II. HODNOCENÍ KARDIOVASKULÁRNÍHO SYSTÉMU 1. Úvod Sledování kardiovaskulárního systému (KVS) dovoluje v hygieně práce včasnou diagnostiku a posouzení adekvátnosti působení zevních faktorů, především pracovní činnosti na organismus. Při získávání a měření dat vycházíme z jednotného metodického přístupu v návaznosti na shodný způsob hodnocení a srovnávání s přesně stanovenými normami, Tím můžeme provést přesnou analýzu jak klidových hodnot, tak i reakcí organismu na danou zátěž při přesně stanovených zevních podmínkách. Vlastní detekované hodnoty KVS neodrážejí jen funkčně anatomické poměry samotné soustavy cévní, ale jsou i komplexní odpovědí stavu a změn organismu (metabolických, vegetativního tonu, CNS atd.).
2. Tlak Krevní Tlak krevní - je teoretická hodnota vzájemného působení tlakové síly krve a aktivní odpovědi stěny cévní. Je odrazem periferní cévní rezistence a minutového srdečního oběhu ve vztahu k funkčně morfologickému stavu arteriovenózního řečiště. Na základě měření tlaku krevního (TK) RIVA-ROCCI-KOKOTKOVOVÝM způsobem (s využitím klasických rtuťových nebo mechanických tonometrů) přetrvává názor, že se jedná o poměrně stálou veličinu. Přesnějšími metodami, které dovolují permanentní monitorování, zjistíme, že systolickou i diastolickou hodnotu krevního tlaku ovlivňuje mnoho faktorů. Můžeme říci, že "každý tep" má svůj náležitý "tlak krevní", což má teoretický význam pro odhalení mechanismu regulace tlaku krevního a pro sledování jeho odpovědí na zátěž. Z praktického hlediska je nutno uvést, že dosud nebyl sjednocen názor, které indikační kritérium se má používat např. pro stanovení diastolických hodnot při klasickém měření, jak ukazuje obr.č.12 – zvuk se náhle ztlumí, zeslábne a začíná mizet (S.Wright) nebo ozva zcela zmizí, nikoliv okamžik, kdy se pouze zeslabí (R.Hegglin). Na základě literárních rozborů, vlastního srovnání klasického měření a pletysmografie se přikláníme ke druhému způsobu měření. Jsme si vsak vědomi některých úskalí uvedeného postupu, Při měření tlaku krevního je nutné zachovat následující (často naprosto podceňovaný) postup: - před měřením sedí vyšetřovaná osoba minimálně 20 - 30 minut v klidu, - měření provádíme na levé paži (rozdíly na pravé a levé končetině dosahují až 10 %), - měřené místo má být v úrovni srdce (proto při měření TK na dolních končetinách vyšetřovaný leží), - používáme příslušnou manžetu (jiná pro děti a dospělé, pro měření na dolních končetinách). 2.1. MĚŘENÍ TLAKU KREVNÍHO
Měření TK dělíme na přímé a nepřímé, Druhý způsob je rozšířenější a z hlediska fyziologie práce nejen jednodušší, ale i dostupnější. Při tomto měření dochází k menšímu zapojení sympatikoadrenálního systému. Obr.č.12 SCHÉMA SNÍMÁNÍ KREVNÍHO TLAKU
Nepřímé měření dělíme dle použitých technických postupů do následujících kategorií: - oscilometrické sledování - na základě postupu Van Reckling Hausena, - askultační detekce - krystalové mikrofony dle Bouckea-Brechta, - metoda odlehčené stěny cévní - hodnocení pohybových změn arteriální stěny nebo impedanční, - měření krevního průtoku Dopplerovým principem, V našich podmínkách využíváme ke snímání TK následující automatické systémy: - PHYSIOMAT P 4/5 - se současným grafickým zápisem TF, TK (NDR) , - KTD 8 - s digitálním výstupem. Nevýhoda pletysmografických záznamů je nejen ve složité snímací technice, ale i v nutnosti adekvátních výpočtů, při kterých se využívá jednoduchá výpočetní technika. 2.2. HODNOCENÍ KLIDOVÝCH MĚŘENÍ Naměřené klidové hodnoty porovnáváme s normativy, Jako fyziologické považujeme u zdravé populace následující údaje: TKs: 15,99 – 18,66 kPa.......l20-140 toor TKD: 9,33 - 11,33 kPa…….70 - 85 torr Dalším krokem při hodnocení je rozdělení vyšetřovaných do skupin: TKs: do 15 kPa……….... výtečný 15,1 – 16,0 kPa...….dobrý 16,1 - 17,3 kPa…….vyhovující 17,4 kPa a více…….nevyhovující TKD: do 9,3 kPa………….výtečný 9,4 – 10,0 kPa………dobrý 10,1 - 11,3 kPa………vyhovující nad 10,3 kPa….……..nevyhovující
provádíme porovnání naměřených hodnot s teoretickou normou, která zahrnuje základní proměnné antropometrické údaje: TKs: (110 + věk + hmotnost ) . f 2 10 ♂ TKD: (74 + věk + hmotnost ) . f 10 7 TKs: (102 + 2 . věk + hmotnost ) . f 3 6 ♀ TKD: (78 + věk + hmotnost ) . f 6 12 věk……………….v letech hmotnost…………v kilogramech f…………………..faktor převodu torr na kPa (f = 0,13325) Výsledek vyjadřuje rozdíl mezi skutečnou a naměřenou hodnotou. Pro hodnocení periferní rezistence využíváme kalkulace středního arteriálního tlaku. Vycházíme z výpočtu: TKstř. = TKD + TKS – TKD 3 Nejedná se tedy o mylnou poloviční hodnotu tlakové amplitudy, tj. rozdílu TKs - TKD. 2.3. HODNOCENÍ TLAKU KREVNÍHO PŘI ZÁTĚŽI Měření zátěžových hodnot TK je doposud velmi složité. Využíváme buď velmi přesné automaty a náročné detektory, nebo v praxi klasické způsoby měření. Při bicyklové ergometrii získáváme validní výsledky, jestliže se vyšetřovaná osoba během měření nedrží madla ergometru, ale pevné části, která je fixována k jiné lokalitě. Tím je zamezeno přenosu zvuků, které zhoršují až znemožňují detekci základních signálů. Hodnoty naměřené při setrvalém stavu v určitých zátěžích porovnáváme s normami: Zátěž
Norma TKs
Norma TKD
50 W
17,32 – 19,99 kPa 130 - 150 torr
10,66 – 11,99 kPa 80 - 90 torr
75 W
18,66 – 21,31 kPa
10,66 - 12,66 kPa
140 - 160 torr
80 - 95 torr
100 W
19,99 -22,66 kPa 150 - 170 torr
11,33 –13,33 kPa 85 - 100 torr
150 W
22,66 – 25,32 kPa 170 - 190 torr
11,99 – 14,66 kPa 90 - 110 torr
V závislosti na věku nacházíme s nárůstem let i vyšší hodnotu a výraznější reakci TK na stejnou zátěž. Systolický TK odráží přesněji velikost zátěže než diastolický. Krevní tlak při cvičení horních končetin je vyšší (větší prokrvení a zvýšení systolického objemu) než při cvičení dolních končetin. Vyšší hodnoty jsou zaznamenány při izometrické práci. Při nálezu hodnot nad uvedenou normu včetně uvedených výjimek, hovoříme o poruchách kardiální rezervy. Mimo hodnocení absolutních čísel a porovnání adekvátnosti s normou pro danou zátěž, provádíme i srovnání kontinuálnosti vzestupu krevního tlaku Tks nebo při dosažení hodnoty 30 kPa (tj. zhruba 220 torr) zátěž přerušujeme pro neadekvátní reakci KVS, Někteří autoři doporučují ukončení práce až při 32 kPa (240 torr) nebo dokonce při 34,65 kPa (260 torr).
