德州大學休士頓醫學中心研究指出:心跳變異率( HRV)其中1關鍵指標,可預測先天性橫膈膜疝氣( CDH)新生兒的預後

先天性橫膈膜疝氣(Congenital Diaphragmatic Hernia, CDH)」是一種新生兒罕見疾病,胎兒在媽媽子宮發育時橫膈膜未完全閉合,導致腹腔器官(如胃、腸、肝)移位到胸腔,並且壓迫肺部和心臟。這種情況會引起肺發育不全及呼吸困難,新生兒出生後通常需要立即醫療介入,如呼吸支持或手術修復橫膈膜缺損。

橫膈膜疝氣是橫膈肌未發育完全,使腹腔的器官位移至胸腔,壓迫到心肺。

先天性橫膈膜疝氣CDH是一種罕見但嚴重的新生兒疾病。CDH患者因膈肌未完全發育,導致腹腔器官移位至胸腔,引起肺發育不全和肺動脈高壓。這些問題會導致新生兒出生後出現呼吸窘迫、氧合不良等問題。

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心跳變異率HRV指標反應心臟調節功能

心率變異性(HRV)是一種反映心臟自主神經功能的指標。透過分析心跳間隔的變化,HRV可以顯示自主神經系統(交感神經和副交感神經)的平衡狀態,進一步提供病患身心平衡狀況的指標。

心跳變異率(HRV)是分析心跳間期變化的指標,反映自主神經系統對心臟的調節功能。頻域分析是 HRV 的一種方法,將心跳訊號轉換為頻率成分,主要指標包括總功率(Total Power)低頻功率(LF)高頻功率(HF),以及高低頻比值(HF/LF Ratio)

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心跳變異率(HRV)頻域分析中「總功率(Total power, TP)」指標,反映心跳變化的整體幅度。總功率值越高,代表自律神經系統的整體活性較強,顯示身體適應與恢復能力良好;總功率值降低可能與壓力、疲勞或健康狀態不佳相關。總功率的指標可應用在個體壓力評估、心臟健康監測與運動訓練管理。

CDH新生兒預後關鍵指標:心率變異率HRV頻譜分析的總功率

德州大學休士頓醫學中心(University of Texas health science center at Houston)[1]研究分析四名CDH新生兒的心電圖數據,其中兩名有裝葉克膜ECMO,另外兩名未接受葉克膜ECMO的介入,醫療團隊對這四名新生兒的心率間隔進行頻譜分析,並解比較有無接受葉克膜的新生兒心跳變異率的差異。

一. 以心跳變異率HRV頻域分析,存活下來的CDH新生兒,一開始的心跳變異率總功率(Total power)高於2(這是取自然對數後的數值);而未存活的CDH患者,心跳總功率數值低於2。若有接受葉克膜ECMO支持期間,CDH患者的HRV總功率數值可能升至3以上。

倫敦帝國學院(Imperial College London)的周產期神經科學中心(Centre for Perinatal Neuroscience)追蹤健康新生兒在出生後24小時期間,心跳變異率HRV的變化。結果發現心率變異率在最初 6 小時變化最明顯。整體而言,健康新生兒在出生後,心跳變異率的總功率的數值都至少都有2以上[2]

二. 隨著CDH患者出生後發展,心率變異性的總功率(Total power)持續增加與較好的預後相關,而總功率低則可能預後稍差。

CDH橫膈膜疝氣
CDH-1和CDH-4都無裝ECMO;CDH-2和CDH-3新生兒都有透過葉克膜ECMO介入。四名研究個案僅有CDH-1新生兒存活,CDH-4出生後死亡。裝葉克膜ECMO期間,心跳變異總功率有提升的跡象,但葉克膜撤除後總功率又下降。只有CDH-1的新生兒心跳變異率HRV有2以上。CDH-2新生兒心跳變異總功率超過4可能是因為出生後就透過葉克膜介入。

也就是存活下來的CDH患者發展出穩定且逐漸增強的心跳變異,總功率對數值(log unit)通常超過2,這或許反應自律神經功能的調節逐漸穩定。最後無法存活下來的患者,頻譜分析總功率偏低,雖然在葉克膜支持期間心跳變異HRV總功率可能提升,但在撤除葉克膜ECMO支持後,總功率又可能降低,顯示其無法適應逐步減少的醫療介入。研究還發現,死亡前出現短暫的頻譜總功率上升,可能與身體儲備能量的最後消耗有關。

心跳變異率HRV或許為CDH患者提供新的參考指標,從德州大學休士頓醫學中心的研究來看,HRV除評估葉克膜ECMO治療效果外,也可以透過HRV總功率指標早期辨識高風險個體,以便優化治療計畫。

心跳變異率HRV可協助醫護人員更準確地評估新生兒的治療效果或發展狀況,進而提升存活率與生活品質。


[1] Verklan, M. T., & Padhye, N. S. (2004). Heart rate variability as an indicator of outcome in congenital diaphragmatic hernia with and without ECMO support. Journal of perinatology : official journal of the California Perinatal Association24(4), 247–251. https://doi.org/10.1038/sj.jp.7211079

[2] Oliveira, V., von Rosenberg, W., Montaldo, P., Adjei, T., Mendoza, J., Shivamurthappa, V., Mandic, D., & Thayyil, S. (2019). Early Postnatal Heart Rate Variability in Healthy Newborn Infants. Frontiers in physiology10, 922. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00922