心率减速力测定

第六十八节　心率减速力测定

心率减速力(deceleration capacity of rate，DC)检测技术，是德国慕尼黑心脏中心Georg Schmidt教授近年发现并提出的一种检测自主神经张力的新技术。Schmidt教授也是窦性心率震荡(Heart Rate Turbulence，HRT)技术的发现与提出者。

一、概念与定义

人体窦性心律的快慢与高低受两方面因素的影响与调节:一是窦房结固有心率的影响，即窦房结本身自律性水平的高低，自律性高时心率快，低时心率慢;二是窦房结之外的多种因素的影响与调节，例如机体代谢率的高低、体温等都能引起心率的变化。这些诸多因素对心率产生影响的渠道和最后通路是自主神经及其介导的各种生理反射性调节，这一作用被形象地称为心率调节的“最后公路”。因此，窦性心率的快慢很大程度上是自主神经直接与反射性调节的结果。自主神经中的交感神经是心脏的加速神经，其兴奋性增加或张力增高时心率变快，心率加速力(acceleration capacity of heart rate，AC)增强。相反，迷走神经是心脏的减速神经，其兴奋性增加时心率变慢，心率减速力增强。心率减速力的检测是通过24小时心率的整体趋向性分析和减速能力的测定，定量评估受检者迷走神经张力的高低，进而筛选和预警猝死高危患者的一种新的无创心电技术。减速力降低时，提示迷走神经的兴奋性降低，相应之下，其对人体的保护性作用下降，使患者猝死的危险性增加;反之，心率减速力正常时，提示迷走神经对人体的保护性较强，受检者属于猝死的低危者。

图44－117　将24h的动态心电图转化成以RR间期为纵坐标的序列图

二、检测方法与技术

检测技术分成以下几步:

(一)动态心电图记录　受检者记录全天24小时的动态心电图。

(二)确定减速周期及加速周期并做标志(anchor)　将24小时的动态心电图经120hz数字化自动处理系统转化为以心动周期RR值为纵坐标的序列图。随后，将每一个心动周期的RR值与前一心动周期比较，确定该周期属于心率减速或加速的心动周期，再用不同的符号做出标志。比前一个心动周期延长者，称为减速周期，可标注为黑点;相反，比前一个心动周期缩短者为加速周期，可标注为白点。为减少人工伪差造成的误差，当实测的RR值比前心动周期值延长或缩短超过5%时，该周期则自动被剔除。因此，24小时记录的10万左右的心动周期，约有4万个周期将被标注减速周期或加速周期的各自标志，并予编号。

(三)确定心率段的长短值(segment)　位相整序时应用的心率段是指以每一个减速点或加速点为心率段中心时，位于其两侧的心动周期依次各取多少，而左右各取多少周期的具体数值需参考最低心率而定。当心率段数值确定为30个间期时，则意味着以选定的减速点为中心时，其左右依次各取15个心动周期组成一个心率段，邻近的心率段之间入选的心动周期肯定有重叠。

(四)各心率段的位相整序(Phase rectification)　以入选的减速点或加速点为中心，进行不同心率段的有序排列(aligned)。

(五)对应序号的周期进行信号平均(Phase Rectified Signal Averaging，PRAS)　经位相整序后，分别计算对应周期的平均值:①X(0):系所有中心点的RR间期的平均值;②X(1):中心点右侧紧邻的第1个心动周期的平均值:③X(－1):中心点左侧紧邻的第1个心动周期的平均值;④X(－2):中心点左侧相邻的第2个所有心动周期的平均值。

(六)计算　分别计算X(0)、X(1)、X(－2)、X(－2)的均值后，再将结果代入公式进行计算。

三、结果判定

(一)心率减速力DC的计算公式　DC=［X(0)+X(1)－X(－1)－X(－2)］×1/4。计算结果的单位为ms。例如结果为5.4ms时，表示该患者24小时的心率调节中，迷走神经对较快心动周期的调节减速力为5.4ms。

应用PRSA法进行上述信号处理过程时，已经同时标出了心率加速点(白点)，并用同样流程可以计算出心率加速力AC。AC=［X(0)+X(1)－X(－1)－X(－2)］×1/4。

即可计算出受检者的心率加速力值。该结果的单位仍为ms，但为负值，表示交感神经对较慢心动周期进行调节时，能使下一个心动周期缩短的程度。

(二)心率减速力与加速力的比较　多数患者经上述方法计算的DC值和AC值十分相近，只是AC结果为负值，同时两者的图形成反像。若DC值明显较低，但AC值不低，使两者呈分离状态，这种分离情况的发生率约15%。循证医学的资料表明，较低的DC值与较低的AC值相比，前者与患者死亡的相关性更明显。

