心率减速力和心率变异性在儿童神经介导性晕厥中的临床价值研究进展

Research Progress on the Clinical Value of Heart Rate Deceleration Capacity and Heart Rate Variability in Pediatric Neurally Mediated Syncope

摘要: 神经介导性晕厥(NMS)是儿童晕厥中最常见的类型，自主神经调节功能障碍是其发病的核心。近年来，心率变异性(HRV)和心率减速力(DC)作为非侵入性、动态的自主神经功能评估工具，人们对其在NMS中的诊断和预后评估的价值展开了较为广泛的研究。本文旨在综述DC和HRV在儿童NMS中近年来的研究进展，探讨其在NMS诊断、分型及预后评估中的临床价值，并展望未来的研究方向。

Abstract: Neurally Mediated Syncope (NMS) is the most common type of syncope in children, with dysfunction of autonomic nervous regulation being central to its pathogenesis. In recent years, heart rate variability (HRV) and heart rate deceleration capacity (DC) have emerged as non-invasive, dynamic tools for autonomic function assessment, and there has been growing interest in their value for diagnosing and prognostically evaluating NMS. This article reviews recent advances in research on DC and HRV in pediatric NMS, explores their clinical significance in diagnosis, subtype classification, and prognosis prediction, and discusses future research directions.

1. 引言

晕厥是由于短暂的脑血流灌注不足导致的短暂意识丧失和身体姿势不能维持，其临床特征为突然发生、短暂且能自发恢复[1]。儿童晕厥病因中神经介导性晕厥(Neurally Mediated Syncope, NMS)是儿童晕厥最常见的类型，主要包括血管迷走性晕厥(Vasovagal Syncope, VVS) (占比52.2%)和体位性心动过速综合征(Postural Orthostatic Tachycardia Syndrome, POTS) (占比13.1%) [2]。NMS的典型表现为短暂意识丧失并伴随自主神经症状(如面色苍白、出汗、恶心等)，尽管NMS通常不危及生命，但其反复发作可能导致意外伤害，且对患儿及其家庭造成极大的心理负担。目前，直立倾斜试验(Head-Up Tilt Test, HUTT)是诊断NMS的首要检查手段，但因其操作复杂、耗时长，儿童可能难以配合，以及测试过程中还存在可能诱发严重晕厥、心动过缓甚至心脏停搏的风险，临床使用受限[1]。广泛的研究表明，心率变异性(Heart Rate Varablity, HRV)和心率减速力(Deceleration capacity of Heart rate, DC)作为非侵入性、动态的自主神经功能评估工具，在NMS的诊断和预后评估中展现出了潜在的临床价值。

2. 自主神经调节失衡在VVS和POTS发病中的重要作用

VVS和POTS均属于神经介导性晕厥，其核心病理机制涉及自主神经系统(ANS)对体位变化的异常调节，VVS与POTS均表现出交感–迷走神经动态平衡的破坏。在直立位时，两者均因静脉回流减少触发代偿性ANS反应。VVS的典型机制是Bezold-Jarish反射激活，即心室机械受体过度兴奋导致迷走神经介导的心动过缓和血管扩张，最终引发低血压与晕厥[3]。类似地，POTS患者尽管存在亚型异质性，但其共同特征为直立位下ANS代偿不足，表现为心率异常增加(≥30 bpm)和脑血流灌注不稳定[4] [5]。VVS以交感张力骤降和迷走神经过度激活为主导，而POTS更多表现为交感亢进或外周交感功能缺陷。VVS患者在晕厥前常出现短暂的交感神经活性增强(血浆肾上腺素激增)，随后因迷走神经优势导致心率和血压骤降[3]。相比之下，POTS可分为三种亚型：(1) 神经性POTS (部分自主神经病变致外周静脉淤血)；(2) 低血容量性POTS (血浆量减少13%~22%，伴肾素–醛固酮轴异常)；(3) 高肾上腺素性POTS (自身抗体或去甲肾上腺素转运体缺陷引发交感持续亢进) [4] [6]。其中，高肾上腺素亚型患者直立位时血浆去甲肾上腺素水平显著升高(600 pg/mL)，但因血管收缩功能不足，仅表现为代偿性心动过速而非低血压[5]。

