肺癌患者胸腔镜辅助下与开胸肺叶切除术后房颤发生率及心率变异性的关系

要彤 何庚戌 李方江 濮仁富 刘俊堂 赵雷 蔡宝松 张雁

论著

肺癌患者胸腔镜辅助下与开胸肺叶切除术后房颤发生率及心率变异性的关系

要彤 何庚戌 李方江 濮仁富 刘俊堂 赵雷 蔡宝松 张雁

目的研究经胸腔镜与开胸肺叶切除术后房颤发生率的区别以及术后心率变异性的差别，进一步探讨自主神经系统在肺癌患者肺叶切除术后房颤发生中的作用。方法选取2012年1月至2016年6月我院60岁以上接受胸腔镜下肺叶切除术的肺癌患者作为胸腔镜组，既往数据库中接受开胸肺叶切除术的肺癌患者作为开胸组，两组各112例。两组患者的性别、年龄等基础临床资料相匹配，在术后经动态心电图监测96 h，分析房颤发生率以及术后不同时间段的心率变异性指标变化。结果术后共有39例患者出现房颤，发生率为17.4%，其中胸腔镜组为19例、开胸组为20例;房颤发生时间均在术后24 h之后。两组之间房颤发生率比较，差异无统计学意义(16.9%vs. 17.9%，P=0.88)。两组之间的术后整体心率变异性无明显区别。结论胸腔镜手术并不能降低肺癌患者房颤的发生率;不同手术策略对肺叶切除术后心率变异性无影响。自主神经机制可能是肺叶切除术后房颤发生的重要机制之一。

肺癌；房颤；胸腔镜辅助下肺叶切除术；开胸手术；心率变异性

术后的房性心律失常，尤其是房颤在老年人非心脏手术的胸外科术后发病率在20%左右[1]。术后房颤的发生是肺叶切除术后常见的并发症，会导致患者住院时间延长、监护室停留时间延长和住院费用的增加，并有导致脑栓塞的危险性。因此了解房颤发生的危险因素、机制和预防,对于肺叶切除术患者尤为重要。经胸腔镜肺叶切除术由于不撑开肋骨、创伤小、恢复快以及肿瘤学上的可接受性，已经在临床上广泛应用[2]。由于其微创性，胸腔镜技术在很多方面可能会明显优于开胸手术，尤其对于老年患者。部分文献报告胸腔镜手术并不能够降低患者术后房颤的发生比例[3-5]，在我们以前的研究中发现肺叶切除术后房颤的发生与自主神经功能有关[6]，本研究旨在研究胸腔镜下肺叶切除术与开胸肺叶切除术房颤的发生率的差别，以及在手术后不同时间段心率变异性指标的改变之间是否存在区别，以进一步探讨肺叶切除术后房颤发生的机制。

1 临床资料

1.1 入选标准

经解放军第二五一医院道德伦理委员会批准，对我们中心2012年10月至2016年6月年龄>60岁的肺癌患者与我们数据库中的资料进行对照研究。入选标准：术前影像学确定为临床Ⅰ期病例，年龄>60岁，术前窦性心律实施胸腔镜肺叶切除术的112例患者作为胸腔镜手术组。排除标准：术前非窦性心律、口服Ⅰ或Ⅲ类抗心律失常药物、肺楔形切除、双肺叶切除、全肺切除术、胸壁侵犯切除等广泛切除的患者。术前由于高血压或冠心病而口服β受体阻滞剂的患者在术后第一天重新开始口服上述药物。此胸腔镜手术组与以往我们在研究心率变异性在房颤发生机制中作用的开胸肺叶切除术的112例患者的年龄、性别进行匹配。患者术前签订知情同意书。

1.2 麻醉与手术

所有的患者均由同一名经验丰富的胸外科医生和麻醉医生进行手术和麻醉。所有的患者均采用标准的麻醉诱导和术中药物维持以及术中液体限制。术后镇痛采用镇痛泵静脉内泵入。所有的患者均给予解剖性肺叶切除术和单侧纵隔淋巴结系统性清扫，分别经胸腔镜和开胸手术，肺血管、支气管均用腔镜切割缝合器处理，发育不全的肺裂用切割缝合器处理。胸腔镜手术采用三孔式手术方式，操作孔约4 cm，观察孔在腋中线第7肋间，辅助操作孔在肩胛下角处。开胸手术采用腋前线至腋后线之间切口，长约8～12 cm，不损伤背阔肌，经由第4或第5肋间开胸器撑开肋骨进入胸腔手术。

