Показатели вариабельности сердечного ритма при остром респираторном синдроме у детей



В статье представлены данные корреляционного анализа зависимости спектральных характеристик сердечного ритма от возрастно-половых особенностей детей, исходного состояния (предварительный диагноз) и тенденцию его изменения (клинический диагноз) при остром респираторном синдроме у детей в возрасте до 6 лет, что должно учитываться в диагностических системах.

Ключевые слова: острый респираторный синдром, вариабельность сердечного ритма, дети

Актуальность. Острые респираторные заболевания, включая грипп, являются самыми массовыми заболеваниями среди всей инфекционной патологии. Более 30 % всего населения Земли ежегодно переболевает ОРВИ [3, 9]. Каждый год в мире регистрируется более 1 млрд. больных острыми респираторными заболеваниями [4].

Современная патология респираторного тракта характеризуется повышением числа респираторных вирусных инфекций во всех возрастных группах, что во многом может быть объяснено снижением иммунологической реактивности населения [4].

В структуре заболеваемости у детей преобладают острые инфекции верхних дыхательных путей различной этиологии и грипп, на которые приходится более 90 % от всех зарегистрированных инфекционных и паразитарных заболеваний у детей [8]. По числу случаев эти заболевания превосходят все другие инфекции [9].

Максимальная заболеваемость острыми респираторными инфекциями среди детей отмечена в возрасте от 6 месяцев до 6 лет и составляет в среднем 4–6 заболеваний в год, что объясняется утратой материнского и отсутствием приобретенного иммунитета [3]. Среди школьников заболеваемость снижается до 2–5 случаев в год, а среди взрослых — не превышает 2–4 заболеваний на протяжении года [4]. Это всеобщая закономерность, и она прослеживается у детей во всех странах мира, независимо от экономического уровня их развития.

За последние три десятилетия были выявлены существенные взаимосвязи между вегетативной нервной системой и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, включая внезапную смерть [2].

На основе анализа кардиоритмограммы изучены особенности вариабельности сердечного ритма с учетом исходного вегетативного тонуса у 244 детей, здоровых и страдающих бронхиальной астмой [1].

По мере появления все большего количества устройств, обеспечивающих автоматическое измерение ВСР, у кардиолога появляется достаточно простой инструмент для решения как исследовательских, так и клинических задач [5].

Спектральные компоненты только в том случае можно связать с определенными физиологическими механизмами модуляции ритма, если механизмы эти оставались неизменными в течение периода записи. Транзиторные физиологические феномены, возможно, могут быть доступны анализу посредством специфических методов, которые в настоящее время составляют актуальную научную тему, но не проработаны настолько, чтобы применяться в прикладных исследованиях.

Плодотворной областью поиска является использование методик ВСР для изучения значения нарушений функции вегетативной нервной системы в механизмах развития заболеваний, в особенности таких состояний, при которых вагосимпатические факторы предположительно играют важную роль [6].

Несмотря на выбранный подход в изучении закономерностей, связанных со спектральными характеристиками сердечного ритма (СР) при остром респираторном синдроме (ОРС), методология изучения требует рассмотрения выявленных особенностей методами корреляционного анализа. При этом основные направления анализа должны быть связаны с такими группообразующими признаками, как пол, возраст, предварительный и клинический диагнозы.

Цель исследования: изучить причинно-следственные взаимосвязи острого респираторного синдрома и спектральной характеристики сердечного ритма у детей.

Материалы иметоды исследования: Обследовано 167 детей в возрасте от 0.2 до 6.6 лет (M±SD: 2.1±1.5 лет). В том числе в возрасте до 1 года было обследовано 48 детей (28.7 ±3.5 %), от 1 года до 3 лет — 79 (47.3±3.9 %) и старше 3 лет — 40 (24.0±3.3 %). Среди обследованных детей мальчики составляли 61.1±3.8 % (n=102) и девочки — 38.9±3.8 % (n=65).

На момент обследования длительность пребывания детей в клинике варьировала от 1 до 13 дней (M±SD: 4.1±2.4 дней).

У всех обследованных детей, по анамнестическим данным, начало заболевания было связано с острым воспалением верхних дыхательных путей. При поступлении в клинику были установлены следующие предварительные диагнозы: ОРВИ (ларинготрахеит) — 82 (49.1±3.9 %), острый бронхит — 42 (25.7±3.4 %) и бронхопневмония — 43 (25.7±3.4 %).

