Динамика вегетативной активности по показателям кардиоритмограммы в ходе сеанса психотерапии

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему:

"Динамика вегетативной активности по показателям кардиоритмограммы в ходе сеанса психотерапии"

Введение

В настоящее время в клинической психологии нет общепризнанного понимания механизмов методов психологической помощи, в частности, психотерапии. В клинической практике для оценки эффективности психотерапии говорят о необходимости: определения конкретного метода, техники, учета, подготовки и квалификации специалиста, статистической значимости числа пациентов, гомогенности групп, независимом эксперте-наблюдателе, аудио-видео контроле, сравнении непосредственных и отдаленных результатов, установке на тот или иной метод психотерапии, субъективной оценке пациента. (15, с. 332-338) При этом отмечается, что значительно усложнилось понятие эффективности психотерапии при соматических заболеваниях, так как перечисленные выше критерии не решают задач текущей оценки измерения функционального состояния, то есть течения и развития патологического процесса. Поэтому клинический психолог (психотерапевт) не имеет возможности оперировать количественными показателями, оценивающими состояние функциональных систем и внутренних органов организма человека, т.е. объективизировать психотерапевтический процесс.

До сих пор не установлены границы применения психотерапии в медицине. В последнее время появились публикации, свидетельствующие о том, что методики психотерапии в рамках когнитивно-бихевиорального подхода влияют на гомеостаз и его составляющие: эндокринную, иммунную, вегетативную нервную системы. Работами В.Н. Кожевникова (1995-2003) показано, что психотерапия, а именно авторская методика «Гетеросуггестивный тренинг психомышечной релаксации с позитивной эмоциональной эмажинацией на выздоровление» (ГСПМР), разработанная в рамках когнитивно-бихевиорального подхода, нормализует иммунный статус, повышает количество Т-хелперов и иммунокомпетентных клеток, отвечающих за клеточный иммунитет; (16) стабилизируется гормональный профиль, а именно восстанавливается тестостерон у мужчин и эстрадиол у женщин. (16) Нормализуются гематологические и биохимические показатели крови. (16) Исследована мозговая динамика по показателям омега-потенциала, (Варлакова Я.В., 2001) где показано снижение и стабилизация омега-потенциала в ходе ГСПМР, нивелирование межполушарной асимметрии.

Однако, для полного понимания физиологических механизмов лечебного действия психотерапии этого недостаточно. Необходима информация об электрофизиологических волновых процессах, отражающих динамику функционального состояния регуляторных структур головного мозга, вегетативной нервной системы, симпатического и парасимпатического звена. Анализ динамики физиологических показателей, а именно вегетативных реакций, в частности частоты сердечных сокращений, позволяет оценивать эмоциональную сферу, изменения функционального состояния, уровня приспособительных реакций и процессов адаптации организма в целом к изменяющимся условиям существования, а так же к разнообразным стрессовым воздействиям, потому что с этими процессами вегетативные реакции человека тесно связаны.

В настоящее время в клинической и профилактической медицине находит все более широкое применение метод математического анализа сердечного ритма, или анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР, HRV, heart rate variability). Анализ вариабельности сердечного ритма - это современная методология, технология исследования и оценки состояния регуляторных систем организма, в частности функционального состояния различных отделов вегетативной нервной системы. В настоящее время общепризнанным является научное и прикладное значение методов анализа ВСР и они с каждым годом получают все более широкое распространение.

Данный метод основан на рассмотрении сердечного ритма как случайного процесса, представленного временным рядом кардиоинтервалов, к которому применимы различные методы статистической обработки. Подобный временной ряд сердечного ритма (СР) содержит информацию не только о сердечной деятельности, но и о деятельности регуляторных систем более высокого порядка, управляющих многочисленными функциями целостного организма. Таким образом, используя сердечный ритм как интегральный показатель процессов регуляции, становится возможным получить оценку состояния адаптации организма в целом, функционирования вегетативной нервной системы в соматическом и психосоматическом аспектах, а также в аспекте поведенческой адаптации, построить психокардиологический портрет пациента. Актуальность использования статистического анализа сердечного ритма в психотерапии обусловлена его высокой чувствительностью как индикатора функционального состояния, а также тесной связью динамики сердечного ритма с изменением психологического статуса пациента, позволяющей рассматривать этот метод в качестве «электропсихокардиографии». (7)

Таким образом, целью исследования явилось: изучение особенностей динамики сердечного ритма как объективного показателя мозговых и вегетативных механизмов психотерапевтического процесса.

Задачи: 1) выбрать и обосновать комплекс кардиоинтервалографических методов, позволяющих оценить особенности динамики гомеостатических параметров организма в ходе ГСПМР у пациентов с неврозоподобными расстройствами; 2) провести сеансы ГСПМР с регистрацией «on-line» сердечного ритма с помощью кардиомонитора МКМ-03; 3) изучить по кривой кардиоинтервалограммы интегрирующие механизмы взаимосвязи центральной и вегетативной нервной системы в ходе ГСПМР.

Объект исследования: динамические показатели вариабельности сердечного ритма у больных неврозоподобными расстройствами.

Предмет исследования: динамика мозговой вегетативной активности по показателям вариабельности сердечного ритма в ходе ГСПМР у больных с неврозоподобными расстройствами.

Гипотезой послужило предположение, что методами кардиоинтервалографии можно выявить динамику восстановления вегетативной нервной системы в ходе психотерапии.

1. Литературный обзор

1.1 Гомеостаз и биоритмы

Гомеостаз (греч. homoios - одинаковый, stazis - состояние) - понятие, определяющее относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма.

