心率变异性在冠心病患者中的应用

王莉 李科 综述 刘剑雄 审校

冠心病是当今严重威胁人类生命和健康的疾病，世界范围内对冠心病的防治极为重视。而心率变异性(heart rate variability，HRV)是目前临床常用的无创性监测个体心脏自主神经功能的重要动态心电图指标。HRV是指心电图中逐次窦性心搏的RR间期变异性，最早是在胎心监护中发现胎儿宫内窘迫致心率变化性减弱而提出的。由于心率变异现象源自自主神经系统对心脏窦房结的调节作用，因此，心率的周期性变化可间接反映交感与副交感神经系统间的相互作用[1]。大量研究证实，HRV值越高，自主神经调节能力越强；反之亦然[1-2]。近年来，众多学者对HRV的关注度不断提高。既往研究表明，HRV可用于心血管、内分泌等多系统功能的评估[3-4]。现对HRV对于冠心病患者的临床应用价值、相关研究现状、应用的局限性及发展前景进行综述。

1 HRV的测量方法及其意义

随着医学生物工程技术的进步，HRV分析方法亦不断发展。目前已公布的HRV测量方法超过100种，但临床常用的仍为时域分析法和频域分析法。

1.1 HRV时域分析法

HRV时域分析是评价一段时期内逐次窦性心搏间RR间期的变异性，反映自主神经系统对心率的调控作用。在HRV时域分析中，常记录24 h 动态心电图，测量时限越短[2, 5]，判断自主神经功能准确性越低。常用的数据分析指标包括，① SDNN(正常RR间期标准差)：最简单的时域分析指标。测量中须排除人为因素影响及异位搏动、逸搏等干扰因素，SDNN可用于直接评估HRV的大小，其值降低提示自主神经系统总张力的降低。若SDNN<100 ms，则为中度降低；若SDNN<50 ms，则为重度降低。② SDANN(5 min均值标准差)：较少受异常节律干扰，可显示出HRV的中慢变化情况，主要用于评价交感神经的敏感状况，其值降低提示交感神经张力增高。③ SDNN index(SDANN平均值)：反映5 min内正常RR间期变化的平均值。④ NN50、pNN50、rMSSD：最常用的时域分析指标，其中，NN50是指相邻RR间期差值>50 ms的数量；pNN50是指NN50在总心搏数中所占的百分比；rMSSD是指全程相邻RR间期之差的均方根。这三者均反映HRV中的快速变化成分，用于评价迷走神经张力，其值降低提示迷走神经功能降低[5]。

1.2 HRV频域分析法

频域分析法也叫频谱分析法，传统的做法是分析5 min的心电图短程记录，是对时域分析法的支持与补充。数据分析指标分为高频功率HF(0.15～0.40 Hz)和低频功率LF(0.04～0.15 Hz)。其中，HF可受呼吸节律调控，反映迷走神经的调节作用；LF可受动脉压力感受性反射调控，反映交感和迷走神经对窦房结的复合调节作用。LF/HF可反映交感、迷走神经二者调控的均衡性。较传统的5 min心电图短程记录，24 h频域分析除LF、HF外，还可获得总功率TP(0.00～0.40 Hz)、超低频功率(≤0.0033 Hz)和极低频功率VLF(0.0033～0.04 Hz)。其中，超低频功率可反映人体昼夜周期调节及神经内分泌节律的影响，VLF可受体温、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RASS系统)、外周血管功能等因素影响。LF和LF/HF值是主要心血管不良事件(major adverse cardiovascular event，MACE)的中度预测因子，能准确预测急性冠脉综合征患者住院期间的MACE发生率[6]。研究证实，24 h频域分析所得的超低频和极低频功率比高频功率和低频功率对MACE有更高的预测价值[2]。

1.3 其他HRV分析法

随着近年来HRV相关研究的发展，新的HRV分析方法正得到更多关注[1]。几何分析指标(三角指数)、非线性分析指标(去趋势波动分析法、庞加莱图表法、心率震荡)也被应用于临床。三角指数(25以上为正常)可用于评估心率总体变化的大小，降低HRV分析过程中异常因素的干扰。它和SDNN都是心肌梗死后危险分层的重要因子。去趋势波动分析法可分为DFA1(α1)和DFA2，正常α1约1.05，其值下降是心肌梗死后的强烈预测因子。心率震荡是指室性早搏时，心输出量暂时丧失相关的NN间期震荡(先缩短再延长)[7]，该指标异常提示心肌梗死患者死亡风险增大。

2 HRV在冠心病中的应用

冠心病患者心肌缺血与自主神经功能紊乱密切相关。HRV分析能够对心脏交感神经、迷走神经张力及均衡性做出定量评估。

2.1 反映冠脉病变情况

既往大量研究显示，冠心病患者自主神经功能及均衡性均受损，病程中交感神经功能增强、迷走神经功能减弱，HRV值总体上低于非冠心病人群，且HRV的降低程度与冠脉损伤程度呈正相关，即HRV降幅越大，冠脉越狭窄，反之亦然[8-10]。随着冠脉病变支数的增加，心肌缺血面积扩大，HRV呈下降趋势。冠脉病变部位不同者，其HRV亦存在差异，其中，前降支病变的HRV降低更明显。心肌梗死患者的梗死部位不同，其HRV也不同，其中，前壁梗死者的HRV明显低于非前壁梗死者。黄祖坚[11]研究表明，加拿大心血管学会(CCS)心绞痛严重度分级越高，HRV时域指标下降越明显，且随危险度的增加，HRV呈线性下降。由此可见，冠心病患者的心肌缺血程度与迷走神经受损程度呈正相关。

