Способ оценки хронотропной функции сердца

Собственные исследования
В.А. Снежицкий1, М.С. Дешко1, Т.Н. Снежицкая2, А.В. Раков2,
1
Гродненский государственный медицинский университет,
2
Гродненский государственный университет им. Я. Купалы
Способ оценки
хронотропной функции
сердца
„ ВВЕДЕНИЕ
Частота сердечных сокращений (ЧСС) – всем известный параметр, и
в клинической практике, и среди обывателей характеризующий хронотропную функцию сердца. Исследования последних лет выявили роль
ЧСС как независимого фактора риска в различных популяциях здоровых и больных лиц в отношении общей и сердечно-сосудистой смертности, внезапной сердечной смерти, коронарных катастроф, сердечной недостаточности и т.д. [2, 8, 11]. Причем имеет значение отдельно
среднесуточная ЧСС [8, 11], ЧСС покоя [8, 11, 15], ЧСС при нагрузочных
пробах [8, 11, 14]. Неудивительно, что негативное влияние на сердечнососудистую систему многократно возрастает при сочетании повышенной ЧСС с другими факторами риска [17].
Патофизиологические аспекты повышенной ЧСС включают, помимо нарушения внутрисердечной гемодинамики и повышенных метаболических потребностей миокарда, еще и такой фундаментальный
фактор, как эндотелиальная дисфункция вследствие разрушения межклеточных соединений, повышения проницаемости сосудистой стенки,
воздействия на нее неадекватного напряжения сдвига. Все это имеет
следствием нарушение синтазной функции эндотелия и биодоступности оксида азота и, далее, прогрессирование и дестабилизацию атеросклеротического процесса [7, 8].
Отсюда понятна целесообразность воздействия на данный фактор
риска с целью улучшения прогноза больных [18]. Доказательная база
до недавнего времени в этом отношении несла в себе противоречие,
заключающееся в том, что имевшиеся в арсенале врачей лекарственные средства, обладающие отрицательным хронотропным эффектом
(ß-адреноблокаторы и недигидропиридиновые антагонисты кальциевых каналов), также оказывают и отрицательное инотропное действие.
Кроме того, многообразные эффекты данных препаратов на сердечнососудистую систему, в том числе воздействие на нейрогуморальные
«Кардиология в Беларуси» № 4 (05), 2009
83
Способ оценки хронотропной функции сердца
механизмы регуляции, не позволяли оценить в чистом виде влияние
ЧСС-снижающей терапии на прогноз кардиологических пациентов [8].
Ситуация несколько разъяснилась с опубликованием результатов
международного многоцентрового рандомизированного двойного слепого контролируемого исследования BEAUTIFUL ингибитора If каналов
клеток-пейсмейкеров ивабрадина, обладающего изолированным отрицательным хронотропным эффектом. У пациентов с ИБС и систолической
дисфункцией левого желудочка с ЧСС 70 и более обнаружен повышенный риск сердечно-сосудистой смерти (34%, p=0,0041), госпитализаций
в связи с сердечной недостаточностью (53%, p<0,0001) и инфарктом миокарда (46%, p=0,0066), необходимость коронарной реваскуляризации
(38%, p=0,037). При повышении ЧСС на каждые 5 ударов в минуту повышалась сердечно-сосудистая смертность (8%, p=0,0005), количество
госпитализаций в связи с сердечной недостаточностью (16%, p<0,0001)
и инфарктом миокарда (7%, p=0,052), частота проводимых коронарных
реваскуляризаций (8%, p=0,034) [9]. Снижение ЧСС в указанной когорте
больных ассоциировалось со снижением вторичных конечных точек:
частоты развития фатальных и нефатальных инфарктов миокарда (ОР
0,64, 95% ДИ 0,49-0,84, p=0,001) и количества проводимых вмешательств
по коронарной реваскуляризации (ОР 0,70, 95% ДИ 0,52-0,93, p=0,016),
хотя и не снижалась частота комбинированной первичной конечной
точки – сердечно-сосудистой смертности или госпитализаций в связи с
острым инфарктом миокарда либо прогрессированием сердечной недостаточности (ОР 1,00, 95% ДИ 0,91-1,1, p=0,94) (ОР – относительный
риск, ДИ – доверительный интервал) [12]. Кроме того, на фоне терапии
ивабрадином отмечено снижение маркеров перекисного окисления
липидов и медиаторов воспаления и улучшение поток-опосредованной
вазодилатации [6, 10, 16], что, возможно, косвенно подтверждает вышеуказанные патофизиологические аспекты.
