毛雅君，陈广城 综述，苗丹民 审校

心率变异性(heart rate variability，HRV)是指逐次心搏期间的微小差异，是判断自主神经功能的理想指标。临床上，应用HRV判断心血管疾病患者和某些非心血管疾病患者的自主神经活动已进行了广泛的研究［1］。笔者旨在综述心率变异性的分析方法及其在心理疾病诊治中的应用。

1 HRV的分析方法

分析HRV的方法有许多种，大体上分为线性的分析方法和非线性的分析方法。虽然非线性分析方法对于非平稳信号通过重构，可得到心率变异信号的静态和动态信息，但目前仍局限于理论阶段［2］。因此，在此重点描述线性分析法。

1.1 时域分析法 时域分析法是临床上最早应用的线性分析法［3］。它主要利用统计学中的离散趋势分析法来分析心电中R－R间期的变化。主要评估指标包括:(1)标准差(SDNN):R－R间期标准差(单位:ms)，反映植物神经功能总体状况;(2)均值标准差(SDANN):连续5 min正常R－R间期平均值的标准差(单位:ms)，反映交感神经张力大小;(3)rMSSD:正常相邻R－R间期差值的均方根(单位:ms)，反映迷走神经张力大小;(4)PNN50:相邻R－R间期差值＞50 ms的个数占所有R－R间期个数的百分比(单位:%)，反映迷走神经张力大小;(5)HRVI:心率变异系数，即RR间期总数目与占比例最大的RR间期数目之比，反映心率总体变化的大小。这种分析法有计算简单、分析结果简便，但其敏感性和特异性较低，不能保存信号的时序信息。

1.2 频谱分析法 频谱分析法即心率的功率谱分析，主要频域指标包括:(1)总功率(TP):频段0.00 ～0.4 Hz，代表时间段内HRV的总和;(2)高频功率(HF):频段0.15～0.40 Hz，反映迷走神经功能水平;(3)低频功率(HF):频段0.04～0.15 Hz，反映交感神经功能水平;(4)极低频率:频段0.0033～0.04 Hz，与外周血管舒缩及肾素－血管紧张素系统活动有关;(5)超低频率:≤频段0.0033 Hz，反映昼夜周期节律和神经内分泌节律;(6)LF/HF:反映交感神经和迷走神经的平衡状态。LF/HF升高代表交感神经活跃，LF/HF下降代表交感与迷走神经处于不平衡状态［4］。这种分析法可以在一定程度上分离开各种生理因素对HRV的影响作用，可以准确地定量分析心率变异信号，所以更加灵敏、准确。

2 焦虑抑郁患者的心率变异

2.1 焦虑症患者的心率变异 有研究表明，机体如长期处于焦虑状态，交感神经功能持续亢进，就会导致体内神经递质的异常变化［5］。多位研究者利用HRV能够反映交感神经与副交感神经调节功能的特点对焦虑症患者进行了多项研究。杨会芹等［6］通过对30例焦虑症患者与健康人的HRV时域参数比较发现，焦虑症患者的HRV时域参数明显低于正常对照组，因此他们认为，HRV下降可以作为诊断焦虑症的临床指标之一。钟意娟等［7］研究发现，静息状态下焦虑症患者的汉密顿焦虑量表(HAMA)及精神焦虑因子分值与LF/HF呈正相关，在应激状态下焦虑组的LF和LF/HF均显著增高，与正常对照组相比差异具有显著性，此结果既表明焦虑程度越重者LF/HF比值越高，越易发生交感神经系统功能紊乱，又显示了焦虑症患者对应激的生理反应是与健康人存在着不同的生理反应模式。但国外有研究者认为焦虑症患者的HRV明显下降是由抗抑郁药物引起的［8］。他们对荷兰焦虑和抑郁研究所的2059位参与者开展研究(平均41.7岁，女性占66.8%)，以精神障碍的第4版诊断标准(DSM－IV)和国际联合诊断标准(CIDI)为依据判定患者是否存在精神障碍。其中616人为健康人群，420人既往曾患焦虑症，1059人目前患有焦虑症，对参与者同时测定HRV、心率，以及呼吸性窦性心律失常发生次数(respiratory sinus arrhythmia，RSA)。结果显示，与健康人群相比，目前患有焦虑症的患者SDNN和RSA下降，既往曾患焦虑症的患者的RSA也明显低于健康人群。对药物使用情况进行分析发现，使用了三环类抗抑郁药物或另一种抗抑郁药物(5－羟色胺受体抑制药)的患者的SDNN和RSA明显低于健康人群。而未服用药物的患者的SDAA和RSA与健康人群相比没有区别。对这些患者调整生活习惯后，上述数值几乎没有影响。但在减少了药物的使用量后，焦虑和心率变异性的相关性明显下降。

