СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА У ЧЕЛОВЕКА ЗРЕЛОГО И ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА Российский патент 1998 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к области медицины, а именно функциональной диагностике в кардиологии и терапии, и может быть использовано в экспериментальной, клинической и спортивной медицине для оценки функционального состояния сердца и его реакций на различные физиологические, патологические и фармакологические воздействия.

Известен способ определения функционального состояния миокарда левого желудочка сердца путем расчета диастолических объемов сердца по длительности диастолических фаз сердечного цикла [1].

Определение длительности диастолических фаз сердечного цикла ведется по поликардиограмме, включающей запись электрокардиограммы и сквозной СВЧ-кардиограммы.

Недостаток известного метода состоит в том, что анализу подвергается только диастолическая часть сердечного цикла и совсем не учитываются изменения длительности фаз и периодов систолы, реализующей изгнание крови, поступающей в сердце во время диастолы.

Кроме того, расчет диастолических объемов ведется по косвенным показателям, характеризующим временную структуру сердечного цикла, и, в силу этого, он не может претендовать на высокую точность и воспроизводимость результатов.

Известен также способ диагностики сердечной недостаточности путем фазового анализа сердечного цикла с последующим определением индекса сократимости по длительности сердечного цикла и паузы сердца в состоянии покоя и после физической нагрузки [2].

Однако у здоровых людей в состоянии покоя и особенно при тахикардии, вызываемой физической нагрузкой, пауза сердца выявляется не всегда [6]. К тому же у людей поздних возрастных групп противопоказано проведение функциональных проб, сопровождающихся выраженным учащением пульса. Таким образом, известный способ применим не всегда.

Известен способ диагностики сократимости миокарда по фактической и расчетной длительности механической систолы, причем должную величину получают по предыдущему, а фактическую - по последующему сердечному циклу [3].

Недостатком разбираемого способа является недоучет вариабельности длительности сердечных циклов, которая по данным В. Л. Карпмана [4] составляет в покое у здоровых людей 5-9%. С длительностью же сердечного цикла тесным образом связана и длительность механической систолы. Кроме того, один параметр временной структуры сердечного цикла, каким является механическая систола, не может в полной мере характеризовать функцию сердца.

Известен способ оценки функционального состояния сердца [5]. Он включает регистрацию показателей сердечного цикла и его фазовый анализ с последующим анализом результатов методом парных корреляций на ЭВМ ЕС 1020. Путем определения количества связей в структуре сердечного цикла до и после тестового воздействия и при увеличении количества таких связей констатируют улучшение, а при уменьшении количества связей - ухудшение функционального состояния сердца.

Недостаток известного способа в том, что диагностика построена на сравнительном анализе изменений состояния сердца, без оценки исходного состояния его функционирования. Это ограничивает практическое использование способа, особенно в случаях, исключающих возможность применения тестовых нагрузок.

Кроме того, использование ЭВМ недоступно широкой врачебной практике, тем более в условиях сельской амбулаторной службы.

Наиболее близким к предлагаемому является классический способ поликардиографии. Оценка фазовой структуры систолы левого желудочка осуществляется по Блюмбергеру в модификации В.Л. Карпмана [6] - прототип.

Определение длительности временных интервалов фаз и периодов сердечного цикла производится по поликардиограмме, включающей электрокардиограмму, фонокардиограмму и сфигмограмму сонной артерии.

Недостаток известного способа в том, что нормативная характеристика фазовых сдвигов сердечной деятельности базируется на внутрицикловых значениях показателей, объединяющих широкие пределы частот сердечных сокращений. К тому же эта "норма" не имеет четких возрастных разграничений. Она одна и для детей, и для взрослых, и для людей пожилого возраста. У разных авторов указываются лишь тенденции в ее изменении с возрастом [4, 6, 7, 8].

Рекомендуемый "синдромальный" подход в оценке патологии сердца использует соотношение лишь отдельных фазовых интервалов сердечного цикла, что не обеспечивает возможности интегральной оценки характера изменений состояния сердца, с одной стороны, а с другой - ограничивает представление и познание динамики взаимодействия функций в работающем сердце. Вследствие этого в литературных источниках отсутствует указание на нормативные характеристики взаимодействия ритмохронотропной, ритмоинотропной, хромоинотропной функций деятельности сердца у людей в различные возрастные периоды жизни.

