常用麻醉藥對心率變異性的影響

龍海林(綜述)，徐 昆(審校)

(1.武勝縣人民醫(yī)院麻醉科，四川武勝638400;2.重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院麻醉科，重慶400010)

心率變異性(heart rate variability，HRV)是指在一定時期心率節(jié)奏快慢的變化情況或者R-R間期隨時間所發(fā)生的變化情況，是反應(yīng)心臟交感-副交感神經(jīng)張力及其平衡性的重要指標，從而反映自主神經(jīng)系統(tǒng)對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)或影響。HRV分析是一種無創(chuàng)性監(jiān)測心臟自主神經(jīng)功能的方法，可以定量測定心臟交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活動的緊張性、均衡性及其對心血管系統(tǒng)的影響［1］。

1 HRV的測定方法

HRV常用測定方法有三種，即時域分析法、頻域分析法和非線性分析法。時域分析法可分析一定時期內(nèi)R-R間期的變異性，可用標準差、方差、極差、變異系數(shù)等來表達。時域測定法的指標:①所有竇性R-R間期的標準差;②每5分鐘竇性R-R間期標準差的平均值;③每5分鐘竇性R-R間期平均值的標準差;④所有相鄰近竇性R-R間期長度差異平方均值的平方根;⑤全部R-R間期中相鄰的R-R間期之差＞50 ms的心搏數(shù)的比例，用百分數(shù)表示。

頻域分析法則是把心率變化信號應(yīng)用數(shù)學計算轉(zhuǎn)為不同的頻率成分，并將其相對強度定量為功率，測定出各種頻率成分的功率譜。常用指標有:①高頻帶。頻率為0.15～0.40 Hz，反映副交感神經(jīng)張力，主要代表呼吸變異。②低頻帶。頻率為0.04～0.15 Hz，受交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)共同影響，但以交感神經(jīng)為主，可以看作交感神經(jīng)張力的指標。③極低頻帶。頻率為0.01～0.04 Hz，機制不明確，可能與體溫調(diào)節(jié)、腎素-血管緊張素系統(tǒng)以及體液因子等因素相關(guān)的長期調(diào)節(jié)機制有關(guān)。④超低頻帶。頻率為(1.15×10-5)～0.0033 Hz，生理意義尚不明確。⑤總頻譜。頻率＜0.40 Hz，是心率總的變異性，代表高頻帶、低頻帶、極低頻帶、超低頻帶的總和。⑥低頻帶/高頻帶。低頻帶與高頻帶的比值，代表交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)張力的均衡狀態(tài)。HRV的時域和頻域測量參數(shù)具有相關(guān)性，高頻帶與所有相鄰近竇性R-R間期長度差異平方均值的平方根、全部R-R間期中相鄰的R-R間期之差＞50 ms的心搏數(shù)的比例相關(guān)，低頻帶、極低頻帶與每5分鐘竇性R-R間期標準差的平均值相關(guān)，極低頻帶與所有竇性R-R間期的標準差、每5分鐘竇性R-R間期平均值的標準差明顯相關(guān)。

非線性分析法是直接描述R-R間期的動態(tài)變化特征，用作圖等描述HRV的一種新方法。HRV分析心電信號采用的時程長短不一，短者分析5 min或1 h，長者可分析24 h甚至幾天，國內(nèi)外普遍應(yīng)用24 h法。

2 常用麻醉藥對HRV的影響

2.1 芬太尼及其衍生物 芬太尼是人工合成的強效鎮(zhèn)痛藥，是臨床中最主要、最常用的麻醉性鎮(zhèn)痛藥。手術(shù)和創(chuàng)傷等對機體產(chǎn)生的有害刺激，可使機體血中腎上腺皮質(zhì)激素濃度立即增高，同時兒茶酚胺和糖皮質(zhì)激素也相應(yīng)分泌增加，從而引起機體的應(yīng)激反應(yīng)。芬太尼發(fā)揮強效鎮(zhèn)痛作用時也降低應(yīng)激，促使腎上腺皮質(zhì)激素等降低。芬太尼可使低頻帶降低，高頻帶上升，低頻帶/高頻帶降低，其中以降低低頻帶更明顯。但芬太尼總體上對交感抑制較輕，使用臨床劑量時血中藥物濃度尚不影響心血管的穩(wěn)定。

