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编号:10274420
心率变异评价Ⅱ型糖尿病患者自主神经功能
http://www.100md.com 《中华内科杂志》 2000年第10期
     作者:严维刚 左文宝 林沁 范中杰 吴宁

    单位:中国医学科学院、中国协和医科大学北京协和医院心内科 100730

    关键词:心率;糖尿病,非胰岛素依赖型;自主神经系统疾病

    中华内科杂志001007 【摘要】 目的 研究Ⅱ型糖尿病患者心率变异(HRV)与自主神经病变及心、肾脏器受损的关系。方法 57例Ⅱ型糖尿病患者,分3组:单纯糖尿病组29例,糖尿病合并冠心病组(糖冠组)17例,糖尿病肾病组(糖肾组)11例,正常对照组15例,全部进行心血管反射试验及HRV分析。结果 糖尿病患者合并自主神经病变为45.6%,各组在HRV时域指标及非线性定量分析指标上均较对照组降低,以糖肾组最为显著。比较R-R间期散点图,对照组多为彗星状,单纯糖尿病组多为鱼雷状,而糖冠组及糖肾组则有较多表现为不规则的散点图。结论 HRV是早期发现糖尿病性自主神经病变的敏感方法,对是否合并心肾脏器损害有提示作用。
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    Evaluation of autonomic nervous function with heart rate variability and cardiovascular reflex tests in type Ⅱ diabetes mellitus patients

    YAN Weigang ZUO Wenbao LIN Qin

    (Department of cardiology, Peking Uion Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union College, Beijing 100730, China)

    【Abstract】 Objective To evaluate autonomic nervous function in simple diabetes mellitus patients, diabetic nephropathy(DN) patients and diabetes mellitus patients with accompanying coronary heart disease(DC) by studying heart rate variability (HRV) and cardiovascular reflex tests. Methods 57 type Ⅱ diabetes mellitus patients were divided into 3 groups: 29 of simple diabetes mellitus, 17 of DC, and 11 of DN. The three groups were matched to 15 healthy controls for age, HRV and three cardiovascular reflex tests were performed in all the patients. Results The overall frequency of abnormal autonomic nervous function in 57 diabetes mellitus patients was 45.6%. All the diabetes mellitus groups especially the DN group were lower than a normal control group in time domain indexes and nonlinear dynamics indexes. As the patterns of R-R interval Poincare plots were concerned, the control group was mainly of comet-shaped pattern, the simple diabetes mellitus group was mainly of torpedo-shaped pattern, while the DN group and the DC group had more irregular patterns. Conclusion Decrease in HRV is an early clinical marker for evolving diabetic autonomic neuropathy. This method may be helpful for evaluating organ dysfunction in diabetes mellitus patients.
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    【Key words】 Heart rate; Diabetes mellitus, non-insulin-dependent; Autonomic nervous system diseases

    糖尿病患者合并自主神经病变比无此合并症者预后差得多[1]。早期进行适当的治疗,可起到预防、延缓病变发展及改善预后的作用。因此早期发现至关重要。本组旨在通过对Ⅱ型糖尿病患者心率变异(HRV)及心血管反射的研究,揭示糖尿病患者的自主神经功能情况,探讨HRV与脏器受损的关系及与心血管反射的相关性,以期为临床提供早期发现、早期诊断糖尿病性自主神经病变的方法、指标。