Таким образом, возникает необходимость контроля ЧСС. Поскольку данный клинический параметр подвержен значительным колебаниям в соответствие с циркадианными и другими ритмами с более длительным периодом [13], достаточную для клинической интерпретации
информацию мы можем получить при длительной (сутки и более) регистрации ЧСС. Среди обилия коммерческих систем мониторирования параметров жизнедеятельности человека наиболее приемлемым
является метод регистрации ЭКГ по Холтеру (ХМ ЭКГ), позволяющий в
том числе оценивать минимальные, максимальные, средние значения
ЧСС в период бодрствования и сна, а также в выбранные промежутки
времени, отдельно для синусового и несинусового ритмов, визуализиЦель исследования:
ровать динамику ЧСС в виде графического изображения (гистограммы)
расширение арсенала
[1, 3-5]. Однако в данном случае оценка хронотропной функции сердца
объективных способов производится врачом на основании анализа и обобщения дискретных
оценки хронотропной значений ЧСС в различные промежутки времени, при этом ЧСС в один и
функции сердца, а
тот же момент может различаться в зависимости от того, какой интервал
также выведение
времени выбран для усреднения кардиоциклов (10 секунд, минута или
референтных значений более), что негативно отражается на информативности и объективности
для предложенного
указанных параметров. Отсюда возникает необходимость повышения
способа.
объективности оценки ЧСС.
84
Собственные исследования
„ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В качестве материала исследования использованы файлы данных
ХМ ЭКГ. Обследовано 215 человек с применением кардиорегистраторов «Кардиотехника» («ИНКАРТ», г. Санкт-Петербург). Мониторирование проводили в условиях свободной двигательной активности в течение 24 часов с периодами активной физической нагрузки и отдыха,
бодрствования и сна. На основании анализа тренда ЧСС, полученного
при ХМ ЭКГ, выделены 3 группы, включившие пациентов с синдромом
брадикардии (группа 1, n=71, 45 мужчин, 26 женщин, средний возраст –
52 года), синдромом тахикардии (группа 3, n=38, 20 мужчин, 18 женщин,
средний возраст – 43 года) и с нормальной динамикой ЧСС в течение
наблюдения (группа 2, n=106, 73 мужчины, 33 женщины, средний возраст – 43 года).
Для повышения объективности оценки хронотропной функции
сердца рассчитывали интегральное значение суточной ЧСС. При помощи соответствующего программного обеспечения для расшифровки
ХМ ЭКГ выгружали файл в формате *.RRI, содержащий последовательность значений всех RR интервалов за время наблюдения. RR интервалы представляют собой набор числовых данных, равноотстоящих друг
от друга, что является условием для применения квадратурных формул
с равностоящими узлами, к которым относятся обобщенная формула
Симпсона и обобщенная формула 3/8 для приближенного вычисления
интегралов.
Для ускорения расчетов в программной среде Delphi 7 нами разработано приложение (вид окна приложения представлен на рис. 1), в
алгоритм которого включены обобщенная формула Симпсона и обобщенная формула 3/8 (формулы 1 и 2 соответственно). Параллельно вычисляется математическое ожидание и дисперсия исходных данных
(формулы 3 и 4 соответственно).
Для получения интегрального значения суточной ЧСС использовали 75000 RR интервалов, поскольку указанное количество обеспечивает учет и дневной, и ночной записи ЭКГ.
