Настоящее исследование проведено с целью оценки возможностей применения в кардиохирургии и анестезиологии у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) актуального анализа вариабельности ритма сердца (ВРС) с помощью ритмокардиографии (РКГ) высокого разрешения как метода более чувствительного, чем импедансометрия со стандартными показателями сердечно-сосудистого статуса. Это связано с необходимостью диагностики периферических дизрегуляций синоатриального узла (СУ) сердца, опережающих патологические процессы при интранозологическом отборе больных для хирургического лечения [2, 4, 5, 7, 11], отслеживания динамики заболевания у больных в послеоперационном периоде, интраоперационного анестезиологического ведения и определения риска развития опасных для жизни аритмий при кардиохирургическом вмешательстве. Попытки использования анализа ВРС осуществлялись неоднократно [3, 9, 10]. Начало использования анализа ВРС в кардиохирургии относится к исследованиям J. Saul и L. Bernardi [9], применивших контроль ВРС после трансплантации сердца и предположивших, что такой анализ может явиться прекрасной моделью для исследования автономной реиннервации после кардиохирургического вмешательства. В работе, выполненной в Томском НИИ кардиологии [3], исследовали ВРС спустя 6 мес после эндоваскулярной реваскуляризации миокарда. И хотя исследование проводилось не на специализированной технике, найдены различия по ВРС между пациентами с рестенозом после стентирования и без такового. Это позволило предположить, что ВРС способен стать независимым маркером эффективности реваскуляризации. Наиболее близка к обсуждаемой теме работа H. Lakusic и соавт. [6], в которой ВРС сопоставлялась у пациентов после аортокоронарного шунтирования (АКШ) с искусственным кровообращением и без его использования. Авторы не обнаружили различий, однако ими использовались не специализированные для ВРС и недостаточно чувствительные техника и программное обеспечение. Интервалы извлекались из записей холтеровского монитора и анализировались по двум интегральным показателям — RR и SDNN, хотя информация о состоянии волновой структуры каждого из регулирующих факторов (симпатического, парасимпатического и гуморального) может дать дополнительные сведения.

Внедрение метода в России имеет некоторые сложности. Для мгновенной диагностики в условиях кардиоанестезиологии необходимы высокое разрешение регистрации ВРС (не менее 1000 Гц, т.е. 1000 опросов в 1 с) и хранение первичных данных в памяти компьютера с той же точностью. В настоящее время в силу развитости российских клинических исследований анализа ВРС [2, 7, 8] жесткая привязка к Task Force [12] фактически без результатов клинического применения становится тормозом в дальнейшем развитии важнейшего в практической кардиологии данного раздела. По-видимому, работы в области нейрогуморальной регуляции, выполненные в 60—70-х годах XX века, не удостоились внимания наших зарубежных коллег. Из-за этого из разработки Task Force выпущен важнейший фактор регуляции активности СУ как водителя ритма — гуморально-метаболический, без сомнения влияющий на формирование медленных потенциалов в клетках водителя ритма первого порядка. Данные, получаемые при таком анализе ВРС, не только менее точны (на ¹/₂), они в принципе неверны. В результате несоответствие результатов анализа ВРС клиническим данным вызвало разочарование у исследователей. Сама ВРС как носитель информации состояния синаптического уровня регуляции оказалась «без вины виноватой». Между тем воздействие внеклеточной среды на ионные токи через мембрану клетки-водителя ритма является классикой физиологии формирования потенциалов действия в автоматически возбудимых клетках СУ. Все эти особенности автономной иннервации СУ были учтены в представляемом исследовании, что сразу привело к положительному результату, хотя и не решило всех проблем, особенно в анестезиологии, и это требует тщательной проработки и времени. Предполагалось, что РКГ высокого разрешения позволит определить дополнительные критерии рационального отбора пациентов для АКШ, оптимизировать анестезиологическое сопровождение операции и послеоперационное наблюдение.

