心脏自主神经功能的无创检测

心脏自主神经功能的无创检测

 黄静涵 丁岩 樊晓寒

中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心阜外医院 

 首都医科大学宣武医院 

心脏自主神经系统(Autonomic NervousSystem,ANS

心脏跳动的窦性心律从窦房结发出，在交感神经和迷走神经系统的影响下窦房结不断变化，以适应不同情况下机体功能的需要。

根据文献报道,心脏自主神经系统的交感神经起始于脊髓胸段(T1~T5)侧角神经元,其节后纤维支配窦房结、心房肌、房室交界、房室束和心室肌,节后纤维末梢释放去甲肾上腺素，与心肌细胞膜上相应受体结合后加强心脏的活动,使心率加快、心肌收缩力增强、房室传导速度加快,引起心输出量增多,血压升高。

心脏迷走神经起始于延髓的心迷走神经，其节后纤维支配窦房结、心房肌、房室交界、房室束及其分支,心室肌也有少量心迷走神经纤维支配，节后纤维末梢释放乙酰胆碱，与心肌细胞膜上相应受体结合后抑制心脏活动,表现为心率减慢、心肌收缩力减弱、房室传导速度减慢,甚至出现传导阻滞,引起心输出量减少,血压下降。

心脏自主神经功能异常并不少见,容易被忽视自主神经活动异常是心力衰竭、心房动及缺血性心脏病等多种心血管疾病的并发症或者重要发病机制之一。

心脏自主神经功能检查是通过记录靶器官对特定的生理或药理刺激反应的间接评估，可以评估心脏迷走神经功能和交感神经肾上腺素能功能。

心脏自主神经功能检测方法在临床上应用逐渐增加?-9,为自主神经功能障碍的存在和定位提供客观证据，有助于鉴别诊断及评估自主神经功能障碍对患者生活质量的影响,评估疾病进展和治疗效果自主神经功能测试可能受到多种因素的影响，包括病人的准备情况、年龄、检查情况,特别是使用可能影响肾上腺素能或胆碱能功能的药物。

本文总结无创性自主神经检测方法展开综述，为临床供更多研究资讯以供参考。

一. Valsalva 试验(Valsalva Manoeuvre,yM)

由意大利解剖学家 Antonio Maria Valsalva 于1704 年提出而命名。由于它在操作上具有简便、实用及无创性等优点,在临床上沿用己久。

Valsalva 试验操作：患者平卧位10分钟后，用力 深吸气和呼气运动（深吸气后紧闭声门，呼气时对抗 紧闭的会厌）深吸气后，在屏气状态下用力作呼气动 作15秒，达到40mmHg阻力。

通过增加胸腔内压力， 减少静脉回流，兴奋迷走神经，观察心率变化时的血 压变化。

适应于血管迷走神经性晕厥、自主神经 功能衰竭、阵发性室上性心动过速、肥厚型梗阻性心 肌病、二尖瓣反流的诊断与鉴别诊断等。有文献报道 当发生阵发性室上性心动过速时，通过Valsalva作用 刺激迷走神经，终止室上性心动过速。

Valsalva动 作对肥厚型梗阻性心肌病有特殊诊断价值，Valsalva 动作用力期，通过减少心脏回血量来增强杂音，加重 左室流出道梗阻及二尖瓣前叶与肥厚的室间隔距离 增大，而使杂音增强。

禁忌证：包括严重的眼部疾病患者。如青光眼、 视网膜脱落等禁做Valsava动作。

严重心脏病患者：包括主动脉瓣狭窄或左心室 流出道狭窄所致晕厥、重度二尖瓣狭窄伴晕厥、肺动 脉高压或右室流出道梗阻所致晕厥、已知有冠状动 脉近端严重狭窄、其他已知的器质性心脏病患者亦 应慎重。

患有精神症状患者应慎重。并发症：脑血流减少、冠状动脉缺血。设备要求：受试者使用连续逐搏血压仪、至少三 导联心电图和呼吸气流监测。

患者准备建议：检查前48小时内不应出现急性 疾病，禁止使用抗胆碱能药物，检查前4小时内禁止 进食或吸烟。避免服用止痛药。

（1）生理性反应（第一、三期为机械反应，第二、 四期为自主神经调控反应）：

①第一期：胸腹腔压力增 加，血液从胸腔进入四肢，机械性血管压迫导致血压 短暂升高，心率不变或减小；

②第二期：ⅡE 期（第二期 早期）胸腔压力的增加限制血液返回心脏，心脏输出 量减少导致血压逐渐下降，由于压力感受器卸载而引 起的心血管收缩导致心动过速；ⅡL 期（第二期晚期） 反射性交感神经血管收缩血压恢复至基线水平，交感 神经激活心率进一步增加；

