способ определения границы аэробно-анаэробного перехода по кардиоритмограмме при нагрузочном тестировании

Формула изобретения

Способ определения границы аэробно-анаэробного перехода по кардиоритмограмме при нагрузочном тестировании, включающий запись электрокардиограммы пациента с последующим построением ритмограммы и функции ее распределения, отличающийся тем, что электрокардиограмму пациента, полученную при велоэргометрическом обследовании анализируют путем построения функции суммарного распределения длительности R-R интервалов нагрузочной кардиоритмограммы и определения ее экстремумов, при этом длительность кардиоинтервала в точке минимума (Min), определяемой между первым и вторым максимумами распределения кардиоинтервалов нагрузочной ритмограммы является необходимой и достаточной для установления границы аэробно-анаэробного перехода, определяемой по формуле: -1428,25+4461,99·Min.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, точнее, кардиологии, пульмонологии и касается способов оценки кардио-респираторной синхронизации по регуляции сердечного ритма и может быть применено для диагностики энергообеспечения организма при физической нагрузке путем определения границы аэробно-анаэробного перехода.

Известен ряд способов математического анализа сердечного ритма, из которых в нашей стране наиболее распространен способ Р.М.Баевского, который включает несколько методов изучения вариабельности ритма сердца (ВРС), в результате применения которых на основании установленных конкретных критериев предлагается заключение о состоянии вегетативного контроля над сердечным ритмом [1].

Существует способ анализа вариабельности ритма сердца на коротком участке записи ЭКГ, изложенный в обзорной статье [2], при котором в результате спектрального анализа ритмограммы весь полученный спектр колебаний разделяют на 3 диапазона: колебания очень низкой частоты, или VLF (от 0 до 0,04 Гц), колебания низкой частоты, или LF (от 0,04 до 0,15 Гц), и колебания высокой частоты, или HF (от 0,15 до 0,4 Гц), и определяют среднюю мощность колебаний в каждом из диапазонов.

Кроме того, применяется способ оценки функционального состояния при нагрузочном тестировании [3] путем определения точек пересечения моделирующих трендов нагрузочной кардиоритмограммы, миграция которых свидетельствует о динамике функционального состояния.

Известен способ прямого определения порога анаэробного обмена при максимальных нагрузках [4].

Недостатком 1 и 2 способов анализа ВРС является возможность их применения только в статическом состоянии пациента (лежа, сидя, стоя) в условиях стационарности ритмограммы, что ограничивает информативность применяемых спектральных показателей. Кроме того, недостатком 1, 2 и 3 способов является возможность анализа только сердечного ритма. Недостатком 4 способа является прямое измерение дыхательных объемов и концентраций газов с помощью специализированного газоаналитического оборудования.

Предлагаемым изобретением решается задача определения границы аэробно-анаэробного перехода без применения профильного газоаналитического оборудования и в условиях повышения безопасности пациента при проведении исследования.

Цель изобретения - расширение возможностей, упрощение, повышение экономичности и безопасности способа.

Поставленная цель достигается тем, что кривую ритмограммы, построенную по последовательному ряду длительностей кардиоинтервалов ЭКГ велоэргометрического обследования, анализируют путем построения функции суммарного распределения R-R интервалов нагрузочной КРГ и определения ее экстремумов. Длительность кардиоинтервала в точке минимума (Min), определяемой между первым и вторым максимумами функции распределения кардиоинтервалов нагрузочной ритмограммы, является необходимой и достаточной для установления границы аэробно-анаэробного перехода, которая определяется по формуле: -1428,25+4461,99×Min.

