第九章 心率变异
HRV心率变异性
心率变异性的分析方法心率变异性（Heart rate variability，HRV）是指窦性心率在一定时间内周期性改变的现象，是反应交感-副交感神经张力及其平衡的重要指标。
HRV测定方法有两种，即时域测定法和频域分析法。
HRV分析心电信号长短不一，短者分析5min或1h，长者可分析24h，甚至几天，国内外普遍采用24h法。
时域法以RR间期的变异为基础，可用标准差、方差、极差、变异系数等来表达。
常用指标：[1]SDNN：所有窦性RR间期的标准差；[2]SDNN Index:每5min窦性RR间期标准差的均值；[3]SDANN：每5min窦性RR间期均值的标准差；[4]r-MSSD：所有邻近窦性RR间期长度差异平方均值的平方根；[5]pNN50:50毫秒间隔以上临近周期的比例，单位为百分数。
频谱分析法则是把心率变化信号分解为不同的频率成分并将其相对强度定量为功率，提供了各种频率成分的功率谱测定。
常用指标有：[1]高频带（HF，0.15-0.40Hz）:有迷走神经介导，主要代表呼吸变异。
[2]低频带（LF，0.04-0.15Hz）受交感神经和副交感神经共同影响。
[3]极低频带（VLF，0.01-0.04Hz）：可作为交感神经活动的指标。
[4]超低频带（ULF，1.15×10-5-0.0033Hz）：生理意义不明。
[5]总频谱（TF）：是信号总的变异性。
代表HF、VLF、ULF的总和。
[6]LF/HF：代表交感-迷走神经张力的平衡状态。
HRV的时域和频域测量是相关的，HF 与r-MDSS、pNN50相关，LF、VLF与SDNN Index相关，ULF与SDNN、SDANN明显相关。
心率变异分析 ppt课件
大量研究，已充分肯定了自主神经活动与多种疾病相关，特别是与某些心血管疾 病的死亡率有关。
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心电信号的产生
心脏搏动及其节律性是人体生命和生理状态的重要标志之一。心电生理学的研究 表明，心电信号来源于心肌细胞的生物电变化。心肌细胞的电激动称为除极，心 肌细胞恢复为静息状态称为复极，心电信号的产生与心肌细胞的除极和复极过程 密切相关。 心脏电激动起源于窦房结，沿特化的心脏传导系统下传，其传播方向、途径、次 序及时间存在一定的规律。若心脏不能及时发出电激动，则心脏陷于停博。 人体体液中充满电解质，具有导电性能，心脏电激动过程产生的有序生物电变化 通过体液传至身体表面，使身体各部位出现有规律而各向异性的电位变化。 通过测量电极采集体表特定点电位变化，并放大、显示及记录，即为体表心电信 号，也即是通常的 ECG 信号
目前，HRV的时域和频域特征指标在临床上使用普遍
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PPT课件心率ຫໍສະໝຸດ 异提取10PPT课件
心率变异分析阶段
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心率变异--时域分析
HRV时域分析是通过计算一系列有关的R-R间期的数理统计指标来评价心率异的临 床价值。包括统计学分析指标和几何学分析指标，常用的统计参数指标有
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心率变异--时域分析
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心电信号的波形（一）
正常心电信号波形如图，它是由特征波及其特征间期组成，每个心动周期包含一 个 P波，一个QRS波群和一个T波，有时还会出现一个小的U波
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第九章 心率变异性
第九章心率变异性Heart Rate Variability(HRV)9、1 概述心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)就是指逐次心搏间期之间得微小变异在生理条件下,HRV得产生主要就是由于心脏窦房结自律活动通过交感与迷走神经,神经中枢,压力反射与呼吸活动等因素得调节作用,使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒得差异。
在静息状态下,正常人得心电图呈现RR间期周期变化,窦性心律不齐就是由于呼吸得不同时相所介导得迷走神经反映性波动所致。
导致吸气时心率加快,呼气时心率减慢。
许多其它因素也可以引起心率得变化,例如体位、体温、血循环中得儿茶酚胺、内分泌激素以及营养、环境、药物、各种疾病等都会影响心率。