③第三期：胸腔压力迅速 下降，机械减压导致血压短暂下降，心率继续保持高 位；

④第四期：大量血液回到心脏，每搏输出量增加和 持续性血管收缩的联合作用导致血压显著升高，压力 反射触发的心迷走神经激活使发生心动过缓。

（2）病理性反应：交感神经功能障碍时，第二期 晚期血压降低的恢复程度受损；与基线血压相比，第 二期晚期和第三期血压显著降低，第四期血压显著 升高的幅度变小或消失（如图2所示）。

（3）Valsalva 比值作为心脏迷走神经功能的指标：Valsalva 比值（VR）定义为Ⅱ期最短的RR间期（或最 高心率时RR间期）与Ⅳ期最长的RR间期（或最低心 率时RR间期）的比值。Valsalva比值≥1.21为正常。

二.心率对深呼吸的反应（HeartRatetoDeepBreathing：HRDB） 

亦称深吸气试验，是一项检测迷走神经功能的临 床方法。

生理学原理：延髓呼吸相关的神经元 和肺机械感受器的传入神经对疑核的心脏迷走神经 元有短暂性的调控作用，使吸气时向心脏输出的迷走 神经兴奋减少，呼气时向心脏输出的迷走神经兴奋增 加。

正常情况下，吸气后心率增加，呼气后心率减慢， 这是呼吸性窦性心率变化的基础。心率对深呼吸时的 反应是评估心脏迷走神经功能最敏感的测试。适应证、禁忌证、并发症、设备要求和检查前注意 事项参照Valsalva试验。

影响结果因素主要是年龄。检查方法：仰卧位测量基线心率和血压，随后1 分钟内连续做深而缓慢的6个呼吸周期（5秒吸气、5秒呼气），监测深吸气末二氧化碳分压。

结果判定：深吸气导致胸腔内压力降低和静脉 压力升高，心率增快，随后压力感受器反射性升高血 压，并负反馈性导致心率减慢。吸气与深呼气时RR 间期之差＞0.12秒，产生呼吸性窦性心律不齐。

结果 的分析方法包括心率波动范围、心脏周期（RR间期） 范围和E∶I比率（呼气时最长RR间期与吸气时最短 RR间期的比率）≥1.21为正常。与心脏迷走神经功 能衰竭相关的自主神经疾病患者结果降低。严重的 心动过速或心力衰竭也会减弱这种反应。

三. 直立倾斜试验 

直立倾斜试验是检查自主神经功能的一种有效 方法，在晕厥患者的诊断和鉴别诊断中发挥着重要 的作用，近年来受到更多关注，国内外众多指南和专 家共识的发布使其在临床上的应用范围越来越 广，特别是《直立倾斜试验规范应用中国专家共识 2022》，进一步提高对晕厥及相关诊断的认知。

新共 识对标准操作流程和应用进行了更新和补充，将直 立倾斜试验的适应证从血管迷走性晕厥的诊断和鉴 别诊断，拓展应用到直立性低血压、体位性心动过速 综合征、直立位高血压、心因性假性晕厥、自主神经 功能衰竭、不明原因的反复跌倒、癫痫等疾病的诊断 和鉴别诊断，以及使用直立倾斜试验训练治疗血 管迷走神经性晕厥的临床应用价值。

直立倾斜试验生理学原理：直立姿势时，大约有 300~800mL 的血液从胸腔迅速汇集到下腹部、臀部 和腿部，血管内血浆也会向组织间质转移。静脉回流 减少导致心输出量和脉压的降低，从而使压力感受 器压力减弱并触发反射性交感神经激活和心迷走神 经兴奋性降低，导致血管收缩和心动过速。

禁忌证包 括：

①评价晕厥患者的治疗效果；

②检查发现有自发 或诱发晕厥；③跌倒致严重事件及病情不稳定；④颅 内外严重血管狭窄，冠状动脉、主动脉瓣和二尖瓣重 度狭窄，重度肥厚型梗阻性心肌病；⑤重度贫血；⑥ 严重心律失常；⑦中重度高血压；⑧妊娠。

检查方法：平卧位5~10分钟，测定基线血压和 心率。倾斜角度70°20～45分钟。药物诱发试验检 查方法：当基础试验阴性时，可以于倾斜角度70° 下，舌下含服硝酸甘油0.25~0.50mg或静脉滴注异丙 肾上腺。

