(完整版)第九章心率变异性
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。
心率变异性分析
RMSSD：相邻RR间期差值的均方根。（正常参考值39.0+-15.0）
PNN50：相邻NN之差大于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）
壹
贰
目前HRV研究的临床意义
1
2
4
3
预测心脏性猝死（急性心肌梗死）
定量评估自主神经系统功能
（糖尿病、冠心病、心梗）指导治疗
对高血压病、心衰、心脏移植、甲亢等疾病的临床应用都有潜在的临床应用价值。
1
2
3
4
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。
HRV在高血压、充血性心力衰竭、心脏移植、慢性二尖瓣返流、二尖瓣脱垂、室性心律失常、室上性心律失常等疾病的临床研究的研究中都有潜在的应用价值。
急性心肌梗死后患者危险性评估：HRV的降低是预测急性心肌梗死后患者发生心脏性猝死和恶性心律失常危险的重要独立指标。一般建议在梗死后一周开始进行HRV的检测。HRV在梗死后立即降低，并在几周后开始恢复（2周后逐渐回升），大约6-12个月恢复正常。因此，多次测定HRV可能比单次测定价值更大。梗死后HRV恢复的快慢对以后死亡的危险性也有预测价值。
心率变异性分析
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心率变异性是反映自主神经神经系统活性和定量评估心脏交感神经与迷走神经张力及平衡性，从而判断其对心血管疾病的病情及预防，可能是预测心脏性猝死和心律失常性事件的有价值的指标。
致命性的心律失常与交感神经的兴奋性增加、迷走神经的兴奋性减少有关，自主神经系统活动的量化可以通过心率变化的程度表现出来，心率变异（HRV）代表了这种量化标测。
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。
心率变异性分析
心率变异性分析心率变异性（Heart Rate Variability，简称HRV）是指心率在不同时间点上的变动程度，是研究自主神经系统功能的重要指标之一。
通过分析心率的变异性，可以得到很多有关心血管、神经、内分泌等系统功能状态的信息，对于心脑血管疾病的早期预警和健康管理具有重要意义。
本文将对心率变异性进行详细分析。
心率变异性是指心率在给定时间间隔内的变动差异。
正常人在安静状态下，心率是有规律地波动的，即心跳之间的时间间隔不是完全固定的，而是存在一定程度的变化。
心率变异性主要受到自主神经系统对心脏的影响，包括交感神经和副交感神经。
交感神经的兴奋会加快心率，而副交感神经的兴奋则会减慢心率。
因此，心率变异性一般被认为是自主神经系统功能的直接反映。
心率变异性是通过心电图（Electrocardiogram，简称ECG）来测量和分析的。
ECG是通过电极贴在人体皮肤上，记录心脏电活动并转化为图形数据。
在安静状态下，人体的心电图呈现一种规律的波动，主要由心脏起搏点发放的电信号引起。
通过对心电图数据进行处理和分析，可以得到心率变异性的相关指标。
心率变异性的分析方法有很多种，常用的包括时域分析、频域分析和非线性分析。
时域分析是最简单、最直观的一种方法，通过计算相邻RR间期（即相邻两次心跳之间的时间间隔）的标准差来评估心率变异性的大小。
标准差越大，说明心率的变异程度越高，自主神经系统功能越好。
频域分析则是将心率变异性的时间序列分解成不同频率的成分，主要包括低频成分（LF）和高频成分（HF）。
低频成分反映了交感神经和副交感神经的相对活性，高频成分则主要反映副交感神经的活性。
通常情况下，低频成分和高频成分之比（LF/HF比）越大，交感神经的活性越高，副交感神经的活性越低。
非线性分析则是利用复杂系统理论来研究心率变异性的非线性特征。
常用的非线性指标包括自相关函数、样本熵和分形维数等。
这些指标能够反映出心率变异性的复杂程度和混沌特征，有助于更全面地评估自主神经系统的功能状态。
《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
1
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。
2
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。
3
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ppt课件
心率变异性分析
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心率变异性分析
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目前HRV研究的临床意义
• 预测心脏性猝死（急性心肌梗死） • 定量评估自主神经系统功能 • （糖尿病、冠心病、心梗）指导治疗 • 对高血压病、心衰、心脏移植、甲亢等疾病的临床应用都有潜在
