阻塞性睡眠呼吸暂停综合征心率变异性的变化及其意义
作者：谢文 张丙芳 戚好文 林允信
单位：张丙芳(第四军医大学西京医院呼吸科，陕西 西安 710032)；戚好文(第四军医大学西京医院呼吸科，陕西 西安 710032)；林允信(第四军医大学西京医院呼吸科，陕西 西安 710032)
关键词：睡眠呼吸暂停综合征；心率变异性；自主神经系统
心脏杂志000510摘要：目的：研究阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者心率变异性(HRV) 的变化。方法：经夜间多导睡眠图(PSG) 7 h监测及动态心电图检查，选取 重 度OSAS患者及正常受试者各20例，采用时域法和频域法分析HRV。结果：OS AS组与对照组比较时域指标SDANN，SDNN，rMSSD显著增高，SDNN-index则显著降低，频域 指标VLF，LF，HF，LFnrom,HFnorm及LF/HF均较对照组显著增 高。结论：OSAS患者交感神经及副交感神经活动均增强，交感神经活动增 强占优势。
, 百拇医药
中图分类号：R540.41 文献标识码：A
文章编号：1005-3271(2000)0 5-0372-02
The influence and changes of heart rate variability with obstructive sl eep apnea
XIE Wen ZHANG Bing-fang QI Hao-wen LIN Yun-xin
(Department of Respiratory Medicine,Xijing Hospital, Fourth Military Medical University,Xi′an Shaanxi 710032,China)
Abstract:AIM:To investigate the relation of obstructive sleep apnea syndro me (OSAS) and heart rate variability (HRV). METHODS:Twenty patients w ith severe OSAS were recruited to undergo 7-hour polysomnography (PSG) and ECG monitoring in sleep lab,twenty age-matched healthy were studied as controls. T ime domain and frequency domain analysis of HRV were performed. RESULTS:HRV time domain indices including SDANN,SDNN,rMSSD in OSAS patients were significant ly higher than those in the controls,SDNN-index decreased remarkably. Freguency domain indices including VLF,LF,HF,LFnorm,HFnorm and LF/HF increased significant ly compared with the controls. CONCLUSION:The sympathetic and parasymp athetic nerve activity were enhanced,the former is prior to the latter.
, 百拇医药
Key words:sleep apnea syndrome;heart rate variability;autonomic nervo us system
阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)对心血管的危害近年来 已引起人们的广泛关注[1]。许多研究表明OSAS可导致心血管的多种病理改变。而 如何判断其危害程度和防治效果，尚缺少有效的方法。心率变异性(HRV)分析是测定心血管 自主神经功能的一种定量方法[2]。本研究通过对重度OSAS患者夜间心率变异性的 分 析，观察交感神经和副交感神经的功能变化特点，探讨其在判断OSAS患者预后中的作用。
1 对象和方法
1.1 对象 1999-08～2000-01住院及门诊患 者 ，经体检、心电图、X线胸片等检查未发现心血管疾病，并排除糖尿病和甲状腺疾病,然后分 为两组。OSAS组为重度OSAS患者20(男18，女2)例，年龄56±4岁，呼吸暂停指数(AHI)大于5 0。对照组为正常受试者20(男17，女3)例，年龄55±4岁。两组在年龄、身高、体重等方面 无显著差异。检查前1周停服血管紧张素转换酶抑制剂和胆碱能受体阻滞剂等，检查前3 d停用洋地黄、奎尼丁、α，β受体激动剂或阻滞剂等可能影响心率的药物。