Гомеостаз человеческого организма основан на циклическом взаимодействии иерархической многоуровневой регуляторной системы жизнеобеспечения на клеточном или метаболическом уровне (эндогенные биоритмы) с внешними циклами - смена дня и ночи, фазы луны, времена года, определяющими экзогенные биоритмы под воздействием циклических вариаций среды, в которой живет организм (например, циркадные и цирканнуальные ритмы). Эндогенные ритмы существуют в диапазоне от долей секунды до десятков минут, например, синтез белков и метаболическая активность, гликолиз и фотосинтез в природе происходят в периодическом режиме. Гликолитические колебания в последовательности ферментативных реакций играют важную роль в клеточном метаболизме.

1.1.1 Ритмы сердца и ритмы мозга

В арсенале методов диагностики тибетской медицины исследование пульса занимает особое место, зачастую обходятся только им. Опытный диагност по пульсу может различить до 360 показателей.

Пальпаторное исследование пульса было главным диагностическим методом в Древнем Китае, в Древней Греции учение о пульсе создано представителем александрийской школы Герофилом. В Древнем Риме - трудами Галена, и арабском мире - Ибн Сина. Обогатив античные традиции опытом китайской пульсодиагностики, Ибн Сина способствовал распространению этого метода в странах Востока и Европы.

Традиционный подход к исследованию пульса в восточной медицине принципиально отличается тем, что является универсальным способом диагностики. По сути дела, это тонкий метод оценки функционального состояния различных систем организма по параметрам пульса, отражающим деятельность сердечнососудистой системы. Восточный врач, образно говоря, «слушает» артерию, как струну и резонатор различных физиологических процессов в организме. Весь комплекс ощущений при прощупывании несет информацию о типах пульса, характеризующих вид расстройств и дает прогноз в отношении течения болезни.

В ходе естественной эволюции биосистема организма человека сформировалась как структура, связанная энергетически и функционально с экосистемой внешнего мира и естественно зависящей от ее колебаний и изменений. Психофизиологическое состояние живых организмов нельзя рассматривать изолированно от их популяций, кооперативное поведение которых координировано и четко реагирует на состояние экосистемы. Отсутствие такой реакции является признаком появления нарушений регуляторных функций организма. Систему управления ритмом сердца можно представить в виде двух контуров: центрального и автономного. Такая модель является упрощением реальной системы управления, которая отличается сложными и многообразными нейрогуморальными и гуморальными связями и имеет многоконтурную иерархическую структуру.

Ритмы выполняют психофизиологические, синхронизирующие и информационные функции. Кроме того, они характеризуют состояние организма и уровень его жизнедеятельности. Взаимодействие эндогенных и экзогенных ритмов формирует в кардиоритме фрактальную структуру с выраженным самоподобием. Самоорганизующаяся симметрия подобия, как один из аспектов целостного существования живой системы, может определять принципиально новый класс биологических взаимодействий.

1.1.2 Ритмическая структура пульса и диагностика функционального состояния

Для создания аппаратно-программных средств диагностики состояния здоровья необходимы физические модели и математическое обеспечение корректного описания процессов и явлений в биологических системах. Ритмическая структура пульса, свойственная различным функциям и процессам организма, имеет диагностическую значимость и несет в себе ценную информацию о состоянии организма в целом и отдельных его систем. Отклонению определенных функций организма, как правило, предшествуют скрытые изменения, находящиеся в пределах их ритмической структуры.

Рассогласование внутренних ритмов организма - десинхроноз - один из ранних в общих симптомах неблагополучия в организме. Анализ ритмической структуры кардиоритма позволяет выявлять и прогнозировать ранние формы заболевания организма.

Последние исследования кардиологов позволяют предположить, что вырождение таких биоритмов и повышение монотонности кардиоритма являются скрытой патологией и отражают снижение адаптивных возможностей организма к действию факторов окружающей среды и переход от нормального состояния здоровья к болезни, так называемые пограничные состояния, или донозологические. Накоплен также определенный опыт в психотерапии и коррекции психосоматических расстройств.

Судить о степени напряжения регуляторных систем можно с помощью многих методов: путем изучения содержания в крови гормонов адреналина и норадреналина, по изменению диаметра зрачка, по величине потоотделения и т.д. Но наиболее простой и доступный метод, и главное, позволяющий вести непрерывный динамический контроль, - это математический анализ ритма сердца. Изменения ритма сердца - универсальная оперативная реакция целостного организма в ответ на любое воздействие факторов внешней среды. Однако традиционно измеряемая средняя частота пульса отражает лишь конечный эффект многочисленных регуляторных влияний на аппарат кровообращения, характеризует особенности уже сложившегося гомеостатического механизма. Одна из важных задач этого механизма состоит в том, чтобы обеспечить баланс между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы (вегетативный гомеостаз). Одной и той же частоте пульса могут соответствовать различные комбинации активностей звеньев системы, управляющей вегетативным гомеостазом. Кроме того, на ритм сердца оказывают влияние и более высокие уровни регуляции. Это дает основание рассматривать синусовый узел как чувствительный индикатор адаптационных реакций организма в процессе его приспособления к условиям окружающей среды.

Сердце является весьма чувствительным индикатором всех происходящих в организме событий. Ритм, а также сила его сокращений, регулируемые через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, очень чутко реагируют на любые стрессорные воздействия. Не случайно, пульсовая диагностика занимает столь значительное место в китайской медицине. Древние врачи в Китае и Тибете умели на основе прощупывания пульса ставить диагноз, назначать лечение, прогнозировать течение заболеваний. Сила и ритм сердечных сокращений несут информацию о состоянии регулирующих их систем. Сегодня мы в какой-то мере научились уже с помощью электронных приборов и вычислительных средств получать на основе анализа ритма сердца объективные данные о состоянии симпатической и парасимпатической системы, их взаимодействии и о более высоких уровнях регуляции в подкорковых центрах и коре головного мозга.