由于对HRV得生理与病理意义进行了广泛与深入得研究,其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节得重要信息,对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经紧张性与均衡性,而且还能分析自主神经系统得活动情况,在多种心血管疾病中,患者得心率变异性都有降低得趋势。
心率变异性还可以作为一个独立得心源性猝死危险性得预测指标。
心率变异性分析对多种恶性心律失常得预后判断与药物治疗效果分析有指导作用。
总之,HRV得生理学基础归因于交感、迷走神经系统,其中迷走神经对HRV起着主要得决定作用,所以,迷走神经功能健全时,心率变异程度大,迷走神经功能受损时,心率变异程度小。
9、2 心率变异性得分析方法HRV分析得心电信号有长有短,短期得只有5分钟,最长1小时;长期得可达24-48小时。
记录可在不同体位(仰卧、倾斜、直立或倒立位)与动作(平静呼吸、深呼吸、Valsava动作、运动)进行。
HRV分析目前采用得方法有时域分析法,就是应用数理统计指标对HRV作时域测量,包括简单法与统计学方法;频域方法或频谱分析方法原理就是将随机变化得RR间期或瞬时心率信号分解为多种不同能量得频域成份进行分析,可以同时评估心脏交感与迷走神经活动水平。
心率变异性分析在运动医学中的应用
心率变异性分析在运动医学中的应用随着人们对于健康的重视和体育锻炼的普及，越来越多的人开始使用心率监测设备来记录自己在运动过程中的心率状态。
而心率变异性（Heart Rate Variability, HRV）分析则是其中的一项重要应用。
在运动医学领域，HRV分析可以用来评估运动员的身体状态以及训练程度，同时也可以用来指导普通人的运动以及健康管理。
一、什么是心率变异性？简单来说，心率变异性指的是心率间期间隔变化的情况。
正常情况下，人的心率是由心脏不断的收缩和舒张而形成的。
而在每次心脏收缩之间的时间间隔就叫做心率间期（RR间期）。
而这些心率间期的变化，就体现为心率变异性。
二、 HRV分析在运动医学中的应用1. HRV作为评价心理应激与情绪状态的指标运动是一种较为强烈的心理应激。
在运动过程中，体内会释放多种激素，这些激素会影响到心率的变异性，因此，多项研究表明，HRV可以被作为一种评估运动员心理应激和情绪状态的指标来使用。
2. HRV作为评价运动员训练程度的指标在运动员日常的训练中，要求运动员达到一定的训练量和强度，以达到一定的身体适应能力的提升。
而在这个过程中，HRV也能够对运动员的训练水平和身体调节能力进行评价。
通过HRV分析，可以发现训练量和强度过大的运动员，其心率变异性会有明显的降低；而训练量和强度适中的运动员，则会表现出较好的心率变异性。
3. HRV在指导运动员训练上的应用基于对于HRV指标的理解和分析，可以更好地指导运动员的训练和调整。
一项研究发现，进行有氧运动训练的运动员，当HRV低于基准值的时候，不宜进行激烈的有氧运动训练，而应采取适度活动或其他低强度的训练方式；而HRV高于基准值的时候，则可以开始更为激烈的训练。
4. HRV在健康管理中的应用除了在运动员的训练和调整上使用HRV分析外，普通人也可以通过HRV来进行健康管理。
例如，在工作和生活压力较大的时候，我们的心率变异性会有所降低。
《心率变异性课件》
心率变异性的性质及其动态变化
心率变异性具有多种性质，包括总体变异性、呼吸相关变异性和长期变异性。它们在不同情况下呈现出不同的 动态变化，受到许多因素的影响。
心率变异性的生理机制
心率变异性的生成涉及到心脏自主神经系统的调控，主要由交感神经和副交 感神经的相互作用所决定。这些机制包括心率调节中枢、心脏传导系统和神 经递质的影响。
如何进行心率变异性的测量？
测量心率变异性可以使用非侵入性的方法，如心电图（ECG）和脉搏波等。这些技术可以提供有关心脏神经调 节的信息，进而评估心脏状况和自主神经功能。
心率变异性的临床意义
心率变异性在临床中具有重要的意义。它可以作为评估心血管健康、预测心 脏病发作风险和指导治疗的指标。它还可以用于评估慢性疾病的严重性和预 后。
心率变异性与神经退行性 疾病
心率变异性可以用作识别和监测 神经退行性疾病的指标，如阿尔 茨海默病等。
心率变异性与脑损伤
心率变异性可以用于评估和预测 脑损伤的严重程度和预后。
心率变异性与脑电图
心率变异性可以与脑电图相结合， 提供对大脑功能状况的研究和评 估。
心率变异性在运动中的变化及其应用
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运动对心率变异性的影响
运动可以显著改善心率变异性，提高心脏适应能力和健康水平。
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运动中的心率变异性测量
