心率變異性分析在心血管疾病中應用的研究進展

心率變異性(heart rate variability，HRV)可反映連續R-R間期之間的細微變化。HRV目前被認為是一種簡便且無創地反映自主神經對心臟節律調控的有效指標[1]。正常生理活動下，自主神經系統作用于竇房結，使得竇房結每天按照一定的節律搏動，故而心率在24 h內不斷波動。通常交感神經與迷走神經相互拮抗。交感神經可提高心率，副交感神經作用與其相反[2]。一旦人體患病時，自主神經系統調節紊亂，這種內在平衡遭到破壞，心臟的節律性、傳導性與收縮性就會發生異常， HRV能夠直觀地體現出這些異常的改變。

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域中的熱點，其中有時域分析法和頻域分析法。時域分析法的優點是計算較簡便，統計指標意義直觀明了；缺點是無法更好地反映交感和副交感神經之間的關系。時域分析法的統計法指標主要有24 h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RR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)，以上7項指標中以SDNN、rMSSD及PNN50最為常用。頻域分析法計算較繁瑣，但能體現交感和副交感神經間的關系。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圖法、非線性預測與建模法、非線性參數估算法等組成，目前非線性法應用相對較少。

2 心率變異性分析在心血管疾病中的應用

2.1 心律失常 研究表明，一旦人體的自主神經系統發生紊亂，交感-迷走神經關系的失衡可造成多種心律失常。自主神經功能紊亂與室性期前收縮等心律失常有關。林毓群等[4]對不同頻次室性期前收縮病人與正常人的各項HRV指標進行對比，發現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計學意義。臨床研究證實，心臟的副交感神經活性降低或交感神經活性亢進均可使心肌細胞膜上的離子通道開放異常，以至心肌生物電出現不穩定性，使得心室顫動閾值降低，導致心肌各部位不均勻復極，容易產生折返激動從而導致室性心律失常的發生[5]。HRV越小越易引發較嚴重的室性心律失常。此外，楊美玲[6]對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行各項HRV指標的研究對比，結果顯示病人心率變異性與發生房性心律失常的概率呈負相關。HRV的改變對預測心律失常的價值是肯定的。

2.2 冠心病 變異性心絞痛是冠心病的一種臨床類型，是因為冠狀動脈痙攣引發的心肌缺血綜合征。黃立萍等[7]對122例做動態心電圖檢查后有一過性ST段抬高并經冠狀動脈造影檢查證實的變異性心絞痛病人進行HRV分析，發現ST段抬高幅度大(≥0.4 mV)、抬高持續時間長(≥3 min)、冠狀動脈狹窄程度大(≥50%)、冠狀動脈多支病變者HRV明顯降低。

高寒梅等[8]研究發現，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預測因子的觀點相一致。白光輝等[10]將190例急性心肌梗死病人按照Gensini評分分為冠狀動脈病變高分組、中分組、低分組，結果顯示，各組HRV指標中SDNN和SDANN隨著Gensini評分值升高而降低。心肌梗死導致心率變異性下降可能由于心肌梗死破壞了機械、化學感受器，使副交感神經活性下降幅度大于交感神經[11]。當急性心肌梗死發生時，緊急進行經皮冠狀動脈介入術(PCI)治療有助于恢復梗死心肌的血供，從而明顯改善冠心病病人的預后[12]。Voggt等[13]研究認為，急性心肌梗死所造成的局部心肌去神經化，可導致心肌對兒茶酚胺的敏感度增加，導致中樞性反饋作用減弱，從而引起心臟自主神經調節紊亂，而在行急診PCI術或溶栓治療后，急性心肌梗死病人梗死相關血管再通可導致心臟副交感神經作用增強，同時交感神經活性減弱。因而認為，PCI術可增加病人心肌血供，從而修復病人心臟自主神經功能，病人的HRV在術后能獲得一定提高。除了PCI，冠狀動脈旁路搭橋術(CABG)也是改善心肌梗死病人心肌血供的另一項重要措施。現有研究證明，急性心肌梗死病人在實施CABG術后幾個月，明顯下降的HRV逐漸好轉[14]。所以，HRV作為一個測量簡便且無創的指標可以用于判斷急性心肌梗死病人心臟自主神經活性的情況[15]。