1.3 术后监护

患者术后进入监护室进行96 h的动态心电图监测，此项研究的终点是新发生的持续>30 s的房颤，房颤的诊断通过术后96 h内的Holter记录诊断。我们检查第一次房颤发生时的心电图记录，因为这时没有抗心律失常药物的治疗而影响我们的检查结果。

1.4 动态心电图的心率变异性分析

心率变异性分析由北方学院第一附属医院心功能科完成。双重导联心电图记录通过Marquette 8500 Holter记录仪记录。从术后进入监护室开始连续记录72～96 h，然后将数据输入Marquette 8000扫描仪进行自动数据分析，信号采集在128 Hz，并由一名经验丰富的心电图分析师和心内科医生进行校正分析。当分析心率变异性指标时，只应用正常R-R间距进行心率变异性分析，剔除早搏前后的R-R间距及所有比前一个R-R间距延长20%以上的R-R间距，计算并显示心率变异性时域分析和频域分析资料。分析术后2 h、8 h、12 h和24 h的相对应时间窗的心率变异性。

时域指标：① 总体标准差(SDNN):所有正常窦性心律R-R间期的标准差，单位ms，反映自主神经功能整体的变化。② 差值均方根(RMSSD)：全程相邻NN间期之差的均方根，单位为ms，用于反映快变化成分的大小；③ PNN50：相邻NN 间期相差>50 ms的个数占总心跳次数的百分比，描述心动周期的逐博变异，是心率变异性中快速变化成分。

频域指标：① 高频带(HF)：0.15～0.4 Hz，它反映迷走神经调节功能，与呼吸性心律不齐有关。② 低频带(LF):0.04～0.15 Hz,与压力感受器反射系统的活动有关，反映交感神经和迷走神经的复合调节功能，某些情况下可反映交感神经张力。③ 低频带和高频带的比值(LF/HF)：反映交感神经和迷走神经的均衡性。频域分析用快速傅立叶转换方法获得心率功率谱密度，并分析低频成分、高频成分及低频与高频比率并将具体值转化成自然数的对数以lnLF、lnHF表示。

1.5 统计学分析

2 结果

在2012年10月至2016年6月共有463例肺癌患者接受择期的肺叶切除术，其中年龄60岁以上、符合入选标准的患者为146例，给予胸腔镜下肺叶切除。与2007年12月至2013年1月开胸进行肺叶切除术进行心率变异性研究的281例患者进行匹配，最后进入研究的为经胸腔镜手术患者112例和开胸肺叶切除术患者112例。术前基本资料两组之间没有明显区别，包括由于冠心病使用β受体阻滞剂的患者比例均无明显差别。术后共39例患者发生房颤，术后总体房颤发生率为17.4%，其中胸腔镜手术组为19例、开胸手术组为20例，房颤发生时间均在术后24 h之后，两组间比较，差异无统计学意义 (16.9%vs. 17.9%，P=0.88)。两组患者均顺利恢复，无死亡。术后肺不张、持续漏气、气胸、肺炎的发生比例两组之间比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。开胸手术组住院时间明显较胸腔镜手术组长(表1)。

两组术后心率变异性指标均较术前明显升高，表明术后自主神经系统兴奋性明显增强；而两组手术后2 h、8 h、12 h和24 h的心率变异性指标各项之间比较，差异无统计学意义。反映自主神经整体功能的总标准差(SDNN)、反映迷走神经功能的频域指标HF、反映交感神经张力的指标LF、反映交感神经与迷走神经均衡性的指标LF/HF在手术后各个时间段两组之间比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2、表3。

表1 患者临床资料 n=112

续表

表2胸腔镜组和开胸组之间心率变异性时域性指标在术后不同时间的变化n=112

指标胸腔镜手术组开胸手术组t值P值RR间期/ms 术前2h620±108612±1300.500.43术后8h683±109708±1041.760.89术后12h670±118706±1291.570.59术后24h657±108648±1320.560.79SDNN/ms术前2h35±2637±281.380.81术后8h50±3748±370.400.12术后12h61±4355±311.200.51术后24h63±4258±330.990.77rMSSD/ms术前2h31±2633±360.480.79术后8h42±6038±580.510.08术后12h43±4136±531.110.81术后24h51±3945±560.930.76pNN50(%)术前2h2.1±4.82.3±5.50.290.66术后8h3.8±3.13.2±5.60.990.73术后12h3.5±5.22.6±5.71.230.41术后24h3.9±5.92.7±6.61.430.32

