定向分析方法主要检测的内容

第五节　心率变异性

一、概述

心率变异性(hart rate variabilitv，HRV)是指窦性心律时逐次心动周期之间的时间变异数。HRV分析是一项具有良好重复性、定量判断自主神经功能的无创心电检测技术。

二、分析方法

HRV的分析方法包括时域分析、频域分析和非线性分析法。其中，时域、频域分析理论成熟，各项指标意义明确，易于临床广泛应用，而非线性分析法是一个有价值的方向，目前还处于研究阶段。

(一)时域分析法　该分析法的优点是抗干扰能力很强，适于长程检测分析，能够概括性的评价自主神经系对心率的调控作用，分为统计法和图解法两大类。

1．统计法指标及其定义

(1)SDNN　全部正常窦性心搏间期(NN)的标准差，单位:ms。

(2)SDANN　全程按Smin分成连续的时间段先计算每Smin的NN间期平均值，再计算所有平均值的标准差，单位:ms。

(3)RMSSD　全程相邻NN间期之差的均方根值，单位:ms。

(4)SDNNlndex　全程按Smin分成连续的时间段，先计算每5min的NN间期标准差，再计算这些标准差的平均值，单位:ms。

(5)NN₅₀　全部NN间期中，相邻的NN间期之差大于50ms的心搏数，单位:个。

(6)PNN₅₀　PNN₅₀除以总的NN间期个数、乘以100%。

2．图解法指标及其定义

(1)三角指数　NN间期的总个数除以NN间期直方图的高度(在计算NN间期直方图时，横坐标的时间单位为/128s，相当于7．8125ms)，无量纲。

(2)TINN　使用最小方差法，求出全部NN间期的直方图近似三角形底边的宽度，单位:ms。

推荐使用SDNN、SDANN、RMSSD、三角指数4个指标，SDNN和三角指数用于长程、SDANN及RMSSD用于短程HRV分析。

(二)频域分析法

主要包括快速傅立叶转换法(FFT算法)和自回归分析法(AR算法)。近年又研制成功一种新的通过微波转换方式的频域分析方法。时域分析不能仔细地辨别交感、迷走神经各自的活动情况，频域分析则可弥补这一不足，具有敏感、精确、定量性强的优点，在良好地控制检测条件的基础上，能够定量地分析交感、迷走神经活性的综合情况，以及受检者自主神经的昼夜变化规律。

1．频谱成分和频段划分

(1)总功率(TP)频段≤0．4hz。

(2)超低频功率(ULF)频段≤0．003hz。

(3)极低频功率(VLF)频段0．003～0．04hz。

(4)低频功率(LF)频段0．04～0．15hz。

(5)高频功率(HF)频段0．15～0．4hz

2．LF及HF的标化LF、HF数值直接受总功率的影响，应分别进行标化后再行比较，其计算方法如下:LF(或HF)norm=100×LF(或HF)/(TP－VLF)，单位:nu。标化的LF及HF能更直接地反映迷走神经及交感神经的变化。

3．推荐使用的指标

(1)短程分析可采用TP、VLF、LF、LFnorm、HF、HFnorm、LF/HF(5min分析中VLF包括了ULF，即≤0．04hz的频段均属于VLF)。

(2)原则上不推荐使用频域指标进行长程(24h)分析，如有必要，建议采用TP、ULF、VLF、LF、HF，不宜采用LFnorm、HFnorm及LF/HF等指标。

4．频域分析的注意事项

(1)应对长程和短程分析进行严格区分，根据检测要求的不同进行正确选用，两者不能相互取代。

(2)短程分析采样过程中最好避免有期前收缩、漏搏等情况，如不可避免时，应在软件自动判别的基础上进行人工编辑，以确认窦性心搏分类的正确性。

(3)采用FFT方法除应提供频谱曲线及各频段的具体数据外，应说明所分析的样本数及所采用的平滑窗函数。采用AR法则应标明所使用的数学模型、计算时使用的数据个数、各频段的中心频率以及相应的测试要求。

三、设备和技术参数标准

设备应包括记录器、回放及分析的全部设备。为了保证HRV检测的精度，必须使用满足HRV检测技术要求的设备

1．心电信号记录器应满足Holter记录器的基本技术要求，其频带上限应大于60hz(3dB)，共模抑制比应≥60dB。

2．记录器的采样频率应≥250hz。如果在100～250hz之间，应使用抛物线插值方法计算R波的精确位置，NN间期的测量误差应≤2ms。

3．对于磁带式记录必须具有锁相时间跟踪信号，以保证心电图信号时间轴的精确和稳定。对于固态数字记录器，重建之后的心电图信号的幅度、相位畸变应很小。

4．有高质量的QRS检出及心搏识别，并形成符合HRV分析要求的NN间期数据。对心搏的识别结果能在心电图全览图上进行人工编辑。

5．能完成SDNN、SDANN、RMSSD和HRV三角指数四个指标的长程检测及分析。

6．能进行短程的频谱分析，同时具备采用参数法和非参数法计算频谱的功能。

四、操作要求和流程

(一)hRV检测要求　进行HRV检测有两种采样方式，一种是采用Holter记录器连续采集24小时心电信号(长程检测)，另一种是使用HRV分析仪器进行短程采样分析(短程检测)。长程HRV检测时，只要注意保持研究条件的可比性，则既可进行长程HRV分析，又同时能获得短程HRV分析的结果，从而了解HRV与Holter记录的心脏事件的相关性。然而，HRV容易受到诸多因素的影响，因此在Holter记录前及记录中应认真做到以下几点，以确保检测结果的可靠性。

