Особенности анализа вариабельности ритма сердца по коротким записям электрокардиограмм человека

Цель исследования. В рамках реализации проекта по разработке математически и физиологически корректного комплекса алгоритмов расчета оценок спектральных показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) человека с целью подготовки базы коротких записей ЭКГ для дальнейшей математической обработки была проведена оценка показателей ВСР в эпидемиологической выборке условно здоровых лиц и были определены пределы их нормальных колебаний. Материалы и методы. В исследование включен 101 обследуемый различного возраста. На базе сомнологической лаборатории ФГБУ «ФМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России участникам выполнена регистрация коротких записей ЭКГ с использованием портативного 12-канального монитора «Кардиотехника-04-3 Р (М)» (ЗАО «Инкарт», Россия) и портативной кардиореспираторной полисомнографической системы «Эмблетта Голд» (Embla, Natus, США). Выполнялась модифицированная активная ортостатическая проба, в ходе которой ЭКГ регистрировалась в течение 7 минут в положении сидя (фаза 1), в течение 7 минут в положении стоя (фаза 2) и в течение 10 минут после возвращения в исходное положение (фаза 3). Результаты. По результатам корреляционного анализа за весь период записи статистически значимая обратная связь слабой силы выявлена между показателями возраста и частотными характеристиками ВСР: HF (rs = -0,239, р = 0,034), LF (rs = -0,385, р < 0,001) и VLF (rs = -0,242, р = 0,033). При оценке взаимосвязей внутри подгруппы студентов выявлена положительная взаимосвязь между средней продолжительностью сна и показателями ВСР - LF по всей записи (rs = 0,46; p = 0,037), в первую (rs = 0,52; p = 0,015) и во вторую (rs = 0,50; p = 0,021) фазы эксперимента; VLF в первую (rs = 0,46; p = 0,039) и во вторую (rs = 0,55; p = 0,012) фазы эксперимента и HF во вторую фазу эксперимента (rs = 0,48; p = 0,027). Выводы. При проведении анализа ВСР необходимо учитывать не только стандартные клинико-демографические показатели, но также среднюю продолжительность сна и его качество накануне обследования. Особенности вегетативной регуляции и показателей ВСР в группах условно здоровых лиц различного возраста при применении модифицированной активной ортостатической пробы заключаются в относительном повышении активности симпатического отдела нервной системы, что отражается в снижении показателей высокочастотного спектра и повышении величины отношения LF/HF. С возрастом происходит снижение показателей высокочастотного спектра ВСР.

вариабельность ритма сердца, высокочастотный спектр, продолжительность сна, короткие записи электрокардиограммы, heart rate variability, high frequency spectrum, sleep duration, short-term electrocardiogram

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;24:65-87. [Bayevsky RM, Ivanov GG, Chireykin LV et al. Analysis of heart rhythm variability in different electrocardiograph systems (guidelines). Vestnik aritmologii. 2001;24:65-87.] [In Russian].

2. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology (Membership of the Task Force listed in the Appendix). European Heart Journal. 1996;17:354-381.

3. Kraus U, Schneider A, Breitner S et al. Individual daytime noise exposure during routine activities and heart rate variability in adults: a repeated measures study. Environ. Health Perspect. 2013;121:607-612.

4. Ардашев А. В., Лоскутов А. Ю. Практические аспекты современных методов анализа вариабельности сердечного ритма. М.: ИД «МЕДПРАКТИКА-М», 2010. 125 с. [Ardashev A. V., Loskutov A. Y. Practical issues of modern methods of heart rate variability analysis. Moscow: ID “MEDPRAKTIKA-M”, 2010. 125 p.] [In Russian].

5. Melillo P., Bracale M., Pecchia L. Nonlinear heart rate variability features for real-life stress detection. Case study: students under stress due to university examination. Biomed. Eng. Online. 2011;10:96. doi:10.1186/1475-925X-10-96

6. Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения. Иваново, 2000. 200 с. [Mikhailov V. M. Heart rate variability. An experience of practical use. Ivanovo, 2000. 200 p.] [In Russian].

7. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology: Heart rate variability, standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation. 1996;93:1043-1065.

8. Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K. et al. 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension: the Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). J. Hypertens. 2013;31(7):281-357.

9. Дубинина Е.А., Коростовцева Л. С., Ротарь О. П. и др. Взаимосвязь субъективных нарушений сна и эмоциональных жалоб (результаты скрининга в репрезентативной выборке взрослых жителей Санкт-Петербурга). Артериальная гипертензия. 2014;20(4):269-279. [Dubinina EA, Korostovtseva LS, Rotar OP et al. The association between self-reported sleep disorders and emotional complaints: the results of the screening study in adult St Petersburg citizens Arterial’naya Gipertenziya = Arterial Hypertension. 2014;20(4):269-279.] [In Russian].

10. Kripke D. F., Garfinkel L, Wingard D. L. et al. Mortality associated with sleep duration and insomnia//Arch. Gen. Psychiatry. 2002;59(2):131-136.

11. Карпенко Ю. Д. Изучение зависимости вариабельности cердечного ритма от факторов внутренней и внешней среды.Фундаментальные исследования. 2011;10:619-623. [Karpenko YD. Research of heartbeat variability and different environment characteristics dependence//Fundamental studies. 2011;10:619-623.] [In Russian].

12. Kautzner J, St’oviček P, Anger Z, Savlikova J, Malik M. Utility of short-term heart rate variability for prediction of sudden cardiac death after acute myocardial infarction//Acta Univ. Palacki. Olomuc., Fac. Med. 1998;141:69-73.

13. Dekker JM, Schouten EG, Klootwijk P, Pool J, Swenne CA, Kromhout D. Heart rate variability from short electrocardiographic recordings predicts mortality from all causes in middle-aged and elderly men//Am. J. Epidemiol. 1997;145 (10):899-908.

14. Звартау Н. Э. Метаболические и нейрогуморальные изменения у больных с ожирением, артериальной гипертензией и синдромом обструктивного апноэ/гипопноэ во сне. Автореф.. канд. мед. н. СПб., 2005. 20 с. [Zvartau NE Metabolic and neurohumoral changes in hypertensive, obese patients with obstructive sleep apnea syndrome. PhD thesis. St Petersburg, 2005. 20 p.] [In Russian].

15. Glos M, Fietze I, Blau A, Baumann G, Penzel T. Cardiac autonomic modulation and sleepiness: physiological consequences of sleep deprivation due to 40 h of prolonged wakefulness//Physiol Behav. 2014;125:45-53. doi: 10.1016/j.physbeh.2013.11.011.

16. Chouchou F, Pichot V, Pépin JL et al.; PROOF Study Group. Sympathetic overactivity due to sleep fragmentation is associated with elevated diurnal systolic blood pressure in healthy elderly subjects: the PROOF-SYNAPSE study. Eur Heart J. 2013;34 (28):2122-2131, 2131a. doi: 10.1093/eurheartj/eht208.