的临床应用价值。
心率变异性分析
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临床应用的范围
心率变异性分析
心率变异性分析
1
心率变异概念
• 心率变异性是反映自主神经神经系统活性和定量评估心脏交感神 经与迷走神经张力及平衡性，从而判断其对心血管疾病的病情及 预防，可能是预测心脏性猝死和心律失常性事件的有价值的指标。
心率变异性分析
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• 致命性的心律失常与交感神经的兴奋性增加、迷走神经的兴奋性 减少有关，自主神经系统活动的量化可以通过心率变化的程度表 现出来，心率变异（HRV）代表了这种量化标测。
• 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。
心率变异性分析
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潜在的临床应用领域
• HRV在高血压、充血性心力衰竭、心脏移植、慢性二尖瓣返流、 二尖瓣脱垂、室性心律失常、室上性心律失常等疾病的临床研究 的研究中都有潜在的应用价值。
心率变异性分析
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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。
心率变异性分析
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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
心率变异性分析
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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141.7+_29.2）
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。
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。
心率变异性分析
可重复性
由于研究方法和数据处理技术的差异，不同 研究之间的结果可能存在不一致甚至相互矛 盾的情况，影响研究的可重复性。
交叉学科知识的需求
生理学
心率变异性分析涉及生理学、心电学等多个 学科领域，需要研究者具备相关学科背景和 知识储备。
数据科学
心率变异性数据处理和分析需要运用到数据 科学的相关理论和方法，如信号处理、统计
详细描述
时域分析法主要关注相邻心跳之间的时间间隔，通过计算标准差、变异系数等 统计指标来评估心率变异性。这种方法简单易行，但可能无法全面反映心脏自 主神经系统的调节功能。
频域分析法
总结词
频域分析法通过将心率信号转换为频域，从而分析不同频率成分的能量分布，以 评估心率变异性。
详细描述
频域分析法利用快速傅里叶变换等方法将心率信号分解为不同频率的成分，并计 算各成分的功率谱密度。通过分析不同频率带的能量分布，可以了解心脏自主神 经系统的调节状态。该方法能够提供更全面的信息，但计算较为复杂。
应激反应监测
在应激状态下，心率变异性可能会发生变化，监测心率变异性有助于评估应激反应的程度和影响。
其他应用领域
糖尿病自主神经病变的评估
心率变异性分析可用于评估糖尿病患者的自主神经病变情况。
药物疗效评估
在某些药物治疗过程中，心率变异性的变化可以作为药物疗效的评估指标。
04
心率变异性研究的挑战与展望
分析等。
新技术与新方法的探索
传感器技术
随着传感器技术的不断发展，新型的心率变异性传感 器正在被研发，以提高数据采集的准确性和稳定性。
机器学习与人工智能
利用机器学习和人工智能技术对心率变异性数据进行 深度挖掘和分析，有望发现新的特征和规律。
什么是心率变异性（HRV）？监测健康的重要指标。
什么是心率变异性（HRV）？监测健康的重要指标。
在上一期中，我们介绍了静息心率，并与你分享了监测静息心率的作用。
今天，我们继续谈关于心跳的指标。
这一期，我们讲心率变异性（Heart rate variablity），简称HRV。
【概要先行】① 健康的心脏拥有健康的“不规律”，HRV测的就是心跳的不规律性。
② 心跳的不规律性是由自主神经主导的；因此，HRV能够反映神经系统的健康。
③ 通常来说HRV越高越好。
高HRV代表更好的心血管功能和抗压能力，而低HRV意味着更高的焦虑抑郁风险，以及更高的心血管疾病的死亡率。
④ 压力过大、情绪波动、睡眠不良、某些药物和食物，都可能降低HRV。
⑤ 持续锻炼，特别是耐力训练，能够改善HRV水平——使HRV 升高。
1.什么是HRV？健康的心脏拥有健康的“不规律”。
比如说，你此时的心率是60，这并不意味着你的心脏是1秒钟跳1下。
真实的情况可能是，两次连续心跳之间间隔1.12秒，又有另外两次连续心跳的间隔为0.86秒，只不过平均下来一分钟跳了60次。
