王繼楠，孫興國△，謝友紅，宋 雅，臺文琦，周晴晴，張艷芳，石 超，徐 凡，劉 方，張 也，郝 璐，葛萬剛，李 浩，徐丹丹

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬康復(fù)醫(yī)院，重慶 400050；2.國家心血管病中心，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院心血管疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心血管疾病國家臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京 100037；3.湖北省中醫(yī)院，武漢 430061）

整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為任何生命活動的完成均需要呼吸、循環(huán)、神經(jīng)體液、代謝等系統(tǒng)聯(lián)合一體化調(diào)控才能實(shí)現(xiàn)，而呼吸、循環(huán)、代謝一體化調(diào)控是生命活動的核心[1-4]。動脈血液中的PaO2、PaCO2和[H+]a 等血?dú)庑盘栐诤粑^程中不是恒定的，而是隨著呼吸呈周期性波浪式變化。使用超快反應(yīng)氧電極、PCO2或pH 電極可記錄到實(shí)驗(yàn)動物的動脈血液信號的波浪式曲線，并且在心功能正常和心力衰竭患者身上也能夠證實(shí)波浪式信號的存在，這種周期性波浪式動態(tài)信號才是通過外周化學(xué)感受器進(jìn)行呼吸調(diào)控的主要信號[5-9]。循環(huán)的主要目的是運(yùn)輸機(jī)體生命活動所必須的氧和代謝所需要的能量物質(zhì)以及排出代謝產(chǎn)物，這個過程需要呼吸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合；另一方面，血?dú)庑盘柕淖兓碳せ瘜W(xué)感受器使自主神經(jīng)活性變化，進(jìn)而影響心率、血壓、每搏輸出量等循環(huán)指標(biāo)的變異性[2-4]。生命活動的正常進(jìn)行需要呼吸和循環(huán)的密切配合，二者相互影響、相互作用，才能維持機(jī)體能量代謝和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。因此，我們提出了所有循環(huán)指標(biāo)變異性均為呼吸源性的吸氣和呼氣交替出現(xiàn)所致[1-9]。但是，心率是否隨呼吸周期的變化而呈周期性波浪形變化尚無人體實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

睡眠期間多導(dǎo)睡眠圖（polysomnography, PSG）監(jiān)測是一種有效的方法評估受試者是否患有睡眠呼吸暫停低通氣綜合征，此外它也能夠?qū)崟r動態(tài)、準(zhǔn)確有效地監(jiān)測患者夜間安靜平穩(wěn)狀態(tài)下鼻氣流、呼吸、心率、血壓、血氧飽和度等指標(biāo)[10,11]。而人體在入睡后至睡醒前，PSG 動態(tài)監(jiān)測下呼吸和心電圖R-R 間期心率變化之間的相互聯(lián)系和相互作用卻未見相關(guān)文獻(xiàn)報道。循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)之間的一體化調(diào)控能否在夜間利用PSG 驗(yàn)證無從得知。故此研究利用PSG 監(jiān)測夜間睡眠中各項(xiàng)指標(biāo)，驗(yàn)證呼吸為循環(huán)指標(biāo)變異的起源，進(jìn)一步為整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)理論提供證據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究回顧性分析了在2014 年以來簽署知情同意書后行心肺運(yùn)動試驗(yàn)（cardiopulmonary exercise testing, CPET）和PSG 監(jiān)測的8 例正常人和10 例無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者。存在睡眠呼吸異常的慢病患者相關(guān)研究在本系列另一篇文章中分析報告[12]。正常人納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）既往和目前均無高血壓、高血脂、糖尿病、冠心病、腦卒中等心腦血管疾病和其他疾病，臨床無任何疾病診斷；（2）PSG 評估無睡眠呼吸暫停低通氣綜合征，呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea hypopnea index, AHI）＜5 次/小時。無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）既往明確診斷冠心病和（或）高血壓和（或）糖尿病和（或）高脂血癥等慢性?。唬?）PSG 評估無睡眠呼吸暫停低通氣綜合征，AHI＜5 次/小時。排除標(biāo)準(zhǔn)：心腦血管病急性期，妊娠期，認(rèn)知功能障礙，下肢功能障礙等活動不便者。受試者在監(jiān)測當(dāng)日禁用鎮(zhèn)靜劑、咖啡、酒及茶等干擾監(jiān)測結(jié)果的食物及藥物。睡眠呼吸暫停低通氣綜合征，AHI ≥5 次/小時。