(三)DC值检测结果临床意义的判定　一组研究的资料表明，心肌梗死随访期中，存活者心率减速力的均值为5.3～5.9ms，死亡者为2.8～3.4ms(P＜0.0001);而随访期中，存活与死亡者心率加速力测定的均值分别为－8.0ms和－7.4ms，P值为0.0005。

根据相应的临床随访结果DC值分为三种:

1.低危值　DC值＞4.5ms为低危值，提示患者迷走神经使心率减速的能力强。

2.中危值　DC值2.6～4.5ms为中危值，提示患者迷走神经调节心率减速的能力下降，患者属于猝死的中危者。

3.高危值　DC值≤2.5ms为高危值，提示患者迷走神经的张力过低，对心率调节的减速力显著下降，结果对心脏的保护作用显著下降，使患者属于猝死的高危者。

四、心率减速力的测试机理

(一)自主神经对心脏调节的特点　迷走神经和交感神经共同支配心脏，两者分别从相反的方向调节心脏进而满足和适应机体的需要。心脏自主神经的双重支配作用强度并不对等，在清醒的人体和动物都以迷走神经的调节作用占优，运动时心率的增快主要是迷走神经紧张性的减弱，而不是交感神经兴奋性的增强，而传统的概念常错误地强调运动后心率的增快是交感神经兴奋性增强的结果，这在一定程度上是一个误区。即使在离体的心脏标本也是乙酰胆碱(Ach)的心率减速作用比去甲肾上腺素(NE)的心率加速作用更明显。迷走神经调节心率的优势不仅表现在直接刺激迷走神经及Ach的作用，还表现在自主神经反射性的调节中。例如，血管迷走性晕厥在一般人群的发生率高达30%～50%，这些人遇到的精神、寒冷、体位变化对机体产生刺激时，引起迷走神经的减压反射作用远远强于交感神经兴奋时引起升压反射的作用，使最终的净效应表现为过度的血管和心脏抑制，使血压明显下降而引发晕厥，在人体和动物试验中都能证明这一现象和结论。此外，人体发生的窦速，主要是迷走神经兴奋性降低的结果，而发生严重的致命性室性心律失常的本质可能是迷走神经受到强烈抑制的结果，而外观表现则类似“交感风暴”。因此，在猝死的防治研究中，研究心脏自主神经调节作用占优的迷走神经将更为重要。过去认为，猝死的发生均与交感神经兴奋性的增高相关，但其本质很大程度上是迷走神经保护作用下降的结果，尤其对不伴器质性心脏病的患者更是如此。

(二)对迷走神经调节作用的定量分析　猝死的研究中，一直十分重视自主神经的作用，因自主神经调节功能的变化，交感与迷走神经作用平衡的破坏都与猝死的各种基质和触发因素直接相关。目前，自主神经功能的几种检测方法存在一些问题。

1.多数检测的是间接调节作用　目前，临床检测自主神经功能时，多数是检测其反射性调节作用;自主神经经升压或减压反射的间接调节，例如心率变异性(HRV)和窦性心率震荡(HRT)的检定，其检测和分析的指标是自主神经对血压与心率的间接调节作用，对自主神经直接作用的检测技术几乎没有。

2.两种作用的混杂检测　交感与迷走神经在体内的作用常混杂在一起，很难严格区分，因此，对自主神经调节作用的评价也是两者混合作用的同时评估。当心脏出现加速现象时常完全归为交感神经张力的过高，反之亦然，尚没有能力将两者的作用分别评价。

图44－118　DC值不同者死亡率的Kaplan－Meier曲线

3.检测时常需附加条件　交感与迷走神经作用的评价与检测时，常需患者出现一些生理或病理性变化，引发自主神经对这些变化做出针对性调节时进行测定，例如HRT的检测需要出现室性期前收缩时才能进行。自主神经的这些针对性调节常受多种因素的影响和限制，至今，尚缺乏完全在生理条件下的检测技术。