而HRV测量的，就是这种心跳的不规律性。
如果你的心跳很规律，那么HRV就会比较低；如果你的心跳间隔差别比较大，你的HRV就会相对较高。
通常，我们希望HRV越高越好。
心跳的这种不规律性是由我们的自主神经所控制的。
人体中的自主神经调控着身体中不受人主观控制的功能，包括心跳、呼吸、血压和消化。
自主神经分为两种，分别是“战斗或逃跑”的交感神经和“放松或消化”的副交感神经。
而HRV，则能够反映你的自主神经的工作状况。
如果你处于“战斗或逃跑”的交感神经主导的模式，你的HRV会较低。
如果你处于“放松或消化”的副交感神经主导的模式，你的HRV 会更高一些。
较低的HRV意味着更高的焦虑、抑郁发病率风险和心血管疾病死亡率。
而拥有较高HRV的人，普遍具有更好的心血管功能和抗压能力。
2.如何监测HRV？要如何监测HRV呢？一些智能手环、指环和手表支持HRV的监测。
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。
心率变异性的含义及意义：心率变异性的概念、测量方法和临床意义
心率变异性的含义及意义：心率变异性的概念、测量方法和临床意义引言心脏是人体中非常重要的内脏器官之一，它负责将氧气和营养物质通过血液传送到全身组织和细胞中。
心率是指心脏每分钟跳动的次数，它是衡量心脏活动的重要指标之一。
然而，并不是每一次心跳都完全一致的。
心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）指的是心脏在不同时间段内心跳间隔的变化程度，这是一种与心脏健康和自主神经系统功能密切相关的生理现象。
心率变异性具有重要的生理和临床意义。
通过对心率变异性的测量和分析，我们可以了解到很多与自主神经系统相关的信息，这有助于判断个体的心脏健康状况，对心脏病的早期诊断和预测、心脏康复、应激反应评估等提供重要的参考。
本文将介绍心率变异性的概念、测量方法和临床意义。
心率变异性的概念心率变异性的定义心率变异性是指心跳间隔的变化程度，是一个描述心脏自我调节和精确性的指标。
从生理学角度来说，心脏自身搏动的节律并不像钟摆一样规律，而是存在一定的变化。
这种变化是自主神经系统对心跳节律的调节结果，同时也反映了心脏适应环境变化和应激的能力。
心率变异性的机制心率变异性受到多种因素的作用，包括自主神经系统、神经内分泌系统、心脏传导系统和心脏本身的调节等。
其中，自主神经系统是最主要的调节因素。
自主神经系统包括交感神经系统和副交感神经系统，它们通过不断调节心率和心律，使心脏能够适应外界环境的变化和内部需求的调节。
心率变异性的测量方法为了准确地测量心率变异性，科研人员和临床医生使用了多种不同的方法。
下面将详细介绍几种常用的心率变异性测量方法。
时间域方法时间域方法是最常见和简单的心率变异性测量方法之一。
它通过统计心跳间隔的标准差、平均值和总体变化范围等指标，来反映心率变异性的程度。
这些指标可以通过简单的统计计算得出，不需要较复杂的数学模型和算法。
频域方法频域方法是对心率变异性进行频谱分析的一种方法。
它通过将心率信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号来分析心脏在不同频率范围内的节律变化。
心率变异性分析 ppt课件
谢谢
• 急性心肌梗死后患者危险性评估：HRV的降低是预测急性心肌梗 死后患者发生心脏性猝死和恶性心律失常危险的重要独立指标。 一般建议在梗死后一周开始进行HRV的检测。HRV在梗死后立即 降低，并在几周后开始恢复（2周后逐渐回升），大约6-12个月恢 复正常。因此，多次测定HRV可能比单次测定价值更大。梗死后 HRV恢复的快慢对以后死亡的危险性也有预测价值。
• RMSSD：相邻RR间期差值的均方根。（正常参考值39.0+-15.0） • PNN50：相邻NN之差大于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）
目前HRV研究的临床意义
• 预测心脏性猝死（急性心肌梗死） • 定量评估自主神经系统功能 • （糖尿病、冠心病、心梗）指导治疗 • 对高血压病、心衰、心脏移植、甲亢等疾病的临床应用都有潜在
心率变异性分析
心率变异概念
• 心率变异性是反映自主神经神经系统活性和定量评估心脏交感神 经与迷走神经张力及平衡性，从而判断其对心血管疾病的病情及 预防，可能是预测心脏性猝死和心律失常性事件的有价值的指标。
• 致命性的心律失常与交感神经的兴奋性增加、迷走神经的兴奋性 减少有关，自主神经系统活动的量化可以通过心率变化的程度表 现出来，心率变异（HRV）代表了这种量化标测。
Байду номын сангаас
• 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。
心率变异性分析方法
• 分析主要分为：
•
时域
•
频率
•
非线性分析
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141.7+_29.2）