运动中的心率变异性测量可以用于评估运动负荷和身体适应性。
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心率变异性在运动调控中的应用
心率变异性在运动调控中具有很大潜力，可以指导训练计划和改善运动表现。
心率不同时间点之间的变化程度。本课件将介绍心率变异性 的性质、生理机制、测量方法以及临床应用，探讨其与运动、心血管疾病、 神经系统疾病、情绪等领域的关系，包括其在医学体育、应激反应、健康评 估和未来发展中的应用。
心率变异性分析
心率变异性分析时域SDNN：141+39ms (102-180) (交、迷)所用窦性RR间期标准差SDANN：127+35ms （92-162）（交感）每5分钟窦性RR间期均值标准差Rmssd：37+15ms （22-52）（迷走）所用邻近窦性RR间期长度差异平均值的平方根PNN50 0/0 50MS间期以上临近周期的比例SDNNinder：每5分钟窦性RR间期标准差均值频域TP：3466+1018（2448-4484）（总频）LF：1170+416 （754-1586）（交、付）HF：975+203 （772-1178）（迷走）LF/HF：1.5+2.0 （-0.5-3.5）（动态平衡）白天夜晚LF：286+203MS 147+197MSHF：117+63MS 369+151MSLF/HF：2.4+1.2 0.3+0.85分钟能谱分析法正常值5分钟平均心率标准差LF HF LF/HF2.34+0.45 0.02-0.15HZ 0.15-0.35HZ 0.35-0.5HZ(1.89-2.79) 6.06+0.64 5.27+0.65 3.37+0.64 2.09+1.01(5.42-6.70) (4.62-5.92) (2.73-4.01) (1.08-3.10)标准差法：CD 117.02+16.16MS (100.86-133.18MS)HRV指数法：HRVinder 18.37+2.02 （16.35-20.39ms）心肌缺血定位P：60-100 P-R：120-200前间壁：V1-2或3前壁：V2-4或5 QRS：60-100 Q-T：360+40 U：160-250前侧壁：V4-6高侧壁：I avL ST：肢体上抬<0.1 胸导：V1-4<0.25 下移：<0.1广泛前壁：V1-6 I avL下壁：II III avF心尖部：II III avF V3-5后壁：V7-9 V1-2 R增高ST下降T直立右室：V3R V4R V5R呈QS V4RST抬高>=0.1起搏器感知障碍（即起搏器事件）：感知失败（包括感知不良和感知过度），夺获失败，输出失败。
心率变异性在体育运动中的应用
心率变异性在体育科研中的应用杨帆摘要：心率变异性(HRV)是逐次心跳RR间期不断波动的现象，是近年来比较受关注的无创、稳定、准确且易行的心电监测指标之一。
对HRV信号的提取分析可以定量评估心交感神经和迷走神经的均衡性。
近年来HRV指标在竞技体育和全民健身领域中得到了广泛的关注和应用。
关键词:心率变异性；运动；应用Abstract:Key words: HRV; sport1.心率变异性（HRV）的概述1.1心率变异性的定义及其作用通过测量心跳与心跳之间的间隔时间表明，每次心跳的间隔是不恒定的，是有变化的，这一变化称为心率变异性（Heart Rate Variability，HRV），是指逐次心跳间期之间的微小变异。
HRV的变化实质上是反映神经体液因素对窦房结的调节作用，也就是反映自主神经系统交感神经活性与迷走神经活性及其平衡协调的关系。
同时，HRV具有无创性、敏感性高、可重复等优点，是评价心脏自主神经系无创性检查心脏自主神经调节功能的一种手段，广泛应用于心血管疾病临床实践和基础研究，具有重要的生理学研究及临床意义[]。
HRV信号中蕴含了有关心血管控制系统及体液调节等大量信息，对这些信息的提取分析可以定量评估心交感神经和迷走神经的均衡性及其对心血管活动的影响，近年来HRV指标在体育科研中也得到了较为广泛的关注和应用。
例如，HRV能够提示运动之前的疲劳程度、失水的情况、承受的精神压力甚至焦虑的程度或者其他外来的应激作用[]。
1.2心率变异性的生理学基础心脏搏动的固有频率是由窦房结自律细胞决定的，同时窦房结自律细胞又同时接受交感神经和迷走神经的支配，来自内、外环境变化的信息经过神经中枢的整合，最后通过心交感神经和迷走神经的协调作用，来调节心率的变化。
从整体上看，心血管系统实际是一个“血压”控制系统，凡能影响血压的因素都能引起心率改变。
一些生物感受器包括位于心房、心室和肺的机械感受器及位于颈动脉窦、主动脉弓的压力感受器均以感受血压和血容量的变化，通过压力反射引起心率改变。
心率变异分析