1.2 CPET 評估

1.2.1 CPET 的嚴(yán)格質(zhì)控

使用意大利科時邁（COSMEDS.R.L.）公司Quark PFT Ergo 型全導(dǎo)聯(lián)心電圖、無創(chuàng)血壓、血氧飽和度和氣體交換為一體的心肺運(yùn)動測試系統(tǒng)，評估心肺儲備功能和運(yùn)動耐力等整體功能狀態(tài)。所有受試者簽署知情同意書后進(jìn)行檢測。每天測試前進(jìn)行氣體容量定標(biāo)、高中低三流速定標(biāo)、空氣校準(zhǔn)、O2和CO2兩點(diǎn)式系統(tǒng)自身定標(biāo)及第三方代謝模擬器定標(biāo)，以保證氣體交換測定的精準(zhǔn)度。所有定標(biāo)通過方可進(jìn)行檢測[13]。

1.2.2 CPET 的規(guī)范化操作

受試者首先于坐位完成全套靜態(tài)肺功能檢查，然后采用自行車功率計(jì)進(jìn)行動態(tài)心肺運(yùn)動檢查，檢查全程記錄12 導(dǎo)聯(lián)心電圖、無創(chuàng)血壓、血氧飽和度、各項(xiàng)肺通氣和氣體交換等指標(biāo)。按照Harbor-UCLA 醫(yī)學(xué)中心標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)遞增功率方案，完成癥狀限制性最大極限CPET。靜息3 min 后，以60 r/min 蹬車速率無負(fù)荷熱身3 min。根據(jù)受試者年齡、性別和估計(jì)的功能狀態(tài)，預(yù)設(shè)電磁自行車功率計(jì)的功率遞增速率10～30 W/min，設(shè)定受試者在6～10 min 內(nèi)達(dá)到癥狀限制性最大極限CPET，獲得最大運(yùn)動功率；然后繼續(xù)記錄≥ 5 min 恢復(fù)期數(shù)據(jù)[14]。

1.2.3 CPET 統(tǒng)一整體判讀的數(shù)據(jù)計(jì)算分析

按照Harbor-UCLA 醫(yī)學(xué)中心數(shù)據(jù)分析解讀原則從生產(chǎn)廠家軟件系統(tǒng)導(dǎo)出所有測定指標(biāo)的每次呼吸（breath-by-breath） 原始數(shù)據(jù)進(jìn)行每秒數(shù)據(jù)切割（second-by-second），然后進(jìn)行10 s 平均數(shù)據(jù)用來制作孫氏新九圖、無氧閾（AT）圖和10 s 數(shù)據(jù)表格，并按照標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算原則對峰值攝氧量（Peak V.O2, L/min,ml/（min·kg）, %pred）、AT（L/min, ml/（min·kg）,%pred）等核心指標(biāo)進(jìn)行分析[14,15]。

1.3 PSG 監(jiān)測評估

1.3.1 PSG 方案

使用穿戴式SOMNOScreen 系統(tǒng)（SomnoMedics，德國）進(jìn)行PSG 監(jiān)測。受試者在病房連續(xù)監(jiān)測兩晚，第一晚供受試者適應(yīng)設(shè)備及環(huán)境，第二晚正式記錄檢測數(shù)據(jù)。睡眠環(huán)境需溫度適宜、光線適宜、安靜、無干擾，女性受試者避開生理期。睡眠呼吸暫停的判斷標(biāo)準(zhǔn)[16]：（1）睡眠呼吸暫停：睡眠過程中口鼻呼吸氣流消失或明顯減弱（較基線幅度下降＞90%），持續(xù)時間≥10 s；（2）阻塞性睡眠呼吸暫停：口鼻氣流消失，胸腹式呼吸仍然存在；（3）中樞性睡眠呼吸暫停：口鼻氣流與胸腹式呼吸同時消失；（4）混合性睡眠呼吸暫停：在1 次呼吸暫停過程中，先出現(xiàn)中樞性呼吸暫停，后出現(xiàn)阻塞性呼吸暫停；（5）低通氣：睡眠過程中口鼻氣流較基線水平降低＞30%并伴血氧飽和度下降≥4%，持續(xù)時間≥10 s；或口鼻氣流較基線水平降低＞50%并伴血氧飽和度下降≥3%，持續(xù)時間≥10 s；（6）AHI：平均每小時呼吸暫停與低通氣的次數(shù)之和。

