基于自主神經(jīng)晝夜節(jié)律研究長程穿戴式動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測記錄儀對判斷陰陽平衡的價(jià)值

程雙,成匯,程偉,龔冠聞,章程,邵明月,董艷平,許睿,馬朝群,江志偉,程海波

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江蘇 南京 210029;2.南京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,江蘇 南京 210023)

陰陽是中醫(yī)理論的哲學(xué)基礎(chǔ),用以闡釋人體的生理功能和病理改變。而人體晝夜的睡眠-覺醒節(jié)律也具有陰陽屬性,《靈樞·邪客》云:“天有晝夜,人有臥起”[1]308,早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》中就已經(jīng)從陰陽消長、營衛(wèi)運(yùn)行等方面闡述了人體晝夜節(jié)律的發(fā)生機(jī)制[2-3]。

自主神經(jīng)系統(tǒng)由交感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)組成,通過神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)人體生理活動(dòng),研究表明晝夜節(jié)律與自主神經(jīng)系統(tǒng)具有相關(guān)性[4]。心率變異性(Heart rate variability, HRV)是目前國際上較為公認(rèn)和廣泛應(yīng)用的自主神經(jīng)功能的監(jiān)測方法,通過監(jiān)測連續(xù)心搏間的微小差異,反映大腦與心血管系統(tǒng)之間復(fù)雜的交互作用及交感、副交感神經(jīng)之間的平衡度。因此根據(jù)人體的睡眠-覺醒周期[5-6],利用心率變異性監(jiān)測,分析交感與副交感神經(jīng)的晝夜節(jié)律,可以間接反映人體的陰陽變化，用客觀的指標(biāo)和直觀的圖像來評估人體的晝夜節(jié)律及陰陽平衡,為量化監(jiān)測及個(gè)體化診療提供一個(gè)可行的解決方案。

1 研究對象

1.1 一般資料

選取2021年5月1日至30日南京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院師生健康志愿者40例,其中男性20例,平均年齡(25.80±5.86)歲;女性20例,平均年齡(25.40±4.08)歲。該研究經(jīng)過南京中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理批號:2020NL-098-02)。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

①中醫(yī)辨證屬平和質(zhì)[7];②年齡在18～40歲;③近1月內(nèi)未使用精神類、α受體或β受體阻滯劑等影響心率藥物治療;④意識清楚,無溝通障礙;⑤無睡眠障礙;⑥BMI在18.5～23.9;⑦自愿受試,簽署知情同意書。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①合并心、肺、神經(jīng)、內(nèi)分泌及代謝等基礎(chǔ)疾病;②年齡<18歲或>40歲;③有吸煙飲酒史;④合并睡眠障礙(睡后易醒或夜間睡眠<4 h);⑤孕婦或月經(jīng)期內(nèi)女性。

1.4 脫落標(biāo)準(zhǔn)

①貼敷處局部皮膚出現(xiàn)紅腫、皮疹等不良反應(yīng);②依從性差,自行取下貼片;③數(shù)據(jù)不全;④數(shù)據(jù)中出現(xiàn)偽影。

2 方法

2.1 研究方法

采用長程穿戴式動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測記錄儀(型號：TES010,蘇械注準(zhǔn)：20172210062,索思蘇州醫(yī)療科技有限公司),通過索思多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)和分析軟件連接成功后,貼于受試者第二肋間左胸骨柄區(qū)域,同步心電監(jiān)測。受試者夜間23:00入睡,次日7:00醒來,測試期間不進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng),連續(xù)佩戴48 h,分別計(jì)為D1、D2,定義日間為7:00—23:00,共計(jì)16 h;夜間為23:00—7:00,共計(jì)8 h[8]。48 h后取下心電監(jiān)測記錄儀,分析受試者HRV指標(biāo)。

2.2 觀察指標(biāo)

HRV主要指標(biāo)包括時(shí)域參數(shù):竇性心搏RR間期標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、RR間期標(biāo)準(zhǔn)差的平均值(SDNN index)、相鄰心跳間期差值大于50 ms的個(gè)數(shù)占總心跳間期數(shù)的百分比(pNN50);頻域參數(shù):低頻功率(LF)、高頻功率(HF)、LF/HF;非線性指標(biāo):心電散點(diǎn)圖短軸(SD1)、心電散點(diǎn)圖長軸(SD2)、SD1/SD2等,反映心率變異性總體變化情況[9]。

2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

3 結(jié)果

研究期間脫落10例(因過敏反應(yīng)而自行取下貼片者2例,數(shù)據(jù)中斷者3例,數(shù)據(jù)中出現(xiàn)偽影者5例),完成研究者共30例。

3.1 HRV指標(biāo)

結(jié)果見表1。

表1 48 h HRV指標(biāo)比較

3.2 HRV分析圖

3.2.1 心率 1例健康受試者的R-R間期連續(xù)動(dòng)態(tài)圖呈現(xiàn)夜間上升、日間下降的波浪式變化,與48 h心率變化圖一致,反映出心率日間增加、夜間下降的趨勢(圖1)。

圖1 1例健康受試者48 h的心率變化圖Fig. 1 Heart rate variation of a healthy volunteer during 48 h

3.2.2 時(shí)域指標(biāo) SDNN夜間比之日間明顯上升,反映自主神經(jīng)的整體功能夜間比日間活躍;SDNN index與交感神經(jīng)活性呈負(fù)相關(guān),夜間比日間明顯上升,提示交感神經(jīng)活性夜間比之日間下降;pNN50夜間上升,提示副交感神經(jīng)活性夜間比之日間升高(圖2)。

