Sykevaihtelu ( HRV ), myös sykevaihtelu ( HRV ), on fysiologinen ilmiö , joka ilmenee kahden vierekkäisen sydämen syklin alkamisvälin muutoksena . Arvioitu viereisten sydämenlyöntien (sydämenlyöntien) välisen aikavälin muutoksilla.
Seuraavia synonyymejä termejä käytetään harvemmin: " syklin pituuden vaihtelu ", " RR-vaihtelu " (jossa R on EKG -aallon QRS-kompleksin huippua vastaava piste ja RR on peräkkäisten R:iden välinen aika) ja " sydämen jakson vaihtelu ".
HRV on hetkellisen sykkeen (HR) vaihtelun käänteisarvo.
GOST :n [D: 1] mukaisesti " tallennuslaitetta, joka mittaa sydämen supistumisjakson riippuvuutta ajasta " tulisi kutsua kronokardiografiksi ja tällaisia tallenteita kronokardiogrammeiksi .
Tieteellisestä kirjallisuudesta löytyy termejä, joita käytetään kronokardiogrammien synonyymeinä. Joten "välittömien" sykearvojen sarjaa kutsutaan joskus kardiotakogrammiksi , ja vierekkäisten sydämenlyöntien alkujen välistä intervalliarvojen sarjaa kutsutaan rytmogrammiksi . [A: 1] [B: 1] Bayevsky käytti termejä " dynaaminen kardiointervallien sarja " ja " kardiointervalogrammi " samaan tarkoitukseen ; ja termiä " rytmogrammi " käytettiin viittaamaan yhteen graafisista tavoista esittää kardiointervallien dynaamista sarjaa, toisin sanoen kronokardiogrammeja. [A:2]
HRV:n tutkimuksessa ja analysoinnissa on kolme vaihetta: [1]
Uskotaan [2] , että tämän ilmiön löysi ensimmäisenä Albrecht von Haller vuonna 1760 [B: 2]
HRV-analyysi alkoi aktiivisesti kehittyä Neuvostoliitossa 1960-luvun alussa, koska yksi sen kehittämisen tärkeistä kannustimista oli avaruuslääketieteen menestys . Vuonna 1966 Moskovassa pidettiin maailman ensimmäinen symposiumi symposiumin vaihtelusta. [A: 2] Ensimmäiset monografiat HRV :stä [B: 3] [B: 4] julkaistiin myös Neuvostoliitossa. [A:2]
R. M. Baevsky ehdotti 1980-luvulla sydämen rytmin kattavaa arviointia varten säätelyjärjestelmien (PARS) aktiivisuuden indikaattoria, joka lasketaan pisteinä yllä olevien menetelmien perusteella. Eli HRV:n kvalitatiivinen analyysi tulisi suorittaa kaikilla kolmella menetelmällä, ja saatuja tietoja käytetään PARS-indikaattorin laskemiseen. [B:4] [A:2]
Vuonna 1996 julkaistiin kansainväliset ohjeet (Recommendations—1996), jotka ovat kehittäneet European Society of Cardiology ja North American Society of Pacing and Electrophysiology työryhmä (Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacingand Electrophysiology ). [A: 3] [A: 4] Hieman myöhemmin heidän venäjänkielinen käännös julkaistiin. [A:1]
Vuonna 2001 Venäjän terveysministeriön uusia lääkinnällisiä laitteita käsittelevän komitean diagnostisia instrumentteja ja laitteita käsittelevän komission päätöksen mukaisesti (pöytäkirja nro 4, 11. huhtikuuta 2000) perustettiin asiantuntijaryhmä kehittämään kotimaiset ohjeet HRV:n analysointiin, minkä seurauksena ehdotettiin venäjänkielistä versiota HRV-analyysimenetelmien käyttöä koskevista suosituksista [A: 5] , jotka eroavat joissakin menettelyissä merkittävästi vuoden 1996 suosituksista. Ne tarjoavat myös useita ominaisuuksia, jotka on suunniteltu arvioimaan kehon toiminnallisia varantoja, joita käytetään perinteisesti avaruuslääketieteessä Neuvostoliitossa. [A:6]
Vuoden 1996 kansainvälisen standardin menetelmäsarjan rajallinen soveltuvuus on tuotu esiin monissa tutkimuksissa (esim . [B: 1] [A: 7] ). Tältä osin uusien HRV-analyysimenetelmien etsiminen ja kehittäminen jatkuu (esim. [A: 6] [A: 8] [B: 1] [B: 5] )