3. Tepová frekvence Tepová frekvence (TF) je nejčastěji sledovanou veličinou. Patří k základním ukazatelům při posuzování stavu organismu v klidu nebo při zátěži, Při hodnocení ve fyziologii práce dává poměrně přesný obraz o funkčním zapojení KVS na zvládnutí určité činnosti. I když vztahujeme registrované změny ke splnění daného pracovního úkolu, srdeční frekvence odráží i rozdíly v psychické sféře (především v emoční rovině), které vznikají drážděním zadních hypothalamických jader. Při klidném dýchání nacházíme poměrně stálou hodnotu tepové frekvence. Vědomé zrychlení vede při nádechu ke zrychlení akce srdeční a při výdechu k jejímu zpomalení (sinusová respirační arytmie). TF je odrazem synchronních změn vagového tonu s jednotlivými fázemi dýchání. Při fyzické a duševní činnosti, pří zapojení osy hypofyza-nadledvinky i při zvýšeném vyplavování hormonů štítné žlázy nacházíme zvýšené hodnoty TF. Také teplota při infekcích znásobuje zvýšení TF - každý stupeň nad 37°C tělesné teploty zvýší hodnotu TF o 10 - 20 tepů za minutu. Přesáhnutí hodnot nad 90 tepů za minutu označujeme za tachykardii (pulsus frequens), pokles nad 60 tepů za minutu za bradykardii. 3.1. SNÍMÁNÍ TEPOVÉ FREKVENCE Metody měření srdeční frekvence (SF) dělíme na subjektivní a objektivní. Subjektivní metody: - palpace na a.carotis, a. radialis, - aspekce na a.carotis nebo na hrot srdeční, - askultace srdce.
Předložené získávání dat (s možností stanovení hodnot za časový úsek 15, 30, 60 sekund, nebo měření 10 tepů za daný čas s převodem na 1 minutu) je zatíženo značnou chybou a dává nám pouze hrubou orientaci. Za cenu okamžitého získání výsledků ztrácíme přesné informace o tom, jak bylo dosaženo dané hodnoty. Např. i arytmie perpetua computa může být hodnocena jako normální TF, i když se jedná o irregulární rytmus. Objektivní metody -
hodnocení změn absorpce světla v akrálních oblastech (prstu, ušního lalůčku) při průchodu pulsní vlny. Detekce je prováděna fotobuňkou. V praxi se uvedený postup používá při maximálním i submaximálním zatížení na ergometru, Registrace však není validní hlavně při maximálních zátěžích, nebo při jakémkoli sledování, které vyžaduje pohyb probanda (např. běžící pás, sledování v provozu),
-
snímání objemových změn akrálních partií (většinou ukazovák nebo ruku
Jako jediná z těchto metod má snímání prokrvení končetin právo být nazývané snímáním tepové frekvence. Umožňuje posoudit nejen pravidelnost akce srdeční, ale především i další, velmi důležité parametry pulsní tepové vlny. Tím lze například objektivně diagnostikovat pulsus alternans při stejně vysokých pulsových vlnách (a širokých) nebo pulsus parvus při nízkých a krátkých vlnách je umožněno i hodnocení rychlosti vzniku vlny, a tím diferencování rychlého nástupu u pulsus celer, nebo pomalého u pulsus tardus. Chceme-li například snímat změny parametrů KVS pří působení málo intenzivních faktorů zevního prostředí, je nutné provádět nejen klasické snímání srdeční frekvence, ale i analýzu křivek pulsové vlny. Tím můžeme blíže objasnit mechanismus odpovědné reakce, Pletysmografie umožňuje vyšetření tepové frekvence, ale v praxi je zaměřena na podrobnější hodnocení. Venózně okluzní objemová pletysmografie je používána k vyšetření celkového prokrvení, ale lze do jisté míry s ní zhodnotit i krevní zásobení kůže a svalů. Exaktním způsobem je snímána SF pomocí elektrických potenciálů vytvořených při kardiální činnosti, Hluboké, vpichované elektrody jsou používány při práci s laboratorními zvířaty. Při sledování lidí využíváme povrchová elektrody, Kvalitní elektrodový systém je zárukou validního snímání jak při dlouhodobém monitorování, tak i při extrémním krátkodobém zatížení. Příprava kůže před fixací elektrod je velmi důležitá a zabezpečuje snížení odporu, který je zapříčiněn špatným kontaktem s kůží, a dále většinou zvýšeným odporem rohoviny. V prvé řadě provádíme depilaci a potom setření ochranného lipidového filmu kůže éterem, acetonem, alkoholbenzínem, výjimečně se provádí drobná abraze rohoviny. Elektrodový gel nebo pasta se skládá z vodivého roztoku substance k zahuštění (gelatizační přísady). Jako gelatizační substance se používá bentonit, škrob, pemza, lanolín, vazelína, guma tragacantha, karboxylpolymethylen, natriumkarboxymetylceluloza atd. Pro snímání v klidových podmínkách se používají pasty, pro dlouhodobé monitorování gely, které mají splňovat následující předpoklady:
-
stálost, neproměnlivá odporová charakteristika, minimální dráždivost, nulový účinek na elektrody, malá vysychavost.
