心率变异性分析在瑞芬太尼对无肌松气管插管中自主神经活动性的影响中的应用

苏丽明,申岱,刘建

1天津市第三中心医院分院,天津 300250;2天津医科大学口腔医院;3天津市第三中心医院

在甲状腺肿物切除手术过程中，外科医生为尽可能切除病灶，需要对病灶和喉返神经进行分离，在牵拉过程中，非常容易损伤喉返神经[1]。术中神经监测技术被广泛应用于这类手术中，其可有效监测喉返神经信号，降低神经损伤风险[2]。由于手术麻醉使用肌松药会使喉返神经信号减低或消失，因此这类手术患者需处于无肌松状态[3]。但在不使用肌松药的情况下，患者咽喉部的肌肉群不够松弛，气管导管置入后，咽喉部以及气管受到强烈刺激，交感神经系统兴奋同样影响喉返神经的监测。因此使用适宜的麻醉药物和剂量，既满足麻醉需要又不影响手术中喉返神经监测效果，对于甲状腺肿物切除手术具有重要意义。瑞芬太尼[4,5]是高选择性的μ阿片受体激动剂，镇痛效果强，起效快，且其代谢不受肝肾功能的影响，被广泛应用于麻醉诱导中，但是否影响手术中自主神经活动性还需进一步研究。心率变异性分析是指连续心搏周期中RR间期的微小变化，能反映出心脏自主神经系统的整体活动。在探究围术期自主神经均衡性和其他外界因素变化的互动作用中，心率变异性提供了非常实用且无创的定量监测手段[6]。本研究采用心率变异性分析法，探究瑞芬太尼对无肌松气管插管中自主神经活动性的影响。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2017年9月～2018年10月于天津市第三中心医院择期行全麻下甲状腺肿物切除术患者，共46例。纳入标准：ASA Ⅰ、Ⅱ级；年龄40～60岁；Mallampati气道评级为Ⅰ、Ⅱ级。排除标准：困难气道或可疑困难气道患者；术前心律失常及自主神经病变患者；合并高血压、冠心病、糖尿病患者。采用简单随机化分组，分为两组：瑞芬太尼组(R组)和顺式阿曲库铵组(C组)，各23例。两组年龄、性别、身高、体质量、体表面积和BMI比较差异无统计学意义，见表1。本研究已获伦理委员会批准，患者自愿配合本研究，签署知情同意书。

表1 两组一般情况比较

1.2 麻醉方法 全部患者未用术前药物，入室，面罩吸氧，开放外周静脉通路，行桡动脉置管测压。采用Datex Ohmeda Aestiva/5麻醉机进行麻醉。麻醉过程：右旋美托咪定0.80 μg/(kg·h)，泵入15 min后，给予咪达唑仑0.1 mg/kg静脉注射，R组使用瑞芬太尼2 μg/kg静脉注射，而C组使用顺式阿曲库铵0.1 mg/kg、芬太尼4 μg/kg静脉注射。之后两组给予依托咪酯0.4 mg/kg静脉注射。同时进行面罩辅助通气(吸氧流量6 L/min)，通气频率18～20次/min，进行气管插管，机械通气。

1.3 监测指标及方法 患者入室后采用IntelliVue MP30监护仪监测心率(HR)、平均动脉压(MAP)和脑电双频指数(BIS)值。同时采用力康快速心电监测仪Prince 180D采集心电信号，记录各事件时间点。心电信号储存为EMK格式。使用Matlab R2016a软件，首先剔除各种干扰信号，确保R波的准确性备后期分析。在处理后的连续心电信号中，对照所记录事件的时间点，均截取5 min信号，一共四段，包括：基础状态(T0)、诱导(T1)、插管(T2)、插管后5 min(T3)。采用ECG DM for PC-80D软件对所选取的四段心电信号进行时域[RR间期的标准差(SDNN)、相邻RR间期差的均方根(RMSSD)]、频域[总功率(TP)、高频功率(HF)、低频功率(LF)]以及非线性[Poincare散点图的短轴(SD1)、散点图的长轴(SD2)]分析计算得出结果，同步记录上述各时段对应的HR、MAP和BIS值，再对所有分析结果进行统计学处理。

2 结果

2.1 两组不同时点血流动力学指标及BIS值比较 与T0、T1、T2时比较，T3时两组HR明显降低(P均<0.05)；T2、T3时R组HR明显低于C组(P均<0.05)。与T0时比较，T1、T2、T3时两组MAP和BIS值明显降低(P均<0.05)，R组T1、T2时的MAP和T1、T2、T3时的BIS值明显低于C组(P<0.05)。详见表2。