Формула 1
Обобщенная формула Симпсона
Формула 2
Обобщенная формула 3/8
[a, b] – интервал интегрирования;
h – шаг интегрирования;
n – число узлов интерполирования (частичных отрезков, на которые разбивается интервал [a, b]), причем n - четное
число, то есть n=2m в случае обобщенной формулы Симпсона и n=3m в случае обобщенной формулы 3/8)
Формула 3
Математическое ожидание
Формула 4
Дисперсия
n – количество анализируемых RR интервалов
«Кардиология в Беларуси» № 4 (05), 2009
85
Способ оценки хронотропной функции сердца
Рисунок 1
Вид окна приложения
Статистический анализ осуществляли в программной среде
STATISTICA 6.1 (Statsoft, US). Использовали тест соответствия распределения данных закону нормального распределения Шапиро-Уилка W.
С учетом результата последнего (нормальное распределение данных)
последующий анализ проводили посредством параметрических тестов:
однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) для выявления значимости различий между группами и критерия Пирсона для выявления
корреляционных связей между параметрами. Результаты приведены в
виде M и ±95%ДИ, где M – среднее значение, ±95%ДИ – 95% доверительный интервал.
Референтный диапазон для интегрального значения ЧСС рассчитывали как интервал между 2,5 и 97,5 процентилями (центральные 95%) в
группе с нормальной динамикой ЧСС в течение мониторирования.
„ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1 отражены результаты обследования в группах. Видно, что
средние, минимальные и максимальные значения ЧСС, равно как и
интегральные значения суточной ЧСС, среднее значение и дисперсия
RR интервалов статистически значимо различались между группами с
синдромом брадикардии, тахикардии и нормальной динамикой ЧСС в
течение суток.
В табл. 2 приведены результаты корреляционного анализа между
значениями интеграла, средним значением и дисперсией RR интервалов и параметрами ЧСС, полученными при стандартном анализе ХМ ЭКГ
(средние, минимальные и максимальные значения дневной и ночной
ЧСС и циркадный индекс). Из таблицы следует, что интегральные значения суточной ЧСС сильно коррелировали с параметрами ЧСС, оцениваемыми при стандартном анализе ХМ ЭКГ.
86
Собственные исследования
Таблица 1
Результаты обследования в группах
Изучаемые
параметры*
ЧССср_д
ЧССмин_д
ЧССмакс_д
ЧССср_н
ЧССмин_н
ЧССмакс_н
ЦИ
M
1
±95% ДИ
59
57-61
78
96
93-99
0,0000
76-79
43-46
57
56-58
70
66-73
0,0000
97
92-102
124
120-128
139
132-147
0,0000
49
47-50
62
61-63
77
72-81
0,0000
42
40-44
53
52-54
63
60-67
0,0000
70
67-73
89
86-91
107
100-113
0,0000
1,19-1,25
1,25
1,23-1,28
1,28
1,21-1,34
0,1266
1,22
79681556
Инт_3/8
79581061
Дисперсия
3
±95% ДИ
P
M
44
Инт_Симпсон
Мат_ожидание
Группы
2
M
±95% ДИ
7720793482155177
7709829082063833
60159749
60157778
5910658561212913
5910563761209918
46909938
46909375
4550622348313654
4550505148313699
0,0000
0,0000
1063
1030-1096
803
789-817
626
607-644
0,0000
164090
115345212834
54691
37879-71504
60204
37844-82564
0,0000
* – ЧССср_д, ЧССмин_д, ЧССмакс_д, ЧССср_н, ЧССмин_н, ЧССмакс_н – соответственно среднее, минимальное и максимальное значения ЧСС во время бодрствования и сна, полученные при ХМ ЭКГ путем усреднения RR интервалов за
1 минуту, ЦИ – циркадный индекс (отношение средних дневной и ночной ЧСС); Инт_Симпсон и Инт_3/8 – соответственно
значения обобщенных интегралов Симпсона и 3/8, Мат_ожидание – математическое ожидание (среднее значение интервала RR), Дисперсия – дисперсия RR интервалов
При расчете по обобщенной формуле Симпсона и обобщенной
формуле 3/8 получили приблизительно равные интегральные значения суточной ЧСС, поэтому для оценки хронотропной функции сердца
мы ориентировались на первую из них (то есть обобщенную формулу
Симпсона).
