方法学差异对低频血压变异性评估的影响：脊髓损伤个体的意义

《Autonomic Neuroscience》：The impact of methodologic differences on low frequency blood pressure variability assessments: Implications for individuals with spinal cord injuries

　　

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  自主呼吸与节律呼吸相比，会对低频血压变异（LF BPV）产生正向比例偏差
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  与12阶自回归模型相比，Welch周期图生成的LF BPV显著更低。
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  系列重复测试显示慢性脊髓损伤个体的LF BPV可重复性差。
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  脊髓损伤后，LF BPV与交感神经激活的动态标志物相关性差。

引言

尽管传统脊髓损伤（SCI）临床评估一直聚焦于量化瘫痪所致的运动和感觉缺陷（Rupp et al., 2021），但越来越多的证据表明，这种方法未能充分反映自主神经系统的功能缺陷（Burns and Solinsky, 2024; Huang et al., 2011; Solinsky et al., 2024）。这种可靠知识的缺乏具有重要的下游临床影响——仅有25%的医生利用现有指南（Krassioukov et al., 2021）根据（运动/感觉）损伤水平来确定自主神经反射异常等状况的风险（Solinsky, 2023）。除了与血压不稳定相关的更为人所知的自主神经并发症，如自主神经反射异常（Linsenmeyer et al., 2020）和直立性低血压（Wecht and Bauman, 2018）外，SCI的其他关键继发性并发症，如神经源性膀胱/肠道功能障碍和免疫功能，也受到强烈的自主神经影响（Prüss et al., 2017; Solinsky et al., 2020; Kirshblum et al., 2002）。与临床感知一致，在预测这些自主神经介导的继发性并发症时，即使是普通的自主神经症状问卷也显著优于对SCI水平及完整性的运动和感觉评估（Burns and Solinsky, 2024）。

随着对SCI中自主神经评估重要性的日益认可，已有多种方法被提出用于定义个体的SCI"自主神经完整性"程度（Previnaire et al., 2009; Claydon and Krassioukov, 2008; Solinsky et al., 2025; Ravensbergen et al., 2012）。其中最成熟的方法之一关注低频（LF）血压变异（BPV）功率（Claydon and Krassioukov, 2008; Sahota et al., 2022; Lucci et al., 2021; Wecht et al., 2022; Sahota et al., 2012; Lucci et al., 2020）。最强有力的证据表明，SCI后低于<1 mmHg²界定截断值的LF BPV与循环中较低水平的去甲肾上腺素相关，为SCI后的自主神经损伤提供了合理且更易获取的评估（Claydon and Krassioukov, 2008）。LF BPV已被报道为交感神经活动的估计指标，因此其推理依据为：SCI后较低的LF BPV功率对应于交感神经激活的缺陷（Malliani et al., 1991）。虽然<1 mmHg²这一阈值经常被使用（Claydon and Krassioukov, 2008; Sahota et al., 2012; Sahota et al., 2022），但有时<2 mmHg²阈值（Lucci et al., 2021; Wecht et al., 2022）或<3.75 mmHg²阈值（Lucci et al., 2020）也被用于定义自主神经完整性SCI。然而，将被动LF BPV功率作为整个自主神经系统完整性的单一替代指标，需要严格的数据采集和分析技术以确保结果一致（Wecht et al., 2022）。目前尚不清楚这些技术中的常见变化如何影响最终结果，具体包括：

