Анализ связи показателей турбулентности и вариабельности сердечного ритма у лиц с разным уровнем давления

Автор: Туйзарова Ирина Алексеевна, Козлов Вадим Авенирович, Никулина Анна Витальевна, Шуканов Александр Андреевич

Журнал: Человек. Спорт. Медицина @hsm-susu

Статья в выпуске: 4 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Цель исследования - провести факторный и регрессионный анализ показателей вариабельности и турбулентности сердечного ритма при холтеровском мониторировании лиц с разным уровнем артериального давления. Организация и методы. Проанализированы данные 68 лиц в возрасте 56,21 ± 1,06 года, доля женщин составила 48,5 %. Были проанализированы суточные записи электрокардиограммы, полученные посредством холтеровского мониторирования с применением программно-аппаратного комплекса «Кардиотехника-04» фирмы «ИНКАРТ». Заключение об уровне длительности и стойкости повышения давления формулировалось на основе стандартной диагностической схемы с учетом рекомендаций ВНОК 2013 г. Оценка показателей вариабельности и турбулентности сердечного ритма проводилась в рамках стандартной процедуры. Статистический анализ численных непрерывных данных осуществлен методами дескриптивной статистики. Непрерывные и интервальные переменные были исследованы с помощью факторного анализа. Образовавшие факторы переменных были использованы для проведения регрессионного анализа. Результаты. Анализ показал, что исследуемые переменные взаимозависимы, а системообразующим фактором, очевидно, является величина артериального давления. Заключение. Из результатов проведенного статистического исследования явным образом следует, что увеличение артериального давления является основной причиной изменений вариабельности сердечного ритма и турбулентности сердечного ритма.

Еще

Вариабельность сердечного ритма, турбулентность сердечного ритма, начало турбулентности, наклон турбулентности

Короткий адрес: https://sciup.org/147231809

IDR: 147231809 | DOI: 10.14529/hsm180410

Текст научной статьи Анализ связи показателей турбулентности и вариабельности сердечного ритма у лиц с разным уровнем давления

Одним из лучших неинвазивных подходов к оценке нарушения баланса между симпатической и парасимпатической нервной системой является анализ вариабельности сердечного ритма, определяемый как изменчивость интервалов R-R электрокардиограмм (ЭКГ). Вариабельность сердечного ритма (ВСР) дает численные данные о сердечной автономной функции. Анализ ВСР состоит из частей во временной области и частотной области. Параметры ВСР во временной области SDNN (стандартное отклонение NN интервалов – характеристика вагусной регуляции) и SDANN (стандартное отклонение средних значений SDNN из 5, 10-минутных сегментов для средней длительности, многочасовых или 24-часовых записей) оценивают парасимпатические функции, тогда как RMSSD (корень квадратный из суммы квадратов разности величин последовательных пар N–N-интерва-лов) и PNN50 (доля NN50 общего количества последовательных пар N–N-интервалов, различающихся более чем на 50 мс, полученного за весь период записи) отражают статус симпатической регуляции. Частотный параметр HRV HF (вариативность сердечного ритма и высокочастотная составляющая ВСР) оценивают симпатические функции, тогда как LF (низкочастотная составляющая ВСР) представляет собой симпатические и парасимпатические влияния.

Турбулентность сердечного ритма (ТСР) используется для оценки активности барорефлекса, который, как известно, поддерживает гомеостаз сердечно-сосудистой системы посредством регуляции артериального давления (АД). Снижение барорефлекторной чув- ствительности является одним из факторов стойкого повышения артериального давления [3, 4, 5, 7].

Численный показатель ТСР описывает возвращение частоты сердечных сокращений к равновесию после преждевременных желудочковых сокращений [1]. Различают два независимых друг от друга параметра для анализа: турбулентность «turbulenceonset» (ТО) – «начало» турбулентности, показатель, отражающий период тахикардии и турбулентность «turbulenceslope» (TS) – «наклон» турбулентности, отражающий период брадикардии. Значения показателей ТО < 0 % и TS > = 2,5 мс / RR считаются нормальными, а ТО > 0 % и TS < 2,5 мс / RR патологическими. Нарушения ВСР и ТСР связаны с увеличением риска внезапной смерти [1 – 4].

