Кардиолог

Диагностический стандарт, определяющий критерии качественной и количественной оценки основных параметров сердечно - сосудистой системы по ЭКГ и РЕО, на основе фазового анализа сердечного цикла (для одноканальной синхронной регистрации кардиосигналов с восходящей аорты)

Воронова О., Зернов В., Мамбергер К., Македонский Д., Руденко М., Руденко С., Кутузов С., Колмаков С., Вебер К.

Сайт компании Кардиокод - www.cardiocode.ru

Введение.

На протяжении более 50 лет теория функционирования сердечно - сосудистой системы оставалась неизменной. Все методы диагностики основывались на статистических характеристиках изменения формы кардиосигналов, не устанавливая причинно - следственные связи их формирования [1,2]. Появившаяся четверть века назад теория повышенной текучести жидкости, позволила разработать метод фазового анализа сердечного цикла [3]. Его использование в исследованиях последних 5 лет позволили практически реализовать принцип косвенного измерения объемных параметров гемодинамики [4]. Оценивая их у более 3000 пациентов, авторы установили причинно - следственные связи формирования ЭКГ и РЕО, что открыло новые возможности в диагностике работы сердца. Данная статья является логическим результатом, обобщающим многолетний опыт исследования функций сердечно - сосудистой системы.

Цель исследования.

Значительное повышение качества и достоверности диагноза сердечно - сосудистой системы.

Метод.

Использование теории гемодинамики, основанной на модели течения жидкости, существующей в живых организмах и характерной малым потреблением энергии, позволило установить причинно - следственные связи формирования ЭКГ и РЕО, регистрируемых на восходящей аорте [3]. Это позволило расшифровать фазовый механизм работы сердца, состоящий из десяти фаз и получить данные о взаимосвязи количественных объемов крови с функцией сокращения мышц сердца и сосудов в каждой фазе.

Было установлено, что основными характеристиками гемодинамики являются:

SV - ударный объем крови, мл;

MV - минутный ударный объем, л;

PV1 - объем крови, притекающий в желудочек сердца в фазу ранней диастолы, характеризующий присасывающую функцию желудочка, мл;

PV2 - объем крови, притекающий в желудочек сердца в фазу систолы предсердия, характеризующий сократительную функцию предсердия, мл;

PV3 - объем крови, изгоняемый желудочком сердца в фазу быстрого изгнания, мл;

PV4 - объем крови, изгоняемый желудочком сердца в фазу медленного изгнания, мл;

PV5 - объем крови (часть SV), перекачиваемый восходящей аортой как перистальтическим насосом, мл;

Эти объемы перекачивает сердечно - сосудистая система за один сердечный цикл. Они являются конечным результатом работы каждого сердечного цикла и в совокупности полностью характеризуют работоспособность сердца.

Формирование необходимых объемов крови в каждой фазе сердечно цикла зависит от работы мышц соответствующих сегментов сердца. Их функции можно качественно оценить с помощью фазового анализа сердечного цикла. Основными качественно оцениваемыми функциональными параметрами являются:

- Функция клапана аорты;

- Особенности анатомии клапана аорты;

- Эластичность аорты;

- Наличие расширения восходящей аорты

- Наличие сужения устья аорты;

- Сократительная функция миокарда;

- Сократительная функция межжелудочковой перегородки;

- Состояние венозного кровотока;

- Наличие предынсультного состояния;

- Наличие стеноза крупных артерий;

- Состояние функции легких.

В совокупности качественный и количественный фазовый анализ сердечного цикла полностью выявляет причинно - следственные связи работы сердца в самом широком диапазоне от нормы до крайней патологии. При этом определяются граничные условия нормы и патологии. Предоставляется возможность выявить малейшие отклонения в работе сердечно - сосудистой системы. Очень важна возможность оценивать работу сердца при физических нагрузках у спортсменов.

Результаты.

Результаты исследований показали, что в отдельно рассматриваемом сердечном цикле, функция каждой последующей фазы корректируется величиной отклонения функции предыдущей. Такая зависимость определяет компенсационный механизм фазовой работы сердца и сосудов. Фазы ответственные за наполнение сердца кровью влияют на фазы, формирующие исходные минимальное и максимальное артериальное давление. И наоборот. При выявлении патологии важно установить фазу с первопричиной, ведущую к отклонениям в других фазах. Может показаться существование замкнутого круга. Выход из него находит опытный врач, с помощью фазового анализа сердечного цикла.

