Введение.

Выбор оптимальной индивидуальной дозы гипероксии является главной проблемой в практике гипербарической оксигенации (ГБО). Опасность развития кислородной интоксикации и различие индивидуальных реакций [1] на гипероксию требует использования мониторного контроля функционального состояния пациента непосредственно во время сеансов гипербарической оксигенации.

Для мониторной оценки функционального состояния в физиологических исследованиях и практике в последние годы часто используется анализ вариабельности сердечного ритма [2,3,4] . Этот метод широко используется при монитрониге функционального состояния пациента во время сеансов HBO. Однако, исследователи используют наиболее простые методы статистического анализа [5,6] , не показана сравнительная диагностическая ценность различных методов анализа сердечного ритма [7,8].

При экстремальных состояниях (ЭС) нарушается реактивность организма, в том числе в отношении гипероксии. В связи с этим у этой категории больных наиболее часто проявляется токсическое действие ГБО, что ограничивает применение лечебной гипероксии.

Целью исследования явилось определение наиболее достоверных маркеров нарушения реактивности при ЭС на этапах сеансов ГБО на основании сравнительного анализа математических производных сердечного ритма.

Материал и методы исследования

Для сравнительной оценки отобрано 20 производных сердечного ритма. Данные математического анализа сердечного ритма (МАРС) включали 20 показателей. Показатели статистики: M1 -среднее значение R-R интервала; dR-вариационный размах; M0 - мода; AM0 - амплитуда моды; Sg - среднее отклонение; As - ассиметрия; Ex - эксцесс. Специальные индексы: ИН - индекс напряжения [ 9 ] ; НСР -напряженность сердечного ритма [1] ; ОКВ - обратный коэффициент вариации [1, 2]. Автокорреляционный анализ: K1 - коэффициент корреляции при первом смещении; F0 - номер смещения, при котором коэффициент корреляции достигает нуля; F3 - номер смещения при котором коэффициент корреляции меньше 0,3. Спектральный анализа: SR, SmR - максимальная и средняя мощность спектра в диапазоне 3-10 сек; S1, Sm1 - максимальная и средняя мощность спектра в диапазоне 11-30 сек; S2, Sm2, - максимальная и средняя мощность спектра в диапазоне более 30 сек; IC - индекс централизации.

Вычисления производились по стандартной методике [ 9 ] при помощи специально разработанной и лицензированной программы (10).

В качестве модели экстремального состояния обследовано 18 больных в остром периоде отравления ядовитыми грибами. ГБО выполняли в ежедневно при давлении 2026 гПа в течении 4-10 дней. На протяжении сеанса производилась запись интервалов сердечного ритма при помощи монитора РКМ-01 и персонального компьютера. Каждое исследование включало 128 сердечных интервалов. Всего выполнено 1512 исследований в течении 112 сеансов ГБО.

Исследования проводились на всех стадиях сеанса HBO: 1 стадия - перед сеансом HBO; 2 стадия - 5 минут компрессии; 3 стадия - 10 минут компрессии; 4 стадия - 5 минут изопрессии; 5 стадия - 10 минут изопрессии; 6 стадия - 15 минут изопрессии; 7 стадия - 20 минут изопрессии; 8 стадия - 25 минут изопрессии; 9 стадия - 30 минут изопрессии; 10 стадия - 35 минут изопрессии; 11 стадия - 40 минут изопрессии; 12 стадия - 5 минут декомпрессии; 13 стадия - 10 минут декомпрессии; 14 стадия - после сеанса ГБО.

Анализ полученных данных включал: вычисление средних значений производных сердечного ритма и отклонений средних на этапах сеанса ГБО при уровне достоверности р>0,05; определение достоверности различий соседних средних показателей (обозначения на рисунке 1 соответствуют: одна стрелка - p<0,05, две стрелки - p<0,01, три стрелки - p<0,001); вычисление корреляционной матрицы между средних показателей генеральной выборки с определением достоверности коэффициентов взаимной корреляции.

Результаты

В плане лечебного и исследовательского процесса предусматривалось проведение сеансов ГБО общей продолжительностью не менее 40 минут. Конкретная длительность изопрессии подбиралась индивидуально, на основании клинических данных во время ГБО.

Динамика 20 математических производных сердечного ритма (МПРС) представлена на рисунке 1.

У большей части больных длительность сеансов HBO была сокращена по клиническим причинам (появление ранних признаков кислородной интоксикации) до 25 (8-й этап изопрессии). Поэтому в результатах исследования не показаны данные 9-11 этапов сеанса ГБО. Корреляционные взаимоотношения исследованных МПСР представлены в таблице 1 при уровне достоверности коэффициентов интеркорреляции p<0,001.

