压力感受器敏感性试验_王立群

压力感受器敏感性试验
王立群郭继鸿
·无创性心电学诊断新技术·
图2压力反射弧的构成。

压力感受器迷走神经舌咽神经延髓
迷走神经中枢
交感神经中枢
迷走传出神经
交感传出神经
心脏效应器窦房结、房室结、心肌
血管效应器
图1犬颈动脉窦(A )和主动脉弓(B )局部解剖示意图。

作者单位:100044北京大学人民医院心电生理室
近几十年来,人们已认识到自主神经功能与心血管病死亡率及猝死的关系密切,特别是心肌梗死后,交感神经兴奋能促进恶性心律失常的发生,而迷走神经兴奋有保护和抗心室颤动的作用[1]。

人们对定量评价自主神经功能的兴趣日益浓厚,压力感受器敏感性(baror eflex sensitivity ,BRS )的相关研究渐受重视。

BRS 是指动脉内血压变化相应引起反射性心动周期变化的敏感程度,心动周期(R _R 间期)与收缩压(SBP )构成回归曲线,斜率大提示迷走神经反射增强,斜率小提示交感神经反射增强。

大约20年前,在心肌梗死后诱发猝死的狗模型中,首次发现通过BRS 分析自主神经对心率的控制能够预测猝死危险[1]。

近期国际多中心ATRAMI (Autonomic Tone and Reflexes After Myocardial Infarction )的研究也证实BRS 对心源性死亡具有独立的预测价值[2]。

一、BRS 试验的生理学基础
1.压力感受器(baroreceptor )。

动脉压力感受器是牵张感受器,主要位于颈动脉窦、主动脉弓及其它大动脉的外膜下(图1),由丰富的传入神经末梢组成,对血管机械性变形敏感。

动脉血压波动时,管壁变形,这些神经末梢受到机械牵张而经常不断地发放神经冲动传入中枢(脑干的延髓)。

只有当压力超过阈值时,感受器才发放冲动。

血压上升幅度越大、速度越快,发放冲动频率也越高。

压力感受器在一定压力范围内工作,其发放冲动的频率有上限,并受其它因素的影响。

例如,去甲肾上腺素能够激活颈动脉窦的平滑肌,在管壁直径不变的情况下使感受器发放冲动频率改变。

2.压力反射弧构成(图2)。

动脉压力感受器发出的神经冲动经舌咽神经和迷走神经,传入延髓背侧的孤束核和疑核。

孤束核发出的纤维延伸到疑核、迷走神经运动背核、侧网状结构及下丘脑等不同结构。

疑核腹外侧神经元发出心脏迷走神经的传出纤维,主要支配窦房结、房室结、心房和心室。

而交感神经纤维的节前神经元位于脊髓的中间外侧细胞柱,
后者受喙尾和延髓腹外侧等区域控制。

这些交感纤维发放到主要位于星状神经节的节后神经元。

交感神经支配整个心脏和冠状动脉循环。

3.压力反射。

血压升高时动脉壁受牵引,压力感受器受刺激后发放的神经冲动传到延髓,一方面抑制血管运动中枢使得交感神经张力降低,另一方面促进迷走中枢使其张力增高
,结果心率和心输出量下降,周围血管扩张增加,使过度升高的血压恢复。