Неоднократно в течение 2 лет пациенты с ИБС были обследованы с помощью кардиологических стандартных методов. Дополнительно с помощью РКГ исследовали ВРС на аппаратно-программном комплексе КАП-РК-01-Микор высокого разрешения с дискретизацией в 1000 Гц, (что в 8—14 раз точнее электродиагностических систем холтеровского мониторирования). В комплекс включено корректное программное обеспечение, учитывающее физиологические особенности неравномерности и асимметрии автономной иннервации СУ сердца. Клинико-экспериментальное РКГ-исследование проводилось в покое (Ph) и в условиях четырех проб: Вальсальвы в модификации Бюркера (Vm), Ашнера (рА), активной ортостатической (Aop), нагрузочной, дозированной по частоте сердечных сокращений 120 уд/мин (PWC120). Пробы преимущественно стимулировали парасимпатическую регуляцию, гуморально-метаболическое воздействие на потенциалы действия клеток-водителей ритма, симпатическое влияние на водители ритма СУ, а также адаптационные возможности сердечно-сосудистой системы с включением всех трех регулирующих факторов соответственно. В реальном времени синхронно с РКГ регистрировали ЭКГ. В статистическом временно`м анализе оценивали показатели ВРС: средний интервал RR (RR), среднеквадратичные дисперсии всех флюктуаций (SDNN) — гуморальных (σl), симпатических (σm) и парасимпатических (σs) волн ВРС, а также их спектральные аналоги. В частотном анализе с быстрым разложением Фурье на разночастотные гармоники и спектральными окнами Хамминга и Парсена определяли соотношение относительно тотального спектра колебаний трех регулирующих факторов СУ в долях спектральной мощности — VLF%, LF%, HF%, что соответствовало закону «акцентированного антагонизма», присущего автоматии СУ. Периоды стимуляции в пробах оценивали простым математическим анализом с выделением максимальной реакции на стимул (ΔRR), времени ее достижения (t_AB) и восстановления после стимула (t_r). Определяли также нормированные на исход показатели, согласно закону исходного уровня Wilder.

В сообщении представлены совпадающие по критериям достоверности абсолютные и нормированные данные. При математической обработке материала выполнены проверка на нормальность распределения по критерию Колмогорова—Смирнова, вычисление параметрического t-критерия Стьюдента при нормальном распределении признаков в выборке, непараметрического критерия Вилкоксона (U) с помощью MS Excel. Корреляционный анализ между показателями ВРС и данными стандартных исследований проводили непараметрическим методом Спирмена с помощью пакета статистических программ SPSS 12.0.

Распределение признаков по критерию Колмогорова—Смирнова было нормальным. В предварительном исследовании изучена ВРС 911 больных ИБС, выявлены патогенетически закономерные дифференцированные дизрегуляции СУ при стенокардии (n=278), остром коронарном синдроме — ОКС (n=115) и сердечной недостаточности ишемического генеза (n=518), определены показатели ВРС динамики ишемического процесса [2] при аритмиях ишемического генеза. При обследовании 256 больных ИБС непосредственно перед АКШ найдены ВРС-симптомы, дополняющие стандартные показатели при отборе пациентов для интервенционного вмешательства: снижение общей дисперсии всех волн ВРС (σRR—SDNN), статистических и спектральных данных парасимпатической регуляции в СУ с утратой защитного вагусного воздействия на пейсмекеры, переключение руководства ритмом на гуморально-метаболическое влияние в виде увеличения спектральной доли VLF%. Кроме того, снизились реакции на переход ΔRR в Аор при стенокардии (прямо коррелируют со снижением коронарного резерва; r=0,456), реакций на разнонаправленные стимулы во всех пробах (ΔRR), увеличение времени достижения максимальной реакции (t_AB) и восстановления после действия стимулов в пробах (t_r).

Эпизоды ишемии (n=256) при стенокардии идентифицировались на РКГ участками выраженной стабилизации ВРС (рис. 1, 2).

Исходно перед АКШ с помощью РКГ на аппаратно-программном комплексе КАП-РК-01-Микор обследованы 47 здоровых лиц в качестве группы контроля (К) и 256 пациентов с ИБС, направленных на АКШ (ИБС-1), 123 из которых повторно были обследованы с помощью РКГ через 1 нед после АКШ с учетом статуса, разрешающего проведение проб, в том числе нагрузочной под контролем врача (см. табл. 1, 2 и рис. 2; рис. 3).

