Определение оптимальных параметров электростимуляции анатомических зон ушной раковины на основе анализа сердечного ритма

М.В. Королева, Е.Е. Мейзеров

(Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики, кафедра биомедицинской электроники, г. Москва, Россия)

Аурикулярная электропунктура является эффективным методом рефлекторного лечения различных заболеваний. Это обусловлено богатой иннервацией ушной раковины и ее мощными нейро-рефлекторными связями со структурами ствола головного мозга [2]. При определении параметров электропунктурного воздействия с использованием аппаратов – генераторов переменного тока важное значение имеет выбор частоты следования импульсов. Однако на сегодняшний день не существует единого мнения по этому вопросу из-за малочисленности специальных исследований.

Целью настоящей работы явилось изучение влияния электростимуляции разными частотами аурикулярных точек на функциональную активность вегетативной нервной системы (ВНС), применяя регистрацию вариабельности сердечного ритма (ВСР). Для достижения этой цели нами решались следующие задачи:

1. Оценка действия частот 200 Гц, 77 Гц, 77/10 Гц, 10 Гц, 5 Гц, 4 Гц и режима «волновые качели» на функциональную активность ВНС.

2. Сравнение эффектов воздействия различными частотами на точки разных анатомических областей и точки одной и той же анатомической области ушной раковины.

3. Определение минимальной эффективной длительности воздействия при стимуляции различными частотами точек ушной раковины.

Материал и методы

В исследовании принимали участие 36 практически здоровых испытуемых-добровольцев. С каждым испытуемым проводили от 4 до 20 исследований, причем электростимуляцию аурикулярных точек различными частотами проводили в разные дни во избежание эффекта суммации.

Для аурикулярной стимуляции применяли электропунктуру с частотой импульсов 200 Гц, 77 Гц, 10 Гц, 5 Гц и 4 Гц, а также в режимах 77/10 Гц и «волновые качели». Комбинированный режим 77/10 Гц осуществлялся с частотной модуляцией, при которой стимулирующие импульсы представляли собой последовательные пачки длительностью 250 мс с частотой 77 Гц и 10 Гц. Режим «волновые качели» выполняли в диапазоне частот от 1 до 10 Гц. Электростимуляция точек проводилась выносным коаксиальным точечным электродом в течение 3-х минут на комфортном энергетическом уровне.

Регистрацию ВСР реализовывали с помощью аппаратно-программного комплекса «Orto-Scince» и «Orto-expert» (Россия) в фоне, во время электростимуляции аурикулярных точек и спустя 1–30 минут после прекращения стимуляции. Показатели в фоне и после стимуляции анализировались при помощи программы «Orto-expert». Оценивались следующие показатели сердечного ритма: мода, амплитуда моды (АМо), индекс напряжения регуляторных систем (ИН), средняя частота сердечных сокращений (ЧСС), показатели спектрального анализа сердечного ритма – спектральные мощности высокочастотного (HF), низкочастотного (LF) и ультранизкочастотного (VLF) компонентов, а также соотношение мощности медленных и быстрых ритмов (LF/HF); квадратный корень суммы квадратов разностей смежных кардиоинтервалов (RMSSD) и суммарная мощность спектра волновой структуры сердечного ритма (TF) в сидячем положении и после вставания. Сравнение показателей, полученные в положении испытуемых сидя и стоя, позволяло оценить вегетативную реактивность и вегетативное обеспечение деятельности [1, 5].

При изучении эффектов разных частот электропунктуры использовали точки различных анатомических зон: трехсторонней ямки, верхней ножки противозавитка, зоны, прилежащей к ножке завитка, чаши раковины, полости раковины, козелка и мочки уха [4].

При определении необходимой длительности воздействия для получения эффекта изменения функциональной активности ВНС использовали программу комплекса «Orto-Scince» для непрерывной регистрации параметров сердечного ритма. Воздействие на аурикулярные точки проводили от 1 до 5 минут на комфортном энергетическом уровне.

