Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки в динамике кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела человека

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки в динамике кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела человека"

На правах рукописи

Салтыкова Марина Михайловна

РОЛЬ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И ИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ В ДИНАМИКЕ КАРДИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

03.00.13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 2008

003459303

Работа выполнена в НИИ кардиологии им. А.Л.Мясникова ФГУ «Российский Кардиологический Научно-производственный комплекс Росмедтехнологий»

Научные консультанты: д.м.н., профессор Атьков Олег Юрьевич,

д.б.н., профессор Рогоза Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты:

д.б.н. Лукошкова Елена Владимировна,

д.б.н. Полякова Ирина Петровна,

д.б.н., профессор Кошелев Владимир Борисович

Ведущая организация: ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем

Защита состоится « » февраля 2009 года на заседании диссертационного совета Д.501.001.93 при Московском Государственном Университете им. МВ.Ломоносова по адресу 119991 Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, МГУ, биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В.Ломоносова

Автореферат разослан « » декабря 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

РАН

доктор биологических наук

Умарова Б.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Электрокардиография является одним из наиболее распространенных средств контроля за состоянием миокарда. На протяжении более чем столетней истории этого метода накоплен значительный фактологический материал, позволяющий выделить основные закономерности отклонений ЭКГ при различных заболеваниях сердца. Однако определение механизмов, обуславливающих ту или иную динамику кардиоэлектрических потенциалов, представляет пока существенные трудности. Одна из основных проблем состоит в сложности дифференциации изменений ЭКГ, вызванных различными по своей природе факторами: а) изменением собственно электрической активности кардиомиоцитов (его оценка является основной задачей электрокардиографии); б) увеличением или уменьшением расстояния от эпикарда до регистрирующих электродов, которое может быть следствием как изменения формы и размеров сердца вследствие, например, гипертрофии миокарда или дилатации камер, так и некоторого сдвига и ротации сердца, например, при смене пациентом позы или напряжении мышц брюшного пресса, вызывающем смещение диафрагмы, и в) изменением электропроводности органов и тканей грудной клетки вследствие перераспределения крови и других биологических жидкостей.

Еще первые исследователи в области электрокардиографии отмечали, что объем биологических жидкостей в грудной клетке и размеры органов могут существенно влиять на форму ЭКГ [Seeman J, 1912; Katz L.N., 1937]. В настоящее время значимость этих факторов показана как при аналитическом моделировании [Nelson C.V. et al., 1980; Rudy Y. et al., 1982; Kramer D.A. et al., 1984], так и в экспериментальных работах на открытой грудной клетке животных [Manoach M., 1971, 2000; Lekven J. et al., 1979]. Однако в большинстве аналитических моделей оценивают изолированное влияние отдельных морфологических структур грудной клетки, не полностью учитывая реальную конфигурацию и расположение органов в грудной клетке; так,

например, наиболее часто используется сферическая модель легких. Кроме того, разные модели дают существенно различающиеся между собой количественные результаты, что резко затрудняет их использование при клиническом анализе ЭКГ [Gulrajani R.M., 1989]. То же относится и к результатам, полученным на открытой грудной клетке животных, поскольку очевидна значимость влияния экспериментальных условий на количественные результаты. Все это приводит к тому, что в традиционной электрокардиографии все изменения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела считаются обусловленными либо изменениями электрической активности миокардиальных клеток, либо изменением расстояния от поверхности сердца до электродов. Исключение составляют случаи с эмфиземой легких, выраженным ожирением, тиреотоксикозом, микседемой и некоторыми другами видами патологий, для которых выработаны эмпирические подходы, в большинстве случаев сводящиеся к констатации увеличения или снижения вольтажа ЭКГ при соответствующей патологии [Беленков Ю.Н.,.Атьков О.Ю., 1997; Дорофеева 3.3., 1982; Madias J.E., 2003].

Вместе с тем, в литературе появляется все больше работ, показывающих несостоятельность традиционных подходов к интерпретации ЭКГ, когда изменения вольтажа QRS связываются только с изменениями электрической активности миокарда или расстояния между эпикардом и электродами. Y.Rudy с соавторами [Rudy Y. et al., 1982] доказал значимость влияния увеличения электропроводности легких на вольтаж ЭКГ в клинических условиях. По данным групп исследователей под руководством K.Ishikawa [Ishikawa К. et al., 1979] и E.Vitolo [Vitolo E. et al., 1987] изменение электропроводности крови и общего количества жидкости в организме во время процедуры гемодиализа может быть причиной противонаправленных изменений вольтажа ЭКГ и объема камер сердца, в то время как традиционный ЭКГ-анализ исходит из предположения об однонаправленности этих вариаций. Однако общим недостатком таких иреледований является, отсутствие целостной концепции влияния различных факторов, не связанных с электрической активностью

кардиомиоцитов, на вольтажные показатели электрокардиограммы. Это не позволяет прогнозировать вклад этих факторов в динамику ЭКГ, например, при длительном мониторировании или при проведении процедур функциональной диагностики. Сложность определения механизмов, посредством которых различные биофизические и физиологические факторы влияют на ЭКГ человека, в значительной степени обусловлена невозможностью оценки их изолированного контролируемого воздействия. Например, невозможно оценить изолированное влияние на вольтажные показатели ЭКГ динамики частоты сердечных сокращений. Чтобы вызвать значимое изменение ЧСС, необходимо давать испытуемому физическую, интеллектуальную или фармакологическую нагрузку, что, помимо увеличения частоты сердечного ритма, сопровождается целым комплексом ответных реакций, таких как изменение давления, силы сокращения миокарда, перераспределение крови и т.д. Определить, в какой степени соответствующие изменения ЭКГ вызваны динамикой ЧСС, а в какой -динамикой других физиологических показателей, практически невозможно. Это делает необходимым выбор таких экспериментальных условий, которые, с одной стороны, провоцируют реакции организма, сходные с теми, которые наблюдаются при проведении процедур функциональной диагностики, а с другой, позволяют установить соответствие между регистрируемыми изменениями ЭКГ и физиологическими реакциями. Для этого необходимо, во-первых, исключить влияние значимых для ЭКГ, но трудноконтролируемых факторов (гематокрита, ионного состава биологических жидкостей в миокарде и т.д.); во-вторых, реакция на исходное воздействие и компенсаторные реакции должны быть хорошо изучены, однотипны у всех обследуемых и сводиться к динамике небольшого количества физиологических показателей; в третьих, должны быть известны результаты экспериментов на животных, изолированном сердце или препаратах миокарда, которые позволяют прогнозировать влияние на ЭКГ динамики меняющихся в процессе эксперимента показателей.

В связи с этим представляет интерес модель перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности торса в условиях переменной гравитации во время полета специально оборудованного самолета по параболе Кеплера. Особенностью такой модели является быстрое (в течение 2-3 секунд) перераспределение значительного объема крови у испытуемого, находящегося в вертикальном положении, сначала в каудальном направлении (в период гипергравитации на восходящем колене параболы), а затем, через 20 секунд, в краниальном (в период микрогравитации в верхней части параболы). Столь быстрое перераспределение крови происходит без изменения ее электропроводности. Однако объем сердца меняется и миокардиальные волокна несколько растягиваются, но в норме подобные механические изменения не влияют на амплитуду и скорость нарастания трансмембранного потенциала кардиомиоцитов [Гоффман Б., Крейнфилд П., 1962; Lab M.J., 1982; Kleber A.G., Rudy Y., 2004]. Поэтому можно полагать, что в данном исследовании динамика распределения электрических потенциалов на поверхности тела в период деполяризации миокарда желудочков обусловлена изменением степени кровенаполнения органов и тканей грудной клетки и изменением расстояния до электродов (вследствие изменения размеров сердца). Все остальные факторы, влияющие на кардиоэлектрические потенциалы, остаются относительно постоянными. Дополнительным достоинством данной модели является возможность уменьшать перераспределение крови в краниальном направлении за счет использования ОДНТ в период микрогравитации.

Другой моделью, вызывающей перераспределение крови в каудальном направлении является ортостатическая проба. В отличие от параболических полетов при проведении постуральных проб меняется направление вектора гравитации относительно длинной оси тела, а не его величина. Это вызывает перераспределение крови, сходное с перераспределением во время параболических полетов, но менее выраженное и протекающее медленнее. Однако широкое использование постуральных проб в функциональной

диагностике (прежде всего, в диагностике синкопальных состояний и ортостатической неустойчивости) и в имитационных экспериментах в авиакосмической медицине определяет важность адекватной интерпретации ЭКГ-изменений в этих условиях.

Кроме того, длительные (20-45 минут) постуральные пробы с регистрацией базового импеданса грудной клетки являются удобной моделью для сравнительной оценки значимости влияния изменения электропроводности и позиции сердца на электрокардиограмму человека. Они позволяют проанализировать динамику СЩ8, сопоставляя ее с изменениями электропроводящих свойств торса как при изменении положения тела при повороте, так и в течение последующего ортостаза, сопровождающегося перераспределением жидких сред организма в каудальном направлении.

Дополнительный анализ динамики ЭКГ-потенциалов при медленном варьировании электропроводности тела, но неизменной позиции сердца, а также в группах лиц с различной электропроводностью торса необходим для уточнения выявленных закономерностей. Удобной моделью постепенного снижения электропроводности тела является процедура гемодиализа (за счет ультрафильтрации 2-4 литров жидкости), а увеличения - первая фаза процедуры плазмафереза, когда часть плазмы крови заменяется раствором Рингера (увеличивается электропроводность крови, а кроме того, поскольку уменьшение онкотического давления способствует выходу жидкости из сосудистого русла и некоторому накоплению ее в тканях, это может дополнительно увеличивать электропроводность тела).

Цель исследования - выявить основные закономерности и механизмы влияния перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки на кардиоэлектрические потенциалы на поверхности тела человека в период деполяризации миокарда желудочков.

В исследование включены только показатели, регистрируемые в период деполяризации желудочков (комплекс СШ! на электрокардиограмме),

поскольку распределение потенциалов в этот период более устойчиво по сравнению с периодом реполяризации. Параметры реполяризации зависят от продолжительности потенциалов действия кардиомиоцитов, а значит, зависят от растяжения миокардиальных клеток, сердечного ритма и многих других трудно контролируемых факторов. Напротив, амплитуда и скорость нарастания потенциала действия кардиомиоцита желудочка в норме практически постоянны, не зависят от растяжения, сердечного ритма (до 350 ударов в минуту), концентрации ацетилхолина и катехоламинов [Гоффман Б., Крейнфилд П., 1962; Lab M.J., 1982; Kleber A.G., Rudy Y., 2004; Penefsky ZJ, Hoffman BF, 1963]. Это позволяет оценить динамику кардиоэлектрических потенциалов в условиях, когда доминирующим оказывается влияние факторов, не связанных с электрической активностью миокардиальных клеток.

Задачи исследования:

1. Выявить закономерности изменения кардиоэлектрических потенциалов под влиянием быстрого перераспределения биологических жидкостей и гравитационно-зависимой деформации органов грудной клетки а) в условиях переменной гравитации во время параболических полетов и б) при коротких постуральных пробах.

2. Выявить закономерности изменения кардиоэлектрических потенциалов под влиянием медленно протекающего перераспределения биологических жидкостей а) при длительных ортостатических пробах, б) при дегидратации организма во время процедуры гемодиализа и в) при частичной замене плазмы крови раствором Рингера в процессе первой фазы плазмафереза.

3. Выявить общие закономерности динамики кардиоэлектрических потенциалов под влиянием как быстрого, так и медленно протекающего перераспределения биологических жидкостей, а также гравитационно-зависимой деформации органов грудной клетки.

4. Оценить зависимость распределения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности грудной клетки от конституциональных особенностей обследуемых (пол, ИМТ).

5. Предложить биофизическую и физиологическую интерпретацию выявленных закономерностей, определить механизмы, посредством которых биофизические факторы влияют на кардиозлектрические потенциалы на поверхности грудной клетки в период деполяризации миокарда желудочков.

Основной материал исследования

I - ЭКГ по системе Франка, базовый импеданс грудной клетки и конечно-диастолический объем левого желудочка, зарегистрированные во время полетов специально оборудованных самолетов по параболе Кеплера (497 проб, 27 практически здоровых лиц);

II - ЭКГ-12, ЭКГ по системе Франка и базовый импеданс, зарегистрированные во время ортостатичских проб (14 практически здоровых лиц, 8 больных с нейрокардиогенными синкопальными состояниями);

III - ЭКГ-12, зарегистрированные до и после процедур гемодиализа (14 человек) и плазмафереза (8 человек),

IV - ЭКГ-12 из электронного архива для оценки влияния размеров тела (индекса массы тела) на кардиозлектрические потенциалы (385 человек).

Перераспределение биологических жидкостей оценивалось по изменению величины базового импеданса грудной клетки, размеры сердца - по данным эхокардиографии. ЭКГ непрерывно регистрировалась по системе Франка и по традиционной системе ЭКГ-12 с помощью компьютерного кардиорегистратора.

Научная новизна. Впервые сформирована целостная концепция влияния биофизических факторов на вольтажные показатели ЭКГ в период деполяризации миокарда желудочков, не связанного с трансмембранными ионными токами кардиомиоцитов. Доминирующим механизмом, ответственным за динамику С?118 в этих условиях, является изменение

внеклеточного электрического сопротивления органов и тканей грудной клетки, на которое непосредственное влияние оказывают объем биологических жидкостей как в грудной клетке в целом, так и в сердечной стенке, а также электрические свойства крови. Зависимость от размеров сердца менее выражена. Повышение внеклеточного сопротивления обуславливает соответствующее снижение эффекта шунтирования внеклеточных токов, возникающих при распространении возбуждения по миокарду, что увеличивает суммарный ток, текущий к поверхности тела, и, как следствие, вольтажные показатели ЭКГ. Снижение внеклеточного сопротивления вызывает противоположные изменения.

Кроме того, при перераспределении биологических жидкостей рефлекторное изменение силы сокращения определяет динамику внеклеточного сопротивления в миокарде в систолу и, как следствие, дополнительную динамику вольтажных показателей второй половины комплекса (ЖБ, соответствующих по времени фазе изоволюмического сокращения желудочков. В связи с этим наиболее выражены изменения вольтажных показателей С^ЯБ в отведениях на передней поверхности грудной клетки в период возбуждения задних и задне-базальных отделов миокарда желудочков в начале фазы изоволюмического сокращения.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования позволят увеличить эффективность электрокардиографического исследования в условиях, вызывающих изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки вследствие изменения параметров центральной гемодинамики и общего количества жидкости в организме: при проведении функциональных проб, на фоне терапии препаратами группы диуретиков, а также в условиях переменной гравитации и космического полета. В условиях, проанализированных в данном исследовании, диапазон изменения вольтажных показателей ОКБ под действием биофизических факторов, не влияющих на трансмембранные иерные токи кардиомиоцитов в период деполяризации, составляет от 0.2 мВ до 1 мВ. Изменение электропроводности органов и тканей

грудной клетки в наибольшей степени влияет на амплитуды зубца S в передних грудных отведениях (v2-v4) и зубца R в отведении Z по Франку. Увеличение внеклеточного сопротивления приводит к возрастаншо вольтажных показателей, а его снижение - вызывает противоположные изменения. Использование выявленных закономерностей и механизмов влияния электропроводности тканей и расстояния от сердца до электродов позволило разработать ЭКГ-критерии ГЛЖ для лиц с избыточной массой тела вследствие увеличения жировых слоев. Подана заявка № 2007126871 и получено положительное решение комиссии ФГУ ФИПС о выдаче патента Российской Федерации на изобретение "Способ электрокардиографической диагностики гипертрофии миокарда левого желудочка у больных артериальной гипертонией с избыточной массой тела".