Příklad přípravy gelu, který odpovídá následujícím podmínkám: - smícháme natrium karboxymetylcelulozu s Ringerovým roztokem, - necháme proběhnout gelatinaci (3-4 dny), - spojíme vzniklý gel s 0,01 % roztokem mentolu do poměru 1: 16. Vznikne gel nepodléhající zkáze, který nevysychá a je vhodný k dlouhodobému snímání. Elektrody, které využíváme ke snímání elektrických potenciálů srdce, dělíme na: a) Destičkové z nekorodující oceli, které jsou vhodné pro klidové podmínky nebo ke sledování pozátěžových změn. Nehodí se pro dlouhodobé snímání nebo zátěžové monitorování ohledně vzniku artefaktů. b) Speciální elektrody síťové (pohárkové) jsou v současnosti již vytlačeny plovoucími elektrodami (obr.č.13 ), polarizovatelnými (Ag, nekorodující ocelí) či nepolarizovatelnými (Ag + AgCl). Kabeláž je vždy stíněná. Upevnění elektrod se provádí fixačním mezikružím, Pro velmi těžkou práci nebo působení extrémních teplot využíváme uchycení elektrod pomocí leukoporu, sportpásky nebo leukoplasti. Vhodná je pomocná celohrudníková fixace prubanem. Lokalizace elektrod je volena na základě rozhodnutí, zda budeme: - jen snímat srdeční frekvenci - pak preferujeme ta místa, kde bude maximální amplituda Rkmitů komplexů QRS s minimální a neměnnou amplitudou vln P a T , - hodnotit i morfologii jednotlivých vln, Zaměříme-li se pouze na snímání srdeční frekvence, vybíráme pečlivě lokality, které vyhovují činnosti, při níž budeme sledování provádět. Elektrody neumísťujeme nad většími svaly, aby nebyla snímána jejich aktivita, a především nedocházelo k pohybům elektrodového systému a tím ke vzniku artefaktů. Proto lokalizujeme svody na čelo, hrudní kost, Obr.č.13 SINTROVÁNÍ PLOVOUCÍ (FLOATING) ELEKTRODA PRO NEKLIDOVÉ PODMÍNKY
na hrudník pod okrajem m.pectoralis major. Nejvhodnější umístění elektrod ukazuje následující přehled:
Název svodu 1. Gibbsonův
Lokalita manubrium sterni – úder srdečního hrotu
2. Lewisův
manubrium sterni – 5. nebo 6.mezižebří
3. Švédský
čelo – úder srdečního hrotu
4. Peňasův
2.mezižebří vpravo – oblast srdečního hrotu
5. Geddsův – MX
manubrium - xiphoides
6. Belletův - DS
bilat. 5.mezižebří ve střed.axilár.čarách
7. Monitorovací
bilat.nad klíční kostí
Rozšířené je používání Nehbových svodů, které sledují změny elektrické aktivity srdce ze směru předozadního. Elektroda pravé ruky se umísťuje do 2. mezižebří při pravém okraji sterna. Elektroda levé ruky je lokalizována na záda, do míst odpovídajícím sagitální projekci srdečního hrotu. Elektrodu levé nohy dáváme na srdeční hrot. Dostáváme: • svod D - dorzální (II.mezižebří - záda), odpovídá I. standardnímu svodu, • svod A - anterior (II.mezižebří - hrot), odpovídá II. bipolárnímu svodu, • svod I - inferior (záda - hrot), je souhlasný s III. klasickým svodem. Pro snímání tepové frekvence používáme nejčastěji Nehbův svod A. Svod MX je výhodný i při extrémních zátěžích, Belletův DS svod se využívá pro paralelní snímání srdeční frekvence a záznam impedanční pneumografie. Zpracování prvotního signálu se provádí pomocí kardiotachometru (např. číslicový kardiotachometr 001). Další přenos se uskutečňuje drátovou či bezdrátovou telemetrií, nebo na vhodné medium (magnetofonový pásek, děrná páska, apod.). V současné době se využívá HOLTER—AVIONICS systém nebo MEMOPORT— HELLIGE s možností zrychleného zpracování záznamů 50 - 200 krát . Novým trendem je záznam na tzv. bublinkovou paměť (firma ZAK). Dle způsobu zpracování můžeme rozlišit i citlivost vyšetřovacího přístupu. Při globálním sledování provádíme registraci v určitých časových úsecích (za 1 hodinu, za 30 minut atd.). V běžné praxi používáme hodnocení za 1 minutu. Zaváděním citlivé přístrojové techniky je umožněno sledování časového trvání R-R intervalů. Lze tak provádět hodnocení nejen ve výzkumu, ale i v psychofyziologii. Ve fyziologii a hygieně práce dovoluje odhalit i působení málo intenzivních faktorů zevního prostředí a usuzovat na mechanismus vlivu uvedených nox.
3.2. HODNOCENÍ KLIDOVÝCH HODNOT SRDEČNÍ FREKVENCE Hodnocení klidových hodnot SF se provádí následujícími způsoby: e) kvantitativně, kdy pro mladé zdravé muže (vojáky základní služby ČSLA) platí klasifikace: výtečný..............méně než 66 tepů/minutu dobrý…………..67 – 74 tepů/minutu vyhovující...…...75 - 80 tepů/minutu nevyhovující…...nad 80 tepů/minutu Obecně je přijímán názor, že norma pro zdravého člověka v klidu by se měla pohybovat v rozmezí 50 - 70 tepů/minutu. b) kvalitativně, kdy sledujeme výskyt nepravidelností (respirační arytmie, extrasystoly ojedinělé nebo vázané). Rozhodující pro hodnocení klidové srdeční frekvence je dostatečné uklidnění probanda (zajištění stálých mikroklimatických podmínek, snížení emočního diskomfortu vyšetřovaného na minimum). Vlastní analýzu SF ovlivňuje věk, pohlaví, vyšetřovací poloha, tělesná zdatnost, zevní prostředí, denní rytmus. 3.3.
