Sự biến thiên tần số tim và ứng dụng trong lâm sàng – P1

Đặt vấn đề

Ở Việt Nam chúng ta, trong những  năm gần đây đã có một số báo cáo đơn lẻ về vai trò tần số tim cũng như sự biến đổi của nó trong việc dự báo  nguy cơ các biến cố tim mạch. Chúng tôi muốn trình bày một cách tương đối hệ thống hơn trên cơ sở chứng cứ về vấn đề này.

TS. Phạm Hữu  Văn

Có một lượng lớn bằng chứng lâm sàng và xét nghiệm chỉ ra vai trò quan trọng đối với hệ thống thần kinh tự động trong khởi kích hoặc duy trì loạn nhịp thất nguy hiểm. Hoạt động giao cảm mạnh hơn không được hoạt động phó giao cảm cân bằng lại sẽ thúc đẩy loạn nhịp tim bằng nhiều cách khác nhau:

– Giảm thời gian trơ của thất và ngưỡng rung thất

– Thúc đẩy hậu điện thế hoạt động khởi kích

– Tính tự động gia tăng.

Kích thích dây X đối lại các thay đổi này và làm giảm ảnh hưởng của kích thích giao cảm bằng cách kéo dài thời gian trơ, tăng lên ngưỡng rung thất và giảm tính tự động..

Hơn nữa, vai trò cơ bản của hệ thống thần kinh tự động trong việc điều chỉnh tình trạng viêm, được cho là nền tảng cho nhiều quá trình bệnh, ngày càng được đánh giá cao. Tăng hoạt động giao cảm thúc đẩy viêm, và hoạt động dây X tăng lên làm giảm viêm.

Có ba phương pháp chính đánh giá không xâm lấn hoặc xâm lấn tối thiểu để đánh giá hệ thống thần kinh tự động cung cấp thông tin bổ sung về tự trị cũng như cơ chế điều hòa khi khỏe mạnh và khi bệnh:

● Đo sự thay đổi khoảng thời gian RR (RRI) hoặc sự biến đổi tần số tim ( HRV) từ theo dõi ngắn hoặc thời gian dài hơn

● Test độ nhậy cảm phản xạ áp lực (Baroreflex) (BRS)

● Các test chức năng tự động ngay tại giường bệnh (như, thủ thuật Valsalva, test bàn nghiêng, và những phép thử tư thế đứng khác )

Các tiện ích của các biện pháp HRV để dự đoán hậu quả hoặc phát hiện những thay đổi trong trạng thái lâm sàng phụ thuộc vào sự ổn định của chúng theo thời gian. HRV bị ảnh hưởng đáng kể theo độ tuổi, chủng tộc, giới tính, tình trạng thể lực, điều kiện lâm sàng và điều trị thuốc, nhưng hầu hết HRV 24 giờ dường như là ổn định khi đo trên cơ sở ngày qua ngày và qua các giai đoạn của ngày trong thời gian ngày đến vài tuần khi có không có sự kiện can thiệp lớn về lâm sàng.

Tương tác thần kinh tự động với nhịp và tần số tim.

Điều biến tần số tim và hệ thống thần kinh tự động

Hệ thống thần kinh tự động là điều hòa chính tần số tim khi có nhịp xoang (hình 1). Tần số xoang nội tại lúc nghỉ (ví dụ, tần số sau khi loại bỏ nút xoang bằng thuốc hoặc ngoại khoa, trong thực hành lâm sàng chúng ta có một test đó là xác định nhịp tim nội tại) là 95-110 c/ph. Dưới điều kiện nằm ngửa nghỉ bình thường, có sự tác động ít hơn của thần kinh giao cảm ly tâm, và nồng độ catecholamine lưu hành thấp, tuy nhiên, có sự tác động đáng kể của thần kinh phó giao cảm ly tâm trên thần kinh X, làm tần số nút xoang chậm tử 60 đến 70 c/ph ở đa số người lớn.Cần lưu ý tần số tim nghỉ được xác định bằng trương lực giao cảm và phó giao cảm (tức là tốc độ phóng ra cơ bản của thần kinh). Biến thiên nhịp tim (HRV) đo lường biến động trong khoảng thời gian RR (còn được gọi là khoảng thời gian NN) chủ yếu liên quan đến cơ chế kiểm soát tự động, nhưng nó không chỉ đo trương lực tự động, bất chấp những quan điểm còn trái ngược. Như vậy, HRV phản ánh sự tương tác cực kỳ phức tạp của tất cả các vòng điều hòa ngược chức năng tự động và giải thích cần được đơn giản hóa khi cần thiết.