    资料与方法

    一、 资料来源

    1. 对照组:正常健康人共15例,男/女=8/7, 年龄为35~64(54.8±8.4)岁。全部冠状动脉(冠脉)造影及肝肾功化验正常。无糖尿病及心血管、肺、肝、肾、脑等器官症状及疾病史。
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    2. 糖尿病组:共57例,分为单纯糖尿病组(DM组)、糖尿病肾病组(糖肾组)及糖尿病合并冠心病组(糖冠组)三组。 (1) DM组:共29例,男/女=19/10,年龄为32~71(55.1±10.8)岁。糖尿病诊断按WHO 1980年诊断标准。病程为0.1~24年(中位数为7年)。无心血管、肺、肝、肾、脑等器官的症状及疾病史。常规心电图均正常,23例次极量平板运动试验阴性。 (2) 糖肾组:共11例,男/女=4/7, 年龄为32~69(51.8±10.6)岁。糖尿病病程为1~20年(中位数为9年)。糖尿病肾病诊断标准为:糖尿病患者近6个月内连续2~3次尿白蛋白排出量>20 μg/min,或连续2次尿蛋白>0.5 g/24 h,并除外其他引起蛋白尿的疾病。无心血管、肺、肝、脑等器官症状及疾病史。常规心电图均正常,7例次极量平板运动试验阴性。(3) 糖冠组:共17例,男/女=14/3,年龄为40~73(58.2±9.4)岁。糖尿病病程为1~30(中位数为7.5年)年。均经冠脉造影证实左前降支、左回旋支、右冠支三支中至少有一支直径>70%的狭窄。无肺、肝、肾、脑等器官症状及疾病史,无高血压、心功能不全及严重心律失常。
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    二、方法

    1. 心血管反射试验:(1)静息心率:阳性值为≥90次/min,阴性值为<90次/min。(2)深呼吸时心率变化:阳性值为≤10次/min,临界值为11~14次/min,阴性值为≥15次/min。(3)卧立位收缩压差:阳性值为≥30 mm Hg,临界值为11~29 mm Hg,阴性值为≤10 mm Hg。(4)自主神经功能评分:参照Ewing 评分法,上述各项心血管反射试验阴性值为0分,临界值为0.5分,阳性值为1分,上述三项评分总和获得Ewing分,范围在0~3.0分,Ewing分≥2.0分认为有自主神经病变[2]

    2. HRV:使用西安蓝港公司生产的二代Holter -Star三导联24 h 动态心电图记录器及4.11版本HRV分析系统。Holter分析采用人机对话方式。(1) 时域分析指标:所有正常R-R间期的标准差(SDNN); 相邻R-R间期的长度差的均方根值(RMSSD);R-R间期的直方图近似三角底边的宽度(TINN);5 min时间心搏间期均值的标准差(SDANN);连续5 min正常R-R间期标准差均值(SDNN 指数);R-R间期的总个数除以R-R间期直方图的长度(HRV 三角指数);相邻正常R-R间期差值大于50 ms的百分比(PNN50)。(2) 非线性分析指标:a. R-R间期散点图;b. 非线性定量分析指标:矢量角度指数(VAI);矢量长度指数(VLI)。
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    三、统计学处理

    选用SAS统计软件, 计量资料用t检验、方差分析,计数资料及率的比较用χ2检验,两参数的相关性用直线相关。数据用均数±标准差表示,双侧检验P<0.05认为差异有统计学意义。

    结果

    一、 心血管反射试验

    各糖尿病组静息心率、卧立位血压差较对照组显著升高,而深呼吸时心率变化较对照组显著降低,均以糖冠组及糖肾组较为明显。以Ewing分≥2.0分为有自主神经病变,则57例糖尿病患者合并自主神经病变为45.6%。糖尿病各组自主神经病变较对照组有显著增高(P<0.001);糖肾组自主神经病变较单纯DM组也有显著增高(P<0.05)(表1)。

    表1 各组心血管反射试验Ewing评分比较 组别
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    总例数

    例数

    Ewing分≥2.0分

    百分率(%)

    与对照组

    比较P值

    对照组

    15

    0

    0

    -

    单纯DM组

    29
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    11

    37.93

    0.00451

    糖冠组

    17

    7

    41.18

    0.00578

    糖肾组

    11

    8

    72.73

    0.00106
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    注:糖肾组又高于单纯DM组,χ2=3.872,P<0.05

    二、糖尿病患者和对照组HRV的比较

    1.时域分析:糖尿病各亚组HRV多数指标较对照组显著降低,以糖肾组最为明显,其次为糖冠组,再次为单纯DM组。糖肾组的SDNN、HRV三角指数、TINN、SDANN、SDNN指数及糖冠组SDNN、HRV三角指数、TINN各指标较单纯DM组显著降低(P<0.05)。糖肾组较糖冠组降低更为明显,在SDNN上差别有显著性(P<0.05),各组PNN50则差别不显著(表2)。