表3 胸腔镜手术组和开胸手术组之间术后心率变异性指标频域指标的变化对比 n=112

续表

3 讨论

随着腔镜技术的发展，胸腔镜下肺叶切除由于其创伤小、恢复快而在临床得到广泛应用，而腔镜技术的应用能否降低术后房颤的发生比例也受到很多学者的关注。在几个大的回顾性研究中发现非心脏手术的胸部外科开胸手术后房颤的发生率在20%左右[7]。相反的在Jaklitsch等[8]报告的32例高龄患者经胸腔镜肺叶切除术后房颤的发生率为3.1%，Charagozloo等[9]报告房颤发生率为9.4%(17/194)，McKenna等[10]报告的最大一组单中心1 100例胸腔镜肺叶切除术后房颤的发生率是2.9%。这些报告似乎说明胸腔镜下手术，减轻了由于肋骨牵开开胸手术引起的外科应激反应，而导致房颤发生率下降。这些差别可能是由于对房颤的确定、监测方法以及预防都存在明显的区别，当遥测心电装置使用时可以发现在高龄患者接受肺叶切除手术后房颤发生率高达27%[11]。因此在很多研究中由于无法监测到无需处理的无症状性房颤或“静默”性发作的房颤而明显低估了术后房颤的发生率。在Park等[5]的研究中对244例肺叶切除患者进行了对照研究发现胸腔镜手术并没有明显降低房颤的发生率。Falcoz等[4]对欧洲胸外科协会的数据库中解剖性肺叶切除术的病例进行回顾性分析，经倾向性匹配后对比了开胸手术和经胸腔镜手术各2 721例，发现在术后临床需要处理的房颤发生率上无明显区别(5.1%vs. 4.3%，P=0.143 3)。在我们的研究中使用Holter对224例年龄60岁以上的患者进行对照研究,手术由一名经验丰富的胸心外科医生进行,术中对于肺血管、支气管均采取一样的处理方法，采用腔镜的切割缝合器进行处理，避免了由于结扎而引起的肺静脉的牵张而引起的手术方案的差异。对于术后的监测我们采用术后72 h动态心电图监测，结果发现房颤的总体发生率为17.4%(39/224)，且均在术后24 h之内，发现胸腔镜手术组房颤的发生(19/112 )与开胸手术组(20/112)比较，差异无统计学意义，与以往的报道[3-5]一致。

肺叶切除术后房颤的确切机制尚未完全阐明。在以往的研究中表明自主神经系统可能在房颤的发生机制中发挥一定的作用[12]。年龄是术后房颤发生的唯一的独立危险因素，50%的非小细胞肺癌患者在65岁以上，30%的患者在70岁以上。在本研究中我们主要针对年龄60岁以上的患者进行研究，发现房颤的总体发生率为17.4%，与以前的报道一致。而胸腔镜手术与开胸手术组之间房颤的发生率无明显差别，胸腔镜手术并没有降低房颤的发生率。虽然房颤的确切发病机制目前并不明确，但由于解剖性肺叶切除导致的自主神经去神经化和应激诱导的神经内分泌机制可能对于易发房颤患者起到了主要作用。

在我们以往的研究中发现房颤的发生与术后在高交感神经张力的背景下迷走神经张力竞争性升高有关，心率变异性指标充分说明了自主神经调节机制的失衡在肺叶切除术后房颤发生中的作用[6]。Amar等[13]的研究中也发现副交感神经的复苏并与增强的交感神经的竞争可能是胸外科术后房颤发生的诱发机制。而胸腔镜下手术是否会降低术后自主神经系统调节性失衡机制在房颤发生中的作用呢？在研究中我们比较了在术后2 h、8 h、12 h和24 h胸腔镜手术组与开胸手术组之间心率变异性的时域性指标和频域性指标,发现两组与术前比较心率变异性指标均明显升高，表明术后自主神经系统明显活跃性增强。而两组之间整体心率变异性之间无明显差别，表明手术策略的选择对术后心率变异性的改变并无影响，微创胸腔镜下肺叶切除并未使心率变异性的改变减小。心脏内以及心脏表面存在大量的自主神经元，心脏及心脏传导组织受左右迷走神经(心传出副交感结前神经元)及左右形状神经节(心传出交感神经元)的支配，经由肺门及周围的纵隔胸膜进入心肌组织[14]，Wickramasingle等[15]的研究发现这两种神经均在左上肺静脉上部、右上肺静脉前上部以及两个下肺静脉下部分布较多。由于解剖性肺叶切除需要广泛游离肺门组织、并彻底系统的清扫淋巴结，而肺门及其周围的纵隔胸膜是交感及迷走神经进入肺及心脏的部位，因此广泛彻底的解剖肺门部位以及纵隔淋巴结的清扫可能会导致自主神经的破坏，一侧自主神经的损伤可能会引起心脏自主神经支配的单侧去神经化，因此在手术后高交感神经张力的背景下会出现自主神经系统对心脏调节的失衡，导致房颤的发生。胸腔镜下肺叶切除与开胸手术肺叶切除术在肺门解剖、淋巴结清扫等环节上并无明显差异，可能这也是导致术后两组之间心率变异性变化无差别的原因，进而对术后房颤的发生率没有明显影响。不同的肺叶切除方式对房颤的发生也有影响，全肺切除术后发生率为24%～67%，肺叶切除术后为12%～30%，而肺楔形切除、肺段切除术以及开胸探查术后发生率较低[16]，可能与肺门的解剖程度有关，也有研究右肺切除术的房颤发生率较左肺切除术高。这些差异可能与自主神经在心脏各部位分布差异有关。可见自主神经机制在肺叶切除术后房颤的发生中具有重要意义。

