Автореферат и диссертация по медицине (14.00.06) на тему:Диагностическое значение оценки вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных бронхиальной астмой

На правах рукописи

Зулкарнеев Рустэм Халитович

ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОЦЕНКИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОГО ПАТТЕРНА У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

14.00.06 - кардиология 14.00.43 - пульмонология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Уфа - 1997

- г -

Работа выполнена на кафедре пропедевтики внутренних

болезней Башкирского университета

государственного

медицинского

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Ш.З.Загидуллин

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Л.М.Бакусов

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Л.Н.Мингазетдинова

доктор медицинских наук, профессор Ю.А.Осипов

Ведущая организация :

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова МЗ РФ, г.Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится

1997 г. в

_часов на заседании диссертационного совета К 084.35.05.

при Башкирском государственном медицинском университете (450000, г.Уфа, ул.Ленина,3).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан "_

1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Т. Б. Хайретдинова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вариабельность физиологических процессов отражает процессы многоуровневой регуляции систем организма с участием сложнейших прямых и обратных связей, играющих важную роль в эволюции, адаптации и патологии биосистем ( Молчанов А.М., 1992; Pincus S., 1994). Исследование вариабельности данных исследования функций организма создает основу для системного анализа патологических процессов.

Оценка вариабельности сердечного ритма уже имеет важные клинические применения - прогноз риска тяжелых нарушений ритма сердца и внезапной смерти при ишемической болезни сердца, ранее распознавание реакции отторжения трансплантированного миокарда , исследование влияниялекарственных препаратов на вегетативную регуляцию сердечного ритма (Баевский P.M. с соавт., 1978; Белогубец В.И. с соавт., 1994; Науапо J.etal., 1991; Farrell T.G. et al., 1991; Mallianl A.et al., 1994; Bernard! L. etal.,1994; Tsujl H. et al., 1994). Установлено диагностическое значение исследования вариабельности сердечного ритма у больных бронхиальной астмой (БА) (В.Н.Марченко, 1992, 1996).

Нами было сделано предположение, что комплексная оценка вариабельности кардиореспираторного паттерна (совокупности показателей, характеризующих сердечный и дыхательный цикл, -интервала меаду последовательными сердечными сокращениями, общей продолжительности дыхательного цикла, относительной продолжительности выдоха, дыхательного объема , средней скорости вдоха) может дать важную диагностическую информацию о состоянии функциональной регуляции кардиореспираторной системы у больных БА.

Цель исследования: изучение диагностических возможностей оценки вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных бронхиальной астмой.

Задачи исследования:

1. Разработать автоматизированную методику оценки количественных и качественных характеристик вариабельности кардиореспираторного паттерна с использованием аппаратно-программного комплекса на базе персонального компьютера.

2. Изучить с помощью разработанной методики параметры кардиореспираторной системы, отражающие состояние ее функциональной регуляции, у здоровых лиц до и после ингаляционного воздействия бронхолитика беротека.

3. Изучить состояние процессов, отражающих функциональную регуляцию кардиореспираторной системы у больных бронхиальной астмой с различной тяжестью течения заболевания.

4. Изучить динамику параметров функциональной регуляции кардиореспираторной системы у больных БА при проведении функциональной пробы с беротеком.

5. Изучить динамику параметров функциональной регуляции кардиореспираторной системы у больных БА в процессе лечения.

Научная новизна:

1. Впервые применен комплексный подход к исследованию вариабельности кардиореспираторного паттерна, основанный на следующих положениях :

а) оценка вариабельности синхронно зарегистрированных данных сердечного ритма и дыхания;

б) исследование количественных и качественных характеристик вариабельности кардиореспираторного паттерна с использованием методов, реализующих различные математические модели данных,- случайного процесса, линейных гармонических колебаний, нелинейных хаотических колебаний. Применение математических методов нелинейной динамики позволило оценить качественную сторону вариабельности физиологических процессов по уровню их динамической сложности, который определяется количеством возможных состояний физиологической системы в процессе ее функционирования;

в) исследование взаимозависимости вариабельности сердечного ритма и дыхания с другими функциональными и клиническими показателями;

г) оценка вариабельности кардиореспираторного паттерна до и после "тестового" воздействия - ингаляции бронхолитика беротека в стандартной дозе.

2. Определена взаимозависимость вариабельности кардиореспираторного паттерна и тяжести течения БА.

3. Определена взаимозависимость вариабельности кардиореспираторного паттерна и динамики показателей бронхиальной проходимости у больных БА при проведении функциональной пробы с беротеком.