HODNOCENÍ SRDEČNÍ FREKVENCE PŘI ZÁTĚŽI
Vzestup srdeční frekvence při práci je převážné odrazem zvýšeného tonu sympatiku a sekrece katecholaminů, v menší míře i zvýšení teploty a chemických změn v krvi. Se zvyšujícím se výkonem při práci můžeme v setrvalém stavu počítat i s lineárním nárůstem SF. Výpočty jsou směrodatné jen pro dynamickou periodickou činnost submaximálních zátěží, při využití kyslíku od 50 - 90 % maximální spotřeby. S narůstajícím věkem jsou maximální a submaximální hodnoty SF nižší (Andersen, 1971): Věk Výkon
Pohlaví
20-29
30-39
40-49
100 %
muži ženy
195 198
187 189
178 179
170 171
162 163
75 %
muži ženy
161 167
156 160
152 154
145 145
140 142
60 %
muži ženy
141 148
138 143
136 138
131 134
127 130
Hodnoty SF za min.
50-59
60-69
Pro orientační hodnocení normality se využívá i následující nomogram:
Srdeční frekvence je při shodné spotřebě kyslíku vyšší, zatěžujeme-li převážně horní končetiny. Rozdíly i ve frekvencích nacházíme i v závislosti na pohlaví. Na základě studií kolektivu pod vedením prof. Seligera (1976) byl zpracován nomogram maximální srdeční frekvence pro populaci ČSSR (obr.č. 14 ). Hodnotíme nejen maximální hodnoty SF, ale i trend nárůstu. Nastane-li po zvýšení zátěže pokles SF, vykonávanou práci přerušujeme. Obdobně je pokládáno za známku srdeční nedostatečnosti ‚ nemůže-li proband adekvátně tolerovat zvýšení zátěže. Obr.č.14 MAXIMÁLNÍ SRDEČNÍ FREKVENCE (PRŮMĚRY A SMĚROVÉ ODCHYLKY) VZORKU ČS. POPULACE (Selinger a spol., 1976)
3.4. ODBORNÉ TERMÍNY V hygieně a ve fyziologii práce používáme při sledování pracujících následující odborné termíny. Srdeční frekvence průměrná (SFprům.) Stanoví se v průběhu celé směny na základě měření v pravidelných časových intervalech. Vyjadřuje se v absolutních hodnotách. Podle potřeby lze tyto údaje doplnit hodnotami o zvýšení nad výchozí srdeční frekvenci.
Registrací provádíme na záznamový arch (tab.č. 2). Srdeční frekvence klidová - výchozí (SFvých.) SFvých. je zjišťována u vyšetřovaných osob vsedě a v klidu. Srdeční frekvence pracovní (SFprac.) Je měřena v průběhu pracovní operace a vyjadřuje se v absolutních hodnotách za časovou jednotku trvání práce - min-1. Srdeční frekvence pracovně přípustná (SFp. Příp.) Vyjadřuje horní hranici přípustnosti srdeční frekvence na jednu minutu trvání pracovní operace při pravidelně prováděné práci. Odpovídající hodnoty pro pracovníky a pracovnice různých věkových skupin jsou: 150 • min-1 ……….u osob do 40 let 140 • min-1………..u osob do 50 let 130 • min-1………..u osob nad 50 let Tabulka č.2 ZÁZNAMOVÝ ARCH SRDEČNÍ FREKVENCE VÚ: Závod (provoz): datum: Profese: expozice: Jméno: rok narození: Čas Druh operace za 30 s P/min Čas 00 23 01 24 02 25 03 26 03 27 05 28 06 29 07 30 08 31 09 31 10 33 11 34 12 35 13 36 14 37 14 38 16 39 17 40
směna: Druh operace za 30 s
Po: P/min
18 19 20 21 22
41 42 43 44 45 Srdeční frekvence dlouhodobě únosná (SFDÚ)
Je to frekvence, kterou hodnotíme pří práci pro osoby průměrné zdatnosti a která nepřesahuje hodnoty uvedené v tabulce č. 3. Dále je práce dlouhodobě únosná pro osoby průměrné zdatnosti tehdy, když nejvyšší hodnota SF pracovní nepřesahuje hodnoty přípustné (viz výše) podle věku. Pro výpočet průměrné hodnoty srdeční frekvence celosměnové se používá korekce dle věku. Nálezy u osob do 30 let se nekorigují, u osob nad 30 let přičítáme k nálezu hodnotu vypočtenou podle vzorců: ženy..........0,56 . (věk - 30) muži…….0,45 . (věk - 30) Při hodnocení individuálních srdečních frekvencí u jednotlivých osob se řídíme požadavky stanovenými v tab.č. 4, a to dle metodického postupu hlavního hygienika. V tabulce jsou udány mezní hodnoty srdeční frekvence celosměnové průměrné pro osoby různých věkových kategorií. Nový metodický předpis opouští tradiční označení nároků na energetický výdej pomocí pojmů používaných pro jednotlivé kategorie práce tj. práce lehká, mírná, středně těžká, těžká a velmi těžká. Umožňuje posouzení, zda pro osoby průměrné zdatnosti je práce s daném výrobním úseku dlouhodobě únosná nebo s vysokým stupněm pravděpodobnosti dlouhodobě neúnosná. 3.5.
VZTAH TEPOVÉ FREKVENCE A TLAKU KREVNÍHO (obr.č.15)
Výpočty vyplývající ze vzájemného vztahu TF a TK dávají obraz o potřebě O2 v myokardu. Součin maximální srdeční frekvence a maximálního systolického tlaku vyjadřuje možnosti “maximální práce srdce“.
