心率变异性与脓毒血症病情严重程度的相关性分析

张泽奎 龙江超 张晓勤

[摘要] 目的 探討心率变异性与脓毒血症病情严重程度以及预后的相关性。 方法 选择阿坝藏族羌族自治州人民医院2017年1月～2019年1月收治的98例脓毒症患者（观察组），根据急性生理学与慢性健康状况（APACHE Ⅱ）评分结果将观察组分为脓毒症组（0～10分，39例）、严重脓毒症组（11～20分，32例）和脓毒症休克组（>20分，27例）。并选择同期50名健康体检者（对照组）进行动态心电图检测，记录心率变异性参数[总体标准差（SDNN）、均值标准差（SDANN）、差值均方根（rrMSSD）、差值>50 ms百分比（PNN50）、低频功率（LF）、高频功率（HF）、LF/HF]。分析心率变异性参数与APACHE Ⅱ评分和预后相关性。 结果 观察组SDNN、LF、LF/HF低于对照组（P < 0.05）。严重脓毒症组、脓毒性休克组SDNN、LF、LF/HF低于脓毒症组，且脓毒性休克组低于严重脓毒症组，差异有统计学意义（P < 0.05）。SDNN、LF、LF/HF与APACHE Ⅱ评分呈负相关（r = -0.459、-0.367、-0.405，P < 0.05）。SDNN、LF、LF/HF预测脓毒症患者预后的曲线下面积（AUC）分别为0.817、0.802、0.937。最佳截断值分别为95.21 ms、5.13 ms、0.41，灵敏度、特异性分别为0.807、0.895;0.645、0.881;0.871、0.940。 结论 心率变异性参数SDNN、LF、LF/HF与脓毒症病情严重程度和预后密切相关，可作为其预后预测的敏感指标。

[关键词] 心率变异性;脓毒血症;急性生理学与慢性健康状况评分;总体标准差;均值标准差

[中图分类号] R631          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2020）06（a）-0016-05

[Abstract] Objective To explore the correlation between heart rate variability and severity and prognosis of sepsis. Methods A total of 98 sepsis patients （observation group） admitted to People′s Hospital of Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture from January 2017 to January 2019 were selected， while according to acute physiology and chronic health evaluation （APACHE Ⅱ） score， the observation group was divided into sepsis group （0-10 scores， 39 cases）， severe sepsis group （11-20 scores， 32 cases） and sepsis shock group （>20 scores， 27 cases）. A total of 50 healthy patients （control group） in the same period were selected for dynamic electrocardiogram. Heart rate variability parameters （standard deviation of normal-to-normal intervals [SDNN]， standard deviation of averaged normal-to-normal intervals [SDANN]， root of the mean square of successive differences [rMSSD]， percentage of adjacent normal-to -normal intervals differing by more than 50 ms [PNN50]， low frequency [LF]， high frequency [HF]， LF/HF） were recorded. The heart rate variability parameters， APACHE Ⅱ score and prognosis were analyzed. Results The SDNN， LF， LF/HF in the observation group were lower than those in the control group （P < 0.05）. The SDNN， LF， LF/HF in the severe sepsis group and septic shock group were lower than those in the sepsis group， while those in the septic shock group were lower than those in the severe sepsis group， and the differences were statistically significant （P < 0.05）. SDNN， LF， LF/HF were negatively correlated with APACHE Ⅱ score （r = -0.459， -0.367， -0.405， P < 0.05）. The area under the curve （AUC） of SDNN， LF， LF/HF to predict the prognosis of sepsis patients were 0.817， 0.802， and 0.937， respectively. The best cutoff values were 95.21 ms， 5.13 ms， and 0.41， while the sensitivity and specificity were 0.807 and 0.895; 0.645 and 0.881; 0.871 and 0.940， respectively. Conclusion Heart rate variability parameters SDNN， LF， LF/HF are closely related to the severity and prognosis of sepsis， which can be used as sensitive indicators for prognosis prediction.