Работа выполнена по плану научно-исследовательских работ НИИ кардиологии им. А.Л.Мясникова РКНПК в рамках научных тем № 55 «Разработка оптимального комплекса неинвазивных методов функциональной и ультразвуковой диагностики для длительных динамических наблюдений за больными артериальной гипертонией», № 79 «Разработка новых методов диагностики системных и регионарных дисрегуляторных изменений у больных артериальной гипертонией и адаптация этих методов для использования в амбулаторных условиях» и темы «Monitoring of the cardiovascular system of astronauts by means of noninvasive methods based on comprehensive computerized analysis of orthogonal electrocardiography», поддержанной грантом INTAS-ESA 99 01319 (Координатор P.Vaida).

Первичная и статистическая обработка полученных данных, анализ научной литературы по изучаемой проблеме и смежным вопросам, разработка всех теоретических положений и выводов данной работы, а также подготовка текстов публикаций и компьютерных программ для первичной обработки данных сделаны автором лично. Кроме того, регистрация электрокардиограмм во время полетов самолета ИЛ-76 МДК, во время процедур гемодиализа, плазмафереза и во время постуральных проб также проведены автором.

Результаты исследований доложены на следующих международных и российских конференциях:

Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий, Москва, 1999;

XII конференции по космической биологии и авиакосмической медицине, Москва, 2002;

Российский национальный конгресс кардиологов «От исследований к клинической практике», Санкт-Петербург, 2002;

V Международная научно-практическая конференция «Пилотируемые полеты в космос», Моск.обл. Звездный городок, 2003;

Российская конференция с международным участием «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям», Москва, 2003;

25th Annual International Gravitational Physiology Meeting, Москва, 2004;

XIII конференция по космической биологии и авиакосмической медицине, Москва, 2006;

VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике», Москва, 2007.

Апробация работы состоялась на заседании Ученого Совета Института Клинической кардиологии им. А.Л.Мясникова РКНПК 8 июля 2008 года.

Положения, выносимые на защиту

I. При перераспределении биологических жидкостей в каудальном или краниальном направлении, а также при дегидратации организма динамика вольтажных показателей QRS определяется преимущественно изменением электрического сопротивления сердечной стенки, а также других органов и тканей грудной клетки вследствие изменения в них объема биологических жидкостей. Влияние возникающих при этом вариаций расстояния от эпикарда до ЭКГ-электродов менее значимо.

II. Наиболее выражено изменение амплитуды зубца S в передних грудных отведениях (v2-v4) и _зубца R в отведении^ по Франку (40-60 мс от начала деполяризации желудочков). Это обусловлено тем, что увеличение (снижение)

силы сокращения миокарда при перераспределении биологических жидкостей в каудальном (краниальном) направлении приводит к соответствующему изменению объема внеклеточного пространства в сердечной стенке и, как следствие, к изменению его электрического сопротивления. В отличие от экстракардиальных факторов, таких как дегидратация организма, увеличение размеров тела и его среднего электрического сопротивления за счет жировых слоев, влияние которых не меняется в течение сердечного цикла, изменение сократимости в большей степени влияет на вторую половину СШЗ, отражающую возбуждение задних и задие-базальных отделов миокарда желудочков в начале фазы изоволюмического сокращения. При увеличении силы сокращения амплитуда зубцов возрастает, а при уменьшении - снижается.

Публикации по теме диссертации По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материала и методов исследования, результатов, обсуждения, заключения, выводов и двух приложений. Работа иллюстрирована 22 таблицами и 11 рисунками. Библиографический указатель включает 220 источников, из которых 35 -публикации в отечественных изданиях.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Электрокардиографический материал и другие физиологические показатели, зарегистрированные во время полетов по параболе Кеплера

Эта часть материала включает в себя данные 27 практически здоровых лиц (25 мужчин и 2 женщины) в возрасте от 22 до 52 лет (М ± ББ: 39.0± 9.25), давших информированное письменное согласие на участие в исследовании. Оно проводилось в соответствии с этическими нормами Хельсинской Декларации Всемирной медицинской ассоциации и правилами биомедицинских

комитетов в Бордо (CCPPRB), Французского Космического Агентства (CNES), Европейского Космического Агенства (ESA) и этического комитета Государственного Научно-исследовательского Испытательного Центра Подготовки Космонавтов в Звездном Городке.

ЭКГ-данные 23 человек были зарегистрированы во время полетов самолета CNES-AIRBUS А300 Zero-G с помощью цифрового кардио- г регистратора фирмы Cardionics (Брюссель, Бельгия) с использованием 10 традиционных электродов для ЭКГ-12 и 4 дополнительных для ЭКГ-3 по Франку. 8 человек принимали участие в нескольких полетах. ЭКГ-данные 4 человек были зарегистрированы во время полетов самолета ИЛ 76-МДК с использованием цифрового кардиорегистратора фирмы Геолинк ЭКГ12К-01 (Москва, Россия).

Условия переменной гравитации создавались во время полетов специально оборудованного самолета по параболе Кеплера, схематичное изображение которой представлено на рисунке 1.

9600 м

'500 м

+

20 с

t

25 с

20 с

+

Рис.1. Фазы полета специально оборудованного самолета по параболе Кеплера

Восходящая фаза параболы (20 с) - период гипергравитации il.7-l.9g). В этих условиях при вертикальном положении обследуемого кровь перераспределяется в нижнюю часть тела и объем сердца уменьшается. Далее в течение 2-3 секунд уровень гравитации резко снижается до 0.02-0.03§. Это период микрогравитации. В этих условиях около 500 мл крови перераспределяется в верхнюю часть тела и объем сердца увеличивается [ВаПНай О. е1 а1., 1998]. Размеры грудной клетки незначительно увеличиваются [Рата М.е1 а1., 1989]. Далее следует период повторной гипергравитации il.7-l.8g) и выход на нормальный уровень гравитации во время горизонтального полета.

В течение одного полета самолеты делали от 10 до 30 парабол. У одного человека ЭКГ регистрировалось в течение 4-20 парабол.

В работе анализировались вольтажные показатели комплекса РЯБ (амплитуды зубцов <2, Я и Б ) и его длительность в отведениях X, У, Ъ ортогональной системы по Франку (рис.2).

Рис.2 Схема расположения электродов по ортогональной системе Франка (А,1,Е,С,М,Р,Н) и грудных электродов по системе ЭКГ-12(С1-С6)

Вычислялись усредненные комплексы ОЯЭ, при этом усреднение проводилось в течение каждого из трех 20 секундных интервалов, соответствующих: а) периоду, предшествовавшему параболе и отстоящему от нее на 30 секунд - периоду нормальной гравитации (1§ период), б) восходящей фазе параболы - периоду гипергравитации (2§ период), в) периоду микрогравитации (0§ период).

В зависимости от положения обследуемого во время полета и использования ОДНТ весь электрокардиографический материал был разбит на 3 части:

I. вертикальное положение (46 случаев, ЭКГ по Франку, зарегистрированные в течение 497 парабол); обследуемый фиксировался в вертикальном положении в кресле, подобном велосипедному и расположенном на штативе высотой около 110 см, ноги были свободно опущены вниз и слегка закреплены к штативу кресла.

II. вертикальное положение, при котором на период микрогравитации вокруг нижней части тела создавалось отрицательное давление (-50 мм рт ст), что приводило к уменьшению объема перераспределяемой в краниальном направлении крови (26 случаев, ЭКГ по Франку, зарегистрированные в течение 130 парабол);

III. горизонтальное положение на спине (8 случаев, ЭКГ-по Франку, зарегистрированные в течение 56 парабол);

Для оценки значимости влияния ОДНТ вольтажные показатели (ЗЯБ анализировались следующим образом: сравнивались показатели, зарегистрированные у одних и тех же обследованных в течение одного полета

1) в периоды микрогравитации в параболах с использованием ОДНТ и без него,

2) в периоды нормальной гравитации и микрогравитации в параболах с использованием ОДНТ, 3) в периоды нормальной гравитации и микрогравитации в параболах без использования ОДНТ.

В 6 случаях во время полетов самолета CNES-AIRBUS А300 Zero-G проводилось измерение конечно-диастолического размера левого желудочка с использованием данных двумерной эхокардиографии (ASPEN, Acusón machine).

В 3 случаях во время полетов самолета ИЛ-76 МДК регистрировался базовый импеданс грудной клетки с использованием реоанализатора фирмы МЕДАСС (Москва, Россия).

Электрокардиографический материал и другие физиологические показатели, зарегистрированные во время постуральных проб, процедур гемодиализа и плазмафереза

Короткая пассивная ортопроба (70° в течение 1 минуты), а также антиортопроба (-15° в течение 5 минут) проводились 14 практически здоровым лицам (мужчинам) в возрасте от 23 до 53 лет (36.8±11.4) на механическом поворотном столе (время поворота не превышало 6 секунд) с непрерывной регистрацией электрокардиограммы по Франку (кардиорегистратор ЭКГ12К-01 фирмы Геолинк) и базового импеданса методом тетраполярной биоимпедансометрии (реоанализатор «РЕАН-ПОЛИ» фирмы Медиком-МТД). Исходно обследуемый находился в горизонтальном положении не менее 5 минут.

Длительная пассивная ортостатическая проба по Вестминстерскому протоколу проводилась 8 пациентам с нейрокардиогенными синкопальными состояниями (6 мужчин и 2 женщины в возрасте от 20 до 79 лет). Исходно обследуемый находился в горизонтальном положении на поворотном столе не менее 10 минут, затем он переводился в ортостатическое положение под углом 60 градусов и находился в таком положении в течение 45 минут. ЭКГ в 12 стандартных отведениях и базовый импеданс грудной клетки методом тетраполярной биоимпедансометрии непрерывно регистрировались в течение всей пробы с использованием компьютерных регистраторов российских фирм Геолинк (ЭКГ-12К-01) и МЕДАСС (АВС-01).

17

Регистрация ЭКГ-12 (кардиорегастратор ЭКГ-12К-01) во время процедуры гемодиализа проводилась 14 пациентам с хронической почечной недостаточностью (7 женщин и 7 мужчин, средний возраст 58.4±10.4), которые находились на программном гемодиализе в лабораториях гемодиализа ФГУ РКНПК и НУЗ ЦКБ №1 ОАО «Российские железные дороги». Процедура проводилась на аппаратах "FRESEMUS 4008", "FRESEMUS 4008S" (Германия) и GABRO 90S (Швеция) в течение 4 часов; в процессе ультрафильтрации удалялось в среднем 2.5±0.2 литра жидкости (от 0.7л до 3.5л, медиана 2.8).

В этой части материала анализировались массивы амплитуд зубцов комплекса QRS, зарегистрировашше в течение 30-секундных интервалов в следующие моменты времени: на исходном этапе, а также, в зависимости от процедуры, либо после поворота и на 20 минуте ортостаза, либо на 10 и 15 минутах после начала введения раствора Рингера в процессе плазмафереза, либо после окончания процедуры гемодиализа.

Кроме того, при проведении постуральных проб регистрировался базовый импеданс грудной клетки, который анализировался аналогично амплитудным показателям ЭКГ.

ЭКГ-12 и другие физиологические показатели, зарегистрированные у пациентов с различными размерами тела Анализ зависимости вольтажных показателей QRS от конституциональных особенностей и размеров тела обследуемых проводился следующим образом: сопоставлялись значения вольтажных показателей, используемых в ЭКГ-диагностике гипертрофии миокарда левого желудочка, в группах пациентов с нормальной массой тела (ИМТ менее 25 кг/м2), избыточной (ИМТ от 25 до 30 кг/м2) и с ожирением (ИМТ более 30 кг/м2). Кроме того, ЭКГ-данные были разбиты на подгруппы" в зависимости от пола пациентов и наличия у них гипертрофии миокарда левого желудочка. Такой подход был обусловлен необходимостью показать значимость для клинических исследований и практической электрокардиографии зависимости вольтажных

показателей QRS от экстракардиальных факторов, в частности, наличия избыточной массы тела.

В исследование были включены данные 385 пациентов (279 мужчин и 106 женщин) в возрасте от 19 до 79 лет с диагнозом артериальная гипертония. ЭКГ регистрировалась в 12 стандартных отведениях с использованием компьютерного кардиорегистратора фирмы «Альтоника» (Россия). ЭхоКГ регистрировалась в М- и В-режимах с использованием приборов System Five и Vivid7 (GE, США). Для определения ГЛЖ по данным ЭКГ использовались следующие критерии: критерий Соколова-Jlañona(S-L): Sv1+Rv5(v6)>3.5mB; критерий Cornell voltage (Crn V): R aVL + Sv3 >2.8 мВ (>2.0 мВ для женщин); критерий Cornell product (Cm_P): (RaVL + Sv3)*QRSduration>244 мВ*мс (для женщин к сумме амплитуд RaVL и Sv3 добавлялось 0.6 мВ). При определении ГЛЖ по данным ЭхоКГ использовались 2 различных подхода: 1) оценка толщины задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ) и межжелудочковой перегородки (ТМЖП): критерий ГЛЖ - ТЗСЛЖ >1.1 см и/или ТМЖП > 1.1см, 2) оценка индексированной массы миокарда левого желудочка с использованием формулы R.Deveroux [Devereux R. В. et al., 1977] для вычисления массы миокарда левого желудочка (ММЛЖ): ММЛЖ= 1.04* [ (КДР+ТЗСЛЖ+ТМЖП)3- (КДР)3] -13.6.

Индексация (нормирование) проводилось 4 различными способами: вычислялось отношение ММЛЖ 1) к площади поверхности тела (ППТ) - это традиционный способ индексации, рекомендованный Европейским и Российским обществами кардиологов, 2) к площади поверхности тела идеальной фигуры соответствующего роста (ППТидеал) [Simone G. et al., 1992], а также 3) к росту и 4) к росту в степени 2.7. Использование разных способов индексации обусловлено тем, что при увеличении веса тела увеличивается и площадь поверхности тела, следовательно, при неизменной массе миокарда левого желудочка его индексированная традиционным образом (на площадь поверхности тела) масса будет уменьшаться. Поскольку при этом за счет увеличения подкожного и эпикардиального жировых слоев

могут уменьшаться и вольтажные показатели ЭКГ, то это может приводить к недооценке ГЛЖ у людей с избыточной массой тела. Наличие избыточного веса оценивалось по индексу массы тела (ИМТ= вес / (рост)2). В зависимости от ИМТ все пациенты были разбиты на 3 группы. Первую группу составили 162 пациента (131 мужчина и 31 женщина) в возрасте от 19 до 79 лет с ИМТ не более 25 кг/м2. Вторую группу составили 128 пациентов (91 мужчина и 37 женщин) в возрасте от 26 до 77 лет с ИМТ более 25 кг/м2, но менее 30 кг/м2. Третью группу составили 95 пациентов (57 мужчин и 38 женщин) в возрасте от 24 до 75 лет с ИМТ более 30 кг/м2.

Анализ изучаемых показателей проводился отдельно для мужчин (279 пациентов в возрасте от 19 до 79 лет) и женщин (106 пациенток в возрасте от 22 до 77 лет).