1.1.3 Диагностика по биоэлектрической активности сердца

Электрические явления в сердце объясняет мембранная теория возникновения биопотенциалов, согласно которой возможно проникновение ионов калия, натрия, кальция, хлора и других веществ через мембрану мышечной клетки. В электрохимическом отношении клеточная мембрана представляет собой оболочку с разной проницаемостью для различных ионов. Она как бы разделяет два раствора электролитов, существенно отличающихся по своему составу и концентрации. Положительные ионы калия вследствие концентрационного градиента стремятся выйти из клетки, а отрицательные ионы хлора, натрия и кальция, наоборот, входят внутрь клетки, увеличивая тем самым отрицательный заряд внутриклеточной жидкости. Это перемещение ионов и приводит к поляризации клеточной мембраны невозбужденной клетки, наружная ее поверхность становится положительной, а внутренняя - отрицательной. Возникающая на мембране разность потенциалов препятствует дальнейшему перемещению ионов и наступает стабильное состояние поляризации мембраны клеток сократительного миокарда. Трансмембранный потенциал покоя в норме отрицателен и составляет 90 мВ. При возбуждении клетки резко изменяется проницаемость ее стенки и это приводит к изменению ионных потоков и, следовательно, к изменению самого трансмембранного потенциала. Этот процесс проходит несколько фаз: от быстрой деполяризации, когда трансмембранный потенциал изменяется от 90 до 30 мВ, до быстрой и медленной реполяризации. Реполяризация продолжается до тех пор, пока не будет достигнута фаза поляризации клетки. Все эти процессы распространяются в клетках миокарда предсердий и желудочков. Метод исследования сердца с помощью электрокардиограммы (ЭКГ) называется электрокардиографией. В ЭКГ заключена информация о функциях сердца, имеющая важное значение при анализе сердечной деятельности:

Электрокардиограмма (ЭКГ) - запись биопотенциалов работающего сердца, снимаемых с поверхности тела, является одним из основных показателей сердечной деятельности, поэтому во всех мониторных системах ведутся наблюдение и контроль за электрическим сигналом ЭКГ - электрокардиосигналом с помощью специального прибора - кардиомонитора.

1.1.4 Основные функции сердца

Сердце обладает рядом функций, определяющих особенности его работы и электрических процессов.

Функция автоматизма заключается в способности сердца спонтанно активироваться и вырабатывать электрические импульсы. Однако процессы зарождения импульсов возбуждения находятся под влиянием центральной и вегетативной нервной системы. Сердечная мышца состоит из двух видов клеток - клеток проводящей системы и клеток сократительного миокарда. Только некоторым клеткам проводящей системы присущи свойства автоматизма. Они получили название клеток водителей ритма.

Функция проводимости - это способность к проведению возбуждения, возникающего в каком-либо участке сердца, к другим отделам сердечной мышцы. Автоматическая деятельность сердца, возникновение процессов деполяризации и их распространение по миокарду предсердий и желудочком осуществляется благодаря особой нервно-мышечной ткани, так называемой проводящей системе сердца (рис. 1).

Клетки синоатриального узла (СА-узла) и проводящей системы сердца атриовентрикулярного соединения (АВ-соединения),

проводящей системы предсердий и желудочков обладают функцией автоматизма. Сократительный миокард лишен функции автоматизма. В норме СА-узел вырабатывает электрические импульсы с частотой около 60-80 в минуту. Это центр автоматизма первого порядка. Возбуждение распространяется из правого предсердия по межпредсердному пучку на левое предсердие. Электрический импульс далее распространяется по АВ-соединению через атриовентрикулярный узел (АВ-узел) в пучок Гиса.

При нарушениях проводящих путей на этом участке АВ-соединение становится центром автоматизма второго порядка и вырабатывает импульсы с частотой 40-60 в минуту. По ветвям пучка Гиса электрические импульсы поступают к волокнам Пуркинье. Нижняя часть пучка Гиса может быть центром автоматизма третьего порядка, обладающим самой низкой частотой - 25-40 импульсов в минуту. В АВ-узле и между АВ-узлом и пучком Гиса происходит значительная задержка электрических импульсов. Эта задержка возбуждения способствует тому, что желудочки начинают возбуждаться только после окончания сокращения предсердий, обеспечивая необходимую последовательность в работе сердца как насоса в системе кровообращения. Так, большая скорость проведения электрического импульса по проводящей системе желудочков способствует почти одновременному охвату желудочков волной возбуждения и наиболее оптимальному и эффективному выбросу крови в аорту и легочную артерию.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Электропроводящая система сердца

Образование и проведение импульсов в сердце можно представить схемой синхронизации работы отдельных участков проводящей системы (см. рис. 1). В случае нарушения проведения импульсов на каком-либо участке роль водителя ритма берет на себя нижележащий участок. Нарушение проведения импульсов называют блокадой проводящих путей. Такая схема действия функций автоматизма и проводимости обеспечивает резервирование ритмической деятельности сердца и поддержание кровообращения при нарушениях ритма и проводимости.

Функция возбудимости. Возбудимость - это свойство сердца возбуждаться под влиянием различных раздражителей. Она выражается в способности активироваться электрически. Этой функцией обладают клетки как проводящей системы сердца, так и сократительного миокарда. Возбудимость сердца тем выше, чем более слабый раздражитель в состоянии вызвать электрическую активность клетки. Возбудимость сердца подчиняется закону «все или ничего». Это значит, что подпороговые раздражители не вызывают активацию сердца, тогда как пороговые раздражители вызывают максимальную по силе активацию. Дальнейшее увеличение силы раздражения не повышает степень активации.