4. Определены закономерности динамики вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА в процессе стационарного лечения по поводу обострения заболевания.

Научно-практическая значимость работы.

Впервые разработана методика автоматизированной оценки вариабельности кардиореспираторного паттерна с использованием аппаратно-программного комплекса на базе персонального компьютера. Применение 'неинвазивных методов регистрации легочной вентиляции и сердечного ритма позволило исключить побочное влияние процедуры обследования на кардиореспираторный паттерн. Комплексное использование математических методов параметрической статистики, спектрального анализа, нелинейной динамики дало возможность оценить количественные характеристики вариабельности физиологических сигналов и уровень их динамической сложности.

Разработанная методика исследования может применяться у больных БА при проведении функциональных проб с бронхолитиками для ранней диагностики нарушения регуляции кардиореспираторной системы, а также для подбора наиболее эффективной лекарственной терапии.

Положения, выносимые на заишту:

1. Диагностическое значение оценки вариабельности кардиореспираторного паттерна заключается в возможности определить количественные и качественные характеристики процессов, отражавших функциональную регуляцию сердечно-легочной системы, у больных БА с различной тяжестью течения заболевания, при проведении функциональных проб и в динамике лечения.

2. Вариабельность кардиореспираторного паттерна у больных БА существенно отличается по количественным и качественным характеристикам от показателей здоровых лиц. Количественные отличия состоят в меньшем размахе вариабельности параметров кардиореспираторного паттерна. Качественные отличия заключаются в более низком уровне динамической сложности сердечного ритма и более высоком уровне динамической сложности дыхательного паттерна у больных БА.

3. Выраженность отличий вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА нарастает с тяжестью течения заболевания. В процессе ' лечения наблюдается нормализация количественных, в то же время качественные показатели вариабельности кардиореспираторного паттерна не претерпевают существенных изменений.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на научных конференциях молодых ученых Башгосмедуниверситета (Уфа, 1995, 1996), межрегиональной и республиканских научно-практических конференциях по диагностике и лечению в клинике внутренних болезней (Уфа, 1995, 1996), I республиканской научно-практической конференции по функциональной диагностике " Новые диагностические технологии. Организация службы функциональной диагностики" (Москва, 1996), III Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1996), на YI национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Новосибирск, 1996).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.

Объем и структура диссертации,- Диссертация представлена на 137 страницах машинописи, содержит 23 рисунка, 20 таблиц, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы из 156 наименований, включающего 41 отечественный и 115 зарубежных источника.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Всего обследовано 120 чел., из них 81 больной эндогенной формой БА и 39 здоровых лиц в качестве контрольной группы (КГ). Клиническая диагностика БА, определение тяжести течения и основных принципов лечения осуществлялось на основании рекомендательного документа ВОЗ " Бронхиальная астма. Глобальная стратегия" (1995). Средний возраст больных составил 36+13 лет. Давность заболевания БА до 5 лет была у 45% обследованных, от 5 до 10 лет - у 26%, более 10 лет - у 29% обследованных.

Больные БА были разделены на три группы по тяжести течения заболевания - с легким персистирующим течением (БА-ЛЕГК, 39 чел.), с среднетяжелым (БА-СРЕДН, 25 чел.) и тяжелым течением (БА-ТЯЖ, 17 чел.). Часть больных БА была обследована в динамике стационарного лечения по поводу обострения заболевания, и составила отдельную группу (20 чел.). Всем больным проводилось клиническое, функциональное, лабораторное и рентгенологическое обследование, позволяющее оценить общее состояние больных и исключить тяжелые сопутствующие заболевания.

Состояние бронхиальной проходимости оценивалось по данным пневмотахометрии с помощью автоматизированного прибора

"ЗТ0Н-01" (Болгария). Анализировались показатели ЖЕЛ, 0ФВ1, ПОС, С0С25-75 в % от должных величин.

Сердечный ритм в виде серии интервалов между двумя сердечными сокращениями выделялся из сигнала ЭКГ во II стандартном отведении.

Вентиляция легких регистрировалась методом импедансной пневмографии. Запись пневмограммы производилась с помощью модифицированного тетраполярного реоплегизмографа РГ4-01. Пластинчатые электроды располагались на грудной клетке симметрично на уровне 1У-У1 межреберий. Объемная калибровка импедансной пневмограммы проводилась индивидуально перед каждым исследованием. В качестве референтного использовался интегрированный сигнал с аналогового выхода пневмотахометра, пропорциональный объему легочной вентиляции..

