Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ОСОБЕННОСТИ КЛИНИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ У ПОДРОСТКОВ

Алферова О П, Осин А Я,

2.2. Методы исследования

В настоящем исследовании были использованы методы клинического обследования и комплексной оценки состояния здоровья подростков (классические клинические и лабораторные методы обследования, определение группы здоровья), специальные функциональные исследования (кардиоинтервалография с клиноортостатической пробой, определение адаптированности сердечно-сосудистой системы, электрокардиография, компьютерная спирография с фармакологической пробой, компьютерную зональную реопульмонография), методы статистического анализа результатов (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Направления, методы и объем исследований

Вегетативная регуляция оценивалась по исходному вегетативному тонусу (ИВТ) и вегетативной реактивности (ВР). Для изучения ИВТ использовался метод кардиоинтервалографии (КИГ). После десятиминутного отдыха в положении лежа проводилась регистрация исходной КИГ (Р.М. Баевский, 1984). Анализ основных показателей КИГ включал моду (Мо), амплитуду моды (АМо), вариационный размах (ΔХ), индекс напряжения (ИН1). При исследовании ВР применялась КИГ в вертикальном положении. Запись осуществлялась сразу же после перехода в вертикальное положение и в положении стоя в течение 10 минут. Расчеты основных показателей содержали моду (Мо), амплитуду моды (АМо), вариационный размах (ΔХ), индекс напряжения (ИН2). Оценка ВР проводилась по отношению ИН в ортоположении (ИН2) к ИН в клиноположении (ИН1).

Мо являлась наиболее часто встречающимся значением кардиоинтервала, характеризовала гуморальный канал регуляции и уровень функционирования системы, выражалась в сек. АМо представляла собой число значений интервалов, соответствующих Мо и выраженное в % к общему числу кардиоциклов массива. Эта величина определяла состояние активности симпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС). Показатель ΔХ определялся как разница между максимальным и минимальным значениями длительности интервалов R–R в данном массиве кардиоциклов. Данный показатель отражал уровень активности парасимпатического звена ВНС в сек. ИН являлся основным измеряемым показателем, выражался в условных единицах (у.е.) (Р.М. Баевский, 1979). ИН наиболее полно отражал степень напряжения компенсаторных механизмов организма и уровень функционирования центрального контура регуляции. ИН рассчитывался по формуле:

ИН = АМо (2·Мо·ΔХ).

ИВТ оценивался по ИН1.

Эйтония (сбалансированное состояние регуляторных систем ВНС) считалась при ИН, равном от 30 до 90 у.е., ваготония устанавливалась при ИН < 30 у.е., симпатикотония с умеренным преобладанием тонуса симпатического отдела ВНС регистрировалась при ИН от 90 до 160 у.е., гиперсимпатикотония (перенапряжение регуляторных систем) определялась при ИН более 160 у.е.

Динамика ИН в ответ на изменение функционального состояния отражала ВР. Вариант ВР определялся в зависимости от ИВТ по отношению ИН2/ИН1. Нормальная вегетативная реактивность устанавливалась при ваготонии при значении ИН2/ИН1 от 1,1 до 3,0, при эйтонии – от 0,9 до 1,8, при симпатикотонии – от 0,7 до 1,5, при гиперсимпатикотонии – от 0,5 до 1,2. Вегетативная реактивность оценивалась как гиперсимпатикотоническая при значениях отношения ИН2/ИН1 выше указанных интервалов. Асимпатикотоническая ВР регистрировалась при значениях отношения ИН2/ИН1 ниже указанных диапазонов.

Функциональное состояние и адаптированность сердечно-сосудистой системы (ССС) у подростков оценивалось по интегрированным показателям адаптированности ССС, включающих индекс функциональных изменений (ИФИ) (А.П. Берсенева, 1991), коэффициент экономизации кровообращения (КЭК) (С.В. Яхонтов, Т.В. Ласукова, 2007), индекс Кердо (ИК). Расчет ИФИ проводился по формуле:

ИФИ = (0,011·частота пульса) + (0,014·систолическое
артериальное давление) + (0,008·диастолическое артериальное
давление) + (0,014·возраст) + (0,009·масса тела) –
– (0,009·длина тела) – 0,27.

