心理疾病與心率變異

毛雅君，陳廣城 綜述，苗丹民 審校

心率變異性(heart rate variability，HRV)是指逐次心搏期間的微小差異，是判斷自主神經(jīng)功能的理想指標(biāo)。臨床上，應(yīng)用HRV判斷心血管疾病患者和某些非心血管疾病患者的自主神經(jīng)活動已進行了廣泛的研究［1］。筆者旨在綜述心率變異性的分析方法及其在心理疾病診治中的應(yīng)用。

1 HRV的分析方法

分析HRV的方法有許多種，大體上分為線性的分析方法和非線性的分析方法。雖然非線性分析方法對于非平穩(wěn)信號通過重構(gòu)，可得到心率變異信號的靜態(tài)和動態(tài)信息，但目前仍局限于理論階段［2］。因此，在此重點描述線性分析法。

1.1 時域分析法 時域分析法是臨床上最早應(yīng)用的線性分析法［3］。它主要利用統(tǒng)計學(xué)中的離散趨勢分析法來分析心電中R－R間期的變化。主要評估指標(biāo)包括:(1)標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN):R－R間期標(biāo)準(zhǔn)差(單位:ms)，反映植物神經(jīng)功能總體狀況;(2)均值標(biāo)準(zhǔn)差(SDANN):連續(xù)5 min正常R－R間期平均值的標(biāo)準(zhǔn)差(單位:ms)，反映交感神經(jīng)張力大小;(3)rMSSD:正常相鄰R－R間期差值的均方根(單位:ms)，反映迷走神經(jīng)張力大小;(4)PNN50:相鄰R－R間期差值＞50 ms的個數(shù)占所有R－R間期個數(shù)的百分比(單位:%)，反映迷走神經(jīng)張力大小;(5)HRVI:心率變異系數(shù)，即RR間期總數(shù)目與占比例最大的RR間期數(shù)目之比，反映心率總體變化的大小。這種分析法有計算簡單、分析結(jié)果簡便，但其敏感性和特異性較低，不能保存信號的時序信息。

1.2 頻譜分析法 頻譜分析法即心率的功率譜分析，主要頻域指標(biāo)包括:(1)總功率(TP):頻段0.00 ～0.4 Hz，代表時間段內(nèi)HRV的總和;(2)高頻功率(HF):頻段0.15～0.40 Hz，反映迷走神經(jīng)功能水平;(3)低頻功率(HF):頻段0.04～0.15 Hz，反映交感神經(jīng)功能水平;(4)極低頻率:頻段0.0033～0.04 Hz，與外周血管舒縮及腎素－血管緊張素系統(tǒng)活動有關(guān);(5)超低頻率:≤頻段0.0033 Hz，反映晝夜周期節(jié)律和神經(jīng)內(nèi)分泌節(jié)律;(6)LF/HF:反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡狀態(tài)。LF/HF升高代表交感神經(jīng)活躍，LF/HF下降代表交感與迷走神經(jīng)處于不平衡狀態(tài)［4］。這種分析法可以在一定程度上分離開各種生理因素對HRV的影響作用，可以準(zhǔn)確地定量分析心率變異信號，所以更加靈敏、準(zhǔn)確。