Ингаляционная проба с беротеком проводилась по стандартному протоколу. Градации отклонения показателей бронхиальной проходимости от нормы определялись с помощью встроенного в прибор "ЭТ0Н-01" программного обеспечения.

Для исследования вариабельности кардиореспираторного паттерна регистрировались сердечный ритм и легочная вентиляция при свободном дыхании обследуемого ' в течение 10 мин. Повторная регистрация проводилась через 20 мин. после ингаляции беротека.

Полученные данные оцифровывались и подвергались математической обработке с помощью аппаратно-программного комплекса "Респикард 1.3" (рис.1).

Рис. 1. Функциональная схема комплекса "Респикард 1.3"

Для автоматизации исследования вариабельности кардио -респираторного паттерна наш, при поддержке лаборатории моделирования биомедицинских систем Уфимского авиационно -технологического университета (зав. лабораторией доц. Л.М.Ба-кусов), был разработан аппаратно-программный комплекс "Рес-пикард 1.3". Разработанное программное обеспечение позволило проводить регистрацию, оцифровку физиологических данных, их хранение на магнитных носителях и математическую обработку. Для оценки вариабельности использовались математические методы, характеризующие вариабельность количественно и качественно (табл.1).

Таблица 1.

Математические методы исследования вариабельности кардио -респираторного паттерна.

Характеристика вариабельности Математический метод исследования Показатели

Количественная (оценивает размах вариабельности процесса) Вариационная статистика Коэффициент вариации

Количественно-качественная Спектральный анализ СйБА вариабельности сердечного ритма (Уатапк^о У'., Ш^опИ., 1991) Гармоническая мощность в низкочастотном диапазоне 0,04-0,15 Гц (отражает совместное симпатическое и пара- ' симпатическое влияние), и в высокочастотном диапазоне 0,15-0,40 Гц (отражает парасимпатическое влияние)

Качественная (оценивает сложность динамики процесса) Методы нелинейной динамики Спектральный анализ ССЭА вариабельности сердечного ритма Фрактальный анализ (Вазз^йш^Ме J 1995) Энтропийный анализ (Р1псцз Б.М.,1991) Мощность фрактальной составляющей и показатель ее спектральной экспоненты Фрактальная размерность Апроксимативная энтропия

Оценивалась вариабельность следующих параметров кардиореспираторного паттерна - интервала между последовательными сердечными сокращениями, продолжительности дыхательного цикла. относительного времени выдоха, дыхательного объема, средней скорости вдоха.

Достоверность статистических различий между двумя группами определяли по критерию Стьюдента для двух независимых выборок, достоверность динамики показателей в группе - по критерию Стьюдента для связанных выборок. Достоверными считались различия с уровнем р<0,05. Линейная статистическая взаимосвязь величин оценивалась с помощью коэффициента корреляции Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Анализ полученных нами результатов в сравнении с данными других исследователей (Кигагош! У. е1 а1., 1985) свидетельствует о достаточной точности и информативности предлагаемой методики для оценки вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА. При разработке аппаратно-программного комплекса "Респикард 1.3" нами была сделана попытка соединить преимущества неинвазивного исследования физиологических функций с возможностями современных математических методов обработки медико-биологических данных. Проведение предварительной индивидуальной калибровки импедансного пневмографа с помощью метода наименьших квадратов обеспечило у всех обследованных ошибку измерения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха не более 5% относительно референтного сигнала пневмотахометра.

Для определения нормальных величин исследована вариабельность кардиоресшраторного паттерна у здоровых лиц. Количественный размах вариабельности сердечного ритма (средний коэффициент вариации 6,33+0,27%) был меньше размаха вариабельности параметров дыхательного паттерна (средние величины коэффициентов вариации в пределах 16-43%). Качественный показатель вариабельности сердечного ритма - апроксимативная

- и -

энтропия APEN(2, 0,2) превосходила АРЕН дыхательного паттерна (1,13 и 0,80-0,87, соответственно). Наибольшим размахом вариабельности обладал дыхательный обьем со средним коэффициентом вариации 43%, в меньшей степени - продолжительность дыхательного цикла - 28%, относительное время выдоха - 17%.

В динамике сердечного ритма (фрактальная размерность Dfr=l, 18) присутствовали достаточно сильные долговременные влияния, в то время как в динамике дыхательного паттерна соседние отсчеты были достаточно слабо связаны между собой и по своим свойствам были ближе к случайным колебаниям (Dfr=l,41-1,44).