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  SCI患者中自主呼吸与节律呼吸对LF BPV的影响尚不明确。连续血压记录通常在个体自主呼吸而非按特定频率节律呼吸时完成。血压和心率都可能受到呼吸深度和频率的强烈影响，这使得在常见的自主呼吸条件下这些评估的准确性尚不明确（Cohen and Taylor, 2002; Seals et al., 1990; De Boer et al., 1985）。此前已在健康对照组中得到证实，但方法有所差异（Cooke et al., 1998）。事实上，此前已证明在SCI后自主呼吸会显著混淆心率变异测量，与0.25 Hz的控制呼吸相比，在测量中引入比例偏差（Solinsky et al., 2022）。该发现是否同样适用于BPV则尚不明确。
• 2)
  与Welch周期图相比，不同阶数的自回归分析对LF BPV的作用尚不确定。通常会对所记录的数据进行自回归分析（8阶至16阶）以确定LF BPV功率是否低于这些阈值。这些自回归（参数）分析将一条有序曲线拟合到数据上，在较高阶数时有过拟合数据噪声的风险（De Waele and Broersen, 2003）。在SCI个体中（与健康对照组相比），可能需要更高阶数的自回归才能检测到并量化低于阈值的LF BPV功率。自回归方法还与Welch周期图（非参数）分析方法不同（Welch, 1967），后者通过重叠窗口估计频谱响应（Alkan and Yilmaz, 2007）。
• 3)
  在SCI后潜在混杂因素的情况下，LF BPV阈值随时间变化的稳定性尚不明确。虽然自主神经完整性损伤的LF BPV功率阈值（<1 mmHg²）在以往研究中与静息血清去甲肾上腺素水平良好相关（受试者工作特征曲线下面积 = 0.949，Claydon and Krassioukov, 2008），但这些测量及其替代LF BPV功率阈值随时间变化的可重复性尚不确定。
• 4)
  虽然LF BPV与SCI后静息血清去甲肾上腺素水平相关，但与自主神经完整性其他常见指标的比较尚不充分。静息去甲肾上腺素水平可提供基线交感神经激活的洞察。然而，在交感神经激活的动态挑战期间，远更多的症状和病理表现出现（Solinsky et al., 2025; Wecht et al., 2022）。瓦氏动作可以提供对个体快速交感神经激活能力的可重复性评估，通过测量压力恢复时间进行量化（Solinsky et al., 2024; Vogel et al., 2005）。LF BPV功率阈值与更具临床意义的动态交感神经激活之间的相关性目前尚不明确。

鉴于上述不确定性，我们的目标是确定在自主呼吸和节律呼吸条件下，健康对照组和SCI个体中LF BPV之间的关系。此外，我们旨在分析自回归方法与Welch周期图分析技术之间的差异。我们还旨在评估LF BPV功率阈值作为SCI自主神经完整性标志物在重复测试中的稳定性。我们的最终目标是将LF BPV功率阈值与动态交感神经激活的标志物——瓦氏动作后的压力恢复时间进行比较。综合起来，这些答案将为这一自主神经完整性SCI标志物提供更细致的视角，并可能促进其在识别具有高自主神经介导继发性并发症风险的SCI个体中的使用或改进。

章节摘要

方法

数据来自我们实验室的多项研究（NCT02139436、NCT04493372、NCT04858178），在这些研究中，SCI个体或年轻健康对照组在单次研究内分别接受自主呼吸和节律呼吸条件下的连续血压记录。尽管母体研究存在差异，自主呼吸和节律呼吸方案均在每次研究开始时实施，并在各项研究间保持一致。为尽量减少潜在混杂因素，如个体...

结果

识别了83例SCI个体和59例健康无损伤对照组的数据，其节律呼吸和自主呼吸记录均符合我们的标准（表1）。在自主呼吸条件下，呼吸功率在SCI个体和无损伤对照组之间分布相似（SCI组平均LFnu = 0.22 vs 对照组0.24，p = 0.25；SCI组HFnu = 0.78 vs 对照组0.76，p = 0.25）。

讨论

这些结果表明，在SCI后LF BPV功率方面，测试条件和分析技术之间存在显著差异。针对我们关于这些方法的四个关键问题，我们的结果提供了进一步的明确性。

• 1)
  SCI后，自主呼吸产生的LF BPV功率值高于节律呼吸。呼吸频率/深度与血压变异之间的关系在既往研究中已有充分记载（Cooke et al., 1998）。

结论

在SCI个体中，LF BPV功率的测量受呼吸和分析技术的显著影响。自主呼吸引入了具有诊断重要性的混杂因素，自回归分析始终会夸大LF BPV功率。在系列测试中，常被引用的<1 mmHg²阈值经常被患有慢性、看似稳定的SCI的个体跨越。在所有功率阈值下，LF BPV在识别正常和异常动态交感神经...方面的准确性均较差。

CRediT作者贡献声明

Ryan Solinsky：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，监督，项目管理，方法论，研究，经费获取，正式分析，数据整理，构思。Jason W. Hamner：撰写——审阅与编辑，可视化，验证，软件，资源，方法论，正式分析，数据整理。Kimberly Hareland：撰写——审阅与编辑，可视化，验证，软件，方法论，研究，正式分析，

利益冲突声明

无。

致谢

本研究由尤尼斯·肯尼迪·施里弗国立儿童健康与人类发展研究所（K23HD102663）资助。

Ryan Solinsky|Jason W. Hamner|Kimberly Hareland|J. Andrew Taylor