張慶陽 唐關敏
心率變異性(heart rate variability,HRV)指心跳之間的微小變化,反映了自主神經(jīng)系統(tǒng)對心臟竇房結的調節(jié)能力,是評價自主神經(jīng)穩(wěn)定性的良好指標[1],也是預測心臟病患者死亡的獨立危險因子。自主神經(jīng)功能狀態(tài)與糖尿病、腦卒中、慢性阻塞性肺疾病、重癥胰腺炎很多疾病有關,尤其是與某些心血管疾病(心力衰竭、高血壓、嚴重心律失常、冠心病等)密不可分,自20世紀90年代以來在此領域的研究日益增多,本文著重對冠心病室性心律失常的HRV進行綜述。
自主神經(jīng)的功能狀態(tài)主要由交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的興奮性決定。當交感神經(jīng)的興奮性相對增強(交感神經(jīng)興奮性增強或迷走神經(jīng)興奮性減弱)時,其末梢釋放的去甲腎上腺素可使心率增加、房室傳導速度增快及心肌收縮力增強;迷走神經(jīng)屬于膽堿能神經(jīng),其興奮性相對增加(交感神經(jīng)興奮性減弱或迷走神經(jīng)興奮性增強)時,其末梢釋放的乙酰膽堿,可引起心率減慢、房室傳導速度減慢、心肌收縮力減弱。交感、迷走神經(jīng)興奮性強弱的不同,使得自主神經(jīng)功能狀態(tài)及心臟竇房結的調節(jié)產(chǎn)生了差異,而這種差異可被HRV分析呈現(xiàn),這也是HRV產(chǎn)生的基礎。HRV下降提示心臟自主神經(jīng)調節(jié)失衡(交感神經(jīng)興奮性增強),容易發(fā)生惡性心律失常,從而導致主要不良心血管事件[2]。HRV可以真實反映自主神經(jīng)的功能狀態(tài),無論是否由心源性的疾病引起的自主神經(jīng)功能受損,都會導致HRV降低,嚴重的情況下甚至會引起猝死,HRV數(shù)值的變化與相關疾病的嚴重程度和轉歸密不可分[3-5]。
HRV的分析方法分為線性和非線性分析方法,目前的研究熱點是線性分析方法,分為以下幾個方面:(1)頻域分析法:常用的指標有總功率:頻段≤0.4Hz;超低頻功率:頻段≤0.003Hz;極低頻功率:頻段 0.003~0.04Hz;低頻功率:頻段 0.04~0.15Hz;高頻功率:頻段0.15~0.4Hz。(2)時頻分析法:該方法彌補了部分時域分析和頻域分析方法的缺陷,但也存在一定局限,所以目前應用該方法評估自主神經(jīng)穩(wěn)定性的研究不多。(3)時域分析的部分指標有:SDNN(RR間期標準差)主要反映交感、迷走神經(jīng)興奮性的強弱,用來評估自主神經(jīng)系統(tǒng)損害與恢復的總體指標;RMSSD(相鄰RR間期差值的均方根)及PNN50(連續(xù)24h相鄰的R-R間期差值在50ms以上的百分比)反映HRV的快變化,即副交感神經(jīng)興奮性敏感指標;SDANN(RR間期平均值的標準差)反映HRV的慢變化,即交感神經(jīng)興奮性大小[6],而目前研究較多的是以上的4個指標。本綜述也是著重于這4個指標的研究展開而來。
近30年來,我國冠心病發(fā)病率逐漸升高,嚴重威脅國人健康。冠心病患者的HRV下降,可能與心臟長期缺血、缺氧對心室壁物理、化學感受器的刺激作用有關,使得心-心反射的活動發(fā)生了改變,從而引起自主神經(jīng)對竇房結的調節(jié)失衡[7]。冠心病伴有HRV異?;颊咝募‰姺€(wěn)定性差,而心肌的電穩(wěn)定性主要是由交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)和體液調節(jié)之間的動態(tài)平衡來維持的,若冠心病患者的交感神經(jīng)興奮性增高(或副交感神經(jīng)興奮性降低),交感與副交感之間的神經(jīng)興奮性失衡,從而導致心肌電穩(wěn)定性減弱,心室顫動發(fā)生的閾值下降,容易誘發(fā)心律失常和猝死[8]。李艷榮[9]研究表明急性心肌梗死患者的HRV明顯降低,更容易發(fā)生嚴重的心律失常。黃立萍等[10]分析了變異性心絞痛患者的HRV,認為他們之間具有相關性,HRV可以預測冠狀動脈病變程度,能夠評估病情,對診療也有很大的幫助。于洋等[11]研究揭示冠心病患者HRV的部分指標降低,而HRV降低(尤其是SDANN的降低)也對冠心病的發(fā)生有預測作用,因此HRV降低是冠心病的危險因素。研究發(fā)現(xiàn),冠心病患者的HRV明顯下降[12-14]。