В вариабельности сердечного ритма здоровых людей наибольшую мощность, до 85-90%, составляли хаотические колебания с фрактальными свойствами, на гармонические колебания приходилось 10-15% общей спектральной мощности. Показатель спектральной экспоненты хаотических фрактальных колебаний имел величину 0,91+0, 06. Мощность гармонических колебаний высокочастотного диапазона (0,15-0,40 Гц), контролируемого парасимпатическим отделом вегетативной системы ( Akselrod S. et al., 1985), преобладала над мощностью гармонических колебаний низкочастотного диапазона (0,04-0,15 Гц), который находится под совместным парасимпатическим и симпатическим влиянием, с средним по группе коэффициентом 1,6+0,3.

Ингаляционное воздействие беротека не повлияло у здоровых \лиц на средние показатели и количественный размах параметров кардиореспираторного паттерна. Наблюдалось повышение низкочастотной гармонической спектральной мощности в среднем на 33%, как отражение усиления симпатического влияния на сердечный ритм. Увеличилась мощность хаотической составляющей и показатель ее спектральной экспоненты, что можно трактовать как снижение уровня динамической сложности сердечного ритма у здоровых лиц под действием симпатомиметика. Отмечено достоверное снижение APEN динамики дыхательного объема с 0,87+0,02 до 0,83+0,02, что также свидетельствует о снижении уровня его динамической сложности. Учитывая аналогичное влияние беротека на вариабельность сердечного ритма, можно су-

дать о общем влиянии беротека на качественную сторону вариабельности кардиореспираторного паттерна в виде "упрощения" динамики отдельных его параметров у здоровых людей.

В группе больных с легким перскстирующим течением БА и нормальными показателями бронхиальной проходимости наблюдались существенные отличия вариабельности кардиореспираторного паттерна от показателей здоровых людей: достоверно меньше был количественный размах вариабельности сердечного ритма 4,5+0,25%, продолжительности дыхательного цикла- 18,0+1,6%, относительного времени выдоха - 10,4+0,7%. Энтропия АРЕН динамики относительного времени выдоха превосходила аналогичный показатель у здоровых лиц - 0,88+0,02 и 0,80+0,02 (р<0,05), что свидетельствует о большем уровне динамической сложности этого показателя у больных БА.

Наиболее определенно отличия вариабельности дыхательного паттерна у здоровых лиц и больных с легким перскстирующим течением БА проявились после ингаляционного воздействия беротека. В отличие от контрольной группы у больных БА наблюдалось достоверное увеличение исходно сниженного размаха вариабельности всех исследованных параметров кардиореспираторного паттерна - сердечного ритма на 12%, продолжительности дыхательного цикла в среднем на 18% от исходного уровня (рис.2), относительного времени выдоха - 23%, дыхательного объема - 28%, средней скорости вдоха, отражающей "респираторный драйв" - 20%. Уменьшилась минутная вентиляция легких на 15%, абсолютная величина "респираторного драйва" - 14%. Все эти изменения сопровождались увеличением показателей бронхиальной проходимости - 0ФВ1 на 8%, ПОС - 9%, С0С25-75 -на 20% от исходного уровня.

В группе больных с легким персистирующим течением БА наблюдалась более низкая, в сравнении с контролем, спектральная мощность хаотической составляющей и мощность низкочастотной и высокочастотной гармонической составляющих, как проявление общего снижения вегетативного влияния на сердечный ритм у больных БА. Достоверно больше был показатель спектральной экспоненты фрактальной составляющей (1,25+0,07

и 1,13+0,03, соответственно), фрактальная размерность динамики сердечного ритма была ниже, чем в контроле (1,15+0,1 и 1,18+0,01). Эти данные свидетельствуют о более "простой" динамике сердечного ритма у больных БА в сравнении со здоровыми людьми.

После ингаляции беротека у больных с легким персистирую-щим течением БА достоверно увеличились спектральная мощность низкочастотного диапазона (рис.3), фрактальная составляющая. Уменьшилась величина АРЕН с 1,13+0,02 до 1,08+0,03, что свидетельствует о снижении уровня динамической сложности сердечного ритма у больных БА этой группы под действием симпа-томим.етика беротека.

В группе больных с среднетяжелым течением БА исходные показатели вариабельности кардиореспираторного паттерна ста-, тистически не отличались от показателей, больных с легким персистирующим течением БА. Различия между ними обнаружились после ингаляции беротека - в группе больных с среднетяжелым течением БА не наблюдалось динамики размаха вариабельности сердечного ритма и дыхательного объема, в то время как в группе с легким течением БА существенно увеличился размах вариабельности всех исследованных параметров кардиореспираторного паттерна. После ингаляции беротека в группе больных с среднетяжелым течением БА достоверно увеличился количественный размах вариабельности продолжительности дыхательного цикла на 20% от исходного уровня (рис.2), относительного времени выдоха - 17%, средней скорости вдоха - 9%. В спектре вариабельности сердечного ритма на 23% увеличилась мощность в низкочастотном диапазоне (рис.3), который находится под совместным симпатическим и парасимпатическим влиянием. Средний прирост показателей бронхиальной проходимости после ингаляции беротека в этой группе больных БА был меньше, чем в группе с легким течением БА, и составил для 0ФВ1 9%, для ПОС - 11%, для С0С25-75 - 10%.