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1.2 方法 两组均应用百诺代PSG-9600多导睡眠图监测仪，连续同 步记录7 h睡眠期间的脑电图(EEG))、眼动图(EOG)、肌电图(EMG)、口鼻气流、鼾声、胸式 和腹 式呼吸动度、脉搏血氧饱和度以及心电图、动态血压等指标。次日全部记录回放，并自动分 析处理。心率变异性测定应用PSG-9600连续记录V1，V5导联动态心电图7 h，由专业技 术人员进行人机对话编辑校正，排除伪差和期前收缩。计算机自动分析心电信号。计算时域 指标：正常R-R间期的标准差(SDNN)、每5 min正常R-R间期平均值的标准差(SDANN)、每5 mi n正常R-R间期标准差的平均值(SDNN-index)、相邻正常R-R间期差值的均方根(rMSSD)。 频域 分析是将心电信号进行快速傅立叶转换得出以频率(Hz)为横坐标，功率谱密度(ms2/Hz)为 纵 坐标的功率谱图。观测指标：总频谱功率(TP，<0.4 Hz)、极低频谱功率(VLF,<0.04 Hz)、 低频谱功率(LF,0.04～0.15 Hz)、高频谱功率(HF,0.15～0.4 Hz)、LF/ HF。LF(HF)的标准化[2]，LFnorm(或HFnorm)=100×LF(或HF)/TP-VLF,单位：nU 。
, 百拇医药
1.3 统计学处理 计量资料用
±s，，组间比较用t 检验，P<0.05为有显著差异。
2 结果
2.1 时域指标 OSAS组时域指标SDANN，SDNN，rMSSD较对照组明 显增高，SDNN-index明显减低(表1)。
表1 OSAS组与对照组时域指标的比较(±s，ms,n=20) 组别
SDANN
SDNN
SDNN-index
, 百拇医药
rMSSD
对照组
51±12
78±27
28±8
26±6
OSAS组
81±33b
95±21a
22±9a
40±18b
OSAS：阻塞性睡眠呼吸综合征。与对照组比较，aP<0.05,bP<0.01。
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2.2 频域指标 OSAS组与对照组比较，VLF，LF，HF，LFnorm，HF norm及LF/HF均明显增高(表2)。
表2 OSAS组与对照组频域指标的比较(±s,n=20) 组别
VLF
(ms2/Hz)
LF
(ms2/Hz)
HF
(ms2/Hz)
LFnorm
, 百拇医药
(nU)
HFn rom
(nU)
LF/HF
对照组
2900±603
902±809
540±409
64±13
27±8
2.0±0.9
OSAS组
3343±65b
, 百拇医药
2304±649b
890±634a
85±16b
34±11a
2.9±1.6 a
与对照组比较，aP<0.05,bP<0.01.3 讨论
HRV可定量评估心脏交感神经、副交感神经的张力、两者的均衡性及其对心血管的影响。HF 主要反映副交感神经的活动；LF受交感神经和副交感神经双重影响，但以交感神经占主导； LF/ HF比值反应交感和副交感神经之间的平衡[3]。rMSSD与频谱中的高频成分相关，主 要反映迷走神经张力；SDANN与频谱中的超低频相关，可能较为单纯地反映交感神经的活力 ；SDNN，SDNN-index变小是迷走神经活力降低和(或)交感神经活力增高的反映[4] 。
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正常人自主神经活动呈现明显的昼夜节律变化，白天清醒时交感神经活动较强，夜间迷走神 经活动占优势。本研究发现OSAS患者夜间交感神经及副交感神经活动均增强，而LF/HF比值 显著高于正常组，说明OSAS患者LF增高更显著，即交感神经活动增加更为明显。这从夜间多 导 睡眠图监测亦可观察到：OSAS患者从发生呼吸暂停到呼吸暂停结束前心率减慢。在呼吸暂停 结束后(少数严重OSAS患者在呼吸暂停结束前)心率增加，血压升高。前者是迷走神经张力增 加所致，后者则为交感神经张力增加、迷走神经张力减低引起。其机制可能是由于OSAS患者 睡眠时上气道狭窄、阻塞，反复出现呼吸暂停伴低氧血症、高碳酸血症和(或)酸中毒[ 5]，刺激主动脉、颈动脉体内的化学感受器，影响脑干心血管中枢[6]，从而引 起自主神经功能的改变。这种以副交感神经张力为主转为交感神经张力主为主的过程是OSAS 患者心率变异性的特有表现。
临床发现OSAS患者常并发有与心率变异性异常密切相关的疾病：高血压、心律失常、心力衰 竭、冠心病及夜间猝死[8]。未经治疗的OSAS患者5年病死率在11%～13%，其中57%死 于心血管疾病[9]。流行病学研究证实，OSAS是高血压、冠心病的独立危险因素。 出现上述情况的原因可能是OSAS患者交感神经张力增加，心率增快、血压升高，常发生室性 异位搏动；副交感神经兴奋转为交感神经兴奋时，迷走神经抑制恶性心律失常的保护作用减 弱，室颤阈值降低，易发生恶性心律失常导致猝死；OSAS患者低氧血症与心肌氧的需求出现 最大不匹配时，可发生反复短时的心肌缺血而使心肌受损。由于心脏自主神经功能异常是其 中 的重要原因，因此测定其功能状态，对判断OSAS患者预后及治疗效果有指导意义。HRV分析 能有效反应心脏自主神经张力的变化，是预测心血管疾病预后的独立指标[10]，可 预测心性猝死[11]，对OSAS患者行HRV监测，可客观评价心脏自主神经功 能，筛选高危患者，指导治疗和降低OSAS患者心血管发病率和死亡率。
, 百拇医药
参考文献：
[1] Shopard JW. Hypertension,cardiac arrhythmis,myocardial infarction an d stroke in relation to obstractive sleep apnea[J]. Clin Chest Med,1992,13 (3):437.
