Диагностика состояния здоровья по пульсу известна уже несколько тысячелетий, и по сей день успешно применяется в Индии и Китае. Сердце влияет на все органы и системы человека, а любые изменения гомеостаза организма, в свою очередь, отражаются на регуляции сердечной деятельности. Сегодня для регистрации изменений пульса разработаны аппаратно-программные комплексы, позволяющие получать и с высокой достоверностью анализировать данные о вариабельности сердечного ритма (ВСР).
Иногда такие комплексы из-за простоты и достоверности обследования называют "электронный кардиолог" или "сердечный ассистент".
Одним из четырех аппаратно-программных расширений АПК «Биосканер» БИОРС является профессиональный прибор пульсоксиметр, который с помощью современной компьютерной программы посредством исследования вариабельности сердечного ритма оценивает адаптационно-компенсаторную деятельность всего организма, в том числе наличие или отсутствие психоэмоционального напряжения. Давно известно, что выражение «все болезни от нервов» имеет под собой реальную физиологическую основу. Практически все самые распространенные заболевания, включая патологию сердечно-сосудистой системы, бронхиальную астму, болезни кожи и других систем органов признаны психосоматическими, однако лишь теперь есть возможность количественно измерить уровень стресса и адаптации к возможным стрессовым ситуациям.
В настоящее время ВСР признано самым информативным из неинвазивных методов оценки вегетативной регуляции сердечного ритма. Это скрининговое, универсальное с точки зрения возраста исследование позволяет анализировать гуморальную и автономную нервную регуляцию различных органов и систем. При этом возможно оценить риски развития аритмий и внезапной смерти при ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркте миокарда, кардиомиопатиях и других заболеваниях сердца и сосудов, диагностировать злокачественный процесс и нейропатии, которые являются частым осложнением артериальной гипертензии, сахарного диабета, атеросклероза и других патологических состояний. С помощью исследования вариабельности сердечного ритма также можно подобрать оптимальную медикаментозную терапию и проконтролировать ее эффект; использовать этот метод при выполнении различных функциональных проб. Путем анализа вариабельности сердечного ритма возможно не только выявить патологические расстройства в организме на самой ранней стадии, но и измерить уровень здоровья. Это означает, что пульсовая диагностика позволяет выяснить, имеются ли нарушения процесса саморегуляции из-за чрезмерных нагрузок (в том числе психоэмоциональных), и, таким образом, определить «резервы здоровья» обследуемого человека.
Кроме того, пульсоксиметр АПК «Биосканер» БИОРС позволяет выявлять гипоксические состояния — как на момент обследования, так и в режиме постоянного мониторирования. Своевременное выявление острой гипоксии очень важно при проведении хирургических операций и в отделениях интенсивной терапии, поскольку значительный дефицит кислорода приводит к смерти в течение нескольких минут. Что касается хронической гипоксии, это состояние негативно сказывается на работе всех органов, особенно головного мозга и сердца. Снижается работоспособность, ухудшается сон, память и концентрация внимания, возникают головные боли и дневная сонливость. Также гипоксия повышает риск развития инфарктов и инсультов, артериальной гипертензии и нарушений сердечного ритма. Проводимое пульсоксиметром измерение сатурации кислорода (или процента насыщения кислородом гемоглобина) является более быстрым и точным способом определения оксигенации крови по сравнению с традиционным анализом газов крови, будучи при этом неинвазивным, а значит, совершенно безболезненным и безопасным методом исследования.
Принцип метода вариационной ритмокардиографии
Вариабельность сердечного ритма — это изменчивость продолжительности интервалов R-R в последовательных кардиоциклах за определенные промежутки времени. Метод проведения вариационной пульсоксиметрии заключается в заборе данных кардиоинтервалометрии, что отчасти напоминает электрокардиографию, однако с более широкими функционально-диагностическими возможностями.