当用药后平均心率增加≥20%~25%的药前 心率或最大心率≥120次/分时，停止用药。观察患 者的症状、血压和心率变化，青光眼、贫血患者慎用硝 酸甘油。不推荐高血压、冠心病、甲状腺功能亢进症和 老年晕厥患者做异丙肾上腺素药物诱发试验。

推荐进 行颈动脉窦按摩、主动站立试验、视频脑电图、5分钟 心率变异和经颅多普勒超声等辅助检查。主动站立试验检查方法: 患者平卧位休息5~10 分钟后，站立3分钟。

评估体位性心动过速或延迟型 直立位低血压时，站立时间应延长至10分钟。观察 患者的症状、血压和心率。终止指标包括：完成试验流程；晕厥；诱发临床事 件；诱发晕厥先兆；主诉不适伴血压显著降低；出现肌 肉抽动（需要与癫痫鉴别）；心脏停搏；脑电图异常。

直立倾斜试验结果评估 

1. 血管迷走神经性晕厥（VasovagalSyncope,VVS） 晕厥是临床常见症状，由全脑灌注不足引起的 短暂性意识丧失和姿势性紧张，自发和完全恢复，没 有神经后遗症。

神经介导性晕厥指自主神经系统活 动相对突然的变化导致血压下降，心率和脑灌注发 生一系列不耐受的情况，其中最常见类型是血管迷 走性晕厥。

直立倾斜试验评估血管迷走神经性晕厥 阳性结果判定：

（1）出现晕厥先兆或晕厥。

（2）直立倾斜试验基础试验和（或）药物诱发试 验，出现收缩压＜80mmHg，舒张压＜50mmHg或平 均动脉压下降＞25%或收缩压下降至90mmHg以 下；

心电图示严重窦性心动过缓（＜40次/分）、窦性 停搏＞3秒或心率减慢＞20%；一过性二度或二度以 上房室传导阻滞、交界区心率。脑血流下降和脑电图 慢波。

颈动脉窦按摩，心室停博＞3秒和（或）收缩压 下降＞30mmHg。主动站立试验3分钟，收缩压持续 下降≥20mmHg或舒张压持续下降≥10mmHg。

（3）《直立倾斜试验规范应用中国专家共识2022》 直立倾斜试验阳性分型：

①Ⅰ型-混合型：晕厥或晕 厥先兆，血压下降达阳性值，心室率不低于40次/分 或＜40次/分的持续时间＜10秒，伴或不伴＜3秒的 心脏停搏，血压下降先于心率减慢；

②ⅡA型-心脏 抑制型：心室率＜40次/分，持续时间＞10秒，心脏停 搏＜3秒，心率减慢先于血压下降；

③ⅡB型-心脏抑 制型：心室率＜40次/分，持续时间>10秒，心脏停 搏＞3秒，心率减慢先于血压下降；

④Ⅲ型-血管抑 制型：收缩压下降至60~80mmHg以下或平均动脉压 下降＞20~30mmHg，晕厥时最大心率减慢＜10%。

VVS的发生率和普遍性目前还无法准确知道，有 报道[25,26]称约 30％~50％的患者的晕厥被诊断为自主 神经相关的晕厥，其中大多数为VVS，少数诊断为颈 动脉窦晕厥。有研究提示，VVS复发率为25％~35％， 大多数患者在进行评估后没有进行特别的治疗，晕 厥停止再发，而原因不知。

VVS发生血管迷走神经反 射的生理学变化仍然是学界争论的一个焦点，反射 性晕厥的发生频率在青春期和55岁以上时增加，许 多有反射性晕厥的成年人在他们年轻的时候也有过 类似的情况。青少年直立性和情绪性血管迷走性晕 厥常伴有特征性前驱症状，而老年人则较少出现典 型前驱症状。

2. 直立位低血压（Orthostatic Hypotension, OH） 随着研究的不断开展，对OH的认知不断提高， 临床表现以体位改变引起血压显著下降为特征，常 伴有直立性不耐受等衰弱症状。经典型直立位低血 压指标：站立60~180秒时，收缩压下降≥20mmHg （高血压者下降≥30mmHg）或舒张压下降≥10mmHg （高血压者下降≥15mmHg），或收缩压＜90mmHg。