    2.非线性分析方法:(1) R-R间期散点图:对照组多为彗星状,单纯糖尿病组多为鱼雷状,而糖冠组及糖肾组除了鱼雷状外,还有较多表现为不规则的散点图,糖肾组无一例为彗星状,组间差异极显著,P<0.01(表3)。 (2) 定量分析:与对照组比,单纯DM、糖冠组、糖肾组在散点图定量指标上均有所降低,总体趋势是糖肾组<糖冠组<单纯DM组<对照组。以VLI为指标,各研究组任何两组间差异均有显著性。表2 各组HRV时域指标比较(±s) 组别
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    例数

    SDNN

    (ms)

    RMSSD

    (ms)

    TINN

    (ms)

    SDANN

    (ms)

    SDNN指数

    (ms)

    HRV三角指数

    PNN50
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    (%)

    对照组

    15

    153.38±31.35

    46.19±25.72

    776.7±198.00

    142.59±32.83

    54.98±12.73

    42.38±10.84

    9.11±6.56

    DM组

    29
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    118.69±26.55*

    39.59±19.35*

    590.4±165.89*

    107.49±28.06*

    44.34±13.79*

    33.07± 8.23*

    6.35±7.11

    糖冠组

    17

    97.47±22.37*#
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    28.53±10.35*

    465.2±103.20*#

    90.46±21.30*

    35.53±26.31*

    26.88± 8.15*#

    5.31±5.45

    糖肾组

    11

    79.18±24.17*#△

    28.36±17.15*
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    403.4±111.50*#

    74.60±23.00*#

    26.42±11.48*#

    22.27± 7.82*#

    3.45±6.23

    注:与对照组比较,*P<0.05,与DM组比较,#P<0.05,与糖冠组比较,P<0.05表3 各组R-R间期散点图形状分布 组别

    彗星状

    鱼雷状

    其他
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    合计

    彗星状

    鱼雷状

    其他

    例数

    百分比(%)

    对照组

    14

    1

    0

    15

    93.33

    6.67

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    DM组

    5

    19

    5

    29

    17.34

    65.52

    17.24

    糖冠组

    3

    6

    8

    17
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    17.65

    35.29

    47.06

    糖肾组

    0

    6

    5

    11

    0

    54.55

    45.45

    注:χ2=34.202,自由度=6,P<0.01 3. HRV在病程上的差异:将所有糖尿病患者按病程分为<5年及≥5年两组,病程≥5年组SDNN为(100.56±25.33)ms, VAI为(0.51±0.51)度,均较病程<5年组两指标[分别为(115.44±21.18)ms及(0.81±0.40)度]差异有显著性(P<0.05)。其他指标也有随病程延长而降低趋势,但不显著。
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    4. HRV与心血管反射相关性分析:SDNN与Ⅱ型糖尿病患者的静息心率、深呼吸时心率变化有一定相关性,前者r=-0.37(P<0.01),后者r=0.36 (P<0.01) ,但与卧立位血压差不相关。

    讨论

    HRV近年来被看作是一项无创性检查心脏自主神经功能的方法。糖尿病性自主神经病变是糖尿病患者常见并发症之一。糖尿病患者HRV降低可能与其血管活性因子产生减少、神经缺血及脂肪代谢紊乱而造成的自主神经功能紊乱有关。糖冠组及糖肾组HRV各指标较单纯糖尿病患者有进一步降低,提示其自主神经功能有进一步损害[3,4]。另外本研究发现糖肾组HRV各指标较糖冠组降低更明显,目前国内外未见有关这方面的报道,可能因为糖冠组患者较多地使用了可使HRV提高的血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)类药及β-受体阻断剂,也可能因为糖尿病为糖尿病肾病的直接原因,而就冠心病而言,糖尿病只是其中一个致病因子,因此糖冠组患者自主神经功能受损程度相对轻一些。
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    从R-R间期散点图也可发现,自主神经损害越重,彗星状散点图的比例也就越低,糖肾组则无一例为彗星状。提示糖尿病患者如出现彗星状散点图,则他不太可能合并肾脏病变。相反,这种病情较重、合并脏器损害的患者较多表现为不规则散点图,可能与其迷走神经过度拮抗有关[5]

