Variabilitatea ritmului cardiac ( HRV ), de asemenea, variabilitatea ritmului cardiac ( HRV ), este un fenomen fiziologic care se manifestă printr-o modificare a intervalului dintre începuturile a două cicluri cardiace adiacente . Evaluat prin modificări ale intervalului de timp dintre bătăile inimii adiacente (bătăile inimii).
Următorii termeni sinonimi sunt mai puțin folosiți: „ variabilitatea lungimii ciclului ”, „ variabilitatea RR ” (unde R este punctul corespunzător vârfului complexului QRS al undei electrocardiogramei (ECG) și RR este intervalul dintre R-urile succesive) și „ variabilitatea perioadei cardiace ”.
HRV este inversul variabilității ritmului cardiac instantaneu ( HR).
În conformitate cu GOST [D: 1] , „ un dispozitiv de înregistrare pentru măsurarea dependenței perioadei contracțiilor inimii în timp ” ar trebui numit cronocardiograf și astfel de înregistrări ar trebui numite cronocardiograme .
În literatura științifică, puteți găsi termeni folosiți ca sinonime pentru cronocardiograme. Deci, secvența valorilor „instantanee” ale ritmului cardiac este uneori numită cardiotahogramă , iar succesiunea valorilor intervalului dintre începuturile bătăilor inimii adiacente se numește ritmogramă . [A: 1] [B: 1] Bayevsky a folosit termenii „ serie dinamică de cardiointervale ” și „ cardiointervalogramă ” în același scop ; iar termenul de „ ritmogramă ” a fost folosit pentru a se referi la una dintre modalitățile grafice de reprezentare a seriei dinamice de cardiointervale, adică cronocardiogramele. [A:2]
Cercetarea și analiza HRV includ trei etape: [1]
Se crede [2] că acest fenomen a fost descoperit pentru prima dată de Albrecht von Haller în 1760 [B: 2]
Analiza HRV a început să se dezvolte activ în URSS la începutul anilor 1960, deoarece unul dintre stimulentele importante pentru dezvoltarea sa a fost succesul medicinei spațiale . În 1966, a avut loc la Moscova primul simpozion din lume despre variabilitatea ritmului cardiac]. [A: 2] Primele monografii despre HRV [B: 3] [B: 4] au fost publicate și în URSS. [A:2]
În anii 1980, R. M. Baevsky a propus un indicator al activității sistemelor de reglementare (PARS) pentru o evaluare completă a ritmului cardiac, care este calculat în puncte pe baza metodelor de mai sus. Adică, o analiză calitativă a HRV ar trebui efectuată conform tuturor celor trei metode, iar datele obținute sunt utilizate pentru a calcula indicatorul PARS. [B:4] [A:2]
În 1996, au fost publicate ghiduri internaționale (Recomandări—1996), elaborate de un grup de lucru al Societății Europene de Cardiologie și al Societății Nord-Americane de Pacing și Electrofiziologie (Task Force al Societății Europene de Cardiologie și al Societății Nord-Americane de Pacing și Electrofiziologie). ). [A: 3] [A: 4] Ceva mai târziu, traducerea lor în limba rusă a fost publicată. [A:1]
În 2001, în conformitate cu decizia Comisiei pentru instrumente și dispozitive de diagnosticare a Comitetului pentru echipamente medicale noi din cadrul Ministerului Sănătății din Rusia (procesul verbal nr. 4 din 11 aprilie 2000), a fost creat un grup de experți pentru a dezvolta orientări interne pentru analiza HRV, în urma cărora a fost propusă o versiune în limba rusă a recomandărilor privind utilizarea metodelor de analiză HRV [A: 5] , care în unele proceduri diferă semnificativ de Recomandările din 1996. Ele oferă, de asemenea, o serie de caracteristici menite să evalueze rezervele funcționale ale organismului, utilizate în mod tradițional în medicina spațială în URSS. [A:6]
Aplicabilitatea limitată a setului de metode Standard Internațional din 1996 a fost evidențiată în multe studii (de exemplu [B: 1] [A: 7] ). În acest sens, continuă căutarea și dezvoltarea de noi metode de analiză a HRV (de exemplu, [A: 6] [A: 8] [B: 1] [B: 5] )
Serii dinamice de cardiointervale pot fi obținute prin analiza oricăror înregistrări cardiografice (electrice, mecanice, ecografice etc.). [1] Metodele utilizate pentru a detecta bătăile inimii includ: electrocardiografie , tensiune arterială, balistocardiograme , [A:9] și un semnal de undă de puls derivat de la un fotopletismograf . De obicei, variabilitatea ritmului cardiac este estimată pe baza măsurătorilor duratei intervalelor RR pe un ECG, în care se realizează recunoașterea automată matematică (de exemplu, folosind algoritmul Pan-Tompkins) a undei R și o înregistrare a secvenței de se formează intervalele RR. Ar fi mai corect să studiem durata intervalelor PP, deoarece începutul undei P este începutul unui nou ciclu cardiac asociat cu excitația nodului sinusal (SU); Tradiția utilizării intervalelor RR este legată de faptul că unda R, în special în a doua derivație standard, este cel mai ușor izolată de semnalul ECG în timpul procesării computerului datorită faptului că este cea mai mare ca amplitudine. [A:7] Electrocardiografia este considerată metoda de elecție deoarece facilitează excluderea acelor bătăi ale inimii care nu provin din nodul sinoatrial .