Функция рефрактерности. Возбудимость сердечной клетки изменяется в отдельные периоды сердечного цикла. В течение абсолютного рефрактерного периода (АРП) сердце не может вторично сокращаться независимо от силы входного импульса возбуждения. В относительном рефрактерном периоде (ОРП) сердце способно активироваться при раздражении более сильном, чем обычное. На участке ОРП существует короткий период наибольшей уязвимости, когда даже при слабом раздражении возможно сокращение сердца. Иногда это может привести к опасным для жизни нарушениям ритма.

Функция сократимости. Сократимость - это способность сердечной мышцы сокращаться в ответ на возбуждение. Этой функцией в основном обладает сократительный миокард, осуществляющий насосную функцию сердца.

1.1.5 Отображение электрических процессов в сердце на ЭКГ

Колебания трансмембранного потенциала отражают динамику процессов деполяризации и реполяризации в различных участках сердечной мышцы. Однако в электрокардиографии электроды располагают на поверхности тела на значительном расстоянии от клеток миокарда. Поэтому ЭКГ - это запись разности потенциалов, возникающих на поверхности тела, при распространении волны возбуждения по сердцу. На рис. 1.2.1 приведен один цикл нормальной ЭКГ с принятыми обозначениями элементов сигнала и фаз электрических процессов в сердце. Деполяризация предсердий регистрируется на ЭКГ в виде зубца Р, а деполяризация желудочков - в виде комплекса QRS, состоящего из зубцов Q_r R и 5. В период полного охвата возбуждением желудочков разность потенциалов отсутствует и на ЭКГ регистрируется изоэлектрическая линия - сегмент ST. Процесс быстрой реполяризации желудочков соответствует на ЭКГ зубцу Т.

Параметры элементов ЭКГ. Из всех биоэлектрических сигналов ЭКС - самый характерный по форме и упорядоченности. Тем не менее форма, амплитуда и длительность интервалов и сегментов сигнала зависят от многих факторов: места расположения электродов, положения сердца, возраста, функциональных изменений и органических поражений сердца. Диапазон значений для типичных параметров элементов ЭКГ в норме приведен в табл. 1.

Таблица 1. Параметры элементов ЭКГ

Наименование параметра	Значения параметра элементов ЭКГ
	Зубца Р	интервала PQ	комплекса QRS	интервала QТ	cегмента ST	зубца Т
Амплитуда, мВ Длительность, с	0-0,25 0,07-0,11	0,12-0,20	0,3-5,0 0,06-0,10	0,35-0,44	0,06-0,15	0,4-1,0 0,10-0,25

Вариативные характеристики кардиоритма отражают состояние автономной регуляции, в частности соотношение симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.

Медленно-волновые колебания кардиоритма проявляют себя как в колебаниях изолинии с различной длительностью периодов (от 5-10 секунд до десятков минут) и с различной регулярностью, так и в относительно независимых колебаниях параметров отдельных компонентов пульсовой кривой (амплитудных и временных). Медленные волны первого порядка обусловлены влиянием дыхательных движений непосредственно на физические условия гемодинамики, а также влиянием проприоцетивной импульсации и возбуждения дыхательных центров на систему регуляции кровообращения. Волны второго и более высоких порядков обусловлены наличием циклических процессов в системе нервной и гуморальной регуляции гемодинамики. Процессы управления в организме обеспечивают:

А - перестройку функциональной структуры в связи с изменениями условий внешней среды;

Б - гомеостатическое регулирование взаимодействия различных физиологических систем внутри организма (межсистемный уровень регуляции);

В - уравновешивание различных звеньев регуляции внутри отдельных систем (внутрисистемный уровень регуляции). Под уровнем В следует понимать экстракардиальное управление параметрами системы кровообращения и представленное модуляторным сердечно-сосудистым центром, расположенным в продолговатом мозгу. Этот центр обеспечивает регуляцию артериального давления (АД), минутного объема кровообращения, сосудистого кровообращения, сосудистого сопротивления посредством вагусных (холинергических) и симпатических возбудительных волокон. Он функционирует в тесном взаимодействии с высшими нервными структурами, хотя и обладает значительной «независимостью». К числу таких структур относится гипоталамус, который интегрирует рефлекторные, вегетативные и гормональные влияния различных систем организма и координирует с ними деятельность системы кровообращения. Это уровень Б - межсистемное регулирование функций.

Изучение колебательной волновой структуры сердечного ритма позволяет судить, например, по быстрым волнам (БВ) об активации автономного контура управления, по медленным волнам об активации центрального контура, а по их соотношению определять степень напряженности регуляторных систем.

Р.М. Баевским (5, 6) предложены оценки показателей математического анализа ритма сердца (табл. 2) и следующая рабочая классификация состояний организма по степени напряжения регуляторных систем:

1. Состояние полной или частичной адаптации организма к внешним условиям, которая сопровождается минимальным (или оптимальным) напряжением механизмов регуляции.

2. Состояние напряжения, которое проявляется мобилизацией защитных организмов, в том числе повышением активности симпатоадреналовой и других систем организма.

3. Состояние перенапряжения, для которого характерны недостаточность адаптационных механизмов, их неспособность обеспечить оптимальную, адекватную реакцию организма на воздействие факторов окружающей среды.

4. Состояние срыва (полома) механизмов адаптации, в котором можно выделить две стадии:

а) истощение (астенизацию) регуляторных механизмов с преобладанием неспецифических изменений;

б) преморбидное состояние (предболезнь) с преобладанием специфических изменений.

1.2 Анализ вариабельности сердечного ритма. современное состояние проблемы

Исследования ВСР были начаты в СССР еще в начале 60-х годов одновременно в космической медицине и клинической практике.

