【三维心率变异性(HRV)】心脏总能量TP表明心脏负荷程度

【三维心率变异性(HRV)】心脏总能量TP表明心脏负荷程度心率变异性是检测体内心脏自主神经功能的一种无创技术。众所周知，人体内环境的不稳定是心血管事件、心脏性猝死发生的重要原因，而自主神经功能的平衡又是人体内环境稳定的最重要因素。这使心率变异性检测对一般人群的健康保健，对不同特殊人群各种情况的评估，以及对心血管病患者的预后判断与心脏性猝死的预警都是一项重要的检查技术。心率变异性（ＨｅａｒｔＲａｔｅＶａｒｉａｂｉｌｉｔｙ，ＨＲＶ）的最早研发与应用始于１９６５年，那年，妇产科医生Ｈｏｎ和Ｌｅｅ应用ＨＲＶ技术监测处于产程中的胎儿，一旦发现胎儿心脏的ＨＲＶ指标降低则预警胎儿已存在宫内窘迫，应迅速实施助产。１９７８年Ｗｏｌｌ首次用ＨＲＶ检测结果预警心梗患者的死亡率，１９８４年，Ｅｗｉｎｇ的研究发现，正常人的ＨＲＶ指标有昼夜变化规律，且变化规律与自主神经张力的昼夜变化相吻合，证实人体的ＨＲＶ受体内自主神经的调节。此后，ＨＲＶ检测技术逐渐广泛用于心血管病的评价与心脏性猝死的危险分层中（图１）。三维心率变异性郭继鸿【关键词】心脏性猝死；心率变异性；三维心率变异性［中图分类号］Ｒ５４１．７Ｒ５４０．４＋１［文献标识码］A［文章编号］1005－0272（2021）02－141-13·心电学相关概念·作者单位：北京大学人民医院（100044）图１心脏和血管的自主神经支配一.心率变异性（一）定义ＨＲＶ是指受检者窦性心率逐跳的快慢变化与差异，其以受检者连续心搏的ＲＲ间期为分析目标，计算患者窦性心率时每个ＲＲ间期的差别。而这种心率（ＲＲ间期）的逐跳差异反映了体内自主神经对心脏的调节功能，进而能评估患者体内心脏自主神经的兴奋性水平。图２体内交感与迷走神经对各器官的调节时域法又分成统计法与图解法，其涉及到多项指标，这些众多指标都用定量方法对受检者窦律连续的心搏间期（ＲＲ间期或称ＮＮ间期）及差值进行分析（２４小时属长程，５分钟为短程等）与计算而获得，但有些指标的意义相同且重复，有些指标的定义尚不够明确或计算复杂。（三）时域法常用的指标１．ＳＤＮＮ（ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆａｌｌｎｏｒｍａｌｔｏｎｏｒｍａｌＲＲｉｎｔｅｒｖａｌｓ）：ＳＤＮＮ是正常窦律ＲＲ间期的标准差，是临床最常用和最易理解的ＨＲＶ检测指标。ＳＤ是英文标准差的缩写，ＳＤＮＮ则是分析时间段内的全部窦律（ＮＮ）ＲＲ间期的标准差。其可以是各种不同时间段内ＲＲ间期的标准差，从５分钟至２４小时长短不等的时间段。ＳＤＮＮ值越小（＜５０ｍｓ）越提示患者体内交感神经的调节作用占优，患者的全因死亡率、心脏性猝死率高、预后差。ＳＤＮＮ值＞１００ｍｓ时提示患者体内心脏迷走神经的调节占优，预后相对要好（图３、图４）。２．ＳＤＡＮＮ（ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆａｌｌ５－ｍｉｎｕｔｅＲＲｉｎｔｅｒｖａｌｓ）：这是以５分钟为统计与分析单位的所有ＲＲ间期平均值的标准差。３．