Статистические методы

Условия, при которых регистрировались изменения кардиоэлектрических потенциалов под влиянием биофизических факторов, в каждой из 6 частей проведенного исследования существенно различались, что обусловило использование различных статистических подходов. При этом, в связи с небольшим размером выборок, во всех случаях использовались непараметрические критерии, но для наиболее компактной характеристики изучаемых групп данные в таблицах представлены в виде средних арифметических с указанием стандартной ошибки среднего (М±т) или стандартного отклонения (M+SD).

Параболические полеты

Поскольку исходная конфигурация комплекса QRS и его изменения вследствие перераспределения крови характеризовались значительным разнообразием, связанным с конституциональными особенностями и позицией сердца в грудной клетке, а длительность ЭКГ-регистрации во время

параболических полетов варьировала от 3 до 20 парабол, то статистический анализ (^ЛБ показателей проводился в два этапа.

На первом этапе на ЭКГ каждого обследованного выбирались те показатели (ЗЯБ, динамика которых при изменении гравитации была статистически значимой. Поскольку электрокардиограмма у одного обследуемого регистрировалась в течение нескольких парабол и использовалось 20-секундное усреднение СЖ5 на каждой фазе параболы, это позволило использовать критерий Вилкоксона (р<0.05).

На втором этапе выявлялись те ОКБ-показатели, динамика которых была типичной, т.е. имела место у статистически значимого большинства обследованных. Для определения статистической значимости на этом этапе использовался биномиальный критерий (р<0.05).

Для оценки статистической значимости зависимости динамики вольтажных показателей ОКБ от наличия ОДНТ использовался критерий точной вероятности Фишера (р<0.05).

Для определения статистической значимости изменений средних значений конечно-диастолического объема и базового импеданса использовался критерий Вилкоксона (р<0.05).

Ортостатические пробы, процедуры гемодиализа и плазмафереза

В этой части материала регистрация ЭКГ и статистическая обработка проводились однотипно. Поскольку анализировались ОКБ-показатели, зарегистрированные в режиме ЬеаМо-Ьеа^ то это позволило для каждого обследованного сформировать отдельные массивы значений каждого из зубцов ОИБ при последовательных сердечных сокращениях в исходном состоянии, а также в изучаемые моменты времени в течение процедуры или после ее окончания. Для оценки значимости их различий использовался двусторонний критерий Манна-Уитни (р<0.05).

При длительных ортопробах для оценки значимости динамики в целом по группе использовались усредненные значения по 30-секундным интервалам до

поворота, сразу после и через 20 минут ортостаза и двусторонний критерий Вилкоксона (р<0.05).

Для сравнения информативности анализируемых ЭКГ-критериев ГЛЖ использовался критерий точной вероятности Фишера (р<0.05).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Динамика вольтажных показателей ORS во время параболических полетов

В условиях переменной гравитации во время параболических полетов наиболее значимыми и типичными для большинства обследованных, т.е. достоверно часто регистрируемыми, были изменения амплитуды зубца R в отведении Z (вершина Rz приходится на 45-70 мс от начала QRS и отражает возбуждение задне-базальных отделов миокарда левого желудочка).

Динамика вольтажных показателей при вертикальном положении тела

Статистические характеристики (медиана (median), среднее (М), стандартное отклонение (SD), минимальное (min) и максимальное значение (max)) наиболее значимых изменений амплитуды зубца R у всей группы обследованных представлены в таблицах 1-3. В столбце «N» указано количество случаев, в которых изменения амплитуды Rz были достоверны. В таблице 4 представлены значения измеренной величины конечно-диастолического объема у 6 человек при нормальном уровне гравитации (lg), при гипергравитации (2g) и микрогравитации (0g).

Динамика при гипергравитации В период гипергравитации амплитуда зубца R в отведении Z достоверно увеличивалась в 94% случаев (43 из 46, р<0.01), или у 89% обследованных (24 из 27); среднее увеличение - 0.2±0.01мВ (16% от исходного значения), максимальное - 0.6*5 мВ (56% от исходного). Типичных для большинства

обследованных изменений вольтажа С^ЯБ в отведениях X и У выявлено не было. Динамика этих показателей носила разнонаправленный характер и, видимо, в большей степени зависела от конституциональных особенностей обследованных. В отведении X амплитуда зубца Я при гипергравитации снижалась относительно соответствующих показателей при ^ в 12 случаях из 46 и увеличивалась в 4. В отведении У она достоверно увеличивалась в 9 случаях и уменьшалась в 5.

Таблица 1

Статистические характеристики изменения амплитуды зубца Я в отведении Ъ в период гипергравитации по сравнению с периодом нормального уровня гравитации

тесйап М тш тах N Р

увеличение тУ 0.16 0.19 0.11 0 0.65 43 <0.01

% 12 16 11.9 0 56 (94%)

М: среднее; ББ: стандартное отклонение; К: количество случаев со статистически значимыми изменениями.

Таблица 2

Статистические характеристики изменения амплитуды зубца II в отведении Ъ в период микрогравитации по сравнению с периодом

нормального уровня гравитации

те&ап М во тш тах N Р

уменьшение тУ -0.20 -0.24 0.20 0 -1.07 44 <0.01

% -15 -18 11.9 0 -49 (95%)

Таблица 3

Статистические характеристики изменения амплитуды зубца И в отведении X в период микрогравитации по сравнению с периодом

нормального уровня гравитации

тесНап М тш тах N Р

увеличение тУ 0.2 0.23 0.17 0.01 0.6 26 N8

% 11 14 10.6 1.2 50 (57%)

уменьшение тУ -0.08 -0.12 0.12 -0.46 0.01 2 N8

% -4.3 -5.3 4 -14 -0.4 (5%)

Таблица 4

Статистические характеристики измеренной величины конечно-диастолического объема (в мл)

ИД 18 2ё 0ё

СМ 111.8+0.9 100.8+1.7 * 146.9±5.03 *

лх 116.9+1.7 94.5±1.03 * 129.6±0.72 *

м 130.0±2.36 114.6+2.24 * 154.7±1.18 *

IX 155.9±1.22 139.Ш.19 * 182.8±5.95 *

БВ 87.1+0.76 74.1±0.91 * 93.3±1.63 *

РУ 125.4±3.75 92.3±4.35 * 132.7±3.44

ИД - идентификатор обследованного,

* достоверные отличия от соответствующих значений при ^ (р<0,05)

У всех обследованных конечно-диастолический объем левого желудочка при гипергравитации достоверно уменьшался (в среднем на 15±2.6%), базовый импеданс - увеличивался (в среднем на 2.5+0.8%), частота сердечных

сокращений также достоверно увеличивалась (в среднем на 10+3 уд/мин). Достоверных изменений длительности комплекса QRS выявлено не было.

Динамика при микрогравитации

В период микрогравитации амплитуда зубца R в отведении Z достоверно снижалась в 95% случаев (44 из 46, р<0.01) или у 93% обследованных (25 из 27). Среднее снижение вольтажа - 0.24±0.02мВ (18% от исходного значения), максимальное - 1.07 мВ (49% от исходного).

Достоверное увеличение амплитуды R в отведении X при 0g относительно lg было вторым по частоте встречаемости: оно наблюдалось в 26 из 46 случаев (57%), среднее увеличение составляло 0.23±0.06 мВ (14% от исходного значения), максимальное - 0.6 мВ (50%). В 2 случаях наблюдалось достоверное снижете Rx. В отведении Y амплитуда зубца R снижалась в 17 случаях и увеличивалась в 11.

Конечно-диастолический объем левого желудочка в период микрогравитации достоверно увеличивался у всех обследованных (в среднем на 15±3.9%). Базовый импеданс уменьшался в среднем на 8+3.2%. Достоверных изменений длительности комплекса QRS выявлено не было. Частота сердечных сокращений достоверно чаще снижалась. Корреляционной зависимости (по критерию Спирмена) между величиной Rz и ЧСС выявлено не было. Кроме того, необходимо отметить, что снижение амплитуды зубца R в Z наблюдалось с первых сердечных сокращений после перехода к микрогравитации, а возрастание длительности RR-интервалов (величины обратно пропорциональной частоте сердечных сокращений) наступало с 2-секундной задержкой.

Зависимость динамики вольтажных показателей ORS от наличия отрицательного давления вокруг нижней части тела в период микрогравитации

(использования ОДНТ)

Эта часть работы включала в себя как сравнение между собой изменений вольтажных показателей QRS в период микрогравитации с использованием

25

ОДНТ и без него, так и анализ динамики СЖБ при микрогравитации в параболах с ОДНТ по сравнению с ^ и при микрогравитации в параболах без ОДНТ по сравнению с 1§. Статистические характеристики наиболее значимых (типичных) изменений амплитуды зубца Я в целом по всей группе обследованных представлены в таблицах 5-6. В 14 из 26 случаев (54 %) в период микрогравитации при использовании ОДНТ амплитуда зубца Я в отведении Ъ была достоверно больше, чем без него.

В 25 из 26 случаев (96 %) амплитудаRъZ была меньше при без ОДНТ по сравнению с 1§, но при использовании ОДНТ это снижение Иг наблюдалось лишь в 18 случаях (69 %). При использовании критерия точной вероятности Фишера выявлена статистически значимая зависимость динамики Иг от использования ОДНТ (р<0.03).

В 12 из 26 случаев (46%) при использовании ОДНТ амплитуда зубца И. в отведении X была достоверно меньше, чем без него. В 14 из 26 случаев (54%) амплитуда Я в X была больше при без ОДНТ по сравнению с но при использовании ОДНТ это увеличение Ях не наблюдалось.

Таблица 5

Изменение амплитуды зубца Я в отведении Ъ при микрогравитации с использованием ОДНТ по сравнению с периодом нормальной

гравитации

тесНап М пнп тах N Р

снижение тУ -0.18 -0.2 0.17 -0.8 -0.02 18 N8

% -11 -13 7.8 -30 -2 (69%)

увеличение тУ 0.04 0.04 0.03 0.02 0.06 1 N8

% 2.6 2.6 1.6 3.8 3.75 (4%)

М: среднее; 80: стандартное отклонение; № количество случаев со статистически значимыми изменениями.

Таблица 6

Изменение амплитуды зубца II в отведении Ъ при микрогравитации с использованием ОДНТ по сравнению с параболами без ОДНТ

теЛап М пнп тах N Р

снижение тУ -0.03 -0.04 0.03 -0.09 -0.01 0

% -2.6 -3 2.4 -6 -0.7

увеличение тУ 0.08 0.12 0.12 0.01 0.46 14 N8

% 4.3 5.3 4 0.4 1.4 (54%)

В отведении У при использовании ОДНТ амплитуда зубца И. снижалась в 10 случаях из 26 (38%) и увеличивалась в 2 (8%). В 11 из 26 случаев (42%) амплитуда Я в У при без ОДНТ была меньше, а в 7 случаях (26 %) больше, чем при При использовании ОДНТ в период микрогравитации Яу была меньше, чем при 1§ в 11 случаях (42%) и больше в 2 (8%).

Динамика вольтажных показателей РЯБ при горизонтальном положении тела Изменения вольтажных показателей при горизонтальном положении обследуемого менее выражены и динамики, типичной для большинства, выявить не удалось. В таблицах 7 и 8 представлены статистические характеристики для случаев с увеличением Яг и его снижением при гипер- и микрогравитации.

Таблица 7

Статистические характеристики изменения амплитуды зубца Я в отведении Ъ в период гинергравитации по сравнению с нормальным уровнем гравитации при горизонтальном положении обследуемого (п=8)

тесИап М тт тах

увеличение тУ 0.03 0.03 0.02 0.01 0.05

% 3.9 3.5 1.8 0.9 5.3

снижение тУ -0.02 -0.04 0.05 -0.11 -0.01

% -2.1 -5.7 8.3 -18 -5.5

Таблица 8

Статистические характеристики изменения амплитуды зубца И в отведении Ъ в период микрогравитации по сравнению с нормальным уровнем гравитации при горизонтальном положении обследуемого (п=8)

médian M SD min max

увеличение mV 0.015 0.015 0.007 0.01 0.02

% 1.9 1.9 1.9 0.5 2.7

снижение mV -0.06 -0.05 0.03 -0.09 -0.01

% -4.9 -6.3 4.9 -15.8 -2.1

Таким образом, при быстром перераспределении крови во время параболических полетов достоверные изменения амплитуды зубца R в отведении Z (40-60 мс от начала деполяризации желудочков) регистрировались достоверно часто как при перераспределении в каудальном направлении во время гипергравитации (увеличение Rz), так и при перераспределении в краниальном во время микрогравитации (снижение Rz). При уменьшении перераспределения крови за счет использования ОДНТ они регистрировались достоверно реже. Изменений других вольтажных показателей QRS, характерных для статистически значимого большинства обследованных, выявлено не было.

Динамика вольтажных показателей ORS при коротких постуральных пробах

При переходе в ортостатическое положение амплитуда R в Z увеличивалась в 100% и среднее увеличение составило 0.09±0.03mB. Не было выявлено типичных для большинства обследованных изменений вольтажа QRS в отведениях X и Y. Динамика этих показателей носила разнонаправленный характер и, видимо, в большей степени зависела от конституциональных особенностей обследованных. У всех обследованных базовый импеданс достоверно увеличивался при переходе в ортостатическое положение (среднее увеличение 9±2.5%), ЧСС достоверно возрастала (в среднем на 15±3 уд/мин.).

При переводе в антиортостатическое положение Rz достоверно уменьшалась в 78%, а среднее снижение составило 0.03±0.045 мВ. Закономерностей в изменении показателей QRS в отведения X и Y, характерных для большинства обследованных, выявлено не было. Базовый импеданс достоверно уменьшался у всех обследованных при переводе в антиортостатическое положение по сравнению с горизонтальным положением в среднем на 1.5+0.45 %. Достоверных изменений ЧСС выявлено не было.

Зависимость выраженности динамики QRS от позиции электродов

Сравнительный анализ динамики вольтажных показателей QRS при переводе в ортостатическое положение с расположением электродов в III, IV и V межреберьях, проведенный на основании данных ЭКГ-12 практически здорового добровольца, подтвердил статистически значимую зависимость выраженности изменений вольтажа QRS от смещения электродов в вертикальном направлении. Наименее выраженной была динамика зубца S при расположении электрода в III межреберье (в среднем 0.1 мВ), а наиболее выраженной - в V-om (1.4 мВ). Динамика базового импеданса и ЧСС была сходной.

Динамика вольтажных показателей QRS при длительных ортостатических пробах

Динамика вольтажных показателей QRS при переводе пациентов из горизонтального положения в ортостатическое представлена в таблице 9. В столбцах показаны средние значения изменений амплитуд зубцов R (QRS+) и Q или S (QRS-) с указанием соответствующей ошибки среднего (M±m), а также количество пациентов (в %), у которых наблюдалось достоверное увеличение (Î), снижение (4-) или отсутсвие изменений (=) вольтажа соответствующих зубцов. Символом «*» обозначены показатели, динамика которых типична (имела место у статистически значимого большинства пациентов).