1.3.2 PSG 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析

采用第二晚睡眠期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。呼吸氣流數(shù)據(jù)采樣率為128 Hz。心電圖R-R 間期的采樣率為256 Hz，心率由R-R 間期計(jì)算而來，即心率（bpm）=60 000/R-R 間期（ms）。所有受試者在睡眠期間均會出現(xiàn)呼吸暫?；蛞蝮w位改變導(dǎo)致短暫的鼻氧管松動甚至脫落，此期間未被記錄的呼吸周期不會計(jì)算在內(nèi)。同樣因體位改變等原因?qū)е碌男碾姼蓴_不會計(jì)算在心率變異周期內(nèi)。

1.3.2.1 呼吸相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算與分析：呼吸周期、呼吸頻率、平均呼吸周期時間

呼吸周期：氣流流速為0 代表著呼吸切換。每一個呼吸周期氣流流速從0 開始，流速小于0 時開始吸氣，吸氣速率逐漸加快后減慢至0，流速大于0 時開始呼氣，呼氣速率逐漸加快后減慢至0，一次吸氣和一次呼氣共同組成一個呼吸周期，詳見圖1a。呼吸周期數(shù)表示為B-1、B-2……B-n，B-n 為整個晚上的總呼吸周期數(shù)。

呼吸頻率：每分鐘呼吸次數(shù)。平均呼吸周期時間為睡眠總時間與B-n 的比值，即60/呼吸頻率。

呼吸幅度：該設(shè)備能監(jiān)測鼻氣流流速、胸式呼吸和腹式呼吸三種方式的呼吸幅度，不能計(jì)算肺通氣容量的絕對值，所以本文僅以鼻氣流表示之。

1.3.2.2 心率變異性（HRV）相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算與分析：心率、呼吸節(jié)律的HRV 周期時間（HRV-B-T）、和HRV 周期心率變化幅度（HRV-B-M）

整晚心率變異周期總數(shù)（HRV-n）：與B-n 計(jì)算相似，我們?nèi)∵B續(xù)一次心率由最低點(diǎn)上升至最高點(diǎn)，再由最高點(diǎn)下降至最低點(diǎn)，為一次HRV；整個晚上的HRV 總次數(shù)為HRV-n，詳見圖1b。采用人工手動計(jì)算受試者在入睡后至睡醒前的心率變異周期總數(shù)。夜間心率較平穩(wěn)且連續(xù)不斷產(chǎn)生上下波動，一次HRV包括上升和下降，而上升和下降是連續(xù)成對出現(xiàn)的，只需計(jì)算波峰或者波谷的次數(shù)即為心率變異周期數(shù)。波峰的特征為連續(xù)三個數(shù)值中第二個數(shù)值為最大值。由于R-R 間期采樣率為256 Hz，計(jì)算心率時會出現(xiàn)連續(xù)多個相同心率值，統(tǒng)計(jì)波峰個數(shù)時將連續(xù)相同數(shù)值默認(rèn)為一個數(shù)值計(jì)算。心率變異周期數(shù)表示為HRV-1、HRV-2……HRV-n，HRV-n 為整個晚上總心率變異周期數(shù)。

心率：每分鐘心跳次數(shù)。每個心率變異周期的心跳次數(shù)表示為心跳總數(shù)與HRV-n 的比值。HRV 率定義為每分鐘HRV 次數(shù)，即60/HRV 心跳次數(shù)。

平均心率變異周期時間（HRV-B-T）和平均心率變異周期幅度（HRV-B-M）：HRV-B-T=睡眠時間/HRV-n 的比值。HRV-B-M=心率出現(xiàn)上升下降變化時最低-最高（上升）和最高-最低（下降）2 個變化值（絕對值）取平均值，如圖1b 所示。

圖1. 呼吸周期和心率變異周期示意圖

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

本研究采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，連續(xù)變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，分類變量以相對數(shù)和（或）百分比表示。組間連續(xù)變量采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較，分類變量比較采用Fisher 確切概率法。線圖采用繪圖軟件Origin 繪制。

2 結(jié)果

2.1 所有受試者一般資料分析

本試驗(yàn)總共納入18例受試者，其中8例正常人（男性4 名，女性4 名），10 例為無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者（男性7 名，女性3 名），一般資料如表1所示。