Hình 1. Phân bố thần kinh tự động của tim

Nói chung, điều hòa tự động chủ yếu qua các giai đoạn 24 giờ và lâu hơn là nhịp tim có hoạt động giao cảm tăng lên tương đối vào ban ngày và gia tăng hoạt động dây X vào ban đêm. Trong khi ngủ, cũng có những thay đổi chiếm ưu thế trong biến đổi nhịp tim liên quan đến các giai đoạn giấc ngủ khác nhau, và trong một số cá nhân, thay đổi liên quan đến rối các biến cố rối loạn thở lúc ngủ, chuyển động chân tay định kỳ, hội chứng chân bồn chồn, hoặc giấc ngủ kém.

Hoạt động phản xạ áp lực (baroreflex) (dao động ở tần số tương đối thấp mà đôi khi được gọi là sóng Mayer) cũng gây ra biến động đồng thời nhịp tim. Những thay đổi phản xạ áp lực là rõ ràng nhất với đứng lên đột ngột hoặc trong quá trình nghiêng. Sự thay đổi bất thường nhịp nhàng trong tần số của dẫn truyền xung động theo các dây thần kinh phế vị, được điều biến bằng tốc độ và độ sâu của hơi thở, kết quả, trong số những đối tượng nằm ngửa với đầy đủ chức năng tự động, trong các biến đổi đáng kể trong khoảng thời gian RR ở tần số cao được gọi rối loạn nhịp xoang do hô hấp (respiratory sinus arrhythmia: RSA). RSA có thể được phóng đại trong hơi thở như máy (metronomic) hoặc với tần số thở chậm liên quan đến suy nghĩ lo lắng.

Các dao động khoảng thời gian RR cũng bị ảnh hưởng do hoạt động tinh thần và thể lực và đáp ứng với các tác động của môi trường làm giảm tần số trung bình của xung được dẫn truyền dọc theo các dây thần kinh phế vị, cả khi gắng sức tăng lên, tăng hoạt động của hệ thống thần kinh giao cảm. Các yếu tố phi tự động (ví dụ, chức năng thần kinh nội tiết) cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh HRV, một số chỉ số HRV có thể bị tăng quá mức gây ra do rối loạn chức năng nút xoang hoặc ổ ngoại vị nhĩ không rõ ràng (nhịp trên thất lang thang) thường bi bỏ sót trong đánh giá tổng quát, đặc biệt là ở những người lớn tuổi.

Rối loạn nhịp tim và hệ thống thần kinh tự động

Hệ thống thần kinh tự động, bao gồm hệ thống thần kinh giao cảm và phó giao cảm, có vai trò quan trọng trong việc gây ra hoặc duy trì các loạn nhịp thất ác tính, đặc biệt sau nhồi máu cơ tim (MI). Mối quan hệ này phần nào giải thích giá trị tiên đoán của biến đổi tần số tim bất thường cho các biến cố như vậy trong phạm vi các các rối loạn nhịp bị thúc đẩy là hậu quả của sự thay đổi trong chức năng tự động.

Hệ thống thần kinh giao cảm

Hoạt động giao cảm tăng lên và catecholamine trong huyết tương tăng cao có thể được nhận thấy trong các trạng thái rối loạn chức năng cơ tim. Các điều này làm thay đổi các thuộc tính điện sinh lý của cơ tim và thúc đẩy rối loạn nhịp, không phụ thuộc vào cơ chế liên quan (tăng cường tính tự động, hoạt động khởi kích, hoặc vào lại). Một số tác dụng rối loạn nhịp của hoạt động giao cảm tăng lên có liên quan đến tác dụng có hại của nhịp tim nhanh, trong khi các hậu quả khác chẳng hạn như thiếu máu cục bộ gây ra sự không đồng nhất của tái cực thất.

Tăng hoạt động giao cảm có thể gây ra nhịp tim nhanh, có thể dẫn đến thiếu máu cục bộ cơ tim, nhưng thiếu máu cơ tim, độc lập với cơ chế nền, thường làm tăng hoạt động giao cảm trong khi giảm hoạt động phế vị ly tâm. Ngoài ra, thiếu máu cơ tim gây khởi kích tiết norepinephrine từ dây thần kinh giao cảm thượng tâm mạc và gia tăng nồng độ của nó ở cơ tim khu vực do nồng độ kali ngoại bào cao ở các vùng thiếu máu cục bộ, dẫn đến sự không đồng nhất trong khu vực khử cực và tái cực, đó là một điều kiện tiên quyết quan trọng cho sự phát triển hoạt động vào lại và thúc đẩy rung thất.

