心率变异性分析在心血管疾病中应用的研究进展

心率变异性(heart rate variability，HRV)可反映连续R-R间期之间的细微变化。HRV目前被认为是一种简便且无创地反映自主神经对心脏节律调控的有效指标[1]。正常生理活动下，自主神经系统作用于窦房结，使得窦房结每天按照一定的节律搏动，故而心率在24 h内不断波动。通常交感神经与迷走神经相互拮抗。交感神经可提高心率，副交感神经作用与其相反[2]。一旦人体患病时，自主神经系统调节紊乱，这种内在平衡遭到破坏，心脏的节律性、传导性与收缩性就会发生异常， HRV能够直观地体现出这些异常的改变。

1 HRV的研究方法

HRV分析总体上包括线性法和非线性法。线性分析法是目前研究领域中的热点，其中有时域分析法和频域分析法。时域分析法的优点是计算较简便，统计指标意义直观明了；缺点是无法更好地反映交感和副交感神经之间的关系。时域分析法的统计法指标主要有24 h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RR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)，以上7项指标中以SDNN、rMSSD及PNN50最为常用。频域分析法计算较繁琐，但能体现交感和副交感神经间的关系。在频域中将HRV分为超低频(ULF)、极低频(VLF)、低频(LF)和高频(HF)。通常使用LF/HF的值来表示迷走-交感平衡性[3]。非线性法主要由散点图法、非线性预测与建模法、非线性参数估算法等组成，目前非线性法应用相对较少。

2 心率变异性分析在心血管疾病中的应用

2.1 心律失常 研究表明，一旦人体的自主神经系统发生紊乱，交感-迷走神经关系的失衡可造成多种心律失常。自主神经功能紊乱与室性期前收缩等心律失常有关。林毓群等[4]对不同频次室性期前收缩病人与正常人的各项HRV指标进行对比，发现高频次室性期前收缩组SDNN、SDNNI、SDANN、rMSSD低于正常组；而低频次期前收缩组与正常组比较差异无统计学意义。临床研究证实，心脏的副交感神经活性降低或交感神经活性亢进均可使心肌细胞膜上的离子通道开放异常，以至心肌生物电出现不稳定性，使得心室颤动阈值降低，导致心肌各部位不均匀复极，容易产生折返激动从而导致室性心律失常的发生[5]。HRV越小越易引发较严重的室性心律失常。此外，杨美玲[6]对35例心力衰竭病人与81例处于心功能代偿期的心血管病病人进行各项HRV指标的研究对比，结果显示病人心率变异性与发生房性心律失常的概率呈负相关。HRV的改变对预测心律失常的价值是肯定的。

2.2 冠心病 变异性心绞痛是冠心病的一种临床类型，是因为冠状动脉痉挛引发的心肌缺血综合征。黄立萍等[7]对122例做动态心电图检查后有一过性ST段抬高并经冠状动脉造影检查证实的变异性心绞痛病人进行HRV分析，发现ST段抬高幅度大(≥0.4 mV)、抬高持续时间长(≥3 min)、冠状动脉狭窄程度大(≥50%)、冠状动脉多支病变者HRV明显降低。

高寒梅等[8]研究发现，冠心病病人的HRV值较正常人降低，并且急性心肌梗死病人降低幅度更显著。这与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个预测因子的观点相一致。白光辉等[10]将190例急性心肌梗死病人按照Gensini评分分为冠状动脉病变高分组、中分组、低分组，结果显示，各组HRV指标中SDNN和SDANN随着Gensini评分值升高而降低。心肌梗死导致心率变异性下降可能由于心肌梗死破坏了机械、化学感受器，使副交感神经活性下降幅度大于交感神经[11]。当急性心肌梗死发生时，紧急进行经皮冠状动脉介入术(PCI)治疗有助于恢复梗死心肌的血供，从而明显改善冠心病病人的预后[12]。Voggt等[13]研究认为，急性心肌梗死所造成的局部心肌去神经化，可导致心肌对儿茶酚胺的敏感度增加，导致中枢性反馈作用减弱，从而引起心脏自主神经调节紊乱，而在行急诊PCI术或溶栓治疗后，急性心肌梗死病人梗死相关血管再通可导致心脏副交感神经作用增强，同时交感神经活性减弱。因而认为，PCI术可增加病人心肌血供，从而修复病人心脏自主神经功能，病人的HRV在术后能获得一定提高。除了PCI，冠状动脉旁路搭桥术(CABG)也是改善心肌梗死病人心肌血供的另一项重要措施。现有研究证明，急性心肌梗死病人在实施CABG术后几个月，明显下降的HRV逐渐好转[14]。所以，HRV作为一个测量简便且无创的指标可以用于判断急性心肌梗死病人心脏自主神经活性的情况[15]。