综上，VVS与POTS虽共享ANS调节障碍的病理基础，但其自主神经失衡方向却截然不同：VVS以迷走神经过度激活为核心，而POTS更强调交感亢进或外周交感去神经化。这一差异不仅为个体化治疗提供了依据，也为心率减速力和心率变异性用于VVS和POTS的诊断和预后中的预测价值研究提供了重要病理生理基础。

3. HRV与DC的基本概念及生理意义

3.1. HRV的定义与分析方法

HRV是指逐次心搏间期的微小差异，反映了心脏自主神经系统的调节功能。HRV的分析方法主要包括时域分析和频域分析。时域指标有：SDNN (全部窦性心搏间期标准差，单位：ms，反映整体自主神经张力)、SDANN(全程每5分钟R-R间期平均值的标准差，单位：ms，主要反映交感神经张力)、rMSSD (相邻R-R间期差值的均方根，单位：ms，主要反映迷走神经张力)和PNN50 (相邻R-R间期差值大于50 ms的百分比，主要反映迷走神经张力)。频域指标总功率(TP)反映自主神经整体张力水平；超低频(ULF)、极低频(VLF)、低频(LF)反映交感神经活动；高频(HF)反映迷走神经活动；LF/HF比值则反映自主神经间的平衡状态[7]。

3.2. DC的定义与计算方法

DC是一种用于量化心脏自主神经调节功能的无创心电指标，可定量评估迷走神经对心率的减速调节能力[8]。在测量方法上，DC通常基于24小时动态心电图数据，采用相位整序信号平均技术(Phase-Rectified Signal Averaging, PRSA)对RR间期序列进行去趋势化处理，提取与减速相关的周期性成分，最终以毫秒(ms)为单位表示其强度。DC的计算公式为：$DC=\left[X\left(0\right)+X\left(1\right)-X\left(-1\right)-X\left(-2\right)\right]\times 1/4$ ，单位为ms，其中，$X\left(0\right)$ 为减速中心点的R-R间期平均值，$X\left(1\right)$ 和$X\left(-1\right)$ 分别为减速中心点右侧和左侧的第一个R-R间期平均值，$X\left(-2\right)$ 为减速中心点左侧的第二个R-R间期平均值。DC值越高，表明迷走神经张力越强；DC值 ≤ 2.5 ms提示迷走神经功能严重受损，属于心源性猝死的高危人群[9]。

4. HRV在NMS中的特征及应用价值

4.1. HRV与VVS

4.1.1. HRV与无症状期VVS患儿

目前，已有较多学者对HRV在VVS患者中的变化特征及其诊断预测价值进行了研究，多数研究者认为，HRV参数在VVS患儿无症状期存在显著异常，表明VVS患儿在无症状期仍存在自主神经失衡，但各研究所得出的具体指标或指标的变化方向却有所不同。Shim等[10]通过采用5分钟静息状态下的HRV测量(SA-3000P设备)对23名7~18岁的VVS患者(分为前青少年和青少年组)和20名健康儿童进行对比分析，得出患者组的SDNN (60.46 vs.37.42 ms, P = 0.003)和RMSSD (57.90 vs.26.92 ms, P < 0.001)显著高于对照组，提示交感张力降低和迷走张力增强，且在青少年患者中，RMSSD和标准化HF更高，而LF/HF比值更低(均P < 0.05)，表明青少年自主神经失衡更显著。类似地，闫菲等[11]通过对60例VVS患儿和42例健康儿童的HRV参数进行对比分析，得出研究组SDNN、SDANN、LF小于对照组，RMSSD、HF大于对照组(P < 0.05)，这与VVS交感张力降低和迷走张力增强的发病机制核心学说相一致。与之不同的是，在童可等[12]对45例VVS患儿及45例健康儿童展开的回顾性研究中，发现VVS组患儿LF/HF(2.76 vs. 2.31, P < 0.05)明显高于对照组，青春期VVS患儿的LF(1017.97 ms² vs. 608.22 ms², P < 0.05)明显高于同年龄段的健康儿童，而HRV的其他指标(如SDNN、SDANN、PNN50、HF等)不存在统计学差异，但是VVS组的DC值(8.36 ± 1.04 ms vs. 7.61 ± 1.09 ms, P < 0.05)仍明显高于对照组，DC代表迷走神经张力，这说明VVS组患儿无症状期仍然存在迷走神经张力增强，因此，一个最可能的解释为虽然HRV可反映由交感神经和迷走神经共同调节的自主神经功能的联合变化，但不能单独测量迷走神经的张力，因为其容易受到多种外界因素的影响，DC则不易受外界因素的影响，较HRV更敏感、特异和稳定[13] [14]。