2 焦慮抑郁患者的心率變異

2.1 焦慮癥患者的心率變異 有研究表明，機體如長期處于焦慮狀態(tài)，交感神經(jīng)功能持續(xù)亢進，就會導(dǎo)致體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的異常變化［5］。多位研究者利用HRV能夠反映交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的特點對焦慮癥患者進行了多項研究。楊會芹等［6］通過對30例焦慮癥患者與健康人的HRV時域參數(shù)比較發(fā)現(xiàn)，焦慮癥患者的HRV時域參數(shù)明顯低于正常對照組，因此他們認為，HRV下降可以作為診斷焦慮癥的臨床指標(biāo)之一。鐘意娟等［7］研究發(fā)現(xiàn)，靜息狀態(tài)下焦慮癥患者的漢密頓焦慮量表(HAMA)及精神焦慮因子分值與LF/HF呈正相關(guān)，在應(yīng)激狀態(tài)下焦慮組的LF和LF/HF均顯著增高，與正常對照組相比差異具有顯著性，此結(jié)果既表明焦慮程度越重者LF/HF比值越高，越易發(fā)生交感神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂，又顯示了焦慮癥患者對應(yīng)激的生理反應(yīng)是與健康人存在著不同的生理反應(yīng)模式。但國外有研究者認為焦慮癥患者的HRV明顯下降是由抗抑郁藥物引起的［8］。他們對荷蘭焦慮和抑郁研究所的2059位參與者開展研究(平均41.7歲，女性占66.8%)，以精神障礙的第4版診斷標(biāo)準(zhǔn)(DSM－IV)和國際聯(lián)合診斷標(biāo)準(zhǔn)(CIDI)為依據(jù)判定患者是否存在精神障礙。其中616人為健康人群，420人既往曾患焦慮癥，1059人目前患有焦慮癥，對參與者同時測定HRV、心率，以及呼吸性竇性心律失常發(fā)生次數(shù)(respiratory sinus arrhythmia，RSA)。結(jié)果顯示，與健康人群相比，目前患有焦慮癥的患者SDNN和RSA下降，既往曾患焦慮癥的患者的RSA也明顯低于健康人群。對藥物使用情況進行分析發(fā)現(xiàn)，使用了三環(huán)類抗抑郁藥物或另一種抗抑郁藥物(5－羥色胺受體抑制藥)的患者的SDNN和RSA明顯低于健康人群。而未服用藥物的患者的SDAA和RSA與健康人群相比沒有區(qū)別。對這些患者調(diào)整生活習(xí)慣后，上述數(shù)值幾乎沒有影響。但在減少了藥物的使用量后，焦慮和心率變異性的相關(guān)性明顯下降。

2.2 抑郁癥患者的心率變異 張謙等［9］對22例抑郁癥患者進行研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，患者的SDNN、dSDNN、nSDNN、SDANN、PNN50、RMSSD、nHF、dVLF、dRMSSD、nRMSSD均顯著降低，但其降低程度不及焦慮癥患者。Kemp等［10］觀察了未進行藥物治療的73例抑郁癥患者，其中24例患單純抑郁，24例合并焦慮，14例合并驚恐障礙。將他們在短期休息狀態(tài)下的心電圖與94位健康人相比發(fā)現(xiàn)，伴或不伴焦慮的抑郁癥患者均出現(xiàn)HRV的下降，合并有驚恐障礙的患者HRV的下降最明顯。這一方面說明了未服用藥物治療的抑郁癥患者的HRV也會發(fā)生變化，另一方面也提示單純抑郁HRV的變化程度不及合并有焦慮癥的患者。

3 健康人群焦慮和抑郁狀態(tài)的心率變異

心率變異性作為一種無創(chuàng)性的測評工具在臨床越來越受到重視，應(yīng)用范圍也越來越廣。近年來，人們將心率變異性用于特殊人群特殊狀態(tài)的研究。Mateo等［11］對11位西班牙國家男子自行車越野賽運動員的HRV開展研究，同時應(yīng)用焦慮量表(CSAI－2R)進行問卷評估。以比賽當(dāng)天晨訓(xùn)時的HRV為基線開始記錄，每20 min記錄一次，測定晨間訓(xùn)練時、賽前和為期兩天比賽中的HRV以及CSAI－2R結(jié)果。結(jié)果顯示，賽前的HRV與晨間訓(xùn)練時及賽中相比，都表現(xiàn)出了一個顯著的下降趨勢，這與賽前的軀體焦慮和認知焦慮測定值相對于晨間訓(xùn)練時測得的高分有高度的一致性，因此他們認為HRV分析法提供了一項用來評估競賽壓力的補充方法。Cervantes等［12］也對游泳運動員的賽前焦慮與HRV開展了研究。他們通過比較10位運動員志愿者(6名女性，4名男性)基礎(chǔ)訓(xùn)練和競賽狀態(tài)時精神生理狀態(tài)及CSAI－2水平發(fā)現(xiàn)，從基礎(chǔ)訓(xùn)練狀態(tài)到競賽狀態(tài)運動員的CSAI－2明顯升高(P=0.009)。同時對HRV進行時域分析發(fā)現(xiàn)，在競賽狀態(tài)下RMSSD參數(shù)表現(xiàn)出明顯的下降(P=0.047)，但是平均RR間期，STDRR，STDHR，NN50，TINN和pNN50標(biāo)準(zhǔn)在兩種狀態(tài)下無顯著差別。對HRV進行頻域分析發(fā)現(xiàn)，兩種狀態(tài)下交感神經(jīng)活動相關(guān)參數(shù)有明顯差異。表現(xiàn)在LF/HF%的增加(P=0，005)，標(biāo)準(zhǔn)化低頻群(LFnu)出現(xiàn)一個明顯的增高趨勢(P=0.074)，而VLF和LF沒有顯著差異。另一方面，副交感神經(jīng)活動相關(guān)參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化高頻群(HFnu)明顯降低(P=0.013)，并在HF%參數(shù)上表現(xiàn)出一個明顯的下降趨勢(P=0.059)。該研究結(jié)果還表明，賽前焦慮越嚴(yán)重，RMSSD以及HRV的SD1顯著下降越明顯，同時伴有LF/HF%的明顯增高。該研究為說明HRV分析是一種有效的，非侵入性的賽前評估交感－迷走神經(jīng)功能變化的方法提供了依據(jù)。