50

25

ТЫ

Ж 1

БЯ-ЛЕГК БЯ-СРЕДН

□ до ■в после

БА-ТЯЖ

Рис.2. Динамика коэффициентов вариации продолжительности дыхательного цикла до и после ингаляции беротека у здоровых лиц и больных БА с различной тяжесть® течения заболевания. Примечание: символ "*" обозначает достоверность динамики показателей р<0,05, символ "**" - р<0,01.

с л

2

/

Г ц

к 1 0

А

4

38

15

Р1Г

О до м после

БЯ-ПЕГК Бй-СРЕДИ БО-ТЯЖ

Рис.3. Динамика спектральной мощности гармонических колебаний в низкочастотном диапазоне вариабельности сердечного ритма до и после ингаляции беротека у здоровых лиц и больных БА с различной тяжестью течения заболевания.

Можно предположить, что меньшая реакция кардиореспираторной системы на симпатомиметическое воздействие у больных с среднетяжелым течением БА связана с наличием у них повышенной степени адренергической блокады ( Чучалин А.Г., 1984; Нагаока ¿Г. е1 а1., 1993).

В группе с тяжелым течением БА средняя величина частоты сердечных сокращений (95,9+4,4 в мин.) была больше, чем в остальных группах больных БА. В то же время частота дыхания (20,4+1,2 в мин.) и объем дыхания (0,35+0,04 л) были ниже только относительно контроля, а минутная вентиляция (6,9+0,8 л/мин.) не отличалась от контроля. В сравнении с контролем и группой больных легким течением БА были ниже размах вариабельности сердечного ритма 3,72+0,25% , продолжительности дыхательного цикла - 15,8+1,2%, относительного времени выдоха - 9,0+0,8%, дыхательного объема - 31,6+6,7%, средней скорости вдоха - 22,2+2,8%.

У больных с тяжелым течением БА наблюдались существенно большие, по сравнению с контролем и группой больных БА с легким течением, энтропия АРЕИ динамики исследованных параметров дыхательного паттерна - продолжительности дыхательного цикла - 0,95+0,02, относительного времени выдоха -0,98+0,02, дыхательного объема - 0,97+0,04, средней скорости вдоха - 0,98+0,02.

В спектре вариабельности сердечного ритма у больных • с тяжелым течением БА наблюдались более-низкие, чем в контроле и в группе с легким течением БА, мощность фрактальной составляющей и мощность в высокочастотном диапазоне. Низкочастотная спектральная мощность была также ниже контрольной. Среднегрупповой показатель спектральной экспоненты фрактальной составляющей сердечного ритма (1,10+0,11) был достоверно больше, чем в контроле, что отражает более "простую" динамическую структуру сердечного ритма у больных БА этой группы.

После ингаляции беротека средний прирост показателей бронхиальной проходимости по данным пневмотахометрии составил для 0ФВ1 17%, ПОС - 16%, С0С25-75 - 11%. Размах вариабельности сердечного ритма увеличился на 15%, средней ско-

роста вдоха, отражающей "респираторный драйв", на 42%, дыхательного объема - 38%, относительного времени выдоха - 33% и продолжительности дыхательного цикла - 24% (рис.2). Отмечено достоверное снижение показателя АРЕН динамики относительного времени выдоха на 6%. На 31% от исходного уровня увеличилась низкочастотная спектральная мощность (рис.3), на 24% увеличилась мощность фрактальной составляющей.

Эти данные позволяют заключить, что с нарастанием тяжести течения БА и степени бронхиальной обструкции снижается количественный размах вариабельности всех исследованных параметров кардиореспираторного паттерна, "упрощается" динамика сердечного ритма и "усложняется" динамика показателей дыхательного цикла.

Ингаляция бронхолитика беротека оказывала у 'больных БА нормализующие влияние на количественный размах вариабельности всех исследованных параметров кардиореспираторного паттерна, при этом сохранялись качественные отличия вариабельности параметров в виде сниженного уровня динамической сложности сердечного ритма и повышенного уровня динамической сложности показателей дыхательного цикла.