压力反射的作用就是缓冲血压变化,防止血压波动或体位变化引起脑缺血,故而又称缓冲反射(buffer
r eflex)。

来自心脏、肺及血管等不同反射区的传入神经冲动可能同时投射于延髓一个重叠区而相互作用。

此外,还有大脑高级中枢共同调节着血管减压反射。

心脏机械感受器、化学感受器、心肺感受器,还有呼吸、运动或体位变化以及激动、觉醒等都可能影响中枢对压力感受器传来的信息所作的反应,这使反射之间相互作用复杂、多样。

例如,压力反射与呼吸之间相互作用可导致呼吸性窦性心律不齐。

而运动可以使BRS下降,或者血压调节点增高,客观上表现为交感神经兴奋而迷走神经抑制。

4.压力反射与心率调节。

心脏迷走神经张力的增高,可引起起搏细胞超极化和自动除极速率减慢,使心率下降。

在试验动物中,刺激迷走神经引起变时反应的延迟时间很短(大约为150ms),这是由于起搏细胞胞膜上毒蕈碱受体与乙酰胆碱调控的K+通道偶联在一起。

交感神经冲动增加时,由于神经释放的去甲肾上腺素作用于各种离子通道,使起搏细胞的舒张期除极速率加大,结果心率增加。

心率对交感神经张力作出反应的延迟时间大约为1～2s,并大约在刺激后30～60s反应才能到达稳定状态。

因为心脏对交感神经的反应比迷走神经慢,压力反射(包括心率变化)反应迅速主要由迷走神经介导。

对健康的青年人来说,动脉压升高与反射性心动过缓的时间大约相差475ms,说明可以一个心动周期内完成心率的反射调节[3]。

正常环境中,血压正常时动脉压力反射释放的冲动占优势,所以迷走神经持续兴奋而交感神经被持续抑制。

运动时,迷走神经张力降低,心率主要由交感神经控制。

很多病理情况下,压力反射机制出现异常而使其对心血管调节的张力性作用受损,导致交感神经张力增高而迷走神经的影响削弱。

心脏病患者压力反射异常的确切机制尚不清楚。

慢性心力衰竭时,压力反射异常与长期心输出量低下、血压低有关,其机制是多因素的,反射弧中各个环节都有可能参与。

心肌梗死时则不同,可能主要与分布于心脏的神经功能受损有关。

有人推测心肌梗死后存在着坏死和低灌注区域,心脏跳动的几何形状发生变化,感受器末端变形,交感神经和迷走神经传入的紧张性冲动远超过正常。

心脏交感神经传入纤维的兴奋抑制了迷走神经紧张性传出,并造成压力反射迟钝[4]。

压力反射既能影响心律失常也受心律失常的影响。

任何心律失常只要能造成血压下降(即使是暂时性的),就会出现压力反射。

例如,期前收缩可使血压下降,而心房和心室充盈压增加,通过压力感受器和心脏机械感受器使向中枢传入的神经冲动发生变化,从而影响自主神经活动。

这种变化主要是交感神经张力增高,后者又能促发更加复杂的心律失常。

可观察到心肌梗死后压力反射敏感性明显降低的狗,急性心肌缺血过程中如果出现生理性交感神经张力增强,则心室颤动危险增大,这可能与迷走神经张力降低有关[1]。

二、BRS试验方法
测定BRS的方法有:快速静脉推注血管活性药物、颈部气囊加压法、自发BRS分析、瓦尔萨尔瓦(Valsalva)动作等多种。

每种方法都存在某些技术上或理论上的局限性,并且它们只能间接评价迷走神经对心脏的作用。

1.血管活性药物法。

血管活性药物法测定BRS 的基本思路是用药物造成血压变化诱发压力反射,从而研究心率对生理性反射激活或失活的反应。

最初选用的升压药物是血管紧张素,但它本身对心脏收缩性和中枢神经有直接作用而被单纯的α_肾上腺素能受体激动剂苯福林所取代。

虽然苯福林会直接刺激窦房结α_受体,但与间接反射的作用相比非常小,因而没有临床意义。

也有人用硝酸酯类或硝普钠等降压药物研究反射失活后反应。

(1)苯福林升压法。

1969年Sm y th等人发表了静脉推注苯福林测定BRS来评价自主神经功能的方法[5]。

经过大量的动物试验和临床应用,其安全性和有效性已得到认同,目前成为临床应用最广泛的一种。

理论上,血管压力感受器的刺激强度与窦房结的反应曲线呈“S”型,但收缩压增加在15～40mmH g 范围内,压力感受器的激活反应符合线性规律。

迷走神经反应非常迅速,常在1～2个心动周期内完成,可以认为心动周期的长度由前一次心搏的收缩压所决定,两者呈线性关系。

①给药方法。

快速静脉注射苯福林50～200μg,使患者收缩压快速升高约20～30mm H g;或者虽然血压升高未达到阈值范围,但R_R间期明显延长。

如果血压上升不足,10min后可加量重复给药。

苯福林的剂量和注射时间由于患者的情况不同而变化较大。

近期心肌梗死后的患者,注射时间一般在30s以上,弹丸式剂量为150～350m g(2～4 mg/kg)。

而充血性心力衰竭患者剂量应更大(最高可
图3正常人BR S测定。

A.实线为每次心跳时收缩压变化值,虚线为心动周期的变化值。

B.对A两条纵向虚线区数据进行回归分析得出的回归曲线的斜率是20ms/mmHg。

图4心脏移植术后患者的BRS。

A.收缩压上升时心率几乎不变。

B.回归曲线的斜率为0.22ms/mmH g,接
近于0,而其相关系数r为0.61,有显著性意义。

峰压最长R_P间期-基础R_P间期
SBP升高值
BR S值=
=
R_P间期延长值
SBP升高值
达10m g/k g),注射速度也可加快[6]。

②计算方法。

A.回归法。

连续监测给药后血压及心电图R_ R间期变化,将收缩压第1次显著增高(增加值>15 mmH g)开始到结束之间(图3A)的数据绘制成散点图,以动脉收缩压升高变化为横坐标,随血压变化的反射性R_R间期延长为纵坐标,对两者进行回归分析(图3B),所得直线的斜率可作为压力反射敏感性的定量分析指标。