2021/10Βιβλιοθήκη 101812RMSSD:相邻RR间期差值的均方根。 （正常参考值39.0±15.0）
PNN50:相邻NN之差>50ms的个数占总窦性 心搏个数的百分比。
（正常参考值：16.7±12.3）
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临床应用的范围
心脏性猝死（SCD）预测：由于HRV是反映 自主神经张力的最敏感的指标，因此HRV 降低是预测心脏性猝死最有价值的独立指 标。
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心率变异性的产生
心率变异性是指逐次心搏间期的微小差异， 它产生于自主神经系统对心脏窦房结的调 制，使得心搏间期一般存在几十毫秒的差 异和波动。
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什么是心率变异性
心率变异性是指逐次心跳周期差异的变化情 况，它含有神经体液因素对心血管系统调 节的信息。
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常用指标及正常参考范围
SDNN:全部窦性心搏RR间期（简称NN间期） 的标准差。单位为ms 。 （正常参考值：141±39，另一种标准值 是141.7±29.2.）
SDANN:RR间期平均值标准差。单位为ms 。 （正常参考值130.9±28.3）。
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心率变异性的大小实质上是反映神经体液因
素对窦房结的调节作用，也就是反映自主 神经系统交感神经活性与迷走神经活性及 其平衡协调的关系。
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在迷走神经活性增高或交感神经活性减低时， 心率变异性增高，反之相反。
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心率变异性分析方法
分析主要分为： 时域 频率 非线性分析
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心率变异性及其相关算法的实现
❖ 监测心肌病患者病情。无心力衰竭的扩张型心肌病患者，植 物神经功能普遍受损。通过心率功率谱分析，可以了解心肌 病患者的病情。
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疾病诊查与研究意义
❖ 监测心脏移植术后的排斥反应。心脏移植术后，患者心脏心 率变异性显著降低甚至消失，一旦发生排斥反应，心率变异 性则明显增高，因此，心脏移植术后应定期检查心率变异性 ，以了解和预防心脏排斥反应的发生，及时采取相应措施。
❖ [2] 刘晓芳，叶志前. 心率变异性的分析方法和应用. 国外医 学生物医学工程分册，2001,24(1): 42-48.
❖ [3] 王步青，王卫东. 心率变异性分析方法的研究进展. 北京 生物医学工程，2007,26(5): 551-554.
❖ [4] 牛德金，赵瑞红，黄佳. 检查心率变异性的意义. 家庭医 生.
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疾病诊查 研究意义
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疾病诊查与研究意义
❖ 检测冠心病病人猝死的发生。凡副交感神经张力降低的冠 心病人，其心室颤动的阈值低，容易发生心脏性猝死，而 且心肌梗塞后的死亡率也增高。
❖ 了解副交感神经的受损情况。充血性心力衰竭患者植物神 经机能普遍受损害而降低，但副交感神经受损更显著，可 运用频域分析法进行监测。
理论成熟、算法简单、 各项指标意义明确，因 此较广泛的应用于临床 和医学实验中
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频域分析
时域分析
❖ 时域分析是通过计算一系列有关R-R间期的数理统计指标 来评价心率变异性的临床价值。常用的统计参数指标有均 值（MEAN）、总体标准差（SDNN）、均值标准差（ SDANN）和差值均方的平方根（r-MSSD）等。
该算法除了可以计算心率变异性之外，还有以下2种附加功能： ❖ 对心率的正常与否进行判断，输出有心率正常、心动过速、心
心率变异性概述
第九章心率变异性Heart Rate Variability(HRV)9.1 概述心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异在生理条件下，HRV的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。