Длительность последовательных кардиоинтевалов и расчетные показатели ВСР определялась при помощи программно-аппаратного комплекса «Ритм» (ПАК «Ритм», Республика Узбекистан, фирма «ALEN»). RR-интервалы регистрировались в течении 5-ти минут с точностью 0.001 с. Обследование проводилось с соблюдением всех рекомендуемых условий [1, 2] в положении «сидя». Все временные показатели вариабельности сердечного ритма рассчитывались стандартными способами [1], а показатель pMo выражался долей (%) RR-интервалов, соответствующих области моды (Mo10 мс).

Разработка полученных данных и их графическое представление проводились на персональном компьютере с использованием программ «MS Excel» и «Statistica». Абсолютные значения спектральной плотности были получены при помощи метода Фурье (полное преобразование одиночных серий по варианту «Hamming»). При этом были приняты следующие границы частотных диапазонов: HF — >0.150 Гц, LF — 0.150–0.040 Гц, VLF — 0.040- 0.015 Гц, ULF — <0.015 Гц, HF-1–0.150–0.300 Гц, HF-2–0.300–0.450 Гц, HF-3 — >0.450 Гц.

Для общих характеристик были использованы стандартные методы описательной (параметрической) статистики — расчет средних (M) и экстенсивных показателей (P), их вариационных характеристик (стандартная ошибка экстенсивного показателя — mp, стандартное отклонение — SD, доверительный интервал — DI) [7].

При сравнении частоты встречаемости отдельных признаков в группах сравнения и определения статистически значимых различий были применены универсальные и многофункциональные методы с расчетом и оценкой u-критерия (u), критерия углового преобразования Фишера (Ф*), критерия соответствия (согласия) Пирсона (x2), критерия относительного риска (RR и 1/RR), теста Шеллинга-Вольфейля (T), а-критерия по точному методу Фишера, тетрахорического коэффициента сопряженности (Rt) и коэффициента ассоциации (Ras) [7].

Результаты исследования: при проведении корреляционного анализа рассматривались ранговые оценки спектральных поддиапазонов. Учитывая то, что спектральные характеристики сердечного ритма, признак пола, а также данные о предварительном и клиническом диагнозе были представлены качественными показателями, для оценки корреляционной связи использованы непараметрические методы Спирмена (Rs) и гамма (Rg).

Перевод спектральных оценок из абсолютных показателей сначала в относительные (экстенсивные), а затем в ранговые, позволил расширить возможности изучения связей за счёт повышения функциональной информативности. Фактически, используя такой подход при изучении причинно-следственных взаимосвязей спектральных характеристик СР при ОРС, мы коснулись не только общих закономерностей патогенетического механизма, но и определили характерные особенности, связанные с возможностью проведения дифференциальной диагностики.

Характеристика корреляционных связей пола детей с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов СР, представлена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика корреляционных связей пола детей сранговыми оценками спектральных поддиапазонов сердечного ритма

Показатель	Ранговая характеристика спектрального поддиапазона	Характеристика связи
		Rg	P
Пол	LF-12	0,242	0,004
	LF-17	0,346	0,000
	HF-2–28	-0,278	0,001
	HF-3–2	-0,273	0,001
	HF-3–5	0,256	0,002

Результаты корреляционного анализа показали, что признак пола детей с проявлениями ОРС статистически достоверно коррелировал с ранговыми характеристиками низкочастотных поддиапазонов LF-12 (Rg=+0.242, при p=0.04) и LF-17 (Rg=+0.346, при p‹ 0.001). При этом направление связи было прямым (положительным). В то же время корреляционная связь признака пола с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов СР носила как отрицательный, так и положительный характер или направленность.

Так, с ранговыми характеристиками спектральных поддиапазонов HF-2–28 (Rg=-0.278, при p=0.001) и HF-3–2 (Rg=-0.273, при p=0.001) корреляционная зависимость была отрицательной, а для поддиапазона HF-3–5 она имела прямую направленность (Rg=+0.256, при p=0.002).

Возраст обследованных детей коррелировал практически со всеми поддиапазонами спектрограммы СР, но для первого высокочастотного поддиапазона HF-1 эти связи имели характер существования тенденции, имели низкую силу, пороговый уровень достоверности или не определялись вообще стандартными методами корреляционного анализа (табл. 2).