瑞芬太尼是超短時效阿片類鎮(zhèn)痛藥。因作用時間短、恢復(fù)迅速、無蓄積而適合靜脈輸注。李榮等［2］靶控輸注瑞芬太尼1.0 mg/L用于全身麻醉拔管時發(fā)現(xiàn)其可以抑制交感神經(jīng)活性，降低機體心血管不良反應(yīng)，從而保持血流動力學穩(wěn)定。拔管后5 min低頻帶、低頻帶/高頻帶較對照組降低。拔管時主要是瑞芬太尼抑制了交感神經(jīng)的興奮，而對心臟迷走神經(jīng)興奮性影響不明顯，有效地預(yù)防了圍拔管期間的心血管反應(yīng)，從而降低心肌耗氧，避免心率失常，對防止心腦血管意外的發(fā)生有一定益處。Shinohara等［3］發(fā)現(xiàn)瑞芬太尼具有興奮迷走神經(jīng)作用，但小劑量瑞芬太尼麻醉誘導(dǎo)不引起嚴重心動過緩。張祥晶等［4］應(yīng)用瑞芬太尼控制性降壓時發(fā)現(xiàn)，其低頻帶、高頻帶、低頻帶/高頻帶均降低，而低頻帶、低頻帶/高頻帶較降壓前下降顯著。其降壓期間交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)張力均下降，使交感迷走神經(jīng)張力的均衡性發(fā)生改變。但瑞芬太尼降壓時迷走神經(jīng)張力下降的幅度比交感神經(jīng)張力下降的幅度小，均衡性向迷走神經(jīng)移動，出現(xiàn)相對的迷走神經(jīng)興奮，可能導(dǎo)致心率較降壓前減慢。故瑞芬太尼對血流動力學的影響主要通過興奮迷走神經(jīng)、松弛外周血管平滑肌而達到減慢心率及降壓的目的，降壓效果較柔和，無反射性心率增快。

舒芬太尼是鎮(zhèn)痛效應(yīng)最強的阿片類藥物，鎮(zhèn)痛強度是芬太尼的5～10倍。麻醉性鎮(zhèn)痛藥用于抑制心血管不良反應(yīng)的效果與藥物的鎮(zhèn)痛強度呈正相關(guān)。舒芬太尼使低頻帶、高頻帶、低頻帶/高頻帶均降低，并且其降低全身血管阻力的作用優(yōu)于芬太尼，而且也能更好地抑制壓力感受器的敏感性，減輕了全身麻醉過程中對心血管系統(tǒng)的影響［5］。

2.2 丙泊酚 丙泊酚是一種新型快速、短效的靜脈麻醉藥，蘇醒迅速完全，不易產(chǎn)生蓄積。Deutschman等［6］發(fā)現(xiàn)，異丙酚可使低頻帶、高頻帶、低頻帶/高頻帶降低，而以低頻帶降低更明顯，即降低交感、迷走神經(jīng)活性，且以交感神經(jīng)活性降低更加明顯。丙泊酚這種對機體心血管系統(tǒng)明顯的抑制作用，可使動脈血壓顯著降低，不利于麻醉中機體血流動力學的穩(wěn)定，尤其是對老年患者。毛慶祥等［7］研究發(fā)現(xiàn)，丙泊酚靶控輸注中機體的血壓波動與交感神經(jīng)張力的變化有明顯相關(guān)性，但丙泊酚在臨床麻醉血藥濃度范圍內(nèi)不能抑制交感神經(jīng)對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。這可能與丙泊酚的作用部位主要位于大腦皮質(zhì)GABA受體，而脊髓內(nèi)含量較少，故對脊髓內(nèi)神經(jīng)功能活動的抑制能力較弱，調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)的交感神經(jīng)低位中樞位于胸腰段脊髓。并且丙泊酚輸注過程中交感神經(jīng)活性可逐漸增強并引起心血管狀態(tài)改變，從而調(diào)節(jié)心血管功能。李偉等［8］也發(fā)現(xiàn)，靶控輸注用于全麻誘導(dǎo)插管時機體的應(yīng)激反應(yīng)小，可明顯抑制交感神經(jīng)張力，誘導(dǎo)過程中生命體征平衡，血壓較輸注前降低，但輸注后比較平穩(wěn)。故對心血管穩(wěn)定方面來說，丙泊酚靶控輸注優(yōu)于單次經(jīng)脈注射。

