Ключевые слова вегетативная нервная система, вариабельность сердечного ритма, ваготоническая дисфункция синусового узла, синусовый ритм, пассивная ортостатическая проба | Key words autonomic nervous system, heart rate variability, autonomic sinus node dysfunction, sinus rhythm, passive orthostatic test |
Аннотация С целью изучения влияния пассивной ортостатической пробы на показатели вариабельности сердечного ритма у больных кардиологического профиля обследован 61 пациент, в том числе 30 больных с ваготонической дисфункцией синусового узла. | Annotation To study the influence of the orthostatic test on the indices of the heart rate variability in the patients with autonomic sinus node dysfunction, 61 cardiovascular patients were examined including 30 patients with the autonomic sinus node dysfunction. |
Автор Снежицкий, В. А. | Номера и рубрики ВА-N33 от 05/02/2004, стр. 28-33 /.. Оригинальные исследования |
Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) в последние десятилетия широко используется в кардиологических исследованиях [1, 8, 13, 17, 18]. Определение показателей ВСР основано на оценке последовательных интервалов R-R синусового происхождения и обеспечивает получение количественной информации о модулирующем влиянии на сердце парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС) [3, 6, 7, 19, 20]. В настоящее время считается общепринятым использование данного метода для выявления пациентов с высоким риском неблагоприятного исхода среди лиц с инфарктом миокарда, хронической сердечной недостаточностью, диабетической полинейропатией и некоторыми другими заболеваниями [5, 18, 20, 21, 23]. В то же время, имеется мало исследований посвященных оценке интегральной функции синусового узла и такой патологии как дисфункция синусового узла (ДСУ) [2, 4, 8]. Существенную дополнительную информацию при определении функционального состояния организма, позволяющей оценить реактивность автономной нервной системы и вегетативное обеспечение деятельности организма, получают при проведении анализа ВСР в условиях функциональных проб [8].
Ортостатическая проба (ОП) является одной из наиболее часто применяемых функциональных проб в оценке адекватности процессов адаптации к переходу в вертикальное положение и реактивности обоих отделов ВНС [2]. Как правило, с этой целью применяют активную ортостатическую пробу. Пассивный вариант ортостатической пробы, предложенный в середине 80-х годов R.A.Kenny et al. [16], в настоящее время является «золотым стандартом» в диагностике ортостатических расстройств. Однако применяется она чаще для диагностики нейрокардиогенных синкопе. Влияние же пассивной ОП на показатели ВСР у больных ваготонической ДСУ изучено недостаточно, хотя именно в этой группе больных проведение такой пробы патогенетически оправдано.
Цель исследования состояла в изучении влияния ортостатической пробы на показатели вариабельности сердечного ритма у больных ваготонической дисфункцией синусового узла.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Обследован 61 больной кардиологического профиля, средний возраст 34 ±15,7 года, мужчин - 36, женщин - 25. Больные были разделены на 2 группы. 1-я группа - больные не имевшие признаков нарушения функции синусового узла (СУ) (n=31), средний возраст 32±15,3 (мужчин - 18, женщин – 13). 2-я группа включала 30 больных с признаками ваготонической ДСУ, средний возраст 34±16,0 (мужчин - 18, женщин - 12. На рис. 1 представлены данные распределения больных в группах по нозологических формам.
Рис. 1. Распределение больных в группах по нозологических формам, где ИНР - идиопатические нарушения ритма, НЦД - нейроциркуляторная дистония, АГ - артериальная гипертензия, ЗМ - заболевания миокарда, ИБС - ишемическая болезнь сердца, ДСТС - дисплазии соединительной ткани сердца.
Исследование проводилось в лаборатории неинвазивной электрофизиологии Гродненского областного кардиологического диспансера. Для анализа ВСР нами использовался программно-технический комплекс «Бриз-М» [11]. Длительность регистрации ЭКГ для анализа данных составляла 5-минут. Для оценки реактивности ВНС проводилась пассивная ОП с применением поворотного стола для тилт-теста. Модель поворотного стола для тилт-теста разработана в Гродненском областном кардиологическом диспансере и изготовлена на ОАО «Белкард» [10]. Скорость подъема головного конца поворотного стола составляла 4° в секунду, угол наклона лежака стола был равен 60°. Анализ ВСР в ортостазе проводился после 5 минутного периода адаптации.
