心率變異性分析在瑞芬太尼對無肌松氣管插管中自主神經活動性的影響中的應用

蘇麗明,申岱,劉建

1天津市第三中心醫院分院,天津 300250;2天津醫科大學口腔醫院;3天津市第三中心醫院

在甲狀腺腫物切除手術過程中，外科醫生為盡可能切除病灶，需要對病灶和喉返神經進行分離，在牽拉過程中，非常容易損傷喉返神經[1]。術中神經監測技術被廣泛應用于這類手術中，其可有效監測喉返神經信號，降低神經損傷風險[2]。由于手術麻醉使用肌松藥會使喉返神經信號減低或消失，因此這類手術患者需處于無肌松狀態[3]。但在不使用肌松藥的情況下，患者咽喉部的肌肉群不夠松弛，氣管導管置入后，咽喉部以及氣管受到強烈刺激，交感神經系統興奮同樣影響喉返神經的監測。因此使用適宜的麻醉藥物和劑量，既滿足麻醉需要又不影響手術中喉返神經監測效果，對于甲狀腺腫物切除手術具有重要意義。瑞芬太尼[4,5]是高選擇性的μ阿片受體激動劑，鎮痛效果強，起效快，且其代謝不受肝腎功能的影響，被廣泛應用于麻醉誘導中，但是否影響手術中自主神經活動性還需進一步研究。心率變異性分析是指連續心搏周期中RR間期的微小變化，能反映出心臟自主神經系統的整體活動。在探究圍術期自主神經均衡性和其他外界因素變化的互動作用中，心率變異性提供了非常實用且無創的定量監測手段[6]。本研究采用心率變異性分析法，探究瑞芬太尼對無肌松氣管插管中自主神經活動性的影響。現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2017年9月～2018年10月于天津市第三中心醫院擇期行全麻下甲狀腺腫物切除術患者，共46例。納入標準：ASA Ⅰ、Ⅱ級；年齡40～60歲；Mallampati氣道評級為Ⅰ、Ⅱ級。排除標準：困難氣道或可疑困難氣道患者；術前心律失常及自主神經病變患者；合并高血壓、冠心病、糖尿病患者。采用簡單隨機化分組，分為兩組：瑞芬太尼組(R組)和順式阿曲庫銨組(C組)，各23例。兩組年齡、性別、身高、體質量、體表面積和BMI比較差異無統計學意義，見表1。本研究已獲倫理委員會批準，患者自愿配合本研究，簽署知情同意書。

表1 兩組一般情況比較

1.2 麻醉方法 全部患者未用術前藥物，入室，面罩吸氧，開放外周靜脈通路，行橈動脈置管測壓。采用Datex Ohmeda Aestiva/5麻醉機進行麻醉。麻醉過程：右旋美托咪定0.80 μg/(kg·h)，泵入15 min后，給予咪達唑侖0.1 mg/kg靜脈注射，R組使用瑞芬太尼2 μg/kg靜脈注射，而C組使用順式阿曲庫銨0.1 mg/kg、芬太尼4 μg/kg靜脈注射。之后兩組給予依托咪酯0.4 mg/kg靜脈注射。同時進行面罩輔助通氣(吸氧流量6 L/min)，通氣頻率18～20次/min，進行氣管插管，機械通氣。

1.3 監測指標及方法 患者入室后采用IntelliVue MP30監護儀監測心率(HR)、平均動脈壓(MAP)和腦電雙頻指數(BIS)值。同時采用力康快速心電監測儀Prince 180D采集心電信號，記錄各事件時間點。心電信號儲存為EMK格式。使用Matlab R2016a軟件，首先剔除各種干擾信號，確保R波的準確性備后期分析。在處理后的連續心電信號中，對照所記錄事件的時間點，均截取5 min信號，一共四段，包括：基礎狀態(T0)、誘導(T1)、插管(T2)、插管后5 min(T3)。采用ECG DM for PC-80D軟件對所選取的四段心電信號進行時域[RR間期的標準差(SDNN)、相鄰RR間期差的均方根(RMSSD)]、頻域[總功率(TP)、高頻功率(HF)、低頻功率(LF)]以及非線性[Poincare散點圖的短軸(SD1)、散點圖的長軸(SD2)]分析計算得出結果，同步記錄上述各時段對應的HR、MAP和BIS值，再對所有分析結果進行統計學處理。

2 結果

2.1 兩組不同時點血流動力學指標及BIS值比較 與T0、T1、T2時比較，T3時兩組HR明顯降低(P均<0.05)；T2、T3時R組HR明顯低于C組(P均<0.05)。與T0時比較，T1、T2、T3時兩組MAP和BIS值明顯降低(P均<0.05)，R組T1、T2時的MAP和T1、T2、T3時的BIS值明顯低于C組(P<0.05)。詳見表2。

