9. Вариабельность сердечного ритма (ВСР): море информации из 1 параметра

Все знают, что здоровое сердце должно сокращаться ритмично — через равные промежутки времени. Если мы проверим пульс, то удостоверимся в регулярных сокращениях сердца. На самом деле все сложнее. В норме постоянно наблюдаются периодические укорочения и удлинения интервалов времени между сокращениями. Такая небольшая нестабильность в промежутках называется вариабельность сердечного ритма (ВСР). В норме ВСР должна быть высокой. И наоборот, чем стабильнее (одинаковее) промежутки времени между нормальными сокращениями, тем хуже для пациента, тем выше его риск внезапно умереть. В этой статье мы разберем, что такое вариабельность сердечного ритма, из каких компонентов она состоит, как рассчитывается и для чего используется (в том числе профессиональными спортсменами для оценки требуемого периода восстановления после нагрузок).

Ранее мы разбирались, почему влияние нервной регуляции важно для деятельности сердца. Если сказать упрощенно, то замедленная или слабая реакция нервной системы создает риск ситуаций, в которых сердце недостаточно увеличит кровоток и столкнется с ишемией (недостатком кислорода). А ишемия всегда предрасполагает к аритмиям из-за электрической нестабильности миокарда (в одних частях сердечной мышцы скорость электрических процессов возбуждения и восстановления нормальная, а в ишемизированных областях эти процессы сильно запаздывают). В таких условиях рано или поздно может возникнуть жизнеугрожающая аритмия с остановкой сердца.

схема нервной регуляции сердца (вид спереди)

Деятельность сердца регулируется симпатическим и парасимпатическим отделами автономной нервной системы

Состояние автономной (вегетативной) нервной системы можно оценить по 2 параметрам:

  • вариабельность сердечного ритма (снижение ВСР увеличивает риск внезапной смерти в 3,2 раза),
  • барорефлекторная чувствительность (ее снижение увеличивает риск в 2,8 раза). На эту тему будет отдельная статья.

Здесь мы обсудим только ВСР — вариабельность сердечного ритма. ВСР можно определять в любом возрасте — от детского до старческого, у больных и здоровых. Это настолько полезный и нужный показатель, что спортсмены его используют при ежедневных тренировках. Профессиональные спортивные часы (Garmin и др.) сами считают вариабельность сердечного ритма и на ее основе после нагрузки показывают спортсмену рекомендуемое время восстановления в часах (recovery time).

 

Вариабельность сердечного ритма

Слово «вариабельность» означает «изменяемость, изменчивость, непостоянство».

Английский термин: heart rate variability (HRV).

Анализ ВСР чаще всего проводят при анализе Холтера (суточного мониторирования ЭКГ по Холтеру). Существуют и отдельные обследования ВСР, при которых ЭКГ записывается в течение 5 минут:

  • кардиоинтервалография (КИГ),
  • ритмокардиография (РКГ).

 
История ВСР

Изучение вариабельности сердечного ритма (ВСР) началось в 1965 году, когда было замечено, что при гипоксии плода (нехватке кислорода у плода во время беременности) сперва наблюдаются циклические изменения интервалов между сердечными сокращениями, и только потом изменяется сам сердечный ритм. В 1977 году выявлен повышенный риск смерти у больных с перенесенным инфарктом миокарда и сниженной ВСР. В 1996 году европейскими и американскими кардиологами утверждены стандарты использования показателей вариабельности сердечного ритма в клинической практике, в соответствии с которыми сейчас выполняется большинство исследований.

 
Понятие

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) — это естественные небольшие укорочения и удлинения интервалов между сердечными сокращениями при нормальном синусовом ритме сердца. Наше сердце не сокращается абсолютно равномерно. Последовательность промежутков времени между сокращениями не является набором случайных чисел, а имеет сложную структуру из нескольких накладывающихся друг на друга волн, отражающую регулирующее влияние вегетативной нервной системы и гуморальных факторов (например, уровень адреналина в крови) на синусовый узел сердца. Поэтому анализ вариабельности сердечного ритма дает обширную и важную информацию о состоянии вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы и организма в целом.

Для анализа ВСР у обследуемого обязательно должен быть синусовый ритм на ЭКГ (другими словами, импульсы для сокращения предсердий и желудочков должны исходить из синусового узла в стенке правого предсердия). Если у пациента другой источник ритма или имеется нарушение ритма и проводимости, это затрудняет или не позволяет рассчитать ВСР.