Соблюдались следующие требования [1, 2, 8] к условиям исследования ВСР: к исследованию приступали не ранее чем через 1,5-2 часа после еды, в тихой комнате, в которой поддерживается постоянная температура 20-22°С. Перед исследованием отменялись физиотерапевтические процедуры и медикаменты. Перед началом исследования больной проходил период адаптации к окружающим условиям в течение 5-10 минут. Запись ЭКГ производилась в положении лежа на спине, при ровном дыхании, в тихом спокойном помещении. В период исследования ВСР пациенту предлагалось дышать равномерно и спокойно, не делая глубоких вдохов, не кашлять, не сглатывать слюну.
Определялись следующие показатели: NN - ряд нормальных R-R интервалов с исключением экстрасистол; SDNN - стандартное отклонение NN интервалов; RMSSD - квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов NN (нормальных интервалов RR); NN50 - количество пар последовательных интервалов NN, различающихся более чем на 50 миллисекунд; pNN50 (%) - процент NN50 от общего количества последовательных пар интервалов, различающихся более чем на 50 миллисекунд, полученное за весь период записи; Мо (Мода) - наиболее часто встречающееся в данном динамическом ряде значение кардиоинтервала; АМо (амплитуда моды) - число кардиоинтервалов, соответствующих значению моды, в % к объему выборки. TI (триангулярный индекс) - интеграл плотности распределения (общее количество кардиоинтервалов), отнесенный к максимуму плотности распределения (АМо).
Математическим методом преобразования Фурье определялись спектральные компоненты: высокочастотные (High Frequency - HF), низкочастотные (Low Frequency - LF) и очень низкочастотные (Very Low Frequency - VLF). При спектральном анализе вычисляли относительное значение в процентах от суммарной мощности во всех диапазонах, вычисляли индекс вагосимпатического взаимодействия LF/HF.
Статистическая обработка данных проводилась с использованием методов вариационной статистики [9] (пакет STATISTICA). Применялись методы описательной статистики, анализ соответствия вида распределения признака закону нормального распределения. Сравнение групп по показателям проводилось методами непараметрической статистики с использованием критериев Манна-Уитни и Вилкоксона.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Основная и контрольная группы не различались (p>0,05) по возрасту, полу, нозологическим группам. В табл. 1 представлены данные описательной статистики в по группам 1 и 2 до и во время ОП.
Таблица 1. Показатели ВСР до и после ортостатической пробы.
Показатели |
Исходно (фоновая запись) |
Ортостатическая проба |
p | ||
1-я группа |
2-я группа |
1-я группа |
2-я группа | ||
MIN мс |
728,3±139,8 |
899,2±157,1 |
522,7±115,7*** |
607,1±177,2*** |
0,000106 |
MAX мс |
1053,9±166,7 |
1302,4±146,1 |
776,1±140,1*** |
944,2±159,5*** |
0,000002 |
MED мс |
901,5±155,7 |
1108,5±153,1 |
629,0±121,9*** |
757,4±142,3*** |
0,000014 |
SDNN мс |
56,66±22,9 |
82,69±34,2 |
45,97±18,2** |
54,10±21,5*** |
0,000870 |
RMSSD мс |
44,94±25,3 |
84,93±38,7 |
21,84±13,1*** |
26,62±12,9*** |
0,000130 |
SDSD мс |
44,92±25,3 |