Цель исследования: проведение факторного и регрессионного анализа показателей вариабельности и турбулентности сердечного ритма при холтеровском мониторировании лиц с разным уровнем артериального давления.

Организация и методы. Проанализированы данные суточного холтеровского мониторирования ЭКГ 68 человек. Холтеровское мониторирование осуществляли с помощью программно-аппаратного комплекса «Кардиотехника-04» фирмы «ИНКАРТ». Средний возраст обследованных составил 56,21 ± 1,06 года, доля женщин – 48,5 %, мужчин – 51,5 %. Заключение о длительности и стойкости повышения АД формулировалось на основе стандартной диагностической схемы с учетом рекомендаций ВНОК 2013 г. [1]. У тринадцати человек АД находилось в пределах физиологической нормы, у остальных наблюдалось повышенное АД.

Оценка показателей вариабельности и турбулентности сердечного ритма проводилась в рамках стандартной процедуры [2]. Статистический анализ численных непрерывных данных осуществлен методами дескриптивной статистики. Непрерывные и интервальные переменные были исследованы с помощью факторного анализа. Факторообразующие переменные были использованы для проведения регрессионного анализа.

Результаты исследования. Анализ средних величин не выявил статистически значимых различий показателей вариабельности сердечного ритма в зависимости от группировки лиц по степени увеличения АД (табл. 1), что в большей степени обусловлено значи- тельным разбросом данных. Тем не менее, по величине АД, как систолического, так и диастолического, группы хорошо различаются.

При факторном анализе методом принципиальных компонентов показателей холтеровского мониторирования 68 обследованных выявляется два фактора (табл. 2). Фактор 1 представлен группой отрицательно коррелирующих переменных, характеризующих величину АД. Поскольку он сильно связан с фактором 2, сформированным переменными «начало» и «наклон» турбулентности сердечного ритма, можно предположить, что величина АД влияет на риск возникновения турбулентности сердечного ритма. Фактор 1 образован переменными, характеризующими величину АД. Максимальные корреляционные значения имеют показатели как нормального, так и увеличенного диастолического и систолического давления. Это позволяет придать фактору 1 физический смысл степени увеличения АД. Фактор 2 образован показателями ТСР, максимальные корреляционные значения имеют ТО сут и TS day, поэтому фактору 2 допустимо придать физический смысл ТСР.

Собственное значение фактора тяжести увеличения АД 46,2 %, фактора ТСР – 30,3 % (табл. 3). Остальные переменные, указанные в табл. 1, кумулятивно составляют 23,5 %.

В регрессионное уравнение при зависимой переменной Степень АГ входят независимые переменные, показанные в табл. 4. Как видим, связь этих переменных с величиной АД статистически значимая.

При факторном анализе показателей вариабельности сердечного ритма также выявляют два фактора (табл. 5), но этот результат обусловлен так называемой внутренней корреляцией связанных параметров, поскольку нормированный показатель nHF является расчетным:

nHF = -^-0% .

LF+HF

По этой причине дальнейший статистический анализ этой группы данных не представляет смысла.