4 展 望

現(xiàn)有研究表明，HRV除了可以作為焦慮、抑郁的診斷依據(jù)之外［6，10］，我們還可以通過觀察HRV的變化來了解運動員的賽前精神狀態(tài)［11］。由于戰(zhàn)前壓力可能會導(dǎo)致戰(zhàn)士尤其是新兵處于焦慮狀態(tài)，自信程度下降，嚴(yán)重影響戰(zhàn)斗力。如果在結(jié)合臨床表現(xiàn)的基礎(chǔ)上HRV可以用于評估部隊?wèi)?zhàn)士，尤其是新兵的戰(zhàn)前精神狀態(tài)的話，就能夠盡早發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)士的心理疾患并及時進行干預(yù)，提高部隊?wèi)?zhàn)斗力，那么這將是一個值得研究的課題。

［1］Jindal R D，Keshavan M S，Eklund K，et al.Beat－to－beat heart rate and QT interval variability in first episode neurolepticnaive psychosis［J］.Schizophr Res，2009，113(2－ 3):176－180.

［2］周星彤，周宇政，劉 暢，等.心率變異性分析新進展［J］.中國醫(yī)藥指南，2011，9(23):226－227.

［3］庹 焱，陶 紅，朱銓英.心率變異性研究進展［J］.國外醫(yī)學(xué)(生理、病理科學(xué)與臨床分冊)，2001，21(4):305－308.

［4］Kaya D，Karaca S，Barutcu I，et al.Heart rate variability in patients with essential hyperhidrosis:dynamic influence of sympathetic and parasympathetic maneuvers［J］.Ann Noninvasive Electrocardiol，2005，10(1):1－6.

［5］Liao D，Barnes R W，Chambless L E，et al.Age，race，and sex differences in autonomic cardiac function measured by spectral analysis of the heart rate variability－The ARIC study［J］.Am J Cardiol，1995，76:906－912.

［6］楊會芹，楊 麗，陳 君.焦慮癥患者的心率變異性研究［J］.中國行為醫(yī)學(xué)科學(xué)，2006，15(11):1003－1005.

［7］鐘意娟，皇甫恩，王家同.焦慮癥患者心率變異性頻譜分析的研究［J］.中國行為醫(yī)學(xué)科學(xué)，2004，13(3):294－295.

［8］Licht C M，de Geus E J，van Dyck R，et al.Association between anxiety disorders and heart rate variability in The Netherlands Study of Depression and Anxiety(NESDA)［J］.Psychosom Med，2009，71(5):508－518.

［9］張 謙，欒 彤，沈 潔，等.焦慮抑郁患者的心率變異性特點［J］.蘇州大學(xué)學(xué)報，2008，28(5):804－806.

［10］Kemp A H，Quintana D S，F(xiàn)elmingham K L，et al.Depression，comorbid anxiety disorders，and heart rate variability in physically healthy，unmedicated patients:implications for cardiovascular risk［J］.PLoS One，2012，7(2):e30777.

［11］Mateo M，Blasco－Lafarga C，Martinez－Navarro l，et al.Heart rate variability and pre－competitive anxiety in BMX discipline［J］.Eur J Appl Physiol，2012，112(1):113－123.

［12］Cervantes Blasquez J C，Rodas Font G，Capdevila Ortis L.Heart－ rate variability and precompetitive anxiety in swimmers［J］.Psicothema，2009，21(4):531－536.