При переводе в ортостатическое положение наиболее распространенным среди обследованных пациентов было снижение вольтажа зубца R (QRS+) в

29

отведении I и в грудных отведениях уЗ-у5, а также возрастание Б в отведениях аУЬ и уЗ-у5. При этом в грудных отведениях динамика вольтажа была более выраженной, в них наблюдалось снижение потенциалов, соответствующих распространению доминирующего фронта возбуждения по поверхности сердца, обращенной к передней стенке грудной клетки (<3118+ (зубец Я)), и возрастание потенциалов, соответствующих распространению фронта по поверхности миокарда, обращенной к задней стенке грудной клетки ((ЗШ5- (зубцы Б)).

Таблица 9

Динамика вольтажиых показателей ОИБ при переводе пациентов из

горизонтального положения в ортостатическое (п=9)

Отведения ЭКГ-12 (31 ,-бси К) ОКБ- (зубец О или 8)

ДСЖ8+ ога+т ДС»!«- <2»84 ОИв-Т ОИ8- =

М т (%) (%) (%) М т (%) (%) (%)

I -0.15 * 0.03 100 0 0 -0.16 * 0.03 62.5 0 37.5

II 0.04 0.06 25 50 25 0.17 0.05 0 50 50

III 0.18 0.07 25 50 25 0 0.04 25 25 50

аУЯ 0.16 0.03 0 50 50 -0.02 0.05 37.5 25 37.5

аУЬ -0.05 0.05 37.5 25 37.5 0.1 * 0.03 0 87.5 12.5

а\Т 0.08 0.06 12.5 50 37.5 0.06 0.04 25 50 25

vi 0.05 0.01 0 37.5 62.5 0.16* 0.08 25 62.5 12.5

У2 0.00 0.03 37.5 37.5 25 0.10 0.13 12.5 62.5 25

УЗ -0.14 * 0.04 87.5 0 12.5 0.20* 0.11 12.5 75 12.5

У4 -0.22 * 0.11 87.5 12.5 0 0.27* 0.07 0 100 0

У5 -0.18 * 0.06 75 12,5 12.5 0.19* 0.07 0 100 0

у6 -0.19 * 0.05 62.5 12.5 25 0.10 0.05 0 50 50

Изменения вольтажных показателей ОЯБ к 20-ой минуте ортостаза по сравненгао со значениями на первой минуте представлены в таблице 10.

Таблица 10

Динамика вольтажных показателей ОИв к 20-ой минуте ортостаза по

сравнению со значениями па первой минуте

Отведения ЭКГ-12 01«+ ( зубец И) (ДО- (з убец О или в)

ДОШ^ 01*8+4 ОИв+Т ОЯв+е А01«- 01184 (ДО-Т ОМ—

М т (%) (%) (%) М т (%) (%) (%)

I 0.01 0.02 22 22 56 0.05 0.02 0 44 56

И 0.01 0.07 22 56 22 0.03 0.02 33 56 11

III 0.13 0.08 11 56 33 0.02 0.03 22 22 56

аУИ 0.04 0.02 0 56 44 0.05 0.06 33 44 22

аУЬ 0.01 0.03 11 22 67 0.09 0.04 0 56 44

аУЬ' 0.12 0.07 11 67 22 0.02 0.02 0 22 78

vi -0.03 0.02 33 0 67 0.17 * 0.05 11 89 0

у2 -0.03 0.03 22 33 44 0.36 * 0.07 0 100 0

УЗ -0.10 0.06 56 0 44 0.28 * 0.06 0 100 0

у4 -0.14 0.06 78 11 11 0.22 * 0.03 0 100 0

у5 -0.11 0.07 67 22 11 0.13 * 0.02 0 100 0

у6 -0.06 0.06 56 11 33 0.06 * 0.01 0 100 0

У всех пациентов базовый импеданс грудной клетки достоверно увеличивался и при переводе в ортостатическое положение и в течение последующего ортостаза. Статистические характеристики представлены в таблице 11, где ДБИ_1 - изменения БИ при переводе пациентов в ортостатическое положение по сравнению с горизонтальным, а ДБИ_2 - к 20-ой минуте ортостаза по сравнению со значениями на первой минуте.

Таблица 11

Статистические характеристики изменения базового импеданса (в Ом) при переводе пациента из горизонтального положения в ортостатическое

(ЛБИ_1) и в течение 20 минут ортостаза (ЛБИ_2)

те&ап ш тах М т

ДБИ_1 2.2 0.8 3.6 2.2 0.4

ДБИ_2 0.6 0.4 0.7 0.6 0.1

Как можно видеть из таблиц, наблюдаемое к 20-ой минуте ортостаза увеличение вольтажа СЖБ- в отведениях уЗ-у5 было не менее выраженным, чем при переводе в ортостатическое положение, однако соответствующее изменение БИ (ДБИ_2) было значительно меньше по сравнению с ЛБИ_1.

У всех пациентов при переводе в ортостатическое положение ЧСС достоверно возрастала в среднем на 10+1 удар, а к 20 минуте ортостаза у 4 пациентов наблюдалось дальнейшее достоверное увеличение ЧСС в среднем на И ±2 удара.

Таким образом, как показало проведенное исследование, перераспределение крови, вызванное изменением как величины вектора гравитации, так и его направления относительно длинной оси тела, вызывает сходную динамику показателей С^ЯБ. При этом уменьшение степени перераспределения крови в краниальном направлении в период микрогравитации за счет использования ОДНТ приводит к достоверному снижению этой динамики, а при горизонтальном положении обследуемого во время параболических полетов, когда перераспределение незначительно, она отсутствует.

Изменения ОИБ обусловлены варьированием двух показателей: 1 Электропроводности органов и тканей ¡грудной клетки как среды между источником и регистрирующими электродами и 2) расстояния от сердца до

32

электродов за счет изменения объема грудной клетки и камер сердца, (прежде всего, левого желудочка) и возможного некоторого поворота сердца. Очевидно, что эти два фактора действуют на вольтаж ОИБ одновременно, но в противоположных направлениях. С одной стороны, поскольку кровь и лимфа, как и другие биологические жидкости, имеют высокую электропроводность, увеличение кровенаполнения органов и тканей приводит к дополнительному электрическому соединению (шунтированию) через кровеносную и лимфатическую системы участков грудной клетки с разными электрическими потенциалами, что снижает суммарный ток, текущий к поверхности тела, а это, в свою очередь, приводит к снижению разности потенциалов и падению вольтажа ЭКГ. С другой стороны, увеличение кровенаполнения грудной клетки сопровождается увеличением размеров сердца и уменьшением расстояния между поверхностью сердца и ЭКГ-электродами, что приводит к возрастанию вольтажа ЭКГ. Уменьшение кровенаполнения органов и тканей грудной клетки вызывает противоположные изменения. При этом, поскольку тело человека электрически неоднородно, результирующее влияние на вольтаж ЭКГ в отведениях X, У и Ъ оказывается различным. То же относится к отведениям традиционной системы ЭКГ-12.

Типичными для большинства обследованных как во время параболических полетов, так и при проведении коротких постуральпых проб были изменения зубца Я в отведении Ъ. Возрастание амплитуды Яг (в среднем на 16% от исходного значения) регистрировалось при уменьшении кровенаполнения органов и тканей грудной клетки вследствие перераспределения крови в каудальном направлении и увеличения расстояния от поверхности сердца до ЭКГ-электродов. Частота сердечных сокращений увеличивалась. Напротив, снижение амплитуды Кг (в среднем на 18% от исходного значения) регистрировалось при увеличении кровенаполнения органов и тканей грудной клетки вследствие перераспределения крови в краниальном направлении и уменьшения расстояния от поверхности сердца до ЭКГ-электродов. ЧСС снижалась. Из этого следует, что доминирующим в

динамике этого показателя было влияние изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки. Такая интерпретация подтверждается результатами, полученным Y.Rudy с соавторами [Rudy Y, et al 1982]. Они показали, что при увеличении электропроводности легких во время процедуры бронхо-пульмонального лаважа ЭКГ-потенциалы снижались в среднем на 25%; наиболее выраженными были изменения проекции вектора диполя сердца на передне-заднюю ось (отведение Z по Франку).

Влияние изменения расстояния от поверхности сердца до электродов в период микрогравитации наиболее значимо в отведении X: в 57% случаев Rx достоверно возрастает при увеличении размеров сердца во время невесомости. Детально влияние расстояния до электродов проанализировали T.Feldman с соавторами [Feldman Т. et al., 1985]. Они пришли к выводу, что вольтаж QRS чувствителен к изменению расстояния до электродов в отведениях v5 и v6 (эти отведения расположены на левом боку на уровне 5 межреберья и в значительной степени соответствуют отведению X в системе Франка), где "глубина залегания" сердца варьирует вместе с объемом желудочков и позицией сердца. При этом вольтаж QRS в отведениях от конечностей не чувствителен к таким изменениям. Отведения v2-v4, расположенные на передней поверхности грудной клетки, авторы не анализировали.

Проведенное исследование показало, что длительная постуральная проба также вызывает у большинства обследованных сходную динамику вольтажных показателей QRS. Наиболее значимые изменения в отведениях I, v3-v5. Динамика вольтажных показателей QRS в передних отведениях системы ЭКГ-12 и в отведении Z системы Франка обусловлена изменениями кардиоэлектрических потенциалов в одних и тех же точках на передней поверхности тела (рис.2). При переводе пациента из горизонтального положения в ортостатическое снижается амплитуда зубца R в отведениях v3-v5 и возрастает амплитуда зубца S в этих же отведениях, а в отведениях от конечностей снижается амплитуда R в I отведении. Базовый импеданс грудной клетки увеличивается. Так же, как во время параболических полетов и коротких

34

постуралышх проб, указанные изменения биофизических показателей, регистрируемые на поверхности тела во время постуральных проб, могут быть обусловлены действием нескольких факторов: уменьшением электропроводности торса вследствие перераспределение крови и других биологических жидкостей (они обладают высокой электропроводностью) в каудальном направлении, а также изменением электрического сопротивления органов грудной клетки вследствие их гравитационно-зависимой деформации и смещения. При этом изменение позиции диафрагмы приводит к ротации сердца из-за некоторого сдвига его верхушки книзу и, как следствие, к изменению расстояния от поверхности сердца до ЭКГ-электродов. Перераспределение крови и других биологических жидкостей из органов и тканей грудной клетки приводит к уменьшению в этой зоне электропроводности среды между поверхностью сердца и ЭКГ-электродами. Это приводит к увеличению ЭКГ-потенциалов.

При сравнении вольтажных показателей СЖЕ в начале ортостаза и через 20 минут выявлено достоверное увеличение амплитуды зубца Б во всех грудных отведениях без соответствующей динамики зубца Я. В отведениях на передней поверхности грудной клетки это увеличение было не меньшим, чем при повороте. Базовый импеданс также продолжал расти, но среднее увеличение составило лишь 0.6±0.1 Ом, что значительно меньше, чем при повороте (2.2±0.4 Ом). Поскольку положение тела оставалось прежним, то динамика этих биофизических показателей определялась только изменением электропроводящих свойств органов и тканей грудной клетки. При этом сходная динамика амплитуды зубца Б в передних отведениях при повороте и при 20-минутном ортостазе сопровождалась различным изменением базового импеданса.

Необходимо отметить, что перераспределение жидких сред организма

(прежде всего крови) под действием гравитационной нагрузки приводит к

снижению венозного притока к сердцу по нижней полой вене, снижению

давления наполнения в правом предсердии, конечно-диастолического объема

35

обоих желудочков и к уменьшению ударного объема [Осадчий Л.И., 1982; Caiani E.G. et al., 2004]. Более 70% крови, перемещающейся в нижние конечности при ортостазе, переходит из органов грудной клетки. При этом объем крови в сердце и легких снижается на 25%. Падение давления в сосудах верхней части тела, в частности, в области каротидного синуса, вызывает сужение периферических сосудов, тахикардию, повышение содержания норадреналина в крови, увеличение сократимости миокарда [Осадчий Л.И., 1982]. Как подтвердили исследования последних лет в клинических условиях с использованием цветного тканевого Допплеровского картирования [Lindqvist Р. et al., 2007; Pitkanen O.M.,et al., 2004]) индекс глобальной сократимости миокарда (максимальное значение первой производной внутрижелудочкового давления max(dP/dt)) высоко достоверно коррелирует со скоростью изоволюмического сокращения стенок левого желудочка (в наибольшей степени задне-базальных отделов). Таким образом, перераспределение крови в каудальном направлении сопровождается более быстрым и интенсивным сокращением миокарда на 40-120 мс от начала деполяризации желудочков (фаза изоволюмического сокращения) [Парин В.В., Карпман В.Л., 1980]. При этом, начало фазы соответствует зубцу S в передних отведениях ЭКГ-12 (v2-v4) и зубцу R в отведении Z в системе Франка, поэтому указанные изменения показателей сердечной гемодинамики приводят к тому, что на Sv2-v4 и Rz приходится более интенсивное, чем на предыдущем этапе (в горизонтальном положении), сокращение. При микрогравитации влияние симпатического отдела нервной системы ослабевает [Григорьев А.И., Егоров А.Д. 1997, 2002], что приводит к тому, что на Rjz приходится менее интенсивное сокращение.

Известно, что систолическое сжатие приводит к уменьшению просвета внутримиокардиальных сосудов [Трубецкой А.В., 1984], следовательно, в ортостатическом положении в момент времени, на который приходится вершина зубца S, этот просвет меньше, чем в соответствующий момент в горизонтальном положении. Кроме того, за счет «недогрузки» объемом снижается потребность миокарда в кислороде и, следовательно, снижается

коронарный кровоток. Из-за высокой электропроводности крови кровеносные и лимфатические сосуды являются своего рода электрическими шунтами, поэтому большее снижение просвета этих сосудов при большей силе или скорости сокращения приводит к более выраженному уменьшению эффекта электрического шунтирования в миокарде во второй половине комплекса QRS. Это, видимо, и обуславливает увеличение амплитуды зубца S без соответствующей динамики зубца R. При этом описанный выше механизм, не оказывает влияния на базовый импеданс грудной клетки, поэтому, в отличие от динамики амлитуды зубца S, динамика БИ к 20 минуте ортостаза по сравнению с первой значительно менее выражена, т.к. обусловлена только перераспределением жидкости в каудальном направлении. Сопоставляя выявленные закономерности с результатами экспериментов Е.Лепешкина [Лепешкин Е., 1979] и J.Fleischhauer с соавторами [Fleischhauer J. et al., 1995], мы пришли к выводу, что при изменении электропроводности органов и тканей грудной клетки во время параболических полетов и постуральных проб значительное влияние на вольтаж QRS оказывает изменение внеклеточного электрического сопротивления в миокарде. При этом под внеклеточным сопротивлением мы понимаем электрическое сопротивление как интерстициальной жидкости, так и жидкостей в мелких интрамиокардиальных сосудах. Динамикой именно этого показателя, обусловленной соответствующими гемодинамическими сдвигами при перераспределении жидких сред организма, можно объяснить изменения комплекса QRS преимущественно во второй его половине. Влияние электропроводности других органов и тканей грудной клетки на вольтаж QRS одинаково во всех фазах сердечного цикла. Кроме того, необходимо отметить, что оно менее значимо, поскольку эти органы и ткани находятся на значительном расстоянии от кардиомиоцитов. Зависимость вольтажных показателей QRS от динамики конечно-диастолического размера левого желудочка также менее выражена. При микрогравитации, когда КДР увеличивается, соответствующее

достоверное возрастание QRS (амплитуды зубца R в отведении X) наблюдалось только в 57% случаев.

