ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ИНТЕРВАЛА QT ЭКГ ПРИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЕ ДЫХАНИЯ

VARIABILITY OF THE QT INTERVAL OF THE ECG DURING A LOW PACED BREATHING

Nadezhda Remizova

post-graduate Student, Department of Biology and Medical Knowledge Bases,

I. Yakovlev Chuvash State Pedagogical University,

Russia, Cheboksary

Dmitry Dimitriev

doctor of Medicine, Professor, Head of the Department of Biology and

Medical Knowledge Bases, I. Yakovlev Chuvash State Pedagogical University,

Russia, Cheboksary

АННОТАЦИЯ

Проведено исследование вариабельности интервала QT при навязанной частоте дыхания. Записаны электрокардиограммы 17 здоровых студентов педагогического вуза при свободном режиме дыхания и дыхании с частотой 4,5 дых/мин. При анализе интервала QT ЭКГ использованы временные, спектральные и нелинейные параметры. Выявлены достоверные изменения нелинейных фрактальных характеристик интервала QT при изменении режима дыхания. Установлена нелинейность ответного механизма кардиореспираторной системы на дыхание с низкой частотой.

ABSTRACT

Study the variability of the QT interval during paced breathing. Recorded the electrocardiogram of 17 healthy students in free breathing and paced breathing at 4,5 breath/min. In the analysis of the QT interval of the ECG used temporal, spectral and nonlinear parameters. Significant changes the accuracy of the nonlinear fractal characteristics of the QT interval when changing the mode of breathing. Installed the nonlinear of the mechanism of response of the cardiorespiratory system during low paced breathing.

Ключевые слова: интервал QT; электрокардиограмма; навязанный ритм дыхания.

Keywords: the QT interval; electrocardiogram; paced breathing.

Актуальность данной проблемы обусловлена тем, что анализ вариабельности интервала QT по данным ЭКГ является результативным способом изучения электрофизиологических процессов, происходящих в миокарде при различных функциональных состояниях [4]. Дыхание на навязанной частоте является функциональным состоянием организма, имеющим некоторые особенности [2]. Во-первых, благодаря произвольности и контролируемости дыхательных актов со стороны исследуемого и исследователя могут использоваться разные частоты дыхания. Во-вторых, навязанный ритм дыхания посредством сложных нейронных связей влияет на ритм сокращения сердца, вызывая так называемую респираторно-синусовую аритмию [3]. Исследования показывают, что разные частоты дыхания вызывают неодинаковые ответы кардиореспираторной системы, что связывают, прежде всего, с напряжением симпатических механизмов, особенно при низких частотах дыхания [1].

Таким образом, целью исследования явилось изучение вариабельности интервала QT ЭКГ при навязанном дыхании с низкой частотой.

Методика исследования. В исследовании принимали участие 17 здоровых студентов педагогического университета в возрасте от 18 до 22 лет. При планировании и осуществлении эксперимента учитывались требования Хельсинской декларации: было получено разрешение этического комитета, все обследуемые давали письменное согласие об участии в эксперименте. Исследование проводилось в межсессионный период в первой половине дня с 8 до 12 часов при температуре воздуха в помещении 21^оС.

Нами осуществлялась регистрация сердечного ритма исследуемых с помощью программно-аппаратного комплекса «Поли-спектр-8/Е» («Нейрософт») согласно рекомендациям Европейской Ассоциации Кардиологии [5]. Для каждого из исследуемых были записаны по две ЭКГ, длительностью 5 минут: при свободном режиме дыхания (СД) и при низкой частоте дыхания (НЧД) 4,5 дых/мин. Статистическая обработка данных проводилась с использованием статистического пакета профессиональной статистики “Statistica7.0 for Windows” с применением критерия знаков – Z.

Результаты исследования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Значения параметров интервала QT при свободной и низкой ЧД

Примечание: * – знак достоверности при p˂0,01

Нами установлено, что низкая частота дыхания 4,5 дых./мин вызвала незначительное увеличение длины интервала QT по сравнению со свободным дыханием (Z=1,21; p˃0,05). НЧД повлияла на временные параметры интервала QT: произошло повышение значения стандартного отклонения QT интервалов SDQT (Z=1,44; p˃0,05) и RMSSD (Z=1,44; p˃0,05).

Показано, что при частоте дыхания 4,5 дых./мин происходит увеличение спектральных параметров интервала QT по сравнению с СД: низкочастотного компонента спектра LF (Z=1,11; p˃0,05); высокочастотного компонента HF (Z=2,95; p˂0,005); общей спектральной мощности Total (Z=2,68; p˂0,01). Показатель вегетативного баланса LFHF при НЧД уменьшился вдвое (Z=3,29; p˂0,01).

Нами были вычислены параметры графика Пуанкаре SD1 (ширина облака) и SD2 (длина облака). При этом обнаружено повышение значения параметров SD1 (Z=1,45; p˃0,05) и SD2 (Z=1,23; p˃0,05) для НЧД, то есть произошло увеличение общей площади облака Пуанкаре.

Нелинейный показатель информационной энтропии SampEn недостоверно повысился во время дыхания на частоте 4,5 дых/мин по сравнению с СД (Z=1,59; p˃0,05). Нами вычислены показатели фрактальности рядов интервала QT при НЧД с помощью метода ДФА (детрендный флуктуационный анализ). Общий параметр α снизился с высокой достоверностью (Z=3,1; p˂0,01); показатель фрактальности для коротких участков (от 4 до 11) α1 – увеличился (Z=3,24; p˂0,01); показатель фрактальности для длинных участков (больше 11) α2 – понизился (Z=2,84; p˂0,01) при частоте дыхания 4,5 дых/мин по сравнению со значениями при свободном дыхании.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что изменения в функционировании кардиореспираторной системы, обусловленные дыханием с навязанным ритмом, и связанные с ними сдвиги в процессах деполяризации и реполяризации миокарда носят нелинейный характер и проявляются в смещении фрактальных динамик (α, α1, α2).

Список литературы:

1. Гриневич А.А., Танканаг А.В., Чемерис Н.К. Исследование зависимости спектров сердечного ритма человека от контролируемой частоты дыхания // Математическая биология и биоинформатика. – 2013. – Т. 8. – № 2. – С. 537–552.
2. Лебедев П.А. и др. Возможность оценки атеросклеротического ремоделирования коронарных артерий посредством анализа спектральных различий вариабельности сердечного и пульсового ритмов // Артериальная гипертензия. – 2011. – Т. 17. – № 5.
3. Ненашева А.В. и др. Адаптивно-компенсаторная вариабельность ритма сердца у студентов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование, здравоохранение, физическая культура. – 2014. – Т. 14. – № 4.
4. Rautaharju P.M., Surawicz B., Gettes L.S. AHA / ACCF / HRS recommendations for the standardization and interpretation of the electrocardiogram: part IV: the ST segment, T and U waves, and the QT interval a scientific statement from the American Heart Association Electrocardiography and Arrhythmias Committee, Council on Clinical Cardiology; the American College of Cardiology Foundation; and the Heart Rhythm Society Endorsed by the International Society for Computerized Electrocardiology // Journal of the American College of Cardiology. – 2009. – Vol. 53. – № 11. – P. 982–991.
5. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standard of measurement, physiological interpretation and clinical use // Circulation. – 1996. – Vol. 93. – № 5. – P. 1043–1065.