Величина ИФИ измерялась в баллах. Адаптация считалась удовлетворительной при ИФИ до 2,60 баллов. Напряжение механизмов адаптации регистрировалось при ИФИ от 2,60 до 3,10 баллов. Неудовлетворительной адаптация считалась при ИФИ от 3,10 до 3,50 баллов. Срыв адаптации регистрировался при ИФИ, равном 3,50 баллов и выше. КЭК отражал выброс крови за 1 минуту. Расчет КЭК проводился по формуле:

КЭК = (систолическое артериальное давление – диастолическое
артериальное давление)×частоту сердечных сокращений.

В норме значение данного коэффициента приближается к 2600. Увеличение показателя КЭК указывает на затруднения в работе ССС. ИК рассчитывался по формуле:

ИК = диастолическое артериальное давление/частоту
сердечных сокращений.

В норме ИК близок к 1,0. Увеличение уровня ИК свидетельствует о преобладании симпатических влияний на ССС, а его уменьшение – о преимуществе парасимпатических влияний.

Функциональное состояние сердца оценивалось методом электрокардиографии (ЭКГ), записанной в 12 общепринятых отведениях в положении лежа (В.Н. Орлов, 2006) с использованием компьютерного электрокардиографа «Поли-Спектр-12/Е» фирмы «Нейрософт» г. Иваново. На ЭКГ определялись ширина зубца Р и комплекса QRS, длительность интервала PQ и QT, значение угла α.

Функция внешнего дыхания (ФВД) у подростков была изучена методом компьютерной спирографии. Обследования проводились в утренние часы в положении пациента сидя и в состоянии физиологического покоя (М.И. Анохин, 2003). Для правильной интерпретации результатов спирографии учитывался точный возраст, длина и масса тела пациентов. При исследовании использовался компьютерный спирограф «Спиро-Спектр» фирмы «Нейрософт» г. Иваново. Спирографические исследования позволили определить жизненную емкость легких (ЖЕЛ, л), форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ, л), объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1, л), частоту дыхания (ЧД, движ./мин), дыхательный объем
(ДО, л), резервный объем вдоха (РО вд, л), максимальную вентиляцию легких (МВЛ, л/мин), минутный объем дыхания (МОД, л/мин).

ЖЕЛ представляла собой наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после предельно глубокого вдоха. ДО являлся объемом вдыхаемого воздуха при каждом дыхательном цикле в состоянии покоя. РО вд считался максимальным объемом воздуха, который можно вдохнуть после спокойного, обычного вдоха. МВЛ определялась как максимальный объем, который пациент может провентилировать за 1 минуту. МВЛ рассчитывалась по формуле:

МВЛ = ДОмакс×ЧДмакс.

МОД являлся величиной общей вентиляции в минуту при спокойном дыхании. МОД рассчитывался по формуле:

МОД = ДО×ЧД.

Для измерения ЖЕЛ, РО вд, ДО и ЧД после шести циклов спокойного дыхания пациент выполнял полный, глубокий спокойный выдох, за которым следовал максимально глубокий вдох. Исследование ФЖЕЛ и расчет объемных скоростей движения воздуха проводилось при выполнении пациентом максимально глубокого вдоха и резкого форсированного (с наибольшим усилием) полного выдоха. В соответствии с международными стандартами основным критерием для формулировки заключения являлись нормативные цифровые величины.

