Спектр первого тона сердца больных инфарктом миокарда в покое и при физической нагрузке

Аннотация

Наиболее информативным методом исследования звуковой симптоматики сердца является спектральный анализ, который позволяет получать дополнительные сведения о состоянии сердечно-сосудистой системы больных ишемической болезнью сердца.

Целью настоящей работы являлось изучение изменений частотно-амплитудного состава сердечных тонов в ответ на дозированную физическую нагрузку и информативности этих изменений у больных инфарктом миокарда различной тяжести клинического течения заболевания.

Полный текст

Наиболее информативным методом исследования звуковой симптоматики сердца является спектральный анализ, который позволяет получать дополнительные сведения о состоянии сердечно-сосудистой системы больных ишемической болезнью сердца [4, 11].

Частотно-амплитудные параметры тонов сердца исследовали с помощью спектроанализатора в реальном масштабе времени типа 3348 фирмы «Брюль и Къер» [5]. Спектрограммы оценивали по частотному диапазону, резонансной частоте, на которой находили пик амплитуды звукового давления и величины добротности (Q). Последнюю рассчитывали по формуле $\mathrm{Q}=\frac{{\mathrm{F}}_{\mathrm{R}}}{{\mathrm{F}}_2 - {\mathrm{F}}_1}$, где F_R — резонансная частота, F₁ и F₂ — две частоты выше и ниже резонанса.

Физический смысл величины добротности определяется как отношение накопленной энергии к энергии, израсходованной за период колебания. Она является энергетической характеристикой колебательного контура. Кривая огибающей амплитуд спектральных компонентов тонов сердца по форме аналогична резонансной кривой одиночной колебательной системы, поэтому в качестве объективной характеристики этой кривой избрана добротность [5, 6, 11]. В условиях однородности вибрационная способность колебательной системы характеризуется высокой добротностью.

Обследованы 124 пациента с инфарктом миокарда (100 мужчин и 24 женщины) в возрасте от 30 до 83 лет. Контрольную группу составили здоровые люди — 25 мужчин и 16 женщин в возрасте от 18 до 49 лет. Первичный инфаркт миокарда диагностирован у 104 больных, повторный — у 20. У 61 больного был трансмуральный инфаркт миокарда, у 50 — крупноочаговый, у 13 — мелкоочаговый. Признаки хронической сердечной недостаточности констатированы у 49 больных, из них у 13 инфаркт миокарда был повторным. Согласно классификации Н. Д. Стражеско и В. X. Василенко (1935), недостаточность кровообращения I стадии была у 14 больных, IIА стадии — у 25, IIБ стадии — у 10.

Все обследованные были разделены на 4 группы (классы тяжести) согласно классификации ВКНЦ АМН СССР, построенной с учетом таких клинических данных, как обширность и глубина поражения сердечной мышцы, наличие и характер осложнений, особенности доинфарктного периода. В 1-ю группу вошли 8 больных, во 2-ю — 34, в 3-ю — 53, в 4-ю — 29.

При обследовании регистрировали электрокардиограмму в 12 отведениях с записью фонокардиограммы на аускультативном канале; показатели центральной гемодинамики были изучены методом интегральной реографии [9].

У 58 больных инфарктом миокарда и в контрольной группе спектральный состав сердечных тонов изучали в условиях дозированной физической нагрузки на велоэргометре. Велоэргометрию выполняли методом ступенчатого повышения нагрузки [2, 3]. В ходе пробы контролировали самочувствие и состояние больного, регистрировали ЧСС, АД и ЭКГ. Частотно-амплитудные параметры тонов сердца анализировали сразу после достижения пациентом пороговой нагрузки.

Исследования позволили установить, что частотно-амплитудные параметры сердечных тонов у больных инфарктом миокарда значительно отличаются от таковых у здоровых людей как в условиях относительного мышечного покоя, так и при физической нагрузке. Наибольшие различия, касающиеся первого тона, по-видимому, обусловлены тем, что в генезе изменений показателей спектра первого тона существенное место занимает мышечный компонент [8, 10]. Величина добротности спектра первого тона у лиц контрольной группы была больше 2, а резонансная частота превышала 40 Гц. Ширина спектра первого тона у здоровых лиц в среднем составляла 258,0±10,3 Гц.

Инфаркт миокарда, нарушая структурную однородность сердечной мышцы, изменяет ее эластичность и упругость, ограничивая вибрационную способность левого желудочка, что отражается в уменьшении величины добротности спектра первого тона (Q<2) и смещении резонансной частоты в область низких частот (менее 40 Гц). Кроме того, у больных инфарктом миокарда спектр первого тона значительно сужен, причем большее изменение сердечной мышцы ведет и к большему сужению спектра. У больных с впервые возникшим инфарктом миокарда величина частотного диапазона составляла в среднем 179,7±28,1 Гц, что меньше этого показателя у здоровых людей (Р<0,001); у больных с повторным инфарктом миокарда отмечено еще более выраженное сужение спектра — 153,6±31,6 Гц. Сравнение ширины спектра первого тона у больных с различной величиной инфарцированного участка также подтвердило это положение. Наиболее узкий спектр первого тона был получен у больных трансмуральным инфарктом миокарда (176,6±31,3 Гц); для сравнения: у больных с мелкоочаговым поражением — 219,2±29,6 Гц.

Поражение большей площади миокарда при повторном или трансмуральном инфаркте характеризовалось также самыми низкими величинами добротности и резонансной частоты спектра первого тона. Добротность спектра первого тона у больных с повторным инфарктом миокарда составляла 1,2±0,1, резонансная частота — 30,2±3,6 Гц, с трансмуральным поражением сердечной мышцы — соответственно 1,14±0,03 и 30,4±8,6 Гц.