В группа ИБС-1 до АКШ (см. табл. 1, 2; см. рис. 2) ВРС отражала дизрегуляцию активности СУ как водителя ритма. Общая интегральная SDNN у всех пациентов была в 2,5 раза ниже нормы, σl — в 2 раза ниже, σm — в 2,6 раза, а парасимпатический показатель (σs) —в 3 раза ниже, чем в группе К (t=2,66—14,5; p<0,05—0,001). Соотношение факторов регуляции в СУ по данным спектрального анализа свидетельствовало об увеличении доли гуморально-метаболического, медленного и недостаточного воздействия на водители ритма; спектральная плотность очень низкочастотного гуморального диапазона была наибольшей за счет снижения симпатико-парасимпатической регуляции в СУ (t=1,99—16,0; p<0,05—0,001). Реакция названных показателей на стимулы в пробах также была сниженной или отсутствовала (t=2,65—15,4; p<0,05—0,001). Соответственно максимальная реакция (ΔRR) в группе ИБС-1 была патологически изменена, время ее достижения (t_AB) и восстановления после пробы (t_r) увеличено. Ни у одного из пациентов в группе ИБС-1 не выявлен феномен ишемического прекондиционирования, что, вероятно, связано с ФК стенокардии. Паттерны реагирования на стимулы в пробах отличались от нормы в группе К и формировались преимущественно гуморальным влиянием в СУ на фоне сниженной динамики всех периферических вегетативных показателей (p<0,05—0,001). В приведенных таблицах представлены значения критерия t, поскольку большинство показателей ВРС имело нормальное распределение согласно критерию Колмогорова—Смирнова. По значениям t можно было судить, насколько данные у больных ИБС отличались от показателей в группе К.

У 95 (33%) больных, направленных на АКШ, ведущим показанием к вмешательству был ОКС. На РКГ ОКС без подъема ST распознавался по ухудшению волновой структуры ВРС в динамике: снижение SDNN, реакций на стимулы в пробах, увеличение спектральной доли гуморальных влияний —VLF% за счет снижения долей симпатико-парасимпатических — LF%, HF% (см. рис. 2). ОКС с подъемом ST на РКГ зарегистрирован на фоне максимального снижения статистических показателей ВРС, учащения и увеличения суммарной продолжительности ишемии на РКГ (на 71,3±12,4%), ареактивности в пробах. ОКС с подъемом ST сопутствовали снижение ВРС и увеличение спектральной доли гуморальных очень низкочастотных волн ВРС (VLF%), симпатических низкоамплитудных колебаний, а также прогрессирующее снижение реакции на постуральный переход в Аор. ОКС с подъемом ST с локализацией в задней стенке левого желудочка сердца демонстрировал сочетание компенсаторной гиперкинезии передней стенки миокарда (по данным эхокардиографии) и полной стабилизации ВРС на фоне тахикардии, что соответствовало автономной кардионейропатии с выраженным угнетением симпатико-парасимпатической регуляции активности водителей ритма СУ.

У большинства пациентов на ритмокардиограммах исходно зарегистрированы нарушения ритма сердца. При используемом программном обеспечении каждый эпизод аритмии может быть измерен с точностью до 1 мс, сопоставлен с синхронной записью ЭКГ. Среди больных, планируемых для АКШ, лишь у 4 не установлено нарушений ритма. У остальных из числа направленных и дважды обследованных с помощью РКГ до и после операции, помимо названных РКГ-симптомов хронического ишемического процесса, были следующие нарушения ритма. До АКШ зарегистрирована брадикардия у 138 (53,9%) больных, миграция водителя ритма по синусному узлу и предсердиям — у 91 (35,5%), пароксизмальная форма фибрилляции предсердий — у 68 (26,5%), «пробежки» учащения ритма — у 23 (8,9%), редкие и средней частоты желудочковые экстрасистолы — у 51 (19,9%). Автономная кардионейропатия с предельно выраженным угнетением симпато-парасимпатического влияния в СУ зарегистрирована у 95 (37,1%) больных. У 64 (25%) пациентов была лишь одна из клинических форм аритмий, у прочих — сочетание нескольких, что имело патогенетическое объяснение. Так, миграция водителя ритма в 91 (35,5%) случае сочеталась либо с брадикардией, либо с автономной кардионейропатией, либо с тем и другим, что свидетельствовало о дисфункции СУ сердца, подтвержденную признаками синоатриальной блокады II степени I типа на ЭКГ, и патогенетически обусловливало пароксизмы фибрилляции предсердий.

