Diskussion

Resultat av litteratursökning för normalvärden för kortsiktig HRV

Från cirka 3 100 citat rapporterade endast 44 kortsiktiga mätningar av HRV hos friska vuxna deltagare (n ≥ 30) som var i enlighet med arbetsgruppens metodologiska standarder/rekommendationer. Antalet studier begränsades av följande faktorer:

  • Många studier av HRV utvärderade mer långsiktig 24-timmarsövervakning;

  • Studierna var powered för användning av små urvalsstorlekar;

  • Studierna omfattar ofta kliniska populationer utan att inkludera en hälsosam kohort och/eller hänvisning till hälsosamma värden;

  • Följsamheten till arbetsgruppens metodiska rekommendationer var dålig.

Vissa faktorer som rör ovanstående resultat kan förklaras lättare än andra. En föredragen användning av 24-timmarsmätningar framför korttidsmätningar skulle kunna ligga i deras större prognostiska kraft, eller i den ytterligare information, t.ex. natt/dag-förhållanden, som endast kan bestämmas från 24-timmarsövervakning. En mer rimlig förklaring ligger i det faktum att många studier av HRV är retrospektiva till sin natur och rapporterar data från 24-timmars Holter-övervakning som utförs som en del av en standardiserad hjärtbedömning.

Det faktum att studierna endast använder sig av en liten urvalsstorlek kan förklaras av studiens karaktär, begränsningar i resurser och/eller beräkningar av den statistiska styrkan. Andra faktorer, såsom underlåtenhet att rapportera de faktiska värdena för mått på HRV, konstaterades förekomma när studierna var intresserade av förändringspoäng eller föredrog att presentera resultaten grafiskt.

Det är bekymmersamt att 54 % av studierna inte rapporterade det genomsnittliga RR-intervallet. På grund av den ömsesidiga karaktären hos HR och genomsnittligt RR-intervall väljer studier som rapporterar mått på HRV ofta att endast rapportera genomsnittlig HR eller i vissa fall ingetdera. Detta fel kan liknas vid att bedöma en bils fjädringsbeteende utan att erkänna bilens hastighet. Sådana fel återspeglar också, både från författarens och publiceringsredaktörens sida, brister i förståelsen av grunderna för HRV-data och deras analys.

Trettiosex procent av de inkluderade studierna rapporterade TP och VLF som inte rekommenderas från korta RR-inspelningar på grund av deras tvetydiga fysiologiska innebörd under sådana förhållanden. Användningen av enheter som skiljer sig från standardenheter (t.ex. slag per minut/√Hz) begränsade ytterligare antalet valbara studier. När sådana studier publiceras återspeglar de en svaghet i efterlevnaden av arbetsgruppens rekommendationer. Detta visar också på en brist på samstämmighet mellan författare och redaktörer när det gäller hur och vad man ska presentera när man rapporterar kortsiktiga mätningar av HRV.

Variationer mellan litteratur och arbetsgruppens värden

Arbetsgruppen tillhandahåller inte normvärden för kortsiktiga tidsområdesmätningar av HRV och därför kan jämförelser endast göras mellan spektrala mätningar. Arbetsgruppens siffror är följande: För Task Force är följande siffror aktuella: 1 170 ms2 för LF-effekt, 975 ms2 för HF-effekt, 54 och 29 för normaliserad LF och HF samt 1,5-2,0 för LF:HF-förhållandet. Task Force LF-värdet ligger mer än 1,5 SD över litteraturens medelvärde (519 ms2). Task Force HF-värdet är också högre jämfört med litteraturvärdet (657 ms2). Task Force- och litteraturnormaliserade mått på LF- och HF-effekt är mer homogena, men Task Force-värdet för LF:HF (1,5-2,0) är betydligt lägre än det värde som erhålls från litteraturen (2,8).

Relaterade orsaker till dessa skillnader kan bero på ett antal faktorer, bland annat olika egenskaper hos deltagarna och skillnader i metoderna för spektraldekomponering. De studier från vilka normerna hämtades citerades inte av arbetsgruppens författare, så jämförelser med avseende på deltagare är inte möjliga. Arbetsgruppens rapport innehåller detaljer om de frekvensbandbredder som används för att bestämma LF- och HF-effektfördelningarna. Oscillationer i RR-intervaller som förekommer vid LF bedömdes mellan 0,04 och 0,15 Hz och vid HF mellan 0,15 och 0,4 Hz. Fyrtiosju procent av de studier som presenteras här rapporterar värden för LF- och HF-effekt som erhållits med frekvensbandbredder som skiljer sig från dem som rekommenderas av arbetsgruppen. Vissa betraktade svängningar i hjärtperioder vid frekvenser så låga som noll till 0,003 som en del av LF-komponenten. Andra använde mycket lägre gränsvärden (0,3 Hz) för HF-komponenten. Skillnader i LF- och HF-frekvensbanden kan leda till att oscillationer av olika fysiologiska ursprung inkluderas och/eller utesluts och skulle säkert resultera i varierande värden för LF, HF och/eller båda. Det är då både intressant och något talande att dessa studier rapporterar några av de största diskrepanserna för spektrala mått på HRV.