Dynaamiset kardiointervallien sarjat voidaan saada analysoimalla mitä tahansa kardiografisia tietueita (sähköinen, mekaaninen, ultraääni jne.). [1] Sydämenlyöntien havaitsemiseen käytettyjä menetelmiä ovat: elektrokardiografia , verenpaine, ballistokardiogrammi , [A:9] ja fotopletysmografista johdettu pulssiaaltosignaali . Yleensä sykkeen vaihtelua arvioidaan perustuen RR-välien keston mittauksiin EKG:ssä, jossa suoritetaan matemaattinen (esimerkiksi Pan-Tompkins-algoritmia käyttäen) automaattinen R-aallon tunnistus ja tallennetaan aallon sekvenssi. RR-välit muodostuvat. Olisi oikeampaa tutkia PP-välien kestoa, koska juuri P-aallon alku on uuden sydämen syklin alku, joka liittyy sinussolmun (SU) virittymiseen; RR-välien käytön perinne liittyy siihen, että R-aalto, erityisesti toisessa standardijohdossa, eristetään helpoimmin EKG-signaalista tietokonekäsittelyn aikana, koska se on amplitudiltaan suurin. [A:7] Elektrokardiografiaa pidetään parhaana menetelmänä, koska se helpottaa sellaisten sydämenlyöntien poissulkemista, jotka eivät ole peräisin sinoatriumsolmukkeesta .
Virheet hetkellisen sykkeen merkkien lokalisoinnissa johtavat virheisiin HRV:n laskennassa, koska erilaisten HRV-indikaattoreiden arviointimenetelmät ovat erittäin herkkiä artefakteille ja virheille, ja jopa 2 % virheellisistä tiedoista johtaa ei-toivottuihin vääristymiin HRV-laskelmissa. Siksi tarkkojen tulosten varmistamiseksi on välttämätöntä seurata artefakteja ennen HRV-matemaattisten menetelmien soveltamista. [A:10]
Termiä "NN" käytetään RR:n sijasta korostamaan sitä tosiasiaa, että käsitellyt lyönnit ovat "normaalit" osat, eli ne on "puhdistettu" artefakteista ja "normalisoitu".
Katsotaan aiheelliseksi tehdä ero seuraavien HRV-rekisteröintityyppien välillä: a) suhteellisen lepoolosuhteissa; b) toiminnallisia testejä suoritettaessa; c) normaalin toiminnan olosuhteissa tai ammattikuormien suorittamisen aikana; d) kliinisessä ympäristössä, koska jokaiselle tämäntyyppiselle tutkimukselle on ominaista tietyt metodologian piirteet. [yksi]
Autonomisen hermoston säätelyn rikkomusten havaitsemiseksi käytetään erilaisia toiminnallisia testejä : refleksi-, stressi- ja farmakologisia testejä. Niistä yleisimmin käytetään sellaisia yksinkertaisia, helposti saatavilla olevia ja objektiivisia testejä, kuten Valsalva- testi, ortostaattinen testi, hengitystesti jne . Toiminnallisten testien käytöllä uskotaan olevan vakavia etuja, koska sen avulla voidaan minimoida yksilölliset erot ja arvioida muutosten suunta, sen sijaan, että toimittaisiin parametrien absoluuttisilla arvoilla. [neljä]
Sydämen vaihteluiden analyysi on uusi metodologia fysiologisten toimintojen säätelyprosessien tutkimiseen, jossa verenkiertoelimiä pidetään koko organismin adaptiivisten reaktioiden indikaattorina. [A:2]
Vuoden 1996 kansainvälisissä standardeissa [A:3] HRV:n matemaattiseen analyysiin on erotettu kaksi menetelmäryhmää: aika- ja taajuusalue.
Erityisesti korostetaan, että toiminnallisten testien aikana tapahtuvaa transienttiprosessia tulisi analysoida erityisillä menetelmillä; ohimenevällä analyysillä voi olla riippumaton diagnostinen ja prognostinen arvo. [yksi]
Perustuu kronokardiogrammien tilastolliseen analyysiin parametrien , kuten:
Kansainvälisten standardien mukaisesti normalisoitu kronokardiogrammi (NN-välien sekvenssi) voidaan esittää tietynä geometrisena rakenteena, jonka parametrit sitten mitataan ja käytetään alkuperäisen kronokardiogrammin kokonaisominaisuuksina.