На основании статистического анализа диапазон нормальных интегральных значений суточной ЧСС (нормальная хронотропная функция
сердца) составил 48418368 – 70558442. При значении интеграла менее
Таблица 2
Результаты корреляционного анализа*
r (p)
День_ср
День_мин
День_макс
Ночь_ср
Ночь_мин
Ночь_макс
Инт_Симпсон
-0,88 (0,00)
-0,80 (0,00)
-0,63 (0,00)
-0,81 (0,00)
-0,75 (0,00)
-0,66 (0,00)
Инт_3/8
-0,88 (0,00)
-0,80 (0,00)
-0,63 (0,00)
-0,81 (0,00)
-0,75 (0,00)
-0,66 (0,00)
* – анализ на всей выборке пациентов
«Кардиология в Беларуси» № 4 (05), 2009
87
Мат_ожидание
-0,88 (0,00)
-0,80 (0,00)
-0,62 (0,00)
-0,81 (0,00)
-0,76 (0,00)
-0,67 (0,00)
Дисперсия
-0,29 (0,000)
-0,24 (0,000)
-0,30 (0,000)
-0,31 (0,000)
-0,32 (0,000)
-0,34 (0,000)
Способ оценки хронотропной функции сердца
Рисунок 2
Тренд ЧСС пациента Я.
50410534 приходили к заключению о повышенной хронотропной функции сердца, а при значениях интеграла более 70558442 рассматривали
хронотропную функцию сердца как сниженную.
Приводим примеры использования предложенного способа для
оценки хронотропной функции сердца.
Пример 1
Пациент Я., мужчина, 43 года, обследован в условиях отделения
функциональной диагностики УЗ «Гродненский областной кардиологический диспансер», проведено ХМ ЭКГ. Средние, минимальные, максимальные значения дневной и ночной ЧСС составили 58, 44, 103 и 45, 40,
79 ударов в минуту соответственно. На рис. 2 представлен тренд ЧСС.
Интегральное значение суточной ЧСС составило 82797443 (>70558442)
по обобщенной формуле Симпсона. Таким образом, хронотропная
функция сердца пациента Я. оценена как сниженная.
Пример 2
Пациент Ю., мужчина, 41 год, обследован в условиях отделения
функциональной диагностики УЗ «Гродненский областной кардиологический диспансер», проведено ХМ ЭКГ. Средние, минимальные, максимальные значения дневной и ночной ЧСС составили 74, 56, 137 и 64, 55,
84 ударов в минуту соответственно. На рис. 3 представлен тренд ЧСС.
Интегральное значение суточной ЧСС составило 62788497 (<70558442,
>50410534) по обобщенной формуле Симпсона. Таким образом, хронотропная функция пациента Ю. оценена как нормальная.
Рисунок 3
Тренд ЧСС пациента Ю.
88
Собственные исследования
Рисунок 4
Тренд ЧСС пациента Л.
Пример 3
Пациент Л., мужчина, 54 года, обследован в условиях отделения
функциональной диагностики УЗ «Гродненский областной кардиологический диспансер», проведено ХМ ЭКГ. Средние, минимальные, максимальные значения дневной и ночной ЧСС составили 105, 63, 135 и 85, 60,
118 ударов в минуту соответственно. На рис. 4 представлен тренд ЧСС.
Интегральное значение суточной ЧСС составило 41195942 (<50410534)
по обобщенной формуле Симпсона. Таким образом, у пациента Л. выявлено повышение хронотропной функции сердца.
Поскольку с использованием интегрального значения суточной
ЧСС учитываются все RR интервалы, и при этом рассчитывается одно
единственное значение, представляется, что данный способ способствует объективизации с одной стороны и упрощению с другой процесса оценки хронотропной функции сердца.
„ ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
Таким образом, выше описанный способ является объективным и
информативным и может быть использован для оценки хронотропной
функции сердца.
При интегральном значении суточной ЧСС больше 70558442 оценивают хронотропную функцию сердца как сниженную, если меньше
50410534, оценивают хроноторопную функцию сердца как повышенную, а если он находится в границах от 50410534 до 70558442, то оценивают хронотропную функцию сердца как нормальную.
