компенсаторных возможностей и оценка вариабельности с помощью спектрального индекса вариабельности может быть проведена независимо от возраста.
Настоящее изобретение находится на стадии клинических испытаний.