心率变异性及其相关算法
⼼率变异性及其相关算法⽬录1. 概念介绍----------------------------------------------------------------------------- 32. 疾病诊查与研究意义------------------------------------------------------------ 43. 基本原理与具体算法------------------------------------------------------------ 53.1 QRS波群提取的微分阈值法--------------------------------------------- 53.2 时域参数的计算⽅法----------------------------------------------------- 103.3 频域参数的计算⽅法----------------------------------------------------- 114. 计算结果与结果分析----------------------------------------------------------- 124.1 时域参数结果分析-------------------------------------------------------- 124.2 频域参数结果分析-------------------------------------------------------- 135. 算法总结-------------------------------------------------------------------------- 156. 附加功能-------------------------------------------------------------------------- 167. 参考⽂献-------------------------------------------------------------------------- 16【概念介绍】⼼率变异性（heart rate variability, HRV）是指连续⼼跳间R-R间期的微⼩涨落。
心率变异性分析及临床意义
心率变异性分析及临床意义1 引言心率变异性（Heart Rate Variability, HRV）是指心率在一定时间内的波动现象，这种波动反映了自主神经系统对心脏节律控制的动态平衡。
近年来，随着生物医学工程技术的不断发展，心率变异性研究在临床医学领域受到了广泛关注。
大量研究表明，心率变异性与多种心血管疾病、心律失常及神经系统疾病密切相关，对疾病的风险评估、诊断和监测具有重要意义。
1.1 心率变异性的基本概念1.1.1 定义及分类心率变异性是指心率在一定时间内的波动现象，通常分为两大类：时间域HRV 和频率域 HRV。
时间域 HRV 主要反映心率的瞬时变化，如相邻 R-R 间期的差异；频率域HRV 则关注心率波动中特定频率成分，如低频（LF）、高频（HF）等。
1.1.2 心率变异性的测量方法心率变异性的测量方法主要包括心电图（ECG）和动态心电图（Holter）。
近年来，随着技术的发展，还有基于光电容积描记图（PPG）和心率监测器等无创测量方法。
这些方法为临床研究提供了便利，有助于更准确地评估患者的心率变异性。
1.2 心率变异性的生理机制1.2.1 神经调节心率变异性受到自主神经系统的调节，主要包括交感神经和副交感神经。
交感神经兴奋时，心率加快，心率变异性降低；副交感神经兴奋时，心率减慢，心率变异性增加。
1.2.2 体液调节体液调节对心率变异性也有一定影响，如儿茶酚胺、肾素-血管紧张素-醛固酮系统等。
这些体液因素通过改变心脏的自律性和传导性，进而影响心率变异性。
1.2.3 自主神经系统与心率变异性的关系自主神经系统与心率变异性的关系密切，两者相互作用，共同维持心脏功能的稳定。
当自主神经系统失衡时，如交感神经兴奋性过高或副交感神经兴奋性过低，可能导致心率变异性降低，从而增加心血管疾病的风险。
2. 心率变异性的分析方法2.1 时域分析法时域分析法是心率变异性分析中最基础、最直接的方法。
它主要关注心率的统计特征，如平均值、标准差、变异系数等，这些特征可直观反映心率在一定时间内的波动情况。
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。
心率变异性简介
QT离散度(QTD)分析
QT离散度是12导联心电图各导联间QT间期存在的差异 (最大QT间期与最小QT间期之差)。主要反映心室肌复 极的不均一性,可代表心室肌兴奋性恢复时间不一致的 程度,或心室肌不应期差异的程度。
QTc间期：根据心率进行校正：QTc=QT/sqrt（RR） 离散度的分析和测定指标：
最大QT间期(QTmax) 最小QT间期(QTmin) QT间期离散度(QTd) 心率校正后的QT间期离散度(QTcd) 12导联中相邻导联QT间期之差最大的差值(AdQTd) QTd率(QTdr) QT间期早期离散度(QTad) QT间期晚期离散度(QTed)等。