1．测定前24小时开始避免饮用咖啡、酒精及剧烈运动。

2．检测前8小时开始不吸烟。

3．采样时间最好选择在8～10时，采样前安静休息至少15min。

4．保持睡眠充足，避免情绪波动。

5．睡眠时卧室温度要求22～24℃，卧具舒适。

6．尽量停用β受体阻断剂、血管紧张素转换酶抑制剂、α受体阻断剂、胆碱能和抗胆碱能药物、钙离子拮抗剂、洋地黄类药物、抗心律失常药物等对自主神经功能有影响的药物，如病情不允许停药，应将用药情况予以详细记录，以备分析时参考。

7．睡眠及起床时间、活动情况等资料要在日志中进行详细记录。

在动态心电图长程HRV检测时，只要注意保持研究条件的可比性，将条件限定明确，则既可进行长程HRV分析，又同时能获得短程HRV分析的结果。长程HRV检测结果具备可比性，并在临床实践中显示出其特有的优势，有可能逐渐取代短程HRV检测，成为HRV检测的主要方式。

(二)HRV数据处理流程

心电信号由电极采集之后，经过心电放大器进入模拟—数字变换器，采样后变成数字信号。下一步要检出R波的位置并识别伪差。由R波位置可以计算出RR间期，在对RR间期进行编辑的过程中首先对每个心搏的性质进行标记，这个过程可以在人工干预的条件下由计算机来完成。在短程HRV检测中，由于对NN间期数据的质量要求很严格，一般仍需由操作员人工对识别的结果进行核实和修正。对RR间期数据及心搏标记进行检查，剔除坏点或对散发的坏点进行校正之后得到连续的窦性心搏的RR间期数据，将这些数据作为NN间期数据进行HRV时域分析。对于满足一定长度要求的NN间期数据段(至少大于256个)经过插值及重新采样后，可以进行HRV频域分析。

五、结果的判断标准

欧美专家委员会参考了大量文献，提供了一组供参考的正常值(表9－1)。2000年全国心率变异性分析多中心研究协作组报道了中华医学会心电生理和起搏分会组织的由国内具有HRV研究基础的8所医院参加的多中心研究结果，为不同年龄组的中国人HRV各参数的正常值提供了参考依据(表9－2～9－5)。

表9－1　HRV的参考正常值

附:不同年龄组中国人HRV各参数的正常参考值

表9－2　各年龄组5min时域参数参考值

表9－3　各年龄组24h时域参数的参考值

表9－4　各年龄组5min频域参数的参考值

表9－5　各年龄组24h频域参数的参考值

五、HRV的临床意义

HRV分析可用于任何需要了解自主神经功能状态的临床情况。时域参数通常反映迷走神经的功能状态。LF反映交感及迷走神经的双重影响，而HF主要反映迷走神经的活性;LF/HF比值反映交感和迷走神经之间的平衡，LF/HF比值升高代表交感神经活跃，而LF/HF比值下降代表交感与迷走神经处于不平衡状状态。

目前，在实践中HRV分析有肯定价值的两个方面是:①用于急性心肌梗死后患者危险性的评估;②用于评估糖尿病患者自主神经系统的损害。

(一)HRV降低是急性心肌梗死(AMI)后死亡危险性的预测指标

HRV的降低是预测急性心肌梗死后患者发生心脏性猝死和恶性心律失常危险的独立指标。对于急性心肌梗死后患者危险程度评估，推荐采用Holter记录24小时心电图进行长程HRV时域分析。判定急性心肌梗死后危险度的指标为:高危患者，SDNN＜50ms，三角指数＜15;中度危险患者，SDNN＜100ms，三角指数＜20。

HRV在急性心肌梗死后立即降低，并在几周内开始恢复。梗死后HRV恢复的快慢，对以后死亡的危险性也有预测价值。应在心肌梗死的早期(梗死后2～3 d)，恢复期(梗死后1～3周)以及梗死后1年分别对患者进行HRV的检测，以判断HRV恢复的快慢，并对HRV恢复较慢患者死亡的危险性进行评估。

对急性心肌梗死患者Holter记录的心律失常事件发生前、后进行短程频域分析，可以获得自主神经活性与心脏事件相关性方面有价值的信息，对于临床治疗起到有益的指导作用。HRV与平均心率、左心室射血分数、室性异位心律、心室晚电位等联合使用可以提高危险预测的准确性。

(二)HRV降低是糖尿病自主神经病变的早期警告

文献报道，一旦糖尿病患者的自主神经系统并发症(DAN)发生之后，5年死亡率可达50%。因此，早期发现自主神经系统的损害非常重要，HRV检测应作为医生的一项常规检查方法，对每一位糖尿病患者的自主神经功能状况作出客观的评价，以利于判断预后和制订治疗方案。

长程、短程HRV分析都可以及早发现糖尿病患者自主神经系统的损害。在评估整个自主神经系统的功能时，长程比短程检测的灵敏度更高，重复性更好。卧床休息状态下，短程HRV频域分析有助于把交感神经与迷走神经之间的损害区分开。DAN患者的HRV频域分析表现为:多数患者所有频带功率均降低;倾斜试验时LF不升高，提示交感神经受损或压力反射灵敏度降低;总功率异常降低而LF/HF比值不变;LF的中心频率左移(其生理意义尚待研究)。

此外，在充血性心力衰竭、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、原发性高血压、心律失常事件(室性心动过速、心房颤动)、冠状动脉事件(心绞痛)、病窦综合征，乃至健康人群中发生心脏事件的可能性等临床研究中，HRV分析已显示了潜在的临床应用价值，虽还须多中心大规模临床试验的进一步的支持，但已充分展现了其广阔的临床应用前景。