心率變異性（HRV）與脈率變異性（PRV）之間的關(guān)系
心率變異性（HRV，Heart Rate Variability）
心率變異性（HRV）是指連續(xù)正常（竇性）心動(dòng)周期之間時(shí)間上的微小差異。
在生理?xiàng)l件下，HRV的產(chǎn)生主要是由于心臟竇房結(jié)自律活動(dòng)通過(guò)交感和迷走神經(jīng)、神經(jīng)中樞、壓力反射和呼吸活動(dòng)等因素的調(diào)節(jié)作用，使得心臟每搏間期一般存在幾十毫秒的差異。
心率變異性（HRV）的分析方法
心率變異性（HRV）分析的心電信號(hào)有長(zhǎng)有短，短期的只有5分鐘，最長(zhǎng)1小時(shí)；長(zhǎng)期的可達(dá)24-48小時(shí)。記錄可在不同體位（仰臥、傾斜、直立或倒立位）和動(dòng)作（平靜呼吸、深呼吸、Valsava動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)）進(jìn)行。
HRV分析目前采用的方法分為線(xiàn)性分析方法與非線(xiàn)性分析方法兩種。其中，線(xiàn)性分析方法包括時(shí)域分析與頻域分析。
時(shí)域分析法：通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)離散趨勢(shì)分析法計(jì)算R-R間期變化的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，主要包括統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和幾何圖形分析。
?統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：通過(guò)計(jì)算一系列有關(guān)R-R間期的數(shù)理統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，來(lái)評(píng)價(jià)心率變異性的臨床價(jià)值。
?幾何圖形分析：對(duì)R-R間期的分布進(jìn)行分析，給出R-R間期的變異度。常用的有R-R間期直方圖，R-R間期差值直方圖、HRV的時(shí)間序列圖。
頻域方法或頻譜分析法：原理是將隨機(jī)變化的RR間期或瞬時(shí)心率信號(hào)分解為多種不同能量的頻域成份進(jìn)行分析，可以同時(shí)評(píng)估心臟交感和迷走神經(jīng)活動(dòng)水平。
以上兩種分析方法都屬于線(xiàn)性分析方法，而人體內(nèi)的生物過(guò)程都屬于非線(xiàn)性過(guò)程，為此，又提出了第三種分析方法，即以非線(xiàn)性分析方法來(lái)描述心率變異性的特性。
時(shí)域分析指標(biāo)
對(duì)于時(shí)域分析方法，HRV信號(hào)的RR間期劃分為許多不同能量源的頻域進(jìn)行分析。同時(shí)，評(píng)估心臟的交感神經(jīng)以及迷走神經(jīng)狀況。
在醫(yī)學(xué)中對(duì)HRV進(jìn)行時(shí)域分析時(shí)，由ECG記錄的長(zhǎng)短來(lái)分類(lèi)，分為長(zhǎng)程和短程分析。當(dāng)心電記錄的時(shí)間為24小時(shí)時(shí)，為長(zhǎng)程分析；當(dāng)ECG記錄的時(shí)間為5min時(shí)，為短程分析。長(zhǎng)程分析的使用時(shí)間長(zhǎng)，雖然能夠獲得十分詳細(xì)的HRV的動(dòng)態(tài)信息，但是這種分析方法成本太高，很難控制突發(fā)狀況，對(duì)準(zhǔn)確性造成影響。而短程分析方法雖然使用的時(shí)間短，實(shí)驗(yàn)成本比較低，能夠比較容易控制實(shí)驗(yàn)條件，但是短程分析方法一般不能獲得詳細(xì)的HRV信息。
時(shí)域分析指標(biāo)如下：
來(lái)源（Shaffer & Ginsberg, 2017）
頻域分析指標(biāo)
HRV頻域分析是從另一角度，即頻譜分析的角度來(lái)分析心率變化的規(guī)律。它與時(shí)域分析既有相關(guān)性，又能揭示出心率的更復(fù)雜的變化規(guī)律。
頻域分析指標(biāo)如下：
來(lái)源（Shaffer & Ginsberg, 2017）
頻域分析分為短程（5min）析與長(zhǎng)程（24h）分析。在心血管病的預(yù)后方面，長(zhǎng)程分析比短程分析更具有預(yù)測(cè)價(jià)值，其中ULF、VLF比HF、LF的價(jià)值更高。
非線(xiàn)性分析指標(biāo)
HRV非線(xiàn)性分析方法可分為圖形法與非線(xiàn)性參數(shù)計(jì)算法。圖形法主要為心電散點(diǎn)圖分析，非線(xiàn)性參數(shù)的計(jì)算常用分維數(shù)（相關(guān)維、Hausdorf維或信息維）分析法、復(fù)雜度分析法、Lyapunov指數(shù)、哥氏（Kolmogorov）熵或測(cè)度熵、近似熵分析等，均屬非線(xiàn)性分析的定量化方法。
非線(xiàn)性分析指標(biāo)如下：
來(lái)源（Shaffer & Ginsberg, 2017）
目前研究較多的是散點(diǎn)圖分析法。正常人的散點(diǎn)圖呈彗星狀，而自主神經(jīng)受損病人的散點(diǎn)圖可以呈魚(yú)雷狀、斑片狀等多種形態(tài)。散點(diǎn)圖包含了HRV的線(xiàn)性和非線(xiàn)性變化趨勢(shì)，比HRV的時(shí)域指標(biāo)更為敏感，個(gè)體化程度更高。
