CC BY
25
УДК 616.054.4:616
Использование провокационных проб с применением методов
нелинейной динамики для оптимизации метода кардиоинтервалометрии
при оценке ритмической деятельности сердца у больных с нарушением
толерантности к глюкозе
К.С. Караханян, А.А. Демидова
Ростовский государственный медицинский университет
Аннотация: Изменения вариабельности ритма сердца наряду с электрической нестабильностью кардиомиоцитов являются признаками диабетического сердца при артериальной гипертензии и нарушениях углеводного обмена.
Ключевые слова: артериальная гипертензия, диабетическое сердце, вариабельность сердечного ритма
В последнее время были выявлены существенные взаимосвязи между вегетативной нервной системой и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, включая внезапную смерть. Экспериментальные подтверждения связи между предрасположенностью к летальным аритмиям и признаками повышенной симпатической или пониженной вагусной активности стимулировали развитие в области исследований количественных показателей вегетативной активности.
Анализ работ последних лет по различным аспектам изучения вариабельности сердечного ритма (ВСР) в норме и при различных заболеваниях показывает, что помимо классических методов анализа во временной и частотной области существует устойчивая тенденция и все больший интерес к изучению вариабельности сердечного ритма с позиций нелинейного анализа. Многообразные влияния на ВСР, включая нейрогуморальные механизмы высших вегетативных центров, обусловливают нелинейный характер изменений сердечного ритма, для описания которого требуется использование специальных методов [1].
Современное развитие методов анализа вариабельности сердечного ритма позволяет судить о том, что сердечно-сосудистая система является неким индикатором изменений в организме и позволяет выявить наличие патологий в донозологический период. А также применение новых методов анализа позволяет отойти от исследования линейных, стационарных процессов и перейти к анализу существенно нелинейных систем, со значительной долей случайных факторов, воздействующих на ритм сердца, и как следствие на общее состояние организма человека [2].
Целью работы явилось изучение чувствительности стандартных методов временного и частотного анализа и показателей нелинейной динамики в оценке вариабельности сердечного ритма (ВСР) у больных с нарушением толерантности к глюкозе (НТГ) и сахарным диабетом (СД) 2 типа на фоне автономной кардиальной нейропатии (АКН) при проведении провокационных вегетативных проб.
Обследовано 60 больных АГ с нарушением толерантности к глюкозе (НТГ) и 60 больных АГ и СД 2 типа, осложненного АКН. А также обследована контрольная группа, состоящая из 30 человек Показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) оценивали с помощью автоматизированной системы «Кармин» (г. Таганрог).
Для описания нелинейных характеристик вариабельности сердечного ритма боли применены характеристики фрактальной размерности временного ряда в динамике его изменения при проведении провокационных вегетативных проб - окклюзионной и с изометрической нагрузкой, проба Вальсальве и др. Тест с изометрической нагрузкой (максимальный жим недоминантной рукой в течение 1 мин) проводили через 30 мин после завершения пробы с реактивной гиперемией.
Сопоставление полученных данных по оценке ВСР в покое с результатами оценки вегетативных проб указывало, что в формировании
М Инженерный вестник Дона, №4, ч.2 (2014) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n4p2y2014/2653
нарушений ВСР у больных АГ и нарушением углеводного обмена заинтересованы оба отдела вегетативной нервной системы. Сопоставление полученных данных с результатами оценки вегетативных проб указывало, что в формировании нарушений ВСР у больных АГ на фоне НТГ и СД заинтересованы оба отдела вегетативной нервной системы.