В западной Европе и США широкие исследования по ВСР получили развитие только в 80-е годы и особенно активно это направление развивается в настоящее время. В 1996 году группой западных исследователей были предложены рекомендации по стандартам измерения, физиологической интерпретации и клиническому использованию ВСР.

Можно условно выделить три направления исследований в области ВСР: методологическое, физиологическое и клиническое. В области методологии анализа ВСР следует отметить две важные особенности исследований, которые проводятся в России. (7)

Во-первых, это активное продолжение традиционного для нашей страны развития методик и технических средств анализа ВСР в интересах измерения и оценки стресса. Как известно, западные исследователи в основном рассматривают ВСР как показатель симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и исследуют изменения их баланса при различных заболеваниях и в процессе терапевтических, в основном фармакологических воздействий. В нашей стране с самого начала наряду с этим клиническим направлением возникло и физиологическое понимание ВСР, как процесса активации различных регуляторных механизмов, обеспечивающих поддержание сердечно-сосудистого гомеостаза и адаптацию организма к изменениям условий окружающей среды. Оценка адаптационных возможностей организма и уровня стресса представляет не только научный, но и практический интерес и открывает большие перспективы использования анализа ВСР для создания приборов индивидуального пользования для самоконтроля и индикации опасных состояний.

Во вторых, это разработка вопросов клинико-физиологической интерпретации и оценки медленно волновых компонентов сердечного ритма. Западные исследователи сосредоточили свое внимание на изучении двух основных компонентов сердечного ритма: высокочастотного (High Frequency - HF) и низкочастотного (Low Frequency - LF). Эти компоненты спектра ВСР четко ассоциируются с активностью парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы. Что касается более низкочастотных (медленно волновых) колебаний с периодами длиннее, чем 70-100 секунд (ниже 0,015-0,019 гц), то в рекомендациях Европейского Кардиологического и Северо-Американского Электрофизиологического Обществ упоминаются так называемые «очень» низкочастотные (Very Low Frequency - VLF) и ультранизкочастотные (Ultra low Frequency - ULF) колебания сердечного ритма. Однако, авторы рекомендаций указывают, что их физиологическая интерпретация неизвестна и требует дальнейшего изучения.

Стрессорный компонент вегетативных реакций при помощи анализа ВСР изучался при оценке психологических профилей личности у студентов, при оценке адекватности анестезии, при оценке эффективности курортного лечения. (7)

Имеются данные, показывающие, что амплитуда и относительный вклад VLF могут отражать степень активации церебральных, симпатоадреналовых или эрготропных систем. Этот медленно волновой компонент особенно велик у больных с психовегетативным синдромом и коррелирует со степенью тревожно-депрессивных расстройств. Есть исследования, доказывающие роль изменений медленных волн сердечного ритма в генезе психогенной и органической патологии головного мозга.

Разработана эффективная систему подбора медикаментозной терапии больным с артериальной гипертонией. Так, при головокружениях, уменьшается HF и увеличивается VLF. Неприятные ощущения в области сердца сопровождаются уменьшением SD и ростом SI, а также увеличением периода вазомоторных волн (LF). Указываются, что каждый симптом болезни, каждая жалоба пациента находит свое отражение в объективных показателях ВСР. (7)

При исследовании возрастной динамики показателей ВСР у здоровых мальчиков и девочек отмечена неоднозначная динамика VLF у мальчиков и девочек. Доминирование в спектре ВСР у девочек 12-14 лет VLF, которую связывают с симпатоадреналовыми церебральными механизмами, авторы объясняют ранним половым созреванием, которое сопровождается изменением гормонального статуса, повышением интенсивности метаболизма и активацией ЦНС. Эти данные подтверждаются результатами исследований, посвященным возрастным особенностям вегетативной регуляции при ортопробе у школьников. Показано не только увеличение VLF у девочек 11-13 лет, но и удлинение периода максимума спектральной мощности в этом диапазоне. Удлинение периода волн сердечного ритма связывают с включением в процесс регуляции новых звеньев. (7)

Большой интерес представляют проведенные на студентах исследования взаимосвязи между показателями ВСР, успеваемостью, заболеваемостью и психологическим статусом. Установлено, что наиболее высокий уровень успеваемости показали исследуемые с ваготоническим и симпатотоническим типом вегетативной регуляции. Значимо ниже была успеваемость у студентов с нормотоническим типом регуляции. Наиболее высокий уровень заболеваемости зафиксирован у студентов с симпатотоническим типом вегетативной регуляции при функциональном напряжении и неудовлетворительной адаптации. В этих группах преобладают психосоматические заболевания и функциональные нервно-психические расстройства. У исследуемых с нормотоническим типом регуляции и удовлетворительной степенью адаптации уровень заболеваемости значимо ниже. В этой группе преобладают заболевания органив дыхания и травмы. При использовании стандартизированного многофакторного опросника MMPI было установлено, что у нормотоников существуют очень тесная взаимосвязь между индексом напряжения регуляторных систем (ИН) и оптимистичностью. У симпатотоников ИН тесно связан с тревожностью, у ваготоников - с интраверсией. (7)

Выявлена связь медленных волн сердечного ритма с колебаниями содержания в крови катехоламинов и кортикостероидов. Отмечена связь между медленными волнами сердечного ритма и активностью системы гипофиз-надпочечники.

Несмотря на достаточно большое количество работ, тем не менее необходимо отметить отсутствие единой методологической базы проводимых в России исследований по анализу ВСР.

Диагностическое применение ВРС в психотерапии.