[2] 孙瑞龙，吴 宁，杨世豪，等. 心率变异性检测临床应用的建议[J]. 中华心血管 病杂志，1998，26(4)：252.
[3] Pomeranz B.Macaulay JB. Assessment of autonomic function in human by heart rate spectral analysis[J]. Am J Physiol,1985,248:151.
, 百拇医药 [4] 戚文航. 心率变异性测定在心血管疾病应用的展望[J]. 中华心血管病杂志，1995 ，22(1)：7.
[5] 黄席珍，吴全有，李龙云,等. 多导睡眠图的临床应用[J]. 中华内科杂志，1991， 30(12)：758.
[6] Ziegler MG,Neleson RA,Mills PJ,et al. The effects of hypoxia on baror eflex es and pressor sensitivity in sleep apnea and hypertension[J]. Sleep,1995 ,18:859.
[7] Carlson JT,Hender J,Elam M, et al. Augmented resting sympathetic activ it y in awake patients with obstructive sleep apnea[J]. Chest,1993,48:541.
, 百拇医药
[8] Lavie P,Here P,Peled R,et al. Mortality in sleep apnea patients:a mult ivariate analysis of risk of factors[J]. Sleep,1995,18:149.
[9] Partinen M,Jamieson A,Guilleminault C,et al. Long-term outcome for ob struc tive sleep apnea syndrome patient,mortality [see comments][J]. Chest,198 8,94(6):1200.
[10] Huikuli HV. Heart rate variability in coronary artery disease[J]. Int ern Med,1995,237:349.
[11] 姚晓宙. 心率变异分析—一项预测心性猝死最新指标[J]. 国外医学*心血管疾 病分册，1993，20(4)：202.
(收稿 2000-01-13), http://www.100md.com
单位：张丙芳(第四军医大学西京医院呼吸科，陕西 西安 710032)；戚好文(第四军医大学西京医院呼吸科，陕西 西安 710032)；林允信(第四军医大学西京医院呼吸科，陕西 西安 710032)
关键词：睡眠呼吸暂停综合征；心率变异性；自主神经系统
心脏杂志000510摘要：目的：研究阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者心率变异性(HRV) 的变化。方法：经夜间多导睡眠图(PSG) 7 h监测及动态心电图检查，选取 重 度OSAS患者及正常受试者各20例，采用时域法和频域法分析HRV。结果：OS AS组与对照组比较时域指标SDANN，SDNN，rMSSD显著增高，SDNN-index则显著降低，频域 指标VLF，LF，HF，LFnrom,HFnorm及LF/HF均较对照组显著增 高。结论：OSAS患者交感神经及副交感神经活动均增强，交感神经活动增 强占优势。
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中图分类号：R540.41 文献标识码：A
文章编号：1005-3271(2000)0 5-0372-02
The influence and changes of heart rate variability with obstructive sl eep apnea
XIE Wen ZHANG Bing-fang QI Hao-wen LIN Yun-xin
(Department of Respiratory Medicine,Xijing Hospital, Fourth Military Medical University,Xi′an Shaanxi 710032,China)
Abstract:AIM:To investigate the relation of obstructive sleep apnea syndro me (OSAS) and heart rate variability (HRV). METHODS:Twenty patients w ith severe OSAS were recruited to undergo 7-hour polysomnography (PSG) and ECG monitoring in sleep lab,twenty age-matched healthy were studied as controls. T ime domain and frequency domain analysis of HRV were performed. RESULTS:HRV time domain indices including SDANN,SDNN,rMSSD in OSAS patients were significant ly higher than those in the controls,SDNN-index decreased remarkably. Freguency domain indices including VLF,LF,HF,LFnorm,HFnorm and LF/HF increased significant ly compared with the controls. CONCLUSION:The sympathetic and parasymp athetic nerve activity were enhanced,the former is prior to the latter.
