Сердце здорового человека будет биться немного быстрее при вдохе и снова замедлится при выдохе. Причина этого в том, что вдыхание ослабляет эффект, который обычно регулирует частоту сердечных сокращений примерно до 60 ударов в минуту в состоянии покоя.
Это явление называется респираторной синусовой аритмией, что можно перевести как «нарушение дыхания в синусовом узле, связке нервных волокон, контролирующих сердцебиение."
Явление известно с 19 века. В организме, ослабленном сердечным приступом, разница между частотой сердечных сокращений во время циклов выдоха и вдоха будет значительно меньше. Поэтому в прошлом предпринималось несколько попыток использовать характеристики аритмии, чтобы сделать выводы об ожидаемой продолжительности жизни пациентов.
Однако до сих пор данные, взятые сами по себе, не дали никаких выводов относительно ожидаемой продолжительности жизни пациента. Это, однако, именно то, что ученые, работающие с проф. Георг Шмидт, руководитель группы обработки биосигналов университетской клиники Klinikum rechts der Isar, теперь достиг.
Дыхательный цикл и частота пульса: решающий момент
В то время как в большинстве более ранних исследований полный дыхательный цикл коррелировал с частотой сердечных сокращений, команда TUM теперь сосредоточилась на выдохе и, в частности, на моменте, когда частота сердечных сокращений обычно снова снижается. «С нашим подходом можно сказать, что мы хирургическим путем выбираем момент, когда происходят решающие события», – говорит Георг Шмидт. При анализе данных сердечного ритма оказался полезным алгоритм, предложенный Шмидтом и его командой в статье, опубликованной в Lancet в 2006 году.
Этот метод позволяет измерить респираторную синусовую аритмию, попросту говоря, извлекая другие источники изменения сердечного ритма из данных, собранных за определенный период. Алгоритм вычисляет среднее значение на основе данных, которые затем могут быть построены в виде графика.
«Наш метод дает гораздо более конкретную картину функционального состояния организма», – говорит д-р. Дэниел Синнекер, основной автор исследования. "На данный момент нет другого метода изолирования функции блуждающего нерва с такой точностью, как этот."Блуждающая функция, я.е. активность блуждающего нерва отвечает, среди прочего, за снижение частоты сердечных сокращений у здоровых людей, как описано выше.
Хотя блуждающий нерв влияет на многие другие процессы в организме, его активность не поддается непосредственному измерению.
Обследовано более 900 пациентов
В рамках исследования, опубликованного в Журнале Американского колледжа кардиологии, дыхательные циклы и ритмы сердечных сокращений почти у 950 пациентов с сердечным приступом были измерены вскоре после сердечного приступа.
Данные были проанализированы для выявления респираторной синусовой аритмии. Испытуемые подвергались повторному обследованию каждые шесть месяцев в течение пятилетнего периода. Результат: пациенты с инфарктом миокарда с менее выраженной аритмией имели более высокий риск смерти в течение периода наблюдения.
Обследованные лица с незначительной аритмией были в пять раз больше подвержены риску смерти за пятилетний период, чем люди с более высокими колебаниями, связанными с дыханием.
В настоящее время проводятся еще два клинических исследования с участием TUM, изучающих дыхательную синусовую аритмию у разных групп людей. Одно из исследований (EU-Cert-ICD) изучает различные стратегии лечения людей с кардиостимуляторами, в то время как другое (INVADE) наблюдает за пожилыми людьми с сердечными заболеваниями и без них. Шмидт и его команда уверены, что результаты этих исследований подтвердят, что их метод, взятый сам по себе, будет надежным индикатором риска.
Неизбежно ежедневное применение
Разработчики уверены, что новый метод вскоре может получить широкое распространение. «Мы достаточно близки к повседневному применению, поскольку в целом разработка метода завершена», – говорит Георг Шмидт.
Технические препятствия немногочисленны: поскольку в наши дни больше нет необходимости измерять частоту дыхания в дополнение к сердцебиению, современного блока ЭКГ в основном будет достаточно. "Таким образом, даже врач общей практики может в течение десяти минут записать синусовую аритмическую активность."
По словам Шмидта, этот метод может быть успешно применен более чем в 80% случаев. Независимо от того, перенесли ли обследуемые пациенты недавно сердечный приступ, его можно использовать в сочетании с другими показателями для оценки риска для здоровья. Таким образом, у некоторых людей могут быть обнаружены скрытые риски и, возможно, смягчены с помощью имплантируемого дефибриллятора, например. «В дополнение к этому, стоимость лечения может быть снижена, если избежать ненужных процедур», – говорит Георг Шмидт.
Следующим шагом может быть применение этого метода для изучения эффективности различных стратегий лечения. Если в процессе лечения характеристики пациента улучшатся, вероятно, примененная терапия была адекватной.