呼吸频率的测量
呼吸频率是病人在单位时间内呼吸的次数，单位是分。 平静呼吸时，新生儿60-70次/分，成人12-18次/分。 呼吸频率在监护中有热敏式和阻抗式两种测量方法。
时域指标
全程NN间期的标准差(SDNN) 全程每5min NN间期平均值的标准差(SDANN) 全程每5minNN间期标准差的平均值（SDNNindex） 全部相邻NN之差的均方根(RMSSD) 相邻NN之差＞50ms的个数占总窦性心搏个数的百分比
(PNN50) 频域指标
≤0.4Hz的所有NN间期的变异（总功率，TP） 在0.003－0.04HZ范围内的NN间期的变异（极低频VLF） 在0.04－0.15Hz范围内NN间期的变异（低频，LF） 在0.15－0.4Hz范围内NN间期的变异（高频，HF） LF/HF：是LF与HF的比值。
利用心电图电极测量呼吸率
平静呼吸时， 新生儿60-70次/ 分，成人12-18 次/分。
Apnea：呼吸停止
血压的测量和监护
心血管循 环系统
心血管生理参数的时相关系
(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。
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第九章心率变异性Heart Rate Variabilitv(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［乍时域测量，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 间期直万图咼而窄时， HRV 」、，R-R 间期直万图低而宽时， 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。
2.1■ = T"—~~r 9 --- v "--- fl— J ——20a 32D 440 5^0 680 ICO SZtt 1040 1160 £2B@ l<00RR 间期［ms )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 ）1■血*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 m&•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&EK®*140 9 44Q *04 4CQ 1 fCURR( ms )3-00.56D L2C 180 240 300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 Nh50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 ）。
0.2^3 0 4 0 S 0 & 0. J頻率图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寸应考虑到年龄因素。
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 x LF/（总功率-VLF）规一化的高频段功率定义为：HF norm=100x 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 x ms5min内NN间期的变化< 0.40VLF ms x ms极低频段功率< 0.04LF ms x ms低频段功率0.04-0.15LF norm nu规一化低频段功率HF ms x 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 x ms全部NN间期的变化< 0.40ULF ms x ms超低频段功率< 0.003VLF ms x ms极低频段功率0.003-0.04LF ms x ms低频段功率0.04-0.15HF ms x 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 ms144± 39• SDANN ms127 土35• RMSSD ms24 ± 12• HRV三角形指数ms27 ± 15•平静仰卧5分钟记录的ms x ms3466±1018频域分析总功率• LF ms x ms1170±416• HF ms x ms975± 203• LF nu54 ± 4• HF nu29 ± 3• LF/HF 1.5-2.09.2.4 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l®i 3K)300图9-5心衰病人的Poin care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Poi ncare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。