84,60±39,5 |
21,81±13,1*** |
26,76±13,2*** |
0,000212 |
NN50 |
30,24±26,4 |
59,84±30,4 |
12,58±23,3*** |
17,40±21,3*** |
0,001253 |
pNN50 % |
9,46±8,6 |
22,82±13,0 |
2,77±5,1*** |
4,02±4,8*** |
0,000149 |
MO мс |
905,5±168,9 |
1139,6±174,8 |
627,5±120,7*** |
758,4±153,2*** |
0,000008 |
AMO |
37,31±16,1 |
25,64±18,2 |
56,75±24,2*** |
47,72±21,6*** |
0,000415 |
pAMO % |
10,42±3,45 |
8,71±4,9 |
15,38±22,7 |
11,41±4,7*** |
0,005811 |
TI ед. |
10,61±3,5 |
13,58±4,5 |
9,68±3,18 |
9,88±3,02*** |
0,005967 |
HF % |
36,78±6,2 |
43,20±8,3 |
33,00±10,1 |
29,45±6,5*** |
0,001573 |
LF % |
31,23±5,2 |
30,67±5,4 |
24,24±6,4*** |
27,68±11,3* |
0,793860 |
VLF % |
31,95±6,5 |
27,18±8,1 |
42,74±9,2*** |
44,58±8,3*** |
0,010770 |
LF/HF |
0,88±0,24 |
0,73±0,17 |
0,81±0,34 |
1,00±0,54** |
0,042214 |
где: p(1-2исх) – вероятность ошибки при сравнении групп по исходным данным (для критерия U Манна-Уитни), * - статистически значимые различия при сравнении групп (влияние ОП) по критерию Вилкоксона (p<0,05), ** - статистически значимые различия при сравнении групп (влияние ОП) по критерию Вилкоксона (p<0,01), *** - статистически значимые различия при сравнении групп (влияние ОП) по критерию Вилкоксона (p<0,001).
По результатам тестов на нормальность распределения Колмогорова-Смирнова, Лилиефорса, и критерия W теста Шапиро-Уилка показателей ВСР, в группе 1 нормальное распределение имеют следующие показатели: MIN, MED, MO, AMO, TI, VLF, LF/HF. В группе 2 нормальное распределение имеют следующие показатели: MIN, MED, MO, NN50, pNN50, TI, HF, LF, LF/HF. Большинство оставшихся показателей имели тип распределения отличный от нормального и, как правило, были расчетного характера. Это согласуется с мнением О.Ю.Ребровой [9], указывавшей, что только 20% биомедицинских данных в действительности имеют нормальное распределение.
Сравнение групп 1 и 2 по исходным показателям ВСР проводилось с использованием критерия U по Манну-Уитни. Как видно из приведенных данных (табл. 1), группы с высокой степенью статистической значимости различались по большинству показателей ВСР. Исключение составил показатель LF, по которому значимых различий в сравниваемых группах не получено (p>0,05). У больных 2-й группы (ДСУ) получены большие значения показателей характеризующих ВСР.
Как видно из данных, представленных в табл. 1, рис. 2-4, изменения показателей ВСР в 1-й группе до и после ОП были статистически значимы (p<0,05) для большинства параметров, за исключением pAMO, TI, HF, LF/HF. Направленность изменений была следующей: уменьшение величин MIN, MAX, MED, MO обусловлены увеличением частоты сердечных сокращений в ответ на ортостаз, увеличение АМО характеризует «централизацию» ритма. Изменение показателей SDNN, RMSSD, SDSD отражает снижение ВСР в ортостазе в целом. Из показателей спектрального анализа отмечено статистически значимое уменьшение LF и VLF. Соотношение LF/HF в группе 1 в ортостазе статистически значимо не изменилось.
Рис. 2. Показатели временного анализа ВСР при ОП.
Рис. 3. Показатели спектрального и геометрического анализа ВСР при ОП.
Рис. 4. Показатели временного анализа ВСР при ОП.