интервал RR на ЭКГ

Вариабельность сердечного ритма измеряется в покое по длительности интервалов RR (это продолжительность времени между двумя соседними зубцами R в нормальных сокращениях сердца). Поскольку экстрасистолы (внеочередные сокращения желудочков) всегда отбрасываются, то учитываемые интервалы RR обозначают буквами NN (нормальные).

 
Зачем организму ВСР

Колебания ЧСС (частоты сердечных сокращений) вызваны нервным и гормональным воздействием на синусовый узел: симпатические нервные импульсы ускоряют, а парасимпатические (через блуждающий нерв) замедляют ритм сердца. Главная цель регуляции ЧСС — постоянный уровень АД (артериального давления). Быстрый механизм регуляции — барорефлекс (повышенное АД уже через 1-2 секунды рефлекторно через блуждающий нерв (nervus vagus) приводит к замедлению ЧСС). О барорефлексе мы поговорим в отдельной статье. Медленный механизм — гуморальные факторы (гормоны и сосудоактивные вещества в крови), которые дают очень медленные волны сердечного ритма (менее 0,04 Гц, то есть цикл длится 25 секунд).

На вдохе ЧСС увеличивается, а на выдохе — уменьшается из-за различного притока крови к сердцу, на что реагирует парасимпатическая нервная система. Это называется дыхательной аритмией. Она считается нормой, если разница между сокращениями не превышает 10% от среднего значения. Дыхательная аритмия часто наблюдается у молодых людей и спортсменов, а с возрастом и при разных болезнях — уменьшается и исчезает. При анализе ВСР дыхательную аритмию называют дыхательными волнами.

схема регуляции деятельности сердца

Увеличение объема крови и повышение давления в крупных венах повышает ЧСС даже несмотря на рост АД (рефлекс Бейнбриджа). На ЧСС влияет и газовый состав крови, который зависит от интенсивности дыхания.

двухконтурная модель регуляции сердечного ритма

Двухконтурная модель регуляции сердечного ритма

 

Измерение ВСР

Согласно международным стандартам, интервалы R-R записывают в течение 5 минут или в течение суток (в последнем случае можно использовать данные холтера — суточного мониторирования ЭКГ по Холтеру). Для записи интервалов R-R достаточно записывать одно (любое) отведение ЭКГ. Однако даже при суточной регистрации показатели ВСР рассчитываются по каждому последовательному 5-минутному отрезку.

Почему именно 5 минут? Это связано с различными компонентами ВСР (о них ниже).

  • Для анализа высокочастотного компонента (HF) ВСР нужна запись около 1 минуты;
  • для оценки низкочастотного компонента (LF) необходимы 2 мин. записи;
  • для адекватной оценки очень низкочастотного компонента (VLF) требуется не менее 5 минут, которые и были выбраны для стандартизации исследований ВСР.

Половых различий у вариабельности сердечного ритма нет.

 

Параметры вариабельности сердечного ритма для тех, кто хочет разобраться

В этом разделе я подготовил краткий теоретический материал. Изучение ВСР не входило в программу обучения студентов лечебного факультета в БГМУ (Минск) 20 лет назад.

Анализ ВСР — это анализ синусовой аритмии (периодических изменений активности синусового узла). После записи программа обрабатывает результаты с помощью сложных математических методов расчета (статистический и спектральный анализ), отбрасывая R–R-интервалы, длительность которых превышает среднее значение более чем на 2 стандартных отклонения, а затем высчитывает много интересных, но сложных для понимания показателей и индексов.

Всю регуляцию сердечного ритма можно представить в виде 2 уровней (их называют контурами):

  • центральный контур (контур симпатической регуляции): кора больших полушарий, гипоталамус + гипофиз, подкорковые центры продолговатого мозга, спинной мозг. Активность центрального контура является причиной недыхательной аритмии;
  • автономный контур (контур парасимпатической регуляции): ядра продолговатого мозга, блуждающие нервы, синусовый узел. Вызывает дыхательную аритмию.

В покое преобладает автономный контур, и наблюдается выраженная дыхательная аритмия. При любом стрессе, физических нагрузках преобладает недыхательный компонент синусовой аритмии.

В целом взаимодействия довольно сложные, с участием различных вегетативных нервов, хемо- и барорецепторов. Преобладание одного компонента приводит к уменьшению активности противоположного компонента.