При проведении длительной ортопробы с использованием системы ЭКГ-12 наибольшее увеличение амплитуды зубца S регистрировалось в отведениях v2 и v3, т.е. на передней поверхности грудной клетки на уровне IV межреберья на 2 см левее грудины (v2) и чуть левее и ниже (v3). Такая локализация зоны максимального увеличения вольтажа может быть обусловлена тем, что в этой зоне между электродами и поверхностью сердца нет легочной ткани, которая, как известно, плохо проводит электрический сигнал [Раш С., 1979]. Кроме того, именно в отведениях v2 и v3 зубец S наиболее выражен у большинства пациентов, и его вершина приходится на начало фазы изоволюмического сокращения. Перемещение электрода с2, который совместно с электродами на конечностях формирует отведение v2, на уровень III и V межреберий показало существенную зависимость изменений вольтажных показателей QRS от небольшого сдвига электродов в вертикальном направлении. Эта зависимость может быть причиной значительного разброса в степени выраженности динамики QRS у разных пациентов, поскольку ориентирами для локализации ЭКГ-электродов на поверхности грудной клетки являются ребра, грудина и ключица, а позиция сердца относительно них у разных пациентов может несколько отличаться.

Динамика вольтажных показателей ORS при проведении первой фазы процедуры плазмафереза

У всех 8 пациентов наблюдалось статистически значимое снижение амплитуды зубцов R и S (либо QS) в отведениях v2-v4. Наиболее выраженым было уменьшение амплитуды зубца Sv2 (M+m: 0.1+0.02 мВ, min-max: 0.02-0.16 мВ). Увеличение амплитуды зубцов комплекса QRS не было выявлено ни в одном случае. Достоверных изменений ЧСС выявлено не было.

Динамика вольтажных показателей QRS при проведении процедуры гемодиализа

У всех 14 пациентов были выявлены статистически значимые изменения вольтажных показателей QRS в отведениях v2-v3. У 4 из 14 не было достоверных изменений в отведениях от конечностей; у двоих - в отведениях v4-v6; у двоих - в отведении vl.

ЧСС возрастала с среднем на 12±2 удара в минуту.

Динамика вольтажных показателей QRS представлена в таблице 12. Отведения, в которых средние изменения по группе были не менее 0.2 мВ, обведены в рамку.

Таблица 12

Приращение вольтажных показателей QRS (в мВ) после процедуры

гемодиализа

Отведения Группа! Группа II Группа III Пациент JI.

ЭКГ-12 N =5 N=2 N =6

QRS+ QRS- QRS+ QRS- QRS+ QRS- QRS+ QRS-

M M M M M M

m m m m m m

I 0.22 0 0.12 - 0.09 0 0.1 -

0.14 0 0.02 0.05 0

II 0.18 0.02 0.63 0.05 0.03 -0.03 0.1 0

0.11 0.05 0.34 0.05 0.03 0.03

vl 0.11 0.35 0.3 0.7 0.07 0.33 0 0.1

0.02 0.12 0 0.2 0.03 0.09

v2 0.31 0.43 0.45 0.58 0.16 0.35 0.2 0.32

0.19 0.09 0 0.12 0.03 0.13

v3 0.39 0.38 0.05 0.4 0.2 0.16 0.35 0.25

0.14 0.07 0.05 0.10 0.05 0.09

v4 0.43 0.19 0.25 0.28 0.4 0.03 0.3 0.2

0.24 0.06 0.15 0.03 0.17 0.03 0.03

v5 0.25 0.14 0.15 -0.1 0.6 -0.05 0.1 0

0.17 0.04 0.05 0.10 0.13 0.05

v6 0.24 0.04 0.1 0 0.2 -0.2 0.1 -

0.13 0.02 0.10 0.17 ±0

Как видно из таблицы 12, наиболее типичным для всех групп было увеличение вольтажа С^Яв в передних грудных отведениях (у1-у4). При этом в большинстве случаев возрастали потенциалы, соответствующие распространению доминирующего фронта возбуждения по поверхности сердца, обращенной как к передней стенке грудной клетки (СЖ8+ (зубец И.)), так и к задней ((¡>118- (зубцы 8 или СВД. При этом в левых грудных отведениях (у5-у6) изменения <3118 в среднем менее выражены.

В таблице 13 указано количество пациентов, у которых наблюдалось увеличение вольтажа <3118 не менее чем на 0.2 мВ. Данные приведены в процентах от общего количества пациентов, имевших соответствующий зубец. Необходимо отметить, что более чем у 40% пациентов в отведениях у5 и у6 не было отрицательных зубцов ни на исходной ЭКГ, ни на ЭКГ после процедуры; кроме того, у 50% пациентов отсутствовал зубец Я в отведении у1.

Как видно из таблицы 13, наиболее часто наблюдалась динамика вольтажа СЖЗ в отведениях у2 и уЗ. При этом у 75% пациентов в отведении у2 возрастал как зубец II (СЖ.8+), так и 8 (СЖ8-). В отведении уЗ аналогичная картина отмечалась у 67% пациентов.

Таблица 13

Количество пациентов (в%), у которых после процедуры гемодиализа увеличивались вольтажные показатели (^1*8 : (?Я8+ (зубец И) и (^-(зубцы (2 или 8)

I II vl v2 v3 v4 v5 v6

QRS+t 55 36 17 88 91 73 67 67

QRS-t 0 17 67 92 75 38 50 29

QRS+t& QRS-t 0 0 17 75 67 13 25 0

Таким образом, во время проведения процедуры гемодиализа

регистрировалось значительное возрастание амплитуды QRS. Сходные

изменения отмечались многими исследователями [Ishikawa К. et al., 1971;

Madias J.E., 2003; Ojanen S., et al., 2002; Vitolo E., 1987]. Было показано, что

40

увеличение вольтажа С)ЯБ наблюдается на фоне уменьшения размеров сердца и определяется динамикой внеклеточного электрического сопротивления. Однако в большинстве работ анализировались либо максимальный вектор С^ЯБ, либо показатель суммы амплитуд зубцов С^ЯБ во всех 12 отведениях. Такой подход не позволяет выделить ЭКГ-отведения, наиболее чувствительные к изменению электропроводности органов и тканей грудной клетки. О. КшозЬка с соавторами [КшозЫ1а О. е1 а1., 1993] использовали ЭКГ-картирование (87 отведений) для определения регионов на поверхности грудной клетки, где динамика ОЯБ после процедуры гемодиализа наиболее выражена. По их данньм, в наибольшей степени возрастает вольтаж в передних отведениях. Кроме того, анализ изопотенциальных карт распространения возбуждения позволил авторам сделать вывод о том, что увеличение С>ЯБ после процедуры гемодиализа происходит вследствие изменения электропроводности органов и тканей и позиции сердца относительно электродов (уменьшение объема желудочков), а не вследствие изменения скорости распространения возбуждения по миокарду.

Перед нами стояла задача оценить влияние дегидратации организма на вольтажные показатели ОЯБ в традиционной системе ЭКГ-12. Наиболее выражены изменения в передних грудных отведениях (у2-у4), что соответствует результатам О. КшобЬ^ с соавторами [КшоэЬка О. ег а1., 1993]. Динамика вольтажа в этих отведениях наблюдается у 90% пациентов, амплитуда зубцов может увеличиваться более чем на 0.5 мВ. При этом, поскольку возрастают обе части ОЯБ (положительная - зубец Я и отрицательная - зубец Б или 0), то это практически исключает влияние гипотетической ротации сердца. Различие в положении точки максимального увеличения вольтажа у пациентов в нашей выборке, видимо, обусловлено некоторыми различиями в позиции сердца относительно ЭКГ-электродов.

Динамика кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела после процедуры гемодиализа определяется балансом двух факторов: первый -уменьшение объема внеклеточной жидкости, что приводит к увеличению

вольтажа ЭКГ, и второй - уменьшение размеров сердца (за счет снижения объема циркулирующей крови), что способствует снижению вольтажа. В передних грудных отведениях ЭКГ (v2-v4), где наиболее выражено возрастание амплитуды зубцов, видимо, доминирует первый фактор, а в левых боковых (v5-v6) его влияние в значительной степени нивелируется вторым фактором (табл. 15-16). Чувствительность вольтажа QRS в левых боковых отведениях к изменению расстояния между сердцем и ЭКГ-электродами подтверждается исследованиями ряда авторов [Feldman Т. et al., 1985, 1987 и др.]. Необходимо отметить, что, в отличие от параболических полетов и постуральных проб, увеличение вольтажных показателей QRS во время процедуры гемодиализа наблюдается в течение всего комплекса QRS. Это может свидетельствовать о том, что наиболее значимым в динамике QRS является увеличение внеклеточного электрического сопротивления органов и тканей грудной клетки, обусловленное значительным уменьшением в них количества внеклеточной жидкости вследствие ультрафильтрации. Во время процедуры гемодиализа из организма удаляется в среднем 2.5 литра жидкости, что существенно больше объема крови, перераспределяемого при параболических полетах и постуральных пробах (около 500 мл). Кроме того, гемодинамические реакции у пациентов в течение процедуры гемодиализа в силу относительно небольшой скорости ультрафильтрации (около 10 мл в минуту) и возможного сужения диапазона регуляции сердечно-сосудистой системы из-за длительного тяжелого заболевания могли быть менее выражены, по сравнению с реакциями обследуемых во время параболических полетов и постуральных проб.

Проведенное нами исследование динамики вольтажа QRS при снижении электрического сопротивления крови за счет частичной замены плазмы раствором Рингера во время первой фазы процедуры плазмафереза показало снижение амплитуды QRS, т.е. подтвердило прямую корреляцию между электрическим сопротивлением крови и вольтажом QRS, отмеченную ранее J.G.Heaf [Heaf J.G., 1,985]. Однако механизм влияния белкового состава крови на ЭКГ может быть более сложным. Помимо снижения электрического

сопротивления органов и тканей за счет увеличения электропроводности крови уменьшение онкотического давления крови способствует выходу жидкости из сосудистого русла, некоторому накоплению ее в тканях и возрастанию электропроводящих свойств тела, что в свою очередь приводит к снижению вольтажа QRS за счет электрического шунтирования. J.E.Madias [Madias J.E., 2002] считает этот фактор определяющим в динамике QRS на фоне изменения онкотического давления крови. К сходному выводу пришли J. Fleischhauer с соавторами [Fleischhauer J. et al., 1995] анализируя внеклеточную электрограмму папилярной мышцы кролика при изменении онкотического давления в перфузирующем растворе. Необходимо отметить, что поскольку тело человека электрически неоднородно, то результирующее влияние на вольтаж ЭКГ в отведениях от конечностей, в передних отведениях и в боковых может быть различным. По нашим данным наиболее значимые изменения в передних отведениях ЭКГ-12.

Таким образом, результаты исследования показали, что

1) при удалении биологических жидкостей из органов и тканей грудной клетки, независимо от причин, его вызвавших (изменение величины или направления вектора земной гравитации относительно длинной оси тела человека, дегидратация организма) увеличиваются вольтажные показатели QRS на передней поверхности грудной клетки на 40-65 мс от начала деполяризации желудочков;

2) при увеличении количества биологических жидкостей в органах и тканях грудной клетки при микрогравитации, а также при увеличении электропроводности тела (в том числе органов и тканей грудной клетки) при частичной замене плазмы крови раствором Рингера вольтажные показатели ORS на передней поверхности грудной клетки на 40-65 мс от начала деполяризации желудочков снижаются.

По нашему мнению основным механизмом, ответственным за указанные закономерности является изменение внеклеточного сопротивления как в миокарде (за счет соответствующего увеличения или снижения сократимости в фазу изоволюмического сокращения), так и других органах и тканях грудной клетки. Таким образом, если на начальном этапе распространения возбуждения по миокарду характеристики распределенного источника тока зависят от времени только за счет изменения во времени потенциала действия миокардиальных клеток, то начиная с 40-60 мс после начала возбуждения желудочков они оказываются зависимыми от времени еще и за счет начинающегося сокращения уже деполяризованных клеток. Ситуация еще более усложняется тем, что при некоторых физиологических и патологических состояниях меняется давление наполнения предсердий, скорость расслабления, сила и скорость сокращения желудочков. Первое приводит к смещению во времени начала фазы изоволюмического сокращения, а второе - к изменению способности миокарда выдавливать биологические жидкости из сердечной стенки. Таким образом, меняется зависимость от времени электропроводящих свойств самого миокарда. Кроме того, при спазме коронарных артерий меняется внеклеточная электропроводность в зоне ишемии вследствие уменьшения притока крови, что происходит наряду со снижением амплитудных и скоростных характеристик потенциала действия, обусловленных изменением трансмембранных ионных токов, и может давать свой вклад в парадоксальное увеличение амплитуды зубца R на ЭКГ в течение экспериментальной ишемии [David D. et al., 1981] и при проведении нагрузочных проб у пациентов с ишемической болезнью сердца [Pilhall M., 1993, Аронов Д.М., Лупанов В.П., 2003].

Зависимость вольтажпых показателей QRS от размеров тела обследованных

В таблице ,..14 представлены ; статистические характеристики (чувствительность (Ч) и специфичность (С)) использованных критериев ГЛЖ.

Каждая строка таблицы соответствует одной из методик определения ГЛЖ по данным ЭхоКГ, а каждый столбец - одному из ЭКГ-критериев ГЛЖ.

Таблица 14

Статистические характеристики (чувствительность (Ч) и специфичность (С)) использованных ЭКГ-критериев ГЛЖ в подгруппах пациентов с различным индексом массы тела

кол-во пац-ов с ГЛЖ (в %) в-Ь ч с Сга_У ч с СгпР ч с

ИМТ < 25 кг/м2, N=162

ТЗСЛЖ>1.1 и/или ТМЖП >1.1 7 27 93 27 95 45 91

ММЛЖ/ШТ 17 29 94 25 100 39 100

ММЛЖ / (рост) 14 36 94 32 94 41 100

ММЛЖ/ (рост)2'' 19 27 94 23 95 37 92

ММЛЖ/ ППТидеал 17 29 94 25 100 39 100

25 кг/м2 < ИМТ < 30 кг/м2, N=128

ТЗСЛЖ>1.1 и/или ТМЖП >1.1 19 8 97 25 97 42 86

ММЛЖ/ППТ 31 5 95 18 98 40 90

ММЛЖ/(рост) 42 4 95 13 97 30 88

ММЛЖ/(рост)2'' 48 3 94 13 98 28 88

ММЛЖ/ ППТидеал 45 2 94 14 98 31 88

ИМТ >30 кг/м', N=95

ТЗСЛЖ>1.1 и/или ТМЖП >1.1 37 14 98 37 87 49 78

ММЛЖ/ППТ 48 11 98 41 96 54 90

ММЛЖ/(рост) 66 9 100 33 100 44 94

ММЛЖ/фост)"1-' 75 8 100 30 100 42 100

ММЛЖ/ ППТидеал 75 8 100 30 100 42 100

Выявление ГЛЖ по данным ЭКГ в зависимости от способа индексации ММЛЖ Как видно из таблицы, для пациентов с нормальным весом тела (ИМТ<25) способ индексации практически не имеет значения, поскольку величины в столбце «Кол-во пац-ов с ГЛЖ (в %)» сходные. Однако во всех подгруппах с ИМТ более 25 при индексации на ППТ ГЛЖ определяется у меньшего количества пациентов, чем при других видах индексации. Это обусловлено увеличением площади поверхности тела в этих случаях. При этом использование индексации на рост, рост в степени 2.7 или на ППТ идеальной фигуры позволяет выявлять ГЛЖ практически в одних и тех же случаях.