Как видно из данных представленных в табл. 1, рис. 2-4, у больных ваготонической ДСУ (2-я группа), в ортостазе статистически значимо изменились все показатели ВСР. Степень выраженности этих сдвигов больше, направленность изменений показателей ВСР аналогична таковым в 1-й группе.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Для одного из основных показателей ВСР характеризующего общую вариабельность ритма сердца, отражающего суммарный эффект влияния на СУ симпатического и парасимпатического отделов ВНС [19,23] - SDNN, среднее значение в исходном состоянии составило 56,66±22,9мс в 1-й группе, и 82,7±34,2 в группе больных с ДСУ. Значения этого показателя могут зависеть от многих факторов, в частности, от основного заболевания. По литературным данным [3] у больных артериальной гипертензией (АГ) SDNN снижен - 38,1±4,1 мс, у больных ИБС со стабильной стенокардией напряжения [12] показатель SDNN, был 32,8±3,9 мс, с острым коронарным синдромом - 39,3±9,8 мс. Среднее значение SDNN у здоровых людей составляет: до 25 лет - 70±10 мс, 26-40 лет 60,1±6 мс, старше 40 лет - у мужчин 60±8 мс, у женщин - 50±4 мс [2]. По мнению ряда авторов [9, 13, 14] величина SDNN зависит так же от возраста и частоты сердечных сокращений.
В работе B.Kuch et al. [17] изучено значение показателей ВСР при применении краткосрочных записей у 149 мужчин и 137 женщин среднего возраста, отобранных путем рандомизации из общей популяции. Показатели спектрального анализа ВСР были в сильной обратной ассоциации с возрастом и ЧСС у лиц обоего пола с более значимым эффектом ЧСС на ВСР у женщин. Данные многофакторного анализа выявили показатели ЧСС и возраста как независимые предикторы ВСР. По данным H.Bonnemeier et al. [14] в исследовании 166 здоровых добровольцев методами временного и геометрического анализа во время амбулаторного холтеровского мониторирования ЭКГ получены результаты свидетельствующие о снижении влияния вагусного воздействия на сердце с увеличением возраста. Отмечены изменения показателей ВСР различной степени и в зависимости от пола обследованных добровольцев при увеличении возраста.
Аналогом SDNN отражающим способность синусового узла к концентрации сердечного ритма является показатель RMSSD. Среднее значения показателя RMSSD по нашим данным составило 44,9±25,3 мс у больных 1-й группы, и 84,9±38,7 мс у больных ДСУ. Авторами [2] получено среднее значение этого показателя у здоровых людей до 25 лет 49±15,23 мс. У больных АГ отмечено снижение RMSSD - 25,2±3,3 мс [3].
Показатели NN50 и pNN50 отражают степень влияния парасимпатической нервной системы на сердечный ритм и эти величины возрастают при усилении тонуса этого отдела ВНС. Как видно из табл. 1 величина pNN50 составила 9,46±8,6% в 1-й группе и 22,8±13,0 % у больных ДСУ (2-я группа). В литературе приводятся данные по значениям этого показателя: среднее значение pNN50 у здоровых людей до 25 лет 29±19,55% [2], у больных АГ [3] pNN50% снижен - 7,6±2,7%.
HF% - относительное значение мощности волн высокой частоты отражает активность парасимпатического кардиоингибиторного центра продолговатого мозга. У обследованных нами больных среднее значение HF% - 33,0±10,06% в 1-й группе и 29,5±6,5% - во 2-й группе. По данным авторов [12] у больных ИБС со стабильной стенокардией напряжения показатель HF% был 38,6±6,5%, с острым коронарным синдромом - 41,3±13,9%. Среднее значение HF% у здоровых людей 35±14,74% [2].
LF% - относительное значение мощности волн низкой частоты, отражает активность симпатического центра продолговатого мозга (кардиостимулирующего и вазоконстрикторного). В 1-й группе обследованных нами больных среднее значение LF% составило 24,2±6,4%, во 2-й группе - 27,7±11,3%. Н.Л.Цапаевой и соавт. [12] у больных ИБС со стабильной стенокардией напряжения получены значения показателя LF% в исходном состоянии 23,8±4,1%, с острым коронарным синдромом - 21,3±4,8%. Для здоровых людей в работе [2] приводится норматив показателя LF% 34±9,04%.
LF/HF - коэффициент вагосимпатического баланса, отношение мощности волн низкой частоты к мощности волн высокой частоты. У больных 1-й группы получено среднее значение LF/HF - 0,81±0,3, во 2-й группе 1,0±0,54. В работе [12] приводятся данные для больных ИБС со стабильной стенокардией напряжения - показатель LF/HF был 0,63±0,14, с острым коронарным синдромом - 0,57±0,21. Среднее значение LF/HF у здоровых людей 0,7-1,5 [2].