2.3 咪達唑侖 咪達唑侖是新型水溶性苯二氮 ?類藥物，靜脈用藥方便，具有良好的鎮(zhèn)靜、催眠、抗焦慮、抗驚厥、加強鎮(zhèn)痛和肌肉松弛作用，且無刺激性和耐藥性，對呼吸循環(huán)影響輕微。研究表明咪達唑侖注射后低頻帶、高頻帶、總頻譜、低頻帶/高頻帶均較基礎(chǔ)值顯著降低，其中低頻帶和總頻譜降低更明顯。故咪達唑侖主要抑制交感神經(jīng)活性，迷走神經(jīng)相對占優(yōu)勢，從而影響竇房結(jié)的活動性，導(dǎo)致心率降低［9］。并且咪達唑侖還可抑制交感神經(jīng)的傳出通路，對交感神經(jīng)元鈉通道電流、N型鈣通道電流有明顯抑制作用，進而抑制交感神經(jīng)元的遞質(zhì)釋放。

2.4 依托咪酯 依托咪酯是非巴比妥類靜脈麻醉藥，麻醉效能強、起效快、作用時間短，公認最顯著的特點是對循環(huán)功能影響小，是對心功能影響最小的麻醉藥。程華春等［10］研究表明依托咪酯靜脈注射后總頻譜、低頻帶升高，可能與依托咪酯解除中樞神經(jīng)系統(tǒng)的下行性抑制有關(guān)。而高頻帶、低頻帶/高頻帶無顯著變化，表明依托咪酯對心臟自主神經(jīng)功能無明顯干擾，對心臟調(diào)節(jié)交感和迷走神經(jīng)平衡狀態(tài)無顯著影響，與其循環(huán)變化相一致。而陳學新等［11］應(yīng)用依托咪酯與異丙酚在全身麻醉誘導(dǎo)插管時發(fā)現(xiàn)，依托咪酯與丙泊酚均使低頻帶、高頻帶、低頻帶/高頻帶降低。依托咪酯與丙泊酚相比，在麻醉誘導(dǎo)后HRV各指標較插管前依托咪酯降低交感神經(jīng)活性、交感和迷走均衡性、血壓、心率的作用顯著弱于異丙酚。兩研究結(jié)果總頻譜、低頻帶的差異與全身麻醉插管誘導(dǎo)復(fù)合應(yīng)用鎮(zhèn)痛藥有關(guān)。

2.5 吸入麻醉藥 恩氟烷對心血管系統(tǒng)有抑制作用，其程度與吸入濃度相關(guān)。離體和在體實驗都證實恩氟烷抑制心肌收縮，心率通常增快，但很少出現(xiàn)心率失常。朱耀民等［12］實驗發(fā)現(xiàn)，吸入恩氟烷(維持呼吸末恩氟烷濃度在1%～2%)維持麻醉，同麻醉誘導(dǎo)后相比發(fā)現(xiàn)低頻帶、高頻帶均降低而低頻帶/高頻帶變化不大。說明恩氟烷可明顯抑制交感、迷走神經(jīng)活性而不影響交感和迷走神經(jīng)的均衡性。

異氟烷對交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)都有明顯的抑制作用，而對于交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活性的均衡性無顯著影響［13］。而停藥1～2 h后，高頻帶和低頻帶較誘導(dǎo)前仍降低，至4 h后消失。說明異氟烷對于心臟的交感和迷走神經(jīng)的影響不會立刻消失，而有延續(xù)性，但是作用持續(xù)時間并不長。在異氟烷和七氟烷對比研究中發(fā)現(xiàn)，異氟烷對于患者的交感和副交感神經(jīng)的抑制作用比七氟烷顯著。