Для того, чтобы доказать эквивалентность использования ППТ идеальной фигуры и рост2'7 (при соответствующих пороговых значениях) для индексации ММЛЖ, мы проанализировали данные The Metropolitan Life Insurance Company, приведенные G.de Simone с соавторами [Simone G. et al., 1992], и определили, что величина роста в степени 2.7 связана с величиной площади поверхности тела идеальной фигуры следующими линейными соотношениями: для мужчин: ППТ идеал = 0.197*рост2'7+0.95, для женщин: ППТ идеал = 0.216*рост2'7+0.83.

Среднеквадратичная ошибка составила для мужчин 7.26*10'3, для женщин 6.706*10"3.

Информативность ЭКГ-критериев Эффективность ЭКГ-диагностики также существенно зависит от ИМТ. С увеличением избыточного веса чувствительность всех ЭКГ-критериев падает. Это характерно для всех способов индексации ММЛЖ (табл.14). В подгруппах с нормальным весом наибольшей чувствительностью и специфичностью обладает критерий Cornell Product (37-45% и 91-100%), однако в подгруппах с избыточным весом специфичность этого показателя существенно снижается (до 78%). Наилучшим дщ этих подгрупп является критерий Cornell voltage.

Новые критерии ГЛЖ

Поскольку возможными причинами низкой чувствительности электрокардиографической диагностики ГЛЖ являются, во-первых, наличие единых ЭКГ-показателей для мужчин и женщин, которые используются в этих группах с различными пороговыми значениями, и, во-вторых, использование одних и тех же критериев для пациентов с нормальной и избыточной массой тела, то мы в рамках данного этапа исследования поставили задачу разработать способ диагностики, основанный на использовании разных ЭКГ-показателей для выявления ГЛЖ у мужчин и женщин. При этом определение этих показателей и их пороговых значений осуществлялось на основании анализа базы данных ЭКГ пациентов с избыточной массой тела. Степень ротации и смещения сердца, обусловленная изменением положения диафрагмы вследствие наличия избыточного веса и ожирения, различны при типах ожирения, характерных для мужчин и для женщин. Это неизбежно влияет на динамику вольтажных показателей ЭКГ при развитии ГЛЖ. Кроме того, у женщин с избыточным весом вольтажные показатели в отведении УЗ сильно варьируют вследствие проблем с локализацией электрода СЗ, базового для формирования отведения УЗ, поскольку расположение его в позиции, определяемой системой ЭКГ-12, на груди приводит к существенному снижению вольтажа из-за высокой электропроводности расположенной под ним молочной железы, а смещение ниже или вправо приводит в некоторых случаях к существенной переоценке соответствующих вольтажных показателей ГЛЖ.

Все используемые в клинической практике ЭКГ-критерии ГЛЖ обладают высокой специфичностью (не менее 95%), поэтому были рассмотрены как наиболее перспективные те показатели, которые позволяли получить наибольшую чувствительность при 95% специфичности, а при переходе к 100% специфичности она снижалась не более чем на 15%. Для групп мужчин и женщин наиболее значимыми оказались различные ЭКГ-показатели. Для мужчин это 8У4>1,1мВ (чувствительность 34%) и 11аУЬ+8УЗ>2,3 мВ

(чувствительность 32%), а для женщин - ЯаУ1>0,8 мВ (чувствительность 56% и Я1+8Ш>1,5 мВ (чувствительность 56%). Использование одного из дву ■ показателей повышает чувствительность метода до 39% (при специфичносп 93%) у мужчин и до 58% (при специфичности 90%) у женщин.

Таким образом, настоящее исследование еще раз продемонстрировал значимость влияния биофизических экстракардиальных факторов н диагностическую информативность электрокардиографии. В частности наличие значительных слоев жировой ткани, имеющих большое электрическо сопротивление (2500 Ом/см), уменьшает суммарный ток, текущий поверхности тела, что диагностически значимо снижает амплитуду С^ЯБ. Как при проведении процедуры гемодиализа изменения характерны для всег комплекса (ЗЯБ, поэтому указанное уменьшение вольтажных показателей пациентов с избыточным весом снижает чувствительность всех основных ЭКГ критериев ГЛЖ. Использование предложенных в рамках данного исследован! новых ЭКГ-критериев ГЛЖ, разработанных специально для лиц с избыточно!" массой тела, позволяет существенно увеличить информативность ЭКГ обследования. Необходимо отметить, что диагностика ГЛЖ у этой категори лиц дополнительно осложнена тем, что выявление гипертрофии миокард левого желудочка по данным ЭхоКГ (методики, традиционно используемой дл верификации ГЛЖ при определении информативности ЭКГ-критериев существенно зависит от способа индексации ММЛЖ на размеры тела. Пр традиционно используемой индексации на ППТ заключение о наличии гипертрофии миокарда у пациентов с избыточным весом тела делается при больших значениях ММЛЖ (большей степени гипертрофии), чем у пациентов с нормальным весом. Это обуславливает более высокую чувствительность ЭКГ-критериев ГЛЖ при такой индексации и камуфлирует значимость снижения вольтажных показателей (ЗЯБ.

Влияние экстракардиальных факторов на амплитуду С^ЯБ необходимо учитывать и при анализе динамики ГЛЖ на фоне антигипертензивной терапии. Например, при использовании диуретиков уменьшение количества жидкости в

организме вызывает снижение объема циркулирующей крови, что приводит, во-первых, к уменьшению КДР и расчетной ММЛЖ, и во вторых, к уменьшению веса и ППТ, а, значит, к увеличению ИММЛЖ=ММЛЖ/ППТ. При этом динамика ИММЛЖ определяется балансом этих двух факторов. К.Беуегеих приводит данные, когда наблюдалось увеличение ИММЛЖ на 10% через 2 часа после приема диуретика. Как показало проведенное исследование, возрастание вольтажных показателей ОЯБ при дегидратации наиболее выражено в отведениях на передней поверхности грудной клетки, которые используются в большинстве диагностических критериев, т.е. на фоне снижения КДР наблюдается увеличение ЭКГ-показателей ГЛЖ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях, при которых одновременно меняются размеры, кровоснабжение и электропроводность органов грудной клетки, практически невозможно дифференцировать ЭКГ-изменения, вызванные каждым из этих факторов. Однако анализ ЭКГ во время параболических полетов и постуральных проб, когда перераспределение крови происходит в течение нескольких секунд и поэтому не сопровождается значимыми метаболическими сдвигами, позволяет выделить те изменения ЭКГ, которые обусловлены только биофизическими факторами - изменением электропроводности органов и тканей и расстояния от эпикарда до электродов. При этом доминирующим является изменение внеклеточного электрического сопротивления органов и тканей грудной клетки, которое зависит от объема биологических жидкостей как в грудной клетке в целом, так и в сердечной стенке, а также от электрических свойств крови. Данные, полученные при дегидратации организма подтверждют этот вывод. В связи с этим, результаты проведенного исследования позволяют существенно увеличить информативность электрокардиографического исследования в условиях, вызывающих изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки вследствие изменения

параметров центральной гемодинамики и общего количества жидкости в организме. Это прежде всего различные функциональные пробы. Выработанная целостная концепция влияния биофизических факторов на вольтажные показатели СЖБ позволяет снять те противоречия, которые имеются в научной литературе по поводу динамических изменений амплитуды зубцов при нагрузочных тестах и объяснить регистрируемое некоторыми исследователями увеличение амплитуды И у больных ИБС изменением внеклеточной проводимости в миокарде вследствие перераспределения жидких сред и гемодинамических сдвигов, а также объяснить увеличение амплитудных показателей (^118 у больных с ГЛЖ на фоне снижения скорости распространения возбуждения по миокарду и снижения скорости нарастания потенциала действия гипертрофированных кардиомиоцитов. Разработанные подходы к анализу влияния биофизических факторов на вольтажные показатели С®8 могут быть положены в основу рекомендаций, учитывающих влияние изменения параметров центральной гемодинамики при анализе ЭКГ в реальных клинических условиях: при проведении функциональных проб и на фоне антигипертензивной терапии, а также в условиях переменной гравитации и космического полета.

Часть работы, посвященная способам индексации ММЛЖ, составила отдельное исследование. Включение его в данную работу обусловлено необходимостью обосновать значимость влияния размеров тела на используемые в клинических исследованиях диагностические ЭКГ-критерии, которые основаны на вольтажных показателях СЖ-Б. У пациентов с избыточной массой тела снижается вольтаж (ЗЯБ, что приводит к снижению чувствительности ЭКГ-критериев гипертрофии миокарда левого желудочка. При верификации ЭКГ-заключения данными ЭхоКГ использование традиционной индексации ММЛЖ также приводит к недооценке ГЛЖ у этих пациентов, что маскирует снижение чувствительности ЭКГ-критериев. Сопоставление с заключениями ЭхоКГ,; сделанными при использовании способов индексации, более адекватных при наличии избыточного веса,

позволяет акцентировать внимание специалистов на необходимости учитывать влияние биофизических факторов как в клинических и научных исследованиях, так и при создании новых критериев для ЭКГ-диагпостики.

ВЫВОДЫ

1. Изменение количества биологических жидкостей в органах и тканях грудной клетки (изменение величины вектора гравитации последовательно от 1% до 1.8§ и 0.02%, изменение направления относительно длинной оси тела человека при пассивной ортопробе, дегидратация организма за счет ультрафильтрации 0.7-3.5 л) приводит к значительному (18-25%) изменению вольтажных показателей ОКБ. При уменьшении количества биологических жидкостей в органах и тканях грудной клетки вольтажные показатели ОЯБ возрастают, при увеличении - снижаются.

2. Наиболее выражены изменения в отведениях на передней поверхности грудной клетки на 40-60 мс от начала С>118, что приходится на возбуждение задних и задне-базальных отделов миокарда левого желудочка и соответствует началу изоволюмического сокращения.

3. Основным механизмом, обуславливающим изменение вольтажных показателей СФБ при изменении объема биологических жидкостей в грудной клетке, является изменение внеклеточного электрического сопротивления, как в миокарде, так и в окружающих сердце тканях. Влияние размеров сердца, которое традиционно считается диагностически наиболее значимым, менее выражено.

4. Снижение вольтажных показателей ОЯБ у пациентов с избыточным весом тела, обусловленное высоким удельными сопротивлением подкожного и эпикардиального жировых слоев, приводит к значительной недооценке гипертрофии миокарда у этих пациентов при использовании традиционных ЭКГ-критериев ГЛЖ.

5. ЭКГ-критерии ГЛЖ, разработанные с учетом выработанной концепции влияния изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки на

кардиоэлектрические потенциалы на поверхности тела, позволяют существенно

увеличить информативность ЭКГ-диагностики ГЛЖ у лиц с избыточной массой

тела и ожирением.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Салтыкова М.М., Рябыкина Г.В. Диагностические признаки гипертрофии левого желудочка по данным прекордиального картирования //Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий. - Москва, 1999. - С.263.

2. Салтыкова М.М. Анализ и классификация физиологических данных с использованием локальной оценки плотности распределения (на примере ЭКГ данных)//Физиология человека. - 1999,- Т.25,№2,- С.133-139.

3. Vai'da P., Capderou A., Bailliart О., Atkov О., Saltykova М., Sakhnova Т., Desormes I., Maule J., Techoueyres P., Lachaud J.L. Continuous tridimensional vectocardiography and Decarto analysis in humans during parabolic flights with and without LBNP //47th International Congress of Aviation and Space Medecine: сб. науч.тр. - Budapest, 1999. - P. 54.

4. Атьков О.Ю., Салтыкова M.M. Capderou А., Сахнова Т.A., Vaida P., Блинова E.B., Титомир Л.И. Трунов В.Г., Bailliart О., Desormes I .ВКГ изменения в условиях переменной гравитации IV Международная научно-практическая конференция «Пилотируемые полеты в космос». - Моск. обл. Звездный городок, 2000. - С.295-297.

5. Atkov О., Saltykova М.М., Vaida P., Cholley В., Sakhnova Т., Capderou A. , Titomir L., Trunov V., Blinova E., Baillart O., Desormes I. Noninvasive examination of cardiovascular system during parabolic flight //13th «Humans in space» Symposium. - Santorini, Greece, 2000. - P. 34.

6. Салтыкова M., Капдеру А., Вайда П., Сахнова T.A., Блинова Е.В., Чермак М., Атьков О.Ю. Изменение вольтажных показателей ЭКГ в условиях полета по параболе Кеплера // Российский национальный конгресс

кардиологов. Кардиология: эффективность и безопасность диагностики и лечения: сб. науч.тр. - Москва, 2001. - С. 332.

7. Атьков О.Ю., Капдеру А., Салтыкова М.М., Гусаков В.А., Коновалов Г.А., Воронин Л.И., Каспранский P.P., Моргун В.В., Чермак М. и Вайда П. Изменение вольтажных показателей ЭКГ (QRS) как следствие перераспределения жидких сред организма в условиях переменной гравитации // XII конференции по космической биологии и авиакосмической медицине: сб. науч.тр. - Москва, 2002. - С.30-31.

8. Vaida Р., Салтыкова М.М., Capderou А., Гусаков В.А., Коновалов Г.А., Воронин Л.И., Каспранский P.P., Моргун В.В., Степанов C.B., Baillart О., Сахнова Т.А., Соболев A.B., Блинова Е.В., Кожемякина Е.Ш., Хеймец Г.И., Атьков 0.10. Деятельность сердца при остром изменении гравитации // Российский национальный конгресс кардиологов «От исследований к клинической практике»: сб. науч.тр. - Санкт-Петербург, 2002. - С. 486.

9. Saltykova M., Capderou A., Atkov О., Gusakov V., Konovalov G., Voronin L., Kaspranskiy R., Morgun V., Bailliart O., Cermack M., Vaida P. Variation of intrathoracic amount of blood as a reason of ECG voltage changes // Ann Noninvas Electrocardiol (A.N.E.). - 2003.-V. 8. -P. 321-332.

10. Салтыкова M.M., Гусаков B.A., Алоев P.C., Хеймец Г.И., Коновалов Г.А., Воронин Л.И., Каспранский Р.Р., Моргун В.В., Capderou А., Атьков О.Ю., Vaida Р. Сравнительный анализ адаптивных реакций тренированных и нетренированных лиц при проведении постуральных проб // V Международная научно-практическая конференция «Пилотируемые полеты в космос»: сб. науч.тр. - Моск.обл. Звездный городок, 2003. -С. 315-316.

11 .Салтыкова М.М., Capderou А., Гусаков В.А., Коновалов Г.А., Каспранский P.P., Воронин Л.И., Моргун В.В., Атьков О.Ю. и Vaida Р. Изменения сердечного ритма при микрогравитации во время параболических полетов у тренированных и нетренированных лиц // Российская конференция с

международным участием «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям»: сб. науч.тр. - Москва, 2003. - С. 305-306.

12. Saltykova M., Capderou A., Atkov О. Gusakov V., Bailliart О., Konovalov G., Kataev Yu., Voronin L., Kaspranskiy R., Morgun V., Vaida P.. ECG Voltage Modifications as Response to Gravity Changes. 25th Annual International Gravitational Physiology Meeting, Abstracts. Moscow, Russia, June 6-11,2004.