При факторном анализе полной матрицы (показатели вариабельности сердечного ритма и холтеровского мониторирования) выявляется три фактора (табл. 6). Структура фактора 1 образована переменными SDNN, pNN50, SDANN, SDNNidx, VLF, LF, TO сут., TS сут., TS day. Поскольку эти переменные характеризуют статус автономной нервной системы,

Таблица 1

Table 1

Показатели Parameters	Нормальные значения артериального давления норма, n = 13 Normal blood pressure, n = 13	Повышение артериального давления I степени, n = 18 Increased blood pressure Grade I, n = 18	Повышение артериального давления II степени, n = 25 Increased blood pressure Grade II, n = 25	Повышение артериального давления артериальная гипертензия III степени, n = 12 Arterial hypertension Grade III, n = 12
VAR	1408,7 ± 686,3	1064,0 ± 237,9	1090,4 ± 341,0	1136,7 ± 401,7
avNN (мс) avNN (msec)	846,6 ± 77,3	846,2 ± 115,3	779,8 ± 85,8 ^p=0,0243	798,8 ± 108,0
SDNN (мс) SDNN (msec)	132,1 ± 22,9	142,7 ± 41,7	124,6 ± 25,5	143,1 ± 44,8
pNN50 (%)	3,5 ± 3,1	6,5 ± 8,4	2,9 ± 2,9	7,0 ± 10,5
rMSSD (мс) rMSSD (msec)	27,5 ± 8,6	48,5 ± 50,3	23,0 ± 8,1	31,0 ± 19,2
SDNNidx (мс) SDNNidx (msec)	46,7 ± 8,6	50,3 ± 22,0	39,6 ± 11,5	51,5 ± 22,0
SDANN (мс) SDANN (msec)	122,1 ± 23,8	131,7 ± 39,8	115,7 ± 26,4	129,5 ± 41,2
VLF	1745,3 ± 465,7	2255,8 ± 1771,7	1512,0 ± 1362,9	2303,2 ± 1794,8
LF	795,8 ± 499,9	870,8 ± 880,8	572,5 ± 523,6	1199,5 ± 1378,9
HF	220,5 ± 137,3	346,5 ± 615,5	273,0 ± 431,0	365,0 ± 518,9
nHF (%)	22,8 ± 10,1	25,2 ± 10,8	28,7 ± 11,5	19,8 ± 12,1
CBBP	981,3 ± 216,4	1167,2 ± 493,9	1138,4 ± 457,6	1220,5 ± 445,8
SАD	125,0 ± 12,0	148,0 ± 5,0 ^p=0,0000	165,0 ± 7,0 ^p=0,0000	182,0 ± 28,0 ^p=0,0000
DAD	80,0 ± 9,0	89,0 ± 10,0 ^p=0,0154	101,0 ± 9,0 ^p=0,0000	122,0 ± 11,0 ^p=0,0000
TO сут 24-hour TO	–2,5 ± 1,5	–1,03 ± 2,24	–1,16 ± 2,3	–3,4 ± 2,4
TO day	–1,9 ± 1,44	–1,03 ± 2,12	–1,12 ± 2,12	–2,4 ± 2,24
TS day	8,7 ± 6,63	7,5 ± 6,4	4,88 ± 6,54	8,7 ± 7,1

Результаты дескриптивного анализа данных, M ± m

Results of descriptive analysis, M ± m

Примечание. В верхнем регистре показаны: p – значения р < 0,05.

Note. Superscript elements indicate p – values p < 0.05.

фактор 1 может быть интерпретирован как «Влияние автономной нервной системы на миокард». Корреляция между всеми компонентами фактора 1, кроме TO сут, сильная положительная. Фактор 2 образуют переменные SАD, DAD, степень САД, степень ДАД, степень АД. Поскольку этот фактор сформирован переменными, характеризующими величину АД, он может быть интерпретирован как «Статус сосудистой системы». Корреляция всех параметров, формирующих фактор 2, сильная отрицательная. Фактор 3 сформирован переменными TO est all day и TO est day, которые также между собой коррелируют отрицательно. Фактор 3 явным образом характеризует NCH, и поэтому ему может быть придан одноименный физический смысл. Корреляции во всех случаях статистически значимые.