表2 兩組血流動力學指標及BIS值的變化

注：與本組T0時比較，aP<0.05；與本組T1時比較，bP<0.05；與本組T2時比較，cP<0.05；與C組比較，dP<0.05。

2.2 兩組心率變異性分析指標比較

2.2.1 時域分析指標 與T0時比較，T1、T2時兩組SDNN明顯升高(P均<0.05)；與T1時比較，兩組T2時和R組T3時SDNN明顯降低(P均<0.05)；T3時兩組SDNN明顯低于T2(P均<0.05)。與T0時相比，R組T1時和兩組T3時RMSSD明顯降低(P均<0.05)。見表3。

表3 兩組不同時點時域分析指標比較

注：與本組T0時比較，aP<0.05；與本組T1時比較，bP<0.05；與本組T2時比較，cP<0.05。

2.2.2 頻域分析指標 與T0時相比，T1、T2時兩組lgTP明顯升高(P均<0.05)；與T1時比較，R組T2時和兩組T3時lgTP明顯降低(P均<0.05)；T3時兩組lgTP明顯低于T2(P<0.05)。與T0時比較，T1時兩組LF/HF明顯升高(P均<0.05)，T3兩組LF/HF明顯降低(P<0.05)；與T1時比較，R組T2時和兩組T3時LF/HF明顯降低(P均<0.05)；與T2時比較，C組T3時LF/HF明顯降低(P<0.05)；在T2時，R組LF/HF明顯低于C組(P<0.05)。見表4。

表4 兩組不同時點頻域分析指標比較

注：與本組T0時比較，aP<0.05；與本組T1時比較，bP<0.05；與本組T2時比較，cP<0.05；與C組比較，dP<0.05。

2.2.3 非線性分析指標 與T0時相比，兩組T1、T2、T3時的SD1降低，但差異無統計學意義；在T1時，R組SD1低于C組，但差異無統計學意義;在T2、T3時，R組SD1高于C組，但差異無統計學意義。與T0時相比，兩組T1、T2時SD2明顯升高(P均<0.05)；與T1時比較，R組T2時和兩組T3時的SD2明顯降低(P<0.05)；兩組T3時SD2明顯低于T2(P<0.05)。見表5。

表5 兩組不同時點非線性分析指標比較

注：與本組T0時比較，aP<0.05；與本組T1時比較，bP<0.05；與本組T2時比較，cP<0.05。

3 討論

對于甲狀腺手術中的喉返神經保護，肌松藥的使用與喉返神經監測具有一定沖突。除此之外，像困難氣道及飽胃等患者的麻醉誘導，也不適于使用肌松藥[7]。氣管插管造成的機械刺激可能引起機體強烈的應激反應，主要表現為交感神經興奮、心率加快、血壓升高等，甚至可能誘發心肌缺血和心率失常，增加手術風險[8]。因此，在不使用肌松藥的情況下，氣管插管應激反應的預防及其評價就作為研究的重點。臨床HR、MAP、BIS三種常用監測指標，可以初步反映氣管插管應激反應的變化，但HR、MAP、BIS并不是特異性評價應激反應的指標[9]。心率變異性分析可對自主神經系統功能做出量化評價，受到麻醉學界的廣泛關注[10]。目前臨床常用的心率變異性分析方法包括時域分析、頻域分析及非線性分析。時域分析以時間為自變量，分析心動周期中RR間期的波動情況，此方法是最早用于臨床心率變異性分析的指標[11]，特點是計算簡單，其中較為有代表性的是SDNN、RMSSD。頻域分析在目前是使用頻率最高的心率變異性分析方法，其可以單獨分析出交感神經和副交感神經分別的活動[12]，其常用指標為lgTP和LF/HF。在眾多的心率變異性非線性分析方法中，Poincare散點圖最常用，其中常用指標為SD1、SD2[13]。本研究通過以上三種心率變異性分析法，探究了瑞芬太尼對無肌松氣管插管中自主神經活動性的影響。

本研究顯示，插管后兩組的HR均下降，且R組低于C組；在誘導和插管階段，兩組MAP、BIS值均下降，且R組低于C組。結果表明，從血流動力學及麻醉深度的角度，瑞芬太尼在無肌松的麻醉誘導和插管階段中抑制應激反應效果較好，與劉松濤等[14]研究結果一致。瑞芬太尼作為阿片受體激動劑，起效快，無明顯呼吸抑制，能夠抑制去甲腎上腺素及糖皮質激素的分泌，這可能是其能較好地抑制氣管插管引起的心血管反應的原因之一[15]。