2.2 预测心肌梗死后死亡率

大量报告指出，心肌梗死后早期患者自主神经功能失调，HRV明显降低且对不良预后有独立预测价值，因此，临床上推荐用HRV指标对心肌梗死后患者进行危险分层[12-13]。心肌梗死后早期(14 d内)，若检测到患者的HRV指标降低，则其心肌梗死后三年内的死亡风险将是HRV指标未降低者的3～4倍。GUSTO-Ⅰ试验指出，对心肌梗死患者早期测量HRV降低可预测死亡风险[14]，DINAMIT试验同样支持该观点[15-16]。CAPS研究表明，HRV值在心肌梗死后三个月内显著回升至完全恢复，但HRV恢复值对死亡的预测价值尚不得而知[17]。几项较早期的研究显示，心肌梗死后数月或数年后，HRV的降低仍可作为不良结局的预测指标[18-20]。ATRAMI试验中，研究者对1284例近期心肌梗死患者随访21个月，发现HRV值的降低会增加心脏性死亡的相对风险(相对危险度RR=3.2)[21]；ALIVE研究也证实了上述观点[22]。由此可见，在对心肌梗死后患者的随访中需重视HRV指标。

2.3 评价治疗效果

冠心病治疗技术众多，其中经皮冠状动脉介入术(PCI)是目前最重要也最普遍的冠脉血运重建技术之一。PCI术可在短时间内改善心肌缺血、缺氧，减轻对迷走神经的抑制，减少对受体的刺激与损伤，降低交感神经兴奋性，改善自主神经功能，使HRV恢复正常，从而减少MACE的发生，改善远期预后。GUSTO-Ⅰ试验表明，HRV与心肌梗死患者梗死相关动脉(IRA)血流是否恢复有关：如IRA开通(TIMI 3级)，则HRV升高； 如IRA部分闭塞(TIMI 2级)或完全闭塞(TIMI 0或1级)，则HRV等效降低[14]。Camm等[22]研究发现，PCI术后6个月HRV较术后1周明显升高。然而，有报道指出，PCI术后早期自主神经功能会暂时受损，考虑与PCI术中球囊及导管的机械性损伤、球囊扩张造成局部缺血、心肌缺血-再灌注损伤有关[23]。由此可见，PCI术后冠心病患者的HRV分析，可提供自主神经平衡状况并对治疗有一定的指导意义[24]。

针对冠脉多支复杂病变，对SYNTAX评分(国际上对冠脉解剖评价的最客观指标之一)高分组(≥33分)的患者，建议行冠状动脉旁路移植术(CABG)[25]。有研究明确指出，CABG术通常会导致HRV显著降低，比心肌梗死后更明显[26-27]。然而，CABG术后HRV的降低暂无法预测死亡率，且行CABG术者的HRV可在术后6个月内逐渐恢复到术前水平[28]。

3 HRV应用的局限性

HRV的检测和获取虽然方便，但存在一些局限性，例如，① 需窦性心律、长程分析，较一日内5 min时段检测，大多在24 h内便可获得相对稳定的结果。② 影响因素众多：可受年龄、种族、性别、情绪、运动、临床情况、药物治疗等因素影响。③ HRV分析方法较多，但最佳方法及评估标准尚不确定。④ 心肌梗死患者的最佳检测时间不确定，对其早期监测可识别恶性心律失常等高风险，但自主神经恢复时间不确定，从后期监测中仍可提取有价值的信息。⑤ 心肌梗死患者的HRV明显低于正常值，且个体差异显著。⑥ HRV检测在临床实践中的确切作用及应用方向仍不明确，只有少数学者支持将其用于风险分层[12, 28]，且除临床试验外，目前不推荐临床上常规应用HRV检测[29-30]。

4 HRV检测的发展方向及展望

由于HRV检测过程中受受检者情绪、运动、用药情况等因素影响较大，因此联合其他检测方法能更准确地评估冠心病患者的自主神经功能和预测死亡风险。HRV可联合检测压力反射敏感性(BRS)或床旁自主神经功能检查(如Valsalva动作、倾斜试验、其他体位性改变试验等)，共同反映冠心病患者自主神经功能。已知HRV降低对心肌梗死后恶性心律失常的发生及心血管疾病死亡率有重要预测价值，有研究表明，HRV指标联合其他危险因素可提高风险预测的准确性。ATRAMI研究显示，HRV及BRS均异常的心肌梗死患者，其死亡风险更高[21]。ATRAMI研究及EMIAT试验结果均表明，HRV降低及左室射血分数下降患者的死亡率明显升高[21, 31]。

尽管目前HRV检测的影响因素较多，最佳测量方法及评价标准等还不确定[5]，但临床工作者应继续深入研究，进一步明确其机制，提高测量方法的标准化程度及抗干扰性，使HRV分析给临床工作带来更大的帮助。