„ ЛИТЕРАТУРА
1. Дабровски, А. Суточное мониторирование ЭКГ / А. Дабровски, Б. Дабровски, Р. Пиотрович;
пер. Н.Н. Корнеев, Н.В. Грабко, С.Д. Банникова. – М.: Медпрактика, 2000. – 208 с.
2. Кулешова, Э.В. Частота сердечных сокращений как фактор риска у больных с ишемической
болезнью сердца / Э.В. Кулешова // Вестник аритмологии. – 1999. – № 13. – С. 75-83.
«Кардиология в Беларуси» № 4 (05), 2009
89
Способ оценки хронотропной функции сердца
3. Макаров, Л.М. Холтеровское мониторирование / Л.М. Макаров. – 3-е изд. – М.: Медпрактика, 2008. – 456 с.
4. Тихоненко, В.М. Холтеровское мониторирование (методические аспекты) / В.М. Тихоненко.
– СПб.: ИНКАРТ, 2006. – 48 с.
5. ACC/AHA guidelines for ambulatory electrocardiography: A report of the American College of
Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines / M.H. Crawford [et al.]
// J. Am. Coll. Cardiol. – 1999. – Vol. 34. – P. 912-948.
6. Berdeaux, A. Preclinical results with I(f ) current inhibition by ivabradine / A. Berdeaux // Drugs.
– 2007. – Vol. 67, Suppl. 2. – P. 25-33.
7. Elevated heart rate and atherosclerosis: an overview of the pathogenetic mechanisms / G.D.
Giannoglou [et al.] // Int. J. Cardiol. – 2008. – Vol. 126. – P. 302–312.
8. Hall, A.S. The heart rate hypothesis: ready to be tested / A.S. Hall, S. Palmer // Heart. – 2008. – Vol.
94. – P. 561-565.
9. Heart rate as a prognostic risk factor in patients with coronary artery disease and left-ventricular
systolic dysfunction (BEAUTIFUL): a subgroup analysis of a randomised controlled trial / K. Fox
[et al.] // Lancet. – 2008. – Vol. 372, № 9641. – P. 817-821.
10. Heart rate reduction by ivabradine reduces oxidative stress, improves endothelial function, and
prevents atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice / F. Custodis [et al.] // Circulation. –
2008. – Vol. 117, № 18. – P. 2377-2387.
11. Hjalmarson, A. Heart rate: an independent risk factor in cardiovascular disease / A. Hjalmarson //
Eur. Heart J. Suppl. – 2007. Vol. 9 (Suppl. F). – P. F3–F7.
12. Ivabradine for patients with stable coronary artery disease and left-ventricular systolic
dysfunction (BEAUTIFUL): a randomised, double-blind, placebo-controlled trial / K. Fox [et al.] //
Lancet. – 2008. – Vol. 372, № 9641. – P. 807-816.
13. Parati, G. Clinical relevance of day-by-day blood pressure and heart rate variability / G. Parati, G.
Bilo // Hypertension. – 2008. – Vol. 52. – P. 1006.
14. Prognostic value of heart rate increase at onset of exercise testing / N.J. Leeper [et al.] //
Circulation. – 2007. Vol. 115. – P. 468-474.
15. Resting Heart Rate in Cardiovascular Disease / K. Fox [et al.] // J. Am. Coll. Cardiol.- 2007. – Vol.
50. – P. 823-830.
16. Triggle, C.R. Defying the economists: a decrease in heart rate improves not only cardiac but also
endothelial function / C.R. Triggle // Br. J. Pharmacol. – 2008. – Vol. 154, № 4. – P. 727-728.
17. Tverdal, A. Heart rate and mortality from cardiovascular causes: a 12 year follow-up study of
379 843 men and women aged 40–45 years / A. Tverdal, V. Hjellvik, R. Selmer // Eur. Heart J. –
2008. – Vol. 29. – P. 2772–2781
18. Zamorano, J.L. Heart rate management: a therapeutic goal throughout the cardiovascular
continuum / J.L. Zamorano // Eur. Heart J. Suppl. – 2008. – Vol. 10. – P. F17-F21.
90