Tabulka č.3 VÝCHOZÍ HODNOTY A KRITÉRIA PRO POSUZOVÁNÍ SF SMĚNOVÉ Věková Skupina
18 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59
Hodnoty srdeční frekvence směnové Zvýšení srdeční frekvence nad výchozí hodnotu B C D Mezní Průměrné Mezní hodnoty hodnoty hodnoty
Absolutní hodnoty A Průměrné hodnoty muži 108,0 105,8 101,3 96,8
ženy 110,8 107,9 102,4 96,8
117 115 110 105
30,3 28,8 25,8 22,8
33,3 31,9 28,1 24,7
Čerpání srdeční rezervy % průměrné hodnoty
27,5 26,7 25,0 24,0
Tabulka č.4 HODNOTY RDEČNÍ FREKVENCE SMĚNOVÉ U PRACÍ VYKONÁVANÝCH MENŠÍMI VALOVÝMI SKUPINAMI Věková skupina
18 – 29 30 – 39 40 – 49 50 – 59
Hodnoty srdeční frekvence směnové Absolutní hodnoty Zvýšení srdeční frekvence nad výchozí hodnotu A B C D Průměrné Mezní hodnoty Průměrné Mezní hodnoty hodnoty hodnoty muži ženy 105,9 108,8 112 28,1 30,9 103,7 105,8 110 26,7 29,7 99,5 103,0 105 24,0 26,1 95,2 95,5 100 21,2 23,0
Obr.č.15 ZVÝŠENÍ SYSTOLICKÉHO KREVNÍHO TLAKU V ZÁVISLOSTI NA ZVÝŠENÉ FREKVENCI SRDCE (Astrand, 1976)
Byla nalezena korelace mezi kyslíkovou spotřebou srdečního svalu, koronárním průtokem a
uvedeným součinem. Na základě rozsáhlých studií byl zjištěn úzký vztah mezi TK, TF a prokrvením myokardu nejen při maximálních zátěžích, ale i v klidových podmínkách, kde se vypočítává tzv. produkt frekvence srdce a tlaku. Kalkulaci provádíme ze srdeční frekvence a středního arteriálního tlaku. Dvojitý produkt srdce - tak je nazývána hodnota, kterou vypočteme, násobíme-li frekvenci systolickým krevním tlakem. Trojitý produkt srdce zjistíme, když srdeční frekvenci vynásobíme hodnotou TKs a dále ejekčním časem trvání systoly. Uvedené hodnoty ukazují na prokrvení myokardu a jsou vypočítávány při hodnocení kyslíkové spotřeby srdečního svalu.
4. Elektrokardiografie V hygieně a fyziologii práce používáme klasickou a speciálně upravenou elektrokardiografii.Vycházíme z přesně stanovených postupů snímání a vyhodnocování, včetně osvědčených snímacích lokalit. Kromě klasických svodů bipolárních (I – III), unipolárních končetinových (aVR, aVL, aVF), unipolárních svodů hrudních (V1 — V6) využíváme svodové lokality speciální, které jsou podřízeny druhu sledování. Jako příklad dalších unipolárních svodů na levé straně hrudníku je svod V7 v zadní axilární čáře v 5.mezižebří, V8 pod úhlem lopatky, V9 na páteři. Na pravé straně hrudníku umísťujeme svody na symetrická místa s označením “r“. Při detekci změn myokardu v jiné úrovni než při standardním snímáni, využíváme etážové svody, které umísťujeme o jedno (V1‘) nebo o druhé mezižebří (V1‘‘) výše. Svod zapsaný z epigastria se označuje VE. V praktické činnosti hygieny a fyziologie práce nevyužíváme k EKG mapování prekordiální dvoupólové mnohočetné svody (Prusíkové), ani jícnové svody nebo dokonce intrakardiální elektrokardiografii, ale především svody, které jsou znázorněné na obr. č. 16, 17. Klasická elektrokardiografie může v modifikované formě zachytit selektivně vybrané úseky EKG. Například potřebujeme-li v praxi sledovat záznam s vysokou vlnou P, volíme svod s jednou explorativní elektrodou ve II. a druhou ve IV. mezižebří u pravého okraje hrudní kosti. K speciálnímu sledování využíváme i Nehbovy svody nebo Erbův svod bipolární (jedna elektroda je vpravo u sterna, druhá na hrotu). Lewisův svod je bipolární hrudní svod. Snímáme z lokalit 2. a 4. mezižebří parasternálně vpravo. Registraci provádíme kabely I. standardního končetinového svodu tak, že kabel pravé končetiny připojíme k horní elektrodě a kabel levé horní končetiny k distální elektrodě. Uvedený svodový systém preferujeme tehdy, chceme-li sledovat potenciály z pravé síně, a tím získat cennou informaci o povaze rytmu. Klasická technika snímání EKG zaznamenává potenciály jen v jedné rovině. S nástupem výpočetní techniky a nových metodických přístupů se využívají i trojrozměrná sledování. Ortogonální systémy snímáni poskytují prostorový obraz o vzniku a šíření vzruchu v myokardu. Rozeznáváme tři hlavní svody: svod x………….. transversální
svod y.…………..vertikální svod z……………sagitální Záznam lze provádět odděleně - každý svod ve formě skalárního sledování, čímž dostáváme tři ortogonální EKG záznamy. S výhodou je možno provést integrovaný dvojrozměrný záznam vektorových smyček - vektokardiogram, který můžeme rozdělit na části postupující depolarizace a dále na repolarizační část. Obr.č.16 SVODOVÁ MÍSTA
Obr.č.17 NEJOSVĚDČENĚJŠÍ SVODOVÉ SYSTÉMY
Z velkého množství ortogonálních systémů byl přijat korigovaný způsob dle Franka (obr.č. 18). Využívá 7 elektrod, které jsou umístěny následovně: E..….vpředu parasternálně M..…v protilehlém směru vzadu paravertebrálně J..….v pravé střední axilární čáře A..…v levé střední axilární čáře C…...v úhlu 450od levé střední axilární čáry dopředu F...…na levé noze H......vzadu na krku Elektrody J, E, C, A, M se u ležícího probanda umísťují ve 4. mezižebří, u sedícího nebo u vykonávajícího práci ve stoji v 5. mezižebří. Výhodou je malý počet svodových míst, které nás informují o prostorových změnách elektrické aktivity srdce, čímž získáváme komplexní informace o srdečním vektoru (s větši citlivostí záznamu ST úseku). Umožňuje exaktní sledování i při zátěži dynamickou prací. Záznam nám potírá výrazné individuální změny a