Nhồi máu cơ tim cũng có thể liên quan đến các dây thần kinh giao cảm thượng tâm mạc, gây ra loại bỏ giao cảm khu vực cơ tim ngoại vi nhồi máu và tiếp theo tăng cường tính không đồng nhất của tái cực và tăng khả năng vào lại trong suốt thời gian hoạt động giao cảm gia tăng. Tổ chức không bị nhồi máu đáp ứng bỉnh thường với kích thích giao cảm làm ngắn lại thời kỳ trơ của thất, trong khi tổ chức bị loại bỏ không còn khả năng đáp ứng.

Hệ thần kinh đối giao cảm

Hệ thần kinh đối giao cảm gây sức ảnh hưởng rõ rệt chống loạn nhịp bằng cách giảm nhịp tim và chống lại các tác động thúc đẩy loạn nhịp của hoạt động giao cảm. Hơn nữa, hệ thống thần kinh đối giao cảm đóng một vai trò lớn trong việc điều chỉnh các phản ứng viêm và biến đổi RR liên quan nghịch với việc sản xuất nhiều chỉ dấu viêm. Tuy nhiên, người ta đơn giản cho rằng “hoạt động đối giao cảm cao hơn luôn luôn là tốt hơn” kể cả khi kích hoạt phế vị quá mức có thể dẫn đến ngất, blốc tim và có khả năng trong một số trường hợp, tăng phân tán các thời kỳ trơ của nhĩ dẫn đến rung nhĩ kịch phát. Hoạt động phế vị gia tăng bất thường cũng có thể kết hợp với nhồi máu thành sau dưới.

Các chỉ số biến thiên tần số tim, định nghĩa và giá trị bình thường

Biến thiên tần số tim (HRV) được đánh giá từ các khoảng thời gian giữa các nhắt bóp tim bình thường (NNs) và có thể được định lượng bằng nhiều phương pháp :

–  Các số đo miền thời gian

–  Các số đo miền tần số

– Sự hỗn loạn tần số tim  (heart rate turbulence)

– Các số đo dựa trên cơ sở không tuyến tinh hoặc phức tạp ( bảng 1)

Tuy nhiên, cần lưu ý, thuật ngữ “khoảng RR” thường được sử dụng, và giám sát chặt chẽ hơn là cần thiết để xác định xem kết quả của một nghiên cứu cụ thể trong thực tế chỉ dựa vào NNs. Nói chung, chỉ có các số đo miền thời gian và miền tần số của HRV có khả năng trong thực hành lâm sàng, nhưng sự hỗn loạn tần số tim có sẵn trên một số hệ thống thiết bị có trên thị trường. Hơn nữa, các số đo HRV lâm sàng chỉ có thể giải thích cho các mục đích đánh giá tự động nếu bệnh nhân chủ yếu ở nhịp xoang bình thường và nếu phát hiện các đỉnh sóng R và hình thái học nhát bóp là chính xác.

Các số đo HRV

Hầu hết các nhà sản xuất máy Holter cung cấp một phân tích HRV, tuy nhiên, phân tích này có thể không được bao gồm trong các báo cáo lâm sàng trừ khi được yêu cầu của bác sĩ đặt hàng. Ngoài ra, một số nhà sản xuất có thể sử dụng tên gọi khác nhau cho các biến số này. Để biết thêm thông tin về các số đo HRV, phần mềm mã nguồn mở để phân tích HRV và có thể truy cấp miễn phí cơ sở dữ liệu mở trên trang www.physionet.org. Ngoài ra, phần mềm miễn phí HRV có sẵn để tải về từ http://kubios.uef.fi. Hỗn loạn tần số tim (HRT) phần mềm hiện nay được cấp bằng sáng chế nhưng vẫn có sẵn theo yêu cầu cho các ứng dụng nghiên cứu trên trang www.hrt.com.

Miền thời gian của HRV

– NN trung bình tính bằng mili giây (và / hoặc tần số tim bằng nhịp đập / phút) – Không phải là một số đo thay đổi, nhưng nhịp tim trung bình là một dấu hiệu quan trọng đối với chức năng tự động của tim có sẵn từ bất kỳ phần mềm của các thiết bị có trên thị trường.

