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心率减速力预测心血管风险的研究进展及其在麻醉中的应用展望

来源 2025-06-19 12:12:57 医疗资讯

【综述】

合并基础心血管疾病的患者围手术期心血管事件发生率及病死率较高,因其受损的循环系统对麻醉耐受性差,易出现血流动力学不稳定(如低血压和心动过缓),可导致器官灌注不足或组织缺血事件,加重循环系统负担。血流动力学受自主神经系统调节,心率减速力(deceleration capacity, DC)是心率变异性(heart rate variability, HRV)的一种高级标志物,反映迷走神经功能,目前已广泛用于心血管疾病的风险预测。而目前DC对围手术期心血管事件发生预测作用的研究尚少,本文将介绍DC的概念和计算方法,并总结其在心血管风险预测中的价值,在此基础上通过综述分析DC在麻醉领域的研究,对其潜在价值进行展望。

1 DC的定义及机制

1.1 DC的定义及原理

DC是HRV的一种新分析方法,是指在两个相邻心脏周期中,后续RR间期(在心电图上两个相邻R波之间的时间间隔)相对于前一个RR间期的延长现象,包括超低、极低、低和高频带的调节,反映了与迷走神经功能一致窦性节律连续周期中的整体减速过程,代表了迷走神经在每个心动周期调节心率的平均水平,该方法最早由德国慕尼黑心脏中心Schmidt教授发现。DC是RR间期描述所有减速相关震荡的综合指标,可以提取并量化心率的减速相关调制,DC分析首先需要对患者行短期(2~5 min)或长期(24 h)动态心电图监测以获取RR间期,在此基础上基于位相整序信号平均(phase rectified signal averaging, PRSA)技术,对RR间期进行分析计算得出DC。当DC降低时,迷走神经张力下降,对心率的调节功能减弱。

1.2 DC的计算方法

① 锚点的选择:在计算DC时,将比前一个心跳间隔更长的间隔定义为锚点,以此来确定减速周期。 ② 定义心率段:选择锚点周围的区间数据段作为心率段,所有心率段应该具有相同大小,围绕相邻锚点的心率段可以重叠。 ③ 对各心率段进行排列并相位整序,使心率段在锚点处对齐。 ④ 对PRSA序号周期进行信号平均:得出X(0)、X(1)、X(−1)、X(−2),其中X(0)是全部锚点的RR间期平均值,X(1)和X(−1)分别是与锚点相邻的右侧和左侧RR间期的平均值,X(−2)是与锚点相邻的左侧第二个RR间期平均值。 ⑤ DC的计算:DC=[X(0)+X(1)−X(−1)−X(−2)]/4。

1.3 DC的范围

国际上对DC功能分级尚未形成共识。Bauer等提出以下分类标准: ① 低危值,DC>4.5 ms,提示受检者迷走神经张力较强,有较好的调节心率减速的能力; ② 中危值,2.5 ms<DC≤4.5 ms,提示受检者迷走神经张力较弱,其调节心率减速的能力受损; ③ 高危值,DC≤2.5 ms,提示受检者迷走神经张力很弱,其调节心脏减速的能力显著降低,对心脏的保护作用明显下降。处于该范围的DC值表明受检者属于猝死风险的高危人群。

2 DC监测在心血管疾病中的应用

心脏自主神经系统调节心脏节律及功能,由交感神经系统和副交感神经系统组成,生理条件下,二者保持相对平衡状态。心血管疾病(如心肌梗死、心律失常、高血压、心力衰竭等)的发生与自主神经系统功能紊乱密切相关,上述疾病发生时患者心脏交感与副交感神经系统的平衡受到破坏,常表现为交感神经功能增强和(或)副交感神经功能降低。而副交感神经活动与DC密切相关,DC降低与心血管疾病发病率和病死率增加相关。近年来DC监测已广泛用于多种心血管疾病的风险预测和生存危险分层。

2.1 DC与心肌梗死

心肌梗死后迷走神经张力降低,HRV受抑制,患者死亡风险增加。DC对心肌梗死后患者危险分层具有重要意义,在其临床防治策略中具有关键参考价值。在既往研究中,左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)<35%是心肌梗死的标准预测因子,然而该指标缺乏敏感性和特异性。Bauer等的研究发现,DC对心肌梗死后患者病死率的预测价值优于LVEF,监测DC可显著提高心肌梗死后死亡风险预测的准确性。此外,Rizas等发现,短程DC是患者心肌梗死后病死率和心血管事件发生率的重要风险预测因子。Hayano等进一步研究指出,急性心肌梗死患者基于DC死亡风险预测因素与LVEF降低与否密切相关。

2.2 DC与其他心血管疾病

Duckheim等研究发现,术前DC是重度主动脉瓣狭窄患者经导管主动脉瓣植入术后1年病死率的独立预测因素。一项回顾性研究分析结果显示,在接受经导管缘对缘二尖瓣修复术的中度二尖瓣反流患者中,DC可作为随访和预测病死率的全新指标。无论患者是否合并心房颤动,DC受损与非缺血性扩张型心肌病患者病死率发生密切相关,DC<4.5 ms的非缺血性扩张型心肌病患者病死率显著升高。迷走神经性晕厥(vasovagal syncope, VVS)是以血压和(或)心率突然下降为特征的最常见神经介导性晕厥,是所有年龄段最常见的晕厥原因,副交感神经活动增加是该疾病晕厥发生的关键因素。有研究发现,VVS患者DC明显高于健康人群,DC的增加显著引起患者心动过缓和低血压事件的发生率,最终导致反复的晕厥发作。