Таблица 2

Table 2

Анализ факторных нагрузок показателей холтеровского мониторирования

Analysis of Holter monitoring factor loads

Показатели Parameters	Фактор 1 Factor 1	Фактор 2 Factor 2
TO сут / 24-hour TO	–0,130605	0,923593
TO day	–0,046703	0,897108
TS day	0,191541	–0,900578
SАD	–0,902153	–0,053064
DAD	–0,910784	–0,067520
Увеличение САД Increase in SBP	–0,895902	–0,117966
Увеличение ДАД Increase in DBP	–0,877268	–0,052948
Увеличение АД Increase in BP	–0,940396	–0,105830
Expl.Var	4,158978	2,725117
Prp.Totl	0,462109	0,302791

Таблица 3

Table 3

Собственные значения факторов

Factor eigenvalues

Факторы Factors

Собственные значения Eigenvalue

% общей дисперсии % of total variance

Кумуляция собственных значений Cumulation of eigenvalues

Кумулятивная дисперсия, % Cumulation variance, %

Фактор 1

Factor 1

4,158978

46,21087

4,158978

46,21087

Фактор 2

Factor 2

2,725117

30,27908

6,884095

76,48995

Таблица 4

Table 4

Результаты регрессионного анализа показателей холтеровского мониторирования Regression analysis of Holter monitoring parameters

Показатели Parameters	Beta	Стандартная ошибка Standard error	B	Стандартная ошибка Standard error	е (64)	Значения P P values
Свободный член уравнения Constant terms			0,000793	0,020052	0,0395	0,968467
TO сут 24-hour TO	0,095138	0,002408	0,037683	0,000954	39,5161	0,000000
TO day	–0,067402	0,002325	–0,028831	0,000995	–28,9877	0,000000
TS night	0,067264	0,001513	0,010264	0,000231	44,4634	0,000000
SАD	–0,027669	0,003758	–0,001177	0,000160	–7,3635	0,000000
DAD	0,030199	0,004211	0,001843	0,000257	7,1710	0,000000
Повышение САД Increase in SBP	0,645588	0,003383	0,717557	0,003760	190,8420	0,000000
Повышение ДАД Increase in DBP	0,370389	0,003731	0,357488	0,003601	99,2689	0,000000

Таблица 5

Table 5

Анализ факторных нагрузок показателей вариабельности сердечного ритма Factor loads of heart rate variability

Показатели Parameters	Фактор 1 Factor 1	Фактор 2 Factor 2
CBBP	–0,746427	0,162727
nHF (%)	–0,107267	0,928611
SDNN (мс)	–0,885910	–0,223271
pNN50 (%)	–0,858854	0,326081
SDNNidx (мс)	–0,949260	–0,177395
SDANN (мс)	–0,826965	–0,220441
VLF	–0,895194	–0,282908
LF	–0,894933	–0,046451
HF	–0,781019	0,438130
Expl.Var	5,888362	1,399192
Prp.Totl	0,654262	0,155466

Фактор 1 имеет наивысшую нагрузку для переменных SDNNidx и LF. Фактор 2 (статус сосудистой системы) – DAD, степень САД. Фактор 3 – наивысшая нагрузка приходится на дневную турбулентность.

Собственное значение фактора 1 составляет 40,0 %, фактора 2–26,0, фактора 3–12,0 %. Остальные переменные кумулятивно составляют 22,0 % (табл. 7).

Переменные, образовавшие описанные выше факторы, были использованы в множественном регрессионном анализе полученных данных. В уравнение множественной регрессии при независимом предикторе «Степень АД» входят практически все исследуемые переменные (табл. 8).

Из результатов проведенного статистического исследования следует, что увеличение АД является основной причиной изменений ВСР и ТСР.

