А.Ю. Тюрин-Кузьмин1, П.Э. Солдатов2

1, 2 Государственный научный центр РФ – Институт медико-биологических проблем РАН (Москва, Россия)
1 alturkuz@mail.ru, 2 soldatov@imbp.ru

Постановка проблемы. При изучении влияния внешних воздействий на живой организм важно, чтобы сами методы исследования оказывали по возможности минимальное воздействие. Для этого желательно работать с интактными (ненаркотизированными) животными, используя неинвазивные методики. К таким методикам относится, например, фотоплетизмография, позволяющая получать пульсограмму, содержащую информацию о деятельности сердечно-сосудистой системы. Наркотизация животных неприемлема при изучении воздействия измененных дыхательных сред, поскольку дыхательные газы (при некоторых условиях) сами могут обладать наркотической активностью. Кроме того, важна наглядность формы представления результатов, упрощающая трактовку связи наблюдаемых параметров с состоянием организма животного.

Цель. Разработать метод наглядной оценки ритмических составляющих регуляции сердечно-сосудистой системы по параметрам пульсограммы.

Результаты. На основе разделения пульсограммы на участки снижения и повышения длительности межпульсовых интервалов проведено наблюдение закономерности изменения ритмических составляющих регуляции сердечно-сосудистой системы лабораторных крыс при воздействии гипоксии с повышенным содержанием СО2 (моделирование дыхательной недостаточности) и последующего восстановления гипероксией без и с заменой азота инертными газами (гелий и аргон).

Практическая значимость. Разработанный метод обработки пульсограмм может быть использован в качестве дополнительного к исследованиям, в ходе которых осуществляется возможность получения ритмограмм. Кроме того, наглядность динамики процессов на полученных скаттерограммах и использование отображаемой на них информации предполагает возможность дальнейшего развития метода.

Тюрин-Кузьмин А.Ю., Солдатов П.Э. Метод обработки пульсограмм с целью наглядной оценки состояния сердечно-сосудистой системы лабораторных животных при дыхании в измененной газовой среде // Биомедицинская радиоэлектроника. 2025. T. 28. № 6. С. 73−82. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j15604136-202506-08

1. Баевский Р.М. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации). (Комиссия по клинико-диагностическим приборам и аппаратам Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ) // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65–87.
2. Malik M. et al. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. (Рабочая группа Европейского кардиологического общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии) // Вестник аритмологии. 1999. № 11. С. 52–77.
3. Подоксенов А.А., Орлов Г.В., Бучнева А.А., Комарова П.П. Разработка комплекса для неинвазивной регистрации биомедицинских сигналов у крыс / Сб. докл. 78-й науч-техн. конф. Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2023. С. 371–373.
4. Сальников Е.В., Сидоров А.В., Ноздрачёв А.Д., Фатеев М.М. Вариабельность сердечного ритма у крыс, находящихся в различных состояниях // Вестник Санкт-Петербургского ун-та. 2008. Сер. 3. Вып. 4. С. 137–142.
5. Солдатов П.Э., Шулагин Ю.А., Тюрин-Кузьмин А.Ю., Крыченков Д.А., Носовский А.М., Суворов А.В., Смоленская Т.С., Смирнов И.А., Смирнова Т.А. Комплексная мониторинговая оценка кардиореспираторной системы и газообмена подопытных животных при дыхании гипоксическими дыхательными смесями, содержащими инертные газы // Авиакосм. и экол. мед. 2019. V. 53. № 5. P. 65–76. DOI: 10.21687/0233-528X-2019-53-5-65-76
6. Schäfer A., Vagedes J. How accurate is pulse rate variability as an estimate of heart rate variability? A review on studies comparing photoplethysmographic technology with an electrocardiogram // Int. J. of Cardiology 2013. V. 166. P. 15–29.
7. Ноздрачёв А.Д., Баженов Ю.И., Баранникова И.А. и др. Общий курс физиологии человека и животных: В 2-х книгах. Кн. 2. Физиология висцеральных систем. М.: Высшая школа. 1991. 522 c.
8. Гуров Ю.В. Символическая динамика в приложении к исследованию ритма сердца // Изв. вузов «ПНД». 2010. V. 18. № 4. P. 54–66.
9. Бабунц И.В., Мириджанян Э.М., Машаех Ю.А. Азбука анализа вариабельности сердечного ритма. Электронная версия книги. Ставрополь, 2002. 109 с.
10. Bauer A., Kantelhardt J.W., Bunde A., Barthel P., Schneider R., Malik M., Schmidt G. Phase-rectified signal averaging detects quasi-periodicities in non-stationary data // Physica­A, 2006. V. 364. P. 423–434.
11. Uriga A., Najda M., Berent I., Mataczynski C, Urbanski P., Kasprowicz M., Buchner T. The impact of controlled breathing on autonomic nervous system modulation_analysis using phase-rectified signal averaging entropy and heart rate variability // Physiol. Meas. 2024. V. 45. 095004.