Для статистической обработки использовались параметрические и непараметрические методы. Полученные результаты обрабатывались с помощью статистического пакета «STADIA».

Результаты и их обсуждение

Оценка действия частоты 200 Гц проводилась в группе из 22 человек. Воздействие осуществлялось на точки разных анатомических областей. В зоне трехсторонней ямки воздействие проводилось на аурикулярные точки (АТ) АТ55 (шэнь-мэнь) и АТ58 (матка), верхней ножки противозавитка АТ49 (коленный сустав), в зоне прилежащей к ножке завитка на АТ87 (желудок), АТ88 (двенадцатиперстная кишка) и АТ91 (толстая кишка), в зоне чаши раковины на АТ92 (мочевой пузырь), в зоне полости раковины на АТ100 (сердце) или АТ101 (легкие), АТ103 (трахея), в зоне мочки на АТ10 (миндалина) и АТ8 (глаза). В день исследования проводили стимуляцию только одной точки. Эффект последействия оценивали в течение 30 минут. В целом по группе достоверных изменений, как состояния вегетативной регуляции, так и вегетативной реактивности и вегетативного обеспечения деятельности не выявлено. Не получено также достоверной разницы в показателях при стимуляции точек разных зон.

Изучение действия частоты 77 Гц проводилось в группе из 25 человек. Воздействие проводили на те же точки, что и при электропунктуре, с частотой 200 Гц. Полученные данные свидетельствуют о том, что частота 77 Гц имеет выраженный симпатотонический эффект, как при воздействии на точки зоны прилежащей к ножке завитка, чаши раковины, полости раковины (АТ 100, 101, 103, 92, 88, 91), так и точки мочки (АТ 10, 8), точки трехсторонней ямки (АТ 55, 58) и точку верхней ножки противозавитка (АТ 49). При регистрации вариабельности сердечного ритма этот эффект проявляется в достоверном (р < 0,05) увеличении частоты сердечных сокращений (ЧСС), возрастании амплитуды моды (АМо) и увеличении индекса напряжения (ИН) сердечного ритма. При анализе спектральных характеристик выявлено достоверное (р < 0,01) увеличение показателя LF/HF (отношение мощности медленных и быстрых ритмов), также свидетельствующее о симпатической активации, и достоверное (р < 0,01) увеличение мощности сверхмедленной составляющей спектра – VLF, свидетельствующей об усилении гуморального вклада в регуляцию активности ВНС. Так, было отмечено, что оптимальная аналгетическая частота электростимуляции близка к 77 Гц, а при сдвиге ее в пределах 10 % аналгетический эффект резко снижается [3]. Возможно, частоты этого диапазона способны «управлять» эндорфинными, серотониновыми или другими медиаторными механизмами регуляторных систем мозга.

Применение частоты 10 Гц для стимуляции тех же точек, напротив, вызывает парасимпатический эффект, который выражается в достоверном (р < 0,05) уменьшении ЧСС, снижении АМо и ИН, а также достоверном (р < 0,01) увеличении высокочастотной составляющей - HF при спектральном анализе волновой структуры сердечного ритма. Однако для некоторых точек существует определенная специфика реализации этого эффекта. Так, при стимуляции частотой 10 Гц АТ 100 (сердце) парасимпатотонический эффект преимущественно реализуется за счет нервных механизмов, а точки – АТ 10 (миндалина) преимущественно за счет активации гуморальных механизмов. Аналогичный, но более выраженный эффект был получен при стимуляции аурикулярных точек в режиме 77/10 Гц. При электропунктуре с использованием данного режима также наблюдалось снижение ЧСС, ИН, АМо (р < 0,05), свидетельствующих о снижении симпатического тонуса ВНС, увеличение RMSSD – показателя, увеличение которого связано с активацией парасимпатических влияний. Но, в отличие от частоты 10 Гц, электропунктура в режиме 77/10 Гц вызывает достоверное (р < 0,01) увеличение показателя TF – суммарной мощности спектра волновой структуры сердечного ритма. С физиологической точки зрения, эти данные можно интерпретировать как снижение централизации управления сердечным ритмом, что соответствует снижению нервно-психического напряжения и повышению уровня адаптации.

