基于动态心电图（Holter）数据的充血性心力衰竭患者心率变异性分析

发布时间：2017-11-22 03:20

  本文关键词：基于动态心电图（Holter）数据的充血性心力衰竭患者心率变异性分析

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【摘要】：背景：自主神经功能障碍是充血性心力衰竭(congestive heart failure,CHF)的典型特征,同时伴有交感神经抑制的丧失。心率变异性(heart rate variability, HRV)分析,可定量评估自主神经系统(autonomic nervous system,ANS)中交感神经和迷走神经活动的平衡性。HRV作为无创间接测量手段,已广泛用于CHF的相关研究。本研究拟以心电图间期序列为基础,通过HRV昼夜节律分析探讨ANS行为,从而发现自主神经状态无创的评估方法。方法：选用THEW数据库中正常人子数据库作为正常对照组(n=189),PhysioNet中两个CHF子数据库Congestive Heart Failure RR Interval Database子数据库和BIDMCCongestive Heart Failure Database子数据库的数据的记录作为CHF患者组,按照NYHA等级,将NYHA I-II级划分轻度CHF组(n=12),NYHA III-IV级为重度CHF组(n=32),对每一个Holter记录选取日间和夜间安静态各2h的RR间期(RRI)序列,分别进行时域、基于AR模型的频域、符号动力学(SDA)分析、去趋势波动(DFA)分析和非高斯分析,探讨CHF患者HRV昼夜节律的变化以及自主神经行为特点。同时,从2h的时间段中随机挑选5min数据段,分别进行短时时域分析、基于AR模型的频域分析、符号动力学(SDA)分析、去趋势波动(DFA)分析,通过统计分析挑选出弱化个体差异且突出病理因素的指标作为Fisher线性判别和支持向量机的输入参数,进行正常人与CHF患者以及轻度CHF组与重度CHF组的判别分析。结果：正常组中,时域指标(RRI)、频域指标(LFn和HFn)、SDA指标(0V%和2UV%)、和DFA指标(α1)昼夜间均存在显著差异,而在轻度CHF组中差异消失,重度CHF组差异又重新出现但趋势相反,反映CHF患者的交感神经与迷走神经昼夜节律消失或逆转。在正常组、轻度CHF组和重度CHF组等三组中,CHF患者日间的短时分形尺度指数(α1)d两两比较均有显著性差异,并存在下降趋势(依次分别为1.35±0.21、1.03±0.29和0.81±0.29),反映心率动力学从分形特性转向更随机化的结构。同时,日间(HFn)d在三组间的两两比较中均存在显著性差异,并存在上升趋势(依次分别为23.89%±12.78%、37.22%±11.24%和56.30%±15.28%),表明CHF导致交感神经和迷走神经交互作用趋于消失。利用RRIn, (HFn)d和(α1)d等3个指标进行Fisher线性判别和支持向量机判别,前者区分正常人和CHF患者的灵敏性和特异性分别为90.91%和92.06%,而区分轻度和重度CHF患者的灵敏性和特异性分别为84.38%和100%。后者无论是区分正常人和CHF患者还是轻度和重度CHF患者的灵敏性和特异性均为100%。结论：本研究将HRV非线性方法与传统方法相结合评估自主神经状态,为监测CHF病情或观察治疗效果等潜在的临床应用提供了依据。通过昼夜指标对比分析得到,交感神经异常活跃及其与迷走神经的加强拮抗作用破坏了自主神经系统的平衡态,引起了昼夜节律模式的改变。同时短时序列指标分析,筛选出突出病理特征的判别指标群,对于CHF的疾病进展以及预后评估具监测意义的评价,提供了具有临床应用前景的依据。
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R541.61

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