Erorile în localizarea markerilor ritmului cardiac instantaneu duc la erori în calculul HRV, deoarece metodele de evaluare a diferiților indicatori HRV sunt foarte sensibile la artefacte și erori și chiar și 2% din datele eronate vor duce la distorsiuni nedorite în calculele HRV. Prin urmare, pentru a asigura rezultate precise, este considerat esențial să urmăriți artefactele înainte de a aplica metodele matematice HRV. [A:10]
Termenul „NN” este folosit în loc de RR pentru a sublinia faptul că bătăile procesate sunt părți „normale”, adică au fost „curățate” de artefacte și „normalizate”.
Se consideră oportun să se facă distincția între următoarele tipuri de înregistrare VRC: a) în condiții de repaus relativ; b) la efectuarea testelor functionale; c) în condiţiile activităţii normale sau în timpul efectuării sarcinilor profesionale; d) într-un cadru clinic, deoarece fiecare dintre aceste tipuri de studii se caracterizează prin anumite trăsături ale metodologiei. [unu]
Pentru a detecta încălcări ale reglării nervoase autonome, se folosesc diverse teste funcționale : reflex, stres și farmacologic. Dintre acestea, sunt cele mai des folosite teste simple, accesibile și obiective precum testul Valsalva, testul ortostatic, testul respirator etc .. Se crede că utilizarea testelor funcționale are avantaje serioase, deoarece permite minimizarea diferențelor individuale și evaluarea direcția schimbărilor, mai degrabă decât să funcționeze cu valori absolute ale parametrilor. [patru]
Analiza variabilității ritmului cardiac este o nouă metodologie pentru studierea proceselor de reglare a funcțiilor fiziologice, în care sistemul circulator este considerat ca un indicator al reacțiilor adaptative ale întregului organism. [A:2]
În standardele internaționale din 1996 [A: 3] , se disting două grupe de metode de analiză matematică a HRV: în domeniul timpului și în domeniul frecvenței.
Se subliniază în special faptul că procesul tranzitoriu în timpul testelor funcționale trebuie analizat prin metode speciale; analiza tranzitorie poate avea valoare diagnostica si prognostica independenta. [unu]
Pe baza analizei statistice a cronocardiogramelor pentru a obține parametri precum:
În conformitate cu standardele internaționale, o cronocardiogramă normalizată (secvență de intervale NN) poate fi afișată ca o anumită structură geometrică, ai cărei parametri sunt apoi măsurați și utilizați ca caracteristici integrale ale cronocardiogramei originale.
Când lucrați cu metode geometrice, sunt utilizate trei abordări principale:
Indicele triunghiular (TINN) este calculat ca integrală a densității distribuției (adică, de fapt, suma tuturor intervalelor NN) împărțită la densitatea maximă de distribuție. [5] Propus pentru prima dată în 1989. [A:11]
Metodele geometrice propuse de standardele din 1996 nu sunt adecvate pentru evaluarea modificărilor rapide ale variabilității (nu mai scurt de 20 de minute, dar de preferință 24 de ore); avantajul lor este insensibilitatea la non-stationaritatea cronocardiogramei. Alte metode geometrice, cum ar fi histograma și scatterograma, sunt încă în curs de dezvoltare și cercetare.