Принцип изучения вариабельности сердечного ритма заключается в том, что в организме на раздражитель любой природы развивается защитно-приспособительные (адаптивные) реакции, характер которых определяется изменениями гуморальной и нервной регуляции кровообращения. Теория адаптации сегодня считается одним из фундаментальных направлений современной физиологии. Адаптационная деятельность организма обеспечивает не только выживание, но и постоянное приспособление к изменениям окружающей среды, противостояние неблагоприятным экологическим факторам, инфекциям и стрессам. При этом адаптивные изменения регуляции отражаются в структурных соотношениях параметров сердечного ритма, поскольку в синусовый узел, в котором формируется импульс к сердечному сокращению, поступает информация о состоянии кровотока в различных органах. Посредством передачи импульсов по экстракардиальным волокнам симпатических и блуждающих нервов сердце оперативно реагирует на изменившиеся потребности кровоснабжения. Гуморальные влияния носят преимущественно стабилизирующий, адаптивный характер. Таким образом, нормальное функционирование синусового узла сердца обеспечивается динамическим взаимодействием парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы, которая регулируется гуморальными влияниями. Соответственно, на основании анализа синусового сердечного ритма возможно получить информацию о его регуляции и защитно-приспособительных реакциях организма. И, хотя исследование вариабельности сердечного ритма не является специфическим методом диагностики, он позволяет врачу получить сведения о состоянии механизмов, направленных на поддержание гомеостаза.
В ходе вариационной ритмокардиографии специально разработанная компьютерная программа проводит статистическую обработку около 350 кардиоинтервалов в состоянии активного ортостаза и покоя с последующим анализом данных и вычислением 39 показателей вариабельности сердечного ритма.
Один из важных параметров оценки — показатель активности регуляторных систем (ПАРС). Он основан на данных гистограммы, статистических показателях и спектральном анализе, выражаясь в баллах от 1 до 10. На основании ПАРС диагностируются следующие состояния регуляторных систем:
- оптимальное напряжение, поддерживающее гармоничное взаимодействие организма и среды (ПАРС = 1-2);
- умеренное напряжение (данное состояние возникает при эмоциональном стрессе или воздействии неблагоприятных экологических факторов, при этом ПАРС = 3-4);
- выраженное напряжение, характеризующееся активной мобилизацией защитных механизмов, повышением активности системы гипофиз-надпочечники и симпато-адреналовой системы (ПАРС = 4-6);
- перенапряжение регуляторных систем с недостаточностью защитно-приспособительных механизмов (ПАРС = 6-8);
- истощение регуляторных систем со снижением активности управляющих механизмов и появлением видимых признаков патологии (ПАРС = 8-10).
Среди основных показателей вариабельности сердечного ритма выделяют следующие:
- частота пульса (ЧСС), которая отражает средний уровень функционирования сердечно-сосудистой системы;
- стандартное отклонение средней длины RR-интервала (sdRR) и коэффициент вариации (VAR), указывающие на суммарную активность регуляторных механизмов;
- разностные показатели (sdRR, RMSSD и pNN50), отражающие активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы;
- мощность спектра волн низкой частоты (LF), которая указывает на активность вазомоторного центра, регулирующего сосудистый тонус;
- мощность спектра волн очень низкой частоты (VLF), которая свидетельствует об активности сердечно-сосудистого подкоркового нервного центра или надсегментарных уровней регуляции;
- мода — наиболее вероятный уровень деятельности сердечно-сосудистой системы, а также амплитуда моды (Амо — число кардиоинтервалов, соответствующих величине моды в процентах к объему выборки), отражающая стабилизирующий эффект централизации управления ритмом сердца, обусловленный, в основном, уровнем активации симпатического отдела вегетативной нервной системы;
- разность между максимальной и минимальной продолжительностью кардиоинтервалов (MxDMn), которая связана с активностью парасимпатического отдела;
- Стресс-индекс (SI), показывающий степень напряжения регуляторных систем.
