心率變異性的臨床應(yīng)用任振芳

一、概述心率變異性（heartratevariability，HRV）是指逐次心動周期之間的細(xì)微的時間變化及其規(guī)律。其實質(zhì)是評價自主神經(jīng)系統(tǒng)的交感---副交感神經(jīng)張力及其平衡的重要指標(biāo)。二、影響心率的因素心率調(diào)節(jié)的因素包括：頸動脈竇和主動脈弓壓力感受性反射、頸動脈體和主動脈體化學(xué)感受性反射、心肺感受器引起的心血管反射、其他內(nèi)臟感受器引起的心血管反射等。另外，心率受晝夜節(jié)律、年齡、性別和其他因素如吸煙、飲酒及情緒變化等的影響，所以臨床上分析HRV時應(yīng)考慮到這些因素的影響。三、HRV分析方法非線性分析法線性分析方法時域分析法頻域分析法Lorenz散點圖分維數(shù)（一）、時域分析法

對采集到的NN間期的時間序列信號，按時間順序或心搏順序排列的NN間期的數(shù)值，直接進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)或幾何學(xué)的分析。一般用于描述在較長時間段內(nèi)自主神經(jīng)系統(tǒng)對心率的調(diào)控作用做出總的概括性的評價。三、HRV分析方法（一）、時域分析法統(tǒng)計法指標(biāo)及其定義SDNN：正常竇性心搏間期(NN)的標(biāo)準(zhǔn)差，單位：ms。SDANN：按5分鐘分成連續(xù)的時間段，先計算每5分鐘的NN間期平均值，再計算所有平均值的標(biāo)準(zhǔn)差，單位：ms。RMSSD：相鄰NN間期之差的均方根值，單位：ms。SDNNIndex：按5分鐘分成連續(xù)的時間段，先計算每5分鐘的NN間期標(biāo)準(zhǔn)差，再計算這些標(biāo)準(zhǔn)差的平均值，單位：ms。SDSD：相鄰NN間期之差的標(biāo)準(zhǔn)差，單位：ms。NN50：NN間期中，相鄰的NN間期之差大于50ms的心搏數(shù)，單位：個。PNN50：NN50除以總的NN間期個數(shù)、乘以100，單位：％。

三、HRV分析方法（一）、時域分析法

圖解法指標(biāo)及其定義三角指數(shù)（TRI）：NN間期的總個數(shù)除以NN期直方圖的高度(在計算NN間期直方圖時，橫坐標(biāo)的時間單位為1/128秒，相當(dāng)于7．8125ms)，無量綱。NN間期直方圖的寬度（TINN）：使用最小方差法，求出全部NN間期的直方圖近似三角形底邊的寬度，單位：ms。三、HRV分析方法（一）、時域分析法

分析方法長時程（24h）分析短時程（5min）分析時域分析主要反映整體自主神經(jīng)功能變化的情況，因而推薦長時程24h分析。三、HRV分析方法（一）、時域分析法長時程（24h）時域分析正常參考值三、HRV分析方法參數(shù)單位正常范圍SDNNms141±39（＜100ms為中度降低，＜50ms為明顯降低）SDANNms127±35RMSSDms27±12三角指數(shù)37±15（采樣間隔1/128秒）

（＜20為中度降低，＜15為明顯降低）（二）、頻域分析法是用計算機(jī)對心率變異的速度和幅度進(jìn)行頻域分析，亦稱心率功率譜分析。將心電信號經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，通過計算機(jī)進(jìn)行快速傅里葉轉(zhuǎn)換或自回歸運算而得到心率功率譜圖?？梢苑謩e觀察交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)對心率的調(diào)控作用。

三、HRV分析方法圖的橫座標(biāo)代表頻率，單位為Hz，范圍一般在0～0.5Hz縱座標(biāo)代表功率譜的密度，單位為(心搏次數(shù)/分)2／Hz正常的心率功率譜曲線有2～3個主要峰（二）、頻域分析法三、HRV分析方法（二）、頻域分析法

頻譜成分及指標(biāo)

