心率變異性指標在急性脊髓損傷患者自主神經功能中的評估價值

段雅琴 毛容秋

1)湖南省兒童醫院，湖南 長沙 410007 2)廣西醫科大學第一附屬醫院，廣西 南寧 530021

脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)是臨床上比較常見的創傷，其主要表現是運動功能障礙、感覺功能障礙和自主神經功能(autonomic nervous system，ANS)障礙，ANS包括交感神經和副交感神經，交感神經起自T1～L2(胸腰段)灰質側角神經元，其可引起機體的應激反應；而副交感神經起自腦干神經元(第Ⅲ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ對腦神經)，以及骶部脊髓(第2～4骶髓節段)灰質側角神經元，主要調節機體修復、自體環境及消化平衡。而脊髓交感中樞又受控于脊髓上神經中樞的影響[1]。ANS結構相當復雜，涉及的系統多，而且ANS受多種因素影響，使得臨床評價率低，SCI ANS障礙可導致泌尿系及呼吸系統感染、壓瘡、心率失常等并發癥的出現，這些癥狀可影響患者的康復進程、延長住院時間、降低生活品質，增加病死率，既往運動和感覺功能是臨床和科研上SCI功能關注的重點，ANS的評估常常被忽視。因此，雖然出臺了多種評定方法，且具有較好的可靠性[2-3]，但操作相對復雜，因此推廣較為困難，相比而言，采用心率變異性(heart rate variability，HRV)指標來評價檢查ANS是一種更為可重復、簡便、無創的方法。HRV是反映ANS系統活性和定量評估心臟交感神經與迷走神經張力及其平衡性，從理論上來說，只要合并有ANS功能問題的疾病均可使用HRV來檢查，心率變異性對自主神經功能的評價已經運用于很多領域，如預測心臟性猝死[4]、與高血壓靶器官相關性研究[5]、評價焦慮癥自主神經功能[6]等，但其在脊髓損傷運用較少，少數研究也只是利用HRV評價SCI慢性期ANS功能或者簡單的用HRV評價SCI后某一個時期的值[7-8]。本研究利用HRV評價急性SCI后ANS的變化情況，旨在為臨床研究及評價SCI急性期后ANS功能的變化提供依據。

1 資料與方法

1．1臨床資料選取脊柱外科及康復科的SCI患者46例進行研究。根據脊髓神經損傷平面，將其分為低位損傷組和高位損傷組，低位損傷組損傷平面為T6～T12，高位損傷組損傷平面為C1～T5。低位損傷組22例(新入院11例，康復訓練后11例)；高位損傷組24例(新入院12例，康復訓練后12例)。根據美國脊髓損傷學會(ASIA)殘損分級，將其分為完全性SCI組19例(新入院10例，康復訓練后9例)和不完全性SCI組27例(新入院13例，康復訓練后14例)。收集新入院(受傷3～7 d)、康復訓練后(康復訓練3周，受傷后27～33 d)24 h動態心電圖，分析指標：超過50 ms的個數占總(PNN50)、均值標準差(SDANN)、差值均方的平方根(rMSSD)、低頻功率(LF)、高頻功率(HF)、LF/HF。納入標準：外傷致SCI且經MRI等影像學證實；入院時受傷時間<7 d；自愿參加研究。排除標準：服用影響自主神經的藥物；有嚴重的心血管疾病、肝腎功能明顯異常等；(3)伴有嚴重的腦外傷。

1．2方法(1)實驗用的器材：Holter記錄儀、HRV分析軟件、Holter分析軟件；(2)實驗方法：手術治療一般為入院后3～5 d進行，術后3～5 d進行綜合康復訓練。于患者入院時、康復訓練3周后，監測其24 h動態心電圖。

1．3觀察指標測試條件：(1)室溫22～24 ℃；(2)記錄前8 h內患者禁止吸煙、飲酒等；(3)記錄前30 min不進行劇烈運動；(4)數據記錄時間范圍為09：00～12：00；(5)數據記錄期間不做劇烈運動及康復訓練。

HRV記錄及分析的具體操作流程如下：(1)按正確位置及要求貼放電極；(2)持續采集24 h的動態心電圖；(3)將收錄有效的數據導入Holter分析軟件；(4)對采集的心電圖數據進行分析，通過分析軟件發現異位節拍、心律不齊的事件、噪音等，經人工證實后刪除；(5)分析指標包括SDANN、RMSSD、 PNN50、LF、HF，并計算LF/HF。

1．4統計學方法應用SPSS 20.0軟件加以處理。計量數據采用t檢驗，計數資料采用卡方檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2．1新入院各組患者HRV的變化情況根據不同損傷平面：新入院低位損傷組比高位損傷組患者：LF/HF顯著升高，HF、PNN50明顯降低，LF、SDANN、rMSSD差異不顯著。根據損傷的嚴重程度：新入院不完全損傷比完全性SCI組患者：HRV無論高頻部分還是低頻部分都HRV不同程度升高，其中rMSSD顯著升高(P=0.007)，LF(P=0.018)，PNN50明顯升高(P=0.016)，SDANN(P=0.154)、HF(P=0.66)、LF/HF(P=0.65)無顯著性差異(P>0.05)。見表1。