2.3 心力衰竭 初期心力衰竭體現為迷走神經活性下降，伴隨病情不斷發展，兒茶酚胺的含量增高使得心肌β受體密度分散，進而導致交感神經發生紊亂[6]。現已證明心力衰竭病人可出現HRV下降[16]。劉新國等[17]對45例心力衰竭病人與30名健康對照者的心率變異性進行分析，得出心力衰竭組LF和夜間HF均降低，晝夜節律消失，HRV隨左室射血分數(LVEF)、左室短軸縮短率(LVSF)下降和左室舒張末內徑(LVEED)增大而降低。心臟自主神經系統及壓力感受器活動在心力衰竭時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的活性，并能提高迷走神經活性，所以出現心力衰竭時，壓力感受器受到破壞，從而打破心臟自主神經活動的平衡性，導致HRV降低。研究發現無癥狀心功能不全時HRV降低[16，19]。關秀蘭等[20]研究發現，在慢性心力衰竭病人中，心功能Ⅳ級病人SDNN、SDANN明顯小于Ⅱ級、Ⅲ級病人。表明慢性心力衰竭病人的自主神經功能紊亂隨病程的進展而加重，HRV分析可用于評價慢性心力衰竭的嚴重程度。因而，HRV可用于心力衰竭的初期診斷及程度評價。

2.4 原發性高血壓 近年來，人們越來越關注原發性高血壓與自主神經系統功能改變的關系。原發性高血壓病人交感神經活性增高，副交感神經活性降低，兩者之間平衡被打破，提示高血壓發病可能與交感神經活性增高有關[21]。金晶晶等[22]對167例不同血壓分級的原發性高血壓病人與50名健康對照者的心率變異性進行分析，發現高血壓組HRV時域指標小于健康對照組，血壓分級越高，時域指標降低越顯著。鄧昌明等[23]進行的臨床觀察也得出相同的結論。王晶等[24]將100例青年高血壓病病人分為原發性高血壓伴靶器官損傷組與單純原發性高血壓組，并選取50名健康青年作為對照組，3組均行心率變異性分析，發現高血壓病組SDNN、SDANN、三角指數(TRIA)、PNN50小于對照組，原發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]研究發現，原發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，并發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，但心肌肥厚可導致交感神經活性提高，兒茶酚胺分泌增多，迷走神經活性相對減弱，造成HRV降低；其次心臟后負荷增加，心肌耗氧量升高，冠狀動脈血液灌注相對減少，從而導致心肌缺氧，引起迷走神經活性降低，造成HRV降低。關于高血壓的防治，不僅需要降壓，而且要糾正異常的自主神經功能，避免不良事件引起的病情惡化。

2.5 擴張型心肌病(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的年發病率為0.57/10萬人[26]。王紅平等[27]的研究發現，DCM組HRV各項時域指標與頻域指標均較正常對照組明顯下降。DCM病人HRV顯著下降，提示DCM病人存在交感神經與迷走神經活性的失衡，自主神經活性失衡可導致心肌重構，進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，HRV可以評估DCM病人的疾病進展程度[28]。

3 小結與展望

HRV是一種公認的定量且無創性研究自主神經的活性及評價多種心血管疾病進展的重要指標。目前，HRV在心血管疾病的應用價值已得到學術界的一致認可。應用HRV可以預測心血管疾病的預后，識別高危人群，以指導臨床治療，降低病人猝死率。目前，HRV線性分析法已成為當今學術界的研究熱點，HRV非線性分析法計算復雜，國內外研究相對較少，主要與其參數計算所需要的數據量龐大有關。如何獲取大量有效數據并簡化計算，從而更好地預測疾病的進展與預后，仍值得學術界研究與探討。