方云达 沈丹丽 邓正明 王刚 江志伟
沈丹丽,
邓正明,
等.
心率变异性：一种潜在的监测围手术期应激反应的数字生物标志物
[J]
. 中华普通外科杂志, 2023, 38(2)
: 154-157.
DOI: 10.3760/cma.j.cn113855-20220602-00367.
rate
variability，HRV）长程监测技术目前已成为心血管系统相关疾病的早期诊断和个体化治疗的实施依据，最新的研究认为HRV可以反映外科围手术期的应激程度［1］，但仍需更多的研究进一步证实。本文通过介绍数字化的HRV参数应用的相关研究进展，探讨HRV作为外科应激反应的一种数字生物学标志物的潜在临床价值。
数字生物标志物是指通过人工智能设备远程监测和收集使用者生理、病理数据作为生理、病理过程或治疗干预的生物学的指标［2］。随着社会经济、科技的发展，使用可追踪健康参数的数字化设备已逐步成为普遍现象，同时数字生物标志物的使用也有从医院、实验室逐步扩大到全社会的趋势。目前大多数临床医师仍普遍认为血液等实验室指标才是最具特征性的生物标志物，但近期大量研究结果表明，相较于血液指标，HRV参数等数字生物标志物在监测术后应激反应等方面更加灵敏、精确［1］。数字生物标记物是可重复、长程监测的，能够更加精准地描述患者的病情特征，更加便于早期诊断、个体化治疗及评估临床疗效。相较于传统生物标志物而言，数字生物标志物具有无创、环保、经济的优势，在提供健康信息的同时还可以减轻医疗成本和社会负担。数字生物标志物是智慧医疗和精准医疗发展的产物，它将引领医疗模式从“治已病”向“治未病”转化。
ANS活动状态，为评价短时程ANS活动状态提供了定量分析工具。主要频域参数包括：低频功率（low
frequency，LF）、高频功率（high
frequency，HF）、低高频功率比（LF/HF）。HF受副交感神经调控，反映其张力大小；而LF受交感神经、副交感神经调控，通常用于反映交感神经兴奋程度；LF/HF反映交感神经与迷走神经张力的平衡状态。
deviation of all NN intervals，SDNN）、每5 min节段窦性心搏间期标准差的平均值（standard
deviation of 5 min average normal R-R intervals，SDANN）、相邻RR间期差值的均方根（the
root of the averaged squares of differences between neighboring RR
intervals，RMSSD）和相邻NN间期中相差>50 ms占总心动周期次数的百分比（percentage of difference
between adjacent normal R-R intervals exceeding 50
milliseconds，pNN50）。SDNN、SDANN反映了交感神经、副交感神经的整体调节能力，RMSSD反映副交感神经张力大小，pNN50反映迷走神经张力。
h动态心电图具有监测时长有限、获取数据不及时并且限制患者活动等缺陷。数字医疗的发展弥补了这些不足，基于无线传输技术的智能手表、贴片等消费级穿戴设备使用光电容积描记术或单导联心电图技术，在提高了舒适性的同时极大地丰富了应用场景，并且保证了测量准确性［5］。数字化使得HRV从原本停留在白纸上的数字变为智能设备里的可转换为数字和图像的二进制符号，不仅方便了患者对于测量结果的实时了解，还方便了医务人员对数据的统计与分析，极大地降低了社会成本。
flight”（战与逃）的应激反应，机体分解代谢升高，导致内稳态失调。短期内适当的应激反应可支撑机体应对手术创伤，过度的高分解代谢和应激反应则会增加临床并发症的发病率、延缓患者术后康复、增加术后死亡的风险。因此，在围手术期监测应激反应程度、及早干预过度的应激反应是非常重要的管理任务。目前临床上都是依靠传统的生物标志物，如：血清C反应蛋白、血浆皮质醇等评估围手术期应激反应。但最近的研究表明，炎症标志物并不能完全准确地反映术后应激反应，HRV参数反而可能更灵敏地反映术后应激反应［1］。
疼痛被称为围手术期第五大生命体征，良好的疼痛管理能减少手术并发症的产生及其严重程度［12］，是促进手术后快速康复的基础。目前，术后疼痛评估主要依靠主观疼痛评分如视觉模拟评分法、数字评价量表，但是这些疼痛的评估方法还不够精确、客观，同时也增大了医务人员的负担。HF可反映疼痛-镇痛之间平衡，帮助医务人员及时调整麻醉、镇痛方案，减少阿片类药物的使用，从而降低相关并发症的发生率［13］。
HRV应用于术后炎症反应的监测：外科手术创伤常常会引起机体的炎症反应，控制不佳者可能导致切口感染、全身炎症反应综合征甚至是多器官功能障碍综合征。迷走神经可以通过胆碱能抗炎途径抑制促炎细胞因子释放的核心，是控制炎症的“第一道防线”。研究表明，HF和SDNN均与血清白细胞介素-6、C反应蛋白、白细胞等炎症标志物呈负相关［14］。因此，对术后患者的HRV参数进行监测和阈值设置，不仅可以持续地实时监测炎症反应，还减少了术后抽血的创伤，增加患者的就医满意度。
围手术期应激反应的监测和控制一直是外科学研究的重要内容，符合加速康复外科的核心理念，但目前还缺乏客观的生物标志物或评估手段来监测应激反应。由于缺乏足够强大的实时计算能力，目前的HRV数据分析仍以线性分析为主，这限制了对HRV临床潜力更深层次的挖掘。伴随着人工智能、5G技术的发展，使得基于远程遥测技术的HRV作为监测ANS张力的数字生物标志物能够实时监测外科围手术期应激反应、并发症，成为判断手术预后的风向标。在未来，实验室检查、影像资料及调查问卷等将不再作为围手术期评估病情的不可或缺的指标，HRV将作为另一种重要的临床数字生物学标志物用于评估手术风险、指导术中麻醉用药、预测术后并发症的发生、评价术后患者的康复情况。
