способ определения переносимости физической нагрузки по точке ускользания сердечного ритма от вегетативного контроля

Формула изобретения

Способ определения переносимости физической нагрузки по точке ускользания сердечного ритма от вегетативного контроля, включающий запись электрокардиограммы пациента с последующим построением кардиоритмограммы и созданием ее математической модели, отличающийся тем, что электрокардиограмму пациента, записанную при велоэргометрическом обследовании анализируют путем создания математической модели кардиоритмограммы, изменчивость которой оценивается в период уменьшения длительности кардиоинтервалов модулем отклонений от построенного наилучшего тренда и средним квадратичным отклонением (сигмой) от тренда в период стабилизации длительности кардиоинтервалов, при этом новая последовательность получается из ритмограммы вычитанием соответствующих трендов и на участке изменчивости кардиоинтервалов моделируется линейной регрессией, прямая которой дает значение момента вхождения модуля отклонений в интервал трех сигм участка стабилизации, при этом длительность кардиоинтервала момента вхождения характеризует ускользание сердечной мышцы от вегетативного контроля и определяет переносимость физической нагрузки, причем значение длительности кардиоинтервала в точке ускользания 0,487-0,413 сек определяет удовлетворительную, менее 0,487 - плохую, более 0,413 - хорошую переносимость физической нагрузки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, точнее кардиологии и неврологии, касается способов оценки вариабельности сердечного ритма и может быть применено для определения объективных критериев здоровья, индивидуального динамического мониторинга в фитнессе и спорте.

Известен ряд способов математического анализа сердечного ритма, из которых в нашей стране наиболее распространен способ Р.М.Баевского, который включает несколько методов изучения вариабельности ритма сердца (ВРС), в результате применения которых на основании установленных конкретных критериев предлагается заключение о состоянии вегетативного контроля над сердечным ритмом [1].

Кроме того, существует способ анализа ВРС на коротком участке записи ЭКГ, изложенный в обзорной статье [2], при котором в результате спектрального анализа ритмограммы весь полученный спектр колебаний разделяют на 3 диапазона: колебания очень низкой частоты, или VLF (от 0 до 0,04 Гц), колебания низкой частоты, или LF (от 0,04 до 0,15 Гц) и колебания высокой частоты, или HF (от 0,15 до 0,4 Гц), и определяют среднюю мощность колебаний в каждом из диапазонов.

Недостатком указанных способов анализа ВРС является невозможность определения переносимости физической нагрузки, так как облигатным условием их применения является стационарность кардиоритмограммы, что ограничивает их информативность. Предлагаемым изобретением решается задача динамического мониторинга и объективной оценки переносимости физической нагрузки по вегетативной регуляции сердечного ритма. Поставленная цель достигается тем, что ЭКГ пациента, записанную при велоэргометрическом обследовании, анализируют путем создания математической модели КРГ, изменчивость кардиоинтервалов которой оценивается в период уменьшения их длительности модулем отклонений от прямой наилучшего тренда и средним квадратичным отклонением (сигмой) от тренда - прямой в период их стабилизации и достижения минимальной длительности (кардиоинтервалов). Оптимизация параметров прямых достигается методом наименьших квадратов. Новая последовательность получается из ритмограммы вычитанием трендов и является последовательностью отклонений. На участке изменчивости кардиоинтервалов тенденция отклонений в совокупности моделируется линейной регрессией, прямая которой дает значение момента вхождения модуля отклонения на участке изменчивости кардиоинтервалов в интервал трех сигм участка стабилизации. Длительность КИ момента вхождения характеризует ускользание сердечной мышцы от вегетативного контроля и определяет переносимость физической нагрузки.

