常用麻醉药对心率变异性的影响

龙海林(综述)，徐 昆(审校)

(1.武胜县人民医院麻醉科，四川武胜638400;2.重庆医科大学附属第二医院麻醉科，重庆400010)

心率变异性(heart rate variability，HRV)是指在一定时期心率节奏快慢的变化情况或者R-R间期随时间所发生的变化情况，是反应心脏交感-副交感神经张力及其平衡性的重要指标，从而反映自主神经系统对心血管系统的调节或影响。HRV分析是一种无创性监测心脏自主神经功能的方法，可以定量测定心脏交感神经和副交感神经活动的紧张性、均衡性及其对心血管系统的影响［1］。

1 HRV的测定方法

HRV常用测定方法有三种，即时域分析法、频域分析法和非线性分析法。时域分析法可分析一定时期内R-R间期的变异性，可用标准差、方差、极差、变异系数等来表达。时域测定法的指标:①所有窦性R-R间期的标准差;②每5分钟窦性R-R间期标准差的平均值;③每5分钟窦性R-R间期平均值的标准差;④所有相邻近窦性R-R间期长度差异平方均值的平方根;⑤全部R-R间期中相邻的R-R间期之差＞50 ms的心搏数的比例，用百分数表示。

频域分析法则是把心率变化信号应用数学计算转为不同的频率成分，并将其相对强度定量为功率，测定出各种频率成分的功率谱。常用指标有:①高频带。频率为0.15～0.40 Hz，反映副交感神经张力，主要代表呼吸变异。②低频带。频率为0.04～0.15 Hz，受交感神经和副交感神经共同影响，但以交感神经为主，可以看作交感神经张力的指标。③极低频带。频率为0.01～0.04 Hz，机制不明确，可能与体温调节、肾素-血管紧张素系统以及体液因子等因素相关的长期调节机制有关。④超低频带。频率为(1.15×10-5)～0.0033 Hz，生理意义尚不明确。⑤总频谱。频率＜0.40 Hz，是心率总的变异性，代表高频带、低频带、极低频带、超低频带的总和。⑥低频带/高频带。低频带与高频带的比值，代表交感神经与副交感神经张力的均衡状态。HRV的时域和频域测量参数具有相关性，高频带与所有相邻近窦性R-R间期长度差异平方均值的平方根、全部R-R间期中相邻的R-R间期之差＞50 ms的心搏数的比例相关，低频带、极低频带与每5分钟窦性R-R间期标准差的平均值相关，极低频带与所有窦性R-R间期的标准差、每5分钟窦性R-R间期平均值的标准差明显相关。

非线性分析法是直接描述R-R间期的动态变化特征，用作图等描述HRV的一种新方法。HRV分析心电信号采用的时程长短不一，短者分析5 min或1 h，长者可分析24 h甚至几天，国内外普遍应用24 h法。

2 常用麻醉药对HRV的影响

2.1 芬太尼及其衍生物 芬太尼是人工合成的强效镇痛药，是临床中最主要、最常用的麻醉性镇痛药。手术和创伤等对机体产生的有害刺激，可使机体血中肾上腺皮质激素浓度立即增高，同时儿茶酚胺和糖皮质激素也相应分泌增加，从而引起机体的应激反应。芬太尼发挥强效镇痛作用时也降低应激，促使肾上腺皮质激素等降低。芬太尼可使低频带降低，高频带上升，低频带/高频带降低，其中以降低低频带更明显。但芬太尼总体上对交感抑制较轻，使用临床剂量时血中药物浓度尚不影响心血管的稳定。

瑞芬太尼是超短时效阿片类镇痛药。因作用时间短、恢复迅速、无蓄积而适合静脉输注。李荣等［2］靶控输注瑞芬太尼1.0 mg/L用于全身麻醉拔管时发现其可以抑制交感神经活性，降低机体心血管不良反应，从而保持血流动力学稳定。拔管后5 min低频带、低频带/高频带较对照组降低。拔管时主要是瑞芬太尼抑制了交感神经的兴奋，而对心脏迷走神经兴奋性影响不明显，有效地预防了围拔管期间的心血管反应，从而降低心肌耗氧，避免心率失常，对防止心脑血管意外的发生有一定益处。Shinohara等［3］发现瑞芬太尼具有兴奋迷走神经作用，但小剂量瑞芬太尼麻醉诱导不引起严重心动过缓。张祥晶等［4］应用瑞芬太尼控制性降压时发现，其低频带、高频带、低频带/高频带均降低，而低频带、低频带/高频带较降压前下降显著。其降压期间交感神经和迷走神经张力均下降，使交感迷走神经张力的均衡性发生改变。但瑞芬太尼降压时迷走神经张力下降的幅度比交感神经张力下降的幅度小，均衡性向迷走神经移动，出现相对的迷走神经兴奋，可能导致心率较降压前减慢。故瑞芬太尼对血流动力学的影响主要通过兴奋迷走神经、松弛外周血管平滑肌而达到减慢心率及降压的目的，降压效果较柔和，无反射性心率增快。