В общем, зависимость функций фаз систолы от результатов функционирования фаз диастолы можно выразить в следующей функциональной зависимости:

Рs/d = F(V)

где Ps/d - величины систолического и диастолического артериального

давления в фазах систолы желудочков;

V - объем крови в желудочках, заполняемых в фазу диастолы.

Компенсационный механизм служит инструментом в качественном анализе зарегистрированных кардиосигналов ЭКГ и РЕО. После анализа измеренных величин гемодинамики, выявляют фазу в которой имеются отклонения от нормы. Оценивают причины повлиявшие на отклонение. Если все величины в норме, то оценивают весь комплекс фазовой структуры с целью качественной оценки устойчивости функций в каждой из фаз.

Таблица 1. Компенсационный механизм в структуре сердечного цикла

Отклонение в работе одной из фаз

Реакция компенсации на отклонение в работе предыдущей или последующей фазы

1

Фаза QRS не сокращает объем желудочков до объема крови находящихся в них.

Амплитуда фазы SL увеличивается, с целью увеличения напряжения мышц сердца для создания нормального систолического давления.

2

Малое давление в желудочке, которое требуется компенсировать за счет увеличения всасывающей функции аорты, что бы кровь нормально текла по сосудам.

Большая амплитуда Т волны, увеличивающая всасывающую функцию аорты.

3

Малая амплитуда R зубца, характеризующая уменьшение сокращения межжелудочковой перегородки.

Увеличенная амплитуда S зубца, определяющая увеличение амплитуды сокращения желудочков до объема крови в них.

4

Малая амплитуда R зубца совместно с малой амплитудой S зубца, определяющие уменьшение сокращения мышц межжелудочковой перегородки и стенок желудочков, и как следствие малое давление в желудочках.

Увеличенная амплитуда Т волны, увеличивающая всасывающую функцию аорты. Может присутствовать и

увеличенная амплитуда SL волны, создающая давление в желудочках как компенсирующий механизм недоработки комплекса QRS.

5

Недостаточный ударный объема крови за счет общей слабости сокращения желудочков, приводящей к малой разности АД между аортой и предсердием.

Появление U волны, помогающей прокачивать кровь по сосудам.

6

Провал зубца Q, определяющий утрату функции предсерно - желудочкового клапана.

Сочетается несколькими компенсационными механизмами, одним из которых является появление волны U.

7

Мало кислорода поступает в ткани, или малый расход крови в сосудах в фазе TкPн

Волна Р генерируется ближе к волне Т.

8

Увеличено время закачки объемов крови из предсердий в желудочки, до уровня давления в желудочках.

Удлинение фазы PкQ,

9

Давление по РЕО увеличивается до точки L в фазе SL.

Нормальный механизм регуляции минимального давления в аорте. Оно становится выше для компенсации увеличения сопротивления сосудов, с целью обеспечения нормального кровотока после волны Т.

10

Давление по РЕО начинает увеличиваться в фазе RS.

Существует обратный кровоток через предсердно - желудочковый клапан.

11

Двойное сокращение (вибрация) межжелудочковой перегородки). Раздвоение R зубца.

Наличие слабости функции сократимости мышц межжелудочковой перегородки.

12

Двойное сокращение (вибрация) мышц стенок желудочков. Раздвоение S зубца.

Наличие слабости функции сократимости мышц стенок желудочков.

13

Нарушение транспорта жидкости через мембраны клеток мышц межжелудочковой перегородки или стенок желудочков. Явление набухания клеток мышц.

Изменение амплитуды R зубца при ортостатической пробе для клеток мышц межжелудочковой перегородки, и S зубца - для стенок желудочков.

Таблица 2. Критерии диагностики соответствующие патологии сердечно - сосудистой системы.

Диагностируемый фактор.

Критерий диагностики

1

Слабое развитие АД в фазе Lj - быстрого изгнания.

На РЕО давление в фазе Lj ниже 0,5 от нормального уровня.

2

Затрудненный венозный кровоток.

На РЕО после дикротической впадины АД постоянное или увеличивается.