Kun työskentelet geometristen menetelmien kanssa, käytetään kolmea päälähestymistapaa:
Kolmioindeksi (TINN) lasketaan jakautumistiheyden integraalina (eli itse asiassa kaikkien NN-välien summana) jaettuna maksimijakauman tiheydellä. [5] Ehdotettu ensimmäisen kerran vuonna 1989. [A:11]
Vuoden 1996 standardien ehdottamat geometriset menetelmät eivät sovellu arvioimaan nopeita vaihtelun muutoksia (ei alle 20 minuuttia, mutta mieluiten 24 tuntia); niiden etuna on herkkyys kronokardiogrammin epästationaarisuudesta. Muita geometrisia menetelmiä, kuten histogrammia ja sirontagrammia, kehitetään ja tutkitaan edelleen.
Seuraavia parametreja käytetään yleensä kuvaamaan histogrammia: AMO on histogrammimoodin amplitudi, MO on histogrammitila, SD on keskihajonna; harvemmin - epäsymmetria (Ass), kurtoosi (Ex), vaihteluväli ( dX ) , variaatiokerroin ( V ) jne. [6]
IN luonnehtii sympaattisen säätelyn mekanismien toimintaa, säätelyn keskuspiirin tilaa; Normaalisti IN on 80-150 u. e. Tämä indikaattori on erittäin herkkä sympaattisen hermoston sävyn nousulle: pieni kuormitus (fyysinen tai emotionaalinen) lisää SI:tä 1,5-2 kertaa; merkittävissä kuormissa se kasvaa 5-10 kertaa; potilailla, joilla on jatkuva säätelyjärjestelmän jännitys (henkinen stressi, angina pectoris, verenkierron vajaatoiminta), SI levossa on 400-600 u. e.; potilailla, joilla on akuutti sydäninfarkti, SI levossa saavuttaa 1000-1200 u. e. [4]
Scatterogram ( englannista - "scatter", "scattering") on graafinen esitys RR-välien pareista (edellinen ja myöhempi) kaksiulotteisessa koordinaattitasossa. Tässä tapauksessa arvo piirretään pitkin abskissa-akselia ja arvo piirretään pitkin ordinaatta-akselia . Sirontakaavion mukaan sykevaihtelua voidaan epäsuorasti arvioida: mitä ruuhkaisempi pistepilvi on, sitä pienempi rytmin vaihtelu. Pisteitä, jotka ovat kaukana pääryhmästä, voidaan käyttää artefaktien ja rytmihäiriöiden olemassaolon arvioimiseen. [6] Venäjänkielisissä lähteissä sitä voidaan kutsua korrelaatiorytmogrammiksi tai Poincarén tai Lorentzin täpliksi. [7] Scattergram-arvioinnin uskotaan olevan suositeltavaa käyttää rytmihäiriöissä, kun sykevaihteluiden tilasto- ja spektrianalyysimenetelmät eivät ole informatiivisia tai niitä ei voida hyväksyä. [7]
HRV:tä analysoitaessa aikasekvenssin tehospektritiheys (PSD) ymmärretään stationaarisen (laajassa merkityksessä) satunnaisprosessin SDP:ksi, jonka toteutus on tämä sekvenssi. On pidettävä mielessä, että mikä tahansa sovelletuista spektrimenetelmistä on menetelmä PSD:n estimoimiseksi, ei sen tarkka rakenne. Jos tutkimuksen tarkoituksena on tunnistaa ryhmien välisiä eroja eri ryhmiin kuuluvien koehenkilöiden HRV-spektriominaisuuksissa, tulee kaikkien ryhmien kaikkien potilaiden HRV SPD arvioida samalla menetelmällä. Spektrianalyysin kronokardiogrammin osan standardipituus on 256 kardiosykliä, mikä vastaa 3,5–5 minuutin aikaväliä; tiukat stationaarisuuden vaatimukset tekevät 24 tunnin kronokardiogrammin spektrianalyysin mahdottomaksi [6]
Taajuusalueen menetelmiä käytetään laskemaan kutakin taajuuskaistaa vastaavien NN-välien lukumäärä. Standardit suosittelevat erottamaan seuraavat taajuuskaistat (komponentit):
VLF-, LF-, HF-tehon mittaus suoritetaan yleensä absoluuttisissa tehoyksiköissä (ms 2 ), mutta LF ja HF voidaan lisäksi ilmaista normalisoituina yksiköinä, jotka osoittavat kunkin komponentin suhteellisen osuuden suhteessa kokonaistehoon miinus. VLF-komponentti. ULF saadaan vain käyttämällä spektrianalyysiä koko 24 tunnin havaintojakson ajan.