1．總功率（TP）：頻段≤0.4Hz。

2．超低頻功率（ULF）：頻段≤0.003Hz。

3．極低頻功率（VLF）：頻段0.003～0.04Hz。

4．低頻功率（LF）：頻段0.04～0.15Hz。

5．高頻功率（HF）：頻段0.15～0.4Hz。

6．LF及HF的標(biāo)化（normalized）：

LF（或HF）norm=100×LF（或HF）/（TP－VLF），單位：nU。三、HRV分析方法（二）、頻域分析法LF主要反映壓力感受性反射和血壓調(diào)節(jié)引起的心率變化，由交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)雙重介導(dǎo)。HF主要受呼吸節(jié)律的變化影響，由副交感神經(jīng)單獨介導(dǎo)。LF／HF比值反映了交感和副交感神經(jīng)張力的平衡。TP（LF+HF）反映心臟總的植物神經(jīng)張力。ULF、VLF意義尚不清楚。三、HRV分析方法（二）、頻域分析法由于有許多因素影響，長時程（24h）的頻域分析結(jié)果只能反映總體綜合情況。而5min短程分析不僅可以分析總的心率變異性大小，而且可以分別分析交感神經(jīng)及迷走神經(jīng)各自的活動。推薦使用5min短程分析方法。三、HRV分析方法（二）、頻域分析法短時程（5min安靜平臥時）頻域分析正常參考值三、HRV分析方法參數(shù)單位正常范圍總功率ms23466±1018LFms21170±416HFms2975±203LFnormnU54±4

HFnormnU29±3LF/HF1.5～2.0HRV時域指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系指標(biāo)SDNNSDANNSDNN指數(shù)PNN50RMSSD三角指數(shù)SDNN…SDANN0.93…SDNN指數(shù)0.870.68…PNN500.570.380.7…RMSSD0.710.540.830.87…三角指數(shù)0.90.880.760.450.56…TINN0.840.850.670.40.490.98三、HRV分析方法時域

頻域

TPULFVLFLFHFSDNN0.960.950.780.720.67SDANN0.940.960.680.610.57SDNN指數(shù)0.790.710.90.890.82PNN500.560.50.590.640.89RMSSD0.580.520.60.650.92時域分析法和頻域分析法指標(biāo)的相關(guān)性三、HRV分析方法（三）、非線性分析法由于多種因素的影響，心率的變化表現(xiàn)為隨機(jī)或者完全無序的，常用的時域、頻域分析法不可能準(zhǔn)確、全面地反映HRV的真實面目，有較大的局限性。非線性分析法更敏感地反映心率變異性的變化，個體化程度也更高，為HRV的研究、應(yīng)用開辟了一個嶄新的局面三、HRV分析方法（三）、非線性分析法分析方法

散點圖分析法分形維數(shù)分析法復(fù)雜度分析法近似熵分析法

Lyapunov指數(shù)三、HRV分析方法（三）、非線性分析法散點圖分析法向量長度指數(shù)(VLI)：衡量R-R間期散點圖長度的指標(biāo)。總體反映了NN間期的變化程度。正常值：197.77±40.11ms。向量角度指數(shù)（VAI）：衡量R-R間期散點圖在45度線兩邊散開程度的指標(biāo)?？傮w反映了相鄰NN間期的變化程度。

三、HRV分析方法

對于相鄰兩心搏的R-R間期，以前心搏R-R間期為橫坐標(biāo)，后一心搏R-R間期為縱坐標(biāo)繪點（三）、非線性分析法三、HRV分析方法

(一)、HRV與冠心病1.HRV與心肌梗死

AMI后1～3周內(nèi)測定HRV，如仍明顯低于正常，則遠(yuǎn)期的猝死率明顯增加，這已被公認(rèn)。但HRV的預(yù)測正確率并不很高，如果與其它預(yù)測指標(biāo)(如EF值、心室晚電位、復(fù)雜性室早等)聯(lián)合應(yīng)用將明顯提高其預(yù)測價值。

《心率變異性檢測臨床應(yīng)用的建議》

中華心血管病雜志.1998，26（4）：252-255.四、HRV的臨床應(yīng)用HRV預(yù)測心梗后心律失常事件的敏感性和特異性作者人數(shù)標(biāo)準(zhǔn)敏感性特異性PPV%NPV%終點Kleiger等808SDNN〈50ms34883488各種原因死亡Farrell等416三角指數(shù)〈2092771777心律失常事件平均RR間期〈750ms67721397Odemuyiwa等385三角指數(shù)≤307576心律失常事件Bigger等715ULF289341各種原因死亡VLF309239ULF＋VLF209648Pedretti等294三角指數(shù)≤2989681599心律失常事件LaRovere等1170SDNN〈70ms39851097心律失常事件

和心源性猝死1999ACC/AHA動態(tài)心電圖應(yīng)用工作指南2.HRV與心肌缺血國內(nèi)一項研究報道冠心病患者的SDNN、RMSSD、PNN50、TRI、VLI下降，且SDNN、TRI、VLI下降程度與冠狀動脈病變嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。冠心病患者的PoincarePlot散點圖多數(shù)呈非彗星狀，尤以魚雷狀最多。提示：HRV是預(yù)測冠心病自主神經(jīng)功能損害及其嚴(yán)重程度的敏感指標(biāo)。鄭林林,等.臨床心血管病雜志.2004,20(1):650-652.四、HRV的臨床應(yīng)用

