Variabilita srdeční frekvence ( HRV ), také variabilita srdeční frekvence ( HRV ), je fyziologický jev , který se projevuje změnou intervalu mezi počátky dvou sousedních srdečních cyklů . Posuzuje se změnami v časovém intervalu mezi sousedními tepy (srdečními tepy).
Méně běžně se používají následující synonymní pojmy: „ proměnlivost délky cyklu “, „ variabilita RR “ (kde R je bod odpovídající vrcholu komplexu QRS vlny elektrokardiogramu (EKG) a RR je interval mezi po sobě jdoucími R) a „ variabilita srdeční periody “.
HRV je převrácená hodnota proměnlivosti okamžité srdeční frekvence (HR).
V souladu s GOST [D: 1] by se „ záznamové zařízení pro měření závislosti periody srdečních kontrakcí na čase “ mělo nazývat chronokardiograf a takové záznamy by se měly nazývat chronokardiogramy .
V odborné literatuře můžete najít termíny používané jako synonyma pro chronokardiogramy. Posloupnost „okamžitých“ hodnot srdeční frekvence se tedy někdy nazývá kardiotachogram a posloupnost intervalových hodnot mezi počátky sousedních srdečních tepů se nazývá rytmogram . [A: 1] [B: 1] Bayevsky použil termíny „ dynamická řada kardiointervalů “ a „ kardiointervalogram “ pro stejný účel ; a termín " rytmogram " byl použit k označení jednoho z grafických způsobů znázornění dynamických sérií kardiointervalů, tj. chronokardiogramů. [A:2]
Výzkum a analýza HRV zahrnuje tři fáze: [1]
Předpokládá se [2] , že tento jev poprvé objevil Albrecht von Haller v roce 1760 [B: 2]
Analýza HRV se začala aktivně rozvíjet v SSSR na počátku 60. let 20. století, protože jedním z důležitých podnětů pro její rozvoj byl úspěch vesmírné medicíny . V roce 1966 se v Moskvě konalo první světové sympozium o variabilitě srdeční frekvence]. [A: 2] První monografie o HRV [B: 3] [B: 4] vyšly také v SSSR. [A:2]
R. M. Baevsky navrhl v 80. letech 20. století pro komplexní hodnocení srdečního rytmu ukazatel aktivity regulačních systémů (PARS), který se na základě výše uvedených metod počítá v bodech. To znamená, že kvalitativní analýza HRV by měla být provedena podle všech tří metod a získaná data se použijí pro výpočet ukazatele PARS. [B:4] [A:2]
V roce 1996 byly zveřejněny mezinárodní pokyny (Recommendations—1996), které vypracovala pracovní skupina Evropské kardiologické společnosti a Severoamerické společnosti pro stimulaci a elektrofyziologii (Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacingand Electrophysiology ). [A: 3] [A: 4] O něco později byl zveřejněn jejich ruský překlad. [A:1]
V roce 2001 byla v souladu s rozhodnutím Komise pro diagnostické přístroje a zařízení Výboru pro nové lékařské vybavení Ministerstva zdravotnictví Ruska (zápis č. 4 ze dne 11. dubna 2000) vytvořena skupina odborníků pro vývoj domácí pokyny pro analýzu HRV, v důsledku čehož byla navržena ruská verze doporučení k používání metod analýzy HRV [A: 5] , která se v některých postupech výrazně liší od Doporučení z roku 1996. Nabízejí také řadu charakteristik určených k posouzení funkčních rezerv těla, tradičně používaných ve vesmírné medicíně v SSSR. [A:6]
Na omezenou použitelnost mezinárodního standardního souboru metod z roku 1996 bylo poukázáno v mnoha studiích (např . [B: 1] [A: 7] ). V tomto ohledu pokračuje hledání a vývoj nových metod pro analýzu HRV (například [A: 6] [A: 8] [B: 1] [B: 5] )
Dynamické řady kardiointervalů lze získat analýzou jakýchkoli kardiografických záznamů (elektrických, mechanických, ultrazvukových atd.). [1] Metody používané k detekci srdečních tepů zahrnují: elektrokardiografii , krevní tlak, balistokardiogramy [ A:9] a signál pulzní vlny odvozený z fotopletysmografu . Obvykle se variabilita srdeční frekvence odhaduje na základě měření trvání RR intervalů na EKG, ve kterém se provádí matematické (například pomocí Pan-Tompkinsova algoritmu) automatické rozpoznání R-vlny a záznam sekvence Tvoří se intervaly RR. Bylo by správnější studovat trvání intervalů PP, protože začátek vlny P je začátkem nového srdečního cyklu spojeného s excitací sinusového uzlu (SU); Tradice používání RR intervalů souvisí se skutečností, že R vlna, zejména ve druhém standardním svodu, je nejsnáze izolována od EKG signálu při počítačovém zpracování díky tomu, že je největší co do amplitudy. [A:7] Elektrokardiografie je považována za metodu volby, protože usnadňuje vyloučení těch srdečních tepů, které nepocházejí ze sinoatriálního uzlu .