3 DC监测在围手术期的应用和前景展望

3.1 DC与围手术期低血压

围手术期低血压发生率约40%,是围手术期常见临床现象。低血压可出现在整个围手术期,但最常见于麻醉诱导后,据报道有20%~30%的患者在全麻诱导后发生低血压(post‑induction hypotension, PIH),即麻醉诱导后15 min内平均动脉压<65 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。PIH发生于手术开始之前,主要与患者基础情况及对麻醉药物的反应有关,如麻醉药可引起心肌抑制及血管扩张,术前禁饮食和胃肠道准备导致患者的血容量不足。围手术期低血压的严重程度和持续时间与患者术中及术后不良结局发生密切相关,如急性肾损伤、心肌损伤、围手术期脑卒中和围手术期神经认知障碍等。

心排血量、灌注压和容量分布的动态调节依赖于自主神经系统的控制和足够血管内容量的保持。自主神经系统对全麻诱导后循环稳定具有重要调控作用,因此尽早识别自主神经功能受损的患者对PIH的预防和干预极为重要。Padley等的研究发现,接受腹部大手术的患者,PIH与术前低HRV相关,这提示术前HRV可能是PIH的潜在预测指标,然而HRV具有显著的局限性,无法区分迷走神经和交感神经的影响。而DC相较于HRV则具有显著优势,其依靠PRSA技术可以提取周期性分量,而消除噪声伪影及心律失常等非周期性分量,提供更稳定可靠的评估。更重要的是,DC反映了心脏迷走神经的活动,可以定量迷走神经张力,更直观地反映迷走神经功能与疾病的关系,因此通过DC评估自主神经功能较HRV具有显著优势。DC与迷走神经调节密切相关,专门捕获心率减速相关震荡。Tsai等对接受复杂内镜手术患者进行的研究发现,与HRV、生物阻抗或生物化学的其他参数相比,DC是接受内镜手术的患者中镇静相关低血压的最佳独立预测因子。

丙泊酚诱导及大剂量阿片类药物使用是PIH的危险因素,而且麻醉诱导前是患者焦虑高发时期。有研究表明,尽管大多数患者术前接受了咪达唑仑抗焦虑治疗,但基线血压较正常值升高的患者仍较为普遍。丙泊酚、阿片类镇痛药、咪达唑仑等对自主神经的显著影响是否会对DC造成影响,需要进一步的研究来探索其关联性与机制。DC监测对PIH具有潜在预测价值,有研究表明,术前低DC患者PIH的发生率较高,因此,对于PIH的高危患者,术前可行DC监测,对DC较低的患者,可以采取依托咪酯替代丙泊酚诱导,减少阿片类镇痛药使用量,并预防性使用血管活性药物等措施,以此降低PIH的发生率。目前针对DC与PIH的研究较少,未来应进行大样本量的研究来探索DC与PIH的相关性。

3.2 短程DC在围手术期中的应用

传统的24 h DC及HRV已广泛用于评价自主神经功能,尽管其对于描述基线自主神经功能具有较高价值,但其受身体活动、心电图导联位移、心率变化等因素的影响较大。与24 h DC记录相比,在标准条件下以短期心电图分析计算而来的短时程DC(short‑term deceleration capacity, DCst)可以更准确地指示患者某一阶段的迷走神经功能,具有即时可用性。有研究在肺静脉隔离术前后进行DCst测量发现,基线DCst高的患者在短期随访期间心房颤动复发率较低。DCst与24 h DC计算方法相同,区别在于其缩短了心电图分析时间,大大减少了纳入数据,临床实用性更高,更易在围手术期推广。术前DC的监测可用来预测围手术期不良事件(如PIH),亦可监测麻醉后自主神经功能的恢复情况,以减少患者麻醉后监测治疗室的停留时间和术后住院时间。Roche等认为将DC作为生理标志物纳入围手术期风险预测模型构建,有助于建立更全面的麻醉管理策略,完善围手术期患者相关风险分层。

3.3 DC在特殊手术中的应用

外科手术中牵拉任何迷走神经支配的器官均有可能造成反射性迷走神经兴奋,从而引起反射性心率减慢及血压下降,即迷走神经反射。常见的迷走神经反射包括胆心反射、眼心反射和声门反射等,腹腔镜手术、腹部手术、眼科手术以及支撑喉镜手术中迷走神经反射发生率较高。一项研究利用HRV分析了腹部手术操作对自主神经活动的影响,结果显示腹部手术操作不仅可以兴奋迷走神经活动,也可以兴奋交感神经活动,但临床上可能呈现为迷走优势,表现为心率减慢。眼心反射是所有年龄段斜视手术中最常见的不良反应之一,是一种眼科手术中对眼球施加压力或牵拉眼外肌时引起的心率减慢现象。Wujtewicz等进行了一项观察性研究探究HRV是否可以预测眼心反射的发生,然而研究结果未证实HRV在眼科手术中预测眼心反射的价值,但本研究的局限性在于样本较少且HRV无法区分迷走神经与交感神经功能。相较HRV,DC监测可更为精确地反映迷走神经功能,围手术期应用前景更大。未来的研究应探索DC在识别特殊手术中发生迷走神经反射高危人群的能力。

4 小结

综上所述,DC作为反映迷走神经功能的一种非侵入性指标,已广泛用于多种心血管疾病的风险分层及评估预后。基于现有证据,DC在围手术期的应用价值已展现潜力,但目前研究多在单中心、小样本量和单一人群中进行,未来应着重于大样本人群及不同心血管疾病患者中的研究,以进一步探究DC尤其是DCst对麻醉的指导作用。

国际麻醉学与复苏杂志,2025,46(05):517-521.

DOI:10.3760/cma.j.cn321761-20241121‑01267

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