心率變異性臨床應用研究進展

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調節的動態平衡狀態，是整個自主神經系統復雜性和適應性的敏感指標。心率變異性可用于評價自主神經功能障礙，量化各種心臟和非心臟疾病的相關風險[1]。現就近年來HRV的相關研究進展綜述如下。

1 HRV分析方法和常用指標

HRV使用的分析方法主要有：時域分析法、頻域分析法、非線性分析法。時域分析一般采用24 h長程記錄，主要是對24 hNN間期的統計學分析，常用分析指標：正常竇性RR間期總體標準差(SDNN)、RR間期平均值標準差(SDANN)、正常相鄰竇性RR間期差值均方根(RMSSD)、正常RR間期的標準差(SDNNI)、相鄰NN間期差的標準差(SDSD)、相差>50 ms相鄰RR間期的總數(NN50)、正常相鄰RR間期差值>50 ms百分比(PNN50)等。

頻域分析是通過計算機快速傅里葉轉換或自動回歸法，將心搏間期轉變成頻譜，計算功率譜密度的分析方法，常用分析指標：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)分析與長程(24 h)分析。在心血管病的預后方面，長程分析比短程分析更具有預測價值，其中ULF、VLF比HF、LF的價值更高[2]。

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

2 HRV檢測的臨床應用

近年來，HRV分析方法廣泛應用于臨床，可定量評價自主神經功能，并對自主神經功能紊亂的程度做出危險分層評價，可用于藥物對自主神經功能的影響評價。

2.1 心力衰竭與HRV 在心力衰竭的發生、發展中常伴有自主神經功能受損。張輝等[4]研究發現，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、Ⅳ級病人與心功能Ⅱ級病人比較差異有統計學意義(P<0.05)，提示自主神經功能出現不同程度的損害，HRV異常程度與心功能損害程度一致。心力衰竭的心理社會因素可用HRV進行評估，Kao等[5]研究表明，心力衰竭病人的抑郁、社會支持和生活質量與HRV相關，SDNN和SDANN在感知生活質量和社會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風險，給予社會、心理、人文方面的支持干預，進而防止心律失常或心臟猝死的發生。

近年來，HRV分析已廣泛應用于心力衰竭藥物療效的評價。陳敏等[6]研究發現，慢性心力衰竭(CHF)病人使用螺內酯16周后，HRV得到明顯改善，反映總HRV的相關參數SDNN、SDANN明顯升高(P<0.05)，反映迷走神經張力的RMSSD、HF及反映血管壓力感受性反射的LF同樣明顯升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。研究結果提示，螺內酯能提高CHF病人迷走神經張力，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功能損害，HRV降低是糖尿病心血管自主神經損害的早期征兆，與心血管疾病的預后不良有關[7]。袁杰[8]研究發現，2型糖尿病(T2DM)病人SDNN、RMSSD、LF和HF均低于正常人群。Sjoberg等[9]研究發現，T2DM病人SDNN、TP、LF與體質指數(BMI)呈負相關(P<0.05)，體重減輕能使T2DM病人SDNN、RMSSD、TP、LF明顯提高。運動訓練作為糖尿病病人的基礎治療，在有效的運動干預后，T2DM病人SDNN、RMSSD發生了顯著變化[10]。這些研究結果與美國運動醫學會和糖尿病協會對T2DM治療的指導原則是一致的。

對于糖尿病病人藥物治療的評價，HRV指標有明顯的優勢。李杰等[11]對糖尿病病人在常規降糖基礎上給予硫辛酸治療，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)，且與常規降糖治療相比，上述指標改變更明顯(P<0.05)。提示硫辛酸可增加改善病病人HRV。進一步分析發現，給予硫辛酸治療后反映交感神經與迷走神經平衡關系的LF/HF較常規治療明顯降低，提示硫辛酸改善迷走神經興奮性更明顯，亦即相對降低交感神經興奮性。

2.3 心肌梗死與HRV HRV降低是心肌梗死后死亡率升高的獨立危險因素[12]。AMI病人HRV相關參數SDNN、SDANN、LF和LF/HF均明顯降低；與右冠狀動脈病變心肌梗死組比較，左冠狀動脈病變心肌梗死組的SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50和LF明顯降低[13]。AMI病情穩定后，仍存在交感、迷走神經失衡的狀態，心律失常和猝死發生率較高。HRV降低可作為預測AMI后惡性心律失常和死亡的強有力指標。

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

2.4 肺心病與HRV HRV的變化可間接提示肺心病的嚴重程度，對于判斷肺心病病人的預后及指導臨床治療有一定作用。隨著肺動脈高壓程度加重，反映交感神經功能的HRV指標SDNN、SDANN有逐漸下降趨勢，重度肺動脈高壓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重，對治療的反應越差，越易發生嚴重心臟事件。

邵克銳[16]研究發現肺心病猝死組HRV時域指標和頻域指標均低于非猝死組(P<0.05)。表明HRV對預測慢性肺心病猝死的發生有指導意義。

2.5 高血壓與HRV 高血壓病人存在不同程度的自主神經功能損傷。彭瑞華[17]研究發現，高血壓杓型心率病人的心率加快是自主神經功能調節障礙所致；非杓型心率病人的心率加快是迷走神經功能過度抑制，交感神經功能過度激活的結果，提示自主神經功能嚴重受損，預后不良。楊法等[18]研究發現，老年高血壓病人各項時域指標均低于健康人群，且晝夜節律消失病人SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50下降顯著，提示自主神經功能紊亂在老年高血壓晝夜節律消失的病人中更為嚴重。HRV分析還常用于對高血壓病人進行病情評估和治療評價。SDNN降低能夠增加原發性高血壓病人的晨峰發生率以及加速頸動脈硬化，誘發心腦血管事件[19]。故通過對病人SDNN的監測，能夠有效預測病人發生猝死的風險，進而采取有效的干預措施。研究發現，美托洛爾緩釋片對原發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性高血壓病人心率變異性的恢復[20]。

3 HRV的應用現狀及展望

HRV作為一種無創性自主神經功能評價指標，在藥物治療、非心血管領域也表現出明顯的優勢。如有研究發現，抑郁癥會導致HRV和迷走神經張力降低，其嚴重程度與HRV相關[21]；臨床醫生在選擇抗抑郁藥時應考慮HRV的影響，特別是對迷走神經張力已經降低的抑郁癥病人。在運動領域，心率變異性分析的應用范圍正向運動員機能狀態評定、運動員心理負荷和心理應激狀態評價等方面拓展[22]。關于草原公路路側景觀、直線長度、曲線組合對駕駛員心率變異性影響的研究，可作為公路建設可行性和安全性評估指標[23-25]。

盡管由于檢測條件的限制和HRV背后的生理機制研究尚不成熟，HRV尚需進一步規范分析方法、控制影響因素和優選檢測指標。但是隨著ECG信號處理技術的迅速發展，HRV分析這一無創性監測技術必將展現出突出的臨床價值和光明的前景。