Från tabell SI kan man se att följande befolkningsbaserade studier rapporterar värden för kortsiktiga HRV-mätningar från stora urval (~1 000): Rennie m.fl., Kuo m.fl. Dekker m.fl., Liao m.fl., Hemingway m.fl., Britton m.fl. Vid närmare granskning visar det sig att ett antal av dessa studier bygger på pågående longitudinella och/eller tvärsnittsbedömningar av samma deltagarpopulationer. Även om dessa studier innehåller olika stora urval och testade olika hypoteser, finns det en potential för betydande överlappning mellan deras respektive urval. Detta kan förklara likheten i värden mellan Dekker et al. och Liao et al. och mellan Rennie et al., Hemingway et al. och Britton et al. (tabell SII). Av dessa skäl kan man hävda att endast tre stora populationer har bedömts sedan arbetsgruppens rapport från 1996. Dessutom var den lägsta deltagaråldern i dessa tre populationer 40 år. Detta innebär att det för närvarande inte finns några publicerade uppgifter om kortsiktiga HRV-mätningar som erhållits i en stor population som omfattar vuxna som är yngre än 40 år. Det negativa förhållandet mellan HRV och ålder kan också förklara de relativt låga värden för HRV-mått som observerats i dessa studier. Den inverkan som dessa stora urval har på de genomsnittliga publiceringsvärden som presenteras här är också anmärkningsvärd.

Studier som rapporterar diskrepanta absoluta HRV-värden

En närmare granskning av egenskaperna hos ovanstående studier avslöjade ett antal likheter och skillnader relaterade till studiedeltagare, RR-intervalldataregistrering, identifiering av artefakter samt protokoll för interpolering och spektral dekomposition. Eftersom dessa faktorer kan ha olika effekter beroende på måttet kommer de att diskuteras separat för tids- respektive frekvensdomänmått.

Tidsdomänmått

De höga RR-värden som rapporterades av Melanson och de höga SDNN-värden som rapporterades av både Melanson och Sandercock m.fl. kan förklaras av att de använde sig av unga och måttligt till vältränade deltagare. Det finns en väletablerad koppling mellan ålder och HRV, med en minskning av HR med stigande ålder där yngre individer uppvisar högre värden. SDNN är också en funktion av inspelningslängden, där längre analyserade inspelningar ger större värden. Av denna anledning rekommenderar arbetsgruppen en standardiserad längd på 5 minuter för SDNN på kort sikt (och andra mått på HRV). Dessa faktorer förklarar sannolikt de större värden som observerades av Evrengul och kollegor som bestämde SDNN av RR-intervalldata som spelades in under en timmes tid. Författarna gav ingen motivering för en sådan inspelningslängd.

Parasympatisk nervtrafik genomför sina effekter mycket snabbare (<1 sekund) än sympatiskt utflöde (>5 sekunder); därför anses förändringar från slag till slag i RR-intervaller (rMSSD) vara en återspegling av vagalt utflöde. Mätningar av rMSSD är mycket varierande under förhållanden med ökat vagalt utflöde. Ett sådant tillstånd är paced andning, särskilt i ryggläge. Dessutom åtföljs den bradykardi som observeras hos mer vältränade personer vanligen av ökade markörer för vagal modulation av hjärtat, även om detta förhållande inte alltid observeras. De diskrepanta värden för rMSSD som Melanson och Sandercock et al. rapporterat är sannolikt ett resultat av den kombinerade effekten av unga, tränade individer med högre vagaltonus i utgångsläget och användningen av protokoll för ryggläge och paced andning.

Frekvensdomänmått

Ett antal studier på människor och djur har visat fynd av både sympatiska och parasympatiska ursprung för LF-oscillationer och spektralstyrka. En ökad och minskad LF-effekt vid parasympatisk blockad har betydelse för studier där vagala förhållanden förstärks, t.ex. under paced breathing-förhållanden. De högre värden som Melanson observerade kan vara en följd av en vagalt medierad ökning av LF-effekten till följd av den paced breathing condition.

I friska normotensiva kontroller rapporterades ett värde på 82 ms2 av Piccirillo et al. Dessutom användes detta värde för att bestämma ”onormal” HF-effekt hos patienter med kronisk hjärtsvikt (CHF). Att inkludera dessa värden i den aktuella studien kan förklara det lägre totala medelvärdet för HF-effekt. En viktig observation är att dessa värden är betydligt lägre än Task Force-normvärdet för HF och det medelvärde för studier som presenteras här. Som vanligt i litteraturen ignoreras överväganden om ”normaliteten” hos de så kallade ”friska” värdena.

