心率變異性分析在心血管疾病中應(yīng)用的研究進(jìn)展

心率變異性(heart rate variability，HRV)可反映連續(xù)R-R間期之間的細(xì)微變化。HRV目前被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)便且無創(chuàng)地反映自主神經(jīng)對(duì)心臟節(jié)律調(diào)控的有效指標(biāo)[1]。正常生理活動(dòng)下，自主神經(jīng)系統(tǒng)作用于竇房結(jié)，使得竇房結(jié)每天按照一定的節(jié)律搏動(dòng)，故而心率在24 h內(nèi)不斷波動(dòng)。通常交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)相互拮抗。交感神經(jīng)可提高心率，副交感神經(jīng)作用與其相反[2]。一旦人體患病時(shí)，自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)紊亂，這種內(nèi)在平衡遭到破壞，心臟的節(jié)律性、傳導(dǎo)性與收縮性就會(huì)發(fā)生異常， HRV能夠直觀地體現(xiàn)出這些異常的改變。

1 HRV的研究方法

HRV分析總體上包括線性法和非線性法。線性分析法是目前研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，其中有時(shí)域分析法和頻域分析法。時(shí)域分析法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算較簡(jiǎn)便，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)意義直觀明了；缺點(diǎn)是無法更好地反映交感和副交感神經(jīng)之間的關(guān)系。時(shí)域分析法的統(tǒng)計(jì)法指標(biāo)主要有24 h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RR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)，以上7項(xiàng)指標(biāo)中以SDNN、rMSSD及PNN50最為常用。頻域分析法計(jì)算較繁瑣，但能體現(xiàn)交感和副交感神經(jīng)間的關(guān)系。在頻域中將HRV分為超低頻(ULF)、極低頻(VLF)、低頻(LF)和高頻(HF)。通常使用LF/HF的值來表示迷走-交感平衡性[3]。非線性法主要由散點(diǎn)圖法、非線性預(yù)測(cè)與建模法、非線性參數(shù)估算法等組成，目前非線性法應(yīng)用相對(duì)較少。

2 心率變異性分析在心血管疾病中的應(yīng)用

2.1 心律失常 研究表明，一旦人體的自主神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂，交感-迷走神經(jīng)關(guān)系的失衡可造成多種心律失常。自主神經(jīng)功能紊亂與室性期前收縮等心律失常有關(guān)。林毓群等[4]對(duì)不同頻次室性期前收縮病人與正常人的各項(xiàng)HRV指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)高頻次室性期前收縮組SDNN、SDNNI、SDANN、rMSSD低于正常組；而低頻次期前收縮組與正常組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。臨床研究證實(shí)，心臟的副交感神經(jīng)活性降低或交感神經(jīng)活性亢進(jìn)均可使心肌細(xì)胞膜上的離子通道開放異常，以至心肌生物電出現(xiàn)不穩(wěn)定性，使得心室顫動(dòng)閾值降低，導(dǎo)致心肌各部位不均勻復(fù)極，容易產(chǎn)生折返激動(dòng)從而導(dǎo)致室性心律失常的發(fā)生[5]。HRV越小越易引發(fā)較嚴(yán)重的室性心律失常。此外，楊美玲[6]對(duì)35例心力衰竭病人與81例處于心功能代償期的心血管病病人進(jìn)行各項(xiàng)HRV指標(biāo)的研究對(duì)比，結(jié)果顯示病人心率變異性與發(fā)生房性心律失常的概率呈負(fù)相關(guān)。HRV的改變對(duì)預(yù)測(cè)心律失常的價(jià)值是肯定的。

2.2 冠心病 變異性心絞痛是冠心病的一種臨床類型，是因?yàn)楣跔顒?dòng)脈痙攣引發(fā)的心肌缺血綜合征。黃立萍等[7]對(duì)122例做動(dòng)態(tài)心電圖檢查后有一過性ST段抬高并經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影檢查證實(shí)的變異性心絞痛病人進(jìn)行HRV分析，發(fā)現(xiàn)ST段抬高幅度大(≥0.4 mV)、抬高持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)(≥3 min)、冠狀動(dòng)脈狹窄程度大(≥50%)、冠狀動(dòng)脈多支病變者HRV明顯降低。