 
Компоненты ВСР

Спектральные компоненты ВСР:

  • HF (High Frequency) — высокочастотный компонент с периодом 2-6,6 секунд. В российской литературе соответствует дыхательным волнам. Они отражают парасимпатическую активность, которая влияет на сердце через блуждающий нерв (nervus vagus);
  • LF (Low Frequency) — низкочастотный компонент с периодом 6,6-20 секунд. Это медленные волны 1-го порядка (вазомоторные = сосудодвигательные волны). Они отражают состояние системы регуляции сосудистого тонуса (уровень симпатической активности и состояние сосудисто-двигательного центра). Напомню: тонус сосуда — это степень уменьшения просвета сосуда, вызванная длительным (тоническим) сокращением гладких мышц в сосудистой стенке. В среднем сосудодвигательному центру требуется около 10 секунд на получение информации, ее обработку и отправку сердцу и сосудам новых параметров работы;
  • VLF (Very Low Frequency) — очень низкочастотный компонент с периодом 25-70 секунд. Это медленные волны 2-го порядка. Характеризуют влияние высших вегетативных центров головного мозга (кора полушарий, гипоталамус, гипофиз) на сердце и сосуды. Волны VLF отражают психоэмоциональное напряжение, которое приводит к активации симпатического отдела вегетативной нервной системы. Данная регуляция происходит в том числе с помощью выделения в кровь из надпочечников гормонов адреналина и норадреналина.

спектры ВСР и их частота

Спектры ВСР и их частота

Существует еще ультранизкочастотный компонент (ULF) с периодом больше 70 секунд.

 
Мощность спектра ВСР

TP (Total Power) — сумма мощностей в трех диапазонах. Насколько я понял, мощность спектра считается по сумме амплитуд (размах колебаний) в этом спектре.

TP = HF + LF + VLF.

Наибольшее значение имеют не абсолютные значения мощности спектра, а их динамика при последующих измерениях у данного пациента.

В норме HF составляет 15-25% от TP (суммарной мощности спектра). Снижении доли HF до 8-10% говорит об умеренном преобладании симпатического отдела, а падение ниже 2-3% — о резком преобладании.

В положении лежа доля компонента LF составляет от 15 до 35-40%. Переход из положения лежа в положение стоя приводит к значительному подъему мощности в этом диапазоне. С возрастом активность сосудодвигательного центра падает, и у пожилых людей подъем с постели НЕ приводит к значимому увеличению мощности LF (поэтому старые люди чаще падают в обморок в этих ситуациях). У старых людей вместо LF при вставании с постели увеличивается мощность в диапазоне VLF.

компоненты вариабельности сердечного ритма: HF (High Frequency), LF (Low Frequency), VLF (Very Low Frequency)

Спектральные компоненты ВСР: HF (High Frequency), LF (Low Frequency), VLF (Very Low Frequency). СДЦ = сосудо-двигательный центр (регулирует просвет сосудов)

В норме мощность VLF составляет 15-30% суммарной мощности спектра. Повышение мощности VLF происходит при гиперадаптивной реакции — чрезмерной приспособительной реакции организма на стресс или нагрузку. Мощность VLF снижается при энергодефицитных состояниях (истощении организма с уменьшением уровня располагаемой энергии после изнурительных нагрузок).

 
Параметры

Примеры расчетных параметров:

  • среднее квадратичное отклонение (СКО, standard deviation, SD): в норме 40—80 мс, зависит от возраста и даже пола. Рост СКО указывает на усиление автономной регуляции (рост влияния дыхания на ритм сердца, что чаще всего наблюдается во сне). Умеренное уменьшение СКО связано с усилением активности симпатической нервной системы. Резкое снижение СКО обусловлено значительным напряжением нервной системы, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления;
  • RMSSD (root mean square of the successive differences, квадратный корень из среднего значения квадратов разностей величин последовательных R-R): показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. В норме 20-50 мс. Чем выше RMSSD, тем активнее парасимпатическая регуляция;
  • индекс напряжения регуляторных систем (ИН): характеризует активность симпатической регуляции и состояние центральной регуляции. В норме индекс напряжения колеблется в пределах 80-150 условных единиц. Небольшая нагрузка (физическая или эмоциональная) увеличивает индекс напряжения в 1,5-2 раза. Значительная нагрузка — в 5-10 раз. У больных с приступами стенокардии и инфарктом миокарда ИН в покое достигает 1000-1500 единиц.