Способ осуществляется следующим образом. Обследуемому проводят велоэргометрическое обследование по Ramp-протоколу в условиях записи ЭКГ. Ramp-протокол включает в себя максимальное или субмаксимальное многоступенчатое нагрузочное тестирование с длительностью каждой ступени (кроме первой) 1 мин и последовательным возрастанием нагрузки последующей ступени по отношению к предыдущей на 30 Ватт (Вт), нагрузка (Н) первой ступени рассчитывается от величины долженствующего основного обмена (ДОО) в килокалориях и вычисляется по формуле Н(Вт)=ДОО·0,1 длительность первой ступени 3 минуты. Общая длительность нагрузочного тестирования 7-12 минут лимитируется достижением индивидуального стабильного минимума длительности КИ в течение 2-3 последовательных ступеней. Далее ЭКГ пациента, записанную при велоэргометрическом обследовании, анализируют путем создания математической модели КРГ, изменчивость кардиоинтервалов которой оценивается в период нестабильности (уменьшения длительности) модулем отклонений от прямой наилучшего тренда (основной тенденции) и средним квадратичным отклонением (сигмой) от тренда (основной тенденции) - прямой в период стабилизации (достижения минимальной длительности кардиоинтервалов). Оптимизация параметров прямых достигается методом наименьших квадратов. Новая последовательность получается из ритмограммы вычитанием трендов и является последовательностью отклонений. На участке изменчивости кардиоинтервалов тенденция отклонений в совокупности моделируется линейной регрессией, прямая которой дает значение момента вхождения модуля отклонений в интервал трех сигм участка стабилизации. Длительность КИ момента вхождения характеризует точку ускользания сердечной мышцы от вегетативного контроля и определяет переносимость физической нагрузки. Значение длительности КИ в точке ускользания 0,487-0,413 секунд определяет удовлетворительную, менее 0,487 - плохую, более 0,413 - хорошую переносимость физической нагрузки.

Предлагаемый способ дает возможность не только объективно определять переносимость физической нагрузки обследуемым, но и вести ее динамический мониторинг, т.к. сдвиг точки ускользания вправо (в сторону уменьшения длительности кардиоинтервала) будет свидетельствовать об улучшении переносимости, влево - об ухудшении. Это позволяет применять данный способ при мониторинге здоровья здоровых, в спортивной медицине и нагрузочном тестировании кардиологических больных.

Пример 1. Студент, 18 лет, спортсмен-лыжник, кандидат в мастера спорта.

Пациенту проведено велоэргометрическое исследование, ЭКГ которого обработана описанным способом.

Результат: длительность КИ в точке ускользания - 0,403 секунды

Пример 2. Студент, 18 лет, занимающийся физической культурой по учебному плану вуза (2 полуторачасовых занятия в неделю) и не имеющий отношения к систематическим физическим нагрузкам.

Пациенту проведено велоэргометрическое исследование, ЭКГ которого обработана описанным способом.

Результат: длительность КИ в точке ускользания - 0,491 секунды

Нами обследовано 2 группы практически здоровых курсантов Вологодского института права и экономики возраста 17±1.

1-я группа - курсанты, занимающиеся физической культурой по учебному плану вуза (2 полуторачасовых занятия в неделю) и не имеющие отношения к систематическим физическим нагрузкам. В этой группе обследовано 23 человека.

2-я группа - курсанты-спортсмены циклических видов спорта (31 человек) тренирующие преимущественно выносливость (лыжные гонки, легкая атлетика, плаванье), различной квалификации (1-й спортивный разряд - 23 человека, кандидаты в мастера спорта - 8 человек).

Результаты обследования.

Длительности кардиоинтервалов в точке ускользания сердечного ритма от вегетативного контроля представлена в таблице.

Таблица.
Перцентиль(Пц)	1 группа ЧСС	2 группа ЧСС
Медиана	0,459	0,420
25 Пц	0,486	0,449
75 Пц	0,413	0,386

Таким образом, длительность КИ, определенная в точке ускользания сердечного ритма от вегетативного контроля, является одним из объективных критериев переносимости физической нагрузки.

Значение длительности кардиоинтервалов в интервале 0,487-0,413 секунд определяет удовлетворительную, менее 0,487 - плохую, более 0,413 - хорошую переносимость физической нагрузки.

Тренировка на выносливость приводит к миграции точки ускользания вправо (в сторону уменьшения длительности КИ).

Предлагаемый способ дает возможность не только объективно определять переносимость физической нагрузки обследуемым, но и вести ее динамический мониторинг, т.к. сдвиг точки ускользания вправо (в сторону уменьшения длительности КИ) будет свидетельствовать об улучшении переносимости, влево - об ухудшении. Это позволяет применять данный способ при мониторинге здоровья здоровых, в спортивной медицине и нагрузочном тестировании кардиологических больных.

Литература

1. Баевский Р.М, Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М., 1984.

2. Heart rate variability. European Heart Journal 1996, 17, 354-381.