umožňuje provádět analýzu na počítači (obr. č. 19). Sledované ortogonální svody dávají přehled i v klasických svodových místech: svod x.....transversální (příčný) - podobá se svodu I, V5, V6 svod y.....vertikální (svislý) - odráží lokality při snímání aVF, méně III, svod z.....sagitální (předozadní) – odpovídá zrcadlovému obrazu V2 (V1 - V3) 4.1. HODNOCENÍ KLIDOVÉHO ZÁZNAMU EKG Provádíme dle klasického metodického postupu. V prvé fázi odlišujeme patologické stavy od fyziologických odchylek (obr.č. 20 ). OBR.č.18 ORTOGONÁLNÍ SVODY (dle Franka)
Obr.č.19 ORTOGONÁLNÍ ZÁZNAM EKG
V hygieně a ve fyziologii práce hodnotíme typické znaky na EKG záznamu, které jsou odrazem adaptace na fyzickou práci nebo na dlouhodobě trvající svalovou zátěž. Dominantní je především sinusová bradykardie, prodlouženo je atrioventrikulární vedení, nacházíme blokádu Tawarova raménka, změnu srdeční osy doprava, nízkou voltáž vlny P s vysokou voltáží vlny T a s výskytem vlny U (tabulka. č. 5 ). Změny vyvolané působením vegetativního systému na EKG — řadíme je mezi extrakardiální faktory podílející se na rozdílech ve vedení vzruchu myokardem. Sympatikus i parasympatikus charakteristicky ovlivňují srdeční činnost. Při zvýšené sympatikotonii (např. v ortostáze) vzniká sinusová tachykardie. PII a PIII jsou
špičaté a hrotnaté. Ve svodech s vysokým kmitem R je vlna T často zploštělá nebo preterminálně negativní, úsek ST snížený. Intervaly PQ, QRS a QT jsou zkrácené. Převládá-li parasympatikotonie, je výrazná sinusová bradykardie, vlny P jsou často levého typu, PQ, QRS, QT jsou prodlouženy. Úsek ST je ve všech svodech nad isoelektrickou linií a stoupá k vysoké vlně T. Uvedené změny jsou nejčastěji diagnostikovány ve svodech V2-5. U vegetativně labilních osob nacházíme charakteristické změny vlny T při přechodu z klinostázy v ortostázu. Umožňují provést klasifikaci neurocirkulační lability: snížení vlny T ve II.svodě na polovinu předcházející výšky................mírný stupeň poruchy oploštění vlny T..........střední stupeň poruchy . negativizace vlny T.......těžký stupeň poruchy U uvedených stupňů poruch nacházíme i necharakteristické změny EKG, které nejsou trvalého charakteru a při opakovaném záznamu je již nenalézáme. Můžeme zjistit i rozdíly na úseku ST v obou možných směrech - ve smyslu prekardiální elevace i ischemické deprese. Po lehkém cvičení nebo s odstupem krátké doby uvedené změny již nenacházíme. Obr.č.20. ELEKTROKARDIOGRAM
Tabulka č.5 ZNAKY V ELEKTROKARDIOGRAMU U ZDRAVÝCH MÁLO ZDATNÝCH JEDINCŮ
A U ZDATNÝCH SPORTOVCŮ V KLIDU Znak R-R Srdeční frekvence
Zdraví netrénovaní < 1,0 s nad 60/min
Rytmus
sinusový pravidelný
P-R
0,12 – 0,20 s
QRS Výskyt fyziologické pravé hemiblokády QT Shoda QTc Sklon elektrické osy
0,05 – 0,10 s málo častý
Výška vlny PII Voltáž RI + RII + RIII Výška vlny TII
> 0,10 mV < 2,50 mV < 0,30 mV
Výskyt vlny U
zřídka
< 0,40 s (dle frekvence) v rozmezí ± 0,04 s různý podle věku a těl.stavby
Zdatní sportovci >1,0 s (v 74 %) pod 60/min (vytrvalci až 35/min) sinusová dysrytmie (v 57%) – častovázaná na dech, výskyt dalších fyziol.dysritmií 0,18 – 0,20 s (vytrvalci nad 0,20 až ve výši 30%) 0,08 – 0,11 s častý (vytrvalci až 30%) často 0,40 s (u bradykardie) většinou naprostá shoda doprava + 300 až + 700 (v 50%) doprava + 700 až + 900 (v 32%) lehce doleva (u silových sport) nízká, široká 0,10 mV > 3,5 mV 0,3 – 0,5 mV > 0,5 mV u vytrvalců častý
Exogenní působení některých chemických nox se odráží na záznamu EKG. Při akutní intoxikaci CO vznikají vysoké, hrotnaté vlny T. V popředí hygienika a fyziologa práce je sledování chronické expozice. Proto se zaměřujeme na pozorné hodnocení změn EKG u pracujících, kteří jsou vystavení expozici těžkými kovy, antimonem, arzenem, kobaltem. Sledujeme dále osoby vyrábějící emetin, anestetika, chloroform, cyklopropan, halotan. Chronická expozice může vést k toxickému poškození, které při opomenutí EKG vyšetření a bez zachycení zevních příznaků způsobuje infaustní kardiální selhávání. 4.2. HODNOCENÍ EKG PŘI FYZICKÉ ZÁTĚŽI Při vykonávání dynamické tělesné práce dochází ke zvyšování srdeční frekvence. Zmenšení doby trvání srdečního cyklu je realizováno nesouměrným zkrácením systolické a diastolické části (diastolická fáze je více zkrácena než systolická). Při tachykardii dochází v důsledku zkrácení diastoly i ke změnám prokrvení myokardu. Krev může protékat koronárním řečištěm pouze v období relaxace myokardu. V systole je průtok omezen v důsledku vysokého intramyokardiálního tlaku. Při maximálním tělesném zatížení je proto zvýhodněno adaptované (sportovní) srdce, protože dovede eliminovat pracovní zátěž při nižší srdeční frekvenci, a tedy i s menším zkrácením diastoly. Také nastává zkrácení mechanické systoly komor. Aby byl zachován systolický objem, zkracuje a zesiluje se kontrakce srdeční. Při fyzické práci nastávají nejčastěji změny v repolarizační části srdečního cyklu. Nacházíme posun vektoru vlny T doleva, je větší T vlna v I a aVL svodě. V důsledku zvětšení objemu levé komory a zintenzivnění práce levé komory nacházíme zvětšení vlny T nad