高寒梅等[8]研究發(fā)現(xiàn)，冠心病病人的HRV值較正常人降低，并且急性心肌梗死病人降低幅度更顯著。這與1978年，Wolf等[9]首次提出的HRV可能是急性心肌梗死后死亡的一個(gè)預(yù)測(cè)因子的觀點(diǎn)相一致。白光輝等[10]將190例急性心肌梗死病人按照Gensini評(píng)分分為冠狀動(dòng)脈病變高分組、中分組、低分組，結(jié)果顯示，各組HRV指標(biāo)中SDNN和SDANN隨著Gensini評(píng)分值升高而降低。心肌梗死導(dǎo)致心率變異性下降可能由于心肌梗死破壞了機(jī)械、化學(xué)感受器，使副交感神經(jīng)活性下降幅度大于交感神經(jīng)[11]。當(dāng)急性心肌梗死發(fā)生時(shí)，緊急進(jìn)行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)(PCI)治療有助于恢復(fù)梗死心肌的血供，從而明顯改善冠心病病人的預(yù)后[12]。Voggt等[13]研究認(rèn)為，急性心肌梗死所造成的局部心肌去神經(jīng)化，可導(dǎo)致心肌對(duì)兒茶酚胺的敏感度增加，導(dǎo)致中樞性反饋?zhàn)饔脺p弱，從而引起心臟自主神經(jīng)調(diào)節(jié)紊亂，而在行急診PCI術(shù)或溶栓治療后，急性心肌梗死病人梗死相關(guān)血管再通可導(dǎo)致心臟副交感神經(jīng)作用增強(qiáng)，同時(shí)交感神經(jīng)活性減弱。因而認(rèn)為，PCI術(shù)可增加病人心肌血供，從而修復(fù)病人心臟自主神經(jīng)功能，病人的HRV在術(shù)后能獲得一定提高。除了PCI，冠狀動(dòng)脈旁路搭橋術(shù)(CABG)也是改善心肌梗死病人心肌血供的另一項(xiàng)重要措施?，F(xiàn)有研究證明，急性心肌梗死病人在實(shí)施CABG術(shù)后幾個(gè)月，明顯下降的HRV逐漸好轉(zhuǎn)[14]。所以，HRV作為一個(gè)測(cè)量簡(jiǎn)便且無創(chuàng)的指標(biāo)可以用于判斷急性心肌梗死病人心臟自主神經(jīng)活性的情況[15]。

2.3 心力衰竭 初期心力衰竭體現(xiàn)為迷走神經(jīng)活性下降，伴隨病情不斷發(fā)展，兒茶酚胺的含量增高使得心肌β受體密度分散，進(jìn)而導(dǎo)致交感神經(jīng)發(fā)生紊亂[6]?，F(xiàn)已證明心力衰竭病人可出現(xiàn)HRV下降[16]。劉新國(guó)等[17]對(duì)45例心力衰竭病人與30名健康對(duì)照者的心率變異性進(jìn)行分析，得出心力衰竭組LF和夜間HF均降低，晝夜節(jié)律消失，HRV隨左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室短軸縮短率(LVSF)下降和左室舒張末內(nèi)徑(LVEED)增大而降低。心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)及壓力感受器活動(dòng)在心力衰竭時(shí)均不同程度受到損害[18]。正常情況下，壓力反射可以降低交感神經(jīng)的活性，并能提高迷走神經(jīng)活性，所以出現(xiàn)心力衰竭時(shí)，壓力感受器受到破壞，從而打破心臟自主神經(jīng)活動(dòng)的平衡性，導(dǎo)致HRV降低。研究發(fā)現(xiàn)無癥狀心功能不全時(shí)HRV降低[16，19]。關(guān)秀蘭等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在慢性心力衰竭病人中，心功能Ⅳ級(jí)病人SDNN、SDANN明顯小于Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)病人。表明慢性心力衰竭病人的自主神經(jīng)功能紊亂隨病程的進(jìn)展而加重，HRV分析可用于評(píng)價(jià)慢性心力衰竭的嚴(yán)重程度。因而，HRV可用于心力衰竭的初期診斷及程度評(píng)價(jià)。