3

Наличие стеноза аорты.

На РЕО после ее максимума фиксируются шумы в виде резких колебаний небольшой амплитуды.

4

Задержка открытия клапана аорты в фазе Lj.

Задержка или отсутствие роста АД в фазе Lj.

5

Сужение устья аорты

Задержка роста АД в виде «ступеньки» на переднем фронте РЕО, в момент фиксации точки j.

6

Расширение аорты

Снижение давления на РЕО в фазе Lj, при ожидании его роста.

7

Пассивность сократительной функции стенок желудочков.

Отсутствие S зубца.

8

Снижение эластичности аорты.

На РЕО вершина имеет плоский вид или раздваивается.

9

Предынсультное состояние.

Импульсные скачки АД, короткие по длительности, проявляемые не периодически на РЕО, в различные моменты закрытия клапанов. Критическими являются большие амплитуды импульсов. Они получили название гемоимпульсы.

10

Признак вероятной внезапной сердечной смерти.

Очень большой по амплитуде аномальный, одиночный QRS комплекс, сопровождающийся большим ударным объемом и большой амплитуде сокращения межжелудочковой перегородки с последующим ее спазмом - «заклиниванием».

Выводы.

Работой сердца управляют три нервных центра: барорецепторы низкого давления в аорте; СА - узел в правом предсердии, синоатриальный узел; АВ - узел, атриовенрикулярный узел. На снижение АД в аорте до низкого уровня, реагируют барорецепторы низкого давления, которые запускают работу СА - узла. Начинается генерация Р волны и закачка объемов крови из предсердия в желудочек, с целью закрытия предсердно - желудочкового клапана. Клапан закрывается в левом предсердии на уровне 10 мм. рт. ст., в правом на уровне 5 мм. рт. ст. Этот момент соответствует точке Q на ЭКГ. Закрытие предсердно - желудочкового клапана создает условие для формирования конечного АД в аорте. После его закрытия, включается АВ - узел, генерирующий QRS комплекс. Его целью является сокращение, но не напряжение, мышц межжелудочковой перегородки и стенок желудочков, до геометрических объемов крови закаченных в них. В фазе напряжения SL, создается давление мышц на объемы крови в желудочках. Это определяет уровень максимального, систолического давления в аорте, после поступления ударного объема крови в аорту. В фазе SL, а иногда и в фазе RS также работает механизм регуляции минимального, диастолического давления в аорте. Объем циркулирующей крови в сосудах постоянен. При патологическом сужении сосудов, небольшая его часть циркулирует через клапаны сердца, повышая минимальное АД в аорте, в конечном итоге увеличивая и максимальное давление, так как к нему прибавляется ударный объем крови. Суть этого механизма заключается в поступлении небольшого объема крови в аорту через закрытый клапан. Он проявляется на РЕО небольшим подъемом АД в фазе SL или до точки S в фазе RS. Данный объем является как бы лишним в фазе ранней диастолы - наполнения кровью желудочков, из - за сужения сосудов и увеличения их сопротивления кровотоку. Он не может оставаться в сосудах и вытесняется из них отмеченными факторами. Именно этот малый объем поступает в сердце, создавая эффект лишнего. Поэтому он транспортируется через него фактически беспрепятственно, через все фазы сердечного цикла. Его циркуляция может быть прекращена только нормализацией сопротивления сосудов кровотоку, что позволит занять свое место в объеме сосудов.

Таким образом, главным механизмом управления работой сердца является уровни давления крови в различных фазах сердечного цикла. Они взаимосвязаны с фазовыми объемами крови.

В настоящее время работы по исследованию фазового механизма сердца продолжаются.

Литература.

1. Новое определение инфаркта миокарда. (Совместный документ

объединенного комитета Европейского Кардиологического Общества и

Американской Коллегии Кардиологов по пересмотру определения

инфаркта миокарда) // журнал Американской Коллегии Кардиологов.

JACC. - Vol. 36 N3. 2000. September 2000. - С. 959-969.

2. Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. -

М.: Мир, 1981. - 624 с.

3. Теоретические основы фазового анализа сердечного цикла. - Москва,

Хельсинки: Изд-во ИКМ, 2007.- 336 с.

4. http://www.cardiocode.ru/