Технический результат изобретения состоит в повышении чувствительности и точности способа путем обеспечения возможности интегральной оценки характера изменений функционального состояния сердца по нормативным характеристикам ритмохронотропной функции ее деятельности в покое у человека зрелого и пожилого возраста. Он достигается за счет того, что в способе оценки функционального состояния сердца, заключающемся в регистрации, измерении временных показателей структуры сердечного цикла, включающих частоту сердечных сокращений - ЧСС, продолжительности сердечного цикла - СЦ, диастолы - До, систолы общей - Со, электрической - Сэ, механической - См, периода напряжения - Т с фазой асинхронного - Ас и изометрического - Ис сокращения, периода изгнания - ПИ, и осуществлении фазового анализа этих показателей у человека зрелого и пожилого возраста в состоянии покоя, при фазовом анализе определяют процент соотношения диастолы и систолы в сердечном цикле и всех временных интервалов сердечного цикла относительно продолжительности диастолы, определяют процент отклонения от оптимальных нормативных характеристик, принимая за норму ЧСС 50-60 в минуту, СЦ = 1,015± 0,029 сек, До = 0,599 ±0,030 сек, Со = 0,416 ± 0,006 сек, Сэ = 0,379 ± 0,007 сек, См = 0,360±0,006 сек, Т = 0,111±0,005 сек, Ас =0,064±0,002 сек, Ис = 0,047±0,003 сек, ПИ = 0,285±0,008 сек, До/СЦ = 58,846±1,245%, Со/СЦ = 41,154±1,245%, Со/До = 70,288±3,420%, Сэ/До = 64,059±3,106%, См/До = 60,965±3,086%, Т/До = 18,740±0,818%, Ас/До = 10,815% ± 0,395%, Мс/До = 7,925±0,483%, Пи/До - 48.302±2,702%, и при соответствии нормативным характеристикам с отличием в пределах ±1-3% констатируют функциональное состояние сердца как нормореагирование, при уменьшении, значений показателей в пределах 4-9% констатируют функциональное состояние гипореагирования, а более 10% - состояние чрезмерного гипореагирования сердца, при увеличении значений показателей в пределах 4-9% констатируют функциональное состояние гиперреагирования, а более 10% - состояние чрезмерного гиперреагирования сердца, при этом вне пределов оптимального нормореагирования о функциональном состоянии сердца судят по величине сердцебиений, диагностируя состояние гипореагирования при ЧСС ниже 49 в минуту и состояние гиперреагирования при ЧСС выше 61 в минуту, принимая во внимание в приближенно-усредненном виде изменение временных интервалов сердечного цикла на 0,5-1,5% от нормативных на каждое изменение значений частоты сердцебиений.

Таким образом, повышение чувствительности и точности способа достигается за счет определения всех фаз и периодов сердечного цикла и их соотношений, а не выборочно отдельных составляющих сердечного цикла как в известных способах. Учет изменений всех составляющих сердечного цикла позволяет выявить изменения одного из них или нескольких и тем самым диагностировать изменение функционального состояния сердца в целом. По известным способам эти изменения составляющих сердечного цикла могут вообще оказаться неучтенными и тогда невозможно диагностировать изменившееся функциональное состояние сердца.

В данном способе повышение чувствительности и точности способа также достигается за счет впервые предложенного определения координации всех составляющих сердечного цикла с продолжительностью диастолы, чем достигается возможность сравнения внутрицикловой организации сердечной деятельности в динамике изменения частоты его сокращений. Чем лучше работает сердце, тем лучше, координированное взаимодействуют составляющие сердечного цикла. При рассогласованности элементов сердечного цикла, проявляющейся в степени отклонения от значений оптимального нормореагирования, страдает функция сердца. Учет взаимодействия каждой пары между собой позволяет выявить нарушение единичных рассогласованных пар и тем самым диагностировать начальные нарушения функционального состояния сердца, когда эти изменения не диагностируются еще известными способами, так как учитываются только временные параметры отдельно систолы и диастолы.