Изменения средних значений M1 показывают статистически достоверное (различие средних при p<0,001) увеличение средней длительности R-R интервалов с максимумом на 7 этапе сеанса ГБО (20 минут изопрессии). Дальнейшие уменьшения и увеличения M1 статистически недостоверны. Показатель M0 имеет аналогичную динамику (коэффициент корреляции +0,97 при p<0,001).

Статистический анализ изменений средних M1 и M0 в процессе сеанса HBO указывает на увеличение частоты сердечного ритма на 8 этапе сеанса HBO. Однако, с учетом ошибки среднего данную тенденцию нельзя принять как достоверную. В связи с этим, необходимо отметить относительно низкую диагностическую ценность показателя частоты сердечного ритма

Среднее значение dR глобальной выборки увеличивалось вплоть до 8 этапа 219(±14)млсек, с последующим обратным уменьшением показателя 189(±20,8)млсек.

Динамика AM0 имеет аналогичную тенденцию, но более низкую достоверность. При этом необходимо учесть более сложный математический аппарат вычисления АМ0, что снижает диагностическую ценность этого показателя.

Изменения среднего значения Sg характеризуется статистически достоверным линейным увеличением показателя до 7 этапа с 30(±2)млсек до 43(±3)млсек включительно, с обратным изменением показателя на 8 и 9 этапах (38(±4)млсек) сеанса.

Показатели АМ0, dR, Sg относятся к показателям характеризующим вариацию R-R интервалов в исследуемых выборках. Исследования динамики dR, Sg в процессе ГБО позволяют указать их диагностическую ценность при определении ранних признаков токсического действия кислорода.

Изменения среднего значения As и Ex носит нелинейный характер. Уменьшение As на 3 этапе с -0,41(±0,02) до -0,03(±0.00), а также с максимум Ex=1,76(±0,16) указывает на повышением стабильности процесса управления синусовым ритмом на 7 этапе. На 8 этапе происходит резкое уменьшение Ex и увеличение As. Это указывает на возникновение переходного процесса и дисрегуляции управления синусовым ритмом (9). Отсутствие корреляционных взаимосвязей As и Ex с остальными производными МАРС говорит о нелинейных взаимосвязях между этими параметрами и регуляцией. Изменения Ex и As указывает на переходные процессы, которые могут носить благоприятный и неблагоприятный характер. Это требует совместного использования Ex и As с другими показателями.

Динамика средних значений коэффициента автокорреляции при первом смещении (K1) показывает статистически достоверные до 9 этапа нелинейные изменения, которые характеризуются повышением показателя на 2 и 3 этапах сеанса с 0,63(±0,05) до 0,7(±0,07) с последующим уменьшением показателя к 7 этапу до 0,49(±0,004) и обратным увеличением на 8 этапе до 0,58(±0,07). Разница соседних средних достоверна с высокой вероятностью (p<0,001).

Показатели F3 и F0 имеют туже тенденцию изменений. Данные автокорреляционного анализа отражают неблагоприятные изменения функционального состояния больного между 20-25 минутами изопрессии. Дополнительные признаки нарушения оптимальной регуляции на 2-ом этапе сеанса можно объяснить стрессом при переходе к замкнутому пространству.

Исследования показателя K1 позволяют отметить более высокую диагностическую ценность и достоверность, чем показатели вариации сердечного ритма.

Изменение средних SmR и SR характеризуется постепенным нарастанием значений до максимума к 7 этапу сеанса HBO, при этом нарастание SR происходит более линейно. На 8 этапе происходит уменьшение обоих показателей. В тоже время SmR на 7 и 8 этапе отличаются в большей степени, чем SR на этихже этапах. Изменения разниц соседних средних статистически достоверно с высоким уровнем достоверности (p<0,001). Необходимо отметить более высокую достоверность показателя SmR наряду со всеми другими производными МАРС при мониторинге состояния больного.

Средние значения Sm1 и S1 в процессе сеанса ГБО указывают на наиболее ранние признаки токсического действия гипероксии между 20 и 25 минутами изопрессии. Изменение средних Sm2 и S2 менее достоверно и связано с методическими ограничениями (выборка 128 интервалов). Соотношение нулевой компоненты спектра и мощности дыхательных волн отражено в динамике средних значений IC. Исходно высокие значения IC на первом этапе (2,58(±0.20)) имеют статистически достоверную тенденцию к уменьшению. Достоверные минимальные значения получены на 6-7 этапах (1,99(±0,12)) с последующим обратным ростом на 8 этапе сеанса ГБО (2,29(±0,25)).