SDNN指所有正常RR間期的標準差，為慢變化指標。生理意義為自主神經系統的總體反映，以交感神經占主導作用。本研究顯示，兩組誘導和插管時的SDNN高于基礎狀態，整個麻醉誘導期間交感神經興奮，從自主神經的反應來看應激狀態明顯。其中誘導時R組SDNN略高，說明在誘導給藥期間，瑞芬太尼對機體自主神經的干擾更加強烈，但從血流動力學指標上并未體現。兩組插管時SDNN均比誘導時下降，且R組更低，說明在此時點R組交感神經抑制狀態更明顯，瑞芬太尼對插管的應激起到了更好的抑制作用。另外，RMSSD指相鄰心動周期的變化，與頻譜中的高頻成分相關，為心率變異性的快速變化，主要反映副交感神經活動性。本研究發現，兩組RMSSD數值在誘導階段均為下降狀態，但組間無統計學差異，說明麻醉誘導期間機體的副交感神經處于抑制狀態，且兩組副交感神經抑制程度保持一致。在插管時，R組RMSSD數值升高，表明在氣管插管所致的應激狀態下，R組對副交感的抑制更加輕微，瑞芬太尼對交感應激反應的阻斷作用更加完善。插管后期R組RMSSD數值對比誘導時略有上升，說明瑞芬太尼對副交感神經的保護作用持續存在。C組RMSSD數值持續下降，說明誘導藥物和插管所帶來的應激反應，使副交感神經呈持續抑制狀態。從時域指標總體來看，瑞芬太尼誘導給藥時對自主神經的干擾略強，但對插管時的應激反應抑制效果更佳，與劉妍雨等[16]研究結論相符，同時與本研究中的血流動力學指標結果相吻合。

lgTP反映自主神經的總體變化。本研究顯示，與基礎狀態相比，兩組lgTP在誘導和插管時均上升。說明受麻醉藥物及插管刺激影響，自主神經系統總體上呈活躍的狀態。從數值上看，誘導時R組略高，說明在誘導給藥期間瑞芬太尼藥物一過性刺激所帶來的自主神經影響略強，這與本研究的心率變異性時域結果相同，但誘導時所造成的這一自主神經改變，在前述的血流動力學指標中并未顯現。插管時兩組lgTP相比誘導時均下降，且R組下降明顯，說明交感神經興奮性降低，瑞芬太尼對于插管的應激反應抑制更加明顯。插管后，兩組數值又回到基礎水平，且兩組數值基本接近，說明交感神經活動逐漸恢復至正常狀態。LF/HF是頻域分析中反映交感應激最敏感的指標[17]。本研究表明，兩組誘導時的LF/HF均比基礎狀態顯著升高，顯示麻醉誘導藥物對機體具有較強的干擾，同時R組的LF/HF高于C組，說明瑞芬太尼麻醉誘導對自主神經的影響較強，今后需要在誘導劑量及注藥速度等方面進一步優化。插管時兩組數值均降低，且R組的數值顯著較低，這表明瑞芬太尼誘導下的插管應激反應更低，研究預期的臨床目的已經達成，從自主神經系統的角度觀察，R組的自主神經活動狀態要優于C組。插管后應激源消除，兩組的交感反應均進行性降低，組間無差異。

在散點圖中，SD1為短軸，對于迷走神經的反映較敏感。本研究中兩組誘導時SD1均低于基礎狀態，且數值接近，說明麻醉誘導藥物對副交感神經均有明顯的抑制作用。在插管和插管后期，R組SD1略有回升并保持平穩，而C組持續下降，說明無肌松氣管插管使用瑞芬太尼有效抑制插管應激，副交感神經活動性更高，且這一優勢一直持續到插管后，也與前述的其他心率變異性快變化指標表現一致。SD2是長軸，對交感神經的反映相對敏感。本研究中兩組誘導和插管階段的SD2均高于基礎狀態，整個麻醉誘導期間交感神經興奮，應激狀態明顯。其中誘導時R組SD2略高，說明在誘導給藥期間，瑞芬太尼對機體的自主神經活動干擾略強，但這一心率變異性多種分析方法的共性結果，在血流動力學指標上并未能體現。在插管時，兩組SD2均下降，R組較低，說明在此時點R組交感神經抑制狀態更明顯，瑞芬太尼對插管的反應起到了明顯的抑制作用。在插管后各種應激性的刺激消退，交感神經狀態恢復至基礎水平。

綜上所述，在本研究所關注的無肌松狀態下麻醉誘導插管的機體自主神經反應中，依據不同的心率變異性信號特征所進行的各類分析方法，得出的結果表現為共同的指向。即誘導期間麻醉藥物對機體的自主神經系統已經產生了顯著的影響，其中對副交感神經的抑制，從插管一直持續到插管后。瑞芬太尼對插管應激的抑制雖然要顯著好于順式阿曲庫銨，但其在麻醉誘導時對自主神經系統的影響要略強于順式阿曲庫銨，而這些量化的自主神經系統活動并不能通過常規的血流動力學指標獲得。提示，麻醉誘導使用瑞芬太尼雖然可以基本滿足無肌松條件下氣管插管的臨床條件，但今后仍應在瑞芬太尼的給藥劑量及注藥速度等方面進一步優化。