圖2 HRV時(shí)域指標(biāo)圖Fig. 2 HRV time domain indicatrix

3.2.3 頻域指標(biāo) HF夜間比日間明顯上升,提示副交感活性夜間比日間活躍;LF/HF夜間比日間下降,說明夜間交感神經(jīng)活性下降(圖3)。

3.2.4 Poincaré散點(diǎn)圖 Poincaré散點(diǎn)圖是分析心率變異度動(dòng)態(tài)變化的非線性幾何學(xué)方法[10],SD1寬度反映副交感神經(jīng)活動(dòng);SD2長度反映交感神經(jīng)活動(dòng),SD2、SD1之間的比值反映了交感和副交感神經(jīng)的平衡。健康受試者日間SD1/SD2降低,圖形呈魚雷形,偏向左下角,顯示交感神經(jīng)興奮,心率加快;夜間SD1/SD2升高,呈現(xiàn)類似橢圓的彗星狀圖形,偏向右上方,顯示副交感神經(jīng)興奮,心率變緩(圖4)。

4 討論

陰陽是萬物之綱紀(jì),《黃帝內(nèi)經(jīng)》以陰陽轉(zhuǎn)化、衛(wèi)氣入陰出陽等理論闡述了睡眠-覺醒的發(fā)生機(jī)制[11]?！鹅`樞·口問》曰:“衛(wèi)氣晝?nèi)招杏陉?夜半則行于陰?！枤獗M,陰氣盛,則目瞑;陰氣盡而陽氣盛,則寤矣。”[1]246描述了一天中衛(wèi)氣陰陽消長的變化,以及人由“瞑”轉(zhuǎn)“寤”的睡眠-覺醒周期,呈現(xiàn)出晝夜節(jié)律性。而自主神經(jīng)系統(tǒng)既拮抗又協(xié)調(diào)地維持人體“陰平陽秘”的狀態(tài),與晝夜節(jié)律具有明確相關(guān)性[4],根據(jù)交感、副交感神經(jīng)之間的相互作用及激動(dòng)效應(yīng),區(qū)分二者的陰陽屬性:交感神經(jīng)興奮是“衛(wèi)外而為固”,屬陽;副交感神經(jīng)興奮則是“藏精而起亟”,屬陰[12]。因此根據(jù)睡眠-覺醒周期,采用HRV以時(shí)間序列監(jiān)測自主神經(jīng),可以反映其陰陽屬性。

本研究結(jié)果顯示健康人在夜間睡眠時(shí)HRV變化明顯,反映副交感神經(jīng)的指標(biāo)pNN50和HF明顯上升,其活性在午夜或凌晨時(shí)分到達(dá)頂峰。心率變異圖可見副交感神經(jīng)顯示出更為明顯的晝夜節(jié)律變化,pNN50、HF在夜間升高,與交感神經(jīng)活性呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)SDNN index出現(xiàn)同樣趨勢,而與交感神經(jīng)活性呈正相關(guān)的指標(biāo)LF/HF在夜間下降,與晝夜的陰陽消長規(guī)律一致,呈現(xiàn)規(guī)律變化。因此HRV中的指標(biāo)如pNN50、HF可以反映“陰”的變化,SDNN index、LF/HF可以反映“陽”的變化。通過HRV測量自主神經(jīng)系統(tǒng),可以觀察到代表陰陽平衡度的指標(biāo)如LF/HF,在日夜變化間有其偏向。此外Poincaré散點(diǎn)圖的動(dòng)態(tài)變化清楚地反映了晝夜振蕩,夜間睡眠時(shí)圖形向右上角移動(dòng),交感神經(jīng)張力降低,表明“陰”長;清晨向覺醒期過渡期間,圖形向左下角移動(dòng),說明交感神經(jīng)張力升高,表明“陽”長。通過HRV的指標(biāo)、心率變異圖的描繪,可以客觀量化一天中自主神經(jīng)的變化,直觀地看到陰陽的晝夜消長。

有研究指出,晝夜節(jié)律的異常將會(huì)導(dǎo)致代謝紊亂或行為/專業(yè)能力不足,并且是代謝、精神、腦血管疾病、疾病早期標(biāo)志物的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[13-15]。本團(tuán)隊(duì)前期的一些研究中,已經(jīng)觀察到了外科術(shù)后患者晝夜節(jié)律擾亂的情況[16-18],出現(xiàn)了陰陽失調(diào)的臨床證候。因此通過心率變異性監(jiān)測規(guī)律的晝夜變化及交感、副交感神經(jīng)的動(dòng)態(tài)平衡可以反映人體的內(nèi)穩(wěn)態(tài),從而作為疾病發(fā)生發(fā)展的預(yù)測指標(biāo)。

本研究采用的穿戴式動(dòng)態(tài)心電記錄儀是通過多種通訊技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離心電活動(dòng)監(jiān)測的一項(xiàng)全新技術(shù),可以長程、實(shí)時(shí)、無創(chuàng)地監(jiān)測患者的心電活動(dòng),由此獲得的HRV數(shù)據(jù)可以長程反映受試者自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)情況,監(jiān)測的自主神經(jīng)既有晝夜變化,又有其陰陽偏向。但本研究目前尚處于初步階段,存在樣本量較小及觀察人群單一的問題,接下來本團(tuán)隊(duì)將擴(kuò)大樣本量、擴(kuò)展研究人群,并將自然環(huán)境的變化考慮在內(nèi)做進(jìn)一步研究,通過心率變異性的監(jiān)測,探究人體疾病狀態(tài)自主神經(jīng)的變化情況,以期將其作為一種側(cè)面反映人體陰陽平衡的指標(biāo),從而指導(dǎo)個(gè)體化臨床診療。