Выявление возможных нарушений бронхиальной проходимости и преимущественные уровни возможного поражения осуществлялось с использованием фармакологической пробы. В качестве вещества, оказывающего действие на тонус гладкой мускулатуры бронхов, применялся сальбутамол из группы β2-агонистов ингаляционным путем. Пациент выполнял медленный полный выдох, вводил в рот мундштук ингалятора и во время последующего медленного глубокого вдоха ингалировал аэрозоль. На высоте вдоха пациент задерживал дыхание на 2–3 с и затем медленно выдыхал через сжатые губы. Через 15 минут после ингаляции функциональное исследование повторялось. Далее проводилась оценка влияния лекарственного препарата на показатели кривой поток-объем, главным образом, на объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) и форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ). Величина прироста ОФВ1 от 15 % и более от должной, считается маркером положительного бронходилатирующего ответа.

Метод зональной реопульмонографии (РПГ) с техникой наложения электродов по Е.А. Фринерману (1967) применялся для оценки регионального легочного кровенаполнения и легочной вентиляции у здоровых подростков. Первая пара электродов спереди располагалась в подключичной ямке по l.medioclavicularis anterior. Вторая пара электродов спереди фиксировалась в III-ем межреберье между ll.medioclavicularis anterior и axillaris anterior. Третья пара электродов спереди устанавливалась между ll.axillaris anterior и axillaris media на 1 см выше относительной печеночной тупости – ориентировочно VIII ребро. Первая пара электродов сзади располагалась над остью лопатки по l.medioclavicularis posterior. Вторая пара электродов сзади фиксировалась на уровне нижней трети внутреннего края лопаток. Третья пара электродов сзади устанавливалась на уровне угла лопаток. Первой проводилась запись реограмм вентиляции легких в условиях спокойного дыхания. После спокойного выдоха, в условиях задержки дыхания, регистрировались реограммы пульсации легких. При исследовании использовался компьютерный реограф «Рео-Спектр-3» фирмы «Нейрософт» г. Иваново.

При анализе реопульмонографии были исследованы три группы показателей:

– показатели лёгочного кровенаполнения (1-я группа),

– показатели лёгочной вентиляции (2-я группа),

– показатели соотношения лёгочной вентиляции и лёгочного кровенаполнения (3-я группа).

Первая группа показателей лёгочного кровенаполнения включала:

1) фазовые параметры зональной РПГ;

2) показатели интенсивности кровотока и венозного оттока;

3) показатели пульсации легких.

Фазовые параметры реограмм изучались по времени распространения пульсовой волны от сердца (Q_х, с), времени быстрого кровенаполнения (α1, с), времени медленного кровенаполнения (α2, с). Показатель Q_х зависел от эластичности и тонуса сосудов, по которым распространялась волна. Q_х определялся как время от Q-зубца ЭКГ до начала реоволны (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Определение времени распространения пульсовой волны
от сердца (Q_х, с)

При повышении артериального тонуса Q_х уменьшался, при облитерации сосудов – удлинялся, что позволяло уточнить тип кровообращения. Показатель α1 являлся временем от начала реоволны до точки реограммы, соответствующей максимуму первой производной. Значение α1 характеризовало тонус крупных артерий, при повышенном тонусе удлинялся. Показатель α2 определялся как время от точки реограммы, соответствующей максимуму первой производной до максимальной амплитуды реоволны (рис. 2.2). α2 характеризовал тонус средних и мелких артерий, при их повышенном тонусе удлинялся.

Показатели интенсивности кровотока и венозного оттока включали реографический индекс (РИ, у.е.), диастолический индекс (ДИ, %), венозное отношение по И.В. Соколовой (ВО по Соколовой, %). Величина РИ вычислялась по формуле: максимальная амплитуда реоволны/0,1 (рис. 2.3).