2.4 原發(fā)性高血壓 近年來，人們?cè)絹碓疥P(guān)注原發(fā)性高血壓與自主神經(jīng)系統(tǒng)功能改變的關(guān)系。原發(fā)性高血壓病人交感神經(jīng)活性增高，副交感神經(jīng)活性降低，兩者之間平衡被打破，提示高血壓發(fā)病可能與交感神經(jīng)活性增高有關(guān)[21]。金晶晶等[22]對(duì)167例不同血壓分級(jí)的原發(fā)性高血壓病人與50名健康對(duì)照者的心率變異性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高血壓組HRV時(shí)域指標(biāo)小于健康對(duì)照組，血壓分級(jí)越高，時(shí)域指標(biāo)降低越顯著。鄧昌明等[23]進(jìn)行的臨床觀察也得出相同的結(jié)論。王晶等[24]將100例青年高血壓病病人分為原發(fā)性高血壓伴靶器官損傷組與單純?cè)l(fā)性高血壓組，并選取50名健康青年作為對(duì)照組，3組均行心率變異性分析，發(fā)現(xiàn)高血壓病組SDNN、SDANN、三角指數(shù)(TRIA)、PNN50小于對(duì)照組，原發(fā)性高血壓伴靶器官損傷組SDNN、SDANN、TRIA、PNN50明顯低于高血壓病組。Mandawat等[25]研究發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓病人靶器官受損的程度與HRV下降的幅度明顯有關(guān)，并發(fā)左室肥厚的高血壓病病人HRV下降尤為明顯。高血壓病人HRV降低的原因可能主要為心臟壓力負(fù)荷過重，心肌代償性肥厚以克服增高的阻力，但心肌肥厚可導(dǎo)致交感神經(jīng)活性提高，兒茶酚胺分泌增多，迷走神經(jīng)活性相對(duì)減弱，造成HRV降低；其次心臟后負(fù)荷增加，心肌耗氧量升高，冠狀動(dòng)脈血液灌注相對(duì)減少，從而導(dǎo)致心肌缺氧，引起迷走神經(jīng)活性降低，造成HRV降低。關(guān)于高血壓的防治，不僅需要降壓，而且要糾正異常的自主神經(jīng)功能，避免不良事件引起的病情惡化。

2.5 擴(kuò)張型心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM) DCM是最多見的心肌病和兒童心臟移植的常見原因，在18歲以下的兒童中，DCM的年發(fā)病率為0.57/10萬人[26]。王紅平等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，DCM組HRV各項(xiàng)時(shí)域指標(biāo)與頻域指標(biāo)均較正常對(duì)照組明顯下降。DCM病人HRV顯著下降，提示DCM病人存在交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)活性的失衡，自主神經(jīng)活性失衡可導(dǎo)致心肌重構(gòu)，進(jìn)一步引起心功能的惡化。研究表明，HRV下降程度與DCM病情惡化程度呈正相關(guān)，HRV可以評(píng)估DCM病人的疾病進(jìn)展程度[28]。

3 小結(jié)與展望

HRV是一種公認(rèn)的定量且無創(chuàng)性研究自主神經(jīng)的活性及評(píng)價(jià)多種心血管疾病進(jìn)展的重要指標(biāo)。目前，HRV在心血管疾病的應(yīng)用價(jià)值已得到學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可。應(yīng)用HRV可以預(yù)測(cè)心血管疾病的預(yù)后，識(shí)別高危人群，以指導(dǎo)臨床治療，降低病人猝死率。目前，HRV線性分析法已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，HRV非線性分析法計(jì)算復(fù)雜，國(guó)內(nèi)外研究相對(duì)較少，主要與其參數(shù)計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)量龐大有關(guān)。如何獲取大量有效數(shù)據(jù)并簡(jiǎn)化計(jì)算，從而更好地預(yù)測(cè)疾病的進(jìn)展與預(yù)后，仍值得學(xué)術(shù)界研究與探討。