Экспериментальные исследования как обоснование целесообразности динамической электрокардиографии для создания инновационных методов диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека

Abstract

Цель. В статье предложены подходы к анализу функционального состояния спортсменов, их подготовки и потенциальных возможностей по динамической электрокардиографии, т. е. по ЭКГ, зарегистрированной непосредственно во время тренировок. Анализируются результаты экспериментов, целью которых было показать эффективность применения кибернетических методов в физиологических исследованиях. Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились с помощью комплексов непрерывной регистрации ЭКГ, разработанных в Институте спорта, туризма и сервиса Южно-Уральского государственного университета. Исследования проводились со спортсменами разной подготовки. ЭКГ регистрировались во время велоэргометрических нагрузок и фитнес-тренировок. Автоматическими алгоритмами рассчитывались частота сердечных сокращений (ЧСС) и скорости активации желудочков (САЖ) сердца как характеристика сократительной способности миокарда. Впервые эти характеристики анализировались в динамике, т. е. под нагрузкой обследуемых спортсменов. Предложена методика синхронного анализа экспериментальных данных и расчетных характеристик, которая позволяет зафиксировать параметры, идентифицирующие функциональное состояние обследуемых спортсменов. Результаты. Исследования временных диаграмм ЭКГ, ЧСС и САЖ наглядно показали, что при синхронных изменениях ЧСС и САЖ спортсмен отрабатывает нагрузку при существенно меньшей ЧСС, чем спортсмен, САЖ сердца которого не изменяется синхронно с ЧСС. Это позволило сформулировать гипотезы о новой диагностической сущности динамической электрокардиографии. Заключение. Проведенные эксперименты и их подробный анализ показали, что регистрация ЭКГ спортсменов в динамике, т. е. непосредственно во время физических упражнений, открывает совершенно новые для спортивной физиологии и медицины диагностические возможности электрокардиографии по оценке функционального состояния и потенциальных возможностей спортсменов. Aim. The article deals with approaches to the analysis of the functional state of athletes, their training and potential, based on dynamic electrocardiography, namely, the ECG registered during training. We analyze the results of the experiment to demonstrate the efficiency of cybernetic methods in physiological studies. Materials and methods. We conducted the experiments, using the equipment for continuous ECG registration, developed in the Institute of Sports, Tourism and Service (South Ural State University). Athletes of various physical preparedness participated in the study. We performed ECG registration during a cardiac stress test and during trainings. Using automatic algorithms, we calculated heart rate (HR) and the speed of ventricular activation (SVA) as a characteristic of myocardial contractility. For the first time, we have analyzed these characteristics in dynamics (under load). We proposed the method of synchronous analysis for experimental data and characteristics, which allows us to register parameters, identifying the func-tional state of athletes. Results. Timing diagrams of ECG, HR, and SVA demonstrate that, in case of synchronous changes in HR and SVA, an athlete overcomes load with a significantly lower heart rate than the athlete, whose SVA does not change synchronously with heart rate. This allowed us to formulate hypothesis on brand new diagnostic nature of dynamic electrocardiography. Conclusion. The experiments and their detailed analysis demonstrated that continuous ECG registration during physical exercises opens completely new diagnostic opportunities for electro-cardiography in sports physiology and medicine.