导致原因分析：站立后立即出现重力介导的血 容量重新分配，并在下肢和内脏静脉容量系统中汇 集300~800mL血液。结果，静脉回流到心脏的压力下 降，心脏充盈压降低，这导致心输出量减少。交感神 经向心脏和血管的流出增加，心脏迷走神经活动减 少，这些自主调节增加血管张力，心率和心脏收缩 力，并稳定动脉压。

站立时交感神经兴奋增加，下半 身骨骼肌的收缩可以防止血液过度集中，增加静脉 回流到心脏。

OH是由于心输出量过度下降或血管收 缩机制有缺陷或不足而引起的，患病率随年龄增长 而增高，OH患者出现不良临床结果的风险增加，包 括死亡、跌倒、心脑血管事件、晕厥和生活质量受损。

（1）神经原性直立位低血压 指的是血压下降达到指标时，心率增加＜10次/ 分，或心率不增加。神经源性与非神经源性直立性低 血压患者相比，神经源性OH患者的直立收缩压下 降更大，心率升高更小。这是由于心脏交感神经支配 受损，导致不能发生适当的代偿性心动过速。因此， ΔHR/ΔSBP 比值低于0.5bpm/mmHg 可能被诊断为 神经源性直立性低血压。

常出现在原发性神经退行 性疾病（如多系统萎缩症、帕金森病和纯自主神经衰 竭）患者中，由于交感神经血管收缩神经元释放去甲 肾上腺素不足，导致血管收缩失败。神经源性OH也 可能继发于脊髓损伤或与糖尿病、淀粉样变性、维生 素缺乏和某些自身免疫性疾病相关的神经并发症。

（2）非神经源性直立位低血压 指的是血压下降达到指标时，心率增加10~15次/分。低血压原因：血管内容量损失、过度静脉淤积、肾上 腺功能不全或使用某些可能加剧低血压的药物；前 负荷减少；脱水、严重贫血或急性出血导致的血管内 容量损失会降低心脏前负荷，导致心排血量低和随 后的低血压；长时间静立、大静脉曲张、酒精诱导的 血管舒张或餐后内脏血管扩张引起的静脉淤积可显 著减少静脉回流；有害处方药的起始或强化可能导 致或加剧低血压。

（3） 早发性直立位低血压（Initial orthostatic hypotension） 定义为站立15秒内发生的一过性血压降低 （＞40mmHg收缩压和/或＞20mmHg舒张压）。通过 连续的逐搏血压监测可以观察到，病理生理学未明 确，通常被认为是在发生快速姿势变化的时候，心 输出量和外周血管阻力之间的瞬时不平衡。

（4）迟发性直立位低血压（Delayed orthostatic hypotension） 在站立超过3分钟后出现直立性低血压，临床 意义尚不清楚，血压的延迟下降可能是一种轻度或 早期表现的交感肾上腺素能衰竭。、

3. 体位性心动过速综合征（PosturalTachycardia Syndrome, POTS）通常具备以下三个特点：

（1）站立时常出现头晕、心悸、震颤、全身乏力、 视野模糊、不能耐受运动等症状；

（2）当从卧位转为站立位时，心率加快≥30次/分（12~19 岁：心率加快≥40次/分）并持续至少30秒；

（3）排除直立位低血压（收缩压下降＞20mmHg）。根据报道POTS的发生率在0.2％左右，大多数 患者介于15~25岁之间，超过75％是女性，通常伴有 慢性疲劳综合征、慢性和全身性的症状，生活质量受 影响。根据国外报道有少量超过50岁的病例报道， 无死亡率报道，长期随访研究结果仍然较少。

4. 心因性假性晕厥（PsychogenicPseudosyncope, PPS） 心因性假性晕厥貌似存在明显的短暂性意识丧 失,与血管迷走性晕厥的晕厥先兆及发病诱因有相似 之处,实际上为转换障碍所致,因存在显著的焦虑,抑 郁等心理问题,患者生活质量受到严重影响。

临床上， 有时两者难以区分。心因性假性晕厥患者阳性结 果判定：

（1）出现类晕厥先兆或晕厥时间较长，患者紧闭 眼，有呻吟，对刺激有反应；

（2）心率和血压发生生理范围内变化，脑电图无 慢波出现，脑灌注正常。

四. 心率变异性（HRV） 

是指逐次窦性心动周期之间的微小变异，反映 心脏自主神经系统的功能状态。这种心搏间的微小 差异，可以被计算机心电检测系统记录、测量和计算 出来，作为临床应用指导。

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，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。心率变异性分析目前采用的方法可分为线性分 析方法和非线性分析方法，线性分析方法又分为时 域分析和频域分析。