Проведен анализ корреляционной зависимости показателей вариабельности кардиореспираторного паттерна в объединенной группе больных БА. Обнаружена линейная корреляция 0ФВ1 и размаха вариабельности сердечного ритма (г=0,32, р<0,01),- а также корреляция 0ФВ1 и размаха вариабельности параметров дыхательного цикла (г=0,25, р<0,05). Коэффициенты вариации сердечного ритма и продолжительности дыхательного цикла коррелировали между собой с г=0,45, р<0,01.

В процессе стационарного лечения вместе с улучшением клинико- функционального состояния ( средний прирост 0ФВ1 -22%, ПОС - 15%, С0С25-75 - 37%) у больных БА наблюдалось повышение исходно сниженных коэффициента вариации сердечного ритма в среднем на 22% (рис.4), коэффициента вариации длительности дыхательного цикла - 51%, дыхательного объема -

С 7В

V

35

д

ж

О контрольная группа ШШ БЯ- обострение ва БИ-затихание оёостр,

I®

ТМ

ТеЛМ

VI

Рис.4. Динамика коэффициентов вариации параметров кардиорес-пираторного паттерна - сердечного ритма (Ш?), продолжительности дыхательного цикла (Т^), относительного времени выдоха (Те/Пог), дыхательного объема (VI;), средней скорости вдоха (\^/Т1) у больных БА в процессе лечения.

Примечание: символ "*" обозначает достоверность динамики показателей р<(0, 05 символ — р<0,01.

Рис.5. Динамика мощности гармонических колебаний в низкочастотном (РШ и высокочастотном (РЬГ) диапазоне спектра вариабельности сердечного ритма у больных БА в процессе лечения.

30% , относительного времени выдоха - 26%, средней скорости вдоха - на 7%. Достоверно уменьшились исходно повышенные показатели APEN дыхательного объема на 1% и относительного времени выдоха на 8%. Средние абсолютные показатели кардио-респираторного паттерна не изменились.

В спектре вариабельности сердечного ритма в процессе лечения наблюдалось увеличение мощности фрактальной составляющей на 59%, гармонической мощности в низкочастотном диапазоне - на 90% (рис.5 ). Показатель спектральной экспоненты фрактальной составляющей увеличился с 1,10+0,11 до 1,30+0,08 и стал достоверно отличаться от этого показателя у здоровых лиц.

Таким образом, улучшение клинико-функционального состояния больных в процессе лечения сопровождалось нормализацией количественных показателей вариабельности кардиоресшратор-ного паттерна. Качественные характеристики вариабельности показателей дыхательного цикла также приблизились к норме, для сердечного ритма отмечено усиление отклонений этих показателей от нормы. Эти изменения были однонаправленными с изменениями кардиореспираторного паттерна, развившимися у больных БА после ингаляционного воздействия симпатомиметика беротека.

Увеличение количественного размаха вариабельности параметров кардиореспираторного паттерна, происходящие параллельно с увеличением показателей бронхиальной проходимости, связано, по-видимому, с повышением силы регуляторного взаимодействия сердечно-легочной и нейрогуморальной систем у больных БА. По нашему предположению, возможным механизмом этих изменений может быть уменьшение рецепторной, прежде всего генерализованной адренергической блокады у больных БА (Чучалин А. Г. с соавт., 1984). Следствием увеличения количества функционирующих рецепторов будет усиление афферентных и эфферентных информационных потоков между сердечно-легочной системой и системой нейро-гуморальной регуляции. Это усиление межсистемного взаимодействия может привести к увеличению количественного размаха вариабельности параметров кардиорес-

пираторного паттерна.

Сохранение или усиление качественных отличий вариабельности кардиореспираторного паттерна при улучшении клини-ко-функционального состояния больных БА, вероятно, отражает более глубокие патологические сдвиги в организме больных БА с вовлечением многих систем. Эти результаты на новом фактическом уровне согласуются с положением П.К.Булатова с со-авт.(1953) о доминантном механизме патогенеза бронхиальной астмы, согласно которому патологические импульсы, возникающие в измененных воспалительным процессом органах дыхания, через рецепторный аппарат легких и бронхов поступают в центральную нервную систему, где формируется очаг парабиотичес-кого возбуждения по Н.Е.Введенскому. Таким путем нарушается взаимодействие между сердечно-легочной системой и вегетативной нервной системой, подкорковыми образованиями, корой головного мозга. С современных позиций Г.Б.Федосеевым (1981) предложено представление о взаимном функционировании у больных БА первичнореагирующей, эффекторной и регулирующей систем, изолированное или совместное поражение которых определяет развитие и течение БА.