Chyby v lokalizaci markerů okamžité srdeční frekvence vedou k chybám ve výpočtu HRV, protože metody hodnocení různých ukazatelů HRV jsou velmi citlivé na artefakty a chyby a dokonce 2 % chybných údajů povedou k nežádoucím zkreslením ve výpočtech HRV. Proto je pro zajištění přesných výsledků považováno za nezbytné sledovat artefakty před aplikací matematických metod HRV. [A:10]
Termín „NN“ se používá místo RR pro zdůraznění skutečnosti, že zpracované doby jsou „normální“ části, to znamená, že byly „očištěny“ od artefaktů a „normalizovány“.
Považuje se za vhodné rozlišovat mezi následujícími typy registrace HRV: a) v podmínkách relativního klidu; b) při provádění funkčních zkoušek; c) v podmínkách běžné činnosti nebo při výkonu profesní zátěže; d) v klinickém prostředí, protože každý z těchto typů studií se vyznačuje určitými rysy metodologie. [jeden]
K detekci porušení autonomní nervové regulace se používají různé funkční testy : reflexní, stresové a farmakologické. Mezi nimi se nejčastěji používají takové jednoduché, dostupné a objektivní testy jako Valsalvův test, ortostatický test, respirační test atd . Předpokládá se, že použití funkčních testů má vážné výhody, protože umožňuje minimalizovat individuální rozdíly a posoudit směr změn, spíše než pracovat s absolutními hodnotami parametrů. [čtyři]
Analýza variability srdeční frekvence je novou metodikou studia procesů regulace fyziologických funkcí, kde je oběhový systém považován za indikátor adaptačních reakcí celého organismu. [A:2]
V mezinárodních standardech z roku 1996 [A: 3] se rozlišují dvě skupiny metod pro matematickou analýzu HRV: v časové oblasti a ve frekvenční oblasti.
Je zvláště zdůrazněno, že přechodný proces během funkčních zkoušek by měl být analyzován speciálními metodami; přechodná analýza může mít nezávislou diagnostickou a prognostickou hodnotu. [jeden]
Na základě statistické analýzy chronokardiogramů získat parametry , jako jsou:
V souladu s mezinárodními standardy lze normalizovaný chronokardiogram (posloupnost intervalů NN) zobrazit jako určitou geometrickou strukturu, jejíž parametry jsou následně změřeny a použity jako integrální charakteristiky původního chronokardiogramu.
Při práci s geometrickými metodami se používají tři hlavní přístupy:
Trojúhelníkový index (TINN) se vypočítá jako integrál hustoty distribuce (to je ve skutečnosti součet všech intervalů NN) dělený maximální hustotou rozložení. [5] Poprvé navržen v roce 1989. [A:11]
Geometrické metody navržené normami z roku 1996 nejsou vhodné pro hodnocení rychlých změn variability (ne kratších než 20 minut, ale nejlépe 24 hodin); jejich výhodou je necitlivost na nestacionaritu chronokardiogramu. Další geometrické metody, jako je histogram a rozptylogram, jsou stále ve vývoji a výzkumu.
