一、HRV研究的基本方法
HRV分析主要可分为时域（time domain）和频域（frequency domain）两种，实际上多数都是对心动周期（heart period）进行统计分析，极少用心率。HRV分析的心电信号长短不一，短期的只有5min，最长1h；长期的可达到24h，甚至几天。记录可以用规定的时间、体位（如仰卧、直立位、倾斜位等）和动作（如平静呼吸、深呼吸、Valsalva动作、运动等），也可作动态心电记录。近年来国外文献以24h动态心电记录最为普遍。记录由电脑自动分析加人工校正编辑或用人机对话方式，剔除全部异位搏动（房性、结性及室性，早搏、逸搏及心速）和伪差，对窦性搏动进行分析。
1、 时域分析法
(1) 简单指标：
测量某段时间内的平均正常心动周期，最大、最小正常心动周期及其比值或差值。也可以测量白天（7:30至21:30）及夜间（00:00至05:00）的平均正常心动周期及其比值或差值，这是一种反映HRV的最简便的方法。白天和夜间心动周期缩小（心率增快）或两者差别变小是HRV异常的表现。白天与夜间平均正常心动周期差<40ms视为异常。
(2) SDNN（SD、SDRR）：
24h内全部正常心动周期的标准差。这是最常用的HRV指标，反映24h内HRV的总和，包含心率变异中各种频率成份，此值<50ms为异常，>100ms为正常。
(3) SDANN index：
24h内5min节段平均正常心动周期的标准差。因为先将5min内的心动周期加以平均，去除其快速变化成份，再求5min节段与5min节段之间的心率变化大小，所以反映HRV中缓慢变化的成份与频谱中的超低频成份相关，报告的异常分界点为40 ms。
(4) SDNN index：
24h内5min节段正常心动周期标准差的平均值。计算的是5min之内的心率变异大小，所以可以反映HRV中较缓慢变化的成份，与频谱中甚低频及低频成份相关。正常值81±24ms，报告的异常分界点为20ms。
(5) rMSSD：
相邻正常心动周期差值的均方的平方根。该值计算这一搏动与下一搏动之间的周期变化，故反映HRV中快速变化，与频谱中的高频成份相关。报告的异常分界点为15ms。另外也有用相邻正常心动周期差值的平均值（MSD）或相邻正常心动周期的均方差（MSDD）作指标。
(6) PNN50：
在一定时间内相邻两正常心动周期差值大于50ms的个数所占的百分比。也是反映心动周期的逐搏变异，是HRV中的高频成份。报告的异常分界点为0.75%。
(7) CV变异数（coefficient of variance）：
上述SDNN等指数大小除受HRV大小的影响，尚受基础心动周期长短的影响。基础周期长，周期变化值易偏大些，如以心率来计算则相反变化值会相对小些。因此有人建议将这些指数除以该时期的平均心动周期，得相应的SDCV、MSDCV、MSDDCV等，有利于不同基础心率时刻及个体之间作对比。
(8) HRV index：
称心率变异指数。指在R-R间距频数直方图中，心动周期总数与频数最大的组段中心动周期个数（直方图上最高的那一组段）之比。在以每秒取样128点的电脑分析中，每一个组段宽约7.8ms。HRV指数与HRV成正比，正常值>25。该指标受伪差的干扰甚少。
(9) 心率骤增次数：
指心率突然增加≥10次/min、持续5-15min的次数，次数减少提示HRV降低。
2、 频域分析法