Предположительно можно выделить следующие частные механизмы изменения вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА :

1) вегетативный дисбалланс у больных БА приводит к нарушению симпатической и парасимпатической регуляции сердечного ритма и дыхательной системы (Трофимов В.И. с соавт., 1985; Марченко В.И., 1992; Garrard C.S. et al, 1993.);

2) выброс большого количества медиаторов иммунного воспаления в легких может наряду с бронхообструкцией вызывать также патологическую импульсацию с афферентных ирритантных рецепторов в легочной ткани (Sampson S.R., Vldruk E.T.I., 1975) и дыхательных путей (Sugihara Н., 1979) и нарушить ре-гуляторное взаимодействие нейро-гуморальной и сердечно-легочной систем;

3) развитие бронхиальной обструкции приводит к увеличению остаточной емкости легких и перераздражению афферентных

рецепторов растяжения легких (Bartoli A. et al., 1973). Патологическая импульсация с рецепторов, воздействуя на центральные механизмы регуляции дыхания и сердечного ритма, может влиять на вариабельность кардиореспираторного паттерна;

4) напряжение и усталость дыхательной мускулатуры при повышении экспираторного сопротивления, афферентная импульсация при активизации выдоха за счет присоединения усилий экспираторной части дыхательной мускулатуры (Mador M.J.. 1991), возможно, способны влиять на вариабельность кардиореспираторного паттерна;

5) перегрузка правых отделов сердца при тяжелом течении БА может оказывать существенное влияние на регуляцию сердечного ритма за счет изменения экскреции предсердного натрийу-ретического гормона (Butler et al., 1994).

Результаты проведенного клинического исследования в целом подтверждают теоретические положения о том, что вариабельность физиологических функций является универсальным механизмом жизнедеятельности, который при развитии заболевания отражает сложную динамику взаимодействия патологических и адаптационных процессов в организме при объединяющей роли системы нейрогуморальной регуляции. Знание закономерностей динамики функциональных систем организма позволит разработать более информативные методы ранней диагностики, прогноза заболеваний и их осложнений, а также принципиально новые методы лечения.

ВЫВОДЫ

1. Диагностическое значение исследования вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА заключается в возможности объективно оценить степень нарушения процессов, отражающих функциональную регуляцию сердечно-легочной системы, у больных с различной тяжестью течения заболевания, при проведении функциональных проб и в динамике лечения.

2. У больных БА наблюдаются качественные и

количественные отличия вариабельности кардиореспираторного паттерна от здоровых людей, которые отражают нарушение функциональной регуляции сердечно - легочной системы и проявляются в следующем:

- вариабельность параметров кардиореспираторного паттерна у больных БА имеет меньший количественный размах,

- динамика параметров дыхательного паттерна у больных БА имеет повышенный уровень динамической сложности,

- динамика сердечного ритма у больных БА имеет меньший уровень динамической сложности, чем у здоровых людей,

- в спектре вариабельности сердечного ритма у больных БА снижена мощность хаотической фрактальной составляющей, гармонической составляющей в низкочастотном и высокочастотном диапазонах, что свидетельствует о общем снижении вегетативного влияния на сердечный ритм у больных БА.

3. Отклонения вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА выявляются при нормальных показателях бронхиальной проходимости и нарастают с утяжелением течения заболевания.

4. Влияние ингалированного бронхолитика беротека на вариабельность кардиореспираторного паттерна у больных БА проявляется в нормализации количественных показателей вариабельности при сохранении или усилении качественных отличий.

5. В процессе лечения, параллельно с клинико - функциональным улучшением состояния, у больных БА при сохранении отличий качественных показателей, характеризующих сложность динамики процессов в сердечно-легочной системе, наблюдается нормализация количественных показателей вариабельности кардиореспираторного паттерна.

6. Предлагаемая методика автоматизированного исследования вариабельности кардиореспираторного паттерна

обеспечивает достаточно точную и информативную оценку вариабельности кардиореспираторного паттерна у больных БА.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Учитывая высокую диагностическую информативность и простоту расчета коэффициентов вариации параметров кардиореспираторного паттерна - сердечного ритма (исследование вариабельности может проводится методом вариационной интервало-метрии по Р.М.Баевскому, при Холтеровском мониторировании ЭКГ и др.), продолжительности дыхательного цикла, дыхательного объема, относительного времени выдоха, средней скорости вдоха, рекомендуется:

1) при оценке динамики состояния больных БА в процессе лечения положительным признаком следует считать . повышение исходно сниженных коэффициентов вариации параметров кардиореспираторного паттерна; для коэффициента вариации сердечного ритма рекомендуемые пределы нормы 3, 8-8,8% в возрасте 25 лет, на каждые 10 последующих лет величины снижаются на 10%;

2) при проведении функциональных 'проб с бронхолитиком дополнительным положительным признаком следует считать повышение исходно сниженных коэффициентов вариации параметров кардиореспираторного паттерна на 20% и более от исходного уровня;

3) при подборе наиболее эффективного бронхолитика дополнительным положительным признаком считать большую в сравнении с действием других препаратов степень повышения исходно сниженных коэффициентов вариации параметров кардиореспираторного паттерна.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зулкарнеев P. X., Бакусов Л.М. О алгоритме распознавания маркеров кардиоцикла на ЭКГ // Современные аспекты профилактической и клинической медицины. - Уфа, 1995. - С.108.

2. Зулкарнеев P.X., Бакусов Л.М. Применение объемнока-либрованной импедансной пневмограммы для мониторирования дыхания // Проблемы пульмонологии и аллергологии в Башкортостане.- Уфа, 1996. - С. 28-29.

3. Зулкарнеев P. X., Землякова Т. А., Грибкова 0. А., Бакусов Л.М. Значение измерения энтропии дыхательного ритма у больных с бронхообструктивным синдромом // Госпитальная инфекция в реанимации и интенсивной терапии. Актуальные вопросы анестезиологии. Материалы межрегиональной научно-практической конференции.- Уфа, 1996.- С.51.

4. Зулкарнеев Р.Х., Бакусов Л.М. Влияние ингаляции беро-тека на спектральный состав вариабельности сердечного ритма у здоровых лиц // III Всероссийский конгресс "Человек и лекарство". Тезисы докладов. - Москва, 1996.- С.125.

5. Зулкарнеев Р.Х., Хафизов Н. X. Разработка аппаратно-программного комплекса "Респикард 1."3" для кардиореспира-торного мониторинга // Актуальные вопросы клиники внутренних болезней,- Уфа, 1996.- С.77-78.

6. Зулкарнеев Р.Х., Бакусов Л.М. Применение аппаратно-программного комплекса "Респикард 1-.3" для оценки влияния бронхолитика на дыхательный паттерн у здоровых лиц // YI национальный конгресс по болезням органов дыхания. Сборник резюме.- Новосибирск, 1996,- С.248.

7. Зулкарнеев Р.Х., Бакусов Л.М. Применение фрактального анализа в комплексном анализе кардиоинтервалограммы // Актуальные вопросы клиники внутренних болезней,- Уфа, 1996.-С. 78.

8. Загидуллин Ш. 3., Фархутдинов P.P., Ганцева X. X., Ша-киров В. Ф., Терегулов P.P., Хафизов Н.Х., Зулкарнеев P. X., Муратов P.M., Ахмедова Л.Е., Акбашев А.Р. Внедрение современных диагностических технологий в клинике внутренних бо-

лезней // Актуальные вопросы клиники внутренних болезней.-Уфа, 1996,- С. 53-55.

9. Загидуллин Ш.3., Амиров Р.З., Фархутдинов P.P., Ган-цева X. X., БакусовЛ.М., Красногородская H.H., Лиховских В.А., Шакиров В.Ф., Терегулов P.P., Хафизов Н.Х., Зулкарне-ев P. X., Муратов Р. М., Ибрагимова Б. Ф., Абдрашитова Н. Ф., Ахмедова Л. И. Разработка и внедрение новых диагностических и лечебных технологий в клинике внутренних болезней // Проблемы клинической медицины.- Уфа, 1996,- С.29-35.

10. Зулкарнеев Р.Х., Бакусов Л.М., Землякова Т. А., Хафизов Н.Х. Динамика вариабельности дыхательного ритма у больных бронхиальной астмой при проведении функциональной пробы с беротеком // Новые диагностические технологии. Организация службы функциональной диагностики. Материалы I республиканской научно-практической конференции по функциональной диагностике." Москва, 1996,- С.77.

11.Зулкарнеев P.X., Землякова Т. А. Оценка вариабельности временных параметров дыхательного паттерна у больных бронхиальной астмой // Новые диагностические технологии. Организация службы функциональной диагностики. Материалы I республиканской научно-практической конференции по функциональной диагностике.- Москва, 1996,- С.78.

12. Зулкарнеев Р.Х., Бакусов Л.М. Исследование фрактальных характеристик ритма сердца // Вестник новых медицинских технологий (принято в печать).