В заключении дается характеристика основных показателей. Например, чем выше величина RMSSD или pNN50, тем активнее звено парасимпатической регуляции. Значительное повышение показателей VB (индекса вегетативного баланса) говорит о нарушении равновесия вагосимпатических взаимодействий и эндотоксических процессах в организме. Подобные реакции встречаются при угрозе развития острого нарушения мозгового кровообращения или инфаркта миокарда, а возрастание данных параметров в 8-12 раз с большой вероятностью свидетельствует о наличии злокачественного процесса. Показатель SI весьма чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы, его повышение связано со степенью физической или эмоциональной нагрузки, а у больных с приступом стенокардии в покое может возрастать до 1000-1500 единиц.
Принцип метода определения оксигенации крови
Одной из важных функций пульсоксиметра является измерение сатурации кислорода (SpO2), или процентного насыщения молекул гемоглобина кислородом. Одна молекула гемоглобина способна перенести четыре молекулы кислорода, и в этом случае ее насыщение составляет 100%. Метод основан на том, что связанный с гемоглобином кислород (НbО2) и несвязанный гемоглобин (Нb) абсорбируют свет различной длины волны. Несвязанный гемоглобин преимущественно абсорбирует красный свет, а оксигенированный — инфракрасный. В пульсоксиметре имеются два светодиода, которые излучают инфракрасный и красный свет, а установленный в противоположной части датчика фотодетектор определяет интенсивность падающего светового потока.
Расчет сатурации производится как соотношение содержания НbО2 к общему количеству гемоглобина и выражается в процентах:
SpО2 = (НbО2 / НbО2 + Нb) х 100%
Данный показатель весьма точно отражает оксигенацию артериальной крови, поскольку лишь очень малое количество кислорода переносится кровью в растворенном виде и не определяется пульсоксиметром. Величина SpO2 коррелирует с парциальным давлением кислорода в крови (PaO2), составляющим в норме 80-100 мм рт. ст. при этом уменьшение PaO2 приводит к снижению показателя сатурации:
- 40 мм рт.ст. PaO2 соответствует 75% SpO2;
- 60 мм рт.ст. PaO2 соответствует 90% SpO2;
- 80-100 мм рт.ст. PaO2 соответствует 95-100% SpO2.
Нормы показателей сатурации и ЧСС с учетом возраста(по данным ВОЗ, 2009 г.)
Норма ЧСС (уд./мин)
Возможности вариационной ритмокардиографии
Пульсоксиметр с анализом вариабельности сердечного ритма предназначен для применения в профилактической и восстановительной медицине, клинической практике и научной деятельности в области физиологии человека. Во время измерения пациент не ощущает неприятных ощущений, это абсолютно безболезненная и безопасная процедура. Противопоказаний для ее проведения не имеется.
Показания и области применения:
- Количественная оценка регуляции синусового ритма, изменения которой являются фоном патологического процесса или предшествуют ему.
- Выявление начальных признаков гипертонической болезни и уточнение ее этиологии.
- До- и постнозологическая диагностика кардиоваскулярной патологии, выявление и определение типа нарушений сердечного ритма и проводимости.
- Оценка и прогноз заболеваний системы дыхания, диабетической нейропатии, дисгормональных расстройств, гастродуоденальной и иной патологии; дополнительный метод выявления злокачественных опухолей.
- Выбор оптимальной схемы терапии, контроль течения заболевания и эффективности лечения, прогноз риска развития осложнений.
- Контроль адекватности анестезии во время хирургических операций и мониторинг в послеоперационном периоде.
- Анализ уровня стресса, а также адаптационных способностей организма при проведении ортостатической, дыхательной или медикаментозных проб.
- Определение профессиональной пригодности в различных областях, связанных с повышенным стрессовым воздействием.
- Оценка вегетативной регуляции детей и подростков; контроль функционального состояния спортсменов.