舒芬太尼是镇痛效应最强的阿片类药物，镇痛强度是芬太尼的5～10倍。麻醉性镇痛药用于抑制心血管不良反应的效果与药物的镇痛强度呈正相关。舒芬太尼使低频带、高频带、低频带/高频带均降低，并且其降低全身血管阻力的作用优于芬太尼，而且也能更好地抑制压力感受器的敏感性，减轻了全身麻醉过程中对心血管系统的影响［5］。

2.2 丙泊酚 丙泊酚是一种新型快速、短效的静脉麻醉药，苏醒迅速完全，不易产生蓄积。Deutschman等［6］发现，异丙酚可使低频带、高频带、低频带/高频带降低，而以低频带降低更明显，即降低交感、迷走神经活性，且以交感神经活性降低更加明显。丙泊酚这种对机体心血管系统明显的抑制作用，可使动脉血压显著降低，不利于麻醉中机体血流动力学的稳定，尤其是对老年患者。毛庆祥等［7］研究发现，丙泊酚靶控输注中机体的血压波动与交感神经张力的变化有明显相关性，但丙泊酚在临床麻醉血药浓度范围内不能抑制交感神经对心血管系统的调节功能。这可能与丙泊酚的作用部位主要位于大脑皮质GABA受体，而脊髓内含量较少，故对脊髓内神经功能活动的抑制能力较弱，调节心血管系统的交感神经低位中枢位于胸腰段脊髓。并且丙泊酚输注过程中交感神经活性可逐渐增强并引起心血管状态改变，从而调节心血管功能。李伟等［8］也发现，靶控输注用于全麻诱导插管时机体的应激反应小，可明显抑制交感神经张力，诱导过程中生命体征平衡，血压较输注前降低，但输注后比较平稳。故对心血管稳定方面来说，丙泊酚靶控输注优于单次经脉注射。

2.3 咪达唑仑 咪达唑仑是新型水溶性苯二氮 䓬类药物，静脉用药方便，具有良好的镇静、催眠、抗焦虑、抗惊厥、加强镇痛和肌肉松弛作用，且无刺激性和耐药性，对呼吸循环影响轻微。研究表明咪达唑仑注射后低频带、高频带、总频谱、低频带/高频带均较基础值显著降低，其中低频带和总频谱降低更明显。故咪达唑仑主要抑制交感神经活性，迷走神经相对占优势，从而影响窦房结的活动性，导致心率降低［9］。并且咪达唑仑还可抑制交感神经的传出通路，对交感神经元钠通道电流、N型钙通道电流有明显抑制作用，进而抑制交感神经元的递质释放。

2.4 依托咪酯 依托咪酯是非巴比妥类静脉麻醉药，麻醉效能强、起效快、作用时间短，公认最显著的特点是对循环功能影响小，是对心功能影响最小的麻醉药。程华春等［10］研究表明依托咪酯静脉注射后总频谱、低频带升高，可能与依托咪酯解除中枢神经系统的下行性抑制有关。而高频带、低频带/高频带无显著变化，表明依托咪酯对心脏自主神经功能无明显干扰，对心脏调节交感和迷走神经平衡状态无显著影响，与其循环变化相一致。而陈学新等［11］应用依托咪酯与异丙酚在全身麻醉诱导插管时发现，依托咪酯与丙泊酚均使低频带、高频带、低频带/高频带降低。依托咪酯与丙泊酚相比，在麻醉诱导后HRV各指标较插管前依托咪酯降低交感神经活性、交感和迷走均衡性、血压、心率的作用显著弱于异丙酚。两研究结果总频谱、低频带的差异与全身麻醉插管诱导复合应用镇痛药有关。

