Оценка вариабельности сердечного ритма с использованием графика Пуанкаре

График Пуанкаре представляет собой точечную диаграмму: на оси абсцисс отложены значения текущего интервала RR, а на оси ординат – следующего по времени значения RR. Форма графика Пуанкаре категоризирована в несколько функциональных классов (рис. 8).

Рис. 8. Примеры графиков Пуанкаре (на картах представлены точки с координатами R_i R_i+1 и R_i+1 R_i+2 интервалов), используемые для оценки качеств последовательности RR- интервалов: графики (a)-(d) - тщательно отредактированная последовательность RR- интервалов (ритм синусовый); (e)-(j) - записи больных сердечно-сосудистыми заболеваниями (Stein P.K. и соавт., 2008)

В графике Пуанкаре содержится как обобщающая информация о вариабельности сердечного ритма, так и детальная информация об его изменении от систолы к систоле. График Пуанкаре снизу вверх пересекает линия идентичности. Положение точки на линии идентичности означает, что ритм сердца (продолжительность интервалов RR) не изменялась в течение 2-х сокращений (рис.9).

Рис 9. Метод вычисления показателей ВСР на основе графика Пуанкаре. Относительно центроиды (среднее значение интервала RR) строится эллипс, ширина которого обозначается как SD1 (стандартное отклонение перпендикулярно центральной оси), а длина – SD2 (стандартное отклонение вдоль центральной оси) (Stein P.K. и соавторы, 2008)

Таким образом, линия идентичности представляет собой график функции x=y (RRn = RRn+1). Если точка расположена выше линии идентичности, то это означает, что x<y (RRn< RRn+1). Иными словами, следующий интервал RR (RRn+1) более продолжительный, чем предыдущий (RRn). Соответственно, если точка расположена ниже линии идентичности, то это свидетельствует о том, что интервал RRn+1 короче, чем интервал RRn. Отсюда следует, что форма «облака» из точек (RRn; RRn+1) на графике Пуанкаре должна отражать последовательные изменения продолжительности интервала RR, т.е. его дисперсию. Если мы проведем перпендикуляр к линии идентичности через данную точку (RRi; RRi+1), то сможем получить расстояние от этой точки до линии идентичности - расстояние, которое будет соответствовать отклонению этой точки от линии идентичности, т.е. дисперсии относительно данной линии. Эта дисперсия («ширина») отражает уровень кратковременной вариабельности интервала RR. Количественно эту дисперсию можно оценить путем вычисления стандартного отклонения для точек, лежащих выше линии идентичности. Эта мера является эквивалентом стандартного отклонения последовательных различий интервалов RR (SDSD). Стандартное отклонение вдоль линии идентичности («длина») отражает стандартное отклонение интервалов RR (SDRR). В литературе график Пуанкаре присутствует под разными именами: скатерограмма (sсatter plot), график Лоренца (Lorenz plot). Важным преимуществом графиков Пуанкаре является возможность посредством их анализа идентифицировать кратковременные циклы и небольшие временные паттерны, которые невозможно обнаружить посредством спектрального анализа. Пример влияния эмоционального стресса на кардиоритмограмму, график Пуанкаре и распределение точек относительно линии идентичности и перпендикуляра к этой линии представлены на рис. 10.

Для диагностики функционального состояния используются интегральные показатели, вычисляемые на основе мер вариабельности сердечного ритма. Одним из таких индикаторов общего состояния организма является показатель активности регуляторных систем. Данный показатель вычисляется в баллах на основе статистических показателей, показателей гистограммы и данных спектрального анализа.

Вычисление ПАРС проводится согласно алгоритму, базирующемуся на пяти критериях:

1. Суммарный эффект регуляции по показателям частоты пульса (ЧП).

2. Суммарная активность регуляторных механизмов по среднему квадратическому отклонению (или по общей спектральной мощности).

3. Вегетативный баланс по комплексу показателей:SI, RMSSD, HF, IC.

4. Активность вазомоторного центра, регулирующего сосудистый тонус (оценивается по мощности медленных волн первого порядка – LF).

5. Активность сердечно-сосудистого подкоркового нервного центра, или надсегментарных уровней регуляции. Эти структуры осуществляют регуляцию сосудистого тонуса, а их активность можно оценить по уровню VLF.

Полученные в результата значения ПАРС выражаются в баллах и колеблются в диапазоне от 1 до 10. На основании этих баллов могут быть диагностированы следующие функциональные состояния:

На основании анализа значений ПАРС могут быть диагностированы следующие функциональные состояния:

Состояние оптимального напряжения регуляторных систем, необходимое для поддержания активного равновесия организма со средой (норма, ПАРС = 1-2).

Состояние умеренного напряжения регуляторных систем, когда для адаптации к условиям окружающей среды организму требуются дополнительные функциональные резервы. Такие состояния возникают в процессе адаптации к трудовой деятельности, при эмоциональном стрессе или при воздействии неблагоприятных экологических факторов (ПАРС = 3-4).

Состояние выраженного напряжения регуляторных систем, которое связано с активной мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышением активности симпатико-адреналовой системы и системы гипофиз-надпочечники (ПАРС = 4-6).

Состояние перенапряжения регуляторных систем, для которого характерна недостаточность защитно-приспособительных механизмов, их неспособность обеспечить адекватную реакцию организма на воздействие факторов окружающей среды. Здесь избыточная активация регуляторных систем уже не подкрепляется соответствующими функциональными резервами (ПАРС = 6-8).

Состояние истощения (астенизации) регуляторных систем, при котором активность управляющих механизмов снижается (недостаточность механизмов регуляции) и появляются характерные признаки патологии. Здесь специфические изменения отчетливо преобладают над неспецифическими (ПАРС = 8-10).

Рис. 10. Ритмограммы, записанные у одного человека в состоянии покоя (левая половина) и при стрессе (правая половина). А- последовательность интервалов RR в спокойный период, В - последовательность интервалов RR при; C и D – соответствующие скатерограммы; E, F, G, I – гистограммы, характеризующие распределение точек на графике Пуанкаре