Рис. 2.2. Определение времени быстрого (α 1, с)
и медленного (α 2, с) кровенаполнения

Рис. 2.3. Определение максимальной амплитуды реоволны

Уровень РИ уменьшался при венозном застое. ДИ считался как индекс эластичности, отражал соотношение артериального притока и венозного оттока, увеличивался при повышенном тонусе вен и венул или при затруднении венозного оттока. ДИ вычислялся по формуле:

ДИ = (амплитуда реограммы на уровне дикротического
зубца/максимальную амплитуду реоволны)×100 % (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Определение амплитуды реограммы на уровне дикротического зубца

ВО по Соколовой повышалось при затруднении венозного оттока. ВО по Соколовой вычислялось по формуле:

(амплитуда реограммы на расстоянии 4/5 кардиоцикла
от начала волны/максимальную амплитуду реоволны)×100 % (рис. 2.5).

Показатели пульсации легких включали минутное пульсовое кровенаполнение зон легких (МПК, Ом/мин), пульсовое кровенаполнение легкого (ПКЛ, Ом/мин) (левого и правого лёгких), общее пульсовое кровенаполнение (ОПК Ом/мин), индекс пульсового кровенаполнения зон легких (ИПК, %), индекс пульсового кровенаполнения легкого (ИПКЛ, %) (левого и правого лёгких). МПК отражало интенсивность
объемного пульсового кровотока за 1 минуту. МПК рассчитывался
по формуле:

МПК = максимальная амплитуда реоволны×ЧСС.

ПКЛ отражал суммарную функцию кровоснабжения легкого и вычислялся для каждого легкого как сумма трёх МПК. ОПК являлся суммой 6-и МПК. ИПК являлся базовым параметром, характеризовавшим интенсивность кровотока в конкретной легочной зоне. Для расчета ИПК использовалась формула:

ИПК = (МПК/ОПК)×100 %.

ИПКЛ определялся отдельно для левого и правого легких и отражал перераспределение пульсаторного кровотока между двумя легкими. Для расчета данного показателя использовалась формула:

ИПКЛ = (ПКЛ/ОПК)×100 %.

Вторая группа показателей легочной вентиляции состояла из величин минутного объема вентиляции (МОВ, Ом/мин), объема вентиляции легкого (ОВЛ, Ом/мин) (левого и правого лёгких), общего объема вентиляции (ООВ, Ом/мин), реографического индекса вентиляции зон легких (РИВ, %), реографического индекса вентиляции легкого (РИВЛ, %) (левого и правого лёгких). МОВ характеризовал локальный дыхательный объем в той или иной зоне, приведенный к частоте дыхания. МОВ рассчитывался по формуле:

МОВ = средняя амплитуда дыхательных движений
в блоке×частоту дыхательных движений.

ОВЛ отражал суммарную функцию внешнего дыхания легкого. ОВЛ левого лёгкого вычислялся как сумма трёх МОВ левого лёгкого. ОВЛ правого лёгкого рассчитывался как сумма трёх МОВ правого лёгкого. ООВ указывал суммарную функцию внешнего дыхания обоих лёгких. ООВ являлся суммой 6-и МОВ. РИВ характеризовал распределение вентиляционных объемов между отдельными зонами легких. Для расчета РИВ использовалась формула:

РИВ = (МОВ/ООВ)×100 %.

Реографические индексы вентиляции левого и правого лёгких отражали перераспределение вентиляционного объема между двумя лёгкими. Для расчета РИВЛ использовалась формула:

РИВЛ = (ОВЛ/ООВ)×100 %.

Рис. 2.5. Определение амплитуды реограммы
на расстоянии 4/5 кардиоцикла от начала волны

Третья группа показателей характеризовалась соотношением лёгочной вентиляции и лёгочного кровенаполнения, включая соотношения минутного объема вентиляции и минутного пульсового кровенаполнения зон лёгких (МОВ/МПК, у.е.), соотношение объема вентиляции лёгкого и пульсового кровенаполнения лёгкого (ОВЛ/ПКЛ, у.е.) (левого и правого лёгких). МОВ/МПК позволяло оценить взаимосвязь вентиляции и пульсации в каждой лёгочной зоне.