心动周期是非连续性变量，但运用特殊计算方法仍可将HRV中不同频率成份所占功率进行分解，得到HRV的频谱。最常用的方法有快速傅立叶变换（FFT）及自回归参数模型法（AR）运算，可以得到以频率（Hz）为横坐标，功率谱密度（power spectral density,PSD）为纵坐标的功率谱图，纵坐标单位为s²/Hz、ms²/Hz。从功率谱线可以知道各频率的功率密度的分布及变化情况。研究结果表明人的HRV功率谱频率范围一般在0-0.5Hz（<1Hz ）。一般将频谱分成4个区域，高频带（HF）0.15-0.40Hz；低频带（LF）0.04-0.15Hz；甚低频带（VLF）0.0033-0.04Hz及超低频带（ULF）0.0033Hz以下。一般在前3个频带中常各有1个谱峰，其中心频率约在0.25、0.10、0.03Hz，分别称高频、低频及甚低频峰。临床上又常以0.15Hz为高、低频分界线。分析时也可对上述频带内的功率密度进行积分得到每频带的功率成份。也就是求曲线在频带范围下包含的面积来反映各成份的大小及比例，积分所得功率单位为s²或ms²，可以用来作定量分析。也可求各频率功率占总功率的百分比，称标准化功率，来作指标。实验表明HRV频谱的低谱成份与血压变化密切相关。HRV低频曲线与血压变异频谱十分一致，在运动、硝酸甘油冠脉灌注及冠状动脉结扎后两者频谱的改变也十分一致。低频成份代表交感神经活动，0-0.05Hz受血管舒缩张力及肾素、血管紧张素系统的影响较大；0.05-0.15Hz与压力感受器反射系统活动有关。而高频成份与呼吸性窦性心律不齐有关，代表迷走神经活动。低、高频成份比例（LF/HF）则可以作为交感、迷走神经平衡的指标，正常值为3.6±0.7。比值增大常为异常表现。
3、 时域与频域分析的比较
早期文献认为时域指标反映迷走神经活动，而频域指标还能提供交感神经活动的信息。近期Bigger等在HRV的时域及频域分析对比中说明两者之间关系相当密切（r≥0.90），甚至数值也几乎相等：SDNN与频谱总功率的平方根几乎相等。超低频功率与SDNN和SDANN index，甚低频功率和低频功率与SDNN index，高频功率与rMSSD和PNN50都密切相关，两者之间几乎可以相互替代。但是尚未有与低、高频比强力相关的时域指标。因此频域分析在反映交感、迷走神经活动平衡上有独到之处，对自主神经系统活动分析的定量性也强于时域指标。
4、 Poincare标绘图及改良Poincare标绘图
心率的调控是非线性的浑沌（chaos）过程，因此可用非线性方法对其进行分析。Poincare图是最常用的方法之一，利用Poincare图的形态可反映时域及频域分析均难以表达的心率变异情况。绘制方法是以相邻心动周期的前一个为横坐标，后一个为纵坐标得一点；再以后一个周期为横坐标，再后一个相邻心动周期为纵坐标绘另一点，如此继续，绘制成多个散点组成的分布图。正常人多呈彗星状，HRV异常时可表现为短棒形、鱼雷形或复杂形。改良Poincare图是以两相邻心动周期之差代表Poincare图的心动周期作类似的散点图。根据差值的正负，散点分布于直角坐标的4个象限，分布于纵横坐标符号相反两象限内百分比少者HRV降低。
二、HRV分析的临床应用
1、 HRV最多应用于各种心血管疾病，如冠心病、慢性充血性心力衰竭及心律失常。
(1) 预测冠心病患者的猝死及心律失常
1987年Kleiger等对808例急性心肌梗塞成活者进行了24小时动态HRV分析及平均31个月的长期随访：发现SDNN<50ms者比>100ms者，死亡的相对危险性大5.3倍。随后很多研究者均提出了相似的报告。结果说明HRV预测急性心梗后相对危险性的敏感性及特异性方面均优于晚电位阳性、EF<40%、室早>10/h、多源性室早等指标。在对病人的其它危险因素，例如：年龄、心功能级别、肺罗音、左室EF、及Holter室性心律失常等进行多因素分析及校正后，HRV的SDNN、ULF和VLF仍与死亡率保持显著强相关。Rich等对100名无近期心梗的冠心病患者作HRV分析及一年随访，结果SDANN index<50ms患者的死亡率为>50ms者的18倍（36%对2%，P=0.001）。所以目前普遍认为HRV是预测心源性猝死最有价值的独立指标。如果将SDNN<50ms与不能进行运动试验两指标结合，长期随访死亡率高达54%，而SDNN>50ms且顺利完成运动者仅为3.5%，前者大15.4倍。