表2 两组血流动力学指标及BIS值的变化

注：与本组T0时比较，aP<0.05；与本组T1时比较，bP<0.05；与本组T2时比较，cP<0.05；与C组比较，dP<0.05。

2.2 两组心率变异性分析指标比较

2.2.1 时域分析指标 与T0时比较，T1、T2时两组SDNN明显升高(P均<0.05)；与T1时比较，两组T2时和R组T3时SDNN明显降低(P均<0.05)；T3时两组SDNN明显低于T2(P均<0.05)。与T0时相比，R组T1时和两组T3时RMSSD明显降低(P均<0.05)。见表3。

表3 两组不同时点时域分析指标比较

注：与本组T0时比较，aP<0.05；与本组T1时比较，bP<0.05；与本组T2时比较，cP<0.05。

2.2.2 频域分析指标 与T0时相比，T1、T2时两组lgTP明显升高(P均<0.05)；与T1时比较，R组T2时和两组T3时lgTP明显降低(P均<0.05)；T3时两组lgTP明显低于T2(P<0.05)。与T0时比较，T1时两组LF/HF明显升高(P均<0.05)，T3两组LF/HF明显降低(P<0.05)；与T1时比较，R组T2时和两组T3时LF/HF明显降低(P均<0.05)；与T2时比较，C组T3时LF/HF明显降低(P<0.05)；在T2时，R组LF/HF明显低于C组(P<0.05)。见表4。

表4 两组不同时点频域分析指标比较

注：与本组T0时比较，aP<0.05；与本组T1时比较，bP<0.05；与本组T2时比较，cP<0.05；与C组比较，dP<0.05。

2.2.3 非线性分析指标 与T0时相比，两组T1、T2、T3时的SD1降低，但差异无统计学意义；在T1时，R组SD1低于C组，但差异无统计学意义;在T2、T3时，R组SD1高于C组，但差异无统计学意义。与T0时相比，两组T1、T2时SD2明显升高(P均<0.05)；与T1时比较，R组T2时和两组T3时的SD2明显降低(P<0.05)；两组T3时SD2明显低于T2(P<0.05)。见表5。

表5 两组不同时点非线性分析指标比较

注：与本组T0时比较，aP<0.05；与本组T1时比较，bP<0.05；与本组T2时比较，cP<0.05。

3 讨论

对于甲状腺手术中的喉返神经保护，肌松药的使用与喉返神经监测具有一定冲突。除此之外，像困难气道及饱胃等患者的麻醉诱导，也不适于使用肌松药[7]。气管插管造成的机械刺激可能引起机体强烈的应激反应，主要表现为交感神经兴奋、心率加快、血压升高等，甚至可能诱发心肌缺血和心率失常，增加手术风险[8]。因此，在不使用肌松药的情况下，气管插管应激反应的预防及其评价就作为研究的重点。临床HR、MAP、BIS三种常用监测指标，可以初步反映气管插管应激反应的变化，但HR、MAP、BIS并不是特异性评价应激反应的指标[9]。心率变异性分析可对自主神经系统功能做出量化评价，受到麻醉学界的广泛关注[10]。目前临床常用的心率变异性分析方法包括时域分析、频域分析及非线性分析。时域分析以时间为自变量，分析心动周期中RR间期的波动情况，此方法是最早用于临床心率变异性分析的指标[11]，特点是计算简单，其中较为有代表性的是SDNN、RMSSD。频域分析在目前是使用频率最高的心率变异性分析方法，其可以单独分析出交感神经和副交感神经分别的活动[12]，其常用指标为lgTP和LF/HF。在众多的心率变异性非线性分析方法中，Poincare散点图最常用，其中常用指标为SD1、SD2[13]。本研究通过以上三种心率变异性分析法，探究了瑞芬太尼对无肌松气管插管中自主神经活动性的影响。

本研究显示，插管后两组的HR均下降，且R组低于C组；在诱导和插管阶段，两组MAP、BIS值均下降，且R组低于C组。结果表明，从血流动力学及麻醉深度的角度，瑞芬太尼在无肌松的麻醉诱导和插管阶段中抑制应激反应效果较好，与刘松涛等[14]研究结果一致。瑞芬太尼作为阿片受体激动剂，起效快，无明显呼吸抑制，能够抑制去甲肾上腺素及糖皮质激素的分泌，这可能是其能较好地抑制气管插管引起的心血管反应的原因之一[15]。

