基于心率變異性非線性分析的冠心病中醫(yī)證候研究.pdf

1、目的:
　　中醫(yī)證候是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，采用非線性方法研究中醫(yī)證候是重要方向。近幾年國(guó)內(nèi)開始對(duì)人體自主神經(jīng)狀態(tài)和中醫(yī)證候的相關(guān)性進(jìn)行關(guān)注。HRV分析是目前唯一無(wú)創(chuàng)且定量檢測(cè)自主神經(jīng)功能的方法，包括線性分析法和非線性分析法，可以反映人體自主神經(jīng)總能量、交感與迷走張力、以及交感與迷走平衡狀態(tài)。課題組前期研究表明中醫(yī)證候與自主神經(jīng)功能有一定的相關(guān)性，表現(xiàn)為不同虛實(shí)狀態(tài)下反映自主神經(jīng)功能的HRV指標(biāo)有顯著差異，包括線性的時(shí)頻域指標(biāo)及反

2、映混沌程度的非線性指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，我們采用小波變換技術(shù)將HRV信號(hào)分解到不同頻段，對(duì)各頻段信號(hào)分別進(jìn)行非線性分析，并提取冠心病患者證候要素，將虛實(shí)證候進(jìn)一步細(xì)化為具體的證候群，觀察不同頻段不同證候組間非線性指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化，闡述冠心病中醫(yī)證候與HRV非線性指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系及組合規(guī)律，探索冠心病不同中醫(yī)證候的非線性特征以及所反映的人體病理生理學(xué)意義。
　　方法:
　　觀察246例年齡在40-70歲之間的慢性穩(wěn)定型心絞痛患者。

3、
　　1.病例來(lái)源與觀察對(duì)象：病例來(lái)源于2009年3月～2011年9月中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院心內(nèi)科門診及住院患者；以冠心病中最常見(jiàn)的慢性穩(wěn)定型心絞痛患者為觀察對(duì)象。
　　2.慢性穩(wěn)定型心絞痛診斷標(biāo)準(zhǔn)：采用2004年美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)(ACC)/美國(guó)心臟學(xué)會(huì)(AHA)《慢性穩(wěn)定性心絞痛診療指南》、2007年我國(guó)《慢性穩(wěn)定型心絞痛診斷與治療指南》中的相關(guān)內(nèi)容作為診斷標(biāo)準(zhǔn)。
　　3.納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡在40-70歲之間，符合下述條件

4、之一者：
　　(1)冠狀動(dòng)脈造影冠脈主支狹窄≥50％；
　　(2)加拿大心血管學(xué)會(huì)心絞痛分級(jí)(CCSC)中Ⅰ-Ⅳ級(jí)穩(wěn)定型心絞痛；
　　(3)符合心電圖心肌缺血珍斷標(biāo)準(zhǔn)；
　　(4)平板運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性。
　　4.排除標(biāo)準(zhǔn)：
　　(1)急性心肌梗死；
　　(2)其他疾病如肋軟骨炎、肋間神經(jīng)痛等所致胸痛，以及全身性疾病或心外疾病所致心電圖改變或運(yùn)動(dòng)平板陽(yáng)性者；
　　(3)合并嚴(yán)重心肺疾病、

5、肝腎功能不全、造血系統(tǒng)原發(fā)性疾病、精神??；
　　(4)動(dòng)態(tài)心電圖檢查前48h內(nèi)服用洋地黃制劑、β受體阻滯劑；
　　(5)嚴(yán)重心律失常，包括室性心動(dòng)過(guò)速、房性心動(dòng)過(guò)速、頻發(fā)早搏、房室或束支傳導(dǎo)阻滯、持續(xù)性心房顫動(dòng)或心房撲動(dòng)等。
　　5.證候分類標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)1990年中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)心血管學(xué)會(huì)修訂的《冠心病中醫(yī)辨證標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)冠心病病例進(jìn)行中醫(yī)證候辨證分型，標(biāo)準(zhǔn)如下：
　　5.1實(shí)證類
　　痰濁：胸脘痞滿、苔厚膩、

6、脈滑；痰濁偏寒苔白厚膩；痰濁偏熱苔黃厚膩，或脈滑數(shù)。
　　血瘀：胸痛、痛有定處、舌質(zhì)紫暗或有瘀點(diǎn)瘀斑。
　　氣滯：胸悶痛、憋氣、苔薄。
　　寒凝：胸痛甚、遇寒常發(fā)。
　　5.2虛證類
　　氣虛：其共性表現(xiàn)為疲乏、氣短、舌質(zhì)淡胖嫩或有齒痕，脈沉細(xì)。(1)心氣虛：氣虛兼有心悸者。(2)脾氣虛：氣虛兼有腹脹食少者。(3)腎氣虛：氣虛兼有頭暈?zāi)垦?、健忘耳鳴、腰膝酸軟者。
　　陽(yáng)虛：其共性表現(xiàn)為疲乏、氣短、身寒