При изучении режима «волновые качели» был получен разнонаправленный эффект у лиц с разным типом вегетативной регуляции. Так, у испытуемых с выраженной симпатикотонией наблюдалось ослабление симпатических влияний – уменьшение ЧСС (р < 0,05), снижение ИН (р < 0,01), увеличение показателя RMSSD (р < 0,05). При этом у лиц с исходно сниженными показателями вегетативной реактивности происходило их улучшение при ортостатической пробе. У лиц с выраженной ваготонией наблюдалась некоторая активация симпатической регуляции в виде тенденции к повышению АМо, достоверное повышение ИН (р < 0,05) и снижения RMSSD (р < 0,01). Вместе с тем происходило достоверное снижение показателя VLF (р < 0,01), свидетельствующего о снижении гуморального и повышении нервного вклада в регуляцию состояния ВНС. Этот эффект проявлялся при электропунктурном воздействии на аурикулярные точки всех анатомических зон.

Более сложные и неоднозначные эффекты отмечены при изучении низких частот 4 и 5 Гц. Здесь физиологический эффект и направленность изменения вегетативной регуляции зависела от точки стимуляции и наличия электроаномальности точки (а следовательно, возможной патологии соответствующего органа). Так, при воздействии на точку АТ49 (коленный сустав) в области верхней ножки противозавитка достоверных изменений вегетативной регуляции не выявлено, а при воздействии на точку АТ87 (желудок) получен парасимпатический эффект, воздействие на АТ100 (сердце) вызывало разнонаправленные эффекты у лиц с преобладанием исходного симпатического и парасимпатического тонуса ВНС. В то же время у всех испытуемых стимуляция этой точки частотой 4–5 Гц вызывала снижение показателя TF (суммарной мощности волнового спектра), что свидетельствует о повышении централизации регуляции и снижении уровня адаптации, т.е. эти частоты неблагоприятны для воздействия на данную точку.

Применение регистрации ВСР для оценки эффектов электропунктуры на аурикулярные точки позволило подойти и к решению вопроса о минимально необходимой продолжительности воздействия разными частотами и длительности сохранения эффекта стимуляции. С помощью программы «Orto-Scince» в непрерывном режиме стимуляции отслеживали момент изменения характера ритма и его волновой структуры (учащение или урежение пульса, появление или исчезновение волн в спектральной структуре и т.д.).

Используя этот подход, нами проанализировано необходимое время воздействия для различных точек и частот. Было установлено, что чем выше частота электропунктуры, тем быстрее наступает первичный эффект стимуляции. Для частоты 77 Гц это время составляло от 18 до 45 с у разных испытуемых, для частоты 10 Гц – от 34 до 89 с, 4 Гц – от 58 до 156 с. Выявлена также достоверная положительная корреляция между минимально необходимой длительностью стимуляции и электроаномальностью точки. Полученные результаты можно объяснить усилением рефлекторных влияний с точек ушной раковины, соответствующих проекциям органов с нарушением функции, со структурами ЦНС, через которые опосредуется лечебный эффект аурикулотерапии.

Литература

1. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. – М.: Наука, 1984. – 220 с.

2. Дуринян Р.А. Физиологические основы аурикулярной рефлексотерапии. – Ер.: Айастан, 1983. – 240 с.

3. Лебедев В.П. Транскраниальная электроаналгезия // В книге: Болевой синдром. Под ред. В.А. Михайловича, Ю.Д. Игнатова. – Л.: Медицина, 1990. – С. 162–172.

4. Табеева Д.М. Руководство по иглорефлексотерапии. – М.: Медицина, 1980. – 560 с.

5. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. // Circulation. – 1996. – Vol. 93. – P. 1043–1065.