脈率變異性（PRV，Pulse Rate Variability）
由于人體全身的血管在進(jìn)行周期性的收縮和舒張，當(dāng)主動(dòng)脈進(jìn)行有規(guī)律的舒張或者收縮時(shí)，人體的血液會(huì)從其底部生成一系列的波形，然后隨著患者全身的動(dòng)脈體系開(kāi)始擴(kuò)展，這就是我們所提到的脈搏波。
因?yàn)槿梭w是處在一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，每時(shí)每刻都會(huì)有輕微的變動(dòng)，因此，使用者在不同的時(shí)刻檢測(cè)到的信號(hào)也是不同的，這就是我們常說(shuō)的變異性。脈搏波與心電信號(hào)波形相似，連續(xù)的脈搏間期之間也存在著微小的差異，我們可以通過(guò)研究脈率變異性（Pulse Rate Variability，PRV），來(lái)研究人體的生理狀況。脈率變異性的定義與心率變異性相似，都是指相鄰波峰之間的差值。
? 可以用脈搏波信號(hào)中的峰峰值間期（Peak-to-Peak Interval，PPI）代替ECG信號(hào)中的RR間期（RR Interval）來(lái)進(jìn)行HRV的計(jì)算。
我們把利用脈搏波計(jì)算得到的HRV稱(chēng)為PRV。
心率變異性（HRV）與脈率變異性（PRV）之間的關(guān)系
Relationship between HRV and PRV
近年來(lái)，一些研究證明，脈率變異性（PRV）在一定條件下可以代替心率變異性（HRV）來(lái)反映自主神經(jīng)活性。
1)Lu等（2008）研究證明受試者在仰臥位和直立位時(shí)的PRV和HRV具有很好的一致性，PRV可以作為HRV的另一種測(cè)量方法。
2)Gil等（2010）在頸部刺激實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)PRV和HRV時(shí)域和頻域的分析得出PRV和HRV可以通用的結(jié)論；
3)Bulte等（2011）研究得出健康受試者標(biāo)準(zhǔn)條件下的HRV和PRV高度相關(guān)（r > 0.99）；
4)Hart（2013）利用左右兩側(cè)脈搏信號(hào)和心電信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析，得出PRV可以替代HRV的結(jié)論；
5)石波等人（2015）對(duì)PRV與HRV各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，基于脈搏波PPI分析得到的PRV與采用心電圖RRI得到的HRV結(jié)果基本一致。
6)劉榮（2019）對(duì)PRV和HRV的相關(guān)性進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)，PRV與HRV的時(shí)域參數(shù)和頻域參數(shù)的相關(guān)性基本上都在80%之上，結(jié)果表明可以使用PRV的時(shí)域參數(shù)來(lái)代替HRV的時(shí)域參數(shù)進(jìn)行一些人體生理上的判斷。
7)劉雙銘（2017）對(duì)睡眠呼吸暫停病人的PRV與HRV進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)于非線(xiàn)性指標(biāo)，PRV和HRV有顯著的差異性，但是對(duì)于時(shí)域和頻域指標(biāo)PRV和HRV在各個(gè)睡眠階段沒(méi)有顯著的差異性，并且呈現(xiàn)高度相關(guān)性。研究結(jié)果表明在臨床分析中能夠用PRV的結(jié)果來(lái)代替HRV。
8)......
但也有研究顯示，PRV與HRV在非劇烈運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下的各參數(shù)一致性較大，但在部分情況下仍然有一些差異。
有研究者從平靜狀態(tài)的臥姿著手，同步采集健康青少年、老年人以及心血管病人的心電和脈搏信號(hào)各25組，將時(shí)域、頻域和非線(xiàn)性三方面參數(shù)結(jié)合分析，從不同年齡和不同身體狀況等多角度比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
HRV和PRV的差異與年齡有關(guān)，健康青少年組的所有參數(shù)都具有一致性，而老年人組只有部分參數(shù)具有一致性，其余參數(shù)都不具有充分的一致性，因此青少年差異較小，老年人差異較大。
二者差異還與健康狀態(tài)有關(guān)，健康青少年組所有參數(shù)都具有一致性，而心血管病人組只有部分參數(shù)具有一致性，其余參數(shù)都不具有充分的一致性，故健康人差異較小，心血管病人差異較大。
總結(jié)
眾多關(guān)于PRV和HRV相關(guān)性研究的結(jié)果表明，在一定條件（非劇烈運(yùn)動(dòng)、非特殊人群等）下，基于PPG的PRV分析可以等同于基于ECG的HRV分析，PRV與HRV的時(shí)域參數(shù)和頻域參數(shù)的相關(guān)性基本上都在80%之上。
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