心率變異性臨床應(yīng)用研究進(jìn)展

冀曉沖，管 琳，李文一，朱托弟

心率變異性(heart rate variability，HRV)是指逐次竇性心搏 R-R間期之間的差異，主要反映心臟自主神經(jīng)調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，是整個(gè)自主神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)雜性和適應(yīng)性的敏感指標(biāo)。心率變異性可用于評(píng)價(jià)自主神經(jīng)功能障礙，量化各種心臟和非心臟疾病的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)[1]?，F(xiàn)就近年來(lái)HRV的相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。

1 HRV分析方法和常用指標(biāo)

HRV使用的分析方法主要有：時(shí)域分析法、頻域分析法、非線性分析法。時(shí)域分析一般采用24 h長(zhǎng)程記錄，主要是對(duì)24 hNN間期的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，常用分析指標(biāo)：正常竇性RR間期總體標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、RR間期平均值標(biāo)準(zhǔn)差(SDANN)、正常相鄰竇性RR間期差值均方根(RMSSD)、正常RR間期的標(biāo)準(zhǔn)差(SDNNI)、相鄰NN間期差的標(biāo)準(zhǔn)差(SDSD)、相差>50 ms相鄰RR間期的總數(shù)(NN50)、正常相鄰RR間期差值>50 ms百分比(PNN50)等。

頻域分析是通過(guò)計(jì)算機(jī)快速傅里葉轉(zhuǎn)換或自動(dòng)回歸法，將心搏間期轉(zhuǎn)變成頻譜，計(jì)算功率譜密度的分析方法，常用分析指標(biāo)：總功率(TP)、超低頻(ULF)、極低頻(VLF)、低頻(LF)和高頻(HF)等。頻域分析分為短程(5 min)分析與長(zhǎng)程(24 h)分析。在心血管病的預(yù)后方面，長(zhǎng)程分析比短程分析更具有預(yù)測(cè)價(jià)值，其中ULF、VLF比HF、LF的價(jià)值更高[2]。

非線型分析，主要包括某些非線性混沌特征參數(shù)的估算、散點(diǎn)圖分析、李雅普諾夫指數(shù)、非線性預(yù)測(cè)與建模、近似熵等分析法。目前研究較多的是散點(diǎn)圖分析法。正常人的散點(diǎn)圖呈彗星狀，而自主神經(jīng)受損病人的散點(diǎn)圖可以呈魚(yú)雷狀、斑片狀等多種形態(tài)。散點(diǎn)圖包含了HRV的線性和非線性變化趨勢(shì)，比HRV的時(shí)域指標(biāo)更為敏感，個(gè)體化程度更高[3]。

2 HRV檢測(cè)的臨床應(yīng)用

近年來(lái)，HRV分析方法廣泛應(yīng)用于臨床，可定量評(píng)價(jià)自主神經(jīng)功能，并對(duì)自主神經(jīng)功能紊亂的程度做出危險(xiǎn)分層評(píng)價(jià)，可用于藥物對(duì)自主神經(jīng)功能的影響評(píng)價(jià)。

2.1 心力衰竭與HRV 在心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展中常伴有自主神經(jīng)功能受損。張輝等[4]研究發(fā)現(xiàn)，隨著心力衰竭程度的加重，SDNN、SDANN、PNN50、RMSSD下降越明顯，心功能Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)病人與心功能Ⅱ級(jí)病人比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，提示自主神經(jīng)功能出現(xiàn)不同程度的損害，HRV異常程度與心功能損害程度一致。心力衰竭的心理社會(huì)因素可用HRV進(jìn)行評(píng)估，Kao等[5]研究表明，心力衰竭病人的抑郁、社會(huì)支持和生活質(zhì)量與HRV相關(guān)，SDNN和SDANN在感知生活質(zhì)量和社會(huì)支持的病人中顯著增高。因此，HRV可早期篩查病人的不良心理社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，給予社會(huì)、心理、人文方面的支持干預(yù)，進(jìn)而防止心律失?；蛐呐K猝死的發(fā)生。