在静息状态下，正常人的心电图呈现RR间期周期变化，窦性心律不齐是由于呼吸的不同时相所介导的迷走神经反映性波动所致。
导致吸气时心率加快，呼气时心率减慢。
许多其它因素也可以引起心率的变化，例如体位、体温、血循环中的儿茶酚胺、内分泌激素以及营养、环境、药物、各种疾病等都会影响心率。
由于对HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况，在多种心血管疾病中，患者的心率变异性都有降低的趋势。
心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。
心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。
总之，HRV的生理学基础归因于交感、迷走神经系统，其中迷走神经对HRV起着主要的决定作用，所以，迷走神经功能健全时，心率变异程度大，迷走神经功能受损时，心率变异程度小。
9.2 心率变异性的分析方法HRV分析的心电信号有长有短，短期的只有5分钟，最长1小时；长期的可达24-48小时。
记录可在不同体位（仰卧、倾斜、直立或倒立位）和动作（平静呼吸、深呼吸、Valsava 动作、运动）进行。
HRV分析目前采用的方法有时域分析法，是应用数理统计指标对HRV作时域测量，包括简单法和统计学方法；频域方法或频谱分析方法原理是将随机变化的RR间期或瞬时心率信号分解为多种不同能量的频域成份进行分析，可以同时评估心脏交感和迷走神经活动水平。
运动科学知识：运动科学中的心率变异性
运动科学知识：运动科学中的心率变异性心率变异性是指心跳的时间间隔不规则性，即在同一时间内心跳间隔时间的差异。
它是心率控制系统稳定性和弹性的表现。
正常情况下，心跳会随着呼吸的变化而发生一定程度的波动，这在心率变异性中也有所体现。
心率变异性不仅是一项非常有趣的生理学现象，而且它还是运动生理学、疾病诊断等领域中的重要指标。
本文将重点讨论心率变异性的相关知识。
1.心率变异性的测量方法心率变异性的测量通常采用心率变异性分析仪，通过记录心电图信号来分析正常人和患病人的心率变异性情况。
心率变异性分析仪可以记录心跳之间的间隔时间，并进行心率变异性计算。
2.心率变异性的生理意义在正常生理状况下，人体的自主神经系统会对心脏产生影响，通过控制心跳的频率和节律来保持心脏的稳定性。
这个调节过程由交感神经系统和副交感神经系统协调完成。
这两个神经系统对心脏同样具有舒张和收缩的作用，但相互之间有竞争和平衡关系。
当交感神经系统兴奋时，心率会加速，而副交感神经系统则会使心率变缓。
心率变异性是体现这个调节过程的重要指标之一。
心率变异性的愈高，说明自主神经系统调节能力越强，心脏的自我调节能力也越好，同时身体的应激反应也会受到抑制。
3.心率变异性与运动的关系通过大量的研究，我们已经了解到，运动会对心率变异性产生影响。
一般而言，高强度的运动会降低心率变异性，而低强度的运动则会提高心率变异性。
这是因为高强度的运动会刺激交感神经系统的兴奋，从而影响自主神经系统的平衡，导致心率变异性降低。
相反，低强度的运动则会刺激副交感神经系统，从而加强自主神经系统的调节能力，导致心率变异性的升高。
由此可见，适当的低强度运动可以提高心率变异性，这有助于改善心脏健康状况。
而高强度运动对身体的应激反应和自主神经系统的调节能力有负面影响，应慎重选择。
4.心率变异性在疾病诊断中的应用由于心率变异性与自主神经系统的调节能力息息相关，因此它在一些疾病的诊断和治疗中有着非常重要的应用。
(完整版)第九章心率变异性
第九章心率变异性Heart Rate Variability(HRV)9.1 概述心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异在生理条件下，HRV的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。
在静息状态下，正常人的心电图呈现RR间期周期变化，窦性心律不齐是由于呼吸的不同时相所介导的迷走神经反映性波动所致。
导致吸气时心率加快，呼气时心率减慢。
许多其它因素也可以引起心率的变化，例如体位、体温、血循环中的儿茶酚胺、内分泌激素以及营养、环境、药物、各种疾病等都会影响心率。
由于对HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况，在多种心血管疾病中，患者的心率变异性都有降低的趋势。
心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。
心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。
