心率变异性临床应用研究进展

冀晓冲，管 琳，李文一，朱托弟

心率变异性(heart rate variability，HRV)是指逐次窦性心搏 R-R间期之间的差异，主要反映心脏自主神经调节的动态平衡状态，是整个自主神经系统复杂性和适应性的敏感指标。心率变异性可用于评价自主神经功能障碍，量化各种心脏和非心脏疾病的相关风险[1]。现就近年来HRV的相关研究进展综述如下。

1 HRV分析方法和常用指标

HRV使用的分析方法主要有：时域分析法、频域分析法、非线性分析法。时域分析一般采用24 h长程记录，主要是对24 hNN间期的统计学分析，常用分析指标：正常窦性RR间期总体标准差(SDNN)、RR间期平均值标准差(SDANN)、正常相邻窦性RR间期差值均方根(RMSSD)、正常RR间期的标准差(SDNNI)、相邻NN间期差的标准差(SDSD)、相差>50 ms相邻RR间期的总数(NN50)、正常相邻RR间期差值>50 ms百分比(PNN50)等。

频域分析是通过计算机快速傅里叶转换或自动回归法，将心搏间期转变成频谱，计算功率谱密度的分析方法，常用分析指标：总功率(TP)、超低频(ULF)、极低频(VLF)、低频(LF)和高频(HF)等。频域分析分为短程(5 min)分析与长程(24 h)分析。在心血管病的预后方面，长程分析比短程分析更具有预测价值，其中ULF、VLF比HF、LF的价值更高[2]。

非线型分析，主要包括某些非线性混沌特征参数的估算、散点图分析、李雅普诺夫指数、非线性预测与建模、近似熵等分析法。目前研究较多的是散点图分析法。正常人的散点图呈彗星状，而自主神经受损病人的散点图可以呈鱼雷状、斑片状等多种形态。散点图包含了HRV的线性和非线性变化趋势，比HRV的时域指标更为敏感，个体化程度更高[3]。

2 HRV检测的临床应用

近年来，HRV分析方法广泛应用于临床，可定量评价自主神经功能，并对自主神经功能紊乱的程度做出危险分层评价，可用于药物对自主神经功能的影响评价。

2.1 心力衰竭与HRV 在心力衰竭的发生、发展中常伴有自主神经功能受损。张辉等[4]研究发现，随着心力衰竭程度的加重，SDNN、SDANN、PNN50、RMSSD下降越明显，心功能Ⅲ级、Ⅳ级病人与心功能Ⅱ级病人比较差异有统计学意义(P<0.05)，提示自主神经功能出现不同程度的损害，HRV异常程度与心功能损害程度一致。心力衰竭的心理社会因素可用HRV进行评估，Kao等[5]研究表明，心力衰竭病人的抑郁、社会支持和生活质量与HRV相关，SDNN和SDANN在感知生活质量和社会支持的病人中显著增高。因此，HRV可早期筛查病人的不良心理社会风险，给予社会、心理、人文方面的支持干预，进而防止心律失常或心脏猝死的发生。

近年来，HRV分析已广泛应用于心力衰竭药物疗效的评价。陈敏等[6]研究发现，慢性心力衰竭(CHF)病人使用螺内酯16周后，HRV得到明显改善，反映总HRV的相关参数SDNN、SDANN明显升高(P<0.05)，反映迷走神经张力的RMSSD、HF及反映血管压力感受性反射的LF同样明显升高，差异均有统计学意义(P<0.05)。研究结果提示，螺内酯能提高CHF病人迷走神经张力，提高血管压力感受性反射，改善HRV。

2.2 糖尿病与HRV 糖尿病常伴有自主神经功能损害，HRV降低是糖尿病心血管自主神经损害的早期征兆，与心血管疾病的预后不良有关[7]。袁杰[8]研究发现，2型糖尿病(T2DM)病人SDNN、RMSSD、LF和HF均低于正常人群。Sjoberg等[9]研究发现，T2DM病人SDNN、TP、LF与体质指数(BMI)呈负相关(P<0.05)，体重减轻能使T2DM病人SDNN、RMSSD、TP、LF明显提高。运动训练作为糖尿病病人的基础治疗，在有效的运动干预后，T2DM病人SDNN、RMSSD发生了显著变化[10]。这些研究结果与美国运动医学会和糖尿病协会对T2DM治疗的指导原则是一致的。