Больные 2-й группы (ДСУ) отличались от контрольной большими значениями показателей характеризующих ВСР (т.е. имеет место повышенная ВСР), большими значениями показателей отражающих тонус парасимпатической нервной системы, а значит и обусловлены они ваготонией. При оценке показателей ВСР у больных с синдромом слабости СУ и ваготонической ДСУ И.М.Ворониным и соавт. [4] показано, что при органической патологии СУ наблюдается достоверное уменьшение вариабельности и увеличение удельного веса спектра низких частот, а при ваготонической дисфункции увеличиваются ВСР и спектр высоких частот.
Влияние ОП на показатели ВСР проявилось в группах 1 и 2 похожими реакциями (рис. 2-4), в целом свидетельствующими об уменьшении ВСР (соответственно SDNN на -18 и -34%, RMSSD на -51 и -68%, pNN50 на -70 и -82%, TI на -8 и -27% ), увеличении ЧСС (MED на -30 и -31%) и централизации ритма (AMO на +52 и +86%, pAMO на +47 и +30%). Динамика указанных выше показателей была однонаправленной, но более выраженные сдвиги получены у больных 2-й группы.
Несколько иная картина отмечается при спектральном анализе. Для оценки влияния ОП на показатели ВСР при использовании метода спектрального анализа из обработки исключался нестационарный участок записи. Согласно приведенным выше данным влияние ОП на данные показатели в изучаемых группах получены различные реакции. Так, в 1-й группе не отмечено статистически значимых изменений HF% и LF/HF, тогда как во 2-й группе реакция этих показателей характеризовалась статистически значимым уменьшением HF (p<0,001), и увеличением индекса LF/HF (p<0,01). Таким образом, в результате воздействия ОП, вагосимпатический баланс вследствие большей реактивности HF (-31%) у больных 2-й группы, характеризуется преобладанием симпатической составляющей. В обеих группах увеличился показатель VLF (p<0,001).
Полученные нами из литературных источников сведения по данному вопросу противоречивы. Так по данным И.В.Бабунц и соавт. [2], в норме при ОП происходит снижение мощностей всех компонентов спектра, однако снижение мощности низкочастотных компонентов выражено в наименьшей степени. По данным В.М.Михайлова [8] в группе практически здоровых лиц молодого возраста показатель LF несколько увеличивается, в результате показатель LF/HF может значительно возрастать. В работе J.Freitas и соавт. [15] приводятся данные, что в результате ортостатического стресса наблюдались прирост ЧСС на 15%, LFnu - на 32%, уменьшение HFnu на 115% (nu - нормализованные единицы спектральной мощности). Возможно, данные расхождения в результатах обусловлены различными группами пациентов и методологическими подходами. К примеру, ранее A.Malliani et al. [22] предложили использовать для оценки реакции ВНС при ОП в качестве наиболее информативных показателей RR, LFnu, и HFnu в комбинации с математическим анализом.
В целом, полученные данные согласуются с результатами исследований других авторов, и теоретическими физиологическими подходами к интерпретации показателей ВСР [2, 3, 6, 8, 14, 17].
ВЫВОДЫ
1. Исходные показатели временного, спектрального и геометрического анализа ВСР у больных ваготонической ДСУ отличаются большими значениями и характерны для состояния гиперпарасимпатикотонии.
2. Под влиянием ортостатической пробы в обеих группах наблюдается уменьшение интегральных показателей ВСР, характеризующих ее в целом. Изменения показателей обусловлены увеличением ЧСС, централизацией ритма.
3. Изменения спектральных показателей ВСР под влиянием ортостатической пробы у больных с ваготонической ДСУ отличается от группы сравнения статистически значимым уменьшением HF% и увеличением индекса LF/HF, что отражает преобладание активности симпатической составляющей ВНС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др.Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2001; 24: 66-85.