K popisu histogramu se obvykle používají následující parametry: AMO je amplituda režimu histogramu, MO je režim histogramu, SD je standardní odchylka; méně často - asymetrie (Ass), špičatost (Ex), variační rozsah ( dX ) , variační koeficient ( V ) atd. [6]
IN charakterizuje činnost mechanismů regulace sympatiku, stav centrálního okruhu regulace; Normálně se IN pohybuje od 80 do 150 u. e. Tento indikátor je extrémně citlivý na zvýšení tónu sympatického nervového systému: mírné zatížení (fyzické nebo emocionální) zvyšuje SI 1,5-2krát; při značném zatížení roste 5-10krát; u pacientů s konstantním napětím regulačních systémů (psychický stres, angina pectoris, oběhová insuficience) je SI v klidu 400-600 u. E.; u pacientů s akutním infarktem myokardu dosahuje SI v klidu 1000-1200 u. e. [4]
Bodový diagram (z angličtiny - „scatter“, „scattering“) je grafické znázornění dvojic RR intervalů (předchozích a následujících) ve dvourozměrné souřadnicové rovině. V tomto případě je hodnota vynesena podél osy abscisa a hodnota je vynesena podél osy pořadnice . Podle rozptylového diagramu lze nepřímo usuzovat na variabilitu srdeční frekvence: čím je „mrak“ bodů přeplněnější, tím je variabilita rytmu nižší. Body, které jsou daleko od hlavní skupiny, lze použít k posouzení přítomnosti artefaktů a poruch rytmu. [6] V ruskojazyčných zdrojích může být označován jako korelační rytmogram nebo jako Poincarého či Lorentzovy skvrny. [7] Předpokládá se, že je vhodné využít vyhodnocení rozptylu u arytmií, kdy jsou metody statistické a spektrální analýzy variability srdeční frekvence neinformativní nebo nepřijatelné. [7]
Při analýze HRV je výkonová spektrální hustota (PSD) časové sekvence chápána jako SDP stacionárního (v širším smyslu) náhodného procesu, jehož implementací je tato sekvence. Je třeba mít na paměti, že kterákoli z aplikovaných spektrálních metod je metodou pro odhad PSD, nikoli její přesnou konstrukcí. Pokud je účelem studie identifikovat meziskupinové rozdíly ve spektrálních charakteristikách HRV subjektů z různých skupin, pak by měla být HRV SPD všech pacientů všech skupin hodnocena pomocí stejné metody. Standardní délka úseku chronokardiogramu pro spektrální analýzu je 256 kardiocyklů, což odpovídá časovému intervalu 3,5–5 minut; Přísné požadavky na stacionaritu znemožňují spektrální analýzu 24hodinového chronokardiogramu [6]
Metody frekvenční domény se používají k počítání počtu NN slotů, které odpovídají každému frekvenčnímu pásmu. Normy doporučují rozlišovat mezi následujícími frekvenčními pásmy (komponenty):
Měření výkonu VLF, LF, HF se obvykle provádí v absolutních jednotkách výkonu (ms 2 ), ale LF a HF lze dodatečně vyjádřit v normalizovaných jednotkách, které ukazují relativní příspěvek každé ze složek v poměru k celkovému výkonu mínus komponenta VLF. ULF bude získáno pouze použitím spektrální analýzy po celou dobu 24hodinového pozorování.
Pro prezentaci výsledků standardy z roku 1996 navrhují použití následujících metod nelineární analýzy (nelineární metody): Poincareho řez , grafy atraktorů v malém počtu dimenzí, rozklad singulárních hodnot a trajektorie atraktorů. Pro kvantitativní popis byly použity korelační dimenze D2 , Ljapunovův exponent a Kolmogorovova entropie .
Nelineární metody jsou považovány za potenciálně slibné způsoby odhadu HRV, ale v současné době se používají v omezené míře, protože je zapotřebí dalšího pokroku v technologii analýzy a interpretace výsledků. Výzkum možností využití nelineární analýzy HRV aktivně probíhá. [B:5] [A:12] [A:13]
Bylo zjištěno, že sekvence RR intervalu mají dlouhodobé korelace. V různých fázích spánku byly nalezeny různé typy korelací. [A: 14] [A: 12] Jedním z nedostatků těchto studií je však nedostatek statistických odhadů validity.
Srdeční frekvence je určována četnými regulačními mechanismy; Je obvyklé rozlišovat intrakardiální (intrakardiální) a extrakardiální (extrakardiální) mechanismy regulace srdečního rytmu. [8] První úrovní systému regulace práce srdce je mechanismus intrakardiální regulace. Je spojena se speciálními vlastnostmi vlastního myokardu a působí i v izolovaném srdci podle Frank-Starlingova zákona : izolované srdce při konstantní frekvenci kontrakcí může nezávisle přizpůsobit svou činnost rostoucí zátěži a reagovat na ni zvýšený výkon. Extrakardiální regulace práce srdce je prováděna autonomním nervovým a endokrinním systémem; podle rychlosti vývoje adaptačních procesů a jejich trvání se mechanismy regulace kardiovaskulárního systému dělí na:
Sinoatriální uzel dostává regulační vlivy z nervového a endokrinního systému, v důsledku čehož se mění okamžitý puls (resp. interval RR). Hlavními zdroji HRV jsou vliv autonomního (sympatického a parasympatického) nervového systému ( ANS ) a humorálních faktorů. Dýchání indukuje nízkofrekvenční vlny srdeční frekvence zprostředkované primárně přes ANS. Mezi další faktory, které ovlivňují HRV, patří baroreflex (Zion-Ludwigův reflex), termoregulace , cyklus spánku a bdění , jídlo, fyzická aktivita a stres .