其量纲为ms/mm H g,代表收缩压每增加1mm H g,窦性心动周期延长的时间。

用回归法评价BRS时需要用Pearson相关系数
r来反映收缩压与R_R间期的线性关系是否良好。

如果相关系数r没有显著性意义就不能用来评价压力反射的敏感性。

误差主要来源于药物注射的速度、血压上升的斜率以及选择分析窗口的不同。

通过计算几次斜率的平均值来减少测量的误差,注意两次静脉注射之间应当相隔数m in。

最终的斜率至少要通过3个相关系数最高的斜率计算得出。

当相关系数r>0.7～0.8,分析的数据对超过10组,则不需要再进行显著性检验,因为这种相关性肯定具有显著性意义。

而相关系数r过低,则需要进行显著性检验。

当BR S值接近0(+0.5～-0.5) ms/mm H g时,常见于左心室功能严重低下或心脏移植后患者,这种相关系数r显然不具显著性意义。

如果收缩压升高大于15～20mm H g,无论这种相关性是否有显著性意义,但实际上描述了一种观察到的现象,即血压升高而心动周期没有发生相应的反应(图4)。

B.公式计算法。

有国人采用连续测血压到收缩压上升达峰值20～30mmH g,同时记录10次R_R间期,取平均值,重复4次后,再取平均值计算[7]。

这种方法相对回归法而言较为粗略。

计算公式为:
③正常值及意义。

利用回归法测定的正常年轻
人的BRS平均值为13m s/m mHg[8]。

国人利用公式计算法得到的正常值约为10ms/mm H g[7]。

BR S试验中斜率代表的是迷走神经张力和交感神经张力共同作用的结果。

一般来说,任何时候自主神经平衡偏移到以交感神经张力为主时,BR S值下降,而以迷走神经张力为主时,BR S值增大。

因此,BRS有日夜周期变化规律,夜间数值增大。

另一方面,体力活动和脑力劳动都会削弱压力反射对心率的调节,而血压调节的影响相对不大。

随着年龄的增加,可能由于颈动脉窦的硬化,压力反射对心率的调节显著下降,在根据BRS值推测预后的时候需要考虑这些因素。

④呼吸的影响。

心力衰竭患者常可见有呼吸异常如潮式呼吸(无呼吸困难)或Che y ne_Stokes式呼吸(有呼吸困难),伴有动脉血氧饱和度、收缩压、舒张压以及心率的波动,而影响BR S的测定,使结果不可靠。