Через 1 нед после АКШ показатели ВРС оперированных пациентов статистически значимо ухудшились, что было ожидаемо после операции с наркозом, введением кардиоплегической смеси, гипотермией и подключением аппарата искусственного кровообращения. Статус соответствовал раннему послеоперационному периоду (см. табл. 1, 2 и рис. 3). В статистических временны`х показателях снизился средний интервал RR, что можно расценить как компенсаторную реакцию при общем ослаблении организма. В пробах этот показатель почти не менялся, демонстрируя сниженную реактивность с высокой статистической значимостью (t=4,84—17,6; p<0,01—0,001). При этом SDNN снизилась почти в 2 раза относительно исхода, не меняясь в постстимуляционных периодах (t=2,94—14,4; p<0,01—0,001). Снижение общей дисперсии было за счет угнетения влияния на СУ всех 3 регулирующих факторов, а также структурных нарушений в клетках-водителях ритма [2]. В статистическом анализе все 3 показателя (σs, σm, σl) показывали устойчивое снижение относительно нормы во всех 5 позициях постстимульных периодов в пробах. Суммарно в пробах это отразилось в показателях максимальной реакции. Она была низкой при действии всех стимулов, независимо от их направленности, что косвенно подтверждало не только функциональные, но и морфологические изменения в пейсмекерных клетках СУ. Однако время достижения максимальной реакции и время восстановления после стимуляции сократились во всех, кроме t<sub>r</sub> в PWC120, что можно считать положительной динамикой раннего послеоперационного периода. Интерес представляла динамика спектрального распределения долей регулирующих в СУ факторов. Их соотношение как наиболее чувствительная характеристика регуляции в СУ уже через 1 нед стало благоприятнее, чем в исходной ситуации, судя по снижению долей гуморального и повышению парасимпатического влияний. С физиологических позиций гуморально-метаболическое воздействие на потенциалы водителей ритма является медленным, филогенетически низким и недостаточным. Симпатическая и парасимпатическая регуляция в СУ выполняет роль быстрой регуляции, обеспечивающей адекватные изменения сократительной деятельности сердца в меняющихся условиях жизнедеятельности. Их преобладание в норме является положительной особенностью деятельности водителей ритма первого порядка. Особенно это касается парасимпатического воздействия в СУ. Его преобладание в норме над симпатической регуляцией имеет физиологическое обоснование и считается защитным. Исходно преобладающее гуморально-метаболическое влияние (VLF%) на водители ритма СУ после АКШ уменьшилось с 55,7 до 48,8% (t=3,1; p<0,05). Такое снижение было статистически значимым во всех позициях, кроме нагрузочной пробы, и происходило за счет увеличения доли парасимпатического защитного воздействия (HF%) на автоматические клетки СУ. Последнее через 1 нед после АКШ возросло с 25,9 до 39,7% и таковым оставалось в постстимульных периодах всех проб (t=2,11—6,5; p<0,05—0,01). Симпатическое воздействие (LF%) снизилось во всех позициях, кроме Vm. Реакции ритма на стимулы в пробах (ΔRR) после АКШ снизились. Однако время достижения максимальных реакций и время восстановления также сократились (t<sub>AB</sub> и t<sub>r</sub>), что следует расценивать как положительную динамику. Обращала внимание диссоциация средних величин показателей ВРС в статистическом временно`м и в спектральном анализах. К примеру, парасимпатический индекс σs во временно`м анализе после АКШ уменьшился, а соответствующий ему спектральный аналог (HF%) увеличился. Это объясняется особенностями частотного анализа, в котором определяется не средняя амплитуда волн ВРС, как в статистическом анализе, а энергетический вклад волновых флюктуаций в общий спектр колебаний ритма, принятый за 100%. В исчислении доли влияния каждого фактора регуляции в СУ равнозначны и амплитуда флюктуаций, и количество соответствующих волн ВРС. Таким образом, парасимпатических волн ВРС стало больше, но их средняя амплитуда была низкой. С физиологических позиций такая динамика также положительна.