Таблица 2

Характеристика корреляционных связей возраста детей сранговыми оценками спектральных поддиапазонов сердечного ритма

Показатель	Ранговая характеристика спектрального поддиапазона	Характеристика связи
		Rs	P
Возраст	ULF	0,187	0,016
	VLF	0,205	0,008
	LF	0,303	0,000
	HF-2	-0,230	0,003
	HF-3	-0,314	0,000
	ULF-3	0,154	0,048
	VLF-5	-0,182	0,019
	LF-5	-0,152	0,049
	HF-2–12	0,185	0,016
	HF-2–24	-0,164	0,035
	HF-3–6	0,167	0,031
	HF-3–11	-0,194	0,012

Результаты корреляционного анализа показателей возраста детей с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов СР показали существование статистически достоверных связей положительной (прямой) направленности с сверх- (ULF: Rs=0.187, при p=+0.016), очень- (ULF: Rs=+0.205, при p=0.008) и низкочастотным (LF: Rs=0.303, при p‹ 0.001) диапазонами. При этом для второго и третьего высокочастотных диапазонов с признаком возраста у детей была определена статистически достоверная отрицательная корреляционная зависимость (HF-2: Rs=-0.230, при p=0.003; HF-3: Rs=-0.314, при p‹ 0.001).

Для каждого низкочастотного диапазона СР были выявлены статистически достоверные корреляционные связи показателей возраста детей с отдельными поддиапазонами частотного спектра. Так для сверхнизкочастотной области такая связь была определена с поддиапазоном ULF-3 (Rs=+0.154, при p=0.048), а для оченьнизкочастотного — с поддиапазоном VLF-5 (Rs=-0.152, при p=0.019).

Характеристика корреляционных связей возраста детей с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов СР представлена в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика корреляционных связей предварительного диагноза сранговыми оценками спектральных поддиапазонов сердечного ритма.

Показатель	Ранговая характеристика спектрального поддиапазона	Характеристика связи
		Rg	P
ПД	ULF-3	0,304	0,000
	LF-21	0,184	0,010
	HF-2–4	-0,193	0,009
	HF-2–13	-0,215	0,003

Возрастные особенности обследованных детей с проявлением клиники ОРС нашли отражение в изменении спектральной плотности СР в низкочастотной области (ULF: Rs=+0.187, при p=0.016; VLF: Rs=+0.205, при p=0.008; LF: Rs=+0.303, при p‹ 0.001).

При этом возраст детей отрицательно коррелировал с показателями ранговых оценок спектральной плотности СР во втором и третьем диапазонах HF (HF-2: Rs=-0.230, при p=0.003; HF-3: Rs=-0.314, при p‹ 0.001).

В соответствии с общей закономерностью корреляционных связей возраста с ранговыми оценками спектра СР в низкочастотной области была определена статистически достоверная корреляция с поддиапазоном ULF-3 (Rs=+0.154, при p=0.048), тогда как для поддиапазона VLF-5 и LF-5 отмечалось существование обратной корреляционной связи (Rs=-0.182, при p=0.019; Rs=-0.152, при p=0.049). Показатель возраста детей коррелировал и с отдельными характеристиками высокочастотной области спектра СР, причём эта связь имела различную направленность (HF-2–12: Rs=+0.185, при p=0.016; HF-2–24: Rs=-0.164, при p=0.015; HF-3–6: Rs=+0.167, при p=0.031; HF-3–11: Rs=-0.194, при p=0.012). Показатели предварительного диагноза (ПД) положительно коррелировали с ранговыми оценками спектральной плотности СР в низкочастотной области (ULF-3: Rg=+0.304, при p‹ 0.001; LF-21: Rg=+0.184, при p=0.010), тогда как для высокочастотной области спектра отмечалось существование статистически достоверной обратной зависимости (HF-2–4: Rg=-0.193, при p=0.009; HF-2–13: Rg=-0.215; при p=0.003) (рис. 1).

Рис. 1. Характеристика корреляционных связей предварительного диагноза с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов сердечного ритма (Rg, при p<0.020).