正 常 人 年 齡（27.8±4.6 ，22～35） 歲， 身 高（171.6±7.0 ，161～182） cm， 體 重（68.8±14.7，50～103）kg，BMI 為（23.2±3.5 ，19.3～31.1），AHI為（1.7±1.3，0.1～4.3）次/小時。

無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者年齡（52.0±15.6，26～72）歲，身高（169.5±6.1，160～180）cm，體重（74.1±15.6，54～105） kg，BMI 為（25.6±4.0，19.8～33.9），AHI 為（2.9±1.2，0.8～4.8）次/小時，其診斷信息詳見表4。兩組人群間比較年齡具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01），正常人顯著年輕且均無任何臨床疾病診斷；無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者其余信息均與正常人無顯著差異。

2.2 CPET 核心數(shù)據(jù)比較

2.3 正常人呼吸和R-R 心率的HRV 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析

正常人睡眠時長為（7.58±1.56，4.78～9.43）h，B-n 為（6581.63±1411.90，4804～8599）次，平均呼吸周期時間為（4.19±0.57，3.52～5.51）s，呼吸頻率 為（14.56±1.74，10.89～17.04） bpm；HRV-n 為（6638.38±1459.46，4721～8784）次，睡眠期間心跳總數(shù)為（26719.00±5511.22，16592～33067）次，每個HRV 心跳數(shù)為（4.08±0.62，3.44～5.19）次，HRV率為（14.69±1.87，10.71～16.74）次/分，平均心率為（59.18±8.65，47.08～79.87） bpm，平均心率變異幅度為（5.74±3.21，2.33～10.17） bpm，平均心率變異周期時間為（4.16±0.62，3.58～5.60） s（表3）。

2.4 無睡眠呼吸異常的慢病患者呼吸和R-R 心率的HRV 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析

無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者睡眠時長 為（8.33±0.69，6.78～9.17） h，B-n 為（7354.50±1443.50，5147～9812） 次， 平 均 呼 吸周期時間為（4.20±0.69，3.24～5.55）s, 呼吸頻率為（14.68±2.33，12.48～18.51） bpm；HRV-n 為（7291.20±1399.31，5028～9455） 次，睡眠期間心跳總數(shù)為（28603.40±5249.11，20633～40133）次，每個HRV 心跳數(shù)為（3.97±0.56，3.09～4.84） 次，HRV率為（14.55±2.26，10.79～17.84）次/分，平均心率為（59.48±6.78，53.19～78.08）bpm，平均心率變異幅度（2.88±1.44，1.50～6.45）bpm，平均心率變異周期時間為（4.23±0.68，3.36～5.56） s（表4）。

2.5 無論是正常人還是慢病患者，只要沒有睡眠呼吸異常則呼吸周期/心率變異比值接近1

正常人和無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者各自的B-n 次數(shù)與HRV-n 次數(shù)、呼吸頻率與HRV 率都基本相同、緊密相關(guān)，B-n/HRV-n 接近1，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。無論是正常人還是無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者，其平均呼吸周期時間和平均心率變異周期時間都基本一致，兩組間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。同一受試者在同一晚呼吸頻率較慢時心率變異周期次數(shù)少，在呼吸頻率較快時心率變異周期次數(shù)相應(yīng)增多，但是二者比值均接近1，如圖2 所示。此外，不論是正常人還是無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者，其心率變異的變化幅度和快慢與呼吸氣流均存在相關(guān)性。當(dāng)相對高通氣時，平均心率較快，心率的變化幅度也相應(yīng)較大；相對低通氣時，平均心率較慢，心率的變化幅度也較小，此時的呼吸周期數(shù)和心率變異周期數(shù)依舊基本相同，如圖3 所示。提示睡眠期間無睡眠呼吸異常時心率變異性基本上屬于呼吸源性。

圖2. 呼吸周期指數(shù)和心電圖R-R 心率變異周期指數(shù)存在個體差異

圖3. 心率的變化幅度和快慢與呼吸氣流均存在相關(guān)性

2.6 正常人HRV 幅度明顯高于無睡眠呼吸異常的慢病患者

觀察所有受試者夜間心率的變化，我們發(fā)現(xiàn)正常人心率變化幅度明顯高于無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。并且不同受試者的心率變化幅度存在明顯的個體差異，部分受試者心率變化幅度大，最高可達(dá)10.17 bpm，部分受試者心率變化幅度小，最低可至1.50 bpm。