Tulosten esittämiseksi vuoden 1996 standardit ehdottavat seuraavien epälineaaristen analyysimenetelmien käyttöä (epälineaariset menetelmät): Poincare-leikkaus , attraktorikaaviot pienessä määrässä ulottuvuuksia, yksittäisten arvon hajoaminen ja attraktorin liikeradat. Kvantitatiiviseen kuvaukseen käytettiin D2-korrelaatiodimensioita , Ljapunov-eksponenttia ja Kolmogorov-entropiaa .
Epälineaarisia menetelmiä pidetään potentiaalisesti lupaavina menetelminä HRV:n arvioinnissa, mutta niitä käytetään tällä hetkellä rajoitetusti, koska analyysi- ja tulosten tulkintateknologiaa tarvitaan edelleen. Epälineaarisen HRV-analyysin käyttömahdollisuuksia tutkitaan aktiivisesti. [B:5] [A:12] [A:13]
RR-välisekvensseillä on havaittu olevan pitkäaikaisia korrelaatioita. Unen eri vaiheissa on löydetty erilaisia korrelaatioita. [A: 14] [A: 12] Yksi näiden tutkimusten puutteista on kuitenkin niiden tilastollisten validiteettiestimaattien puute.
Syke määräytyy useiden säätelymekanismien avulla; On tapana erottaa sydämensisäiset (intrakardiaaliset) ja ekstrakardiaaliset (ekstrakardiaaliset) sydämen rytmin säätelymekanismit. [8] Sydämen työn säätelyjärjestelmän ensimmäinen taso on sydämensisäisen säätelyn mekanismi. Se liittyy itse sydänlihaksen erityisominaisuuksiin ja toimii jopa eristetyssä sydämessä Frank-Starlingin lain mukaan : eristetty sydän, jolla on vakio supistumisnopeus, voi itsenäisesti mukauttaa toimintaansa kasvavaan kuormitukseen ja vastata siihen lisääntynyt tuotanto. Sydämen työn ekstrakardiaa säätelevät autonomiset hermo- ja endokriiniset järjestelmät; Mukautumisprosessien kehitysnopeuden ja niiden keston mukaan sydän- ja verisuonijärjestelmän säätelymekanismit jaetaan:
Sinoatriaalinen solmu vastaanottaa säätelyvaikutuksia hermosto- ja endokriinisistä järjestelmistä, minkä seurauksena hetkellinen pulssi (tai RR-väli) muuttuu. HRV:n tärkeimmät lähteet ovat autonomisen (sympaattisen ja parasympaattisen) hermoston ( ANS ) vaikutus ja humoraaliset tekijät. Hengitys indusoi matalataajuisia sykeaaltoja ensisijaisesti ANS:n kautta. Muita HRV:hen vaikuttavia tekijöitä ovat barorefleksi (Zion-Ludwig-refleksi), lämmönsäätely , uni-herätyssykli , ateriat, fyysinen aktiivisuus ja stressi .