Нарушения ритма сердца у 123 пациентов, повторно обследованных через 1 нед после АКШ, имели следующую структуру. Значительно реже регистрировалась брадикардия — у 12 (9,7%) больных, миграция водителя ритма сохранилась у 38 (30,9%) пациентов, фибрилляция предсердий — у 27 (21,9%), желудочковые экстрасистолы — у 34 (28,6%). Через 1 нед после АКШ автономная кардионейропатия в виде стабилизации ВРС, снижения реакций в пробах, медленного их достижения и восстановления выявлена у 111 (90,6%) оперированных больных с исходной автономной кардионейропатией у 95 из них и вновь возникшей еще у 16. Это отражало не только автономную денервацию пресинаптического уровня и послеоперационные дистрофические изменения в клетках-водителях ритма [1, 2], но, возможно, и их гибернацию.

Таким образом, при отборе пациентов для АКШ дополнительные, характерные для хронического ишемического процесса, относительные показатели ВРС следующие:

1) снижение общей ВРС SDNN, амплитуды симпатических волн σm и особенно парасимпатических σs;

2) снижение реакций на разнонаправленные стимулы в пробах ΔRR, увеличение времени достижения реакций и восстановления после действия стимулов t_AB и t_r;

3) изменение спектрального соотношения регулирующих факторов в СУ в сторону увеличения доли гуморально-метаболического влияния (VLF%) на водители ритма за счет снижения показателей автономной симпатической и парасимпатической регуляции (LF% и HF%);

4) исчезновение феномена ишемического прекондиционирования.

Показателями ВРС, которые необходимо учитывать при планировании АКШ и его выполнении, являются:

1) вариабельный порог ишемии, при котором участки стабилизации ритма появляются на ритмокардиограммах независимо от интенсивности действующих в пробах стимулов;

2) увеличение суммарной продолжительности эпизодов ишемии на ритмокардиограммах (просчитывается с точностью до 1 мс);

3) появление эпизодов вазоспастической стенокардии, связанной с увеличением амплитуды (σm) и спектральной доли симпатической периодики (LF%) на фоне общей редукции ВРС;

4) регистрация на ритмокардиограммах гемодинамически значимых эпизодов кардиоаритмий;

5) активация дополнительных проводящих путей в виде «пробежек» учащения ритма, особенно с внезапным началом и внезапным прекращением приступа с элементами синоатриальной блокады на ритмокардиограмме и ЭКГ;

6) полная стабилизация ВРС и снижение или отсутствие реагирования в пробах, соответствующие автономной кардионейропатии и высокому риску летального исхода, являются абсолютным показанием к АКШ;

7) пароксизмы фибрилляции предсердий, миграция водителя ритма и брадикардия, по-видимому, требуют особого внимания анестезиологов во время АКШ, в процессе подготовки к операции, длительного наблюдения и рациональной фармакотерапии в послеоперационном периоде, как прогностические факторы опасных для жизни аритмий.

Во время анестезии на ритмокардиограмме (мониторная запись от 15 000 до 18 000 интервалов) регистрировались все изменения ВРС (рис. 4). По результатам анализа ВРС из 60 пациентов лишь у 12 с исходно наиболее сохранной волновой структурой ВРС наблюдались наджелудочковая экстрасистолия и «пробежки» пароксизмального учащения ритма. В остальных 48 (80%) случаях зарегистрированы сначала идиовентрикулярный ритм, и затем истинное трепетание предсердий 1:2, 1:3, 1:4 (рис. 5)

Таким образом, высокоточный компьютерный анализ ВРС, определяющий актуальное состояние автономной и гуморально-метаболической регуляции активности СУ сердца как водителя ритма, является информативным методом анестезиологического ведения больных при кардиохирургических вмешательствах. Клинический анализ ВРС позволяет также использовать метод РКГ для оценки динамики патологического процесса в послеоперационном периоде.