7、、肢涼、舌淡胖或有齒痕，脈沉細(xì)或遲。(1)心陽(yáng)虛：陽(yáng)虛兼有心悸者。(2)腎陽(yáng)虛：陽(yáng)虛兼有腰膝酸軟、腫脹、夜尿頻多者。
　　陰虛：其共性表現(xiàn)為舌紅少苔或無(wú)苔、或血心煩熱、口干、脈細(xì)數(shù)。(1)心陰虛：陰虛兼有心悸者。(2)腎陰虛：陰虛兼有頭暈、目眩、耳鳴、腰膝酸軟、健忘者。
　　陽(yáng)脫：四肢厥冷、大汗出、脈微欲絕，表情淡漠、面色咣白或暗淡或浮紅，舌質(zhì)暗淡。
　　6.觀察指標(biāo)
　　(1)HRV非線性參數(shù)：復(fù)雜度、近似熵、

8、關(guān)聯(lián)維數(shù)(小波變換后高頻、低頻、極低頻、超低頻4個(gè)不同頻段的非線性參數(shù))。
　　(2)24小時(shí)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)：上述各項(xiàng)非線性參數(shù)指標(biāo)在晝夜24小時(shí)中的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。
　　7.病例采集與分組：所有納入的患者，在醫(yī)生指導(dǎo)下填寫“四診調(diào)查表”，根據(jù)中醫(yī)辨證標(biāo)準(zhǔn)分為實(shí)證、虛證、虛實(shí)夾雜證三組。
　　8.心電信息采集與HRV數(shù)據(jù)提?。?br>　　用動(dòng)態(tài)心電記錄儀記錄每個(gè)入選患者日常狀態(tài)下的24小時(shí)長(zhǎng)程連續(xù)心電信號(hào)，輸入動(dòng)態(tài)心電分析

9、儀，經(jīng)自動(dòng)分析之后，采用“人機(jī)對(duì)話”進(jìn)一步修改數(shù)據(jù)，直至干擾信號(hào)全部剔除。
　　對(duì)來(lái)自于動(dòng)態(tài)心電分析儀輸出端的原始HRV信息用小波變換，對(duì)HRV信息中混雜在一起的多頻段信號(hào)分頻段提取，以備在不同頻段中對(duì)各項(xiàng)觀察指標(biāo)進(jìn)行分析。
　　9.指標(biāo)分析方法：(1)非線性參數(shù)計(jì)算：對(duì)經(jīng)小波變換后的HRV數(shù)據(jù)信息，用課題組自制的專用軟件，依托課題組成員單位首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院專業(yè)人員，分時(shí)段(每小時(shí)為一段)計(jì)算復(fù)雜度、近似熵、關(guān)聯(lián)

10、維數(shù)值；(2)制作上述指標(biāo)在24小時(shí)中的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)圖。
　　10.數(shù)據(jù)錄入：采用Excel數(shù)據(jù)庫(kù)，錄入中醫(yī)證候分類信息和HRV各項(xiàng)非線性指標(biāo)測(cè)量和計(jì)算結(jié)果。
　　11.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：采用SPSS16.0，用方差分析和秩和檢驗(yàn)對(duì)冠心病不同證候組間的各項(xiàng)非線性指標(biāo)進(jìn)行比較。用SAS9.3系統(tǒng)，采用Kmeans聚類方法，依據(jù)四診信息及證候要素分析，對(duì)246例冠心病患者進(jìn)行證候分類。然后建立線性混合效應(yīng)模型，采用時(shí)間、證候，以及證候

11、與時(shí)間交互效應(yīng)來(lái)分別對(duì)復(fù)雜度、近似熵、關(guān)聯(lián)維進(jìn)行分析，考察不同證候組間非線性參數(shù)的差異。
　　12.作圖方法：采用Excel軟件繪制非線性參數(shù)波動(dòng)趨勢(shì)圖。
　　結(jié)果:
　　1.冠心病患者證候要素分布：以氣虛為主，占31.13％，其次分別為痰濁23.75％，陰虛22.55％，氣滯18.16％，陽(yáng)虛13.57％，血瘀10.77％。虛實(shí)證候分布：實(shí)證43例(17.5％)，虛實(shí)夾雜證153例(62.2％)，虛證50例(20.3