七氟烷作用時間短，誘導(dǎo)和蘇醒平穩(wěn)。七氟烷對于患者的交感和副交感神經(jīng)的活性均有降低作用，然而低頻帶/高頻帶無變化。因此，交感和副交感之間的均衡性沒有受到影響［14］。Uˇgur等［15］的實驗表明七氟烷吸入前后的低頻帶和高頻帶都未發(fā)生顯著的變化。

2.6 局部麻醉藥 交感神經(jīng)主要來源于胸部脊髓1～5節(jié)段灰質(zhì)側(cè)角。高位硬膜外麻醉或阻滯平面在T4以上才會阻滯心交感神經(jīng)，導(dǎo)致交感活性降低，相對迷走神經(jīng)張力增強，從而產(chǎn)生血壓和心率下降［16］。氯普魯卡因和利多卡因上胸段硬膜外阻滯使總頻譜、極低頻帶、高頻帶降低，以總頻譜、極低頻帶明顯，低頻帶/高頻帶降低氯普魯卡因更加明顯。上胸段硬膜外阻滯阻斷了交感神經(jīng)節(jié)前纖維，支配心臟的交感神經(jīng)也被阻滯，使心率減慢及血壓下降。與利多卡因相比，氯普魯卡因心率下降早且更為明顯，但30 min后基本恢復(fù)，這和氯普魯卡因作用機制及其效能有關(guān)［17］。

朱宇麟等［18］發(fā)現(xiàn)羅哌卡因硬膜外麻醉的低頻帶、低頻帶/高頻帶、總頻譜在用藥后5 min即開始下降，至20 min達到最大程度，而血壓在用藥后10 min明顯下降。布比卡因麻醉的低頻帶、低頻帶/高頻帶在用藥后20 min才下降，而血壓降低與用藥前并無顯著差異。羅哌卡因和布比卡因兩組的高頻帶均無顯著變化，揭示迷走神經(jīng)本身并無明顯阻滯，只是交感神經(jīng)被阻滯后相對的迷走張力增高。

3 HRV在臨床麻醉中的應(yīng)用

3.1 圍術(shù)期心血管不良事件的預(yù)測 HRV是非手術(shù)患者心血管不良事件發(fā)生的風險因子之一，同樣在手術(shù)患者也有類似特點。低HRV作為手術(shù)患者遠期心源性發(fā)病率和病死率的預(yù)測因子的初步研究結(jié)果與非手術(shù)患者的結(jié)果相似。最近有研究顯示，可通過低頻帶/高頻帶比率鑒別出在腰麻下行剖宮產(chǎn)或前列腺手術(shù)時哪些患者有出現(xiàn)嚴重低血壓的風險［19］。受試者工作曲線分析顯示，用低頻帶/高頻帶比率＞2.5預(yù)測脊麻后收縮壓減低超過基礎(chǔ)血壓的20%，其靈敏度為85%，特異度為85%。

3.2 麻醉深度監(jiān)測 高頻帶反映副交感神經(jīng)活性，主要通過壓力感受器傳導(dǎo)。低頻由調(diào)節(jié)心臟的交感和副交感共同傳導(dǎo)，與外周血管舒縮張力和壓力反射有關(guān)。全身麻醉可顯著抑制HRV，這可能與麻醉呼吸抑制有關(guān)，HRV的變化能較好反映麻醉期的腦干抑制。在麻醉深度與HRV改變之間存在著一定線性關(guān)系，此種關(guān)系可能作為判斷麻醉深度的客觀指標之一。

心率變異指數(shù)與HRV不同，是將心電圖的原始HRV數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成0～100的無量綱值，方便于臨床使用。因此，心率變異指數(shù)可為麻醉中監(jiān)測交感神經(jīng)反應(yīng)性提供實時而可靠的指標。但有關(guān)此指標的研究報道還不多。

4 結(jié)語

圍術(shù)期HRV的研究不僅有助于研究麻醉藥物及手術(shù)對自主神經(jīng)功能的影響，也能作為麻醉深度的判斷、手術(shù)患者心血管功能及預(yù)后估計的一個無創(chuàng)性的定量指標，尤其對老年人、休克患者和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病高危因素者的圍術(shù)期管理具有重要指導(dǎo)意義。但由于影響HRV實際測量的因素很多，其靈敏度和特異度不高，需進一步研究測量分析方法。

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