Следовательно, в соответствии с поставленной целью вегетативная регуляция у подростков оценивалась по ИВТ и ВР. Для изучения ИВТ использовалась КИГ в горизонтальном положении. При исследовании ВР применялась КИГ в вертикальном положении. Оценка функционального состояния и адаптированности ССС проводилась по ИФИ, КЭК и ИК. Для изучения функционального состояния сердца использовалась ЭКГ. Функция внешнего дыхания оценивалась методом компьютерной спирографии с проведением фармакологической пробы. Функциональное состояние кардиореспираторной системы исследовалось методом зональной РПГ.

2.3. Статистические методы анализа информации

Статистические материалы были обработаны методами вариационной статистики по общепринятым правилам с использованием программы «Statistica-6.1» и Microsoft Office Excel (2010). Анализ результатов исследования был проведен с помощью биометрических методов (В.М. Зайцев, В.Г. Лифляндский, В.И. Маринкин, 2003, О.Ю. Реброва, 2006, Т. Гргенхольх, 2007, В.И. Загвязинский, Р. Атаханов, 2007, В.И. Петров, С.В. Недогода, 2009). Для статистической характеристики полученных данных определялись средняя величина выборочной совокупности () и ошибка репрезентативности или средняя ошибка средней величины (). Для оценки полученных данных вычислялось среднее квадратическое отклонение (S) по формуле

(по числу случаев),

где K – коэффициент Ермолова. Достоверность разности сравниваемых средних величин определялась по t-критерию Стьюдента. При этом различия считались статистически значимыми при t ≥ 2,0. Доверительные границы средних величин в генеральной совокупности признаков определялись по формуле:

где – значения средних величин, полученных для генеральной совокупности; – значения средних величин, полученных для выборочной совокупности; – ошибка репрезентативности выборочных величин; t – доверительный критерий или критерий точности, который устанавливался при планировании исследования. При этом доверительные границы при t = 2,0 определялись со степенью вероятности безошибочного прогноза, равной 95 %. Доверительные границы в пределах считались колебаниями референтских величин, показатели меньше минимальных () расценивались сниженными, а показатели больше максимальных () – повышенными величинами, что позволило определять колебания истинных величин и их отклонения в сторону снижения или повышения. Коэффициент вариации (Сv, %) определялся для сравнения степени разнообразия признаков, что позволило выявлять более устойчивые (постоянные) и менее устойчивые (переменные) признаки в совокупности. Расчет Сv производится по

,

где S – среднее квадратичное отклонение; – средняя величина. Разнообразие признаков характеризуется как слабое при Сv до 10 %, среднее – при Сv от 10 до 20 %, сильное – при Сv более 20 %.

Для выявления взаимосвязей различных функциональных показателей у обследованных подростков использовался метод корреляционного анализа. Оценка силы и направленности связей при прямолинейной зависимости производилась по величине коэффициента корреляции (r). Полная связь определялась при r = +1,0 или r = –1,0. Связь считалась сильной при r = 0,7–1,0, средней силы – при r = 0,3 – 0,7 и слабой силы – при r < 0,3. Кроме того, прямая положительная зависимость между изучаемыми признаками устанавливалась при положительных значениях коэффициента корреляции и обратная отрицательная зависимость – при отрицательных его значениях. Числовое выражение коэффициента корреляции принималось за достоверное при значениях степени вероятности, равных р < 0,05. Взаимосвязи функциональных показателей изучались с помощью построения корреляционных матриц. При этом использовался метод определения коэффициента корреляции Спирмена и коэффициента корреляции Пирсона.

Следовательно, для оценки полученных результатов рассчитаны статистические показатели, включающие среднюю величину выборочной совокупности, ошибку репрезентативности, среднее квадратическое отклонение, доверительные границы средних величин, доверительный критерий Стьюдента, коэффициент вариации, коэффициент корреляции Спирмена, коэффициент корреляции Пирсона. Используемые методы статистического анализа полученных результатов, позволяют объективизировать изучаемую информацию и служат адекватным средством для достижения цели и решения поставленных задач настоящего исследования.