Сократимость левого желудочка сердца человека: неинвазивное определение при каждом кардиоцикле

Рассмотрена история развития метода измерения длительности периода предизгнания (ДПП) — показателя сократимости левого желудочка. На основе физиологических предпосылок создан новый компьютеризированный метод измерения ДПП в каждом последовательном кардиоцикле. Отличия метода: 1) принцип измерения — тетраполярная импедансометрия, при этом сигнальные электроды размещаются вдоль проекции восходящей аорты, один в центре рукоятки грудины, второй на 5 см каудальнее; 2) начало отсчета ДПП — точка на восходящей ветви зубца R на электрокардиограмме, в которой первая производная электрокардиографического сигнала достигает максимума, за окончание ДПП принята точка максимума второй производной первичного импедансного сигнала на восходящем фронте его пульсовой волны. Метод испытан у здоровых лиц для 10 функциональных проб. Приведены результаты, характеризующие динамические особенности изменения сократимости левого желудочка при велоэргометрической пробе с равномерно нарастающей нагрузкой и отражающие развитие положительного инотропного действия симпатического отдела вегетативной нервной системы. Отмечены особенности этого действия: малый скрытый период, сохранность достигнутого повышенного уровня при снижении нагрузки (перед ее выключением) и последующее медленное (по сравнению с хронотропным эффектом) убывание, а также включение при малых нагрузках.

Длительность периода предизгнания (ДПП) — одного из систолических временны`х интервалов, издавна признана показателем сократимости левого желудочка (ЛЖ) [1]. По классическому определению, период предизгнания — «интервал времени от начала деполяризации желудочков до начала изгнания крови из ЛЖ» (рис. 1). В течение этого интервала сначала происходит сопряжение возбуждения волокон миокарда с их сокращением, а затем — изоволюмическое сокращение [1, 2]. Длительность начальной стадии (первоначальное название — «электромеханическая задержка» [1]) почти постоянна и слабо зависит от влияний вегетативной нервной системы. У здорового человека она составляет 27±5,5 мс (±σ) [3]*. Напротив, продолжительность изоволюмического сокращения ЛЖ весьма чувствительна к инотропным воздействиям вегетативной нервной системы.

У здорового человека в положении лежа в покое ДПП составляет приблизительно 100 мс. В зависимости от направленности и интенсивности инотропного действия ДПП ЛЖ может уменьшаться, притом значительно, на 50% и больше [5, 6], или возрастать [7]. В первом случае сократимость миокарда увеличивается, во втором — уменьшается.

Первоначальный метод измерения ДПП — поликардиографический — был создан в 40—50-е годы XX века, в процессе изучения структуры цикла работы сердца (см. рис. 1). Историю этих исследований, как и историю создания метода, а также его сущность подробно рассмотрел В.Л. Карпман [2]. Понятие «неинвазивное исследование» возникло впервые именно в связи с созданием и применением поликардиографического метода [8].

Рис. 1. Схема явлений, которые разграничивают систолические временные интервалы (по [1], с изменениями).

Для наглядности запись сфигмограммы сонной артерии (применяемой при полиграфическом методе) заменена записью давления в восходящей аорте (Раорт) и приведена запись давления в ЛЖ. Q—S2 — электромеханический интервал — от зубца Q на ЭКГ до нижней точки инцизуры Раорт, которая совпадает с аортальным компонентом второго тона сердца, S2; фаза изгнания — от начала резкого повышения Раорт до нижней точки его инцизуры; ПП — период предизгнания; его длительность определяют как разность продолжительностей электромеханического интервала и фазы изгнания; ЭЗ — электромеханическая задержка; ИС — изоволюмическое сокращение; ЛЖ — левый желудочек; ФКГ — фонокардиограмма; ЭКГ — электрокардиограмма. Длительность фазы изгнания по сфигмограмме сонной артерии определяют так же, как по записи Раорт — от начала восходящего фронта пульсовой волны до нижней точки инцизуры.

В 60—80-е годы XX века усилия ученых были направлены на выявление диагностических возможностей этого метода применительно к кардиологическим больным [1, 2, 8]. Стремление повысить диагностическую ценность метода привело к попыткам применить его при велоэргометрической (ВЭМ) пробе [9] и пробе на тредмилле [10]. Однако развития эти исследования не получили: с середины 70-х годов методически весьма сложный и трудоемкий поликардиографический метод стал уступать место другому способу измерения длительностей фаз сердечного цикла — импедансному.

Сущность импедансного метода. Импедансным сопротивлением, или импедансом (Z), называется сопротивление электрической цепи переменному току. Кровь обладает наименьшим из всех тканей импедансным сопротивлением. В 40-х годах XX в. J. Nyboer [11, 12] и А.А. Кедров [13, 14], исходя из законов проведения электрического тока, учитывая это свойство крови и опираясь на результаты простейших опытов (измерение Z при пережатии сосудов руки человека манжетой и изменениях гидростатического давления в них), объяснили колебания импеданса, которые повторяются в такт сокращениям сердца и дыхательным циклам, изменениями объема крови в тканях, расположенных между электродами. Кедров уточнил, что в первую очередь — это объем «столбика» крови, которая наполняет магистральные артерии. В начале изгнания они растягиваются, объем «столбика» крови в них увеличивается, и импеданс участка тела между электродами уменьшается. Это и проявляется в виде систолических волн Z-сигнала (рис. 2). Применимость такого представления для аорты убедительно доказана лишь в последнее время [15, 16].

Рис. 2. Пример записи импедансных сигналов тетраполярным методом при расположении электродов «по Кубичеку» (по [18], с изменениями).

Временно`й интервал между вертикальными линиями сетки 100 мс. Вертикальными линиями обозначен период предизгнания — от начала зубца Q на ЭКГ до прохождения сигнала dZ/dt через его нулевую линию. Продолжение второй из этих двух линий вверх, до пересечения ее с записью первичного Z-сигнала, позволяет видеть, что в условиях данного исследования момент времени, определяемый по этой точке, действительно соответствует началу пульсовой волны в первичном сигнале. ФКГ — фонокардиограмма; ЭКГ — электрокардиогра...

Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., Ермишкин В.В., Сонина Р.С.