главные показатели вариабельности сердечного ритма

Основные показатели вариабельности сердечного ритма (источник)

Вид выдаваемого заключения зависит от используемого оборудования и программного обеспечения и может отличаться от картинок в этой статье.

оценка функционального состояния по ВСР в баллах

Оценка функционального состояния в баллах

пример заключения анализа ВСР

Пример заключения анализа ВСР. Сильно зависит от используемых программ и оборудования

 

ВСР и риск внезапной остановки сердца

В исследованиях ВСР было замечено, что за 5-30 минут до появления различных аритмий и нарушений проводимости увеличивается симпатическая активность (рост LF) и снижается парасимпатическая (падение HF). Часто у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями снижены многие показатели ВСР, за исключением LF (он резко повышен из-за симпатической активности на сердце).

При остром инфаркте миокарда повышается тонус симпатической (LF) и снижается тонус парасимпатической (HF) нервной системы. Увеличение соотношения LF/HF определяют на протяжении 1 месяца после инфаркта миокарда. Значительное снижение вариабельности сердечного ритма при инфаркте миокарда является независимым и высокоинформативным предсказателем желудочковой тахикардии, фибрилляции желудочков и внезапной сердечной смерти.

У пациентов после инфаркта миокарда низкие показатели ВСР при суточном мониторировании ЭКГ оказались связаны с риском внезапной смерти сильнее, чем показатели ФВ (фракция выброса левого желудочка), количество желудочковых экстрасистол (внеочередных сокращений сердца) и переносимость физических нагрузок.

О неблагоприятном прогнозе свидетельствуют:

  • общая мощность спектра ВСР менее 2000 мс2,
  • HF меньше 20 мс2,
  • LF меньше 35 мс2,
  • отношение LF/HF меньше 0,95,
  • VLF меньше 180 мс2 (низкая мощность в диапазоне VLF сильнее, чем другие показатели, связана с возникновением внезапной сердечной смерти),
  • ULF меньше 1600 мс2.

В исследовании GISSI-2 (1996 год), длившемся 1 тысячу дней (567 пациентов), было установлено:

  • при снижении PNN50 риск смерти возрастал в 3,5 раза,
  • при уменьшении SDNN — в 3 раза,
  • при повышении RMSSD — в 2,8 раза.

Регулярные физические упражнения урежают ЧСС и увеличивают (улучшают) показатели вариабельности сердечного ритма. Однако чрезмерные тренировки чреваты повышением ЧСС и снижением ВСР. Этим частично объясняется внезапная смерть при непомерных нагрузках, особенно в профессиональном спорте. Измерять ВСР имеет смысл только в покое. Во время нагрузки нагрудный датчик помогает спортсмену следить, не перешла ли ЧСС (частота сердечных сокращений) в запрещенную зону (т.е. стала ли выше максимально допустимой по формуле «220 минус возраст»).

изменение показателей вариабельности сердечного ритма

Изменение показателей показателей вариабельности сердечного ритма

 

Применение ВСР

Анализ вариабельности сердечного ритма может применяться очень широко:

 
ВСР в медицине

  • оценка вегетативной регуляции ритма сердца как у здоровых, так и у больных людей: для оценки риска внезапной остановки сердца, для диагностики автономной нейропатии при сахарном диабете и др.;
  • оценка функционального состояния регуляторных систем организма по регуляции системы кровообращения;
  • определение преобладающего типа вегетативной регуляции (ваготония, нормотония или симпатикотония), в том числе у детей и подростков;
  • выбор оптимальной лекарственной терапии с учетом фона вегетативной регуляции сердца;
  • оценка пользы лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий;

 
для диагностики психических функций

  • оценка и прогнозирование психических реакций по выраженности вегетативного фона;
  • прогнозирование функционального состояния (устойчивости организма) при проведении профотбора и определении профпригодности;

 
в спорте (для точного подсчета ЧСС рекомендуется использовать нагрудный датчик в виде пояса на грудную клетку)

  • как проходит процесс восстановления и нет ли перетренированности;
  • оптимизация тренировочного процесса (хорошо ли вы адаптируетесь к нагрузкам);
  • ваше текущее физическое состояние и даже предрасположенность к развитию болезни или травмы;
  • несколько исследований доказали пользу планирования тренировок на основе ВСР по сравнению с классическим планом: при нормальном или высоком значении ВСР можно давать более интенсивную нагрузку, а при сниженном проводится только лёгкая тренировка.

