心率变异分析
心率变异分析（英语：heart rate variability，缩写为HRV），或称心率变异度分析、心率变异性，是一种量测连续心跳速率变化程度的方法。目前临床使用的自律神经检测仪，就是运用心率变异来分析自律神经平衡的状态，其计算方式主要是分析借由心电图或脉搏量测所得到的心跳与心跳间隔的时间序列。心脏除了本身的节律性放电引发的跳动之外，也受到自律神经系统所调控。最早于1963年由妇产科医师Hon and Lee发现并在临床上运用,判断胎儿是否健康,因为在胎儿窘迫发生之前,心跳间隔的差异是最早出现变化的参数。过去二十年已有不少文献显示自律神经系统的调控与心血管疾病相关的死亡率有显著的关系，例如心因性猝死[1]、高血压[2]、出血性休克[3]、败血性休克[4]等。心率变异分析亦被发现可作为预测发生心肌梗塞后的死亡率的指标[5]及预测末期肝癌病患的预后[6]。
标准化
有鉴于心率变异分析以及其与相关疾病的指标的研究逐渐受到重视，为使量测方式能够趋于一致，欧洲心脏医学会与北美节律与电生理医学会成立了一个工作小组，负责发展适当的标准[7]。其目标包含了
(1)命名法的标准化，
(2)明确定义量测方法的标准，
(3)定义心率变异度在生理学与病理生理学的关连性，
(4)描述目前适当的临床应用，
(5)界定未来研究的领域。
分析模式
心率变异分析最常用以计算的为心电图中的R波，借由量测RR之间的时间间隔，成为一组数列，再进一步计算与分析。其模式可再依 时域（或称为时间域，Time domain）、频域（或称为频率域，Frequency domain）来分析。心率变异分析通常排除心律不整等节律明显异常的病例，而是针对在正常节律下的的些微心率差异进行研究。
- 时域分析 (Time domain)
通常利用连续量测到的心电图波形，直接计算与分析其对应心跳间距的离散程度，例如：
- SDNN (Standard deviation of NN intervals)，通常计算24小时正常心跳间距之标准差；单位为毫秒。
- SDANN (Standard deviation of the average NN intervals) ，通常以五分钟等分连续的时段，先计算每五分钟心跳间期的平均值，再计算平均间期的标准差；单位为毫秒。
- NN50 (Number of pairs of successive NNs that differ by more than 50 ms)，心电图中所有每对相邻正常心跳时间间隔，差距超过50毫秒的数目。
- pNN50 (Proportion of NN50 divided by total number of NNs)，NN50数目除以量测之心电图中所有的正常心跳间隔总数。
- 频域分析 (Frequency domain)
利用离散傅立叶变换将心跳间隔的时间序列转换为频域，以功率频谱密度或是频谱分布(Spectral distribution)的方式表现。一般心率变异讯号的频谱分析使用200至500连续心跳间期稳定记录表现，因此记录需要数分钟的时间。一般的心跳间期频谱频率出现在1赫兹以下，在0到0.4赫兹的范围内可找到数个波峰。主要为高频区(0.15-0.40赫兹)及低频区(0.04-0.15赫兹)。高频区通常反映副交感神经的活性，低频区同时受到交感与副交感神经系统的调控。
| 指标 | 单位 | 定义 | 频谱范围 | 临床意义 |
|---|---|---|---|---|
| 总功率 total power, TP |
ms2 | 全部正常心跳间期之变异数高频、低频、极低频的总和 | ≤0.4Hz | 整体心率变异度评估 |
| 极低频范围功率 very low frequency power, VLFP |
ms2 | 极低频范围正常心跳间期之变异 | ≤0.04Hz | 生理意义不明 |
| 低频范围功率 low frequency power, LFP |
ms2 | 低频范围正常心跳间期之变异数 | 0.04-0.15Hz | 代表交感与副交感神经活性 |
| 高频范围功率 high frequency power, HFP |
ms2 | 高频范围正常心跳间期之变异数 | 0.15-0.4Hz | 代表副交感神经活性 |
| 标准化低频功率 normalized LFP, nLFP |
标准化单位,n.u. | LF/(TP-VLF) | 交感神经活性
定量指标 | |
| 标准化高频功率 normalized HFP,nHFP |
标准化单位,n.u. | HF/(TP－VLF) | 副交感神经活
性定量指标 | |
| 低、高频功率的比值 LF/HF |
无单位 | 低、高频功率的比值 | 代表自律神经
活性平衡 |
参考文献
- ^ Politano L, Palladino A, Nigro G, Scutifero M, Cozza V.(2008) Usefulness of heart rate variability as a predictor of sudden cardiac death in muscular dystrophies.Acta Myol 27:114-22.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-05-16）.
- ^ Palatini P, Julius S.(2009) The role of cardiac autonomic function in hypertension and cardiovascular disease. Curr Hypertens Rep 11(3):199-205.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-05-16）.
- ^ Kawase M, Komatsu T, Nishiwaki K, Kimura T, Fujiwara Y, Takahashi T, Shimada Y.(2000) Heart rate variability during massive hemorrhage and progressive hemorrhagic shock in dogs.Can J Anaesth 47(8):807-14.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-05-16）.
- ^ Chen WL, Kuo CD. Characteristics of heart rate variability can predict impending septic shock in emergency department patients with sepsis. Acad Emerg Med 14(5):392-7.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-05-16）.
- ^ Chen WL, Tsai TH, Huang CC, Chen JH, Kuo CD.(2009) Heart rate variability predicts short-term outcome for successfully resuscitated patients with out-of-hospital cardiac arrest. Resuscitation 80(10):1114-8.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-04-25）.
- ^ Chiang JK, Koo M, Kuo TB, Fu CH.(2010) Association between cardiovascular autonomic functions and time to death in patients with terminal hepatocellular carcinoma. J Pain Symptom Manage 39(4):673-9.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-05-16）.
- ^ Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology (1996) Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Eur Heart J 17(3):354-81.. [2010-12-31]. （原始内容存档于2020-05-16）.