4.1.2. HRV与HUTT

直立倾斜试验(HUTT)是目前公认的用于诊断不明原因晕厥并明确血流动力学分型的金标准，主要用于在实验室模拟直立应激状态[15]。Alehan等[16]报道了49例确诊VVS的儿童在HUTT过程中存在HRV指标差异：倾斜直立状态下，HUTT阳性组的nLF、LF/HF均高于阴性组，而nHF更低。HUTT阳性和阴性反应患儿在倾斜直立前5分钟均出现nLF、LF/HF升高及nHF降低，但阳性组平卧位时交感神经活动基线更强，且体位改变后其交感神经激活程度较阴性组更显著，建议体位改变后前5 min内LF/HF > 2.7可作为区分VVS儿童HUTT阳性与阴性的指标，其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为52%、93%、85%和41%。Evrengul等[17]也报道了类似结果：不明原因晕厥儿童倾斜前5 min的LF、LF/HF均显著高于健康儿童而HF显著降低，但晕厥发作时LF、LF/HF显著降低，HF显著升高，表明不明原因晕厥儿童基础交感神经活动在晕厥发作前下降，而迷走神经活动在晕厥发作时增强。此外，Ciliberti等[18]观察到成人晕厥组与未晕厥组在平卧位时VLF存在显著统计学差异(2421.09 ms² vs. 895.49 ms², P < 0.01)，根据ROC曲线(AUC = 0.889)，推荐VLF > 2048 ms²为预测HUTT期间发生晕厥的最佳截断值，其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为87.5%、72.2%、75%和89%。但VLF在儿童VVS患者中是否同样存在这种差异尚不明确。

值得注意的是，在HUTT期间检测到的HRV指标(如LF、HF、LF/HF)究竟是否能够预测HUTT阳性反应，仍存在一定的争议。Oliveira等[19]研究者通过一项前瞻性观察性研究，对73例6至18岁疑似VVS的儿童及青少年进行了临床评估、Calgary评分计算及HUTT联合心率变异性频谱分析。研究发现，在HUTT阳性反应组中，倾斜后LF及LF/HF比值显著升高，HF显著降低，提示交感神经激活增强与迷走神经活动抑制。此外，男性患儿在平卧位时的LF值显著高于女性，表明男性患儿基础交感神经活动更活跃。然而，HUTT阳性患儿与阴性组倾斜后的HRV参数变化(如LF、HF、LF/HF)无显著差异(P > 0.05)，并通过ROC曲线分析得出HRV指标(如LF、HF、LF/HF)及Calgary评分在预测HUTT阳性反应时未显示统计学显著性(AUC均<0.7，P > 0.05)，因此，其指出HRV参数及临床评分无法有效预测HUTT反应类型。

4.2. HRV与POTS

在成人POTS的研究中，Swai等[20]通过系统综述与荟萃分析方法，对20项观察性研究(涉及717例体位性心动过速综合征患者及641例健康对照)的HRV参数进行分析，得出POTS患者时域参数rMSSD显著降低，提示副交感神经活动减弱，而频率域参数如LF、HF及LF/HF比值在组间无显著差异(均P > 0.05)，指出HRV参数(rMSSD)具有临床鉴别价值。