– SDNN (Standard deviation of NN) được tính mili giây – Là độ lệch chuẩn của NN (RR bình thường đến bình thường) trong khoảng thời gian 24 giờ hoặc qua thời gian đo ngắn (thường năm phút).

– SDANN (Standard deviation of the average NN) được tính mili giây. Là độ lệch chuẩn của khoảng NN trung bình cho tất cả các khoảng thời gian năm phút trong 24 giờ ghi điện tâm đồ liên tục. Không có ý nghĩa trong một ghi rút ngắn.

– pNN50 (percent NN intervals > 50 ms) – Là tỷ lệ phần trăm các khoảng NN > 50 ms khác nhau từ khoảng trước.

– rMSSD được tính mili giây – Căn bậc của bình phương trung bình các khác biệt giữa các khoảng NN liên tiếp; về cơ bản giá trị trung bình tuyệt đối của sự thay đổi trong khoảng thời gian NN giữa các nhịp đập .

Miền tần số HRV

– Lũy thừa toàn bộ (total power: TP) tính ms² – TP đạt được tổng phương sai trong HRV. TP đôi khi được báo cáo là tổng phương sai trong 24 giờ và đôi khi là trung bình chênh lệch năm phút .

–  Lũy thừa tần số thấp nhất (ultra-low frequency power: ULF) được tính ms².ULF đạt được độ lớn của nhịp cơ bản trong tần số tim ở tần số mỗi năm phút một lần trong 24 giờ và không có ý nghĩa khi ghi ngắn.

– Lũy thừa tần số rất thấp (very low frequency power: VLF) được tính bằng ms². VLF đạt được phạm vi các dao động cơ bản trong mẫu nhịp tim ở tần số giữa mỗi 25 giây và mỗi năm phút (0,003-0,04 Hz).

– Lũy thừa tần số thấp (low frequency power: LF) được tính ms². LF đạt được phạm vi dao động nhịp tim trong khoảng 3 – 9 chu kỳ mỗi phút (0,04-0,15 Hz).

– Lũy thừa tần số cao (high frequency power: HF) được tính ms². HF đạt được dao động nhịp tim trong khoảng từ 9 đến 24 chu kỳ mỗi phút , đó là một loạt các tần số hô hấp người lớn tiêu biểu  (0,15-0,40 Hz).

– Tỷ số LF / HF. Thường được gọi là sự cân bằng “phế vị giao cảm”. Tuy nhiên, thuật ngữ này là một thuật ngữ chỉ từ biến động tần số thấp hơn có thể liên quan đến hoạt động cả hai giao cảm và phó giao cảm. Ngoài ra, trong thời gian gắng sức, toàn bộ biến thiên nhịp tim giảm xuống (bao gồm cả LF). Tỷ số LF / HF có thể hữu ích nhất trong test thử tư thế đứng và bàn nghiêng, hoặc lúc nghỉ trong quá trình thở máy.

– Lũy thừa LF bình thường hóa (normalized low frequency power: NLF) tính theo %. NLF đạt được tỷ lệ HRV  được tính  bằng lũy thừa tần số thấp .

Các số đo như VLF, LF, HF, LF / HF và NLF, HRV 24 giờ có thể được xem như là HRV trung bình từ nhiều bản ghi ngắn. Lưu ý vì lý do thống kê, hầu hết miền tần số HRV, mà không phân bố bình thường trong dân số , là đăng nhập tự nhiên (như logarid cơ số tự nhiên: ln) chuyển đổi. NLF là một ngoại lệ. Chuyển đổi ln bình thường hóa sự phân bố và có xu hướng mang lại giá trị nằm ngoài sát với giữa của phân bố, vậy nên nhiều lần , giá trị miền tần số HRV có thể xuất hiện để cung cấp phân biệt tham số thống kê tốt hơn giữa HRV bình thường và bất thường hơn so với miền thời gian HRV.

Sự hỗn loạn tần số tim

“Sự hỗn loạn” tần số tim (HRT) là một tham số HRV tương đối mới đánh giá sự dao động (rút ngắn sau đó kéo dài) trong khoảng thời gian NN kết hợp với mất tạm thời cung lượng tim trong sự hiện diện của một nhắt bóp thất sớm (VPB). Hai số đo này đã được tính toán, khởi đầu hỗn loạn (turbulence onset: TO) và độ dốc bất ổn (turbulence slope: TS), sử dụng một hỗn hợp của các đáp ứng cho tất cả VPBS trên bản ghi.