(三)迷走神经对心率调节作用的检测　正常时，自主神经对心率的调节作用细微而迅速，这与自主神经对心肌不应期的调整作用几乎一样。当一个心动周期结束时，自主神经对下一周期中心房肌、心室肌、房室结不应期的调整作用业已完成，并能确定各自的具体数值。自主神经这种细微的调节作用体现在每一个心动周期中，使每一个心动周期中都蕴含着自主神经细微而迅速的调节痕迹。而DC或AC的检测技术就是通过位相整序信号平均技术(PRSA)对这些调节痕迹进行提取与检测。一般情况下，很多自然发生的周期性信号能在不同的时间出现，这是其控制系统内部固有的闭环调节的结果。在生物学和生理学领域，多种生理现象均属于这种情况，例如心律、走路时肢体的节律性运动、肌肉的收缩、调节机体生长与代谢的激素节律性释放、基因表达的周期性、膜电位震荡、神经信号的震荡等。而来自临床与动物的相关资料都证明，PRSA这种信号处理技术能对人体长时间记录的心率，这种类周期性信号进行有效的检测并揭示其重要的临床意义，最终能反应自主神经系统对心率的直接调节作用。因此，通过DC与AC的测定能对迷走和交感神经的作用分别做定量分析。资料证实，DC检测的结果与临床循证医学的结果十分符合，因而能把其做为定量检测迷走神经单独调节作用的一种新技术。

该技术的设想及方法学经过临床循证医学的验证，证实其有检出与预测猝死高危者的较强能力。

图44－119　DC值不同的两个亚组人群随访期死亡率的Kaplan－Meier曲线

五、心率减速力检测的临床应用

(一)较低的DC值是心肌梗死患者猝死与全因死亡的较强预测指标　一组研究结果充分说明，心率减速力较好(＞4.5ms)的心肌梗死患者，全因死亡的危险性十分低;相反，心率减速力较低时(≤2.5ms)，既使左心室EF值尚可者(＞30%)也有较高的死亡危险，危险程度几乎高出2倍，其预警死亡的敏感性约80%，即随访期中，心肌梗死患者随访期80%的死亡可经较低的DC值得到预警。

(二)较低的DC值对心肌梗死患者猝死及全因死亡的预测能力优于其他指标　有研究的资料表明，DC检测与其他已经十分肯定的高危预测技术相比较，包括LVEF值及经Holter法测定的心率变异性HRV指标、平均心率、SDNN、心率变异性指数等。结果表明，对心肌梗死患者随访期死亡高危的预测能力，DC检测法有明显的优越性。

(三)心率减速力死亡预警的能力优于心率加速力　迷走神经和交感神经对心脏调节作用的单独评价十分困难，尽管应用DC与AC的检测技术目前尚不能完全肯定能有效区分二者各自作用的强度;但临床应用的结果显示，心率加速力和减速力的测定结果在患者死亡高危评估与预警能力有较大的不同，两者的生理学机制也全然不同。结果表明，心率减速力测定结果的病理学意义远比心率加速力的结果更具临床重要性。在一定的人群中，心率加速力正常而心率减速力降低的患者预后差。

(四)心率减速力的测定结果可用于猝死低危与高危者的双向判定　心率减速力检测技术除敏感性较高外，其检测结果的特异性稳定而一致，这一特性优于LVEF和SDNN的检测。因此，其为低危值时能十分准确地识别心肌梗死后患者猝死的低危者，适合从猝死高危人群中筛选低危者，从而不需对这些人群做进一步花费较高的其他检查与评价，这能大大节省医疗保险公司和个人的医药负担。另—方而，当检测值较低＜2.4ms时，提示其为心肌梗死后死亡的高危者，这一结果对LVEF值≤30%和＞30%患者的预警都有重要作用，这意味着被其他危险预警技术漏掉的高危者，可经心率减速力的检测而被发现。

六、心率减速力检测技术的优势

心率减速力检测技术刚用于临床，则在猝死高危者检出与预警方面显示出很大优势。

(一)方法简单易行　DC检测技术和Holter检查同时进行，方法简单易行，而且记录时间短，24小时则能完成检测，检测时不需附加另外的条件。

(二)定量分析　该技术属于一种定量测定迷走神经和交感神经作用强度的新技术，交感与迷走神经作用的单独检测有着重要的临床意义。

(三)检测结果可靠　队列研究的结果表明，DC检测的低、中、高危值的预警作用与随访期结果的相关性强，结果可靠。

(四)检测的敏感性高　资料表明，DC检测的敏感性高达80%，即随访期中80%的死亡者都能从DC结果中得到预警，尤其对LVEF值＞300%的猝死高危者的检出更有意义。

(五)检测的特异性强　DC结果为低危值时，其随访期中发生死亡的人数很低，真阴性率高，更适合一般人群中低危者的筛查与识别。

(六)联合预警时作用更强　资料表明，DC技术与LVEF值的测定或HRV，HRT等技术联合应用时，能够进一步提高猝死高危者的检出与预警。

心率减速力的测定是进行猝死高危人群筛选与预警的一项最新无创心电技术，其能定量、单独分析和测定迷走神经作用的强度。循证医学的结果证实，这项新技术有着较强的优势，敏感性高，特异性强，应当在临床积极应用与推广。