一般认为HRV对猝死的预测与恶性室性心律失常有关。Zipes等在实验性急性心梗中用迷走神经刺激法直接证明迷走神经张力降低有致心室颤动的作用。HRV降低者的猝死原因绝大多数是由室速演化成室颤，其主要病理生理机制是损伤心肌生物电不稳定性，其中心脏自主神经活动的失平衡有着重要作用。急性心梗可导致HRV频谱中LF成份明显增加，HF成份明显减少。体位试验不再能使LF明显增加，这种变化约在心梗后6-12个月逐渐恢复正常。说明心肌梗塞可导致心脏迷走神经活动降低或伴交感神经张力增加。HF成份的减少与冠状动脉粥样硬化程度密切相关，与冠状动脉狭窄程度相关稍差。LF成份仅在多支冠状动脉病变时才能有明显降低。有些作者还发现心室停顿的存活者，HRV也比无心室停顿者明显降低。
(2) 充血性心力衰竭（CHF）
Saul等对25例慢性充血性心力衰竭患者进行24小时动态HRV测定，发现SDNN和功率谱各频带功率均较正常对照组明显减小，尤以高频带减少为著；LF/HF无明显改变，HRV异常的程度与心功能损害的程度一致；提示CHF患者交感及迷走神经均受损害，以迷走神经损害更为显著。HRV分析有可能对心力衰竭的程度及预后提供估价。
(3) 原发性高血压
心血管自主神经系统对维持和调节正常血压起着决定性作用。反映自主神经系统的HRV必会在高血压患者中有所表现。Guzzetti等对56名原发性高血压患者进行HRV频谱分析，结果其LF成份增加，HF成份减少，LF/HF增大。直立倾斜时，LF成分的增加和HF成分的减少也明显低于正常对照组。HRV异常程度与患者舒张压水平密切相关。应用b受体阻滞剂治疗，在血压降低的同时，HRV也恢复正常。
(4) 心肌病
HRV分析提示这类病人夜间交感神经亢进，而迷走神经功能低下，白天此变化消失。这可说明心肌病猝死长见于夜间。
2、 其它
任何直接和间接影响心血管自主神经系统的其它病理生理状况均可有HRV的变化。
(1) 糖尿病
糖尿病性自主神经系统损害及常伴的冠状动脉病变可造成糖尿病病人HRV各频带能量较正常人显著降低。HRV测定技术可能成为糖尿病自主神经病变早期诊断的手段。
(2) 心脏移植
心脏移植病人HRV可见明显减小，甚至消失。如果出现HRV增加，则提示可能发生排斥反应或者移植心脏恢复了自主神经支配。
(3) 胎儿监测
产程中监察胎儿HRV降低，提示胎儿窘迫，死亡率会增高。妊娠36周时HRV频谱已与成人相似。在呼吸暂停时HRV成份会消失，所以HRV可用于监测胎儿发育及产程。
(4) 吸烟
研究表明短期或长期吸烟者均可导致心脏交感神经活性增加、迷走神经活性降低而改变HRV。这种改变是冠心病的一个危险因素。
(5) 抗心律失常药物疗效评价
例如Ic类药物在控制室性心律失常后，患者存活率反而降低。HRV分析证明这些药物有明显降低HRV的作用，可能与存活率降低有关。
除此以外，HRV分析对脑死亡的判断，肾功能衰竭病人自主神经炎的诊断、射频消融术对心脏自主神经的影响、血管迷走性晕厥的研究等都进行了尝试。
三、HRV研究的评价
HRV研究刚刚起步，研究的方法、分析的技术尚有待进一步改进和统一。再加上影响HRV的因素很多，诸如昼夜节律、年龄、性格、情绪、体位、日常活动、呼吸、体温、药物、早搏及房室传导阻滞的漏检都可影响结果，所以极需要改进和统一研究方法，对大样本人群进行正常HRV指标参考值、以及有关疾病诊断、分级界限值的建立。另外对HRV正常与异常变化的机理也需作进一步探讨。目前在HRV的应用与评价时必须持严谨态度。
HRV是一项正在蓬勃发展中的无创检查手段。随着人们更加深入细致的研究，有望在临床上获得更有价值的应用。
利益冲突：无
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