Показатели ВРС широко используются в диагностике различных патологических состояний психосоматического круга, в особенности связанных с психоэмоциональным стрессом. Так, например, при функциональной абдоминальной боли у чисто «функциональных» пациентов обнаруживается значительно более высокая текущая вариация СР, чем при болевом синдроме органического происхождения. (45)

Помимо диагностики различных видов патологии регуляции СР, динамика ВРС коррелирует также с рядом психологических состояний, в частности, (34) с гипнабельностью. Показатель LF/HF (соотношение мощности спектра СР в диапазоне низких / высоких частот) значимо различается у представителей различных психологических типов (типы A и Б по Rosenman), причем у лиц типа А он выше в связи с преобладанием у них симпатической активности. (36)

Показатели ВРС используются для объективизации оценки динамики состояний «психосоматического» пациента в процессе психотерапевтического лечения. Так, R Fried (33) подчеркивает роль синусовой дыхательной аритмии как критерия эффективности психотерапии психосоматических нарушений (методика дыхательной релаксации Breath Connection). Дыхательная аритмия оказалась существенно снижена у пациентов до проведения курса психотерапии и восстанавливалась по мере его прохождения при достижении положительного клинического эффекта.

Отчетливые динамические сдвиги ВРС происходят у пациента во время сеансов психотерапии. Анализ фазовых траекторий СР проводился для оценки изменения функционального состояния психотерапевта во время работы с пациентом (42) и соответственно, динамики диадных соотношений «врач-пациент». (43)

Использование мониторинга ВРС во время прохождения пациентом психотерапевтического сеанса в качестве индикатора физиологических изменений, связанных с измененным состоянием сознания (ИСС), позволяет оценить глубину протекания ИСС. (23, 24, 44) Проводился анализ ВРС на унифицированной модели психотерапевтического сеанса (трансперсональная психотерапия, методика rebirthing), где было доказано, что более выраженная динамика показателей СР, сопровождавшаяся по самоотчетам испытуемых более глубоким протеканием ИСС, была обнаружена в группе нормальной адаптации по сравнению с группой нарушенной адаптации (пограничные расстройства). (11)

1.3 Методы вариационной кардиометрии

Благодаря успехам космической медицины использование сердечно-сосудистой системы в качестве индикатора адаптационных реакций всего организма в настоящее время считается вполне обоснованным и, в частности, все более широкое распространение получают методы математического анализа ритма сердца, разработанные более 30 лет назад в рамках космической кардиологии. (7) Основная информация о состоянии систем, регулирующих ритм сердца, заключена в «функции разброса» длительностей кардиоинтервалов. Синусовая аритмия отражает сложные процессы взаимодействия различных контуров регуляции сердечного ритма.

Вариабельность ритма сердца (ВРС) - является методом неспецифической неинвазивной диагностики. Основу метода составляет визуально - логический и математический анализ волновой структуры синусового ритма сердца. Клинико - физиологические сопоставления ритмокардиографических результатов, клинических и параклинических проявлений болезни, применение направленных стимулов при записи ритмокардиограммм позволяют предвидеть использование метода при достаточно широком диапазоне патологических состояний. В настоящее время вполне доказаны следующие положения:

анализ волновой структуры сердечного ритма позволяет оценить сегментарно-периферический уровень его вегетативной и гуморальной регуляции, изменения которой часто опережают патологические процессы или являются фоном для них.

анализ ВРС не является методом определения нозологической принадлежности заболевания, но, по совокупности и математической выраженности показателей, она помогает определить направление этиологического поиска. Например, выделены комплексы ВРС - признаков коронарной болезни сердца с определением степени снижения коронарного резерва, функциональных возможностей миокарда и клинического варианта этой патологии, а также ВРС - предикторы осложнений и летального исхода;

аритмии сердца хорошо анализируемы по ВРС с выделением их клинических форм и патогенетического фона интра- и экстракардиальной вегетативно-гуморальной дизрегуляции, связанной с этими нарушениями;

определенное отражение при анализе ВРС имеют дисгормонозы, патология системы дыхания, ауто- и экзоинтоксикации;

чувствительность метода позволяет использовать ВРС для формализованного подбора лекарственных препаратов и терапевтического контроля.

В 1968 году была предложена двухконтурная модель регуляции сердечного ритма Баевским Р.М. Она основывалась на кибернетическом подходе, при котором система управления синусовым узлом представлялась в виде двух взаимосвязанных контуров: центрального и автономного, управляющего и управляемого с каналами прямой и обратной связи. В настоящее время эта модель существенно дополнена с учетом накопленном клинических и экспериментальных данных. Если представить систему управления ритмом сердца в виде двух контуров, то на основе известных данных о дыхательной и недыхательной составляющих сердечного ритма могут быть рассмотрены следующие положения. Синусовый узел, блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозгу являются рабочими органами управляемого (низшего, автономного) контура регуляции. Индикатором активности этого контура является дыхательная синусовая аритмия.

Управляемый контур в условиях покоя работает в автономном режиме, который характеризуется наличием выраженной дыхательной аритмии. Дыхательные волны усиливаются во время сна или при наркозе, когда уменьшаются центральные влияния на автономный контур регуляции. Различные нагрузки на организм, требующие включения в процесс управления сердечным ритмом центрального контура регуляции, ведут к ослаблению дыхательного компонента синусовой аритмии и к усилению ее недыхательного компонента. Общая закономерность состоит в том, что более высокие уровни управления тормозят активность более низких уровней. В ответ на нагрузочные (стрессорные) воздействия могут наблюдаться разные реакции ритма сердца. При оптимальном регулировании - управление происходит с минимальным участием высших уровней управления, с минимальной централизацией управления. При неоптимальном управлении - необходима активация все более высоких уровней управления. Это проявляется усилением недыхательного компонента синусовой аритмии, появлением медленных волн все более высоких порядков. Чем более высокие уровни управления активируются, тем длиннее период соответствующих медленных волн сердечного ритма.