Способ осуществляется следующим образом. Обследуемому проводят велоэргометрическое обследование по Ramp-протоколу в условиях записи ЭКГ. Ramp-протокол включает в себя максимальное или субмаксимальное многоступенчатое нагрузочное тестирование с длительностью каждой ступени (кроме первой) 1 минута и последовательным возрастанием нагрузки последующей ступени по отношению к предыдущей на 30 Ватт (Вт), нагрузка (Н) первой ступени рассчитывается от величины долженствующего основного обмена (ДОО) в килокалориях и вычисляется по формуле Н(Вт)=ДОО×0,1, длительность первой ступени 3 минуты. Общая длительность нагрузочного тестирования 7-12 минут лимитируется достижением индивидуального стабильного максимума ЧСС в течение 2-3 последовательных ступеней. Далее ритмограмму, построенную по последовательному ряду длительностей кардиоинтервалов ЭКГ, анализируют путем построения функции суммарного распределения R-R интервалов нагрузочной КРГ и определения ее экстремумов (Фигура 1). Длительность кардиоинтервала в точке минимума (Min), находящейся между первым и вторым максимумами распределения кардиоинтервалов нагрузочной КРГ, определяется путем построения динамики функции распределения кардиоинтервалов во времени (Фигура 2) и является необходимой и достаточной для установления границы аэробно-анаэробного перехода, которая определяется по формуле: -1428,25+4461,99×Min.

Предлагаемый способ дает принципиально новую возможность определения границы аэробно-анаэробного перехода - важной составляющей газового анализа выдыхаемого воздуха, обусловливающей энергообеспечение организма, его работоспособность и выносливость, без использования дорогостоящего специализированного оборудования. Это позволяет применять данный способ при нагрузочном тестировании в кардиологии, мониторинге здоровья здоровых и в спортивной медицине.

Пример 1. Пациент 25 лет.

Пациенту проведено велоэргометрическое исследование, ритмограмма которого обработана описанным способом.

Min: 0,434 (с).

Граница аэробно-анаэробного перехода, определенная при газовом анализе выдыхаемого воздуха: 506 (с).

Граница аэробно-анаэробного перехода, определенная по предложенной формуле: 508 (с).

Пример 2. Пациент 33 года.

Пациенту проведено велоэргометрическое исследование, ритмограмма которого обработана описанным способом.

Min: 0,361 (с).

Граница аэробно-анаэробного перехода, определенная при газовом анализе выдыхаемого воздуха: 178 (с).

Граница аэробно-анаэробного перехода, определенная по предложенной формуле: 184 (с).

Нами обследовано 34 практически здоровых пациента в возрасте 28±5.

Результаты обследования представлены в таблице.

Таблица
Показатели	Кардиоинтервал в точке Min (с)	Граница аэробно-анаэробного перехода (с)*
Газовый анализ	По формуле
Медиана	0,414	414	420
25 Пц	0,381	277	274
75 Пц	0,437	529	521
*Примечание. Различия показателей недостоверны: р>0,05

Таким образом, длительность кардиоинтервала в точке минимума (Min), определяемой между первым и вторым максимумами распределения кардиоинтервалов нагрузочной ритмограммы, является необходимой и достаточной для установления границы аэробно-анаэробного перехода, которая определяется по формуле: -1428,25+4461,99×Min.

Предлагаемый способ расширяет возможности анализа сердечного ритма, дает возможность, упрощает и удешевляет определение границы аэробно-анаэробного перехода, обусловливающей энергообеспечение организма, без использования сложного газоаналитического оборудования, увеличивает безопасность проведения исследования. Это позволяет широко применять данный способ при мониторинге здоровья здоровых, нагрузочном тестировании в кардиологии и спортивной медицине, а также в случаях невозможности применения или отсутствия газоаналитического оборудования.

Литература

1. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М., 1984.

2. Heart rate variability. European Heart Journal, 1996, 17, 354-381.

3. Похачевский А.Л., Садельников Б.А. Способ оценки функционального состояния при нагрузочном тестировании. Патент на изобретение № 2355302, приоритет 23.11.2007.

4. Фалалеев А.Г., Дрычкин А.В., Черенина С. В. Способ определения порога анаэробного обмена во время выполнения ступенчато-возрастающей нагрузки «до отказа». Заявка на изобретение № 93053648/14 от 25.11.1993.