3 討論

3.1 本研究結(jié)果呼吸與心率變異之間密切相關(guān)，提示心率變異可能為呼吸源性

本研究發(fā)現(xiàn)所有受試者的B-n 次數(shù)和HRV-n 次數(shù)基本相同，B-n/HRV-n 接近1，心跳總和/ HRV-n無顯著差異，平均呼吸周期時間和平均心率變異周期時間基本一致，呼吸頻率和HRV 率存在個體差異。所有受試者心率的變化幅度存在個體差異。我們的研究結(jié)果顯示，不論是正常人還是無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者，心率變異均與呼吸節(jié)律呈波浪式變化，進(jìn)一步為整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)理論/呼吸-循環(huán)一體化調(diào)控提供了臨床人體實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

Tab.1 正常人和無睡眠呼吸異常的慢病病人的一般資料分析(s)

Tab.1 正常人和無睡眠呼吸異常的慢病病人的一般資料分析(s)

M：男性；F：女性；BMI：體質(zhì)量指數(shù)；AHI：呼吸暫停低通氣指數(shù)

指標(biāo) 正常人(n=8)無睡眠呼吸異常慢性疾病患者(n=10)P性別（M/F） 4/4 7/3 0.346年齡（歲） 27.8±4.6 22～35 52.0±15.6 26～72 0.000身高（cm） 171.6±7.0 161～182 169.5±6.1 160～180 0.524體重（kg） 68.8±14.7 50～103 74.1±15.6 54～105 0.494 BMI 23.2±3.5 19.3～31.1 25.6±4.0 19.8～33.9 0.214 AHI（次/小時） 1.7±1.3 0.1～4.3 2.9±1.2 0.8～4.8 0.072

3.2 正常人功能狀態(tài)優(yōu)于無睡眠呼吸異常的慢病患者

整體來說，本研究納入的正常人年齡明顯低于無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者，因?yàn)閰⑴c本次試驗(yàn)的正常人多是于阜外醫(yī)院工作或進(jìn)修的年輕醫(yī)生和訪問學(xué)者，而無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者多為于阜外醫(yī)院就診的年長患者，且合并多種慢性基礎(chǔ)疾病。所有受試者進(jìn)行CPET 發(fā)現(xiàn)，正常人PeakO2和AT 顯著高于慢性疾病患者。PeakO2和AT 是反映心肺代謝整體功能的核心指標(biāo)[18]，證明正常人整體功能狀態(tài)優(yōu)于無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者。但是，不論是何組受試者，均無睡眠呼吸暫停低通氣綜合征。因?yàn)楹喜⒋思膊〉娜巳涸谝归g睡眠過程中頻發(fā)呼吸暫停和（或）通氣量降低，呼吸處于一種異常狀態(tài)，呼吸和心率之間調(diào)控模式與無此疾病的人群顯著不同。人體大腦皮層發(fā)出指令而做出的主動的、主觀非自主神經(jīng)控制的活動可以直接改變呼吸等功能狀態(tài)，進(jìn)而影響其他系統(tǒng)功能狀態(tài)[19,20]。夜間睡眠過程中人體呼吸相對平穩(wěn)，受自主神經(jīng)（神經(jīng)體液調(diào)節(jié)）和非自主神經(jīng)（大腦皮層）調(diào)控作用弱，呼吸和心率不易受其影響，并且其他干擾因素少，是用來探討呼吸與循環(huán)功能的絕佳時機(jī)。

Tab. 2 CPET 核心指標(biāo) (±s)

Tab. 2 CPET 核心指標(biāo) (±s)

Peak O：峰值攝氧量；AT：無氧閾；OUEP：攝氧通氣效率峰值平2臺：Lowest /CO2：二氧化碳排出通氣效率最小值；/CO2 Slope：二氧化碳排出通氣斜率；%pred：百分預(yù)計(jì)值=測定值/預(yù)計(jì)值×100%