2.2 抑郁症患者的心率变异 张谦等［9］对22例抑郁症患者进行研究发现，与健康人群相比，患者的SDNN、dSDNN、nSDNN、SDANN、PNN50、RMSSD、nHF、dVLF、dRMSSD、nRMSSD均显著降低，但其降低程度不及焦虑症患者。Kemp等［10］观察了未进行药物治疗的73例抑郁症患者，其中24例患单纯抑郁，24例合并焦虑，14例合并惊恐障碍。将他们在短期休息状态下的心电图与94位健康人相比发现，伴或不伴焦虑的抑郁症患者均出现HRV的下降，合并有惊恐障碍的患者HRV的下降最明显。这一方面说明了未服用药物治疗的抑郁症患者的HRV也会发生变化，另一方面也提示单纯抑郁HRV的变化程度不及合并有焦虑症的患者。

3 健康人群焦虑和抑郁状态的心率变异

心率变异性作为一种无创性的测评工具在临床越来越受到重视，应用范围也越来越广。近年来，人们将心率变异性用于特殊人群特殊状态的研究。Mateo等［11］对11位西班牙国家男子自行车越野赛运动员的HRV开展研究，同时应用焦虑量表(CSAI－2R)进行问卷评估。以比赛当天晨训时的HRV为基线开始记录，每20 min记录一次，测定晨间训练时、赛前和为期两天比赛中的HRV以及CSAI－2R结果。结果显示，赛前的HRV与晨间训练时及赛中相比，都表现出了一个显著的下降趋势，这与赛前的躯体焦虑和认知焦虑测定值相对于晨间训练时测得的高分有高度的一致性，因此他们认为HRV分析法提供了一项用来评估竞赛压力的补充方法。Cervantes等［12］也对游泳运动员的赛前焦虑与HRV开展了研究。他们通过比较10位运动员志愿者(6名女性，4名男性)基础训练和竞赛状态时精神生理状态及CSAI－2水平发现，从基础训练状态到竞赛状态运动员的CSAI－2明显升高(P=0.009)。同时对HRV进行时域分析发现，在竞赛状态下RMSSD参数表现出明显的下降(P=0.047)，但是平均RR间期，STDRR，STDHR，NN50，TINN和pNN50标准在两种状态下无显著差别。对HRV进行频域分析发现，两种状态下交感神经活动相关参数有明显差异。表现在LF/HF%的增加(P=0，005)，标准化低频群(LFnu)出现一个明显的增高趋势(P=0.074)，而VLF和LF没有显著差异。另一方面，副交感神经活动相关参数，标准化高频群(HFnu)明显降低(P=0.013)，并在HF%参数上表现出一个明显的下降趋势(P=0.059)。该研究结果还表明，赛前焦虑越严重，RMSSD以及HRV的SD1显著下降越明显，同时伴有LF/HF%的明显增高。该研究为说明HRV分析是一种有效的，非侵入性的赛前评估交感－迷走神经功能变化的方法提供了依据。

4 展 望

现有研究表明，HRV除了可以作为焦虑、抑郁的诊断依据之外［6，10］，我们还可以通过观察HRV的变化来了解运动员的赛前精神状态［11］。由于战前压力可能会导致战士尤其是新兵处于焦虑状态，自信程度下降，严重影响战斗力。如果在结合临床表现的基础上HRV可以用于评估部队战士，尤其是新兵的战前精神状态的话，就能够尽早发现战士的心理疾患并及时进行干预，提高部队战斗力，那么这将是一个值得研究的课题。

［1］Jindal R D，Keshavan M S，Eklund K，et al.Beat－to－beat heart rate and QT interval variability in first episode neurolepticnaive psychosis［J］.Schizophr Res，2009，113(2－ 3):176－180.

［2］周星彤，周宇政，刘 畅，等.心率变异性分析新进展［J］.中国医药指南，2011，9(23):226－227.

［3］庹 焱，陶 红，朱铨英.心率变异性研究进展［J］.国外医学(生理、病理科学与临床分册)，2001，21(4):305－308.

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［5］Liao D，Barnes R W，Chambless L E，et al.Age，race，and sex differences in autonomic cardiac function measured by spectral analysis of the heart rate variability－The ARIC study［J］.Am J Cardiol，1995，76:906－912.

［6］杨会芹，杨 丽，陈 君.焦虑症患者的心率变异性研究［J］.中国行为医学科学，2006，15(11):1003－1005.

［7］钟意娟，皇甫恩，王家同.焦虑症患者心率变异性频谱分析的研究［J］.中国行为医学科学，2004，13(3):294－295.

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［9］张 谦，栾 彤，沈 洁，等.焦虑抑郁患者的心率变异性特点［J］.苏州大学学报，2008，28(5):804－806.

［10］Kemp A H，Quintana D S，Felmingham K L，et al.Depression，comorbid anxiety disorders，and heart rate variability in physically healthy，unmedicated patients:implications for cardiovascular risk［J］.PLoS One，2012，7(2):e30777.

［11］Mateo M，Blasco－Lafarga C，Martinez－Navarro l，et al.Heart rate variability and pre－competitive anxiety in BMX discipline［J］.Eur J Appl Physiol，2012，112(1):113－123.

［12］Cervantes Blasquez J C，Rodas Font G，Capdevila Ortis L.Heart－ rate variability and precompetitive anxiety in swimmers［J］.Psicothema，2009，21(4):531－536.