在关于儿童POTS方面，林爱琴等[21]对32例POTS患儿及32名健康儿童HＲV的各项参数进行分析，得出实验组SDNN、rMSSD、PNN50下降，HF下降、LF/HF升高，提示POTS患儿存在自主神经功能障碍，交感与副交感神经二者调控处于失衡状态，且以后者降低为主。刘彩琼等人[22]通过对27例POTS儿童与31例健康对照组进行HRV分析，得出POTS患儿的SDNN (158.2 ± 32.0 ms vs. 133.3 ± 26.6 ms)、SDANN (138.3 ± 31.2 ms vs. 118.6 ± 29.8 ms)、SDNNi (96.2 ± 23.3 ms vs. 69.5 ± 18.0 ms)及pNN50 (29.1 ± 14.3% vs. 18.0 ± 11.5%)等指标均显著高于对照组(均P < 0.05)，表明POTS儿童存在交感神经活性增强和迷走神经功能减弱的自主神经失衡。同时，Wang等[23]发现在儿童NMS患者中，VVS组的dULF、nULF、dVLF和nVLF显著高于POTS组，其中dULF的ROC曲线下面积(AUC)为0.826，灵敏度和特异性分别为73.3%和72.5%，指出dULF可作为儿童VVS与POTS鉴别诊断的有效指标。

4.3. HRV在预后评估中的应用

Wang等[24]通过前瞻性队列研究方法，对45名接受美托洛尔治疗的POTS儿童及17名健康儿童对照进行HRV分析，发现对美托洛尔有反应者(responders, n = 34)的基线时间域参数(如SDNN指数均值63.2 ms vs.8 4.5 ms, P < 0.001)及频率域参数(如LF 883.4 ms² vs. 1630.7 ms², P < 0.001)显著低于无反应者(non-responders, n = 11)，而LF/HF比值较高(1.7 vs. 1.2, P = 0.03)，进行ROC曲线分析表明，TR指数 ≤ 33.7联合SDNN指数 ≤ 79.0 ms的截断值预测疗效的敏感性为85.3%、特异性为81.8%。长期随访显示，符合该标准的患儿48个月累积症状率显著更低(11.9% vs. 69.8%, P = 0.015)，因此他们指出基线HRV参数(尤其是TR指数与SDNN指数组合)可作为非侵入性工具，有效预测美托洛尔在POTS儿童中的治疗反应。

此外，在一项探讨HRV对VVS的预后预测价值研究中，Du等[25]通过回顾性分析119例接受直立训练的VVS患儿(训练集73例，验证集46例)，利用Lasso回归筛选变量并结合逻辑回归构建预测模型，研究发现，年龄(OR = 1.347)和反映副交感活性的时域参数rMSSD (OR = 1.057)是疗效的独立预测因子，年龄每增加1岁，疗效概率提高34.7%；rMSSD每增加1 ms，疗效概率提高5.7%，基于二者建立的列线图模型在训练集和验证集中分别显示出0.81 (95%CI: 0.71~0.91)和0.80 (95%CI: 0.66~0.93)的AUC值，灵敏度为0.686~0.625，特异度为0.868~0.909。

5. DC在NMS中的诊断及预后预测价值

5.1. DC的诊断价值

已有多项成人研究证实，VVS患者的DC值显著高于健康人群，提示其静息状态下迷走神经张力增强。Wang等[26]发现，VVS组的DC值(9.3 ± 2.1 ms)较对照组(7.4 ± 1.4 ms)显著升高(P < 0.001)，且多变量分析显示DC是独立预测因子(OR = 1.746)。Zheng等[8]进一步验证了DC的诊断效能，其ROC曲线下面积(AUC)达0.809，最佳截断值为7.12 ms (敏感性77.6%，特异性80%)。此外，Guo等[27]还指出DC的诊断优势在HUTT阴性患者中尤为突出(AUC = 0.789)，表明其可弥补HUTT灵敏度不足的缺陷。相较于传统HRV指标(如SDNN、RMSSD)，DC因消除非周期性干扰(如心律失常)而具有更高的稳定性[8] [27]。在VVS的血流动力学分型中，Tu等[28]发现心脏抑制型VVS的DC值(8.36 ± 1.15 ms)高于血管抑制型(7.12 ± 1.09 ms)，表明其具有更高的迷走神经张力。