总之，HRV的生理学基础归因于交感、迷走神经系统，其中迷走神经对HRV起着主要的决定作用，所以，迷走神经功能健全时，心率变异程度大，迷走神经功能受损时，心率变异程度小。
9.2 心率变异性的分析方法HRV分析的心电信号有长有短，短期的只有5分钟，最长1小时；长期的可达24-48小时。
记录可在不同体位（仰卧、倾斜、直立或倒立位）和动作（平静呼吸、深呼吸、Valsava 动作、运动）进行。
HRV分析目前采用的方法有时域分析法，是应用数理统计指标对HRV作时域测量，包括简单法和统计学方法；频域方法或频谱分析方法原理是将随机变化的RR间期或瞬时心率信号分解为多种不同能量的频域成份进行分析，可以同时评估心脏交感和迷走神经活动水平。
第九章心率变异性
心电工作站 2.0 临床应用手册心率变异性第九章心率变异性Heart Rate Variability(HRV)9.1概述心率变异性（ Heart Rate Variability ， HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异在生理条件下， HRV的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。
在静息状态下，正常人的心电图呈现RR间期周期变化，窦性心律不齐是由于呼吸的不同时相所介导的迷走神经反映性波动所致。
导致吸气时心率加快，呼气时心率减慢。
许多其它因素也可以引起心率的变化，例如体位、体温、血循环中的儿茶酚胺、内分泌激素以及营养、环境、药物、各种疾病等都会影响心率。
由于对 HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对 HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况，在多种心血管疾病中，患者的心率变异性都有降低的趋势。
心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。
心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。
总之， HRV的生理学基础归因于交感、迷走神经系统，其中迷走神经对HRV起着主要的决定作用，所以，迷走神经功能健全时，心率变异程度大，迷走神经功能受损时，心率变异程度小。
9.2心率变异性的分析方法HRV分析的心电信号有长有短，短期的只有 5 分钟，最长 1 小时；长期的可达24-48 小时。
记录可在不同体位（仰卧、倾斜、直立或倒立位）和动作（平静呼吸、深呼吸、 Valsava 动作、运动）进行。
HRV分析目前采用的方法有时域分析法，是应用数理统计指标对HRV作时域测量，包括简单法和统计学方法；频域方法或频谱分析方法原理是将随机变化的RR间期或瞬时心率信号分解为多种不同能量的频域成份进行分析，可以同时评估心脏交感和迷走神经活动水平。
何谓心率变异
何谓心率变异
朱志忠
【期刊名称】《江苏实用心电学杂志》
【年(卷),期】1994(000)003
【摘要】心率变异(Heart ate variability,HRV)是反映心脏自主神经状况的无创性指标。
心脏植物神经系统通过多种调节与反射机制影响心率的变化,常规记录24小时动态心电图后,将全部窦性心动经计算机专用程序软件处理即可得到一系列对心脏植物神经活性作用定量估计的指标,通称为HRV。
【总页数】1页(P142-142)
【作者】朱志忠
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】R541.7
【相关文献】
1.扩张型心肌病患者心率减速力、连续心率减速力、心率加速力及心率变异性与左室射血分数相关性分析 [J], 林宝英;曾维佳;李贵;王长溪;陈舒玲;金铃胆
2.冠心病对心率变异性的影响——附581例心率变异性分析 [J], 叶峰;叶斌主
3.心率变异性──测量标准,生理释义与临床应用——续一:心率变异性的生理研究[J], 胡大一;郭成军;李瑞杰
4.短程心率变异与长程心率变异对比分析 [J], 王晓玮;李新;熊国风
5.床旁一分钟心率变异测试与Holter心率变异测试两种方法的临床研究 [J], 秦海凤;刘玉海;王晓玮;李新;敬慧智
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第九章心率变异性Heart Rate Variability(HRV)9.1 概述心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异在生理条件下，HRV的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。