Таблица 1
Частотные показатели вариабельности сердечного ритма у больных клинических групп и у практически здоровых людей контрольной группы до и после активной ортостатической пробы
Показател ь 1 группа (п=60) 2 группа (п=60) Контрольная группа (п=30)
До пробы После пробы До пробы После пробы До пробы После пробы
ТР, мс2/Гц 1002,9±22, 4 675,3±12,6 * 388,7±3, 6 199,4±3,9* 2521,5±19 ,8 1897,2±25,3 *
УЬБ, мс2/Гц 388,1±4,2 201,6±6,8 * 223,9±5, 9 152,5±6,2* 753,8±7, 9 742,3±6,9
УЬБ, % 61,4±1,4 73,1±1,9* 65,2±2, 1 78,2±2,5* 35,9±1,9 31,2±2,1
LF, мс2/Гц 220,2±8,3 59,2±4,6* 129,1±5, 5 44,7±2,9* 617,8±6, 2 856,2±17,8*
ОТ, мс2/Гц 96,2±5,9 9,3±1,2* 62,9±3, 8 12,1±1,1* 803,8±8, 5 324,4±3,8 *
ЬБ/ОТ 1,8±0,2 12,5±0,8* 2,2 ±0,4 4 ,0±0,8* 0 , 8 ±0 ,02 2 , 6±0,4*
* - достоверные различия между показатели после пробы по сравнению с исходными данными при р<0,05.
В контрольной группе после пробы наблюдали падение общей мощности спектра на 23,4%, возрастание мощности LF компоненты на 38,5%, уменьшение мощности ОТ компоненты на 57,5% и увеличение отношения LF/HF в 2,9 раза. Такая динамика свидетельствовала об усилении симпатического влияния на сердце при ортостазе.
У больных двух клинических групп после пробы происходило резкое снижение общей мощности спектра, уменьшение мощности как LF, так и ОТ компоненты. При этом отношение LF/HF несколько повышалось, что свидетельствовало о большем угнетении при пробе парасимпатического отдела ВНС, нежели симпатического. У 15 больных АГ и СД 2т (19,7%) отсутствовала реакция на ортостресс показателей спектрального анализа ВСР, что свидетельствовало о далеко зашедших стадиях диабетической нейропатии.
Таблица 2.
Частотные показатели вариабельности сердечного ритма у больных клинических групп и у практически здоровых людей контрольной группы до и после пробы с изометрической нагрузкой
Показатель 1 группа (п=60) 2 группа (п=60) Контрольная группа (п=30)
До пробы После пробы До пробы После пробы До пробы После пробы
TP, мс2/Гц 1002,9+21 ,0 723,4+9,4 388,9+7 ,5 253,2+5, 4 2522,3+28 ,4 1765,1+24,3
LF, мс2/Гц 221,5±6,8 143,6+3,8 128,5± 2,9 108,5+2, 8 618,9+4, 6 945,6+9,3
ОТ, мс2/Гц 97,9±4,2 41,2±3,3 62,8± 2,7 24,3±1, 6 805,3±3, 5 789,2±8,6
LF/HF 1,7+0,4 3,2+0,6 2,3±0, 3 4,3±0,5 0,8±0,01 1,15±0,02
* - достоверные различия между показатели после пробы по сравнению с исходными данными при р<0,05.
В контрольной группе после пробы наблюдали падение общей мощности спектра на 29%, возрастание мощности LF компоненты на 50,7% и увеличение отношения на 41,5%. При этом, уменьшения мощности ОТ практически не наблюдалось.
У больных двух клинических групп после пробы происходило снижение как общей мощности спектра, так и мощности LF и ОТ компоненты. При этом отношение LF/HF несколько повышалось. Следовательно, функциональные резервы парасимпатической нервной системы были исчерпаны. На этом фоне при выполнении пробы с изометрической нагрузкой наблюдалось относительное преобладание симпатических влияний на сердце.
Таким образом, проведение провокационных вегетативных проб с оценкой динамики спектральных показателей ВСР при диабетической кардионейропатии выявило истощение функциональных резервов парасимпатической нервной системы, снижение активности симпатической нервной системы по сравнению с исходным состоянием, но относительное преобладание симпатических влияний на сердце по сравнению с парасимпатическими.