pravým prekordiem. Úsek ST může mít snížený odstup, ale směřuje šikmo nahoru a přechází ve vlnu T. Při ischemických změnách se objevuje snížený odstup ST směrem dolů do vegetativní nebo bifazické vlny T (obr. č. 21). Tento nález nazýváme descendentní depresí segmentu ST. Nejčastěji jej nalezneme v hrudních svodech, ale i v bipolárních končetinových svodech. Vždy závisí na lokalitě ischemického ložiska. Změny nacházíme již před vznikem bolestí. Proto je při maximálních zátěžích pouhé monitorování srdeční frekvence (bez sledování EKG) závažným nedostatkem v terénní praxi, především u vyšetřování střední a starší generace. Nejčastějším příznakem ischemie myokardu při extrémních pracovních výkonech je snížení bodu J o více než 1 mm s následnou změnou úseku ST, která musí být zaznamenána nejméně ve třech po sobě jdoucích komplexech. Descendentní deprese musí mít trvání minimálně 0,08 sekund, obdobně i harizontální deprese. Za možný příznak srdeční ischemie se pokládá snížení bodu J o více než 1 mm, s pozvolným vzestupem. Junkční depresi ukazuje následující obr. č. 22 . Pokládáme ji za ukazatele zatížení nebo námahy srdce při vykonávané práci. Vypočítáváme: - LEPESCHKINŮV ischemický index - jako poměr QX a QT. Při rovnosti nebo hodnotách vyšších než 50 % jde o ischemii. - Mc HENRYHO index - vychází z hodnocení velikosti poklesu segmentu ST v bodě J (a) v mm, dále se měří strmost vzestupu ST v mm (b). Vzdálenosti sečteme a je-li výsledek roven 1 nebo je menší, jde o ischemii. Elevace je větší než 2 mm v hrudních a 1 mm ve standardních svodech - tj. jistým příznakem ischemie myokardu. Při výkonu fyzicky náročné práce můžeme diagnostikovat změny úseku ST, které nejsou vyvolány ischemií myokardu. Jsou důsledkem nedokonalého prokrvení a insuficience koronárních artérií. Odchylky nalézáme z hlediska fyziologických deviací při hypertrofii levé komory, změnách elektrolytové rovnováhy, např. při dlouhodobé intenzivní práci v extrémních teplotních podmínkách, při hormonálních poruchách, zvýšení hladiny CO, Hb, anemii, hypoxii, při akutních nebo chronických intoxikacích, nikotinizmu, při nadměrném požití jídla (postprandiální hypokalemie), hyperventilaci, neurocirkulační astenii, deformacích hrudníku (pectus eccavatum). Obr.č.21 ZÁKLADNÍ TYPY DEPRESE SEGMENTU ST NA EKG
Obr. č. 22 HODNOCENÍ JUNKČNÍ DEPREE
Fyzická zátěž zvyšuje osminásobně výskyt arytmií, které pramení z účinku katecholaminů, hypoxie a acidosy na myokard. S věkem počet zaznamenaných extrasystol stoupá. Vznik ojedinělých “beningních“ komorových extrasystol není důvodem k přerušení pracovního testu. Za alarmující pokládáme KES i ojedinělé, které se blíží k vulnerabilní fázi srdečního cyklu. Změny EKG u zdravých osob při zátěži se objevují na vlně Q, R, S, T, a na úseku ST. Vlna R se nemění nebo se zvyšuje do frekvence 150/min. Při vyšší frekvenci se R vlna snižuje ve všech svodech, z čehož vyplývá, že její výše je závislá u zdravých osob na rychlosti srdeční činnosti. Podobné změny vlny R mají i nemocní s ischemickou srdeční nemocí, a zvyšování vlny R při cvičení u nemocných s ISCH je známkou dosažení submaximální zátěže s nutností cvičení ukončit. Vlna S se prohlubuje při cvičení u zdravých i u nemocných s ISCH a nemá tedy význam pro rozpoznání ISCH. Změny spojení “J“ (junkce) - v klidu je J lehce zvýšená, při cvičení je lehce snížená a postupně se vrací k isoelektrické rovině, Interval QS je výrazem komorové depolarizace a RT komorové depolarizace i repolarizace. QS je v klidu 47 - 56 msec. a mírně se zkracuje při cvičení, zejména při dosažení 180 tepů za minutu, kdy se zkrátí o 4 - 7 msec. Interval RT je v klidu průměrně 270 msec a zkracuje se na 145 msec při maximální námaze v závislosti na rychlosti srdeční činnosti. Úsek ST se při cvičeních výrazně zvyšuje a vrací se k původní výši během zotavování. Výše vlny T se pohybuje v klidu od 0,5 do 0,9 mV. Výše vlny T při cvičení zpočátku klesá, při zvyšování intenzity cvičení se mírně zvyšuje, nejvíce v prvé minutě. Hloubka vlny Q je průměrně 0,1 mV v klidu a prohlubuje se na 0,15 mV při cvičení do dosažení 180 tepů za minutu. Při zotavení se vlna Q rychle normalizuje. Vznik supraventrikulární tachykardie, fibrilace a flutteru předsíní je důvodem k jeho ukončení, ale není diagnostickou zárukou ischemie myokardu. Závažným projevem je výskyt KES početnějších než 5, v salvách, postupně vznikajících extrasystol, komorové tachykardie, jež pokládáme za projev koronární insuficience. Poruchy převodu těžšího stupně (AV bloky II. a III. stupně) jsou odrazem možných ischemických změn nebo kardiální dekompenzace. Závěrem k hodnocení EKG při zátěži můžeme uvést, že posuzování je interdisciplinární a fyziologii hygienik práce musí znát diagnostiku ISCH, a kterou se může setkat při monitorování pracovní činnosti a při vyšetřování fyzické zdatnosti daleko dříve, než přivedou pracovníka subjektivní potíže k lékaři. Tím lze podstatně zamezit poškození organismu.
4. 3.