Возможности определения сатурации кислорода:
- Пульсоксиметр АПК «Биосканер» БИОРС является надежной неинвазивной системой мониторинга сердца у пациентов отделения интенсивной терапии, используется при манипуляциях с седацией больного и при любых видах анестезии во время проведения хирургических операций.
- Применение пульсоксиметра позволяет своевременно диагностировать гипоксические состояния. Клинически гипоксия проявляется цианозом (язык и губы приобретают синеватый оттенок), однако его очень сложно выявить, пока величина сатурации не опустится до 90%, т.е. ниже нормы. При тяжелой анемии цианоз может отсутствовать даже при очень низком показателе сатурации из-за низкого содержания гемоглобина крови. Пульсоксиметрия дает точные данные о насыщении гемоглобина кислородом, поэтому ее использование в режиме постоянного мониторирования способно предотвратить развитие тяжелой гипоксии.
- Прибор применяется для оценки жизнеспособности конечностей после проведения протезирования сосудов, ортопедических и пластических операций. Поскольку пульсоксиметр требует пульсирующего сигнала, с его помощью можно определить, получает ли кровь оперированная конечность.
- Несмотря на то, что данный метод не дает информации о pH и PaCO2 (и поэтому параметры газообмена не могут быть оценены в полной мере), пульсоксиметрия позволяет уменьшить частоту забора крови для анализа газового состава у пациентов отделения интенсивной терапии. Это бывает особенно важно в педиатрической практике и в тех случаях, когда не следует усугублять кровопотерю.
Показания для определения сатурации кислорода крови
Согласно данным ВОЗ, непрерывное проведение пульсоксиметрии в течение суток показано в следующих случаях:
- храп и остановки дыхания во сне;
- признаки синдрома обструктивного апноэ сна и симптомы хронической ночной гипоксемии;
- метаболический синдром;
- ожирение II степени и выше;
- синдром Пиквика;
- гипотиреоз;
- гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ);
- частые пробуждения и сон без последующего ощущения бодрости;
- утренние головные боли, ощущение разбитости по утрам;
- выраженная дневная сонливость;
- апатия, раздражительность, постоянно сниженный фон настроения;
- сердечная недостаточность II степени и выше;
- тяжелое течение хронической обструктивной болезни легких;
- артериальная гипертония II стадии и выше.
Техника проведения процедуры
Компактный и удобный в использовании прибор оснащен высокочувствительным силиконовым датчиком, который позволяет производить 1000 измерений за 1 секунду, поэтому измерения пульсовой волны очень точны.
Исследование вариабельности сердечного ритма проводится не менее чем за 1,5-2 часа после еды, в помещении с постоянной температурой 20-22 С°. Необходимо учитывать проводимое медикаментозное и физиотерапевтическое лечение или, по возможности, отменить его за день до процедуры.
Датчик устанавливается на указательном пальце кисти, при этом пациент не должен двигать исследуемой рукой. Измерение длится от 5 до 15 минут.
В заключении, выдаваемом программой после обработки данных, содержатся основные результаты анализа вариабельности сердечного ритма, показатель сатурации кислорода крови, а также рекомендации по восстановлению здоровья и профилактике. Используемый для оценки алгоритм создавался на базе анализа результатов многочисленных обследований пациентов с различной патологией и фактически здоровых людей. На основании сведений о конкретном пациенте врачу предоставляется возможность определить, в какой зоне находится здоровье обследуемого: нормальной, донозологической (или переходной), преморбидной (до появления видимых клинических признаков) — когда помогут активные профилактические меры, или это состояние болезни, которое требует медицинского вмешательства.
Таким образом, пульсоксиметрия с исследованием вариабельности сердечного ритма применима во многих сферах медицинской деятельности и является достоверным, быстрым и безопасным методом диагностики патологических (в том числе гипоксических) состояний, системой скрининга сердца и количественным способом оценки адаптационных возможностей организма. Наряду с другими аппаратно-программными расширениями АПК Биосканер БИОРС. пульсоксиметр принимает участие в эффективном и полном обследовании пациента.