SDNN指所有正常RR间期的标准差，为慢变化指标。生理意义为自主神经系统的总体反映，以交感神经占主导作用。本研究显示，两组诱导和插管时的SDNN高于基础状态，整个麻醉诱导期间交感神经兴奋，从自主神经的反应来看应激状态明显。其中诱导时R组SDNN略高，说明在诱导给药期间，瑞芬太尼对机体自主神经的干扰更加强烈，但从血流动力学指标上并未体现。两组插管时SDNN均比诱导时下降，且R组更低，说明在此时点R组交感神经抑制状态更明显，瑞芬太尼对插管的应激起到了更好的抑制作用。另外，RMSSD指相邻心动周期的变化，与频谱中的高频成分相关，为心率变异性的快速变化，主要反映副交感神经活动性。本研究发现，两组RMSSD数值在诱导阶段均为下降状态，但组间无统计学差异，说明麻醉诱导期间机体的副交感神经处于抑制状态，且两组副交感神经抑制程度保持一致。在插管时，R组RMSSD数值升高，表明在气管插管所致的应激状态下，R组对副交感的抑制更加轻微，瑞芬太尼对交感应激反应的阻断作用更加完善。插管后期R组RMSSD数值对比诱导时略有上升，说明瑞芬太尼对副交感神经的保护作用持续存在。C组RMSSD数值持续下降，说明诱导药物和插管所带来的应激反应，使副交感神经呈持续抑制状态。从时域指标总体来看，瑞芬太尼诱导给药时对自主神经的干扰略强，但对插管时的应激反应抑制效果更佳，与刘妍雨等[16]研究结论相符，同时与本研究中的血流动力学指标结果相吻合。

lgTP反映自主神经的总体变化。本研究显示，与基础状态相比，两组lgTP在诱导和插管时均上升。说明受麻醉药物及插管刺激影响，自主神经系统总体上呈活跃的状态。从数值上看，诱导时R组略高，说明在诱导给药期间瑞芬太尼药物一过性刺激所带来的自主神经影响略强，这与本研究的心率变异性时域结果相同，但诱导时所造成的这一自主神经改变，在前述的血流动力学指标中并未显现。插管时两组lgTP相比诱导时均下降，且R组下降明显，说明交感神经兴奋性降低，瑞芬太尼对于插管的应激反应抑制更加明显。插管后，两组数值又回到基础水平，且两组数值基本接近，说明交感神经活动逐渐恢复至正常状态。LF/HF是频域分析中反映交感应激最敏感的指标[17]。本研究表明，两组诱导时的LF/HF均比基础状态显著升高，显示麻醉诱导药物对机体具有较强的干扰，同时R组的LF/HF高于C组，说明瑞芬太尼麻醉诱导对自主神经的影响较强，今后需要在诱导剂量及注药速度等方面进一步优化。插管时两组数值均降低，且R组的数值显著较低，这表明瑞芬太尼诱导下的插管应激反应更低，研究预期的临床目的已经达成，从自主神经系统的角度观察，R组的自主神经活动状态要优于C组。插管后应激源消除，两组的交感反应均进行性降低，组间无差异。

在散点图中，SD1为短轴，对于迷走神经的反映较敏感。本研究中两组诱导时SD1均低于基础状态，且数值接近，说明麻醉诱导药物对副交感神经均有明显的抑制作用。在插管和插管后期，R组SD1略有回升并保持平稳，而C组持续下降，说明无肌松气管插管使用瑞芬太尼有效抑制插管应激，副交感神经活动性更高，且这一优势一直持续到插管后，也与前述的其他心率变异性快变化指标表现一致。SD2是长轴，对交感神经的反映相对敏感。本研究中两组诱导和插管阶段的SD2均高于基础状态，整个麻醉诱导期间交感神经兴奋，应激状态明显。其中诱导时R组SD2略高，说明在诱导给药期间，瑞芬太尼对机体的自主神经活动干扰略强，但这一心率变异性多种分析方法的共性结果，在血流动力学指标上并未能体现。在插管时，两组SD2均下降，R组较低，说明在此时点R组交感神经抑制状态更明显，瑞芬太尼对插管的反应起到了明显的抑制作用。在插管后各种应激性的刺激消退，交感神经状态恢复至基础水平。

综上所述，在本研究所关注的无肌松状态下麻醉诱导插管的机体自主神经反应中，依据不同的心率变异性信号特征所进行的各类分析方法，得出的结果表现为共同的指向。即诱导期间麻醉药物对机体的自主神经系统已经产生了显著的影响，其中对副交感神经的抑制，从插管一直持续到插管后。瑞芬太尼对插管应激的抑制虽然要显著好于顺式阿曲库铵，但其在麻醉诱导时对自主神经系统的影响要略强于顺式阿曲库铵，而这些量化的自主神经系统活动并不能通过常规的血流动力学指标获得。提示，麻醉诱导使用瑞芬太尼虽然可以基本满足无肌松条件下气管插管的临床条件，但今后仍应在瑞芬太尼的给药剂量及注药速度等方面进一步优化。