指標(biāo) 單位 正常人(n=8)慢性疾病患者(n=10) P Peak V.O2 L/min 2.1±0.6 1.4～3.1 1.5±0.4 1.0～2.5 0.031 ml/(min·kg) 31.3±7.8 21.6～49.1 19.9±3.3 15.0～25.0 0.000%pred 83.8±8.9 73.0～103.5 70.1±14.9 35.7～93.0 0.045 AT L/min 1.0±0.2 0.8～1.3 0.8±0.1 0.5～1.0 0.006 ml/(min·kg) 15.3±2.3 12.4～18.7 10.2±1.6 7.6～12.5 0.000%pred 77.5±9.9 68.1～101.0 60.7±8.3 52.7～76.9 0.002 OUEP ratio 44.6±4.7 36.2～49.3 35.1±6.6 26.8～46.9 0.005%pred 105.9±9.3 93.0～122.0 92.2±12.0 70.3～113.5 0.023 Lowest V.E/V.CO2 ratio 24.1±2.0 20.7～27.1 30.0±4.1 22.9～35.5 0.003%pred 96.8±7.5 86.9～109.1 109.5±10.3 94.2～129.7 0.014 V.E/V.CO2 Slope slope 22.7±2.5 19.1～27.7 27.8±4.1 20.7～33.1 0.011%pred 93.0±9.6 77.0～110.0 106.0±11.0 86.5～125.3 0.024

3.3 基于整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)初步探討呼吸源性心率變異發(fā)生機(jī)制

整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為，心肺調(diào)控是一體的，呼吸與循環(huán)功能相互影響，相互作用?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)多種臨床實(shí)踐已證實(shí)傳統(tǒng)的“呼吸指標(biāo)”在循環(huán)障礙患者病情嚴(yán)重程度、診斷和鑒別診斷、臨床預(yù)后評估等方面均有很好的實(shí)用價值[5,17,18,21]。但是，呼吸與循環(huán)之間相互影響的具體機(jī)制卻不甚清楚。我們本次的研究發(fā)現(xiàn)呼吸信號的周期性波浪式變化能夠引起心率的上升下降變異。本研究中所有受試者夜晚睡眠期間呼吸周期數(shù)與心率變異周期數(shù)基本相同，二者比值接近于1，且平均呼吸周期時間和平均心率變異周期時間基本一致，說明心率的波浪式變化隨呼吸節(jié)律出現(xiàn)，所以我們認(rèn)為這種心率變異為呼吸源性的。此前孫興國教授團(tuán)隊(duì)已成功通過連續(xù)逐搏取血的方法證實(shí)，新生兒在第一次自主呼吸前的氧氣全部由臍帶靜脈運(yùn)輸，胎盤剝離后臍帶動脈氧分壓隨時間逐漸降低，其到達(dá)觸發(fā)呼吸的閾值時觸發(fā)第一次吸氣[22,23]。正常自主呼吸的人動脈血?dú)釶aO2、PaCO2、[H+]a 和SaO2均存在明顯的波浪式信號，且高通氣時血?dú)庑盘柕闹芷谛圆ɡ诵盘栐鰪?qiáng)，憋氣時變?nèi)?，但這一信號在靜脈中很弱[5-7,22-24]。

Tab. 3 正常人呼吸和R-R 心率的HRV 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析 (，n=8)

Tab. 3 正常人呼吸和R-R 心率的HRV 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析 (，n=8)

B-n：呼吸周期數(shù)；Bn-T：平均呼吸周期時間；BR：呼吸頻率；HRV-n：心率變異周期數(shù)；HB-n：睡眠期間心跳總數(shù)；HB-n/HRV-n：每個心率變異周期內(nèi)心跳次數(shù)；HRV 率：每分鐘心率變異次數(shù)；HR：睡眠期間平均心率；HRV-B-M：平均心率變異幅度；HRV-B-T：平均心率變異周期時間

序號 睡眠時長（bpm） HRV-B-T（s）19.43 8599 3.95 15.19 8784 0.979 32349 3.6815.5257.05 3.00 3.87 27.92 7417 3.84 15.61 7726 0.960 27744 3.5916.2658.41 9.50 3.69 37.35 4804 5.51 10.89 4721 1.018 24480 5.1910.7155.38 2.33 5.60 49.42 7803 4.34 13.81 7854 0.994 32656 4.1613.9057.70 8.83 4.32 58.87 7592 4.20 14.27 7296 1.041 25093 3.4413.7147.08 4.22 4.38 66.00 4954 4.36 13.76 5129 0.966 21771 4.2414.2560.1410.17 4.21 76.90 6593 3.77 15.93 6793 0.971 33067 4.8716.4179.87 4.55 3.66 84.78 4891 3.52 17.04 4804 1.018 16592 3.4516.7457.81 4.33 3.58 ±s7.58±1.56 6581.63±1411.904.19±0.57 14.56±1.746638.38±1459.46 0.993±0.027 26719.00±5511.22 4.08±0.62 14.69±1.87 59.18±8.65 5.74±3.21 4.16±0.62（h） B-n（n） Bn-T（s） BR（bpm） HRV-n（n） B-n/HRV-n HB-n（n） HB-n/HRV-n HRV 率（bpm） HR（bpm）HRV-B-M