Управляющий, или центральный контур управления сердечным ритмом можно представить состоящим из трех уровней. Эти уровням соответствуют определенные анатомо-морфологические структуры системы управления физиологическими функциями организма:

· Подкорковые нервные центры, обеспечивающие уравновешивание различных параметров внутри отдельных систем, внутрисистемный, в том числе вегетативный, гомеостаз (уровень В);

· Высшие вегетативные центры, осуществляющие уравновешивание различных систем организма между собой, межсистемный гомеостаз, в том числе управление гипоталамо-гипофизарной системой, обеспечивающий гормонально-вегетативный гомеостаз (уровень Б);

· Центральная нервная система, включая корковые механизмы регуляции, координирующая функциональную недостаточность всех систем организма в соответствии с изменениями условий внешней среды, адаптационная деятельность организма (уровень А).

Выделяются три группы методов, направленные, соответственно, на исследование средней частоты пульса, его вариабельности и переходных процессов. Центральное место в этой классификации занимают методы изучения вариабельности сердечного ритма. Эти методы можно условно разделить на три группы:

1. методы оценки общих статистических характеристик;

2. методы оценки связи между кардиоинтервалами;

3. методы выявления скрытой периодичности динамического ряда кардиоинтервалов.

Есть разные способы изображения временных характеристик последовательных сокращений сердца. Из них наибольшую распространенность в России получила вариационная пульсометрия с построением скаттерграмм по методу Р.М. Баевского и построение гистограмм тоже по Баевскому Р.М. Этот метод основан на математическом анализе продолжительности временных пауз между сокращениями сердца. Информация о вариабельности ритма сердца получается на основании анализа ритмограмм. Ритмограмма - это числовая последовательность, элементами которой являются промежутки времени между двумя соседними сердечными сокращениями обследуемого. Как правило, для построения ритмограммы выполняются следующие действия. Сначала записывается ЭКГ обследуемого за интересующий промежуток времени, затем для каждого кардиоцикла на этом промежутке определяется одна и та же характерная точка, как правило - вершина зубца R, и определяется временной интервал между характерными точками текущего и предыдущего кардиоциклов. Последовательность полученных таким образом значений интервалов RR называется ритмограммой.

В норме верхний край РКГ (похожий на забор, в котором каждая «штакетина» - интервал) неровный, соответственно ежесекундно меняющемуся взаимодействию нескольких факторов комплекса, регулирующих сердечных ритм, и постоянно меняющейся длине интервалов. Рисунок этой неровности формируется тремя видами волн, различной частотной характеристики.

1. МВ1 (LF). Медленные волны первого порядка. Колебания с периодом 6-25 сек. Волны низкой частоты (0,04-0,15 Гц). Этот показатель характеризует состояние системы регуляции сосудистого тонуса. В норме чувствительные рецепторы синокаротидной зоны воспринимают изменения величины артериального давления, и афферентная нервная импульсация поступает в сосудодвигательный (вазомоторный центр) продолговатого мозга. Здесь осуществляется афферентный синтез (обработка и анализ поступающей информации) и в сосудистую систему поступают сигналы управления (эфферентная нервная импульсация). Этот процесс контроля сосудистого тонуса с обратной связью на гладкомышечные волокна сосудов осуществляется вазомоторным центром постоянно. Время, необходимое вазомоторному центру на операции приема, обработки и передачи информации колеблется от 7 до 10 секунд; в среднем оно равно 10 секундам.

Мощность медленных волн 1-го порядка определяет активность вазомоторного центра. Переход из положения «лежа» в положение «стоя» ведет к значительному увеличению мощности в этом диапазоне колебаний. Активность вазомоторного центра падает с возрастом и у лиц пожилого возраста этот эффект практически отсутствует. Вместо медленных волн 1-го порядка, увеличивается мощность медленных волн 2-го порядка. Это означает, что процесс регуляции артериального давления осуществляется при участии неспецифических механизмов путем активации симпатического отдела вегетативной нервной системы. Обычно в норме процентная доля вазомоторных волн в положении «лежа» составляет от 15 до 35-40%.

2. МВ2 (VLF). Медленные волны второго порядка. Период колебаний от 25 сек. до 5 мин. Волны очень низкой частоты (0,03-0,04 Гц). Спектральная составляющая сердечного ритма в этом диапазоне (20-70 секунд) по мнению многих зарубежных авторов характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы. Однако, в данном случае речь идет о надсегментарном уровне управления, поскольку амплитуда МВ-2 тесно связана с психоэмоциональным напряжением. Достоверно показано, что МВ-2 отражает церебральные эрготропные влияния на нижележащие уровни управления и позволяют судить о функциональном состоянии мозга при психогенной и органической патологии мозга. Таким образом, МВ-2 характеризует влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и может использоваться как надежный маркер степени связи автономных (сегментарных) уровней регуляции кровообращения с надсегментарными, в том числе с гипофизарно-гипоталамическими уровнем В норме мощность МВ-2 составляет 15-30% суммарной мощности спектра.

Таким образом, механизм VLF колебаний окончательно не установлен. Предполагают связь этих колебаний также с различными гуморальными факторами: катехоламины, ренин-ангиотензин и др.

3. БВ (HF). Быстрые волны. Период колебаний от 2 до 6 сек. Высокочастотные колебания (0,15-0,40 Гц). Связаны с деятельностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

На ритм сердца оказывают постоянное воздействие центральная и вегетативная нервная система, насыщение крови кислородом и углекислым газом, рефлексы. Все эти влияния относят к стационарным влияниям на ритм сердца. Стационарность - это процессы, протекающие приблизительно однородно и имеющие вид непрерывных колебаний вокруг некоторого среднего значения. На ритмическую деятельность сердца оказывают влияние и преходящие факторы, связанные с функцией системы кровообращения (например, различные нарушения ритма). Эти изменения относят к нестационарным. Нестационарный или переходный процесс характеризуется тем, что он имеет определенную тенденцию развития во времени, и его характеристики зависят от времени. ВРС изучается, как правило, при соблюдении условий стационарности, которым соответствуют короткие участки ритмограмм. В исследованиях было выделено 6 типов стационарных ритмограмм с различной периодикой колебаний длин интервалов RR.