13. Saltykova M., Capderou A., Atkov O. ECG Voltage Modifications as Response to Gravity Changes // J Gravit Physiol. - 2004. - V. 11. - P. P87-P88.

14. Салтыкова M.M. Рябыкина Г.В., Рогоза A.H. Вариабельность вольтажных показателей ГЛЖ на коротких временных интервалах у больных артериальной гипертонией. Российский национальный конгресс кардиологов «Российская кардиология: от центра к регионам» - Томск, 2004. Материалы конгресса. Приложение к журналу «Кардиоваскулярная терапия и профилактика», 2004. - Т.З, N 4. - С.432.

15.Салтыкова М.М., Рогоза А.Н. Динамика вольтажа QRS и размеры сердца. // Вестник аритмологии. - 2005. - N 39. С. 66-70.

16.Салтыкова М.М. Елисеев А.О., Заруба А.Ю., Рогоза А.Н., Кухарчук В.В. Динамика вольтажных показателей QRS при проведении процедуры плазмафереза. // Российский национальный конгресс кардиологов. Перспективы Российской Кардиологии. Материалы конгресса, Приложение к журналу «Кардиоваскулярная терапия и профилактика», 2005. - Т.4, N 4. -С.283.

П.Салтыкова М.М., Рябыкина Г.В., Лазарева Н.В., Дмитриев В.А., Ощепкова Е.В., Рогоза А.Н. Влияние избыточного веса на эффективность электрокардиографической диагностики ГЛЖ // Российский национальный конгресс кардиологов. Перспективы Российской Кардиологии. Материалы конгресса. Приложение к журналу «Кардиоваскулярная терапия и профилактика». - 2005. - Т.4, N 4. - С.283.

18.Салтыкова М.М., Атьков О.Ю., Capderou А. и др. Динамика вольтажа ЭКГ в условиях переменной гравитации // Авиакосм и эколог медицина. - 2006. -Т. 40, №1,-С. 36-41.

19. Салтыкова М.М., Рогоза А.Н., Ощепкова Е.В. и др. Проблема индексирования массы миокарда левого желудочка у пациентов с избыточным весом // Тер. архив. - 2006. - Т.78, N 9. - С.92-95.

20. Салтыкова М.М., Рябыкина Г.В., Ощепкова Е.В. и др. Электрокардиографическая диагностика гипертрофии миокарда левого желудочка у пациентов с артериальной гипертонией и избыточным весом // Тер. архив. - 2006. - Т.78, N 12. - С 40-45.

21.Салтыкова М.М. Capderou А., Атьков О.Ю. , Vaida Р. Зависимость динамики вольтажных показателей ЭКГ в условиях переменной гравитации от используемой системы отведений (ЭКГ-12 и система Франка) // XIII конференция по космической биологии и авиакосмической медицине: сб. науч.тр. - Москва, 2006. - С.266-267.

22. Салтыкова М.М., Хеймец Г.И., Певзнер A.B. и др. Динамика вольтажных показателей QRS при изменении положения тела // Кардиол вестник. -2007.-Т. 2(14),№ 1.-С. 32-36.

23.Салтыкова М.М., Атьков О.Ю., Карлин Е.К. и др. Увеличение вольтажных показателей QRS при дегидратации организма // Тер. архив. - 2007. - Т. 79, №4.-С. 18-23.

24. Саидова М.А., Сергакова JIM., Д.М.Атауллаханова, Ботвина Ю.В., Салтыкова М.М. Современные эхокардиографические подходы к оценке гипертрофии миокарда и структурного состояния левого желудочка у больных артериальной гипертонией. Методическое пособие для врачей. -Москва, 2007, 28 с.

25.Салтыкова М.М., Рябыкина Г.В.,.Атауллаханова Д.М, Лазарева Н.В., Саидова М.А., Ощепкова Е.В., Рогоза А.Н. Проблема диагностики ГЛЖ у пациентов с артериальной гипертонией и избыточной массой тела Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции

«Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике», Москва, 2007. - С. 82-83.

26. Салтыкова М.М., Муромцева Г.А., Баум О.В. Рябыкина Г.В., Лазарева Н.В., Атауллаханова Д.М., Попов Л.А., Волошин В.И., Шальнова С.А., Ощепков Е.В., Рогоза А.Н. Влияние пола на информативность различных ЭКГ-критериев ГЛЖ у больных с избыточной массой тела // Кардиология. -2008.-Т.48. - №5.-С. 23-26.

27. Салтыкова М.М. Современные модели электрической активности сердца и их значение в электрокардиографической диагностике // Вестник новь медицинских технологий (ВНМТ). - 2008. - Т.15, № 2. - С. 70-73.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ Г - артериальная гипертензия; И - базовый импеданс; Д - гемодиализ;

ЛЖ - гипертрофия миокарда левого желудочка; ^Д - диастолическое артериальное давление; ОП - длительная ортостатаческая проба; ММЛЖ - индексированная масса миокарда левого желудочка; МТ - индекс массы тела; чДР - конечно-диастолический размер; ОП - короткая ортостатаческая проба; СР - конечно-систолический размер; К - левый желудочек; '»ШЖ - масса миокарда левого желудочка; ДНТ - отрицательное давление вокруг нижней часта тела; V - плазмаферез; I - параболические полеты; ТПТ - площадь поверхности тела;

ПТидеал - площадь поверхности тела идеальной фигуры соответствующего роста; Т - размеры тела;

АД - систолическое артериальное давление; ЗСЛЖ - толщина задней стенки левого желудочка; <1ЖП - толщина межжелудочковой перегородки; КГ-12 - традиционная система регистрации ЭКГ в 12 отведениях или леюрокардиограмма, зарегистрированная в этой системе; хоКГ - эхокардиография; vi - зубец б в отведении vi;

- зубец Я в отведении Ъ\ § - нормальный уровень гравитации; § - гипергравитация; £ -микрогравитация.

т_У - корнельский вольтажпый ЭКГ-критерий ГЛЖ;

га_Р - корнельский ЭКГ-критерий произведения вольтажа и длительности (^ЯЯ; -ЭКГ-критерий ГЛЖ Соколова-Лайона;

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 18.12.2008 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ 784. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Салтыкова, Марина Михайловна

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Интерпретация в биомедицинских исследованиях динамики вольтажных показателей при изменении размеров сердца.

1.1.1 Традиционный электрокардиографический подход.

1.1.2 Эффект Броуди.

1.1.3 Влияние шунтирования внутриполостной кровью.

1.1.4 Влияние электропроводности органов и тканей грудной клетки, окружающих сердце.

1.1.5 Влияние внеклеточного электрического сопротивления.

1.1.6 Влияние изменения ориентации волокон миокарда при изменении размеров сердца (растяжении).

1.1.7 Сравнительные исследования на теплокровных и холоднокровных животных.

1.2 Динамика кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела при проведении нагрузочных проб.

1.2.1 Влияние частоты сердечных сокращений на вольтажные показатели С^ЯБ.

1.2.2 Влияние величины венозного возврата на вольтажные показатели С>К8.

1.3 Современные модели электрической активности сердца и динамика кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела.

1.3.1 Анализ траектории волны возбуждения в миокарде.

1.3.2 Анализ состояния кардиомиоцитов.

1.3.3 Имитационное моделирование.

1.3.4 Моделирование гипертрофических изменений миокарда.

Глава 2. Материал и методы.

2.1 Электрокардиографический материал и другие физиологические показатели, зарегистрированные во время полетов по параболе Кеплера.

2.2 ЭКГ по Франку, базовый импеданс грудной клетки и другие показатели, зарегистрированные во время коротких постуральных проб.

2.3 ЭКГ-12 и базовый импеданс, зарегистрированные во время длительных постуральных проб.

2.4 ЭКГ-12 при проведении процедуры гемодиализа.

2.5 ЭКГ-12 при проведении первой фазы процедуры плазмафереза.

2.6 ЭКГ-12 и другие физиологические показатели, зарегистрированные у пациентов с различными размерами тела.

2.7 Статистические методы.

Глава 3. Результаты.

3.1 Динамика вольтажных показателей С>Т18 во время параболических полетов.

3.1.1 Динамика вольтажных показателей при вертикальном положении тела.

3.1.2 Зависимость динамики показателей СЖЗ от наличия отрицательного давления вокруг нижней части тела в период микрогравитации, т.е. от использования ОДНТ.

3.1.3 Динамика вольтажных показателей при горизонтальном положении тела.

3.2 Динамика С)К8 при коротких постуральных пробах (кП).

3.3 Динамика вольтажных показателей С^ЯБ и базового импеданса при длительных ортостатических пробах (дОП).

3.4 Изменение комплекса (^ЯЗ после процедуры гемодиализа.

3.5 Изменение комплекса QRS после проведения первой фазы процедуры плазмафереза.

3.6 Зависимость вольтажных показателей QRS от размеров тела обследованных.

3.6.1 Выявление ГЛЖ по данных ЭКГ в зависимости от способа индексации ММЛЖ.

3.6.2 Информативность ЭКГ-критериев.

3.6.3 Сравнительный анализ зависимости ультразвуковых показателей ГЛЖ от ИМТ у мужчин и женщин.

Глава 4. Обсуждение.

4.1 Динамика кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела человека во время параболических полетов и постуральных проб.

4.2 Динамика QRS при проведении процедур гемодиализа и плазмафереза.

4.3 Сердечная гемодинамика и перераспределение жидких сред организма.

4.4 Зависимость распределения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела человека от размеров тела.

4.4.1 ЭКГ-критерии ГЛЖ.

4.4.2 Эхо-КГ критерии ГЛЖ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки в динамике кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела человека"

Электрокардиография является одним из наиболее распространенных средств контроля за состоянием миокарда. На протяжении более чем столетней истории этого метода накоплен значительный фактологический материал, позволяющий выделить основные закономерности отклонений ЭКГ при различных заболеваниях сердца. Однако определение механизмов, обуславливающих ту или иную динамику кардиоэлектрических потенциалов, представляет пока существенные трудности. Одна из основных проблем состоит в сложности дифференциации изменений ЭКГ, вызванных различными по своей природе факторами: а) изменением собственно электрической активности кардиомиоцитов (его оценка является основной задачей электрокардиографии); б) увеличением или уменьшением расстояния от эпикарда до регистрирующих электродов, которое может быть следствием как изменения формы и размеров сердца вследствие, например, гипертрофии миокарда или дилатации камер, так и некоторого сдвига и ротации сердца, например, при смене пациентом позы или при напряжении мышц брюшного пресса, вызывающем смещение диафрагмы, и в) изменением электропроводности органов и тканей грудной клетки вследствие перераспределения крови и других биологических жидкостей.

Эта проблема еще более усложняется при длительном ЭКГ-мониторировании и анализе электрокардиограммы на фоне динамических нагрузок, поскольку в этих условиях неизбежно влияние различных биофизических факторов, которое может обуславливать значительные изменения электропроводности торса и расстояния до электродов и таким образом камуфлировать динамику электрической активности кардиомиоцитов. Специфика этого влияния связана с наличием в организме человека трех различных сред: жидкой (кровь, лимфа, интерстициальная жидкость и др.), эластичной (мышцы, сухожилия, внутренние органы и др.) и твердой костнохрящевой. Для жидких сред характерны гидростатические эффекты с последующим перераспределением объемов, для эластичных — явления растяжения и сжатия, для твердых — определенная вероятность структурных повреждений [7, 8, 18, 96]. Кроме того, биохимические изменения, сопровождая указанные выше реакции, могут менять электропроводящие свойства органов и тканей.

Еще первые исследователи в области электрокардиографии отмечали, что объем биологических жидкостей в грудной клетке и размеры органов могут влиять на форму ЭКГ [113, 114, 116, 203]. В настоящее время значимость этих факторов доказана как при аналитическом моделировании [20, 123, 170], так и в экспериментальных работах на открытой грудной клетке животных [127, 154156, 194]. Однако в большинстве аналитических моделей оценивают изолированное влияние отдельных морфологических структур грудной клетки, не полностью учитывая реальную конфигурацию и расположение органов в грудной клетке; так, например, наиболее часто используется сферическая модель легких. Кроме того, разные модели дают существенно различающиеся между собой количественные результаты, что резко затрудняет их использование при клиническом анализе ЭКГ [99]. То же относится и к результатам, полученным на открытой грудной клетке животных, поскольку очевидна значимость влияния экспериментальных условий на количественные результаты. Все это приводит к тому, что в традиционной электрокардиографии все изменения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела считаются обусловленными либо изменениями электрической активности миокардиальных клеток, либо изменением расстояния от поверхности сердца' до электродов. Исключение составляют случаи с эмфиземой легких, выраженным ожирением, тиреотоксикозом; микседемой и некоторыми другими видами патологий, для которых выработаны эмпирические подходы, в большинстве случаев сводящиеся к констатации увеличения или снижения вольтажа ЭКГ при соответствующей патологии [5, 14, 146].

Вместе с тем, в литературе появляется все больше работ, показывающих несостоятельность традиционных подходов к интерпретации ЭКГ, когда изменения вольтажа С)Я8 связываются только с изменениями электрической активности миокарда или расстояния между эпикардом и электродами. У.Яиёу с соавторами [199] доказал значимость влияния увеличения электропроводности легких на вольтаж ЭКГ в клинических условиях. По данным Е.Уко1о с соавторами [234] и КДэЫкалуа с соавторами [107] изменение электропроводности крови и общего количества жидкости в организме во время процедуры гемодиализа может быть причиной противонаправленных изменений вольтажа ЭКГ и объема камер сердца, в то время как традиционный ЭКГ-анализ исходит из предположения об однонаправленности этих вариаций.

Сложность определения механизмов, посредством которых различные биофизические и физиологические факторы влияют на ЭКГ человека, в значительной, степени обусловлена невозможностью оценки их изолированного контролируемого воздействия. Например, невозможно оценить изолированное влияние на вольтажные показатели ЭКГ динамики частоты сердечных сокращений. Чтобы вызвать значимое изменение ЧСС, необходимо дать испытуемому физическую, интеллектуальную или фармакологическую нагрузку, что, помимо увеличения частоты сердечного ритма, будет сопровождаться целым комплексом ответных реакций, таких как изменение давления, силы сокращения миокарда, перераспределение крови и т.д. Определить, в какой степени соответствующие изменения ЭКГ были вызваны динамикой ЧСС, а в какой - динамикой других физиологических показателей, практически невозможно: Это делает необходимым выбор таких экспериментальных условий, которые, с одной стороны, провоцируют реакции* организма, сходные с теми, которые наблюдаются при проведении процедур функциональной диагностики, а с другой, позволяют установить соответствие между регистрируемыми изменениями ЭКГ и физиологическими реакциями. Для этого необходимо, во-первых, исключить влияние значимых для ЭКГ, но трудноконтролируемых факторов (гематокрита, ионного состава биологических жидкостей в миокарде и т.д.); во-вторых, реакция на исходное воздействие и компенсаторные реакции должны быть хорошо изучены, однотипны у всех обследуемых и сводиться к динамике небольшого количества физиологических показателей; в третьих, должны быть известны результаты экспериментов на животных, изолированном сердце или препаратах миокарда, которые позволяют прогнозировать влияние на ЭКГ динамики меняющихся в процессе эксперимента показателей.