总之,我们的研究中发现胸腔镜下肺叶切除并没有降低术后房颤并发症的比例，胸腔镜下肺叶切除与开胸肺叶切除术后心率变异性无明显差别，这些发现支持了自主神经机制在肺叶切除术后房颤发生机制中的作用。无论腔镜辅助下的肺叶切除术还是开胸手术下肺叶切除术，房颤的预防策略都不应该忽略。

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Comparisonoftheincidenceofatrialfibrillationandheartratevariabilityaftervideo-assistedthoracoscopicsurgeryandopenlobectomyforlungcancer

YaoTong1,HeGeng-xu2,LiFang-jiang1,PuRen-fu2,LiuJun-tang2,ZhaoLei2,CaiBao-song2,ZhangYan2

(1. Department of Cardiac Function Examination, the First Affiliated Hospital of Hebei North College; 2. Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery, the 251st Hospital of PLA, Zhangjiakou Hebei 075000, China)

ObjectiveTo compare the incidence of atrial fibrillation(AF) and heart rate variability(HRV) after pulmonary lobectomy by video-assisted thoracoscope and thoracotomy pulmonary lobectomy, and to discuss further the role of autonomic nervous system in the mechanism of AF among the patients with lung cancer after pulmonary lobectomy.MethodsA total of 112 patients with lung cancer over 60 years old were enrolled in our study as the thoracoscope group. They had accepted pulmonary lobectomy by video-assisted thoracoscope from January 2012 to June 2016 in our hospital. From the previous database we selected another 112 ones with lung cancer who had accepted open lobectomy as the thoracotomy group. The basic clinical data such as sex and age matched well between the two groups. By Holter monitoring of 96 hours, the changes of AF incidence and HRV indexes at different time intervals after the operation were analyzed.ResultsPostoperative AF occurred in 39 patients with an incidence rate of 17.4%,among whom 19 were found in the thoracoscope group and 20 in the thoracotomy group. In the two groups, AF both occurred 24 hours after the surgery. There was no statistically significant difference of AF incidence between the thoracoscope and thoracotomy groups(16.9%vs. 17.9%,P=0.88). The postoperative HRV indexes did not vary significantly between the two groups.ConclusionFor the patients with lung cancer, the postoperative incidence of AF cannot be reduced by video-assisted surgery. HVR indexes after pulmonary lobectomy donot change with different surgical strategies. The mechanism of autonomic nerve may play an important role in the pathogenesis of postoperative AF.

lung cancer; atrial fibrillation; pulmonary lobectomy by video-assisted thoracoscope; thoracotomy; heart rate variability

国家自然科学基金资助项目(81270225)

075000河北 张家口，河北北方学院第一附属医院心脏功能检查科(要彤，李方江);中国人民解放军第二五一医院胸心血管
外科(何庚戌，濮仁富，刘俊堂，赵雷，蔡宝松，张雁)

要彤，主治医师，主要从事心电图及心脏电生理的诊疗工作。

何庚戌，E-mail：hegengxu@aliyun.com

R734.2;R540.4

A

2095-9354(2017)05-0312-06

10.13308/j.issn.2095-9354.2017.05.003

2017-08-15)

(本文编辑：郭欣)