Spektralmått är mycket känsliga för tekniska fel i RR-data, t.ex. artefakter, felplacering av saknade data, dålig förbearbetning och icke-stationäritet. Information om metoder för upptäckt av fel för 1 timmes Holter RR-intervalldata tillhandahölls inte av Evrengul et al. och ingen uppgift om hur många fel som observerades och/eller togs bort gavs. Det faktum att Mehlsen et al. inte rapporterar resultatet av några förfaranden för identifiering, borttagning och/eller korrigering av fel tyder på att man inte har förstått vikten av korrekta RR-intervalldata i analysen av dess variation. RR-intervallen ansågs också vara ”inom det normala intervallet”, men författarna ger ingen referens för detta så kallade ”normala” intervall.

I arbetsgruppens rekommendationer betonas behovet av manuell redigering av RR-intervalldata. Bevis för ett starkt prognostiskt värde för helautomatiska mätningar av HRV och deras exakta och tillförlitliga bestämning jämfört med traditionella metoder tyder på att arbetsgruppens rekommendationer kan vara föråldrade. De behöver åtminstone uppdateras för att ta hänsyn till beräkningskraften hos nuvarande automatiserade RR-inspelnings- och HRV-analysapparater.

Studier som rapporterar diskrepanta logtransformerade HRV-värden

Av de studier som rapporterade logtransformerade mått på HRV var det bara en som visade diskrepanta värden för HRV-mått. I studien av Ho et al. erhölls data för spektrala mått på HRV i en frisk kontrollgrupp som matchades med avseende på ålder och kön med en grupp patienter som led av hjärtinfarkt. Deltagarna i kontrollgruppen var 44 % kvinnor, med en medelålder på 72 år och en HR i vila på 76 slag/min. Det finns en välkänd åldersrelaterad nedgång i HRV som särskilt påverkar mått relaterade till vagala modulationer av HR hos kvinnor. Uppgifter som presenterats på annat håll visar en negativ korrelation mellan HR och spektrala mått på HRV. Dessa två faktorer kan ensamma förklara de låga värden för LF (2,05 ln ms2) och särskilt för HF-effekt (0,08 ln ms2) som observerades av Ho et al. I likhet med flertalet studier som använder sig av en kontroll-”referensgrupp” ifrågasätter författarna inte de värden som presenteras i kontrollgruppen när det gäller deras normalitet/abnormalitet.

Sammanfattning av huvudfaktorer som ligger till grund för diskrepanta värden i korttids-HRV från friska individer

Den analys åtgärd för åtgärd som utfördes för de studier som rapporterade diskrepanta värden avslöjade ett antal underliggande faktorer, bland annat:

  1. Måttlig till hög nivå av deltagarnas vanliga fysiska aktivitet;

  2. Användning av protokoll med paced breathing, särskilt när de utförs på deltagare med måttlig till hög fysisk aktivitetsnivå;

  3. Om yngre deltagare mäts är värdena för HRV vanligtvis högre;

  4. Svår rapportering och/eller utförande av förfaranden för identifiering, borttagning och/eller korrigering av fel i RR-intervallet;

  5. Användning av olika frekvensbandbredder och normaliseringsmetoder för LF- och HF-spektralmått;

  6. Stor variation i HRV-mått mellan friska deltagare i samma studie;

  7. Fel klassificering av deltagare som friska;

  8. Underökningar som inte erkänner normaliteten/abnormaliteten hos värden som erhålls hos friska deltagare.

En del av punkterna ovan (1, 2, 3 och 6) var inte oväntade. Något överraskande var att ett antal studier inte utförde felkorrigeringsförfaranden och att andra studier rapporterade dåligt om dessa förfaranden. De tre sista sammanfattande punkterna är särskilt viktiga och belyser det inneboende problemet med att definiera en så kallad ”normal” HRV.

Dessa punkter är också sammankopplade på så sätt att underlåtenheten att ifrågasätta normaliteten hos data när de erhållits hos friska deltagare möjligen härrör från det faktum att även i homogena friska grupper kan mätningar av HRV uppvisa stora interindividuella variationer (så höga som 260 000 %, Fagard m.fl.;tabell IV).

Det är dock viktigt att erkänna att andra faktorer skulle kunna påverka diskrepanserna mellan studierna. Mätningar av HRV påverkas av kost (koffein- och alkoholintag) samt fysisk och psykisk stress. Mycket få av de studier som ingår här innehåller information om dessa faktorer och deras inverkan på de presenterade värdena kan inte fastställas. Vid bedömning av studier som rapporterar så kallad normal HRV bör läsaren noggrant granska de faktorer som beskrivs ovan samt eventuella andra faktorer (t.ex. kost, stress) som är relaterade till de enskilda aspekterna av varje studie. Med hänsyn till dessa faktorer kan de uppgifter som presenteras i denna studie ge användare av HRV referensintervall som kan användas för att fastställa olika värden för vanliga mätningar av HRV på kort sikt.