В связи с этим представляет интерес модель перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности торса в условиях переменной гравитации во время полета специально оборудованного самолета по параболе Кеплера. Особенностью такой модели является быстрое (в течение 2-3 секунд) перераспределение значительного объема крови у испытуемого, находящегося в вертикальном положении, сначала в каудальном направлении (в период гипергравитации на восходящем колене параболы), а затем, через 20 секунд, в краниальном (в период микрогравитации в верхней части параболы). Столь быстрое перераспределение крови происходит без изменения ее электропроводности, меняется объем сердца, и миокардиальные волокна несколько растягиваются. Однако поскольку подобные механические изменения не влияют на амплитуду и скорость нарастания трансмембранного потенциала кардиомиоцитов [11, 125, 126], то можно полагать, что в данном исследовании динамика распределения электрических потенциалов на поверхности тела в период деполяризации миокарда желудочков обусловлена изменением степени кровенаполнения органов' и тканей грудной клетки и изменением расстояния до электродов (вследствие изменения размеров сердца). Все остальные факторы, влияющие на кардиоэлектрические потенциалы, остаются относительно постоянными. Дополнительным достоинством данной модели является возможность уменьшать перераспределение крови в краниальном направлении за счет использования ОДНТ в период микрогравитации.

Другой моделью, вызывающей перераспределение крови в каудальном направлении является ортостатическая проба. В отличие от параболических полетов при проведении постуральных проб меняется направление вектора гравитации относительно длинной оси тела, а не его величина. Это вызывает перераспределение крови, сходное с перераспределением во время параболических полетов, но менее выраженное и протекающее медленнее. Однако широкое использование постуральных проб в функциональной диагностике (прежде всего, в диагностике синкопальных состояний и ортостатической неустойчивости) и в имитационных экспериментах в авиакосмической медицине определяет важность адекватной интерпретации ЭКГ-изменений в этих условиях.

Кроме того, длительные (20-45 минут) постуральные пробы с регистрацией базового импеданса грудной клетки являются удобной моделью для сравнительной оценки значимости влияния изменения электропроводности и позиции сердца на электрокардиограмму человека. Они позволяют проанализировать динамику (^118, сопоставляя ее с изменениями электропроводящих свойств торса как при изменении положения тела при повороте, так и в течение последующего ортостаза, сопровождающегося перераспределением жидких сред организма в каудальном направлении.

Дополнительный анализ динамики ЭКГ-потенциалов при медленном варьировании электропроводности тела, но неизменной позиции сердца, а также различий вольтажных показателей С2Ы8 в группах лиц с различной электропроводностью торса необходим для уточнения выявленных закономерностей. Удобной моделью постепенного снижения электропроводности тела является процедура гемодиализа (за счет ультрафильтрации 2-4 литров жидкости), а увеличения — первая фаза процедуры плазмафереза, когда часть плазмы крови заменяется раствором

Рингера (увеличивается электропроводность крови, а кроме того, поскольку уменьшение онкотического давления способствует выходу жидкости из сосудистого русла и некоторому накоплению ее в тканях, это может дополнительно увеличивать электропроводность тела).

Цель настоящего исследования — выявить основные закономерности и механизмы влияния перераспределения биологических жидкостей и изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки на кардиоэлектрические потенциалы на поверхности тела человека в период деполяризации миокарда желудочков.

В исследование включены только показатели, регистрируемые в период деполяризации желудочков (комплекс СЯ18 на электрокардиограмме), поскольку распределение потенциалов в этот период более устойчиво по сравнению периодом реполяризации. Параметры реполяризации зависят от продолжительности потенциалов действия кардиомиоцитов, а значит, зависят от растяжения миокардиальных клеток, сердечного ритма и многих других трудно контролируемых факторов. Напротив, амплитуда и скорость нарастания потенциала действия кардиомиоцита желудочка в норме практически постоянны, не зависят от его растяжения, сердечного ритма (до 350 ударов в минуту), концентрации ацетилхолина и катехоламинов [11, 117, 125, 126, 184]. Это позволяет оценить динамику кардиоэлектрических потенциалов в условиях, когда доминирующим оказывается влияние факторов, не связанных с электрической активностью миокардиальных клеток.

Задачами исследования были следующие: 1. Выявить закономерности изменения кардиоэлектрических потенциалов под влиянием быстрого перераспределения биологических жидкостей и гравитационно-зависимой деформации органов грудной клетки а) в условиях переменной гравитации во время параболических полетов и б) при коротких постуральных пробах.

2. Выявить закономерности изменения кардиоэлектрических потенциалов под влиянием медленно протекающего перераспределения биологических жидкостей а) при длительных ортостатических пробах, б) при дегидратации организма во время процедуры гемодиализа и в) при частичной замене плазмы крови раствором Рингера в процессе первой фазы плазмафереза;

3. Выявить общие закономерности динамики кардиоэлектрических потенциалов под влиянием как быстрого, так и медленно протекающего перераспределения биологических жидкостей, а также гравитационно-зависимой деформации органов грудной клетки.

4. Оценить зависимость распределения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности грудной клетки от конституциональных особенностей обследуемых (пол, ИМТ).

5. Предложить биофизическую и физиологическую интерпретацию выявленных закономерностей, определить механизмы, посредством которых биофизические факторы влияют на кардиоэлектрические потенциалы на поверхности грудной клетки в период деполяризации миокарда желудочков.

Перераспределение биологических жидкостей оценивалось по изменению величины базового импеданса грудной клетки, размеры сердца - по данным эхокардиографии. ЭКГ непрерывно регистрировалась по системе Франка и по традиционной системе ЭКГ-12 с помощью компьютерного кардиорегистратора.

Основной материал исследования

I - ЭКГ по системе Франка, базовый импеданс грудной клетки и конечно-диастолический объем левого желудочка, зарегистрированные во время полетов специально оборудованных самолетов по параболе Кеплера (27 практически здоровых лиц);

II - ЭКГ-12, ЭКГ по системе Франка и базовый импеданс, зарегистрированные во время ортостатичских проб (14 практически здоровых лиц, 8 больных с нейрокардиогенными синкопальными состояниями);

III — ЭКГ-12, зарегистрированные до и, после процедур гемодиализа (14 человек) и плазмафереза (8 человек),

IV — ЭКГ-12 из электронного архива для оценки влияния размеров тела (индекса массы тела) на кардиоэлектрические потенциалы (385 человек).

Научная новизна

Впервые сформирована целостная концепция влияния биофизических факторов на вольтажные показатели ЭКГ в период деполяризации миокарда желудочков, не связанного с трансмембранными ионными токами кардиомиоцитов. Доминирующим механизмом, ответственным за динамику 1 QRS в этих условиях, является изменение внеклеточного электрическогосопротивления органов и тканей грудной клетки, на которое непосредственное влияние оказывают объем биологических жидкостей как в грудной клетке в целом, так и в сердечной стенке, а также электрические свойства крови. Зависимость от размеров сердца менее выражена. Повышение внеклеточного сопротивления обуславливает соответствующее снижение эффекта шунтирования внеклеточных токов, возникающих при распространении возбуждения по. миокарду, что увеличивает суммарный ток, текущий к поверхности тела, и; как следствие, вольтажные показатели* ЭКГ. Снижение внеклеточного сопротивления вызывает противоположные изменения.

Кроме того; при перераспределении биологических жидкостей рефлекторное изменение силы сокращения определяет динамику внеклеточного < сопротивления в миокарде в систолу и, как следствие, дополнительную динамику вольтажных показателей второй половины комплекса QRS, соответствующих по времени фазе изометрического сокращения желудочков. В связи с этим наиболее выражены изменения вольтажных показателей С)Я8 в отведениях на передней поверхности грудной клетки в период возбуждения задних и задне-базальных отделов миокарда желудочков в начале фазы изометрического сокращения.

Теоретическая и практическая значимость работы

Результаты исследования позволят увеличить эффективность электрокардиографического исследования в условиях, вызывающих изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки вследствие изменения параметров центральной гемодинамики и общего количества жидкости в организме: при проведении функциональных проб, на фоне антигипертензивной терапии, а также в условиях переменной гравитации и космического полета. Диапазон изменения вольтажных показателей СЖ-Б под действием биофизических факторов, не влияющих на трансмембранные ионные токи кардиомиоцитов в период деполяризации, составляет от 0.2 мВ до 1 мВ. Изменение электропроводности органов и тканей грудной клетки в наибольшей степени влияет на амплитуды зубца Б в передних грудных отведениях (у2-у4) и зубца Я в отведении Ъ по Франку. Увеличение внеклеточного сопротивления приводит к возрастанию вольтажных показателей, а его снижение - вызывает противоположные изменения. Использование выявленных закономерностей и механизмов влияния электропроводности тканей и расстояния от сердца до электродов позволило разработать ЭКГ-критерии ГЛЖ для лиц с избыточной массой тела вследствие увеличения жировых слоев.

Работа выполнена по плану научно-исследовательских работ НИИ кардиологии им. А.Л.Мясникова РКНПК в рамках научных тем № 55 «Разработка оптимального комплекса неинвазивных методов функциональной и ультразвуковой диагностики для длительных динамических наблюдений за больными артериальной гипертонией» и № 79 «Разработка новых методов диагностики системных и регионарных дисрегуляторных изменений у больных артериальной гипертонией и адаптация этих методов для использования в амбулаторных условиях».

Первичная и статистическая обработка полученных данных, анализ научной литературы по изучаемой проблеме и смежным вопросам, разработка всех теоретических положений и выводов данной работы, а также подготовка текстов публикаций и компьютерных программ для первичной обработки данных сделаны автором лично. Кроме того, регистрация электрокардиограмм во время полетов самолета ИЛ-76 МДК, во время процедур гемодиализа и плазмафереза и во время постуральных проб также проведены автором.

Результаты исследований доложены на следующих международных и российских конференциях:

Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий, Москва, 1999;

XII конференции по космической биологии и авиакосмической медицине, Москва, 2002;

Российский национальный конгрессе кардиологов «От исследований к клинической практике», Санкт-Петербург, 2002;

V Международная научно-практическая конференция «Пилотируемые полеты в космос», Моск.обл. Звездный городок, 2003;

Российская конференция с международным участием «Организм и окружающая.среда: адаптация к экстремальным условиям», Москва, 2003;

25th Annual International Gravitational Physiology Meeting, Москва, 2004;

XIII конференция по космической биологии и авиакосмической медицине, Москва, 2006;

VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике», Москва, 2007.

Апробация работы состоялась на заседании Ученого Совета Института Клинической кардиологии им. А.Л.Мясникова РКНПК 8 июля 2008 года.

Положения, выносимые на защиту

I. При перераспределении биологических жидкостей в каудальном или краниальном направлении, а также при дегидратации организма динамика вольтажных показателей С^ЯБ определяется преимущественно изменением электрического сопротивления сердечной стенки, а также других органов и тканей грудной клетки вследствие изменения в них объема биологических жидкостей. Влияние возникающих при этом вариаций расстояния от эпикарда до ЭКГ-электродов менее значимо.

II. Увеличение (снижение) силы сокращения миокарда- при перераспределении биологических жидкостей в каудальном (краниальном) направлении приводит к соответствующему изменению объема внеклеточного пространства в сердечной стенке и, как следствие, к изменению ее электрического сопротивления. В большей степени это влияет на вторую половину отражающую возбуждение задних и задне-базальных отделов миокарда желудочков в начале фазы изометрического сокращения. Наиболее выражено возрастание амплитуды зубца 8 в передних грудных отведениях (у2-у4) и зубца Я в отведении Ъ по Франку при увеличении силы сокращения и противоположные изменения при ее снижении.

III. Влияние экстракардиальных факторов, таких как дегидратация организма, увеличение размеров тела и его среднего эл. сопротивления за счет жировых слоев не меняется в течение сердечного цикла и обуславливает изменения вольтажных показателей всего комплекса (ЗЯБ.

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ .

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Салтыкова, Марина Михайловна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях, при которых одновременно меняются < размеры, кровоснабжение и электропроводность органов грудной клетки, практически невозможно дифференцировать ЭКГ-изменения, вызванные теми или иными факторами. Однако анализ ЭКГ во время параболических полетов и постуральных проб, когда перераспределение крови происходит в, течение нескольких секунд и поэтому не сопровождается »значимыми метаболическими сдвигами, позволяет выделить те изменения-ЭКГ, которые обусловлены только биофизическими факторами — изменением электропроводности органов и тканей и расстояния от эпикарда до электродов. Выраженность выявленных закономерностей существенно зависит от конституциональных особенностей' пациентов. Это было показано путем анализа динамики С)Я8 при вертикальном смещении ЭКГ-электрода на поверхности грудной клетки на одно межреберье. Наименее выраженной была динамика при расположении электрода в III межреберье (0.1 мВ), а наиболее выраженной в V (1.4 мВ). Эта зависимость может быть причиной значительного разброса в степени выраженности динамики <3118 у разных пациентов, поскольку ориентирами для локализации ЭКГ-электродов на поверхности грудной клетки являются ребра, грудина и ключица, а позиция сердца относительно них у разных пациентов может несколько отличаться.

Часть работы, посвященная способам индексации ММЛЖ, составила отдельное исследование. Включение его в данную работу обусловлено необходимостью обосновать значимость влияния размеров тела на используемые в клинических исследованиях диагностические ЭКГ-критерии, которые основаны на вольтажных показателях СЖ-Б. У пациентов с избыточной массой тела снижается вольтаж С)Я8, что приводит к снижению чувствительности ЭКГ-критериев гипертрофии миокарда левого желудочка. При верификации ЭКГ-заключения данными ЭхоКГ использование традиционной индексации ММЛЖ таюке приводит к недооценке ГЛЖ у этих пациентов, что маскирует снижение чувствительности ЭКГ-критериев. Сопоставление с заключениями ЭхоКГ, сделанными при использовании способов индексации, более адекватных при наличии избыточного веса, позволяет акцентировать внимание специалистов на необходимости учитывать влияние биофизических факторов как в клинических и научных исследованиях, так и при создании новых критериев для ЭКГ-диагностики.

В заключение необходимо отметить, что результаты проведенного исследования позволяют увеличить эффективность электрокардиографического исследования в условиях, вызывающих изменения электропроводности органов и тканей грудной клетки вследствие изменения параметров центральной гемодинамики и общего количества жидкости в организме. Это прежде всего различные функциональные пробы. Выработанная целостная концепция влияния биофизических факторов на вольтажные показатели С)Я8 позволяет снять те противоречия, которые имеются в научной литературе по поводу динамических изменений амплитуды зубцов при нагрузочных тестах и объяснить регистрируемое некоторыми исследователями увеличение амплитуды Я у больных ИБС изменением внеклеточной проводимости в миокарде вследствие перераспределения жидких сред и гемодинамических сдвигов, а также объяснить увеличение амплитудных показателей С^ЯБ у больных с ГЛЖ на фоне снижения скорости распространения возбуждения по миокарду и снижения скорости нарастания потенциала действия гипертрофированных кардиомиоцитов. Разработанные подходы к анализу влияния биофизических факторов на вольтажные показатели С^ЯБ могут быть положены в основу рекомендаций, учитывающих влияние изменения параметров центральной гемодинамики при анализе ЭКГ в реальных клинических условиях: при проведении функциональных проб и на фоне антигипертензивной терапии, а также в условиях переменной гравитации и космического полета. Кроме того, результаты исследования демонстрируют облигатность введения в модели электрической активности сердца как условий негомогенности торса, так и зависимости его электропроводности от перераспределения жидких сред организма, увеличения или снижения их общего количества, а также динамики внеклеточного сопротивления в течение сердечного цикла.