(一)、HRV與冠心病3.HRV與PTCA研究表明冠心病患者行PTCA術(shù)后3個月SDNN、SDANN、PNN50顯著升高，而RMSSD無顯著變化。提示：成功冠脈血管重建可以改善自主神經(jīng)對心率的調(diào)節(jié)。另一項研究觀察64例急性心肌梗死患者，發(fā)病12小時內(nèi)行PCI，隨訪6個月有心臟事件發(fā)生的患者SDNN、VLF降低，血管重建延遲和心肌梗死范圍是決定HRV降低的主要因素。HRV有助于確定PCI患者短期內(nèi)發(fā)生心臟事件的風(fēng)險。LarosaC,etal.JCardiovascularMedicine.2008,9:76–80.四、HRV的臨床應(yīng)用

(一)、HRV與冠心病公認(rèn)HRV是判斷糖尿病病人是否伴有自主神經(jīng)系統(tǒng)損害最準(zhǔn)確、最敏感的指標(biāo)。其價值已大大超過既住使用的Valsalva試驗、直立試驗及深呼吸試驗等。

——《心率變異性檢測臨床應(yīng)用的建議》

中華心血管病雜志.1998，26（4）：252-255.Framinghamheartstudy觀察1919例糖尿病患者，發(fā)現(xiàn)糖尿病和空腹血糖異?；颊咻^血糖正?；颊叩腟DNN、LF、HF、LF/HF降低。多變量分析糖尿病和空腹血糖異?；颊週F、LF/HF降低。

四、HRV的臨床應(yīng)用

(二)、HRV與糖尿病SinghJP,etal.AmJCardiol.2000,86(3):309-12.

ARIC研究觀察1，1654例糖尿病患者，隨訪8年，發(fā)現(xiàn)SDNN、RMSSD、LF降低患者，冠心病發(fā)生的事件增加。認(rèn)為糖尿病患者HRV降低和冠心病發(fā)生有顯著相關(guān)性，這種關(guān)系不依賴于冠心病危險因素和糖尿病代謝損害因素。GottasterA等觀察61例糖尿病患者，隨訪3年，認(rèn)為LF降低可以預(yù)測糖尿病患者發(fā)生頸動脈粥樣硬化的進(jìn)程。GottasterA,etal.ClinAutonRes.2006,16:228–234.LiaoD，etal.Diabetes.2002,51:3524–3531.四、HRV的臨床應(yīng)用

(二)、HRV與糖尿病ARORAR,etal.PACE.2004,27:299-303.

(三)、HRV與心力衰竭四、HRV的臨床應(yīng)用HadaseM,etal.CircJ.2004,68:343-347.四、HRV的臨床應(yīng)用

(三)、HRV與心力衰竭BovedaS,etal.JInterventCardiacElectrophysiol.2001,5,181-187.RovereMTL,etal.Circulation.2003,107:565-570.四、HRV的臨床應(yīng)用

(三)、HRV與心力衰竭小結(jié)HRV中VLF、ULF、SDNN、SDANN可以預(yù)測慢性心力衰竭患者所有原因?qū)е碌乃劳龊托呐K事件的發(fā)生。LF和LF/HF可以預(yù)測心源性猝死。也有散點圖、分形指數(shù)等非線性分析方法應(yīng)用于心力衰竭患者預(yù)后的研究報道。四、HRV的臨床應(yīng)用

(三)、HRV與心力衰竭ARIC研究觀察有動脈粥樣硬化風(fēng)險的患者2061例進(jìn)行HRV分析，隨訪3年，其中64例患者發(fā)生高血壓。另一項研究觀察2042例患者進(jìn)行HRV分析，隨訪4年，244例發(fā)生高血壓。均觀察到SDNN、HF、LF/HF和高血壓的發(fā)生相關(guān)。認(rèn)為自主神經(jīng)功能和高血壓的患病率相關(guān)，迷走神經(jīng)功能降低、交感-迷走神經(jīng)功能失衡有形成高血壓的風(fēng)險。四、HRV的臨床應(yīng)用

(四)、HRV與高血壓LiaoD,etal.AmJHypertens.1996,9:1147-56.SinghJP,etal.Hypertension.1998,32:293-297.MussaloH等觀察34例嚴(yán)重高血壓和29例輕度高血壓患者和相應(yīng)的對照患者，分析HRV，嚴(yán)重高血壓組患者的SDNN、RMSSD、LF、HF、LF/HF較正常對照組顯著降低，輕度高血壓組和對照組患者的時域分析和頻域分析無差異。嚴(yán)重高血壓組患者SDNN、LF、HF、LF/HF較輕度高血壓組患者低。認(rèn)為原發(fā)高血壓的嚴(yán)重程度和心臟自主神經(jīng)功能損害的嚴(yán)重程度相關(guān)。四、HRV的臨床應(yīng)用