– Số đo khởi đầu hỗn loạn (TO) hay không có một nhịp tim nhanh ngắn trong khoảng thời gian trung bình của hai nhịp tim bình thường sau khi so với trước đây, VPB. Sự vắng mặt của phản ứng này sẽ cho thấy một thiếu điều biến thích ứng tự động cho VPB về phương diện phó giao cảm.

– Số đo độ dốc hỗn loạn (TS) đo lường mức độ dao động chậm hơn khi nhịp tim (nhịp tim chậm, nhịp tim nhanh, và trở về cơ bản) sau VPB. Một giá trị thấp đối với TS ( < 2,5 ms / nhắt bóp) là một dấu hiệu mạnh mẽ cho rối loạn chức năng tự động và cho thấy mất đi khả năng tiềm năng của hệ thống tim mạch để đáp ứng một cách thích hợp với những thách thức.

Bảng 1.Các định nghĩa các số đo miền thời gian và tần số của biên thiên tần số tim

Mặc dù các số đo HRT thường đòi hỏi theo dõi Holter 24h và ít nhất là 5 VPBS cho việc tính toàn, không có sẵn trên hầu hết các hệ thống theo dõi được bán cung cấp trên thi trường y tế, hỗn loạn tần số tim (HRT) bất thường có thể giúp nhận biệt rối loạn chức năng tự động và nguy cơ tăng lên của biến cố tim mạch trong số cả hai bệnh nhân tim mạch và các người lớn nhiều tuổi hơn trong quần thể nguy cơ thấp. Ví dụ, trong một nghiên cứu tiền cứu thuần tập ở 1455 người sống sót sau nhồi máu cơ tim cấp  được đo HRT và theo dõi trung bình 22 tháng, bệnh nhân có bất thường TO và TS có nguy cơ tử vong lớn hơn đáng kể (tỷ lệ nguy cơ 5.9, 95 % CI 2,9-12,2 ).

Tiếp tục nghiên cứu là cần thiết để đánh giá vai trò của lâm sàng của HRT và các số đo HRV khác hiện nay để có thể áp dụng trên lâm sàng.

Giải thích các số đo HRV sinh lý

Khi HRV được đo trong thời gian năm phút, các giá trị SDNN , VLF , LF , và điện HF , tỷ lệ LF / HF , NLF, rMSSD và pNN50 giá trị có thể được xác định. SDNN trong trường hợp này sẽ là toàn bộ HRV chỉ trong năm phút và không liên quan đến nhịp sinh học hay bất kỳ thong báo nào có khả năng được trích dẫn liên quan đến SDNN giảm xuống đưa đến hậu quả có hại. Các số đo HRV từ bản ghi năm phút có ý nghĩa sinh lý tương tự như những người từ các bản ghi 24 giờ, có thể được coi là mức trung bình của nhiều bản ghi ngắn, nhưng chúng phản ánh toàn cảnh chức năng tự động  rất hạn chế.

Tần số tim nên là số đầu tiên được đánh giá để cung cấp cho phần còn lại của giá trị trong một vài tình huống. Như đã được trình bày ở trên, các tên tương tự thường được sử dụng cho cả hai ghi ngắn hạn (5 phút cơ bản) và dài hạn (thường là 24h), vì vậy điều quan trọng là phải nhớ nguồn gốc của chúng. Vì vậy, tần số tim trung bình 80 qua 24 giờ sẽ không được giống như nhịp tim trung bình 80 trong khi khám.

–      SDNN – SDNN đạt được toàn bộ HRV và giá trị thấp trong 24 giờ phản ánh sự mất đi nhịp sinh học, một dấu hiệu đáng lo ngại. Giá trị cao hơn thông thường, mặc dù không nhất thiết, có nghĩa là tất cả là tốt khi một bệnh nhân trong rung nhĩ có thể có giá trị rất cao của SDNN, thường có nhịp tim tăng lên trong suốt buổi ghi hình. Tuy nhiên, trong số những bệnh nhân bị bệnh tim, SDNN > 100 ms có liên quan với một nguy cơ thấp hơn đáng kể tỷ lệ tử vong. Ví dụ như trong UK-heart study, trong số bệnh nhân suy tim mạn tính, tỷ lệ tử vong hàng năm là 5,5% cho SDNN > 100 ms so với 51.4% ở những bệnh nhân SDNN < 50 ms.

{article 1045}{link}{title}{/link}{/article}