Таблица 6

Table 6

Анализ факторных нагрузок показателей вариабельности сердечного ритма и холтеровского мониторирования

Factor loads of heart rate variability and Holter monitoring parameters

Показатели Parameters	Фактор 1 Factor 1	Фактор 2 Factor 2	Фактор 3 Factor 3
SDNN (мс) SDNN (msec)	0,838887	0,022994	–0,280665
pNN50 (%)	0,822509	–0,106370	–0,018615
SDNNidx (мс) SDNNidx (msec)	0,942798	0,004028	–0,128688
SDANN (мс) SDANN (msec)	0,781392	0,047892	–0,283308
VLF	0,883307	–0,037633	–0,181340
LF	0,914461	–0,082461	0,014091
HF	0,779873	–0,134841	0,010844
TO сут 24-hour TO	–0,723185	–0,017577	–0,522595
TO estallday	–0,224399	–0,035839	–0,838854
TO estday	–0,031082	–0,025170	–0,852530
TS сут	0,844515	–0,005772	0,169738
SАD	–0,028284	–0,893848	–0,053691
DAD	–0,034760	–0,902541	0,048093
Степень САД SBP Grade	–0,052342	–0,906949	0,007150
Степень ДАД DBP Grade	–0,070986	–0,881758	0,027733
Cтепень АГ Arterial hypertension Grade	–0,060769	–0,944708	0,020127
Expl.Var	6,405370	4,148882	1,947963
Prp.Totl	0,400336	0,259305	0,121748

Таблица 7

Table 7

Собственные значения факторов

Factor eigenvalues

Факторы Factors	Собственное значение Eigenvalue	% общей дисперсии % of total variance	Кумуляция собственных значений Cumulation of eigenvalues	Кумулятивная дисперсия, % Cumulation dispersion, %
Фактор 1 Factor 1	6,405370	40,03356	6,40537	40,03356
Фактор 2 Factor 2	4,148882	25,93051	10,55425	65,96408
Фактор 3 Factor 3	1,947963	12,17477	12,50222	78,13885

Таблица 8

Table 8

Результаты регрессионного анализа показателей вариабельности сердечного ритма и холтеровского мониторирования при независимом предикторе «Степень АД» Regression analysis of heart rate variability and Holter monitoring parameters with an independent predictor ‘Blood pressure level’

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют, что исследуемые переменные взаимозависимы, то есть, отражают статус функциональной системы, а системообразующим фактором является величина АД. Полученная регрессионная модель взаимодействия показателей АД, ТСР и ВСР доказывает принципиальную возможность построения программного продукта типа «Консуль-

тант спортивного врача», который будет способен на основе анализа большого массива данных прогнозировать состояние сердечнососудистой системы как лиц, занимающихся спортивными тренировками, так и населения в целом. Кроме того, из результатов проведенного статистического исследования явным образом следует, что увеличение АД является основной причиной изменений ВСР и ТСР.

Показатели Parameters	Beta	Стандартная ошибка Standard error	B	Стандартная ошибка Standard error	t (64)	Значения P P values
Intercept			–1,05436	0,024957	–42,247	0,000000
avNN (мс) avNN (msec)	0,045155	0,001849	0,00044	0,000018	24,426	0,000000
SDNN (мс) SDNN (msec)	1,240041	0,017443	0,03592	0,000505	71,092	0,000000
pNN50 (%)	0,185200	0,004150	0,02967	0,000665	44,626	0,000000
rMSSD (мс) rMSSD (msec)	–0,092085	0,002121	–0,00323	0,000074	–43,414	0,000000
SDNNidx (мс) SDNNidx (msec)	–0,462104	0,008057	–0,02849	0,000497	–57,354	0,000000
SDANN (мс) SDANN (msec)	–0,842901	0,014854	–0,02529	0,000446	–56,748	0,000000
VLF	–0,079712	0,004772	–0,00006	0,000004	–16,703	0,000000
LF	0,233063	0,005246	0,00030	0,000007	44,424	0,000000
HF	–0,148554	0,004282	–0,00035	0,000010	–34,691	0,000000
nHF (%)	–0,084224	0,002695	–0,00730	0,000234	–31,254	0,000000
CBBP	0,044050	0,002527	0,00011	0,000006	17,429	0,000000
TO сут 24-hour TO	0,125526	0,004641	0,05468	0,002022	27,048	0,000000
TO estallday	0,281731	0,003974	0,79218	0,011175	70,889	0,000000
TO day	0,034041	0,004469	0,01569	0,002060	7,618	0,000000
TO estday	–0,091700	0,003062	–0,28044	0,009366	–29,943	0,000000
TS сут	–0,350927	0,005895	–0,04497	0,000755	–59,532	0,000000
TS estallday	0,255746	0,003869	0,77427	0,011712	66,109	0,000000
HRT	–0,529830	0,005050	–1,29058	0,012302	–104,909	0,000000
TS day	0,365042	0,006270	0,05539	0,000951	58,216	0,000000
TS estday	0,137802	0,003009	0,37763	0,008246	45,795	0,000000
TS night	0,012639	0,002027	0,00185	0,000297	6,235	0,000000
TS estnight	–0,082685	0,001972	–0,29153	0,006954	–41,921	0,000000
TO night	0,045302	0,002905	0,01780	0,001142	15,592	0,000000
TO estnight	0,034187	0,002499	0,08970	0,006558	13,678	0,000000
SАD	0,123684	0,003750	0,00536	0,000162	32,982	0,000000
СтепеньСАД SBP Grade	0,468835	0,003811	0,52740	0,004287	123,018	0,000000
Степень ДАД DBP Grade	0,474837	0,002197	0,44356	0,002052	216,171	0,000000