Regulace krevního oběhu je z hlediska teorie funkčních systémů víceokruhový, hierarchicky uspořádaný systém, v němž dominantní roli jednotlivých článků určují aktuální potřeby organismu. [9] Nejjednodušší dvousmyčkový matematický model regulace srdeční frekvence navržený R. M. Baevským [B: 6] je založen na předpokladu, že regulační systém SU lze reprezentovat jako dvě vzájemně související úrovně (okruhy): centrální a autonomní s přímým a zpětná vazba. [9]
Důsledně se rozlišují dva hlavní oscilační jevy HRV:
Při studiu otázky, jak srdeční rytmy korelují s jinými fyziologickými systémy, jako jsou plíce a mozek, bylo zjištěno, že ačkoliv během bdělosti, lehkého a REM spánku je korelace mezi srdečním tepem a jinými fyziologickými systémy vysoká, téměř mizí během hluboký spánek. [A:16]
Byl objeven fenomén variability kontraktilní funkce srdce během 11letého cyklu sluneční aktivity, odhaleny korelace mezi populačními rytmy kardiovaskulárních katastrof a rytmy sluneční a geomagnetické aktivity a typická rytmická odezva srdce. byl popsán vliv různých vnějších faktorů, včetně geomagnetické aktivity. [B:7]
Má se za to, že standardizace klinické a fyziologické interpretace ukazatelů HRV v této fázi vývoje vědy je stále prakticky nemožná, protože myšlenky a hodnocení různých autorů jsou často protichůdné. [4] Charakteristickým rysem metody je její nespecifita ve vztahu k nozologickým formám patologie a vysoká citlivost k široké škále vnitřních i vnějších vlivů. [10] HRV zároveň dobře odráží míru napětí regulačních systémů v důsledku aktivace hypofyzárního-nadledvinového systému a reakce sympatoadrenálního systému vznikající v reakci na jakýkoli stresový efekt. [9]
Za účelem provedení komplexního hodnocení funkčního stavu z hlediska činnosti regulačních systémů (PARS), které zajišťuje diagnostiku funkčních stavů organismu (nikoli však nemocí); vypočítává se v bodech podle speciálního algoritmu, který bere v úvahu statistické ukazatele, ukazatele histogramu a data spektrální analýzy chronokardiogramů. [4] Hodnoty PARS jsou vyjádřeny v bodech od 1 do 10. Na základě analýzy hodnot PARS lze diagnostikovat následující funkční stavy:
Studie ukázaly, že sníženou HRV lze použít jako indikátor pravděpodobnosti úmrtí po infarktu myokardu [A: 17] [A: 18] , i když v jiné práci srovnání HRV a srdeční frekvence ukázalo, že prognostické informace o přežití po infarkt myokardu myokard je zcela obsažen v průměrné srdeční frekvenci [A: 19] .
Se změněnou (obvykle nižší) HRV může být spojena také řada dalších výsledků a patologických stavů, jako je městnavé srdeční selhání, diabetická neuropatie, deprese po transplantaci srdce. [11] [12]
Bylo zjištěno, že u obětí náhlé srdeční smrti během života byla HRV nižší než u zdravých lidí. [A:20]
Podle systematického přehledu publikovaných studií HRV koreluje s progresí onemocnění a úmrtím u pacientů s rakovinou. [A:21]
Analýza HRV nachází uplatnění v kardiologii pro řešení problémů diferenciální diagnostiky synkop ; tyto úkoly je třeba zohlednit zejména při rozhodování o odvodu do vojenské služby. [B:8] Další aplikací HRV analýzy je hodnocení dysfunkce sinusového uzlu, která může být spojena buď s dysplazií pojivové tkáně nebo SSSS . [13] [14]
O HRV je zájem v oblasti psychofyziologie . Některé výsledky poukazují na možnost sledování úrovní stresu z hlediska HRV charakteristik. [B:4] [A:22] HRV se také používá k hodnocení rozhodovacích dovedností ve vysoce rizikové hře a bylo zjištěno, že je indikátorem vyšší aktivace sympatiku při riskantním rozhodování. [A:23]