據(jù)國外的權威報道,猝死的絕大多數(shù)患者中發(fā)生了惡性室性心律失常。冠心病患者最常見的并發(fā)癥是心律失常(危害最大的是惡性室性心律失常),如果發(fā)生嚴重的心律失常那么就可能會引起冠心病患者病情惡化和猝死[15]。當交感神經(jīng)興奮性相對增強時,心肌電穩(wěn)定性減弱,容易誘發(fā)惡性室性心律失常;當迷走神經(jīng)系統(tǒng)興奮性相對增強時,心肌的電穩(wěn)定性增強,心室顫動發(fā)生的閾值也較低,冠心病患者引起猝死的心律失常類型中80%以上是嚴重的室性心律失常。大量的試驗和臨床研究表明,在室性心律失常發(fā)生前,交感神經(jīng)的興奮性已經(jīng)升高。急性心肌梗死患者死亡的主要原因之一也是室性心律失常[16],其中惡性室性心律失常占有較大構成比。發(fā)生室性心律失常時HRV下降,同時,HRV下降可以對室性心律失常的發(fā)生具有預測價值[17]。因此,室性心律失?;颊咦灾魃窠?jīng)受損也可以用HRV來預測。研究表明交感、迷走神經(jīng)系統(tǒng)在室性心律失常的產(chǎn)生、持續(xù)和終止中扮演著非常重要的角色[18-19]。
盡管醫(yī)療水平的進步,但我國冠心病發(fā)病率和病死率仍有升高的趨勢,至今仍未出現(xiàn)拐點,甚至出現(xiàn)發(fā)病年輕化的趨勢,冠心病患者發(fā)生室性心律失常的風險和產(chǎn)生的危害均高于健康人,極大地浪費了醫(yī)療資源。心肌梗死患者的室性期前收縮可能會引起危及生命的惡性室性心律失常[20],特發(fā)性的室性心律失常致死的風險較小,但是如果合并有器質性的心臟病,尤其是冠心病,則可能會引起嚴重的后果,甚至死亡。一般來說,冠心病患者HRV下降,室性心律失?;颊叩腍RV也下降,那么冠心病合并室性心律失?;颊叩淖灾魃窠?jīng)功能均衡性就更差,引起死亡的風險也就更高。研究表明,HRV下降與急性心肌梗死患者病情嚴重程度、預后及室性心律失常的發(fā)生有關,并且對其發(fā)生有一定的預測價值[17]。有學者通過長程HRV分析表明,冠心病患者HRV減低,尤其在伴有室性期前收縮的患者中更為明顯,反映了冠心病患者心臟自主神經(jīng)對竇房結調節(jié)功能的失衡;冠心病患者發(fā)生室性期前收縮與交感神經(jīng)興奮性升高有關[21]。黃東芬等[22]的研究表明,冠心病患者的室性心律失常的發(fā)生與自主神經(jīng)功能失衡密切相關,交感神經(jīng)興奮性的增加伴隨心肌電重構導致室性心動過速、心室顫動和心源性猝死。也有研究表明,冠心病HRV下降,如伴有室性心律失常時,HRV下降更明顯[23]。
健康人的HRV分析常常在試驗中作為觀察組,但是運動健身領域,就有必要關注不同運動強度所導致自主神經(jīng)穩(wěn)定性的差異,使其處于一個合理的水平,從而監(jiān)測運動強度的范圍,能讓大眾既達到有效健身增強體魄的目的,又不至于產(chǎn)生危害,同樣康復科醫(yī)師也可以據(jù)運動者的運動強度和HRV分析,開具合理的運動處方,來增強自主神經(jīng)的穩(wěn)定性。低運動強度指的是運動時的心率控制在最大心率的60%以下,Nummela等[24]對24例較少運動的健康人進行4周的低強度運動試驗,分析他們夜間的HRV得出結論:自主神經(jīng)穩(wěn)定性有所增加,迷走神經(jīng)興奮性較前增強。中等運動強度指的是運動時的心率控制在最大心率的60%~80%,Jelinek等[25]對運動較少的21例健康青年男性進行8周的中等運動試驗后檢查他們的HRV,也得出同樣的結論—他們的迷走神經(jīng)興奮性增強。這都對觀察者有保護性作用,他們的自主神經(jīng)功能維持在一個更為穩(wěn)定的狀態(tài),亞極量和極量運動的試驗受到一定的爭議,也有較多的干擾因素,總之,低中度的運動強度對患者的交感、迷走神經(jīng)的均衡性有較好的訓練,隨著研究的深入,健康人的HRV分析也得到了更多的重視。
綜上所述,HRV分析在臨床、科研、大眾健康等方面都有很大的應用價值,隨著醫(yī)療條件的改善,HRV的檢測將會在越來越多的醫(yī)院普及,它的無創(chuàng)性更是其優(yōu)勢,而且操作簡便,價格便宜,分析結果可靠,隨著理論基礎、分析方法的成熟,相信會得到更多的青睞。同時它受到較多因素的干擾,比如:(1)紐約心功能分級在Ⅲ~Ⅳ級者或Killip分級在Ⅲ~Ⅳ級者;(2)異位心律者,如心房顫動、心房撲動、室上性心動過速等;(3)二度及三度房室傳導阻滯、病態(tài)竇房結綜合征;(4)肝功能及腎功能嚴重異常;(5)伴有風濕性冠狀動脈炎、主動脈瓣狹窄、梅毒性主動脈炎等其他會導致冠狀動脈口狹窄的疾?。唬?)嚴重糖尿病、血糖控制不佳者;(7)嚴重高血壓(高血壓3級且控制不良);(8)合并甲狀腺功能亢進癥、更年期綜合征、心身疾病等。鑒于HRV分析也有自身的局限性,因此根據(jù)病情聯(lián)合其他的相關檢查將更有意義,同時我們也亟待需要這類指標來共同評估自主神經(jīng)功能。作為一個衡量自主神經(jīng)均衡性的工具,它應服務于人民大眾,應用于已經(jīng)明確有意義的疾病中,需避免浪費醫(yī)療資源。同樣,對于偶發(fā)性癥狀的患者,24h動態(tài)心電圖監(jiān)測,HRV分析可能提供的依據(jù)相對不足,這時候,長程的監(jiān)測將更具有意義,能夠提高診斷的效率,對于暈厥、心悸的患者更有價值。總之,衡量自主神經(jīng)功能的無創(chuàng)性心電指標——HRV將會有更廣闊的應用前景。