对于糖尿病病人药物治疗的评价，HRV指标有明显的优势。李杰等[11]对糖尿病病人在常规降糖基础上给予硫辛酸治疗，治疗后SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50、LF、HF均较治疗前明显增加(P<0.05)，LF/HF较治疗前下降(P<0.05)，且与常规降糖治疗相比，上述指标改变更明显(P<0.05)。提示硫辛酸可增加改善病病人HRV。进一步分析发现，给予硫辛酸治疗后反映交感神经与迷走神经平衡关系的LF/HF较常规治疗明显降低，提示硫辛酸改善迷走神经兴奋性更明显，亦即相对降低交感神经兴奋性。

2.3 心肌梗死与HRV HRV降低是心肌梗死后死亡率升高的独立危险因素[12]。AMI病人HRV相关参数SDNN、SDANN、LF和LF/HF均明显降低；与右冠状动脉病变心肌梗死组比较，左冠状动脉病变心肌梗死组的SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50和LF明显降低[13]。AMI病情稳定后，仍存在交感、迷走神经失衡的状态，心律失常和猝死发生率较高。HRV降低可作为预测AMI后恶性心律失常和死亡的强有力指标。

HRV分析可评价AMI的治疗效果。马晶茹[14]在常规治疗基础上给予冻干重组人脑利钠肽(Lrh-BNP)治疗AMI病人。结果显示，病人HRV时域指标(SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50)和频域指标(LF、HF)均较常规治疗病人明显改善(P<0.01)；Lrh-BNP治疗1年后，病人心功能不全发生率及病死率较常规治疗病人明显降低(P<0.05)。表明应用Lrh-BNP可明显改善AMI病人HRV，降低心功能不全的发生率及病死率。

2.4 肺心病与HRV HRV的变化可间接提示肺心病的严重程度，对于判断肺心病病人的预后及指导临床治疗有一定作用。随着肺动脉高压程度加重，反映交感神经功能的HRV指标SDNN、SDANN有逐渐下降趋势，重度肺动脉高压HRV明显下降[15]。肺心病HRV下降越明显，病人心肺功能不全越严重，对治疗的反应越差，越易发生严重心脏事件。

邵克锐[16]研究发现肺心病猝死组HRV时域指标和频域指标均低于非猝死组(P<0.05)。表明HRV对预测慢性肺心病猝死的发生有指导意义。

2.5 高血压与HRV 高血压病人存在不同程度的自主神经功能损伤。彭瑞华[17]研究发现，高血压杓型心率病人的心率加快是自主神经功能调节障碍所致；非杓型心率病人的心率加快是迷走神经功能过度抑制，交感神经功能过度激活的结果，提示自主神经功能严重受损，预后不良。杨法等[18]研究发现，老年高血压病人各项时域指标均低于健康人群，且昼夜节律消失病人SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50下降显著，提示自主神经功能紊乱在老年高血压昼夜节律消失的病人中更为严重。HRV分析还常用于对高血压病人进行病情评估和治疗评价。SDNN降低能够增加原发性高血压病人的晨峰发生率以及加速颈动脉硬化，诱发心脑血管事件[19]。故通过对病人SDNN的监测，能够有效预测病人发生猝死的风险，进而采取有效的干预措施。研究发现，美托洛尔缓释片对原发性高血压病人心率变异性有显著影响，用药8周后，病人PNN50、HF显著增加，LF/HF明显下降。提示美托洛尔缓释片有利于原发性高血压病人心率变异性的恢复[20]。

3 HRV的应用现状及展望

HRV作为一种无创性自主神经功能评价指标，在药物治疗、非心血管领域也表现出明显的优势。如有研究发现，抑郁症会导致HRV和迷走神经张力降低，其严重程度与HRV相关[21]；临床医生在选择抗抑郁药时应考虑HRV的影响，特别是对迷走神经张力已经降低的抑郁症病人。在运动领域，心率变异性分析的应用范围正向运动员机能状态评定、运动员心理负荷和心理应激状态评价等方面拓展[22]。关于草原公路路侧景观、直线长度、曲线组合对驾驶员心率变异性影响的研究，可作为公路建设可行性和安全性评估指标[23-25]。

尽管由于检测条件的限制和HRV背后的生理机制研究尚不成熟，HRV尚需进一步规范分析方法、控制影响因素和优选检测指标。但是随着ECG信号处理技术的迅速发展，HRV分析这一无创性监测技术必将展现出突出的临床价值和光明的前景。