[Key words] Heart rate variability; Sepsis; Acute physiology and chronic health evaluation score; Standard deviation of normal-to-normal intervals; Standard deviation of averaged normal-to-normal intervals

脓毒症是临床常见急危重症，死亡率高，美国每年约有75万例脓毒症新发病例，死亡率超过26.67%[1]。我国过去20年来，脓毒症发病率和死亡率均呈逐年增加趋势，是住院患者最常见死亡原因[2]。准确评估脓毒症患者病情有助于采取积极干预措施，改善患者预后。心率变异性又称为心率波动性，是反映自主神经系统活性的敏感指标，临床上通过对心率变异性分析反映心脏自主神经系统活动性、均衡性及相关病理状态等[3]。脓毒症是机体失控性炎性反应，而炎性反应水平与心率变异性密切相关[4]。Rana等[5]报道脓毒症患者自主神经功能明显失调，而心率变异性是公认的反映自主神经功能变化的敏感指标[6]，提示脓毒症患者存在心率变异性异常。然而，心率变异性评估是否可为脓毒症患者病情和预后评估提供参考，目前尚无明确结论。鉴于此，本研究招募98例脓毒症患者，检测心率变异性情况，分析与患者病情和预后的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取阿坝藏族羌族自治州人民医院（以下简称“我院”）2017年1月～2019年1月收治的脓毒症患者98例为观察组。纳入标准：①符合2015年欧洲危重病医学会制订脓毒症诊断标准[7];②入住重症监护室（ICU）>24 h;③患者及其家属知情同意，且临床资料完整。排除标准：①合并室上性、室性心律失常、精神疾病、糖尿病、帕金森病等影响自主神经系统疾病;②使用起搏器;③合并恶性肿瘤、免疫系统疾病;④既往有器质性或功能性心脏病。其中，观察组男51例，女47例;年龄45～68岁，平均（59.34±4.38）岁。采用急性生理与慢性健康（APACHE Ⅱ）评分[8]评估患者病情严重程度，采集入院24 h内患者临床指标，包括急性生理参数、慢性健康状态、年龄3个维度，共14项，总分0～71分。根据APACHE Ⅱ评分结果分别将患者分为脓毒症组（0～10分，39例）、严重脓毒症组（11～20分32例）、脓毒症休克组（>20分，27例）。脓毒症组男20例，女19例;年龄46～67岁，平均（59.19±4.57）岁。严重脓毒症组男17例，女15例;年龄47～64岁，平均（59.03±4.19）岁。脓毒症休克组男14例，女13例;年龄46～68岁，平均（59.92±4.66）岁。不同感染程度组脓毒症患者年龄、性别比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。另選择同期于我院体检的50名健康志愿者为对照组，男29名，女21名;年龄41～63岁，平均（59.19±4.31）岁。观察组和对照组年龄、性别比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。本研究获得我院医学伦理委员会批准。

1.2 方法

12导联动态心电图分析系统（江苏徐州美康电子设备有限公司），记录误差<1%，连续记录受试者4 h心电图。为减小误差，采用人工干预下程度分析心率变异性时域和频域指标。①时域指标。总体标准差（SDNN）：全部正常窦性心搏间期的标准差;均值标准差（SDANN）：连续5 min节段平均心动周期的标准差;差值均方根（rMSSD）：相邻正常窦性心动周期差值的均方根;差值>50 ms百分比（PNN50）：相邻正常窦性心搏间期差值>50 ms心搏数占全部正常心搏总数的百分比。②频域指标。低频功率（LF）：频段0.04～0.15 Hz;高频功率（HF）：频段0.15～0.40 Hz;低频功率与高频功率比值（LF/HF）。所有脓毒症患者均追踪临床结局，记录住院期间死亡情况。

1.3 统计学方法

运用SPSS 25.0软件对所得数据进行统计分析，符合正态分布计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用单因素方差分析或t检验。计数资料以例数或百分比表示，采用χ2检验。Pearson相关系数描述心率变异性与APACHE Ⅱ相关性，受试者工作特征曲线（ROC）分析心率变异性对脓毒症患者预后的预测价值。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者心率变异性比较

观察组SDNN、LF、LF/HF低于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）;SDANN、rMSSD、PNN50、HF与对照组比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。见表1。

2.2 不同感染程度患者心率变异性比较

不同脓毒症感染程度患者SDNN、LF、LF/HF比较，差异有统计学意义（P < 0.05）。严重脓毒症组、脓毒性休克组SDNN、LF、LF/HF低于脓毒症组，且脓毒性休克组低于严重脓毒症组，差异有统计学意义（P < 0.05）。不同脓毒症感染程度组SDANN、rMSSD、PNN50、HF比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。

2.3 脓毒症患者心率变异性与APACHE Ⅱ相关性

APACHE Ⅱ评分与SDNN、LF、LF/HF呈负相关（r = -0.459、-0.367、-0.405，P < 0.05），与SDANN、rMSSD、PNN50、HF无明显相关性（P > 0.05）。