    在过去的20多年里,心血管反射是常用的检查糖尿病性自主神经病变的方法[2]。但心血管反射试验需要医患之间的高度配合, 其结果的可靠性有限, 而且必须多种试验综合考虑才有意义。 而HRV作为一项简便无创可重复的检查自主神经功能的方法已日趋受重视。心血管反射检查不能在糖肾组和糖冠组比较中达到显著性差异,但HRV中的SDNN及VLI两指标却能说明HRV较心血管反射敏感。另外,本研究发现HRV与心血管反射相关。可见,HRV是一种敏感、简便无创、和传统的心血管反射检查相关的检查心脏自主神经功能的方法。

    自主神经病变与预后:糖尿病合并自主神经病变,5年病死率高达25%~50%[1]。本研究发现糖肾组及糖冠组HRV都较单纯DM组有进一步降低,提示HRV的进一步降低意味着糖尿病患者预后不良。但糖尿病患者心肾并发症与自主神经病变的因果关系,尚未有肯定结论。有人认为糖尿病患者可能由于自主神经功能障碍,常表现为隐匿性冠心病及无痛性心肌梗死,且其自主神经病变可促进糖尿病肾病的发展[4]。提示对糖尿病患者应加强其自主神经病变的治疗。
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    对于早期无或轻度糖尿病性自主神经病变的糖尿病患者,运动试验及药物治疗如奎那普利可使其HRV提高,而对于严重糖尿病性自主神经病变者,HRV却无明显变化[6,7]。尽管糖尿病患者HRV提高未必就意味着其预后的改善,但确有对于心功能不全患者行依那普利治疗后,HRV提高,其生存率也有提高[8]。因此,早期进行糖尿病性自主神经病变的治疗是有效的、必要的,早期发现糖尿病性自主神经病变更是意义重大。由于例数较少,可能会导致那些本来会有统计学差异的指标如PNN50无法达到统计学上的差异。 另外,对糖尿病各亚组进行自主神经病变的预后评价缺乏随诊结果的比较。

    通过心血管反射及HRV时域、非线性分析方法发现HRV对糖尿病性自主神经病变有早期诊断作用及对预后的提示作用,对判断有无心肾等脏器的损害也有一定的价值。可见HRV作为一种敏感无创的检查糖尿病性自主神经功能的方法,在临床上将有其潜在的应用价值。

    参考文献
, 百拇医药
    1,Ewing DJ. Diabetic autonomic neuropathy and the heart. Diabetes Res Clin Pract, 1996, 30 Suppl: 31-36.

    2,Ewing DJ, Martyn CN, Young RJ, et al. The valve of cardiovascular autonomic function tests, 10 years experience in diabetes. Diabetes Care, 1985, 8: 491-498.

    3,Hayano J, Sakakibara Y, Yamada M, et al. Decreased magnitude of heart rate spectral components in coronary artery disease. Circulation, 1990, 81: 1217-1224.
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    4,Spallone V, Gambardella S, Maiello MR, et al. Relation between autonomic neuropathy 24-h blood pressure profile, and nephropathy in normotensive IDDM patients. Diabetes Care, 1994, 17: 578-584.

    5,Mestivier D, Chau NP, Chanudet X, et al. Relationship between diabetic autonomic dysfunction and heart rate variability assessed by recurrence plot. Am J Physiol, 1997, 272 (3 Pt 2): H1094-1099.

    6,Howorka K, Pumprla J, Haber P, et al. Effects of physical training on heart rate variability in diabetic patients with various degrees of cardiovascular autonomic neuropathy. Cardiovasc Res, 1997, 34: 206-214.
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    7,Kontopoulos AG,Athyros VG, Didangelos TP, et al. Effects of chrononic quinapril administration on heart rate variability in patients with diabetic autonomic neuropathy. Diabetes Care, 1997, 20: 353-361.

    8,Effect of enalapril on survival in patients with reduced left ventricular ejection fractions and congestive heart failure. The SOLVD Investigators. N Engl J Med, 1991, 325:293-302.

    收稿日期:2000-02-14, 百拇医药