12、％)。
　　2.Kmeans聚類分析后，結(jié)合證候要素分析，246例冠心病患者具體證候分10類，分別為：氣虛血瘀兼痰濁證，痰濁證，氣虛證，痰瘀互阻證，氣陰兩虛兼氣滯證，氣陽(yáng)虛兼氣滯證，氣陰兩虛兼痰濁證，陰陽(yáng)兩虛兼氣虛痰濁證，氣陰兩虛證，氣陽(yáng)虛證。
　　3.一晝夜中，無(wú)論患者與正常人，人體混沌程度都有周期性變化，表現(xiàn)為在不同時(shí)刻有規(guī)律地出現(xiàn)高峰與低谷，日間正午時(shí)段HRV非線性指標(biāo)降低，表明混沌程度降低；夜間時(shí)段，HRV非線性指標(biāo)

13、都較日間高，表明混沌程度增高。
　　4.虛、實(shí)證候組間比較，多數(shù)非線性指標(biāo)在組間有顯著差異，表現(xiàn)為實(shí)證組混沌程度最高，虛證組最低，且非線性指標(biāo)呈動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。
　　5.在所有的復(fù)雜度、近似熵、關(guān)聯(lián)維這三項(xiàng)指標(biāo)中，復(fù)雜度與近似熵指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示有相同趨勢(shì)，其中復(fù)雜度對(duì)虛實(shí)證候的區(qū)分度和差異最為敏感，而關(guān)聯(lián)維差異不明顯。
　　6.多元分析提示，虛實(shí)證候間復(fù)雜度、近似熵的差異具有顯著性，實(shí)證組的復(fù)雜度、近似熵指標(biāo)較高，虛證

14、組指標(biāo)較低。對(duì)不同證候組非線性指標(biāo)的時(shí)間序列分析結(jié)果顯示：復(fù)雜度24小時(shí)波動(dòng)曲線近似“V”形，在10-15點(diǎn)處于最低谷；近似熵24小時(shí)波動(dòng)曲線呈近似“S”形，在9-12點(diǎn)處于波谷，15-21點(diǎn)處于波峰；關(guān)聯(lián)維24小時(shí)波動(dòng)曲線呈近似“V”形，在9-12點(diǎn)處于波谷。
　　7.證候細(xì)化后，冠心病中醫(yī)證候多屬虛實(shí)夾雜，多元分析顯示不同證候組間非線性參數(shù)的差異不明顯。
　　結(jié)論:
　　1.一晝夜中，人體混沌指標(biāo)在不同時(shí)刻有規(guī)律地

15、出現(xiàn)高峰與低谷，提示人體HRV混沌程度的變化與人體陽(yáng)氣的盛衰有關(guān)，“日中而陽(yáng)氣隆”，消耗能量，混沌程度降低，夜間“陽(yáng)氣入內(nèi)”，能量?jī)?nèi)守，混沌程度恢復(fù)。
　　2.在一晝夜中，不同頻段下虛、實(shí)證候的多項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢(shì)都有動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)多數(shù)指標(biāo)值在組間有顯著差異，表現(xiàn)為實(shí)證組混沌程度最高，虛證組最低。提示實(shí)證組自主神經(jīng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，對(duì)外界適應(yīng)能力強(qiáng)，抗邪能力強(qiáng)；虛證組自主神經(jīng)調(diào)節(jié)能力弱，對(duì)外界適應(yīng)能力弱，抗邪能力差。
　　3.在復(fù)雜度

16、、近似熵、關(guān)聯(lián)維這三項(xiàng)指標(biāo)中，復(fù)雜度與近似熵指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示有相同趨勢(shì)，其中復(fù)雜度對(duì)虛實(shí)證候的區(qū)分度和差異最為敏感，而關(guān)聯(lián)維差異不明顯。提示在分析HRV的混沌程度上，復(fù)雜度應(yīng)作為比較理想的首選指標(biāo)，其次是近似熵。
　　4.在HF、LF、VLF、ULF四個(gè)頻段的混沌指標(biāo)中，HF指標(biāo)最敏感，而VLF、ULF敏感性差。HF指標(biāo)反應(yīng)迷走神經(jīng)張力，提示實(shí)證組患者迷走張力較高，對(duì)心血管系統(tǒng)保護(hù)作用強(qiáng)，預(yù)后較好。
　　5.冠心病臨床以虛