2. Бабунц И.В., Мириджанян Э.М., Мшаех Ю.А. Азбука вариабельности сердечного ритма.- Ставрополь. 2002.- 112 с.
3. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения // Ультразвуковая функциональная диагностика 2001; 3: 108-127.
4. Воронин И.М., Говша Ю.А., Истомина Т.А., Белов А.М. Вариабельность и спектральный анализ сердечного ритма в диагностике дисфункций синусового узла // Кардиология. 1999; 10: 60-68
5. Иванов Г.Г., Сметнев А.С., Сыркин А.Л. и др. Основные механизмы, принципы прогноза и профилактики внезапной сердечной смерти // Кардиология 1998; 12: 64-73.
6. Лютикова Л. Н., Салтыкова М. М., Рябыкина Г. В. Методика анализа суточной вариабельности сердечного ритма // Кардиология 1995; 1: 45-50.
7. Миронова Т.Ф., Миронов В.А. Клинический анализ волновой структуры синусового ритма сердца (Введение в ритмокардиографию и атлас ритмокардиограмм). Челябинск, 1998. - 162 с.
8. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода. Изд. второе, переработанное и доп.: Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2002.- 290 с.
9. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М., МедиаСфера, 2002. - 312 с.
10. Снежицкий В.А. Модель поворотного стола для тилт-теста // Медицинские новости. 2003; 5: 69-71.
11. Фролов А.В., Воробьев А.П., Крупенин В.П. и др. Программно-техническое обеспечение исследований вариабельности сердечного ритма. Сборник докладов IV съезда кардиологов Республики Беларусь. - Мн.: «Телепринт», 2000.- С.268-270.
12. Цапаева Н.Л., Шугай И.Д., Константинова Е.Э. Вариабельность сердечного ритма у больных ишемической болезнью сердца. Сборник научных трудов/ Под редакцией Н.А.Манака. Вып. 2. Мн.: ООО «Лимриус», УП «Энциклопедикс», 2002.- С.182-184
13. Bigger J.T., Fleiss J.L., Steinman R.C. et al. RR variability in healthy, middle-aged persons compared with patients with chronic coronary heart disease or recent acute myocardial infarction // Circulation 1995; 91: 1936-1943.
14. Bonnemeier H., Richardt G., Potratz J. et al. Circadian profile of cardiac autonomic nervous modulation in healthy subjects: differing effects of aging and gender on heart rate variability // J Cardiovasc Electrophysiol. 2003; 14(8): 791-9.
15. Freitas J., Santos R.M., Figueiredo V. et al. Role of autonomic nervous system and hemodynamics in cardiovascular homeostasis after orthostatic stress // Rev. Port. Cardiol. 2000; 19(12): 1241-74.
16. Kenny R.A. Head up tilt: a useful test for investigating unexplained syncope // Lancet. 1989;1:1352-1355.
17. Kuch B., Hense H.W., Sinnreich R. et al. Determinants of short-period heart rate variability in the general population // Cardiology 2001; 95(3): 131-8.
18. La Rovere M.T., Pinna G.D., Hohnloser S.H. et al. Baroreflex sensitivity and heart rate variability in the identification of patients at risk for life-threatening arrhythmias: Implications for clinical trials // Circulation 2001; 103: 2072-7.
19. Lombardi F., Sandrone G., Pempruner S. et al. Heart rate variability as an index of sympathovagal interaction after myocardial infarction // Am. J. Cardiol. 1987; 60: 1239-1245.
20. Lombardi F. Clinical implications of present physiological understanding of HRV components // Card. Electrophysiol. Rev. 2002; 6: 245-9.
21. Malik M. Heart rate variability // Curr Opin Cardiol 1998; 13: 36-44.
22. Malliani A., Pagani M., Furlan R. et al. Individual Recognition by Heart Rate Variability of Two Different Autonomic Profiles Related to Posture // Circulation 1997; 96: 4143-4145.
23. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophisiology. Heart Rate Variability. Standards of measurements, Physiological Interpretation, and Clinical Use // Circulation. 1996; 93: 1043-1065.