2.4 心率变异性与脓毒症患者预后的预测价值

98例患者住院期间死亡31例，存活67例，9例死于感染性休克，7例死于多脏器功能衰竭，5例死于肺部感染，9例死于肾损伤。SDNN、LF、LF/HF预测脓毒症患者AUC分别为0.817、0.802、0.937。见表3、图1。

3 討论

正常情况下心率在一定范围内波动，具有变异性和适应不同应激反应的能力。脓毒症发病过程神经-内分泌和炎性反应可影响心血管反射，进而影响心脏自主神经调节功能[9-10]。炎性反应可激活交感神经系统，交感神经兴奋可促使儿茶酚胺大量释放，儿茶酚胺具有抗炎和血管活性，并引起心脏反应降低。相关研究指出在脓毒症过程中交感神经兴奋，迷走神经受抑制，迷走-交感神经张力处于失衡状态[11]。与健康者比较，脓毒症患者心率变异性降低已被多数研究证实[12-13]。然而心率变异性相关参数对脓毒症患者病情炎症程度的敏感性尚不清楚，目前尚无统一的可用于临床评估脓毒症病情及预测不良预后的指标。因此，心率变异性作为脓毒症病情评估和死亡预测仍值得进一步研究。

心率变异性指心电图RR间期变异，反映交感和副交感神经张力及其平衡，任何影响心脏自主神经功能的疾病均可引起心率变异性变化。心率变异性在脓毒症、脓毒症休克中有广泛的应用，心率变异性降低被认为是脓毒症早期表现[14]。心率变异性参数临床意义尚不完全阐明，SDNN是最常用的参数，反映心率变异性的所有成分（包括交感和副交感神经活性）[14]。HF反映窦房结的迷走神经活动（副交感神经），LF反映交感神经和副交感神经活动，以交感神经为主[15]。LF/HF反映交感神经和迷走神经平衡状态[16-17]。本研究观察组SDNN、LF、LF/HF低于对照组，提示脓毒症患者心率变异性降低与自主神经功能失衡有关。动物研究显示[9]，猪HF降低最为明显，LF无明显变化，暗示迷走神经受抑制可能是脓毒症心率变异性降低的主要机制之一。迷走神经刺激抑制炎症介质的产生，进而抑制炎性反应，迷走神经受抑制将促进全身性炎症和脓毒症进展[18]。迷走神经对炎性反应调节机制尚不十分明确，可能与迷走神经-胆碱能抗炎通路有关，刺激迷走神经-胆碱能抗炎通路可下调炎症介质表达[19]，对全身炎性反应损害的相关机制起保护作用，缓解脓毒症的病情发展。本研究观察组脓毒症病情进展严重患者心率变异性较低，de Castilho等[10]在研究中同样发现脓毒症死亡患者SDNN、LF、LF/HF低于存活组，提示SDNN、LF、LF/HF可能是评估脓毒症患者病情和预后的敏感指标。

本研究相关性分析显示，SDNN、LF、LF/HF与APACHE Ⅱ评分均呈负相关，提示脓毒症患者病情越严重心率变异性越低，自主神经功能越差。首先，脓毒症患者病情危重时，交感神经系统过度激活并引起多脏器功能障碍，心脏作为最易受累器官之一，功能降低可引起诸如心肌缺血、心律失常、舒张受限等一系列改变，影响心率变异性。其次，脓毒症时迷走神经处于抑制状态，随着病情加重，迷走神经抑制程度加重，心率变异性逐渐降低。陈伟等[20]研究同样显示脓毒症患者SDNN与APACHE Ⅱ评分具有良好相关性（r = -0.451，P = 0.006）。国外报道显示[21]，SDNN、LF、LF/HF降低与脓毒症患者预后密切相关。本研究通过ROC分析证实SDNN、LF、LF/HF具有较高的预测脓毒症患者预后价值。国外研究显示[10]，SDNN预测脓毒症患者预后AUC为0.772（95%CI：0.638～0.960），LF/HF预测脓毒症患者72 h内死亡的灵敏度为34%，特异度为82%[22]。

综上，脓毒症患者存在心率变异性降低，心率变异性与病情严重程度和预后密切相关。心率变异性参数SDNN、LF、LF/HF可作为脓毒症患者病情评估和短期预后预测的重要指标。

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（收稿日期：2019-11-13  本文編辑：王晓晔）