Următorii parametri sunt utilizați de obicei pentru a descrie o histogramă: AMO este amplitudinea modului histogramei, MO este modul histogramei, SD este abaterea standard; mai rar - asimetrie (Ass), curtoză (Ex), interval variațional ( dX ), coeficient de variație ( V ), etc. [6]
IN caracterizează activitatea mecanismelor de reglare simpatică, starea circuitului central de reglare; In mod normal, IN variaza intre 80-150 u. e. Acest indicator este extrem de sensibil la o creștere a tonusului sistemului nervos simpatic: o ușoară încărcare (fizică sau emoțională) crește SI de 1,5-2 ori; sub sarcini semnificative, crește de 5-10 ori; la pacienții cu tensiune constantă a sistemelor de reglare (stres mental, angină pectorală, insuficiență circulatorie), SI în repaus este de 400-600 u. e.; la bolnavii cu infarct miocardic acut, SI în repaus ajunge la 1000-1200 u. e. [4]
O dispersie (din engleză - „scatter”, „scattering”) este o reprezentare grafică a perechilor de intervale RR (anterioare și ulterioare) într-un plan de coordonate bidimensional. În acest caz, valoarea este reprezentată de-a lungul axei absciselor , iar valoarea este reprezentată de-a lungul axei ordonatelor . Conform scatterogramei, se poate judeca indirect variabilitatea ritmului cardiac: cu cât „norul” de puncte este mai aglomerat, cu atât variabilitatea ritmului este mai mică. Punctele care sunt departe de grupul principal pot fi folosite pentru a judeca prezența artefactelor și a tulburărilor de ritm. [6] În sursele în limba rusă, aceasta poate fi denumită ritmogramă de corelație sau puncte Poincaré sau Lorentz. [7] Se crede că este recomandabil să se folosească evaluarea scattergram în aritmii, atunci când metodele de analiză statistică și spectrală a variabilității ritmului cardiac sunt neinformative sau inacceptabile. [7]
Când se analizează HRV, densitatea spectrală de putere (PSD) a unei secvențe de timp este înțeleasă ca SDP a unui proces aleator staționar (în sens larg), a cărui implementare este această secvență. Trebuie avut în vedere că oricare dintre metodele spectrale aplicate este o metodă de estimare a PSD, și nu construcția sa exactă. Dacă scopul studiului este de a identifica diferențele între grupuri în caracteristicile spectrale HRV ale subiecților din diferite grupuri, atunci SPD HRV al tuturor pacienților din toate grupurile ar trebui evaluat folosind aceeași metodă. Lungimea standard a secțiunii de cronocardiogramă pentru analiza spectrală este de 256 de cardiocicluri, ceea ce corespunde unui interval de timp de 3,5–5 minute; cerințele stricte de staționaritate fac imposibilă analiza spectrală a cronocardiogramei de 24 de ore [6]
Metodele domeniului de frecvență sunt utilizate pentru a număra numărul de sloturi NN care corespund fiecărei benzi de frecvență. Se recomandă de către standarde să se facă distincția între următoarele benzi de frecvență (componente):
Măsurarea puterii VLF, LF, HF se realizează de obicei în unități de putere absolută (ms 2 ), dar LF și HF pot fi exprimate suplimentar în unități normalizate, care arată contribuția relativă a fiecăreia dintre componente proporțional cu puterea totală minus componenta VLF. ULF va fi obținut numai prin utilizarea analizei spectrale pentru întreaga perioadă de observație de 24 de ore.
Pentru prezentarea rezultatelor, standardele din 1996 sugerează utilizarea următoarelor metode de analiză neliniară (metode neliniare): secțiunea Poincare , diagrame atractoare într-un număr mic de dimensiuni, descompunere a valorii singulare și traiectorii atractoare. Pentru descrierea cantitativă s-au folosit dimensiunile corelației D2 , exponentul Lyapunov și entropia Kolmogorov .
Metodele neliniare sunt considerate mijloace potențial promițătoare de estimare a HRV, dar sunt utilizate în prezent într-o măsură limitată, deoarece sunt necesare progrese suplimentare în tehnologia de analiză și interpretare a rezultatelor. Cercetările privind posibilitățile de utilizare a analizei HRV neliniare sunt în desfășurare activă. [B:5] [A:12] [A:13]
S-a constatat că secvențele de interval RR au corelații pe termen lung. S-au găsit diferite tipuri de corelații în diferite etape ale somnului. [A: 14] [A: 12] Cu toate acestea, unul dintre deficiențele acestor studii este lipsa lor de estimări statistice de validitate.
Frecvența cardiacă este determinată de numeroase mecanisme de reglare; Se obișnuiește să se evidențieze mecanismele intracardiace (intracardiace) și extracardiace (extracardiace) de reglare a ritmului cardiac. [8] Primul nivel al sistemului de reglare a activității inimii este mecanismul de reglare intracardiacă. Este asociat cu proprietățile speciale ale miocardului însuși și acționează chiar și într-o inimă izolată conform legii Frank-Starling : o inimă izolată cu o rată constantă de contracții își poate adapta în mod independent activitatea la o sarcină în creștere, răspunzând la aceasta cu un producție crescută. Reglarea extracardiacă a activității inimii este efectuată de sistemul nervos autonom și endocrin; în funcție de rata de dezvoltare a proceselor adaptative și durata acestora, mecanismele de reglare a sistemului cardiovascular sunt împărțite în:
Nodul sinoatrial primește influențe reglatoare de la sistemele nervos și endocrin, în urma cărora pulsul instantaneu (sau intervalul RR) se modifică. Principalele surse ale HRV sunt influența sistemului nervos autonom (simpatic și parasimpatic) ( SNA ) și factorii umorali . Respirația induce unde ale ritmului cardiac de joasă frecvență mediate în principal prin ANS. Alți factori care afectează HRV includ baroreflexul (reflexul Zion-Ludwig), termoreglarea , ciclul somn-veghe , mesele, activitatea fizică și stresul .