Способ осуществляется следующим образом. У испытуемого человека регистрируют поликардиограмму, включающую, например, запись электрокардиограммы, фонокардиограммы и сфигмограммы сонной артерии. Записывают не менее 20 последовательных кардиоциклов. Определяют среднюю частоту сердечных сокращений, находят не менее пяти кардиоинтервалов этой частоты сокращений, по которым проводят полный фазовый анализ, то есть определяют длительность всех составляющих сердечный цикл фаз и периодов. Находят процент соотношения систолы и диастолы в сердечном цикле, а также всех временных интервалов сердечного цикла относительно продолжительности диастолы. По степени отклонения от оптимальных нормативных характеристик здорового человека делают заключение о функциональном состоянии сердца, которое оценивают в соответствии с формулой данного изобретения.

Данный способ вносит четкие критерии в характеристику взаимодействия ритмохронотропного эффекта сердечной деятельности.

Он позволяет говорить о величине ЧСС как определяющей при оценке фазовой структуры сердечной деятельности. В работающем сердце конкретного человека переход с одного уровня значений ЧСС к другому сопровождается сдвигами то в сторону состояния гипореагирования при урежении ЧСС, то в сторону гиперреагирования при учащении ЧСС, а степень выраженности этих состояний по показателям внутрицикловых соотношений при каждом значении ЧСС обусловлена характером обменных процессов в миокардиальных структурах сердца и напряжением регуляторных механизмов функционирования организма человека в целом.

В качестве примера конкретного осуществления способа можно привести следующие наблюдения, сведенные в таблицу.

Пример 1
Мужчина 42 лет. Клинический диагноз: Вегетососудистая дистония по смешанному типу.

При исследовании показатели ЧСС и фазовой структуры сердечной деятельности в пределах оптимума, кроме периода изгнания, имеющего снижение на 4,542%, что позволяет диагностировать проявление состояния гипореагирования сердца.

Пример 2
Мужчина 53 лет. Клинический диагноз: Гипертоническая болезнь II ст. ИБС. Постинфарктный кардиосклероз. Но.

Обследован трижды.

Полный фазовый анализ деятельности сердца с последующим нахождением внутрицикловых соотношений и сравнением с нормативными характеристиками позволил определить в каждый из трех моментов обследования (март, апрель, ноябрь) процент отклонения со снижением значений соответственно на 21%, 15%, 14%, что соответствует функциональному состоянию чрезмерного гипореагирования сердца.

Причем, если на момент первого исследования, состоянию чрезмерного гипореагирования сердца соответствовали как значения ЧСС, так и показатели внутрицикловых соотношений, то во втором и третьем случаях достигнут уровень нормореагирования по ЧСС, а фазовые показатели сердечной деятельности остаются в состоянии чрезмерного гиперреагирования, то есть в диспропорции с ЧСС, что свидетельствует о функциональной несостоятельности сократительной способности миокардиальных структур.

Пример 3
Мужчина 63 лет. Диагноз: Гипертоническая болезнь II ст. ИБС, Стенокардия напряжения, Но.

Обследован дважды.

В обоих случаях по ЧСС можно констатировать состояние гиперреагирования, а фазовый анализ сердечного цикла уточняет состояния чрезмерного гиперреагирования сердечной деятельности с увеличением на 11% и 22% от нормативных, что находится в диспропорции с ЧСС.

Пример 4
Мужчина 59 лет. Диагноз: ИБС. Постинфарктный кардиосклероз. Но. Обследован дважды.

При соответствии ЧСС пределу оптимума нормореагирования, показатели внутрицикловых фазовых соотношений ниже нормативных в пределах 5%, причем изменение ЧСС сопровождается сохранением функционального состояния гипореагирования сердечной деятельности, что является дополнительным свидетельством диспропорции его функционирования.

Использование данного способа оценки функционального состояния сердца позволяет:
1. Получить точную и надежную информацию о функциональном состоянии сердца бескровным путем, без сложных диагностических процедур.

2. Обеспечить многократность исследований и возможность их автоматизации.

3. Повысить чувствительность и точность способа оценки функционального состояния сердца на основе интегративной оценки взаимосвязи всех фаз и периодов сердечного цикла.

4. Ориентироваться в оценке функционального состояния сердца по фазовым сдвигам, опираясь не на продолжительность сердечного цикла, а на величину ЧСС, к которой мышление врача-клинициста более адаптировано как к одному из основных показателей функционирования организма.

5. Применять его в клинических и экспериментальных исследованиях при проведении различных функциональных проб для оценки влияния на сердце физиологических воздействий, лекарственных препаратов и лечебных процедур.