ＳＤＮＮ指数（ＳＤＮＮＩｎｄｅｘ，ｍｅａｎｏｆｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆａｌｌＮＮｉｎｔｅｒｖａｌｓｆｏｒａｌｌ５－ｍｉｎｓｅｇｍｅｎｔ（２８８）ｏｆ２４ｈｏｕｒｓ）：其指２４小时的全程记录中，每５分钟ＮＮ间期标准差（２８８个）的平均值。４．ＮＮ５０（ＴｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈａｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎａｄｊａｃｅｎｔｎｏｒｍａｌＲＲｉｎｔｅｒｖａｌｓｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ５０ｍｓ）：是指２４小时的全程记录中，相邻的ＲＲ间期差值＞５０ｍｓ图３ＳＤＮＮ不同值的患者心脏性死亡率明显不同应当了解，体内自主神经的调节是全身性的，同一时间对多个器官都有调节作用，ＨＲＶ的各种指标反映的只是冰山一角，而体内交感神经的兴奋呈级联式瀑布反应，广泛而连锁，使调节和影响的范围广泛（图２）。（二）检测方法ＨＲＶ检测分为时域和频域两种，此外还有图解法、非线性分析法等。而晚近由Ｓｃｈｍｉｄｔ提出的窦性心率震荡（ｈｅａｒｔｒａｔｅｔｕｒｂｅｒｌｅｎｃｅ，ＨＲＴ）检测技术也被归为ＨＲＶ检测技术中的一种。图６ＳＤＮＮ值受年龄明显影响的数量绝对值；该值越大表明心率变异性愈大。５．ＰＮＮ５０（ＰｅｒｃｅｎｔｏｆＮＮ５０ｉｎｔｈｅｔｏｔａｌｎｕｍｂｅｒｏｆＮＮｉｎｔｅｒｖａｌｓ）：是指相邻的ＲＲ间期差值＞５０ｍｓ者占分析总心搏数量的百分比；其意义和ＮＮ５０相同。６．ＲＭＳＳＤ值：是指全程相邻的ＲＲ间期连续差异的均方根值。７．ＳＤＡＡＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ５－ｍｉｎｍｅｄｉａｎａｔｒｉａｌ－ｔｏ－ａｔｒｉａｌｄｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖａｌｓ）：是指心律植入装置检测到的心房－心房的除极间期（ＡＡ间期）中位数的标准差。上述诸多的ＨＲＶ检测指标对患者体内自主神经的调节作用与预后的评价均有意义，而多个ＨＲＶ检测指标中，ＳＤＮＮ值应用最多，也是最易理解的指标。其正常值为１４９±３９ｍｓ。需要注意，上述ＨＲＶ各指标的计算中，ＮＮ间期与ＲＲ间期的概念有所不同（图５）。图４不同ＳＤＮＮ值的各亚组患者存活率有显著差异图５ＮＮ间期与ＲＲ间期概念的不同图５为一例心梗患者的Ｈｏｌｔｅｒ心电图，用来说明“ＮＮ间期”与“ＲＲ间期”的概念不同。每个ＮＮ间期均被自动测量（以秒为单位）并做标记，其是各种ＨＲＶ指标计算的基础。本帧心电图中有一次室性早搏，使ＮＮ间期与ＲＲ间期的数量计算出现了不同（四）ＨＲＶ各指标的正常值目前，临床应用的ＨＲＶ各指标的正常值尚未统一，这与缺乏大规模健康人群的ＨＲＶ研究有关。表１列举了Ｂｉｇｇｅｒ于１９９５年提供的一组正常参考值，主要涉及ＨＲＶ时域法指标的正常值。