Спортсмены с высокими значениями ВСР лучше реагируют на повышение нагрузки и повышают производительность.

 

Подготовка пациента к исследованию ВСР (ритмокардиографии)

5-минутное исследование вариабельности сердечного ритма называется ритмокардиография (РКГ) и стоит в Москве около 2—2.5 тысяч рублей (на декабрь 2022 года).

  • Ритмокардиография проводится не ранее чем через 1,5–2 часа после приема пищи.
  • За 12 часов следует отменить прием лекарств, употребление кофе и алкоголя, физические и психические нагрузки.
  • Исследование проводят в затемненной комнате в промежутке с 9 до 12 часов дня в комфортных условиях при температуре воздуха 20–22 °С.
  • Перед началом исследования обследуемый должен привыкнуть к окружающим условиям в течение 5–10 минут.
  • Следует отключить телефон, прекратить разговоры с пациентом, исключить появление в кабинете других лиц, включая медработников.
  • У женщин учитывают фазы менструального цикла (из-за разного соотношения половых гормонов в лютеиновую фазу преобладает симпатическая активность, а в фолликулиновую фазу — парасимпатическая).
  • Первоначальное исследование проводится в положении лежа на спине или сидя с опорой на спинку стула.

 
Функциональные пробы

Для более точной оценки ВСР в 5-минутных исследованиях часто используют функциональные пробы:

  • ортостатическая проба (подъем из горизонтального в вертикальное положение),
  • проба с фиксированным темпом дыхания,
  • проба Вальсальвы (с натуживанием),
  • проба с максимальной задержкой дыхания на вдохе и выдохе,
  • нагрузочные пробы (с напряжением мышц или на велотренажере),
  • фармакологические пробы (с бета-блокаторами, атропином),
  • проба Ашнера (= глазо-сердечный рефлекс: умеренное и равномерное надавливание на глазные яблоки вызывает активацию парасимпатического отдела нервной системы с замедлением ЧСС),
  • синокаротидная проба (надавливание на сонную артерию на уровне щитовидного хряща массирующими движениями вызывает активацию парасимпатического отдела нервной системы),
  • умственные пробы (арифметические упражнения в уме, музыка).

раздражение блуждающего нерва может вызвать остановку сердца

При суточной записи ЭКГ по Холтеру на анализ ВСР влияют циркадные колебания ритма сердца (смена дня и ночи), а также физическая активность пациента, стрессы, прием пищи, сон. Поэтому при суточном мониторировании ЭКГ обследуемый должен вести дневник и фиксировать на бумаге свои действия и необычные ощущения (боли, перебои в сердце и др.).

 

Главное из статьи

  1. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) измеряется в покое по длительности времени между сокращениями сердца.
  2. ВСР можно посчитать только при синусовом ритме. Аритмии и нарушения проводимости затрудняют или делают невозможным вычисление параметров ВСР.
  3. Интервалы регистрируются только в покое. Регистрация во время интенсивных нагрузок не имеет смысла, поскольку преобладает влияние симпатического отдела нервной системы. Для более точной оценки ВСР проводят функциональные пробы.
  4. ВСР показывает общее состояние всей нервной регуляции деятельности сердца.
  5. Самые высокие показатели вариабельности сердечного ритма регистрируются у молодых здоровых лиц и спортсменов (отражают тренированность организма и хорошее состояние здоровья), промежуточные — у больных с различными органическими заболеваниями сердца, в том числе с желудочковыми нарушениями ритма, самые низкие — у лиц, перенесших эпизоды фибрилляции желудочков (указывают на высокий риск внезапной остановки сердца). ВСР считается перспективным и самым информативным неинвазивным методом оценки регуляции сердечного ритма автономной нервной системой.
  6. Для более точного контроля рекомендуется определять ВСР регулярно.

Далее мы обсудим оценку состояния нервной системы с помощью анализа барорефлекторной чувствительности.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:
Напишите свой комментарий:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

После ручной проверки публикуются только интересные комментарии, остальные удаляются после ответа по e-mail (если ответ нужен и вы правильно указали свой электронный адрес). Время ответа — от нескольких минут до нескольких дней.

Отправляя комментарий, Вы подтверждаете, что ознакомились и согласны с Политикой конфиденциальности сайта и даете свое согласие на сбор и обработку введенных Вами персональных данных.