6. Расширить возможности познания динамики взаимодействия функций в работающем сердце человека, в частности, ритмохронотропной, ритмоинотропной, хроноинотропной для различных возрастных групп.

Источники информации.

1. SU N 876106, кл. A 61 B 5/02
2. SU N 1061794, кл. A 61 B 5/04
3. SU N 1022696, кл. A 61 B 5/00
4. Карпман В.Л. В кн. Сердце и спорт, - М., Медицина, 1968, гл.2, с. 48
5. SU N 1061794, кл. A 61 B 4/04
6. Карпман В. Л. Фазовый анализ сердечной деятельности - М.: Медицина, 1965, с. 275
7. Виноградова Т. С. Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы, - М.: Медицина, 1986, с. 259-274
8. Чеботарев Д.Ф., Коркушко О.В., Маньковский Н.В., Минц А.Я. Атеросклероз и возраст. - Л.: Медицина, Ленингр. отд-ние, 1982, с. 19-21.

Способ является неинвазивным и может быть использован в экспериментальной, клинической и спортивной медицине для оценки функционального состояния сердца. На основе полного фазового анализа структуры сердечного цикла находят значения временных интервалов и процент их систоло-диастолических внутрицикловых соотношений, а по степени отклонений от нормативных характеристик констатируют в пределах ±1-3% состояние нормореагирования, в пределах ±5% - состояние гипо- или гиперреагирования, в пределах более ±10% - состояние чрезмерного гипо- или гиперреагирования, уточняют пределы частот сердечных сокращений, характеризующих эти состояния сердечной деятельности. Указанные приемы позволяют повысить чувствительность и точность способа путем обеспечения возможности интегральной оценки характера изменений состояния сердца у человека зрелого и пожилого возраста. 1 табл.

Способ оценки функционального состояния сердца, заключающийся в регистрации, измерении временных показателей структуры сердечного цикла, включающих частоту сердечных сокращений - ЧСС, продолжительности сердечного цикла - СЦ, диастолы - До, систолы общей - Со, электрической - Сэ, механической - См, периода напряжения - Т с фазой асинхронного - Ас и изометрического - Ис сокращения, периода изгнания - ПИ, и осуществлении фазового анализа этих показателей у человека зрелого и пожилого возраста в состоянии покоя, отличающийся тем, что при фазовом анализе определяют процент соотношения диастолы и системы в сердечном цикле и всех временных интервалов сердечного цикла относительно продолжительности диастолы, определяют процент отклонения от оптимальных нормативных характеристик, принимая за норму ЧСС 50 - 60 в минуту, СЦ = 1,015 ± 0,029 с, До = 0,599 ± 0,030 с, Со = 0,416 ± 0,006 с, Сэ = 0,379 ± 0,007 с, См = 0,360 ± 0,006 с, Т = 0,111 ± 0,005 с, Ас = 0,064 ± 0,002 с, Ис = 0,047 ± 0,003 с, ПИ = 0,285 ± 0,008 с, До/СЦ = 58, 846 ± 1,245%, Со/СЦ = 41,154 ± 1,245%, Cо/До = 70,368 ± 3,420%, Сэ/До = 64,059 ± 3,106%, См/До = 60,965 ± 3,068%, Т/До = 18, 740 ± 0,818%, Ас/До = 10,815± 0,395%, Ис/До = 7,925 ± 0,483%, ПИ/До = 48,302 ± 2,702%, и при соответствии нормативным характеристикам с отличием в пределах ±1 - 3% констатируют функциональное состояние сердца как нормореагирование, при уменьшении значений показателей в пределах 4 - 9% констатируют функциональное состояние гипореагирования, а более 10% - состояние чрезмерного гипореагирования сердца, при увеличении значений показателей в пределах 4 - 9% констатируют функциональное состояние гиперреагирования, а более 10% - состояние чрезмерного гиперреагирования сердца, при этом вне пределов оптимального нормореагирования о функциональном состоянии сердца судят по величине сердцебиений, диагностируя состояние гипореагирования при ЧСС ниже 49 в минуту и состояние гиперреагирования при ЧСС выше 61 в минуту, принимая во внимание в приближенно-усредненном виде изменение временных интервалов сердечного цикла на 0,5 - 1,5%, от нормативных на каждое изменение значений частоты сердцебиений.