, 百拇医药
Key words:sleep apnea syndrome;heart rate variability;autonomic nervo us system
阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)对心血管的危害近年来 已引起人们的广泛关注[1]。许多研究表明OSAS可导致心血管的多种病理改变。而 如何判断其危害程度和防治效果，尚缺少有效的方法。心率变异性(HRV)分析是测定心血管 自主神经功能的一种定量方法[2]。本研究通过对重度OSAS患者夜间心率变异性的 分 析，观察交感神经和副交感神经的功能变化特点，探讨其在判断OSAS患者预后中的作用。
1 对象和方法
1.1 对象 1999-08～2000-01住院及门诊患 者 ，经体检、心电图、X线胸片等检查未发现心血管疾病，并排除糖尿病和甲状腺疾病,然后分 为两组。OSAS组为重度OSAS患者20(男18，女2)例，年龄56±4岁，呼吸暂停指数(AHI)大于5 0。对照组为正常受试者20(男17，女3)例，年龄55±4岁。两组在年龄、身高、体重等方面 无显著差异。检查前1周停服血管紧张素转换酶抑制剂和胆碱能受体阻滞剂等，检查前3 d停用洋地黄、奎尼丁、α，β受体激动剂或阻滞剂等可能影响心率的药物。
, http://www.100md.com
1.2 方法 两组均应用百诺代PSG-9600多导睡眠图监测仪，连续同 步记录7 h睡眠期间的脑电图(EEG))、眼动图(EOG)、肌电图(EMG)、口鼻气流、鼾声、胸式 和腹 式呼吸动度、脉搏血氧饱和度以及心电图、动态血压等指标。次日全部记录回放，并自动分 析处理。心率变异性测定应用PSG-9600连续记录V1，V5导联动态心电图7 h，由专业技 术人员进行人机对话编辑校正，排除伪差和期前收缩。计算机自动分析心电信号。计算时域 指标：正常R-R间期的标准差(SDNN)、每5 min正常R-R间期平均值的标准差(SDANN)、每5 mi n正常R-R间期标准差的平均值(SDNN-index)、相邻正常R-R间期差值的均方根(rMSSD)。 频域 分析是将心电信号进行快速傅立叶转换得出以频率(Hz)为横坐标，功率谱密度(ms2/Hz)为 纵 坐标的功率谱图。观测指标：总频谱功率(TP，<0.4 Hz)、极低频谱功率(VLF,<0.04 Hz)、 低频谱功率(LF,0.04～0.15 Hz)、高频谱功率(HF,0.15～0.4 Hz)、LF/ HF。LF(HF)的标准化[2]，LFnorm(或HFnorm)=100×LF(或HF)/TP-VLF,单位：nU 。
, 百拇医药
1.3 统计学处理 计量资料用
±s，，组间比较用t 检验，P<0.05为有显著差异。2 结果
2.1 时域指标 OSAS组时域指标SDANN，SDNN，rMSSD较对照组明 显增高，SDNN-index明显减低(表1)。
表1 OSAS组与对照组时域指标的比较(
±s，ms,n=20) 组别SDANN
SDNN
SDNN-index
, 百拇医药
rMSSD
对照组
51±12
78±27
28±8
26±6
OSAS组
81±33b
95±21a
22±9a
40±18b
OSAS：阻塞性睡眠呼吸综合征。与对照组比较，aP<0.05,bP<0.01。
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2.2 频域指标 OSAS组与对照组比较，VLF，LF，HF，LFnorm，HF norm及LF/HF均明显增高(表2)。
表2 OSAS组与对照组频域指标的比较(
±s,n=20) 组别VLF
(ms2/Hz)
LF
(ms2/Hz)
HF
(ms2/Hz)
LFnorm
, 百拇医药
(nU)
HFn rom
(nU)
LF/HF
对照组
2900±603
902±809
540±409
64±13
27±8
2.0±0.9
OSAS组
3343±65b
, 百拇医药
2304±649b
890±634a
85±16b
34±11a
2.9±1.6 a
与对照组比较，aP<0.05,bP<0.01.3 讨论
HRV可定量评估心脏交感神经、副交感神经的张力、两者的均衡性及其对心血管的影响。HF 主要反映副交感神经的活动；LF受交感神经和副交感神经双重影响，但以交感神经占主导； LF/ HF比值反应交感和副交感神经之间的平衡[3]。rMSSD与频谱中的高频成分相关，主 要反映迷走神经张力；SDANN与频谱中的超低频相关，可能较为单纯地反映交感神经的活力 ；SDNN，SDNN-index变小是迷走神经活力降低和(或)交感神经活力增高的反映[4] 。
, http://www.100md.com