Список литературы Анализ связи показателей турбулентности и вариабельности сердечного ритма у лиц с разным уровнем давления

Национальные рекомендации по лечению артериальной гипертонии ESH/ESC 2013 / Рабочая группа по подготовке текста рекомендаций: J. Redon [и др.] // Рос. кардиол. журнал. - 2014. - № 1 (105). - С. 7-94.
Национальные российские рекомендации по применению методики Холтеровского мониторирования в клинической практике / Рабочая группа по подготовке текста рекомендаций: В.Н. Комолятова [и др.] // Рос. кардиол. журнал. - 2014. - № 2. - С. 6-71.
Bałczewska, D. Baroreflex sensitivity: measurement and clinical aspects / D. Bałczewska, P. Ptaszyński, I. Cygankiewicz // Przegl Lek. - 2015. - No. 72 (11). - P. 682-689.
Cardiac autonomic function measured by heart rate variability and turbulence in pre-hypertensive subjects / A. Erdem [et al.] // Clinical and Experimental Hypertension. - 2013. - Vol. 35, iss. 2. - P. 102-107.
Chen, H.Y. Circadian Patterns of Heart Rate Turbulence, Heart Rate Variability and Their Relationship / H.Y. Chen // Cardiol Res. - 2011. - Jun; 2 (3). - Р. 112-118. Epub 2011 May 20 DOI: 10.4021/cr41w
Heart rate turbulence in masked hypertension and white-coat hypertension / C.L. Song, X. Zhang, Y.K. Liu et al. // Eur. Rev. Med Pharmacol. Sci. - 2015. - Apr. - No. 19 (8). - P. 457-460.
Heart rate turbulence to guide treatment for prevention of sudden death / A. Bauer [et al.] // Journal of Cardiovascular Pharmacology. - 2010. - Vol. 55, iss. 6. - P. 531-538.
Heart Rate Turbulence: Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use. International Society for Holter and Noninvasive Electrophysiology Consensus / A. Bauer [et al.] // J. Am. Coll. Cardiology. - 2008. - Vol. 52, suppl. 17. - P. 1353-1365.
Kilit, C. Autonomic modulation in hypertension without hypertrophy / C. Kilit, T. Pasali, E. Onrat // Acta Cardiol. - 2015. - Dec. - No. 70 (6). - P. 21-27.
Kossaify, A. Assessment of heart rate turbulence in hypertensive patients: rationale, perspectives, and insight into autonomic nervous system dysfunction / A. Kossaify, A. Garcia, F. Ziade // Heart Views. - 2014. - Jul. - No. 15 (3). - P. 8-73.

Еще

Статья научная