С учетом значимости мышечного компонента в генезе изменений спектра первого тона сердца было проведено сопоставление между его спектральным составом и выраженностью клинических признаков, характеризующих ту или иную стадию сердечной недостаточности. Полученные результаты показали, что по мере нарастания тяжести клинических проявлений хронической сердечной недостаточности сужается частотный диапазон, уменьшаются резонансная частота и величина добротности первого тона. Статистически достоверные изменения спектра были получены у больных инфарктом миокарда с признаками сердечной недостаточности IIА и IIБ стадии по отношению к больным без проявлений сердечной недостаточности (Р<0,05).

Таким образом, физические характеристики сердца как колебательного контура ухудшаются с нарастанием изменений в структуре миокарда и снижением его сократительной способности.

При исследовании частотно-амплитудных параметров спектра первого тона сердца у больных инфарктом миокарда различной тяжести, во многом обусловленной величиной поражения сердечной мышцы и наличием осложнений, наибольшие ширина спектра и величина добротности были получены у больных инфарктом миокарда I класса тяжести, то есть наиболее легкого по клиническому течению. Нарастание тяжести клинической картины заболевания вызывает сужение частотного диапазона и снижение добротности спектра первого тона. Резонансной частоте была свойственна тенденция к уменьшению от I к IV классу (табл. 1).

Таблица 1. Основные показатели спектра первого тона сердца больных инфарктом миокарда различных классов тяжести

Группы обследованных	Показатели спектра
	частотный диапазон, Гц	резонансная частота, Гц	добротность, отн. ед.
1 -я	218,4±27,0*	36,2±6,5*	1,5±0,2*
2-я	188,0±13,6*	40,8±11,7	1,4±0,2**
3-я	180,7±20,4**	32,1±8,8*	1,2±0,2**
4-я	178,7±28,7**	28,8±4,6**	1,2±0,1**
Контрольная	258,0±10,3	47,0±2,4	2,6±0,2

При изучении комплекса показателей сердечно-сосудистой системы у больных инфарктом миокарда в условиях дозированной физической нагрузки отмечена зависимость толерантности больного к физической нагрузке от класса тяжести инфаркта миокарда, которая наиболее достоверно характеризовалась величиной пороговой мощности нагрузки.

Анализ результатов исследования спектра первого тона у больных инфарктом миокарда после выполнения пороговой нагрузки выявил достоверную разницу в показателях по сравнению с данными здоровых людей (табл. 2). После выполнения нагрузки спектр первого тона как у здоровых людей, так и у больных инфарктом миокарда расширялся за счет появления высокочастотных составляющих, но прирост ширины спектра у больных инфарктом миокарда был значительно меньше, чем в контрольной группе. По мере снижения мощности пороговой нагрузки от I к IV классу прирост частотного диапазона на нагрузку становился все меньше: 29,6±3,8% у больных I класса и 7,2±2,8% у больных IV класса (Р<0,001).

Таблица 2. Изменения показателей спектра первого тона после выполнения пороговой нагрузки у здоровых людей и больных инфарктом миокарда различных классов тяжести

Группы обследованных	Мощность пороговой нагрузки, Вт	Показатели спектра после нагрузки
		частотный диапазон, Гц	А, %	резонансная частота» Гц	А, %	добротность, отн. ед.	А, %
1-я	100,0±20,2	265,5±24,5	29,6±3,8	36,0±3,7	—5,3±1,1	1,1±0,2	—27,4±1,4
2-я	82,5±21,7	249,8±17,9	26,0±4,1	34,4±3,2	—7,0±0,9	1,0±0,3	—27,9±2,1
3-я	76,4±22,6	229,0±28,1	20,7±5,6	32,6±5,1	—9,9±1,2	0,85±0,1	—32,5±2,3
4-я	54,3±14,1	182,6±18,1	7,2±2,8	27,7±4,1	—12,0±1,2	0,72±0,1	—35,6±1,8
Контрольная	135,0±11,4	361,0±11,2	39,0±4,7	45,0±4,9	—5,0±1,1	1,9±0,1	—27,0±1,2
Рк-1	<0,05	<0,001	>0,05	>0,05	>0,05	<0,01	>0,05
Рк-2	<0,05	<0,001	<0,05	>0,05	>0,05	<0,01	>0,05
Рк-3	<0,05	<0,001	<0,05	>0,05	>0,05	<0,001	<0,05
Рк-4	<0,001	<0,001	<0,001	<0,05	<0,001	<0,001	<0,001
Р1-4	<0,05	<0,001	<0,001	>0,05	<0,001	<0,01	<0,001

Ограничение резервных возможностей у больных с осложненным течением инфаркта миокарда связано с нарушением сократительной способности миокарда и гемодинамическими изменениями, ведущими к снижению скорости кровотока и к уменьшению турбулентности [1, 7], отсюда, по-видимому, и ограничение прироста диапазона частот первого тона на нагрузку.

Выполнение велоэргометрической пробы сопровождалось смещением резонансной частоты в низкочастотную область спектра первого тона сердца и уменьшением коэффициента добротности, наиболее выраженным у больных инфарктом миокарда IV класса тяжести. У них была выявлена самая низкая величина добротности спектра первого тона после нагрузки. Корреляция между добротностью спектра первого тона сердца и мощностью пороговой нагрузки оказалась прямой, положительной и высокодостоверной (r = +0,58; Р<0,001). Такая же взаимосвязь обнаружена между шириной спектра и мощностью пороговой нагрузки (r = +0,42; Р<0,001).

Таким образом, изменения спектральных характеристик первого тона сердца на нагрузку отражают степень ограничения физической активности больных инфарктом миокарда различных классов тяжести.