Toiminnallisten järjestelmien teorian näkökulmasta verenkierron säätely on monipiirinen, hierarkkisesti järjestetty järjestelmä, jossa yksittäisten linkkien hallitseva rooli määräytyy kehon senhetkisten tarpeiden mukaan. [9] Yksinkertaisin R. M. Baevskyn [B: 6] ehdottama sykesäätelyn matemaattinen kaksisilmukkainen malli perustuu oletukseen, että SU-säätelyjärjestelmä voidaan esittää kahtena toisiinsa liittyvänä tasona (piirinä): keskus ja autonominen suoralla ja palautetta. [9]
Kaksi tärkeintä värähtelevää HRV-ilmiötä erotetaan johdonmukaisesti:
Tutkittaessa kysymystä siitä, kuinka sydämenlyöntirytmit korreloivat muiden fysiologisten järjestelmien, kuten keuhkojen ja aivojen, kanssa, havaittiin, että vaikka valveilla, valon ja REM-unen aikana sydämenlyöntien korrelaatio muiden fysiologisten järjestelmien kanssa on korkea, ne melkein katoavat syvä uni. [A:16]
Sydämen supistumistoiminnan vaihteluilmiö auringon aktiivisuuden 11 vuoden syklin aikana löydettiin, korrelaatiot sydän- ja verisuonikatastrofien väestörytmien sekä auringon ja geomagneettisen aktiivisuuden rytmien välillä sekä sydämen tyypillinen rytminen vaste. erilaisten ulkoisten tekijöiden, mukaan lukien geomagneettisen toiminnan, vaikutusta kuvattiin. [B:7]
Uskotaan, että HRV-indikaattoreiden kliinisen ja fysiologisen tulkinnan standardointi tässä tieteen kehitysvaiheessa on vielä käytännössä mahdotonta, koska eri kirjoittajien ajatukset ja arviot ovat usein ristiriitaisia. [4] Menetelmälle on ominaista sen epäspesifisyys nosologisten patologioiden muotojen suhteen ja korkea herkkyys monenlaisille sisäisille ja ulkoisille vaikutuksille. [10] Samaan aikaan HRV heijastaa hyvin säätelyjärjestelmien jännitysastetta, joka johtuu aivolisäke-lisämunuaisen järjestelmän aktivoitumisesta ja sympatoadrenaalisen järjestelmän reaktiosta, joka syntyy vasteena mihin tahansa stressivaikutukseen. [9]
Jotta voidaan suorittaa kattava arviointi toiminnallisesta tilasta säätelyjärjestelmien (PARS) toiminnan kannalta, mikä mahdollistaa kehon toiminnallisten tilojen (mutta ei sairauksien) diagnosoinnin; se lasketaan pisteinä erikoisalgoritmin mukaan, joka ottaa huomioon tilastolliset indikaattorit, histogrammin indikaattorit ja kronokardiogrammien spektrianalyysitiedot. [4] PARS-arvot ilmaistaan pisteinä 1-10. PARS-arvojen analyysin perusteella voidaan diagnosoida seuraavat toiminnalliset tilat:
Tutkimukset ovat osoittaneet, että alentunutta HRV:tä voidaan käyttää sydäninfarktin jälkeisen kuoleman todennäköisyyden indikaattorina [A: 17] [A: 18] , vaikka toisessa työssä HRV:n ja sydämen sykkeen vertailu osoitti, että ennustetiedot eloonjäämisestä sydäninfarkti Sydänlihas sisältyy täysin keskimääräiseen sykkeeseen [A: 19] .
Muuttuneeseen (yleensä alhaisempaan) HRV:hen voi liittyä myös useita muita seurauksia ja patologisia tiloja, kuten kongestiivista sydämen vajaatoimintaa, diabeettista neuropatiaa, masennusta sydämensiirron jälkeen. [11] [12]
Todettiin, että äkillisen sydänkuoleman uhreilla elämän aikana HRV oli alhaisempi kuin terveillä ihmisillä. [A:20]
Julkaistujen tutkimusten systemaattisen katsauksen mukaan HRV korreloi taudin etenemisen ja syöpäpotilaiden kuoleman kanssa. [A:21]
HRV:n analyysi löytää sovelluksen kardiologiassa pyörtymisen erotusdiagnoosin ongelmien ratkaisemisessa ; erityisesti nämä tehtävät on otettava huomioon tehtäessä asevelvollisuutta koskevia päätöksiä. [B:8] Toinen HRV-analyysin sovellus on sinussolmukkeen toimintahäiriön arviointi, joka voi liittyä joko sidekudosdysplasiaan tai SSSS :ään . [13] [14]
HRV:tä kohtaan on kiinnostusta psykofysiologian alalla . Jotkut tulokset viittaavat mahdollisuuteen seurata stressitasoja HRV-ominaisuuksien perusteella. [B:4] [A:22] HRV:tä on käytetty myös arvioitaessa päätöksentekotaitoja riskipeleissä, ja sen on todettu osoittavan sympaattista aktiviteettia riskialttiissa päätöksenteossa. [A:23]