上述正常值中，当ＳＤＮＮ＜１００ｍｓ为中度降低，＜５０ｍｓ为明显降低。此外，ＨＲＶ三角指数＜２０μ为中度降低，＜１５μ为明显降低。应当了解，影响ＨＲＶ各指标值的因素很多，例如受性别与年龄的影响、受每天检测时间不同的影响，以及受检者活动量大小的影响等（图６）。年龄对ＨＲＶ指标的影响十分明显，对于老年人，尤其老年女性，时域和频域法的测量值都较低。ＨＲＶ各指标受性别影响明显，健康女性比健康男性表１ＨＲＶ检测指标的正常参考值变量单位正常值（均数±标准差）１．ＳＤＮＮｍｓ１４１±３９２．ＳＤＡＮＮｍｓ１２７±３５３．ＲＭＳＳＤｍｓ２７±３５４．ＨＲＶ三角指数μ３７±１５的ＨＲＶ值显著降低，而且这种差别在去除了其他变量的影响（包括血压、心率、吸烟、饮酒、心理学积分等）后仍明显存在。在一项男女受检者各１０例的肾上腺素浓度测定中，发现男性血液肾上腺素的浓度是女性的２￣６倍。但有趣的是在心血管病的患者中（例如心衰患者），这种年龄的影响则消失。近年的研究结果显示，ＨＲＶ各指标存在着明显的昼夜变化规律（图７），且与体内自主神经兴奋性的昼夜变化规律一致。这说明，ＨＲＶ与自主神经的功能水平密切相关。图７ＨＲＶ各指标值的昼夜变化本图资料为１６６位志愿者的Ｈｏｌｔｅｒ检测结果图８心梗患者ＳＤＮＮ值越低生存率越低本图显示ＥＭＩＡＴ研究中，心梗患者伴ＳＤＮＮ值越低者的生存率较低。图中粗线为未干预组；细线为药物干预组实际，人体多数的心血管活动也有昼夜变化规律，例如心电图的各参数，心脏的不应期和传导性，起搏和除颤阈值，心率的变化、ＱＴ离散度，Ｔ波电交替等，当这种变化规律出现异常或丧失这种规律时，提示患者存在着一定的病理改变。Ｋｌｅｉｇｅｒ研究了２０￣５５岁健康人ＲＲ间期的昼夜变化，结果发现，健康人的ＳＤＮＮ值每天都有细微变化，但相对稳定。而心脏病患者、尤其是严重的心脏病患者，ＳＤＮＮ每天的变化比健康人更稳定。（五）ＨＲＶ检测技术的临床应用ＨＲＶ检测已在临床广泛应用。１．正常人群与各种特殊情况时的检测：ＨＲＶ各图９ＳＤＮＮ值的下降预警心血管病患者的死亡风险资料显示，ＳＤＮＮ值每增加１％，患者心血管病发生的风险将降低１％图１０糖尿病患者的ＨＲＶ指标异常指标的分析与检测均属无创检查、检测结果稳定、重复性强。因此，ＨＲＶ检测已用于各种与自主神经活动相关的评估与检测。对正常健康人如此，对心肌梗死、心衰患者也如此（图８）。目前，已用ＨＲＶ检测评估健康人体内环境的平衡与稳定性。研究发现，健康老年人坚持体育锻炼可使ＨＲＶ值增加，绝经期妇女的ＨＲＶ值降低、减肥者的ＨＲＶ值相对增加，重度吸烟者的ＨＲＶ值显著降低，但戒烟后该值能回升，服用β受体阻滞剂能抑制交感神经的活性，服药后ＨＲＶ值较前增加。２．心血管病患者的猝死危险分层（１）急性心梗患者的危险分层：心肌缺血是人体内环境遭到破坏并引发不稳定的重要因素，尤其急性心梗更是一种高交感性心血管疾病。大量研究证实，ＨＲＶ指标的降低与急性心梗患者的死亡率增加有关，其在心梗患者猝死危险分层中的价值已被肯定（图９），对心脏性猝死预警的敏感性高达４０％，特异性８６％。（２）冠心病患者的动态观察：除急性心梗外，其他类型冠心病的病情不稳定也与患者体内交感神经活性及张力相关，对这些患者可进行短程ＨＲＶ指标的测定并做动态观察。