Министерство здравоохранения российской федерации

Кировская государственная медицинская академия

Кафедра патофизиологии

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

практического занятия по патофизиологии для студентов 3 курса

лечебного и педиатрического факультетов

ТЕМА: патофизиология сердечно-сосудистой системы.

ЦЕЛЬ: уметь проводить анализ ситуаций, связанных с патологией сердечно-сосудистой системы, освоить практические навыки определения, оценки ЭКГ и КИГ.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

1. Тестовый контроль исходного уровня подготовки.

2. Собеседование и дискуссия по вопросам:

1). Принципы классификации недостаточности кровообращения и характеристика основных понятий.

2). Нарушения ритма сердца: виды аритмий, их этиология, патогенез и ЭКГ признаки.

3). Анализ вариабельности сердечного ритма как метод оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций.

а) Научно-теоретические основы и принцип метода

б) Методы математического анализа сердечного ритма

- Статистические методы.

- Метод вариационной пульсометрии.

- Спектральный метод анализа ВСР.

3. Выполнение обучающих заданий.

Задание 1. Патофизиологический анализ результатов экспериментов.

Опыт.№1. анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) в состоянии покоя.

Цель: освоить методику регистрации ЭКГ у человека и получения кардиоинтервалограммы на компьютере, провести оценку вариабельности сердечного ритма статистическим методом, методом вариационной пульсометрии и методом спектрального анализа.

Принцип метода: анализ ВСР является комплексным методом оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций в организме человека, в частности, общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы.

Метод основан на распознавании и измерении временных интервалов между R –зубцами ЭКГ (R-R-интервалы), построении динамических рядов кардиоинтервалов – кардиоинтервалограммы (Рис. 1) и последующего анализа полученных числовых рядов различными математическими методами.

При анализе ВСР речь идет о т.н. синусовой аритмии, которая отражает сложные процессы взаимодействия различных контуров регуляции сердечного ритма. Можно выделить два контура регуляции: центральный и автономный с прямой и обратной связью. При этом воздействие автономного контура идентифицируется с дыхательной, а центрального - с недыхательной аритмией.

Рабочими структурами автономного контура регуляции являются: синусовый узел, блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозгу. Автономная регуляция в условиях покоя характеризуется наличием выраженной дыхательной аритмии, которая представляет собой колебания сердечного ритма с периодами 2,5-6,5 сек. (частота 0,4-0,15 Гц). Дыхательная аритмия усиливается во время сна и ослабевает при различных нагрузках на организм под влиянием центрального контура регуляции.

Центральный контур регуляции сердечного ритма – это сложная многоуровневая система нейрогуморальной регуляции физиологических функций:

1-й уровень обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой. К нему относится центральная нервная система, включая корковые механизмы регуляции. Она координирует деятельность всех систем организма в соответствии с воздействием факторов внешней среды.

Рис. 1. Принцип построения кардиоинтервалограммы (ритмограмма отмечена пунктиром на графике Б), где t — величина RR-интервала в секундах, а n— номер (число) RR-интервала.

Рис.2. Гистограмма распределения длительностей R-R интервалов.

2-й уровень осуществляет взаимодействие различных систем организма между собой. Основную роль играют высшие вегетативные центры (гипоталамо-гипофизарная система), обеспечивающие гормонально-вегетативный гомеостаз.

3-й уровень обеспечивает внутрисистемный гомеостаз в разных системах организма, в частности в кардиореспираторной системе. Здесь ведущую роль играют подкорковые нервные центры, в частности сосудодвигательный центр, оказывающий стимулирующее или угнетающее действие на сердце через волокна симпатических нервов.

Влияние центрального контура регуляции обусловливает возникновение недыхательной синусовой аритмии. Недыхательная сердечная аритмия представляет собой колебания сердечного ритма с периодами выше 6-7 сек. (частота ниже 0,15 Гц). Медленные (недыхательные) колебания сердечного ритма коррелируют с аналогичными волнами артериального давления и плетизмограммы. Различают медленные волны 1-ого, 2-ого и более высоких порядков.

Анализ ВСР используют для оценки вегетативной регуляции ритма сердца у практически здоровых людей с целью выявления их адаптационных возможностей и у больных с различной патологией сердечно-сосудистой системы и вегетативной нервной системы.

Математический анализ сердечного ритма

1. Статистические методы.