Все методы анализа ВРС можно разделить также на две основные группы:

Методы анализа во временной области. Эти методы применяются для количественной оценки вариабельности ритма сердца в исследуемый промежуток времени. При их использовании ритмограмма рассматривается как совокупность последовательных временных промежутков - интервалов RR. Эти временные промежутки оцениваются при помощи различных математических методов: вычисляются их средние значения, стандартные отклонения, подсчитывается количество интервалов RR, величины которых находятся в заданных границах (строятся гистограммы), статистически оцениваются разности между соседними интервалами RR. Методы анализа во временной области базируются на оценивании интервалов RR между последовательными комплексами QRS нормальных синусовых кардиоциклов и реализуются на отфильтрованных ритмограммах. Интервалы RR между комплексами QRS принято называть интервалами NN.

Среди методов анализа во временной области можно выделить два основных направления:

статистические методы

геометрические методы (оценка формы и параметров гистограммы распределения интервалов RR).

Временной анализ можно проводить для серии последовательных интервалов NN за любой промежуток времени. Распространен анализ как коротких (5-10 минут), так и длительных (в основном суточных) участков ритмограммы.

Методы анализа в частотной области - спектральные - применяются для выявления характерных периодов в динамике изменения длительности интервалов RR. При спектральном анализе оценивается вклад тех или иных периодических составляющих в динамику изменения ЧСС. С этой целью оценивается так называемая спектральная мощность колебаний ЭКГ, соответствующая каждому выявленному периоду. При использовании спектральных методов подход к анализу ритмограммы принципиально иной, чем при использовании временных методов. Анализируемый участок ритмограммы, содержащий N интервалов RR, рассматривается как единое целое - он характеризуется последовательностью: f(n), n= 0, 1, 2, …, N, где n - номер интервала RR в ритмограмме, а f(n) - его величина. Предполагается, что эта последовательность является реализацией стационарного случайного процесса. По значениям элементов последовательности определяют спектральную плотность мощности (СПМ) процесса, характеризующую вклад различных периодических составляющих в динамику процесса. На основании соотношения мощностей различных компонент спектра делают вывод о сравнительном вкладе симпатической и парасимпатической компонент вегетативной системы в регуляцию ритма сердца.

Спектральные методы анализа ритмограммы получили в настоящее время очень широкое распространение. При использовании этого метода получен ряд интересных результатов при изучении различной патологии, как кардиологической, так и эндокринной и церебральной. Например, установлена связь выраженности активности симпатической нервной системы с низкочастотными составляющими спектра при изучении больных с психогенной и органической патологией мозга.

Изучение данных спектрального анализа помогает количественно оценивать уровень пара- и симпатических влияний у обследуемого человека. Особенно важно это для наблюдений в динамике.

Следует, однако, указать и на определенные ограничения спектрального анализа. Они связаны с необходимостью использования ритмограмм у пациентов, находящихся только в стационарных состояниях, а не при переходных процессах. Кроме того, точность анализа повышается при использовании значительных выборок RR-интервалов (от 100 до 500 и более).

Задачей спектрального анализа ВРС является обнаружение периодических составляющих в колебаниях ритма сердца и количественной оценки значимости их вклада в динамику ритма.

Статистические показатели кардиоритма и их физиологическая интерпретация.

Ниже приведены статистические показатели, часть из них получена согласно методике Р.М. Баевского (6). Также указаны формулы их подсчета и их физиологическая интерпретация.

1. Математическое ожидание показывает активность гуморального канала регуляции ритма сердца. Наиболее вероятная величина RR в данной выборке интервалов.

Принято считать, что математическое ожидание отражает конечный результат регуляторных влияний на сердце и на систему кровообращения в целом. Оно обладает наименьшей изменчивостью среди всех показателей сердечного ритма. Это обусловлено тем, что величина пульса (ЧСС) является одним из наиболее важных параметров организма.

2. Среднеквадратическое отклонение динамического ряда RR-интервалов показывает активность вагусной регуляции ритма сердца.

Среднеквадратичное отклонение является одним из основных показателей вариабельности сердечного ритма. Характеризуя состояние механизмов регуляции, оно указывает на суммарный эффект воздействий на синусовый узел симпатических и парасимпатических влияний. Уменьшение показателя свидетельствует о смещении вегетативного гомеостаза в сторону преобладания симпатического отдела вегетативной нервной системы, а увеличение - парасимпатического.

3. Мода - это наиболее вероятное значение случайной величины. Для непрерывных случайных величин мода вычисляется из условия максимума плотности распределения f(x). Мода показывает активность гуморального канала регуляции ритма сердца.

4. Амплитуда моды - это количество значений длительностей интервалов RR, соответствующих моде, в процентах от общего числа интервалов RR в вариационном ряду. Отражает активность симпатической регуляции сердечного ритма.

5. Индекс напряжения Р.М. Баевского показывает степень напряжения регуляторных механизмов ритма сердца, вычисляется по формуле

,

где АМО - амплитуда моды;

- вариационный размах;

МО - мода.

6. Вариационный размах - разность между длительностью наибольшего и наименьшего RR-интервала показывает активность вагусной регуляции ритма сердца, определяется по формуле

,

где X_max - максимальный RR-интервал; X_min - минимальный RR-интервал.

Коэффициент вариации вычисляется по формуле

,

где - математическое ожидание; - среднеквадратическое отклонение.