KOMPLEXNÍ HODNOCENÍ EKG V KLIDU A PŘI PRACOVNÍ ČINNOSTI
V rámci mezinárodní spolupráce, se snahou o potlačení individuální variability a nejednotnosti posuzování nálezů, byla uzavřena jednotná kritéria, která umožňují vyjádření nálezu a závažnosti pomocí číselné hodnoty. K hodnocení kvalitativních a kvantitativních změn byl přijat návrh Roseho a Blackbuena, který se vžil pod názvem MINNESOTSKÝ KÓD. Skládá se z 15 kódů (tříd), a každý z nich se dělí na několik kategorií: kód 1 je pro kmit Q a obraz QS kód 2 je pro vychýlení osy QRS kód 3 je pro amplitudu vlny R kód 4 je pro změnu segmentu ST kód 5 je pro vlnu T kód 6 je pro poruchy atriovetrikulárního vedení kód 7 je pro poruchy intravetrikulárního vedení kód 8 je pro arytmie kód 9 je pro různé hodnoty (nízká amplituda komplexu QRS, elevace segmentu ST, technicky defektní záznam, atd.) kódy 10 15 jsou pro hodnocení EKG změn po fyzickém zatížení —
Kód (třída) i s příslušnou kategorií podrobněji charakterizuje elektrokardiografický nález. Zapisuje se do závěru EKG vyšetření. Pro názornost uvedeme některé kategorie kódu I : 1-1-1 1-1-2 1-1-5 1-2-3 1-3-2 1-3-6
poměr Q/R je 1/3 a více, trvání kmitu Q = 0,03 s nebo více v některém ze svodů I, II, V2 - V6 kmit Q trvající 0,04 s nebo více v některém ze svodů I, II, V2 - V6 kmit Q = 0,05 s nebo více ve svodu sVF obraz QS ve svodě II obraz QS ve svodech V1 a V2 (možno kódovat, jestliže se nekóduje kód 3-1) obraz QS ve svodu III a aVF
Podle kódů pro obraz Q/QS, vlnu T, spojení a depresi segmentu ST nebo jeho elevaci v určitých svodech, se dají změny vyjádřené kódy lokalizovat takto: 1. Anterolaterálně lokalizované změny jsou při nálezech kódů uvedených částí EKG křivky ve svodech I, aVL, V6. 2. Diafragmálně lokalizované změny jsou při nálezech kódu uvedených částí EG křivky ve svodech II, III, aVF. 3. Anteroseptální lokalizované změny jsou pří nálezech uvedených částí EKG křivky ve svodech V1 - V5. Při hodnocení jednotlivých částí EKG záznamu je nutno respektovat kódování Minnesotským kódem. Prvním zákonem je zákon většiny, to znamená, že pro kódování se vybírají ty cykly, které jsou ve svodech nejpočetnější. Druhým zákonem je zákon maximálnosti, to znamená, že se kódují cykly, které se nejvíce liší od průměrného cyklu s podmínkou, že pro ně neplatí zákon většiny.
Třetím zákonem je, že se vybírají tři cykly takovým způsobem, že všude, kde je možné, se vynechává ve svodu první a poslední cyklus. Vybrané tři cykly mají být technicky bezchybné a mají mít stabilní, základní linii. Pokud nejsou ve svodě tři takové cykly, vyberou se dva (nebo jeden). Jeden technicky bezchybný cyklus je hodnotnější než více cyklů s technickými chybami. ‚ Čtvrtým zákonem je, že se kódují tyto svody: tři bipolární končetinové (I, II, III), šest hrudních (V1, V2........V6), dva unipolární (aVL, aVF). Unipolární svod aVR se kóduje pouze v tom případě, pokud se v záznamu zjistí ektopické předčasné stahy. Pokud je to nutné, naměřené hodnoty se zaokrouhlí na nejbližší nižší, např. jestliže naměřená hodnota nedosáhne 0,04, ale je větší než 0,03, zaokrouhlí se na hodnotu 0,03. Kmit Q menší než 1 mm se nekóduje. Kmit. R před S, menší než 0,025 mm se bere v úvahu tehdy, má-li ostrý vzestup, jinak se kóduje obraz QS. Podobně se považuje za tvar QS i nález, když kmit R za Q je menší než 1 mm. Amplitudy se měří tak, že amplituda pozitivní vlny se sleduje od horní hrany základní linie, a amplituda negativní vlny od dolní hrany základní linie. Pro kódování se dodržuje tento základní postup: 1. Kontrola svodu II se zaměřením na: - rytmus a rychlost (kód 8), - amplitudy vlny P, pokud její velikost přesahuje 2,5 mm (kód 9:3), - interval P - R (kód 6), pokud je tento interval v hodnotách od 0,14 do 0,20, není třeba jej hodnotit v jiných svodech, - vychýlení osy vlevo, vpravo a extrémní vychýlení (kód 2), - amplituda komplexu QRS (kód 9:1), pokud je 5 mm a více, tak tuto amplitudu nehodnotíme v jiných svodech. 2.
Kontrola svodů I, II, III, aVL, aVF se zjišťuje: - amplituda obrazu QS nebo amplituda vlny Q, má-li 1 mm (kód 1), pokud amplituda dosahuje 1 mm, zjišťuje se je-li její trvání 0,03“. Pokud její trvání nedosahuje této hodnoty, dále se nesleduje,. trvání komplexu QRS, pokud je 0,12“ nebo více (kód 7), amplituda kmitu R, pokud je více než 20 mm (anebo 12 mm ve svodu aVL, kód 3), —
—
— —
přítomnost deprese segmentu ST (kód 4), vlna T, její pozitivita (kód 5).
3. Ve hrudníkových svodech se určuje: - obraz QS anebo amplituda vlny Q,dosahuje-li 1 mm (kód 1) jako při končetinových svodech, - vzestup amplitudy R, je-li progresivní ve směru zprava doleva (kód 1), amplituda komplexu QRS, jestliže dosahuje 10 mm (kód 9-1), přítomnost deprese segmentu ST(kód 5), - vlny T, jejich pozitivita (výjimka ve svodě V1, kód 5), - kmit R‘větší než R ve svodě V1 nebo V2 (kód 7-3), - amplituda kmitu R, má-li 5 mm ve svodě V1, nebo je-li větší než 26 mm ve svodě V5 —
nebo V6 (kód 3), Při hodnocení EKG se uplatňuje zkušenost hodnotitele a jeho subjektivní názor. Proto v experimentální práci záznam EKG vyhodnocují současně dva nebo tři pracovníci, případně jeden hodnotí křivku, další dva kontrolují kód.