Tab. 4 無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者呼吸和R-R 心率的HRV 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析 (，n=10)

Tab. 4 無睡眠呼吸異常的慢性疾病患者呼吸和R-R 心率的HRV 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析 (，n=10)

B-n：呼吸周期數(shù)；Bn-T：平均呼吸周期時間；BR：呼吸頻率；HRV-n：心率變異周期數(shù)；HB-n：睡眠期間心跳總數(shù)；HB-n/HRV-n：每個心率變異周期內(nèi)心跳次數(shù)；HRV 率：每分鐘心率變異次數(shù)；HR：睡眠期間平均心率；HRV-B-M：平均心率變異幅度；HRV-B-T：平均心率變異周期時間*P＜ 0.05 與正常人比較

5249.113.97±0.56 14.55±2.2659.48±6.782.88±1.44*4.23±0.68化，冠心病7.6775503.6616.4177650.972265133.4116.8857.762.003.55 ±s左主干支架植入術(shù)后 6.785147 4.74 12.85028 1.024 21382 4.25 12.36 53.191.71 4.85 9 甲狀腺結(jié)節(jié)，鎖骨下淋巴結(jié)，心悸 9.178433 3.91 15.058566 0.984 32349 3.78 15.57 57.14.50 3.85 10 高血壓，高血脂，糖尿病，動脈硬腦梗 8.839812 3.2418.5194551.03829208 3.09 17.8455.113.14 3.36 7室性早搏，高脂血癥，高血壓9.025849 5.55 16.025841 1.001 20633 3.53 10.79 56.531.50 5.56 8 高血壓，高血脂，糖尿病，冠心病，高血壓 8.156092 4.8212.4862750.97130345 4.84 12.8362.186.45 4.68 5高血壓，高脂血癥，糖尿病 8.336579 4.56 14.246392 1.029 26673 4.17 12.79 57.731.88 4.69 6 虛弱癥，高血壓，冠心病，腔隙性冠心病，高血壓8.8284633.7515.9783551.013291413.4915.7954.982.563.8 4 HRV-B-M（bpm） HRV-B-T（s）1病毒性心肌炎，心力衰竭8.5789543.4517.4287661.021401334.5817.0578.082.573.52 2高血壓，肺癌切除術(shù)后7.9366664.2813.9764691.03296574.5813.662.172.504.41 3序號 診斷 睡眠時8.33±0.697354.50±1443.504.20±0.6914.68±2.337291.20±1399.311.008±0.02428603.40±長（h） B-n（n） Bn-T（s） BR（bpm）HRV-n（n） B-n/HRV-n HB-n（n） HB-n/HRV-n HRV 率（bpm） HR（bpm）

我們認(rèn)為人體呼吸活動使肺泡內(nèi)PaO2和 PaCO2改變，通過肺毛細(xì)血管的PaO2、PaCO2及[H?]a 等血?dú)庑盘柈a(chǎn)生同樣的變化，在左心作用下經(jīng)過約2～3 次心跳時間由外周化學(xué)感受器感受，再經(jīng)上傳神經(jīng)上傳，通過神經(jīng)中樞環(huán)路刺激循環(huán)中樞從而引起心血管反射，改變交感、副交感神經(jīng)張力，反饋調(diào)控竇房結(jié)和心肌的節(jié)律和興奮性，進(jìn)而使心率產(chǎn)生上升和下降的變異[2-4,25,26]。所以呼吸引起的血?dú)庑盘柌ɡ耸阶兓軌虍a(chǎn)生心率變異，并且不同呼吸狀態(tài)下心率快慢和心率變異幅度均有差異。高通氣時，平均心率較快，心率的變化幅度也相應(yīng)較大；低通氣時，平均心率較慢，心率的變化幅度也較小，但是這種高通氣和低通氣只是相對而言，呼吸系統(tǒng)正常時也會出現(xiàn)，并未達(dá)到疾病程度。我們課題組另外一項(xiàng)分析夜間頻發(fā)波浪式呼吸患者的初步研究提示，在波浪式呼吸期間，心率變異周期數(shù)較呼吸周期數(shù)減少，可能與患者動脈PaO?、PaCO?波浪式幅度降低有關(guān)[12]。