На рисунке 2 наглядно представлена характеристика корреляционных связей клинического диагноза (КД) с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов СР, при p‹ 0.020, в низкочастотной области и поддиапазоном HF-1–3. Следует отметить, что только для поддиапазона ULF-2 была отмечена обратная зависимость с клиническим диагнозом (Rg=-0.303, при p‹ 0.001), а с диапазонами ULF-3 (Rg=+0.324, при p ‹ 0.001), LF-21 (Rg=+0.274, при p‹ 0.001) и HF-1–3 (Rg=+0.191, при p=0.010) была установлена положительная связь.

Рис. 2. Характеристика корреляционных связей клинического диагноза с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов сердечного ритма (Rg, при p<0.020).

Показатели клинического диагноза, объединённые проявлением ОРС и представленные тремя уровнями преимущественного поражения дыхательной системы (ВДП, Б и Л), положительно коррелировали с ранговыми оценками спектральной плотности СР в поддиапазонах HF-1–30 (Rg=+0.197, при р=0.008) и HF-2–26 (Rg=+0.261, при р<0.001), тогда как для поддиапазонов HF-2–4 (Rg=-0.250, при р=0.001) и HF-2–13 (Rg=-0.248, при р=0.001) была определена отрицательная связь.

Таким образом, для возрастных особенностей детей с проявлениями ОРС была установлена связь со всеми спектральными диапазонами СР, что с одной стороны определяет характер реагирования организма и особенности течения патологического процесса, а с другой связано с процессами функционального развития (состояния).

Категории предварительного диагноза коррелировали с ранговыми характеристиками спектральных поддиапазонов ULF, LF и HF-2. При этом для категорий клинического диагноза, по сравнению с предварительным диагнозом, список статистически достоверных связей с ранговыми оценками спектральных поддиапазонов СР был значительно шире, что объясняется их большей степенью объективности по оценке как текущего (актуального) состояния, так в связи преобладанием клиники преимущественных поражений отделов дыхательной системы и проявлением ОРС у детей.

Результаты сравнительного анализа частоты ранговых оценок спектральных поддиапазонов СР при ОРС позволили обоснованно выделить более 250 признаков, из которых было выбрано 55 наиболее значимых по критериям статистической достоверности и вероятности встречаемости для трех категорий диагноза.

Заключение: корреляционный анализ определяет зависимость спектральных характеристик сердечного ритма от возрастно-половых особенностей детей, исходного состояния (предварительный диагноз) и тенденцию его изменения (клинический диагноз) при острых воспалительных заболеваниях дыхательной системы у детей в возрасте до 6 лет, что должно учитываться в диагностических системах.

Литература:

1. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации). / Под ред. Р. М. Баевского. — М.: КНМТ МЗ РФ, 2000. — 50 с.
2. Баевский Р. М., Иванов Г. Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. // http: // www. ecg. ru.
3. Баранов А. А., Каганов Б. С, Горелов А. В. Острые респираторные заболевания у детей: лечение и профилактика. — М., 2004.
4. Бобров М. В. Клинико-экономическое обоснование этиотропного лечения респираторных вирусных инфекций у детей: Автореф. … канд. мед. наук. — Волгоград, 2006. — 24 с.
5. Галеев А. Р., Игишева Л. Н., Казин Э. М. Вариабельность сердечного ритма у здоровых детей в возрасте 6–16 лет. // Физиология человека. — 2002. — Т. 28, № 4. — С. 54–58.
6. Кокоулин Г. С., Лебедева А. Б., Татаринова С. В., Татарева С. В. К особенностям вариабельности сердечного ритма у детей с тахиаритмиями. // Информационный ресурс по электрокардиографии (http: // www.ecg.ru, 2008).
7. Малета Ю. С. Математические методы статистического анализа в биологии и медицине. — М.: Изд-во МГУ, 1982. — 308 с.69
8. Слободская Е. Р., Татауров Ю. А. Вегетативная регуляция сердечного ритма и темперамент детей раннего возраста. // Физиология человека. — 2001. — Т. 27, № 2. — С. 86–90.
9. Suess P. E., Alpan G., Dulkerian S. J. et al. Respiratory sinus arrhythmia during feeding: a measure of vagal regulation of metabolism, ingestion, and digestion in preterm infants. // Dev. Med. Child. Neurol. — 2000. — № 42 (3). — P. 169–173.