По исходному динамическому ряду R-R интервалов вычисляются следующие статистические характеристики:

- RRNN- математическое ожидание (М) - среднее значение продолжительности R-R интервала, обладает наименьшей изменчивостью среди всех показателей сердечного ритма, так как является одним из наиболее гомеостатируемых параметров организма; характеризует гуморальную регуляцию;

- SDNN (мс) - среднее квадратическое отклонение (СКО), является одним из основных показателей вариабельности СР; характеризует вагусную регуляцию;

- RMSSD (мс) - среднеквадратичное различие между длительностью соседних R-R интервалов, является мерой ВСР с малой продолжительностью циклов;

- рNN50 (%) - доля соседних синусовых интервалов R-R, которые различаются более чем на 50 мс. Является отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием;

- CV - коэффициент вариации (КВ), КВ=СКО / М х 100, по физиологическому смыслу не отличается от среднего квадратического отклонения, но является показателем, нормированным по частоте пульса.

2. Метод вариационной пульсометрии.

На основе кривой распределения кардиоинтервалов – гистограммы (Рис.2) определяют следующие ее характеристики:

- Мо - мода - диапазон наиболее часто встречающихся значений кардиоинтервалов. Обычно в качестве моды принимают начальное значение диапазона, в котором отмечается наибольшее число R-R-интервалов. Иногда принимается середина интервала. Мода указывает на наиболее вероятный уровень функционирования системы кровообращения (точнее, синусового узла) и при достаточно стационарных процессах совпадает с математическим ожиданием. В переходных процессах значение М-Мо может быть условной мерой нестационарности, а значение Мо указывает на доминирующий в этом процессе уровень функционирования;

- АМо - амплитуда моды - число кардиоинтервалов, попавших в диапазон моды (в %). Величина амплитуды моды зависит от влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы и отражает степень централизации управления сердечным ритмом;

- DX - вариационный размах (ВР), DX=RR_MAXx-RR_MIN - максимальная амплитуда колебаний значений кардиоинтервалов, определяемая по разности между максимальной и минимальной продолжительностью кардиоцикла. Вариационный размах отражает суммарный эффект регуляции ритма вегетативной нервной системой в значительной мере связанный с состоянием парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Однако, в определенных условиях при значительной амплитуде медленных волн вариационной размах зависит в большей мере от состояния подкорковых нервных центров, чем от тонуса парасимпатической системы;

- ВПР - вегетативный показатель ритма. ВПР = 1 /(Мо х ВР); позволяет судить о вегетативном балансе с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции. Чем выше эта активность, т.е. чем меньше величина ВПР, тем в большей мере вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатического отдела;

- ИН - индекс напряжения регуляторных систем [Баевский Р.М., 1974]. ИН = АМо/(2ВР х Mo), отражает степень централизации управления сердечным ритмом. Чем меньше величина ИН, тем больше активность парасимпатического отдела и автономного контура. Чем больше величина ИН, тем выше активность симпатического отдела и степень централизации управления сердечным ритмом.

У здоровых взрослых людей средние показатели вариационной пульсометрии составляют: Мо - 0.80 ± 0.04 сек.; АМо - 43.0 ± 0.9%; ВР - 0.21 ± 0.01 сек. ИН у хорошо физически развитых лиц колеблется в пределах от 80 до 140 усл.ед.

3. Спектральный метод анализа ВСР.

Применение спектрального анализа позволяет количественно оценить различные частотные составляющие колебаний ритма сердца и наглядно графически представить соотношения разных компонентов сердечного ритма, отражающих активность определенных звеньев регуляторного механизма. Выделяют три главных спектральных компонента:

- HF (s – волны) - дыхательные волны или быстрые волны (Т=2,5-6,6 сек., v=0,15-0,4 Гц.), отражают процессы дыхания и другие виды парасимпатической активности, на спектрограмме отмечены зеленым цветом;

- LF (m – волны) - медленные волны I порядка (MBI) или средние волны (Т=10-30сек., v=0.04-0.15 Гц) связаны с симпатической активностью (в первую очередь вазомоторного центра), на спектрограмме отмечены красным цветом;

- VLF (l – волны) - медленные волны II порядка (MBII) или медленные волны (Т>30сек., v<0.04Гц) — разного рода медленные гуморально-метаболические влияния, на спектрограмме отмечены синим цветом.