在静息状态下，正常人的心电图呈现RR间期周期变化，窦性心律不齐是由于呼吸的不同时相所介导的迷走神经反映性波动所致。
导致吸气时心率加快，呼气时心率减慢。
许多其它因素也可以引起心率的变化，例如体位、体温、血循环中的儿茶酚胺、内分泌激素以及营养、环境、药物、各种疾病等都会影响心率。
由于对HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况，在多种心血管疾病中，患者的心率变异性都有降低的趋势。
心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。
心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。
总之，HRV的生理学基础归因于交感、迷走神经系统，其中迷走神经对HRV起着主要的决定作用，所以，迷走神经功能健全时，心率变异程度大，迷走神经功能受损时，心率变异程度小。
9.2 心率变异性的分析方法HRV分析的心电信号有长有短，短期的只有5分钟，最长1小时；长期的可达24-48小时。
记录可在不同体位（仰卧、倾斜、直立或倒立位）和动作（平静呼吸、深呼吸、Valsava 动作、运动）进行。
HRV分析目前采用的方法有时域分析法，是应用数理统计指标对HRV作时域测量，包括简单法和统计学方法；频域方法或频谱分析方法原理是将随机变化的RR间期或瞬时心率信号分解为多种不同能量的频域成份进行分析，可以同时评估心脏交感和迷走神经活动水平。
以上两种分析方法都属于线性分析方法，而人体内的生物过程都属于非线性过程，为此，又提出了第三种分析方法，即以非线性（混沌）分析方法来描述心率变异性的特性。
9.2.1 时域分析法利用计算机对5分、15分、30分或更长时间同步12导联心电图记录所取的心电信号QRS波进行逐个识别，去除非窦性QRS波，将心电信号数字化，取得一系列有关R-R间期的数理统计指标。
R-R间期直方图和R-R间期差值直方图·R-R间期直方图心电图的R-R间期在心律失常时有较大差异，即使是窦性心律，也因活动及体液因素的影响而有一定波动。
分析心电图R-R间期变化可提供许多心理生理的信息。
直方图的形状可反映HRV大小，当R-R间期直方图高而窄时，HRV小，R-R间期直方图低而宽时，HRV大。
R-R间期直方图的基本形状分为单峰、闭合双峰和开放双峰三种基本形状。
在正常人，尤其是在HRV大的人，其R-R间期直方图低而宽，多呈开放型峰形状（如图9-1）。
而严重的冠心病，尤其是心肌梗死，充血性心力衰竭等导致HRV降低时，R-R间期直方图高而窄，多呈单峰形状。
图9-1 R-R间期值方面·R-R间期差值直方图R-R间期差值直方图是以相邻的窦性心搏的间期差值基础上统计出来的。
R-R间期差值直方图的横坐标为两个相邻窦性心搏的R-R间期值（采样间隔为7.8125ms），后一个周期比前一个周期长时，差值为正数，反之差值为负数，纵坐标为心搏数。
R-R间期直方图代表了心率变化的客观情况，R-R间期差值直方图代表了相邻心搏R-R 间期的差异大小。
（图9-2）图9-2 R-R间期差值直方面及相应的平均心率趋势图时域方法：推荐指标：推荐使用的HRV时域检测指标有4项：即SDNN、HRV三角形指数（HRV Triangular Index）、SDANN、RMSSD。
SDNN、HRV三角形指数用于评估心率总体变化的大小：SDANN用于评估心率变化中的长期慢变化成分。
而RMSSD反映心率快变化成分的大小。
上述4个指标的定义为：·SDNN：标准差，即全部NN间期的标准差，单位为ms。
·HRV三角形指数：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，横坐标刻度间隔的标准为7.8125ms(1/128s)，无量纲。
·SDANN：将全部记录的NN间期，按记录的时间顺序每5分钟为一个时间段，连续地划成若干个时间段（如为24小时，共288段），先计算每5分钟时间段内NN间期的平均值，再计算这若干个平均值的标准差，单位为ms。
·RMSSD：全程相邻NN间期之差的均方根值，单位为ms。
可以使用的其它时域指标：除了以上四个推荐的时域指标外，在临床研究工作中下列时域指标也可以使用：·SDNN Index:将全部记录的NN间期，按记录的时间顺序，以每5分钟为一个时间段，连续地划分成若干个时间段，计算每个时间段内NN间期的标准差，再计算这些标准差的平均值，单位为ms。
·SDSD：全程相邻NN间期长度之差的标准差，单位为ms。
·NN50：在全部的NN间期的记录中，有多少对相邻的NN间期之差大于50ms，单位为心搏个数。
·pNN50：NN50除以总的NN间期的个数，以百分比表示。
·TINN：当使用最小方差的方法，以三角形来近似地描述NN间期的直方图时，所得到的近似三角形的底宽，单位为ms。