2.5 吸入麻醉药 恩氟烷对心血管系统有抑制作用，其程度与吸入浓度相关。离体和在体实验都证实恩氟烷抑制心肌收缩，心率通常增快，但很少出现心率失常。朱耀民等［12］实验发现，吸入恩氟烷(维持呼吸末恩氟烷浓度在1%～2%)维持麻醉，同麻醉诱导后相比发现低频带、高频带均降低而低频带/高频带变化不大。说明恩氟烷可明显抑制交感、迷走神经活性而不影响交感和迷走神经的均衡性。

异氟烷对交感神经和迷走神经都有明显的抑制作用，而对于交感神经和副交感神经活性的均衡性无显著影响［13］。而停药1～2 h后，高频带和低频带较诱导前仍降低，至4 h后消失。说明异氟烷对于心脏的交感和迷走神经的影响不会立刻消失，而有延续性，但是作用持续时间并不长。在异氟烷和七氟烷对比研究中发现，异氟烷对于患者的交感和副交感神经的抑制作用比七氟烷显著。

七氟烷作用时间短，诱导和苏醒平稳。七氟烷对于患者的交感和副交感神经的活性均有降低作用，然而低频带/高频带无变化。因此，交感和副交感之间的均衡性没有受到影响［14］。Uˇgur等［15］的实验表明七氟烷吸入前后的低频带和高频带都未发生显著的变化。

2.6 局部麻醉药 交感神经主要来源于胸部脊髓1～5节段灰质侧角。高位硬膜外麻醉或阻滞平面在T4以上才会阻滞心交感神经，导致交感活性降低，相对迷走神经张力增强，从而产生血压和心率下降［16］。氯普鲁卡因和利多卡因上胸段硬膜外阻滞使总频谱、极低频带、高频带降低，以总频谱、极低频带明显，低频带/高频带降低氯普鲁卡因更加明显。上胸段硬膜外阻滞阻断了交感神经节前纤维，支配心脏的交感神经也被阻滞，使心率减慢及血压下降。与利多卡因相比，氯普鲁卡因心率下降早且更为明显，但30 min后基本恢复，这和氯普鲁卡因作用机制及其效能有关［17］。

朱宇麟等［18］发现罗哌卡因硬膜外麻醉的低频带、低频带/高频带、总频谱在用药后5 min即开始下降，至20 min达到最大程度，而血压在用药后10 min明显下降。布比卡因麻醉的低频带、低频带/高频带在用药后20 min才下降，而血压降低与用药前并无显著差异。罗哌卡因和布比卡因两组的高频带均无显著变化，揭示迷走神经本身并无明显阻滞，只是交感神经被阻滞后相对的迷走张力增高。

3 HRV在临床麻醉中的应用

3.1 围术期心血管不良事件的预测 HRV是非手术患者心血管不良事件发生的风险因子之一，同样在手术患者也有类似特点。低HRV作为手术患者远期心源性发病率和病死率的预测因子的初步研究结果与非手术患者的结果相似。最近有研究显示，可通过低频带/高频带比率鉴别出在腰麻下行剖宫产或前列腺手术时哪些患者有出现严重低血压的风险［19］。受试者工作曲线分析显示，用低频带/高频带比率＞2.5预测脊麻后收缩压减低超过基础血压的20%，其灵敏度为85%，特异度为85%。

3.2 麻醉深度监测 高频带反映副交感神经活性，主要通过压力感受器传导。低频由调节心脏的交感和副交感共同传导，与外周血管舒缩张力和压力反射有关。全身麻醉可显著抑制HRV，这可能与麻醉呼吸抑制有关，HRV的变化能较好反映麻醉期的脑干抑制。在麻醉深度与HRV改变之间存在着一定线性关系，此种关系可能作为判断麻醉深度的客观指标之一。

心率变异指数与HRV不同，是将心电图的原始HRV数据转化成0～100的无量纲值，方便于临床使用。因此，心率变异指数可为麻醉中监测交感神经反应性提供实时而可靠的指标。但有关此指标的研究报道还不多。

4 结语

围术期HRV的研究不仅有助于研究麻醉药物及手术对自主神经功能的影响，也能作为麻醉深度的判断、手术患者心血管功能及预后估计的一个无创性的定量指标，尤其对老年人、休克患者和冠状动脉粥样硬化性心脏病高危因素者的围术期管理具有重要指导意义。但由于影响HRV实际测量的因素很多，其灵敏度和特异度不高，需进一步研究测量分析方法。

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