2.3 心力衰竭 初期心力衰竭体现为迷走神经活性下降，伴随病情不断发展，儿茶酚胺的含量增高使得心肌β受体密度分散，进而导致交感神经发生紊乱[6]。现已证明心力衰竭病人可出现HRV下降[16]。刘新国等[17]对45例心力衰竭病人与30名健康对照者的心率变异性进行分析，得出心力衰竭组LF和夜间HF均降低，昼夜节律消失，HRV随左室射血分数(LVEF)、左室短轴缩短率(LVSF)下降和左室舒张末内径(LVEED)增大而降低。心脏自主神经系统及压力感受器活动在心力衰竭时均不同程度受到损害[18]。正常情况下，压力反射可以降低交感神经的活性，并能提高迷走神经活性，所以出现心力衰竭时，压力感受器受到破坏，从而打破心脏自主神经活动的平衡性，导致HRV降低。研究发现无症状心功能不全时HRV降低[16，19]。关秀兰等[20]研究发现，在慢性心力衰竭病人中，心功能Ⅳ级病人SDNN、SDANN明显小于Ⅱ级、Ⅲ级病人。表明慢性心力衰竭病人的自主神经功能紊乱随病程的进展而加重，HRV分析可用于评价慢性心力衰竭的严重程度。因而，HRV可用于心力衰竭的初期诊断及程度评价。

2.4 原发性高血压 近年来，人们越来越关注原发性高血压与自主神经系统功能改变的关系。原发性高血压病人交感神经活性增高，副交感神经活性降低，两者之间平衡被打破，提示高血压发病可能与交感神经活性增高有关[21]。金晶晶等[22]对167例不同血压分级的原发性高血压病人与50名健康对照者的心率变异性进行分析，发现高血压组HRV时域指标小于健康对照组，血压分级越高，时域指标降低越显著。邓昌明等[23]进行的临床观察也得出相同的结论。王晶等[24]将100例青年高血压病病人分为原发性高血压伴靶器官损伤组与单纯原发性高血压组，并选取50名健康青年作为对照组，3组均行心率变异性分析，发现高血压病组SDNN、SDANN、三角指数(TRIA)、PNN50小于对照组，原发性高血压伴靶器官损伤组SDNN、SDANN、TRIA、PNN50明显低于高血压病组。Mandawat等[25]研究发现，原发性高血压病人靶器官受损的程度与HRV下降的幅度明显有关，并发左室肥厚的高血压病病人HRV下降尤为明显。高血压病人HRV降低的原因可能主要为心脏压力负荷过重，心肌代偿性肥厚以克服增高的阻力，但心肌肥厚可导致交感神经活性提高，儿茶酚胺分泌增多，迷走神经活性相对减弱，造成HRV降低；其次心脏后负荷增加，心肌耗氧量升高，冠状动脉血液灌注相对减少，从而导致心肌缺氧，引起迷走神经活性降低，造成HRV降低。关于高血压的防治，不仅需要降压，而且要纠正异常的自主神经功能，避免不良事件引起的病情恶化。

2.5 扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM) DCM是最多见的心肌病和儿童心脏移植的常见原因，在18岁以下的儿童中，DCM的年发病率为0.57/10万人[26]。王红平等[27]的研究发现，DCM组HRV各项时域指标与频域指标均较正常对照组明显下降。DCM病人HRV显著下降，提示DCM病人存在交感神经与迷走神经活性的失衡，自主神经活性失衡可导致心肌重构，进一步引起心功能的恶化。研究表明，HRV下降程度与DCM病情恶化程度呈正相关，HRV可以评估DCM病人的疾病进展程度[28]。

3 小结与展望

HRV是一种公认的定量且无创性研究自主神经的活性及评价多种心血管疾病进展的重要指标。目前，HRV在心血管疾病的应用价值已得到学术界的一致认可。应用HRV可以预测心血管疾病的预后，识别高危人群，以指导临床治疗，降低病人猝死率。目前，HRV线性分析法已成为当今学术界的研究热点，HRV非线性分析法计算复杂，国内外研究相对较少，主要与其参数计算所需要的数据量庞大有关。如何获取大量有效数据并简化计算，从而更好地预测疾病的进展与预后，仍值得学术界研究与探讨。