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1、基于Ewing的心率變異性頻域分析及其應用研宄1.深圳市是源醫(yī)學科技有限公司深圳518109;2.華南理工大學生物醫(yī)學工程系廣州510006【摘要】大量流行病研宄表明，抑郁癥，焦慮癥，高血壓，糖尿病等疾病有并發(fā)自主神經(jīng)病變的風險，心率變異性(HeartRateVariability,HRV)的頻域分析在評價自主神經(jīng)功能只有重要的作用，通過基于Ewing試驗各狀態(tài)的HRV頻域指標以及參照靜息狀態(tài)下的頻域指標分析在診斷早期的心血管疾病和自主祌經(jīng)病變只有重要的意義?！娟P鍵詞】心率變異性；自主神經(jīng)病變；Ewing試驗；心血管疾病【中圖分類號】R331.3+6【文獻標識碼】A【文
2、章編號】2096-0867(2016)-1-056-03引言心率變異性(HRV)是指逐次瞬時心率間或RR間期的微小差異，產(chǎn)生于自主祌經(jīng)系統(tǒng)對竇房節(jié)律的調(diào)制。HRV分析方法主要包括時域分析、頻域分析、幾何分析以及非線性分析，其中頻域分析在評價自主神經(jīng)功能具有重要的作用。Ewing試驗是評估心血管自主神經(jīng)功能的標準測試，包括了深呼吸動作，Valsalva動作和站立動作［1-3］。木文基于Ewing多狀態(tài)以及靜息狀態(tài)的HRV頻域分析在臨床方面的意義進行練述。1心率變異性的頻域分析方法HRV頻域分析方法即功率譜分析方法，大部分文獻［4-7】把常規(guī)心電圖記錄的連續(xù)RR間期經(jīng)快速傅
3、里葉變換(FFT)得到橫染標為頻率，縱染標為功率譜能量的RR間期功率譜曲線，低頻功率(LF)的測定值是0.04?0.1Hz頻段下的面積，高頻功率(HF)的測定值是0.1~0.4Hz頻段下的面積。這種常規(guī)計算心電信號的功率方法只有一定的局限性，具體表現(xiàn)在：(1)高頻功率反映迷走神經(jīng)功能且受到呼吸頻率的調(diào)制，即高頻功率的中心頻率為呼吸頻率，高頻部分的帶寬和幅值隨著中心頻率的變化而改變；(2)低頻功率受到交感和副交感祌經(jīng)系統(tǒng)對竇房結的復合調(diào)制作用；(3)心電信號是非穩(wěn)態(tài)信號，F(xiàn)FT分析功率譜是假定信號是穩(wěn)態(tài)信號；(4)FFT不能同吋滿足高的吋間分辨率和頻率分辨率。基于以上考慮
4、，Aysin［8,9］等認為計算心電功率譜的方法是通過呼吸頻率來確定心率功率譜的低頻和高頻部分，低頻功率(LFa)和高頻功率(RFa)能更奮效反應交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)功能，兩者的比值(SB=LFa/RFa)來評價交感-迷走神經(jīng)的平衡性,本文所引用的頻域參數(shù)是基于這種方法求解的。2基于Ewing的HRV頻域分析在臨床方面的應用靜息狀態(tài)模擬人體在無外界干擾的情況下調(diào)節(jié)自身的自主神經(jīng)系統(tǒng)反應，是測試交感-迷走神經(jīng)平衡的最佳方式，然而靜息狀態(tài)不能模擬人體對外界事物瞬吋變化的反應，因此具有一定的局限性，本文闡述的基于Ewing的多狀態(tài)HRV頻域分析能夠模擬生活中的各種活動，如深呼
5、吸動作模擬人體對飯后或睡前等副交感活動占主要成分的反應，Valsalva動作模擬人體對身體和心理壓力等交感活動占主要成分的反疲，站立動作模擬人體對體位變化的反座［10］，分析靜息狀態(tài)，深呼吸動作，Valsalva動作以及站立動作的頻域參數(shù)在診斷早期的自主神經(jīng)病變功能具有重要的意義。2.1靜息狀態(tài)頻域分析的臨床應用靜息狀態(tài)是測試自主神經(jīng)功能最通用的一種狀態(tài)，當檢測患者的LFa，RFa數(shù)值范圍在0.5到10之間且SB(SB=LFa/RFa)數(shù)值范圍在0.4到3之間時，則處于自主神經(jīng)平衡狀態(tài)，如圖1所示區(qū)域［11］。圖1靜息狀態(tài)的自主神經(jīng)平衡區(qū)域心血管疾病伴有并發(fā)自主神經(jīng)功能
6、病變的風險［12,13］，表現(xiàn)為交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活動都減弱，即LFa和RFa數(shù)值都減小。ArOn［12］等對比了79例高血壓患者與正常人的自主神經(jīng)功能，發(fā)現(xiàn)高血壓患者的自主神經(jīng)活動冇明顯的下降。心血管自主神經(jīng)病變(CardiovascularAutonomicNeuropathy,CAN)伴有過低的副交感神經(jīng)活動(RFa<0.1bpmA2)，CAN通過損害自主神經(jīng)系統(tǒng)使心率調(diào)節(jié)紊亂［14］,因此伴有CAN患者的發(fā)病率和死亡率更高［15,16］,Pop-Busui［17］等對10251例患有2型糖尿病患者經(jīng)行長達三年的跟蹤分析，結果發(fā)現(xiàn)伴奮CAN糖尿病的死亡率是
7、沒有CAN糖尿病的1.55~2.44倍。維持患者的自主神經(jīng)平衡能夠有效減少患者發(fā)病率和死亡率［18,19］，Rahman［20］等統(tǒng)計了5008個老年病人的自主神經(jīng)平衡狀況，結果發(fā)現(xiàn)長壽老人的處于自主神經(jīng)平衡狀態(tài)的范圍。因此具體分析高血壓，糖尿病，心律不齊等心血管疾病患者的自主神經(jīng)情況，服用一定量的抗交感類或抗膽堿類藥物使患者處于一個低平衡狀態(tài)，冇利于減輕病情和降低死亡率。2.2深呼吸動作頻域分析的臨床應用深呼吸動作是測試患者對副交感神經(jīng)活動的反應，通過對比靜息狀態(tài)下副交感神經(jīng)反應的情況，深呼吸動作異常的自主神經(jīng)反應分為過度的副交感神經(jīng)反