位于頸動脈體和主動脈體的外周化學(xué)感受器對低氧刺激敏感，位于延髓腹側(cè)面和腦干的中樞化學(xué)感受器對高碳酸血癥刺激敏感，低氧和高碳酸血癥都可以激活化學(xué)感受器反射觸發(fā)交感神經(jīng)興奮，使心率加快[27,28]。研究表明，急進(jìn)高原后的低氧狀態(tài)會引起心率明顯增快[29,30]。這是由于缺氧導(dǎo)致動脈血PaO2下降，循環(huán)系統(tǒng)將缺氧信號經(jīng)外周化學(xué)感受器上傳至交感神經(jīng)，從而使心率加快。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，阻塞性睡眠呼吸暫停的特征是睡眠期間有呼吸暫停發(fā)作，并伴有不同程度的低氧血癥和高碳酸血癥，且呼吸暫停事件發(fā)生期間和之后即刻有心率、血壓異常急劇上升[31]。間歇性發(fā)作的低氧和二氧化碳水平升高可引起交感神經(jīng)活動的激增和相關(guān)心血管變化，妨礙心血管系統(tǒng)的正常自主調(diào)控[32-35]。在正常呼吸時是否也存在這個趨勢，即血?dú)庑盘朠aO2下降時心率上升，我們不得而知，需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。目前國內(nèi)外關(guān)于心率變異性的研究集中于心電圖中的R-R 間期變異性，常被用來評價自主神經(jīng)功能，呼吸源性的心率變異相關(guān)臨床應(yīng)用需要我們進(jìn)一步探索[36-38]。

3.4 正常人心率變異幅度高于無睡眠呼吸異常的慢病患者

我們的研究發(fā)現(xiàn)，正常人心率變異幅度顯著高于無睡眠呼吸異常的慢病患者，同時心率變異幅度也存在明顯個體差異，部分正常人顯著高于慢性疾病患者。這些差異提示其可能與受試者性別、年齡、日常活動耐量、生活環(huán)境和疾病狀態(tài)等有關(guān)，值得我們進(jìn)一步深入研究。正常人心跳總和/HRV-n 高于慢性疾病患者，表示每個心率變異周期內(nèi)正常人心率次數(shù)多于慢性疾病患者，差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.5 本研究局限性

鑒于本次研究納入的受試者樣本量相對較小，研究結(jié)果可能存在一定的偏差，今后的試驗(yàn)可以進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行，可能更便于發(fā)現(xiàn)差異。心率變異相關(guān)數(shù)據(jù)為人工計(jì)算，結(jié)果可能存在一定誤差，今后將編寫軟件實(shí)現(xiàn)電腦計(jì)算。此外，因受試者在睡眠期間出現(xiàn)呼吸暫?；蛞蝮w位改變導(dǎo)致短暫的鼻氧管松動甚至脫落，及心電干擾等情況使呼吸周期或心率變異的計(jì)算產(chǎn)生誤差。并且此次研究觀察到的僅是呼吸與心率變化之間存在的現(xiàn)象，未能深入到發(fā)生機(jī)制的探討。

綜上所述，呼吸周期數(shù)與心率變異周期數(shù)存在高度顯著的一致性，平均呼吸周期時間和平均心率變異周期時間也是高度一致，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)理論所提出的正常呼吸期間心率變異起源于呼吸的假說，也是對完善整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)呼吸、循環(huán)、代謝等所有系統(tǒng)一體化調(diào)控機(jī)制的有力支撐。在未來的醫(yī)學(xué)發(fā)展方向上，我們要秉承“以人為本”的觀點(diǎn)，構(gòu)建以整體論為背景的現(xiàn)代創(chuàng)新醫(yī)學(xué)模式-整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)，實(shí)現(xiàn)真正的慢病與健康防治康養(yǎng)一體化管理。