Din punctul de vedere al teoriei sistemelor funcționale, reglarea circulației sanguine este un sistem multicircuit, organizat ierarhic, în care rolul dominant al legăturilor individuale este determinat de nevoile actuale ale organismului. [9] Cel mai simplu model matematic cu două bucle de reglare a frecvenței cardiace propus de R. M. Baevsky [B: 6] se bazează pe presupunerea că sistemul de reglare SU poate fi reprezentat ca două niveluri (circuite) interdependente: central și autonom cu direct și părere. [9]
Două fenomene oscilatorii HRV principale se disting în mod constant:
Studiind întrebarea cum se corelează ritmurile bătăilor inimii cu alte sisteme fiziologice, cum ar fi plămânul și creierul, s-a constatat că, deși în timpul stării de veghe, somnului ușor și REM, corelația dintre bătăile inimii cu alte sisteme fiziologice este mare, acestea aproape dispar în timpul somn adinc. [A:16]
S-a descoperit fenomenul de variabilitate a funcției contractile a inimii în timpul ciclului de 11 ani al activității solare, s-au dezvăluit corelații între ritmurile populației de catastrofe cardiovasculare și ritmurile activității solare și geomagnetice și un răspuns ritmic tipic al inimii. a fost descris impactul diferiților factori externi, inclusiv activitatea geomagnetică. [B:7]
Se crede că standardizarea interpretării clinice și fiziologice a indicatorilor HRV în această etapă a dezvoltării științei este încă practic imposibilă, deoarece ideile și evaluările diferiților autori sunt adesea contradictorii. [4] O trăsătură caracteristică a metodei este nespecificitatea sa în raport cu formele nosologice de patologie și sensibilitatea ridicată la o mare varietate de influențe interne și externe. [10] În același timp, HRV reflectă bine gradul de tensiune al sistemelor de reglare datorită activării sistemului hipofizo-suprarenal și reacției sistemului simpatoadrenal care apare ca răspuns la orice efect de stres. [9]
Pentru a efectua o evaluare cuprinzătoare a stării funcționale în ceea ce privește activitatea sistemelor de reglementare (PARS), care prevede diagnosticarea stărilor funcționale ale corpului (dar nu și bolile); se calculează în puncte conform unui algoritm special care ia în considerare indicatorii statistici, indicatori de histogramă și datele de analiză spectrală a cronocardiogramelor. [4] Valorile PARS sunt exprimate în puncte de la 1 la 10. Pe baza analizei valorilor PARS, pot fi diagnosticate următoarele stări funcționale:
Studiile au arătat că scăderea HRV poate fi folosită ca un indicator al probabilității decesului după infarct miocardic [A: 17] [A: 18] , deși într-o altă lucrare, o comparație a HRV și ritmul cardiac a arătat că informațiile de prognostic despre supraviețuirea după infarctul miocardic miocardul este complet cuprins în ritmul cardiac mediu [A: 19] .
O serie de alte rezultate și stări patologice pot fi, de asemenea, asociate cu HRV modificată (de obicei mai scăzută), cum ar fi insuficiența cardiacă congestivă, neuropatia diabetică, depresia după transplantul de inimă. [11] [12]
S-a constatat că la victimele morții subite cardiace în timpul vieții, HRV a fost mai scăzută decât la persoanele sănătoase. [A:20]
Potrivit unei revizuiri sistematice a studiilor publicate, HRV se corelează cu progresia bolii și decesul la pacienții cu cancer. [A:21]
Analiza HRV îşi găseşte aplicaţie în cardiologie pentru rezolvarea problemelor de diagnostic diferenţial al sincopei ; în special, astfel de sarcini trebuie luate în considerare atunci când se iau decizii privind recrutarea pentru serviciul militar. [B:8] O altă aplicație a analizei HRV este evaluarea disfuncției nodului sinusal, care poate fi asociată fie cu displazia țesutului conjunctiv, fie cu SSSS . [13] [14]
Există interes pentru HRV în domeniul psihofiziologiei . Unele rezultate indică posibilitatea urmăririi nivelurilor de stres în ceea ce privește caracteristicile HRV. [B:4] [A:22] HRV a fost, de asemenea, folosit pentru a evalua abilitățile de luare a deciziilor în jocul cu risc ridicat și s-a dovedit a fi un indicator al activării simpatice mai mari în luarea deciziilor riscante. [A:23]