9.2.2 频域分析法心率变异性的频域分析是从另一角度，即频谱分析的角度来分析心率变化的规律。
它与时域分析既有相关性，又能揭示出心率的更复杂的变化规律。
频域分析方法是将一段比较平稳的RR间期或瞬时心率变异信号（通常大于256个心跳点）进行快速傅立叶变换（FFT）或自回归参数模型法（AR）运算后，得到以频率（Hz）为横坐标，功率谱密度为纵坐标的功率谱图进行分析（见图9-3）。
图9-3 频谱图FFT是经典谱估计方法，算法简单。
输入和输出信号能量有线性关系，但对信号要作周期延拓假定，短数据谱分辨率较低，并有能量泄露现象。
AR属现代估计方法，需求数据短，分辨率高，谱线光滑，但定阶困难，谱的波谷跟踪能力差。
最近更仔细的研究发现，正常人基础状态下心率谱曲线在0-0.4Hz之间，0.003-0.04Hz 为极低频段（VLF），0.04-0.15Hz为低频段（LF），0.15-0.4Hz高频段（HF），0-0.40Hz为总功率谱（TP）。
研究证明，VLF反映心率变化受热调节（体温），血管舒缩张力和肾血管紧张素系统的影响；LF反映交感和迷走神经的双重调节；HF只反映迷走神经的调节；TP反映HRV大小，LF/HF比值反映自主神经系统的平衡状态，基本上代表交感神经张力的高低。
正常人HRV随年龄增长而减小，在分析HRV时应考虑到年龄因素。
此外，HRV夜间变异度大于白天，这与夜间迷走神经张力高于白天相一致，因此，为了能反映昼夜间的变化，现已多强调记录24小时心率，用以分析HRV为宜。
白天与夜间平均正常心动周期差<40ms视为异常。
频谱的成分和频段的成分①短程记录：短程记录的记录时间推荐为5分钟。
短程记录的频谱，被划成三个频段，各频段的划分及由各频段计算的指标定义如下（表9-1）其中,VLF、LF、HF是PSD曲线中，落入不同频段的PSD成分的积分值，也就是中心频率落入不同频段的各成分的面积。
规一化的低频段功率定义为：LF norm=100×LF/(总功率-VLF)规一化的高频段功率定义为：HF norm=100×HF/(总功率-VLF)表9-1 短程记录频谱分析频段的划分指标单位说明频段5min总功率ms×ms 5min内NN间期的变化≤0.40VLF ms×ms 极低频段功率≤0.04LF ms×ms 低频段功率0.04-0.15LF norm nu 规一化低频段功率HF ms×ms 高频段功率0.15-0.40HF norm nu 规一化高频段功率LF/HF LF与HF比值②长程记录：长程记录也可以进行HRV频域分析。
频域被分成4个频段，各频段的划分及指标定义如下（表9-2）表9-2 长程记录频谱分析频段的划分指标单位说明频段总功率ms×ms 全部NN间期的变化≤0.40ULF ms×ms 超低频段功率≤0.003VLF ms×ms 极低频段功率0.003-0.04LF ms×ms 低频段功率0.04-0.15HF ms×ms 高频段功率0.15-0.49.2.3 HRV指标的正常值目前国内尚无被普遍认可的正常人群HRV时域及频域指标的正常值。
由文献1所给出的正常值可供参考（表9-4）。
表9-4 HRV指标的正常值（x±s）指标单位正常值·24小时时域分析·SDNN ms 144±39·SDANN ms 127±35·RMSSD ms 24±12·HRV三角形指数ms 27±15·平静仰卧5分钟记录的ms×ms 3466±1018频域分析总功率·LF ms×ms 1170±416·HF ms×ms 975±203·LF nu 54±4·HF nu 29±39.2.4 心率变异性的非线性（混沌）分析近年来，混沌理论（Chaos Theory）已经用于心率变异在时间域领域上的分析，但它属于非线性的分析方法。
（1）RR间期散点图RR间期散点图又称洛伦兹散点图（Lorenz Plot）或称宠加来散点图（Poincare Plot），它是反映相邻RR间期的变化。
不同人的Poincare散点图可以呈现多种形式，通常，正常人呈慧星状（Conet Pattern）。
如图9-4（A）（B）（C）（D）所示；心衰病人的散点图见图9－5。
图9-4 正常人的Poincare散点图（A）28岁，SD=148ms (B)45岁，SD=167ms（C）28岁，SD=90ms (D)52岁，SD=104ms图9-5 心衰病人的Poincare散点图A.SD=41ms 鱼雷形B.SD=43ms 鱼雷形C.SD=26ms 扇形D.SD=59ms 扇形E.SD=104ms 复杂形F.SD=44ms 复杂形Poincare散点图的形状直接反映了瞬时心率变化曲线的特征，以正常的慧星状散点图为例，散点大都集中在图中45度角的直线附近。
这说明正常人相邻的窦性心搏的RR间期大致是相等的，而围绕45度线散开，说明正常人存在有窦性心律不齐。