Динамика изменений ИН, ОКВ, НСР показывают однонаправленные изменения показателей с высокой корреляционной взаимосвязью ИН, НСР (0,96 при p<0,001), что говорит о практически линейной взаимосвязи указанных показателей и их диагностической повторяемости друг другом. Статистическая достоверность различий соседних средних более высокая при исследовании ИН. Визуальный сравнительный анализ графиков динамики указанных коэффициентов, нормированных по максимуму и минимуму (рисунок 2) показывает наиболее высокую среди других показателей идентичность графиков ИН, ОКВ, НСР. Коэффициенты интеркорреляции ИН, ОКВ, НСР с Sg находятся в пределах 0,78-0,85(p<0,001), что позволяет с успехом использовать последний для оценки регуляции синусового ритма наряду с ИН.

По полученным данным на показателей статистики, автокорреляционного и спектрального анализа найдена максимальная терапевтическая доза ГБО, которая соответствует длительности изопрессии 20-25 минут при давлении кислорода 2026 гРа. Начальные признаки токсического действия гипероксии определяется между 25 и 30 минутами сеанса ГБО.

ВЫВОДЫ

1.При ЭС в связи с тяжелой экзогенной и эндогенной интоксикации вследствие отравления ядовитыми грибами терапевтические режимы ГБО приводят к токсическим эффектам гипероксии, которые коррелируют с фазовыми переходами регуляции синусового ритма.

2.Фазовые переходы регуляции при тяжелых формах отравления грибами во время ГБО характеризуются наиболее благоприятными изменениями в промежутке между 15 и 20 минутами изопрессии при давлении 2026 гПа. Ухудшение функционального состояния больных при изученном ЭС во время ГБО, происходит между 20 и 25 минутами изопрессии и определяется обратными изменениями показателей, которые отображают напряжение регуляции.

3.Наиболее достоверные критерии нарушения регуляции при тяжелых формах отравления грибами во время ГБО выявляются по данным производных МАРС, в первую очередь по данным автокорреляционного (К1) и спектрального (SR) анализов сердечного ритма, а также по данным вариабельности сердечного ритма (Sg, dR, ИН).

4.Интегральные показатели: индекс напряжения (ИН) и коэффициент напряженности сердечного ритма сердца (НСР), обратный коэффициент вариации(ОКВ) которые наиболее часто используются для оценки реактивности, при тяжелых формах отравления грибами имеют диагностическую повторяемость, которая подтверждается математическими и графическими взаимоотношениями.

5.Разработанные программы обеспечивают внедрение новой диагностической технологии на существующей вычислительной технике медицинских учреждений, реализует возможности этой техники, позволяет без существенных затрат обеспечить широкое использование высокотехнологичного научного способа оценки функционального состояния при ГБО.

6.Мониторная система обеспечивает подбор оптимальной дозы ГБО в соответствии с индивидуальным состоянием больного и позволяет предупредить начало токсического действия кислорода и провести ретроспективный анализ полученной информации для определения дальнейшей тактики лечения.

Литература

1.Donald K.W. Oxigen poisoning in man. Brit.med. J. 1947; 1:667-672.

2.Conny M. A. van Ravenswaaij-Arts, MD; Louis A. A. Kollee, MD, PhD; al. Heart Rate Variability (REVIEW) Annals of Internal Medicine.1993; 118:436-447.

3.Нидеккер И.Г., Федоров Б.М. Проблема математического анализа сердечного ритма. Физиология человека. 1993;3:80-87.

4.Казин Э.М., Кураев Г.А., Шорин Ю.П., Лурье С.Б. Использование автоматизированных программ для комплексной прогностической оценки индивидуальных адаптивных возможностей организма. Физиология человека. 1993;3:88-93.

5.Лившиц Б.М., Крылов В.В., Ромасенко М.В. Некоторые результаты применения вариационной пульсометрии в процессе использования гипербарической оксигенации у больных после клипирования аневризм церебральных сосудов. Анестезиология и реаниматология. 1994; 4:42.

6.Чернов В.И., Чижик В.А., Мясников А.А., Кулешов В.И. Методика определения оптимальной дозы кислорода при оксигенобаротерапии. в сб. Режимы оксибаротерапии в комплексном лечении раненых и обожженных Санкт-Петербург:Военно-медицинская Академия, 1994:51.

7.Селивра А.И. Мониторинг функционального состояния человека при гипероксии. В сб. Физиологические механизмы экстремальных состояний. Санкт-Петербург: Наука, 1995:78.

8.Агеенко В.П., Кисилев С.О. Критерии эффективности лечения перинатальной энцефалопатии с применением ГБО. Гипербарическая физиология и медицина, 1995; 2:6-9.

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

10.Воробьев К.П., Мониторная система для интенсивной терапии и гипербарической оксигенации. Сертификат качества на программный продукт: МЗ Украины 1995.

11.Лившиц М.Е. Статистическое исследование показателей регуляции сердечного ритма. Физиология человека, 1987; 6:965-970.

12.Мудрова Л.А. Клиническое значение синусового ритма для комплексной оценки состояния больных острым инфарктом миокарда. Автореферат дисс. ... к.м.н. М.1988.