(四)、HRV與高血壓MussaloH,etal.ClinPhysiol.2001,21(5):594-604.KorpelainenJT等觀察31例腦卒中患者和31例正常人，分別于急性期、1個月、6個月測定HRV，觀察到腦梗死患者SDNN、TP、VLF、LF降低，降低和腦神經(jīng)損害的嚴(yán)重程度一致。認(rèn)為HRV可以預(yù)測急性腦卒中患者的不良預(yù)后。BassiA等研究認(rèn)為缺血性腦卒中患者中SDNN降低可以獨立預(yù)測神經(jīng)功能不良，康復(fù)訓(xùn)練前測定HRV有助于評定功能恢復(fù)。BassiA,etal.EuroJNeurol.2007,14:917-922.KorpelainenJT,etal.Stroke.1996,27:2059-2063.四、HRV的臨床應(yīng)用

(五)、HRV與腦卒中四、HRV的臨床應(yīng)用

(五)、HRV與腦卒中ColivicchiF等觀察第一次發(fā)生急性缺血性腦卒中患者208例，隨訪12個月。SDNN降低和Holter監(jiān)測中出現(xiàn)非持續(xù)性室性心動過速是獨立預(yù)測1年死亡率的指標(biāo)。認(rèn)為急性腦卒中時伴隨心臟自主神經(jīng)平衡的紊亂、心律失常的發(fā)生增加。ColivicchiF,etal.Stroke.2005,36:1710-1715.四、HRV的臨床應(yīng)用

(六)、HRV與暈厥LagiA等觀察30例血管迷走性暈厥患者和15例正常對照，血管迷走性暈厥患者中PNN50和RMSSD降低。ZygmuntA等觀察血管迷走性暈厥且傾斜試驗陽性的患兒73例，PNN50和RMSSD降低，LF升高、HF降低。羅維等報道暈厥時LF、HF明顯下降，VLF明顯升高。認(rèn)為血管迷走性暈厥時，交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)張力受抑制，導(dǎo)致血管擴(kuò)張，血壓下降。

ZygmuntA,etal.ClinAutonRes.2004,14:99–106.羅維,等.中華心血管病雜志.1998,26:260–262.LagiA,etal.ClinicalAutonomicResearch.1997,7:127-130.四、HRV的臨床應(yīng)用

(七)、HRV與藥物β-受體阻滯劑治療原發(fā)性高血壓病、心肌梗死、心力衰竭患者升高HF、降低LF。主要通過降低交感神經(jīng)反應(yīng)能力、增加迷走神經(jīng)的張力，從而調(diào)節(jié)交感-迷走神經(jīng)系統(tǒng)的平衡。ACEI主要通過抑制血管緊張素Ⅱ及其介導(dǎo)的夜間交感興奮性增高，改善患者自主神經(jīng)活性及自主平衡的恢復(fù)。維拉帕米治療心肌梗死后12-16個月RMSSD、PNN50、HF增加，認(rèn)為維拉帕米可以調(diào)節(jié)自主神經(jīng)平衡，使迷走神經(jīng)增強(qiáng)、交感神經(jīng)減弱。四、HRV的臨床應(yīng)用

(八)、HRV與腎功能衰竭ToryK等報道慢性腎功能不全患者腎素血管緊張素增加、交感神經(jīng)過度激活，HRV中HF是一項敏感的檢測慢性腎功能不全患者心血管自主功能異常的檢查。

ToryK,etal.PediatrNephrol.2003,18:1167–1171.四、HRV的臨床應(yīng)用

(八)、HRV與腎功能衰竭

慢性腎功能衰竭長期進(jìn)行血液透析的患者383例，隨訪2110±903天，146例患者死亡。多變量分析SDNN和所有原因引起的死亡和心血管原因引起的死亡強(qiáng)相關(guān)。

HRV降低對于長期進(jìn)行血液透析的患者是一項獨立的預(yù)測死亡率的指標(biāo)。OikawaK,etal,IntJCardiol.2008,2-7.BettoniM等報道陣發(fā)性心房顫動患者房顫發(fā)作前SDNN、HF明顯升高，LF、LF/HF明顯降低，SDNN與陣發(fā)性心房顫動發(fā)作頻率呈正相關(guān)，LF/HF