近年來(lái)，HRV分析已廣泛應(yīng)用于心力衰竭藥物療效的評(píng)價(jià)。陳敏等[6]研究發(fā)現(xiàn)，慢性心力衰竭(CHF)病人使用螺內(nèi)酯16周后，HRV得到明顯改善，反映總HRV的相關(guān)參數(shù)SDNN、SDANN明顯升高(P<0.05)，反映迷走神經(jīng)張力的RMSSD、HF及反映血管壓力感受性反射的LF同樣明顯升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。研究結(jié)果提示，螺內(nèi)酯能提高CHF病人迷走神經(jīng)張力，提高血管壓力感受性反射，改善HRV。

2.2 糖尿病與HRV 糖尿病常伴有自主神經(jīng)功能損害，HRV降低是糖尿病心血管自主神經(jīng)損害的早期征兆，與心血管疾病的預(yù)后不良有關(guān)[7]。袁杰[8]研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病(T2DM)病人SDNN、RMSSD、LF和HF均低于正常人群。Sjoberg等[9]研究發(fā)現(xiàn)，T2DM病人SDNN、TP、LF與體質(zhì)指數(shù)(BMI)呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，體重減輕能使T2DM病人SDNN、RMSSD、TP、LF明顯提高。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練作為糖尿病病人的基礎(chǔ)治療，在有效的運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，T2DM病人SDNN、RMSSD發(fā)生了顯著變化[10]。這些研究結(jié)果與美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)和糖尿病協(xié)會(huì)對(duì)T2DM治療的指導(dǎo)原則是一致的。

對(duì)于糖尿病病人藥物治療的評(píng)價(jià)，HRV指標(biāo)有明顯的優(yōu)勢(shì)。李杰等[11]對(duì)糖尿病病人在常規(guī)降糖基礎(chǔ)上給予硫辛酸治療，治療后SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50、LF、HF均較治療前明顯增加(P<0.05)，LF/HF較治療前下降(P<0.05)，且與常規(guī)降糖治療相比，上述指標(biāo)改變更明顯(P<0.05)。提示硫辛酸可增加改善病病人HRV。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，給予硫辛酸治療后反映交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)平衡關(guān)系的LF/HF較常規(guī)治療明顯降低，提示硫辛酸改善迷走神經(jīng)興奮性更明顯，亦即相對(duì)降低交感神經(jīng)興奮性。

2.3 心肌梗死與HRV HRV降低是心肌梗死后死亡率升高的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[12]。AMI病人HRV相關(guān)參數(shù)SDNN、SDANN、LF和LF/HF均明顯降低；與右冠狀動(dòng)脈病變心肌梗死組比較，左冠狀動(dòng)脈病變心肌梗死組的SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50和LF明顯降低[13]。AMI病情穩(wěn)定后，仍存在交感、迷走神經(jīng)失衡的狀態(tài)，心律失常和猝死發(fā)生率較高。HRV降低可作為預(yù)測(cè)AMI后惡性心律失常和死亡的強(qiáng)有力指標(biāo)。

HRV分析可評(píng)價(jià)AMI的治療效果。馬晶茹[14]在常規(guī)治療基礎(chǔ)上給予凍干重組人腦利鈉肽(Lrh-BNP)治療AMI病人。結(jié)果顯示，病人HRV時(shí)域指標(biāo)(SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50)和頻域指標(biāo)(LF、HF)均較常規(guī)治療病人明顯改善(P<0.01)；Lrh-BNP治療1年后，病人心功能不全發(fā)生率及病死率較常規(guī)治療病人明顯降低(P<0.05)。表明應(yīng)用Lrh-BNP可明顯改善AMI病人HRV，降低心功能不全的發(fā)生率及病死率。