正常人自主神经活动呈现明显的昼夜节律变化，白天清醒时交感神经活动较强，夜间迷走神 经活动占优势。本研究发现OSAS患者夜间交感神经及副交感神经活动均增强，而LF/HF比值 显著高于正常组，说明OSAS患者LF增高更显著，即交感神经活动增加更为明显。这从夜间多 导 睡眠图监测亦可观察到：OSAS患者从发生呼吸暂停到呼吸暂停结束前心率减慢。在呼吸暂停 结束后(少数严重OSAS患者在呼吸暂停结束前)心率增加，血压升高。前者是迷走神经张力增 加所致，后者则为交感神经张力增加、迷走神经张力减低引起。其机制可能是由于OSAS患者 睡眠时上气道狭窄、阻塞，反复出现呼吸暂停伴低氧血症、高碳酸血症和(或)酸中毒[ 5]，刺激主动脉、颈动脉体内的化学感受器，影响脑干心血管中枢[6]，从而引 起自主神经功能的改变。这种以副交感神经张力为主转为交感神经张力主为主的过程是OSAS 患者心率变异性的特有表现。
临床发现OSAS患者常并发有与心率变异性异常密切相关的疾病：高血压、心律失常、心力衰 竭、冠心病及夜间猝死[8]。未经治疗的OSAS患者5年病死率在11%～13%，其中57%死 于心血管疾病[9]。流行病学研究证实，OSAS是高血压、冠心病的独立危险因素。 出现上述情况的原因可能是OSAS患者交感神经张力增加，心率增快、血压升高，常发生室性 异位搏动；副交感神经兴奋转为交感神经兴奋时，迷走神经抑制恶性心律失常的保护作用减 弱，室颤阈值降低，易发生恶性心律失常导致猝死；OSAS患者低氧血症与心肌氧的需求出现 最大不匹配时，可发生反复短时的心肌缺血而使心肌受损。由于心脏自主神经功能异常是其 中 的重要原因，因此测定其功能状态，对判断OSAS患者预后及治疗效果有指导意义。HRV分析 能有效反应心脏自主神经张力的变化，是预测心血管疾病预后的独立指标[10]，可 预测心性猝死[11]，对OSAS患者行HRV监测，可客观评价心脏自主神经功 能，筛选高危患者，指导治疗和降低OSAS患者心血管发病率和死亡率。
, 百拇医药
参考文献：
[1] Shopard JW. Hypertension,cardiac arrhythmis,myocardial infarction an d stroke in relation to obstractive sleep apnea[J]. Clin Chest Med,1992,13 (3):437.
[2] 孙瑞龙，吴 宁，杨世豪，等. 心率变异性检测临床应用的建议[J]. 中华心血管 病杂志，1998，26(4)：252.
[3] Pomeranz B.Macaulay JB. Assessment of autonomic function in human by heart rate spectral analysis[J]. Am J Physiol,1985,248:151.
, 百拇医药 [4] 戚文航. 心率变异性测定在心血管疾病应用的展望[J]. 中华心血管病杂志，1995 ，22(1)：7.
[5] 黄席珍，吴全有，李龙云,等. 多导睡眠图的临床应用[J]. 中华内科杂志，1991， 30(12)：758.
[6] Ziegler MG,Neleson RA,Mills PJ,et al. The effects of hypoxia on baror eflex es and pressor sensitivity in sleep apnea and hypertension[J]. Sleep,1995 ,18:859.
[7] Carlson JT,Hender J,Elam M, et al. Augmented resting sympathetic activ it y in awake patients with obstructive sleep apnea[J]. Chest,1993,48:541.
, 百拇医药
[8] Lavie P,Here P,Peled R,et al. Mortality in sleep apnea patients:a mult ivariate analysis of risk of factors[J]. Sleep,1995,18:149.
[9] Partinen M,Jamieson A,Guilleminault C,et al. Long-term outcome for ob struc tive sleep apnea syndrome patient,mortality [see comments][J]. Chest,198 8,94(6):1200.
[10] Huikuli HV. Heart rate variability in coronary artery disease[J]. Int ern Med,1995,237:349.
[11] 姚晓宙. 心率变异分析—一项预测心性猝死最新指标[J]. 国外医学*心血管疾 病分册，1993，20(4)：202.
(收稿 2000-01-13), http://www.100md.com