表1 新入院不同平面、不同損傷程度的組間HRV值對比

2．2康復訓練3周后各組患者HRV的變化情況根據不同損傷平面比較：康復訓練后：低位損傷組比高位損傷組患者：LF/HF顯著升高(P=0.023)，SDANN顯著降低(P=0.027)。HF、LF 、NN50、rMSSD改變差別均無統計學意義(P>0.05)。根據損傷的嚴重程度：康復訓練后：不完全損傷患者比完全性SCI組患者：HRV無論高頻部分還是低頻部分都HRV不同程度升高，其中SDANN顯著升高(P=0.000)，PNN50(P=0.044)、rMSSD(P=0.004)、LF(P=0.018)，HF、LF/HF差別無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 康復訓練后不同平面及不同損傷程度的組間HRV值對比Table 2 Comparison of HRV values between groups at different levels and at different degrees of injury after

組別HF(ms2)LF(ms2)LF/HFpNN50/%rMSSD(ms)SDANN(ms)高位損傷組734.61±1 129.86489.77±464.041.01±0.5018.99±23.0154.58±27.62157.17±91.01低位損傷組367.40±289.4476.31±312.281.65±0.73*21.72±38.2840.09±26.7187.73±34.87*完全性SCI組240.49±163.28251.77±144.431.38±0.855.13±4.7228.22±10.7868.00±19.73不完全性SCI組765.28±1 034.71632.19±428.34△1.27±0.5930.05±34.48△60.14±28.04△162.50±75.80△△

2．3患者在入院與康復訓練后的HRV變化情況高位損傷組康復訓練3周后與新入院對比，除SDANN顯著升高(P=0.024)，其余指標均差別無統計學意義(P>0.05)。低位損傷組康復訓練后3周與新入院對比，HRV指變化均無顯著性差異(P>0.05)。完全性SCI組康復訓練3周后與新入院對比，HRV指標變化均無顯著性差異(P>0.05)。不完全性SCI組康復訓練3周后與新入院對比，SDANN顯著升高(P=0.001)，其余指標指標變化均無顯著性差異(P>0.05)。見表3。

表3 不同組不同時相HRV值對比

3 討論

SCI早期交感神經功能低下，副交感神經功能相對占優勢，為了更好維持機體功能的穩定，經過一段時間的調整后，人體內副交感神經活性下降并逐漸與交感神經形成新的平衡。HRV是一種量化且獲取簡便且科重復的指標[9]，LF與的交感神經形成有關，HF與副交感神經的調節有關，而LF/HF在評價人體心臟迷走平衡方面具有重要意義，SDANN是一種十分敏感的低頻指標，rMSSD和PNN50評價心率變化的高頻指標，脊髓損傷后心率變異性會發生明顯的改變[10]。

新入院時HF、PNN50在低位損傷組較高位損傷組更低，而LF/HF更高，由此推斷高脊髓平面損傷較低脊髓平面損傷患者的副交感神經更占優勢。既往研究表明在SCI的急性期，損傷平面下的交感節前神經元(SPNs)會發生萎縮[11]，頸髓損傷的患者因SPNs萎縮，導致脊髓交感神經下行通路中斷，而副交感神經因此占優勢[12]。當心臟副交感神經受到刺激時，其興奮性增強，而與此同時交感神經受到抑制，從而引起血壓降低、心率變慢。故SCI平面越高、損傷程度越嚴重，其發生心血管疾病的概率也就越大[13]。DE CARVALHO等[14]認為，T6平面以上與平面以下相比，心血管自主神經損傷越明顯。所以在SCI的急性期，其損傷平面越高，副交感神經越占優勢。完全性SCI組與不完全性SCI組相比，HRV值不同程度降低。由此推斷SCI損傷越嚴重，自主神經系統也損傷的越嚴重。

SCI的早期交感節前神經元萎縮，隨后樹突增生[11]。在慢性SCI中可以觀察到交感迷走平衡的現象[15]，SCI后交感神經功能低下，而此時副交感神經功能相對占優勢，為較好地維持人體功能的穩定性，經過一段時間動態調整后，副交感神經活性將會出現相應降低，進而與交感神經形成新的平衡。但筆者認為這不適用于的SCI急性期，本研究顯示SCI后約1個月高位損傷組與低位損傷組相比，其LF/HF比值是顯著降低的，與既往研究結果相同[7]。完全性SCI組與不完全SCI組相比，僅 LF/HF升高不明顯，其余指標不同程度的升高。早期神經外科手術聯合康復訓練對脊髓損傷患者是有效的[16]，但自主神經恢復如何，值得進一步探討。SCI傷后經手術及積極康復訓練，不完全性SCI相比完全性SCI植物神經功能恢復要好。

將康復訓練后與新入院的患者HRV進行對比分析，除SDANN這種隨時間改變，但這種改變僅僅只發生在高位損傷組與不完全SCI的患者中，而其余指標改變不顯著。高位損傷組SDANN變化可能受損突觸具有可塑性或軸突損傷后進行重構[15]，損傷的軸突修復或者興奮性低下的ANS激活和從神經源性休克中復蘇[17]。研究顯示大鼠脊髓完全損傷后，在損傷平面以下神經通路及骨骼肌[18]。低位損傷組患者，本身心臟植物神經未受損，故SDANN故改變無統計學意義，且SDANN在完全性SCI組變化也不顯著，由此推斷，SCI后1個月時完全性SCI的患者在傷后自主神經功能恢復較差。

急性期SCI損傷的平面越高，損傷程度越嚴重，此時患者自主神經系統受損越發嚴重；傷后1個月時完全性SCI自主神經功能恢復較差，而損傷平面較高的患者難達到交感迷走平衡，損傷平面高的患者較損傷平面低的患者副交感神經更占優勢，不完全性SCI患者較完全性SCI患者自主神經恢復好。