2.4 肺心病與HRV HRV的變化可間接提示肺心病的嚴(yán)重程度，對(duì)于判斷肺心病病人的預(yù)后及指導(dǎo)臨床治療有一定作用。隨著肺動(dòng)脈高壓程度加重，反映交感神經(jīng)功能的HRV指標(biāo)SDNN、SDANN有逐漸下降趨勢(shì)，重度肺動(dòng)脈高壓HRV明顯下降[15]。肺心病HRV下降越明顯，病人心肺功能不全越嚴(yán)重，對(duì)治療的反應(yīng)越差，越易發(fā)生嚴(yán)重心臟事件。

邵克銳[16]研究發(fā)現(xiàn)肺心病猝死組HRV時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)均低于非猝死組(P<0.05)。表明HRV對(duì)預(yù)測(cè)慢性肺心病猝死的發(fā)生有指導(dǎo)意義。

2.5 高血壓與HRV 高血壓病人存在不同程度的自主神經(jīng)功能損傷。彭瑞華[17]研究發(fā)現(xiàn)，高血壓杓型心率病人的心率加快是自主神經(jīng)功能調(diào)節(jié)障礙所致；非杓型心率病人的心率加快是迷走神經(jīng)功能過(guò)度抑制，交感神經(jīng)功能過(guò)度激活的結(jié)果，提示自主神經(jīng)功能嚴(yán)重受損，預(yù)后不良。楊法等[18]研究發(fā)現(xiàn)，老年高血壓病人各項(xiàng)時(shí)域指標(biāo)均低于健康人群，且晝夜節(jié)律消失病人SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50下降顯著，提示自主神經(jīng)功能紊亂在老年高血壓晝夜節(jié)律消失的病人中更為嚴(yán)重。HRV分析還常用于對(duì)高血壓病人進(jìn)行病情評(píng)估和治療評(píng)價(jià)。SDNN降低能夠增加原發(fā)性高血壓病人的晨峰發(fā)生率以及加速頸動(dòng)脈硬化，誘發(fā)心腦血管事件[19]。故通過(guò)對(duì)病人SDNN的監(jiān)測(cè)，能夠有效預(yù)測(cè)病人發(fā)生猝死的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而采取有效的干預(yù)措施。研究發(fā)現(xiàn)，美托洛爾緩釋片對(duì)原發(fā)性高血壓病人心率變異性有顯著影響，用藥8周后，病人PNN50、HF顯著增加，LF/HF明顯下降。提示美托洛爾緩釋片有利于原發(fā)性高血壓病人心率變異性的恢復(fù)[20]。

3 HRV的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

HRV作為一種無(wú)創(chuàng)性自主神經(jīng)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)，在藥物治療、非心血管領(lǐng)域也表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。如有研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥會(huì)導(dǎo)致HRV和迷走神經(jīng)張力降低，其嚴(yán)重程度與HRV相關(guān)[21]；臨床醫(yī)生在選擇抗抑郁藥時(shí)應(yīng)考慮HRV的影響，特別是對(duì)迷走神經(jīng)張力已經(jīng)降低的抑郁癥病人。在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，心率變異性分析的應(yīng)用范圍正向運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)評(píng)定、運(yùn)動(dòng)員心理負(fù)荷和心理應(yīng)激狀態(tài)評(píng)價(jià)等方面拓展[22]。關(guān)于草原公路路側(cè)景觀、直線長(zhǎng)度、曲線組合對(duì)駕駛員心率變異性影響的研究，可作為公路建設(shè)可行性和安全性評(píng)估指標(biāo)[23-25]。

盡管由于檢測(cè)條件的限制和HRV背后的生理機(jī)制研究尚不成熟，HRV尚需進(jìn)一步規(guī)范分析方法、控制影響因素和優(yōu)選檢測(cè)指標(biāo)。但是隨著ECG信號(hào)處理技術(shù)的迅速發(fā)展，HRV分析這一無(wú)創(chuàng)性監(jiān)測(cè)技術(shù)必將展現(xiàn)出突出的臨床價(jià)值和光明的前景。