时域分析对采集到的RR间 期，按时间顺序或心搏顺序排列进行统计学或几何 学分析，分析指标包括：平均正常RR间期标准差 （SDNN），为最常用指标，正常值为（127±35）ms；每 5 分钟正常RR间期均值的标准差（SDANN），相邻 RR 间期差的均方（rMSSD），相差大于50ms相邻RR 间期的总数（NN50），HRV三角形指数，相差大于 50ms 的相邻 RR 间期占 RR 间总数的百分比 （PNN50），每 5 分钟正常RR间期标准差的平均值 （SDANNindex）。

频域分析采用数学变换的方法将 RR 间期的时间序列信号变换到频率域上,形成频谱 曲线，分为短时程（5分钟）分析和长时程（24小时） 分析。

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）：总的域值（TP）反映HRV大小；极低频 成分（VLF0.03~0.04）；低频成分（LF0.04~0.15）；高频 成分（HF0.15~0.40）。

众多研究显示心肌梗死、心力衰 竭、心脏移植、中风、多发性硬化和心脏外科手术可 能导致HRV降低，HRV被用于评估心脏健康状况、 危险分层、预测心血管事件风险、疗效评价等。

五. 心率减速力 

2006 年，德国慕尼黑心脏中心GeorgSchmidt教 授发现并提出了心率减速力检测技术。

心率减速力 （DC）对患者的24小时动态心电图进行准确的记录， 并利用数字化自动处理系统（频率为120Hz）对患者 的24小时动态心电图进行转化，同时计算出相应的 心率减速力及心率加速力值，两者的单位均为ms。

心率减速力计算公式：DC=[X（0）+X（1）-X（-1）-X（-2）] ×1/4

心率减速力（DC）能够定量评估迷走神经张力高 低的程度，心率加速力（AC）可检测交感神经张力，通 过24小时心率的整体趋向性分析和加速能力的测 定，定量评估受检者交感神经张力的高低。

减速力降 低时提示迷走神经兴奋性降低，保护作用下降，危险 性增加，反之则是危险性降低。目前国内外对心率减 速力的研究较多集中在患有心肌梗死、心律失常、心 力衰竭等器质性心脏病患者中。

连续心率减速力 （DRs）检测能定量评估患者自主神经，尤其能评估 迷走神经对心率的调控能力是否正常，其与DC技术 形成互补。

多数患者的DC值和AC值十分相近，只是AC 结果为负值，DC和AC值在同一患者出现这种分离 情况的发生率约15%。

连续心率减速力DRs值分为：猝死低风险组（DR4＞0.05%，且DR2＞5.4%，且 DR8＞0.005%）、中风险组（DR4＞0.05%，且 DR2≤ 5.4%或 DR8≤0.005%）、高风险组（DR4≤0.05%）。

有研究报道，心脏移植术后患者无心脏自主神 经支配，其心率变异性、心率减速力显著下降。

随 着对其临床意义的认识不断提高，心率减速力在评 估迷走神经张力方面有更多应用：有研究发现 DC 大于7.5ms能有效地反映心脏迷走神经张力，帮 助确立VVS诊断；DC同样可被用于筛选适宜的患者，尤其是缺乏倾斜试验证据者；研究发现基线 DC 数值＜9.9ms 的患者心脏神经消融术后复发晕 厥/晕厥前兆的概率是基线DC数值≥9.9ms患者 的5.3 倍；

有研究报道，在难治性血管迷走性晕厥患 者中，出现晕厥或晕厥前兆复发和无复发者的迷走 神经活动存在明显差异，复发患者的基线全天DC （10.33ms vs. 8.28ms）、日间 DC（10.09ms vs. 7.97ms）、 夜间DC（11.50ms vs. 9.83ms）均明显低于未复发者， 心率减速力（DC）不仅有助于诊断，而且能作为患者 消融预后的预测指标，其效能优于现有的直立倾斜 试验分型。

心脏自主神经功能的无创检测为自主神经功能 障碍的存在和定位提供客观证据，客观地反映机体 的自主神经活性，即交感神经和迷走神经的功能和 平衡调节及异常或失衡，是临床多种心血管疾病的 并发症或者是重要发病机制，在心血管疾病危险分 层、诊断治疗、预后评估中起重要作用。

心脏自主神 经功能还有待更多深入研究揭示其复杂过程，未来 随着开展更多研究，心脏自主神经功能无创评估有 望在更多的疾病诊治过程中发挥更大的作用。