способ определения анаэробного порога

Формула изобретения

Способ определения анаэробного порога путем проведения нагрузочной пробы и регистрации частоты сердечных сокращений (ЧСС), отличающийся тем, что проводят ступенчатую нагрузочную пробу, определяют стабильный уровень ЧСС для каждой ступени нагрузки, строят зависимость ЧСС от мощности нагрузки и точку перехода линейной зависимости к нелинейной считают соответствующей анаэробному порогу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к способам определения анаэробного порога, который является одной из характеристик уровня обмена веществ в организме человека.

Анаэробный порог - это момент перехода от аэробного обмена к анаэробному уровню обмена веществ в организме. Он характеризует такой уровень обмена веществ, при котором достигается максимальное потребление кислорода, то есть равенство величин доставляемого и потребляемого кислорода организмом. На его основе базируется верификация резервных возможностей пациента, его физической работоспособности.

Известен способ определения анаэробного порога путем забора венозной крови и обнаружения лактата в сыворотке крови [Wasserman К., Beaver W.L, Whipp B.J. Circulation. - 1990.- Vol. 81, Suppl. 2. - p. 14-30]. Недостатком этого способа является то, что лактат сыворотки крови определяется в среднем раз в минуту, что влияет на скорость и точность определения анаэробного порога.

Известен способ определения анаэробного порога путем проведения спировелоэргометрии и определения точки пересечения кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа [Флоря В.Г., Айдаргалиева Н.Е., Синицын В.Е. и др. Анаэробный порог у пациентов с хронической недостаточностью кровообращения //Кардиология. - 1992. -Т. 32, N 5.- С. 75-79]. Ограничением газового анализа является его малая доступность из-за дорогостоящего оборудования; сложность калибрования, что может влиять на точность измеряемых параметров; задержка во времени в обнаружении анаэробного порога по сравнению с его обнаружением по изменению газов крови.

Известен способ определения анаэробного порога, выбранный нами в качестве прототипа, путем проведения нагрузочного тестирования по любой методике и определения максимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС), которая является характеристикой анаэробного порога [Nomenclature and criteria for diagnosis of diseases of the heart and great vessels. The Criteria Committee of the New York Heart Association. Little, Brown and Company. Boston / New York / Toronto / London, 1994, 334 p.].

Недостатком известного способа является практически отсутствие в реальных условиях возможности верификации достижения уровня максимальной ЧСС. Только у спортсменов удается подтвердить достижение максимальной ЧСС за счет стабилизации ее значений несмотря на дальнейшее увеличение нагрузки.

Задачей изобретения является создание способа определения анаэробного порога, позволяющего проводить исследования у широкого круга лиц, как здоровых, так и больных.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе определения анаэробного порога путем проведения нагрузочной пробы и регистрации ЧСС согласно изобретению проводят ступенчатую нагрузочную пробу, определяют стабильный уровень ЧСС для каждой ступени нагрузки, строят зависимость ЧСС от мощности нагрузки и точку перехода линейной зависимости в нелинейную считают соответствующей анаэробному порогу.

Нагрузка заданной мощности определяет соответствующий уровень жизнеобеспечения органов и тканей, который прямо зависит от снабжения их необходимыми субстратами, в первую очередь кислородом. Между системным кровотоком, а также мощностью нагрузки и ЧСС существуют линейные регрессионные связи. Наличие таких связей на основе построения зависимости уровней ЧСС от мощности нагрузки может отражать изменения системного кровотока и доставку кислорода. Линейный характер зависимостей свидетельствует о достаточном кислородном обеспечении организма, а обнаружение нелинейной области рассматривается как включение анаэробного пути обмена веществ.

Способ осуществляется следующим образом. Проводят нагрузочную пробу на велоэргометре или тредмиле. Проба выполняется по любой методике проведения нагрузочных проб с длительностью ступени нагрузки не менее трех минут, необходимых для стабилизации значений ЧСС на данной ступени мощности нагрузки. В процессе проведения нагрузки наряду с ЭКГ регистрируют ЧСС. Пробу заканчивают по стандартным критериям прекращения пробы. После окончания нагрузочной пробы определяют значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки. Строят зависимость этих значений ЧСС от мощности соответствующей ступени нагрузки, выделяется начальный линейный отрезок и определяется момент перехода линейной зависимости ЧСС к нелинейной любым способом, например как результат пересечения двух прямых линий. Значение ЧСС, соответствующее этому моменту времени, является характеристикой анаэробного порога.

На фиг. 1 - 5 изображены зависимости уровней ЧСС от мощности нагрузки.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Больной С., 35 лет, с диагнозом: бронхиальная астма и длительностью заболевания три года, была выполнена ступенчато возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы "Сименс-Элема", со скоростью педалирования 60 об/мин. Мощность начальной ступени 30 Вт с увеличением на 30 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени - 3 мин. В конце третьей ступени (90 Вт) нагрузка была прекращена в связи с возникновением приступа удушья. Определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки и построена зависимость этих значений от соответствующих мощностей нагрузки, которая представлена на фиг. 1.