При спектральном анализе определяют суммарную мощность всех компонентов спектра (ТР), и абсолютную суммарную мощность для каждого из компонентов, при этом ТР определяется как сумма мощностей в диапазонах HF, LF и VLF. Вычисляют следующие показатели:

- IC – индекс централизации (ИЦ), IC=(HF+LF)/VLF;

- индекс вагосимпатического взаимодействия LF/HF.

Методика проведения: испытуемый ложится на кушетку, помощники накладывают на его конечности 4 электрода от электрокардиографа, предварительно подложив под них смоченные в физрастворе марлевые салфетки. Должна быть проведена 10-15 мин. адаптация к новым условиям. Снимают пробную ЭКГ, убеждаясь в правильности постановки электродов и в наличии правильного синусового ритма. Лучше всего использовать II стандартное отведение. Затем снимается фоновая ЭКГ с выводом на компьютер с длиной записи около 100 кардиоинтервалов (приблизительно 1,5 минуты). Во время записи ЭКГ испытуемый должен расслабиться, закрыть глаза, дыхание должно быть ровным, руки лучше всего опустить, чтобы не возникало мышечного напряжения.

Полученные с помощью компьютерной программы кардиоинтервалограмму, гистограмму и спектрограмму оценивают визуально, а основные показатели временного и спектрального анализа ВСР регистрируют и заносят в таблицу. Проводят оценку полученных данных и делают вывод о состоянии вегетативной нервной системы, влиянии автономного и центрального контуров регуляции и адаптационных возможностях испытуемого.

Результаты:

Исследование проводилось в положении лежа. Зарегистрировано комплексов QRS_______.

Ритм:_______________________________ ЧСС:_______________

Показатели временного анализа Показатели спектрального анализа

Параметр	Нормальные значения	У больного	Параметр	Нормальные значения	У больного
R-R min (мс)	700		ТР (мс²)	3466±1018
R-R max (мc)	900		VLF (мс²)
RRNN (М) (мc)	800±56		LF (мс²)	1170±416
SDNN (СКО) (мc)	127±35		HF (мс²)	975±203
RMSSD (мc)	64±5,34		LF norm, nu	54±4
PNN50 (%)	27±12		HF norm, nu	29±3
CV (%)	5-7		LF/HF	1.5-2.0
Амо (%)	43±0,9		Структура спектра
ВПР	4-6		%VLF	15-35
ИН	80-150		%LF	15-40
			%HF	15-25

Выводы:

Опыт №2. Исследование вегетативной реактивности при проведении пробы с глубоким дыханием

Цель работы: по показателям ритмограммы исследовать и оценить вегетативную реактивность организма при проведении пробы с глубоким дыханием.

Методика проведения: для определения вегетативной реактивности проводят различные функциональные пробы. Проба с глубоким дыханием позволяет определить отношение максимально удлиненного интервала R-R во время выдоха к максимально укороченному интервалу во время вдоха. Этот показатель позволяет оценить вагусную реактивность.

При проведении пробы с глубоким дыханием (6 дыхательных движений в минуту) провести описанное в первой работе снятие ЭКГ, построение ритмограммы, гистограммы и спектрограммы Данные математического анализа занести в таблицу, сделать соответствующие выводы. Сравнить соотношение мощностей дыхательных волн, MBI, MBII в покое и при проведении нагрузочного теста.

Результаты:

Исследование проводилось в положении лежа. Зарегистрировано комплексов QRS_______.

Ритм_______________________________ ЧСС:_______________

Показатели временного анализа Показатели спектрального анализа

Параметр	Нормальные значения	У больного	Параметр	Нормальные значения	У больного
R-R min (мс)	700		ТР (мс²)	3466±1018
R-R max (мc)	900		VLF (мс²)
RRNN (М) (мc)	800±56		LF (мс²)	1170±416
SDNN (СКО) (мc)	127±35		HF (мс²)	975±203
RMSSD (мc)	64±5,34		LF norm, nu	54±4
PNN50 (%)	27±12		HF norm, nu	29±3
CV (%)	5-7		LF/HF	1.5-2.0
Амо (%)	43±0,9		Структура спектра
ВПР	4-6		%VLF	15-35
ИН	80-150		%LF	15-40
			%HF	15-25

Вывод:

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Адо А.Д. "Патологическая физиология", 2001г., стр. 398-426.

2 Адо А.Д., Новицкий В.В. "Патологическая физиология", 1994 г., стр. 294-317.

3.Лекции, методические разработки.