В результате применения методов нелинейной динамики было установлено, что в спектре мощности кардиоинтервалограммы у больных АГ с НТГ и у пациентов с СД 2 т, осложненного АКН, доля непериодических
хаотических компонентов, имеющих фрактальную природу, составляла, соответственно, 64% и 84%. У больных АГ с НТГ показатель FrD сердечного ритма находился в интервале 1,0-1,2, в среднем составив 1,07+0,002. При АГ и СД 2т происходило снижение фрактальной размерности кардио-интервалограммы, что свидетельствовало об усилении непериодической хаотической компоненты кардиоинтервалограммы. Так, показатель FrD сердечного ритма колебался в диапазоне 0,70-1,0, в среднем составив 0,90±0,002. Снижение FrD у больных АГ и СД 2 т сочеталось с усилением влияния симпатических нервов на сердце. При проведении провокационных вегетативных проб показатель фрактальной мощности снижался: у больных АГ и НТГ с 1,07+0,002 до 0,88+0,002, у пациентов с АГ и СД 2т с 0,90+0,002 до 0,66+0,001. Процент снижения FrD у больных АГ и СД 2т был выше, чем у пациентов с АГ и НТГ (18,2% и 26,4%, соответственно). То есть, проведение провокационных вегетативных проб сопровождалось увеличением хаотических свойств сердечного ритма, более выраженным при усилении патологии углеводного обмена. Чем более выраженным было ослабление парасимпатических модуляций сердечного ритма и повышение симпатического тонуса в условиях проведения проб, тем выше был удельный вес хаотической перестройки сердечного ритма.
Применение методов нелинейной динамики позволяет повысить информативность кардиоинтервалометрии при оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы у больных АГ на фоне НТГ либо диабетической АКН. Использование провокационных проб при кардиоинтервалометрии расширяет возможности выявляемости ранних нарушений ритмогенеза в сердце у больных АГ на фоне НТГ либо диабетической АКН. Разработка способов проведения функционального тестирования при кардиоинтервалометрии и адекватного статистического аппарата переходных процессов создает основу для повышения
диагностической чувствительности и специфичности методики кардиоинтервалометрии.
Литература:
1. Goldberger A. Нелинейная динамика, фракталы и теория хаоса: практическое значение в области нейровегетативного контроля у больных и здоровых // Сб. научн. тр. III Всероссийского Симпозиума с международным участием «Медленные колебательные процессы в организме человека, теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики, хаоса и фракталов в физиологии и медицине». Новокузнецк. - 2001. - С.24-33.
2. Флейшман А.Н. Анализ медленных колебательных процессов в организме человека - путь в интегративную медицину. Проблемы открытых сложных систем, хаоса и нелинейной динамики в клинической физиологии // Сб. научн.тр. III Всероссийского Симпозиума с международным участием «Медленные колебательные процессы в организме человека, теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики, хаоса и фракталов в физиологии и медицине». Новокузнецк. - 2001. - С.12-23.
References:
1. Goldberger A. Nelinejnaja dinamika, fraktaly i teorija haosa: prakticheskoe znachenie v oblasti nejrovegetativnogo kontrolja u bol'nyh i zdorovyh // Sb. nauchn. tr. III Vserossijskogo Simpoziuma s mezhdunarodnym uchastiem «Medlennye kolebatel'nye processy v organizme cheloveka, teoreticheskie i prikladnye aspekty nelinejnoj dinamiki, haosa i fraktalov v fiziologii i medicine». Novokuzneck. - 2001. - S.24-33.
2. Flejshman A.N. Analiz medlennyh kolebatel'nyh processov v organizme cheloveka - put' v integrativnuju medicinu. Problemy otkrytyh slozhnyh sistem, haosa i nelinejnoj dinamiki v klinicheskoj fiziologii // Sb. nauchn.tr. III
Vserossyskogo Simpoziuma s mezhdunarodnym uchastiem «Medlennye kolebatel'nye processy v organizme cheloveka, teoreticheskie 1 prikladnye aspekty nelinejnoj dinamiki, haosa i fraktalov V fiziologii i medicme». Novokuzneck. -2001. - S.12-23.