在儿童VVS人群中，DC同样被发现具有诊断预测价值。闫菲等[11]报道VVS组患儿的DC值(7.11 ± 1.49 ms vs. 4.05 ± 0.66 ms, P < 0.05)显著升高，提示DC对VVS患儿诊断具有较高的敏感性。童可等[12]进一步通过ROC曲线分析提出，学龄期儿童DC截断值为7.72 ms (AUC = 0.717)，青春期截断值为8.36 ms (AUC = 0.692)，灵敏度和特异度均超过60%，证实DC可作为儿童VVS的有效筛查工具，且诊断阈值可能与年龄相关。

5.2. DC的预后预测能力

DC不仅在NMS的诊断方面展现了独特的价值，还可指导治疗决策和预测复发风险。Tu等[28]针对接受心脏神经消融术的难治性VVS患者发现，基线夜间DC ≥ 10 ms的群体术后晕厥复发风险显著降低(AUC = 0.757)，提示DC可作为消融适应证筛选的客观标准。Sun等[29]的长期随访研究(平均36.4个月)显示，左心房神经节消融术后患者DC值显著下降(9.6 ± 3.3 ms vs.7.2 ± 2.1 ms, P < 0.001)，且DC变化与迷走神经张力恢复相关，证实其用于术后疗效评估的可行性。

6. HRV与DC

DC与HRV都是用于评估心脏自主神经功能的无创指标，但HRV关于NMS的研究结果互不统一甚至相互矛盾[16] [19] [20] [21]，可能是因为分析HRV难以区分迷走神经和交感神经调节剂对心脏的初始影响，且缺乏标准化方法，以及HRV参数易受年龄、性别、身体素质、睡眠质量和药物使用等因素影响[7] [14] [30]。相较于传统HRV，DC受外界干扰更小，特异性更高。Guo等[27]在成人中对比了DC与SDNN、RMSSD、pNN50、LF、HF等常用HRV指标，结果显示阴性组DC和SDNN水平显著低于阳性组，且DC与这种差异的相关性比SDNN更强，优势比分别为1.710和1.033，这表明DC在评估自主神经系统功能方面比传统HRV更有效。因为DC能够提取并量化心率受减速调控的幅度，从而对VVS患者的迷走神经张力进行定量评估，并且可通过DC算法识别自主神经调节过程中重复出现的规律性成分，同时滤除干扰伪差、心律不齐等非重复性成分，显著提高了对VVS患者评估结果的一致性和可靠性[8]。研究还发现DC与HRV参数(如SDNN、RMSSD、HF)呈显著正相关(r = 0.84~0.92) [11] [12]，而与LF/HF负相关(r = −0.36) [12]，表明DC不仅反映迷走神经张力增强，还可间接评估交感–迷走神经平衡状态。因此，HRV可与DC联合分析提高其临床应用效能，比如用以预测晕厥发作，Huang等[31]研究表明，通过动态监测DC与HRV(如HF下降、DC骤降)可预警晕厥事件，敏感度达85%。

7. 小结

DC和HRV作为无创、定量评估自主神经功能的指标，在儿童VVS和POTS中展现出了相应的变化特征，具有一定的诊断和预后预测价值。但同时，其存在的问题也较为突出：(1) 结果异质性：不同研究对HRV在NMS中的参数(如LF/HF)变化方向结论不一，这可能与HRV易受外界诸多因素影响(如环境、生理状态、运动、情绪等)有关，导致HRV的敏感性、特异性和稳定性不佳，从而受到质疑。(2) 技术标准化不足：虽然DC的预测价值已得到广泛支持，但不同研究、针对不同人群提出的最佳截断值仍存在差异，尚未有统一的标准。未来需在儿童开展大样本量的多中心回顾性或前瞻性队列研究，纳入NMS疑似病例，对HUTT阳性组以及HUTT阴性组的DC以及HRV进行对比分析评估显著差异指标(变量包括年龄、性别、疾病的严重程度、HUTT阳性组的分型、HUTT阳性反应的阶段)，多因素logistic回归分析探究危险因素与NMS的潜在联系，通过ROC曲线下面积及其95%置信区间(CI)评估判别能力，以探讨DC联合HRV的诊断效能，确立不同年龄段的NMS患儿的诊断阈值，推动DC与HRV在临床实践中的应用，为儿童NMS的早期诊断和个体化治疗提供有力支持。

NOTES

^*通讯作者。