急性冠脉综合征患者ＨＲＶ的时域与频域指标都明显下降（p＜０．００１）。对于不稳定型心绞痛患者，当存在胸痛及心电图ＳＴ－Ｔ有一过性改变时，其ＨＲＶ指标也将进一步降低。在一组２５０１例社区人群３．５年的随访中发现，ＳＤＮＮ值的递减与新发心血管事件呈正相关，其风险度为１．４７。对于心绞痛患者与绝经后妇女，ＨＲＶ指标的降低预示心血图１１窦性心率震荡现象发生的示意图Ａ图：存在窦性心率震荡现象；Ｂ图：窦性心率震荡现象管事件的发生率与死亡率将增加，甚至有人发现ＨＲＶ指标中ＳＤＮＮ每增加１％，其致死性或非致死性心血管病的风险将降低１％（图９）。（３）心衰患者ＨＲＶ指标的评估：心衰患者明显存在体内交感神经的过度激活，晚近资料表明，ＨＲＶ指标的下降是心衰患者死亡危险的独立预测因子。即ＳＤＮＮ值降低者可视为死亡的高危险人群，其心脏性猝死的发生率和全因死亡率均显著增高。（４）快速室性心律失常患者的ＨＲＶ评估：近时资料表明，对于室性心律失常患者，每次发作前均有ＨＲＶ指标的下降，提示室性心律失常的发生与交感神经兴奋性的增高有关。此外还表明，对于这组人群，ＨＲＶ指标的降低与心脏性猝死的增加相关。而在＞６５岁的人群中，ＨＲＶ指标的降低也是心脏性猝死发生风险的独立预测因子。（５）其他心血管病的ＨＲＶ评估：冠脉搭桥的围术期患者房颤的发生与预后直接相关，而经ＨＲＶ检测可证明：这些人的ＨＲＶ值明显降低，提示房颤的发生与交感神经兴奋性的增加相关。糖尿病患者ＨＲＶ检测结果证实，与正常人相比，这些患者的ＨＲＶ值明显降低，提示患者有体内交感神经兴奋性增强的倾向，有人还用ＨＲＶ指标分析和判断患者周围神经病变的程度与发展趋向（图１０）。此外，有人还用ＨＲＶ检测评价酒精性神经病变，甲亢、高血压等患者的神经病变等。（６）药物疗效的ＨＲＶ评估：很多有心血管活性作用的药物对患者体内自主神经的兴奋性有明显影响，经ＨＲＶ检测可对这种影响做定性或定量评价。此外，通过ＨＲＶ检测还能增加与提高临床医生对很多心血管病的病理、生理现象的认识，药品活性与疾病发生机制的认识，还有望揭示平素完全健康者突发心脏病猝死的机制，即一过性体内内环境的不稳定在心脏性猝死的发生可能起到触发与发生基质的双重作用。二.窦性心率震荡１９９９年，德国慕尼黑心脏中心的ＧｅｏｒｇＳｃｈｍｉｄｔ图１３室早后窦性心率震荡现象图１２ＲＲ１、ＲＲ２、ＲＲ－１、ＲＲ－２的各自位置在Ｌａｎｃｅｔ杂志发表的文章中提出一种新的检测自主神经兴奋性的“窦性心率震荡”（ＨｅａｒｔＲａｔｅＴｕｒｂｕｌｅｎｅ，ＨＲＴ）技术，新的检测技术虽不属于经典的ＨＲＶ检测技术，但其应用了与ＨＲＶ检测相似的生理学原理与计算方法，因此，目前也被归为ＨＲＶ检测的范畴。（一）基本原理ＨＲＴ技术是检测受检者的窦性心率对体内自发的室性期前收缩（室早）的反映。室性早搏是一次提前出现的心室除极的电活动，并将在其起始５０ｍｓ后触发一次相应的心室机械收缩，室早后还紧跟着ＲＲ间期较长的完全代偿期。室早与代偿期组成了短与长的ＲＲ间期变化，并产生微弱的血流动力学改变：即室早后血压轻度下降，紧接其后血压轻