Крестиками изображены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки. Пунктирная линия соединяет эти значения ЧСС. Сплошная прямая линия выделяет начальную область линейных изменений ЧСС. Горизонтальной линией снизу показан анаэробный порог, определенный заявляемым способом; горизонтальной линией сверху - положение вентиляционного анаэробного порога, определенного в результате оценки потребления кислорода и выделения углекислого газа.

Как следует из полученных данных анаэробный порог, определяемый заявляемым способом, обнаруживается при нагрузке 60 Вт, а вентиляционный анаэробный порог - при нагрузке 90 Вт. Таким образом, предлагаемый нами способ определения анаэробного порога позволяет раньше выявлять кислородную недостаточность организма, чем метод спировелоэргометрии.

Пример 2. Больным С., 53 лет с диагнозом: ИБС, стенокардия 2 ф.к. и длительностью заболевания семь лет, была выполнена ступенчато возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы "Сименс-Элема", со скоростью педалирования 60 об/мин. Мощность начальной ступени 50 Вт с увеличением на 25 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени - 3 мин. В конце третьей ступени (100 Вт) нагрузка была прекращена в связи с возникновением приступа стенокардии и регистрацией на ЭКГ значимой депрессии сегмента ST (> 1 мм горизонтального типа в отведениях V5 и V4). Определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки. На фиг. 2 представлена зависимость уровней ЧСС от мощностей ступеней нагрузки у больного С. Крестиками изображены уровни ЧСС. Пунктирная линия соединяет эти значения ЧСС. Сплошной линией выделена начальная область линейных изменений ЧСС. Горизонтальной линией показана точка перехода, начиная с 75 Вт, линейной зависимости ЧСС к нелинейной. Соответствующее значение ЧСС, равное в данном случае 112 уд. /мин, является характеристикой анаэробного порога.

Пример 3. Больным К. , 50 лет с диагнозом: ИБС, стенокардия 1 ф.к. и длительностью заболевания пять лет, была выполнена ступенчато возрастающая нагрузка по методике, описанной в примере 2. В конце пятой ступени (150 Вт) нагрузка была прекращена в связи с возникновением одышки, приступа стенокардии и регистрацией на ЭКГ значимой депрессии сегмента ST (> 1 мм горизонтального типа в отведениях V5 и avF). Определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки. На фиг. 3 представлена зависимость уровней ЧСС от мощностей ступеней нагрузки у больного К. Крестиками изображены уровни ЧСС. Сплошная линия соединяет эти значения ЧСС. Выделен начальный линейный отрезок кривой зависимости ЧСС от мощности нагрузки. Горизонтальной линией показана точка перехода, начиная со 100 Вт, линейной зависимости ЧСС к нелинейной. Соответствующее значение ЧСС, равное в данном случае 132 уд./мин, является характеристикой анаэробного порога.

Пример 4. Больным Т. , 47 лет с диагнозом: ИБС, стенокардия 1 ф.к. и длительностью заболевания два года, была выполнена ступенчато возрастающая нагрузка по той же методике. В конце седьмой ступени (200 Вт) нагрузка была прекращена в связи с возникновением ощущения нехватки воздуха, приступа стенокардии и регистрацией на ЭКГ значимой депрессии сегмента ST (> 1 мм горизонтального типа в отведении V5). Определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки. На фиг. 4 представлена зависимость уровней ЧСС от мощностей ступеней нагрузки у больного Т. Крестиками изображены уровни ЧСС. Сплошная линия соединяет эти значения ЧСС. Выделена начальная область линейных изменений ЧСС. Горизонтальной линией показана точка перехода, начиная со 175 Вт, линейной зависимости ЧСС к нелинейной. Соответствующее значение ЧСС, равное в данном случае 134 уд./мин, является характеристикой анаэробного порога.

Пример 5. Больным В. , 55 лет с диагнозом: ИБС, стенокардия 2 ф.к. и длительностью заболевания четыре года, была выполнена ступенчато возрастающая нагрузка по той же методике. В конце четвертой ступени (125 Вт) нагрузка была прекращена в связи с возникновением приступа стенокардии и регистрацией на ЭКГ значимой депрессии сегмента ST (> 1 мм горизонтального типа в отведениях V4 и V5). Определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки. На фиг. 5 представлена зависимость уровней ЧСС от мощностей ступеней нагрузки у больного В. Крестиками изображены уровни ЧСС. Сплошная линия соединяет эти значения ЧСС. Выделена начальная область линейных изменений ЧСС. Горизонтальной линией показана точка перехода, начиная со 100 Вт, линейной зависимости ЧСС к нелинейной. Соответствующее значение ЧСС, равное в данном случае 128 уд./мин, является характеристикой анаэробного порога.

Преимуществами предлагаемого способа являются: простота, общедоступность, безопасность, возможность на основе только стандартного нагрузочного тестирования верификации состояний, приводящих к достижению максимума потребления кислорода как у здоровых лиц, так и больных в результате заболеваний сердечно-сосудистой системы и системы органов дыхания. Таким образом, предлагаемый способ стабилен, точен, объективно отражает анаэробный порог и может легко использоваться на практике.