对此类患者应当通过控制呼吸获得可靠的结果。

(2)血管扩张剂降压法。

与血压升高类似,在用血管扩张剂(如硝酸甘油、硝普钠等)后血压下降也会伴有R_R间期缩短,但其线性关系的斜率不够大。

在弹丸式注射100～200m g硝酸甘油后会即刻出现进行性血压下降,且其最低点(比基础值下降20mm H g左右)维持8～15个心动周期。

在血压上升时测得的压力反射斜率要远大于下降时测值,事实上,这提示人类对血压上升和下降的反应是不均衡的[9]。

除反射的作用外,硝酸酯类本身也直接增加起搏细胞发放冲动的频率[10]。

心力衰竭患者以血管扩张药物降低外周阻力增加心输出量,从而抵消动脉压力反射的作用,导致心动过缓而不能缩短R_R 间期。

应用血管活性药物检测BR S时,测定连续R_R 间期并不困难,然而逐搏血压监测在技术上却有一定要求。

起初通过桡动脉或肱动脉直接测量属创伤性,使其临床应用受到限制。

最近Fina p res手指血压检测装置利用红外线容积描记技术达到无创性逐搏血压记录的要求,有利于ERS测量的推广。

2.颈部气室压力法
(1)机制。

在颈部放置一个可以充气的具有伸缩性的颈圈,通过它来施加正压或负压。

如果给颈部气室施以正压,对于颈动脉窦压力感受器来说相当于动脉压下降,结果压力反射失活,支配心脏和动脉的迷走神经张力降低而交感神经张力增高。

相反,若对颈部气室加以负压,即相当于动脉压升高,因而压力反射激活,迷走神经张力增高而交感神经张力降低,而使心率和血压下降。

目前临床应用的颈部气室抽吸法优于上述两种方法,因其操作比压力法简便,且病人容易耐受。

(2)方法。

颈部气室压力法的关键是刺激的时间,而不同的研究者采用的时间不同,从1s至5～10s,分步给予负压,负压范围-7～-40mm H g。

一般每种压力值重复3次,抽吸压力的顺序是随机的。

颈部气室抽吸后观察3个以上心动周期,以其中延长量最大的R_R间期代表反射反应,此R_R 间期与颈部抽吸压力之间的回归斜率就是颈动脉窦压力反射的敏感性。

(3)特点。

颈部气囊技术的刺激局限于单一压力感受器(颈动脉窦)的范围内,颈部刺激可人工控制,允许同时观察心脏和循环的反应。

可通过采用不同频率的正弦式抽吸压力来分析压力感受器的动态工作情况。

这些正弦曲线的振幅范围为0～30mm H g。

各种刺激频率下,R_R间期相应的振荡可能与颈部抽吸刺激有关。

只要刺激的频率确定,就可以计算R_R间期相应的频谱成分。

窦房结对颈动脉窦压力感受器的≥0.2Hz的正弦刺激仅有迷走神经介导。

对于心脏移植患者,如果通过这个技术观察反射震荡的频率与压力感受器的刺激频率一致,就可以判断出现交感神经的重新支配活动[11]。

(4)局限性。

该方法操作复杂,数据采集耗时。

此外,颈部气室装置佩戴不舒适,患者知道自己被刺激可能有一些情绪反应。

理论上,主动脉压力反射没有直接被刺激,也可能干扰结果。

各家对颈部气室法测定BRS重复性的报道出入较大,有待于进一步大规模观察。

由于颈部抽吸的压力相当于动脉血压升高值的确切关系尚不清楚,所以用此方法得到的斜率不能与静脉注射苯福林法相比较。

有人报道一组急性心肌梗死后1～3天收入监护病房的患者,BR S值平均苯福林法为7.9ms/mmH g,而平均颈部抽吸法为3.8ms/mmHg[12]。

3.自发BRS分析方法。

自然状态下,动脉血压的轻微波动也会通过压力反射引起R_R间期的波动。

晚近,荟萃分析表明BRS也可以不通过药物等激发手段进行测定。

(1)时域法(time domain a pp roach)也称序列分析
图5频域法测定BRS 。

A 、B 行分别显示有代表性的收缩压与心动周期样本。

C 、D 行分别为A 、B 行相应的自回归频道。

黑色区域代表计算α_HF 与α_LF 的成分。

E 行为收缩压与心动周期之间的相关函数曲线。

(下转第64页)
法(sequence analsis )[13]。

条件是SBP 变化>1mmHg ,R _R 间期改变>4～6ms ,并且具有良好相关性。

在SBP 与R _R 间期同时出现系统性升高或降低时,扫描分析每个序列中连续3个以上心动周期的R _R 间期和SBP 的时间顺序。

对全部序列的SBP 与R _R 间期进行回归分析,其线性回归斜率的平均值作为BRS 指数。

(2)频域法(fre q uenc y domain method )。

对同时记录的R _R 间期和血压序列进行某些特定频率带的非随机性频谱分析。

常用的两个频率带分别为:①中心为0.1Hz (0.04～0.15Hz )的低频带;②反应呼吸运动的高频带(0.15～0.40Hz )。

把各频带中R _R 间期幅度与相应血压波动幅度相除,即获得了粗略的BRS 增益(BRS gain )。

部分学者将这两种增益分别称为α_HF 和α_LF (图5)。

假设收缩压与R _R 间期之间为线性关系,可以简便地用R _R 间期频谱与收缩压频谱比值的平
方根分别计算出高频带与低频带BRS 增益。

当然,
这种计算方法的前提是收缩压与R _R 间期之间有良好的相关性,相关系数r >0.5。

三、BRS 试验的应用
1.用于定量分析自主神经功能。

苯福林试验广泛用于测定由于高血压病和心脏病等病理状态下使压力反射对心率调节的削弱程度。

高血压患者BRS 值平均为3.0±0.9ms /mmH g ,在各种心脏病患者中观察到的BRS 值与此相仿。

心肌梗死后BRS 值平均为7.5m s /mmH g 。

近期一个大样本的研究结果也与此一致。

慢性心力衰竭患者BRS 值为3.9±4.0m s /mm Hg 。

BRS 斜率下降可以解释为迷走反射能力减弱,也可能与交感神经能力增高有关。

2.判断心肌梗死患者的预后。

前文已提及心肌梗死的狗模型中,利用BRS 可以预测猝死的危险[1]。

1988年La Rover 等首次将BRS 试验应用于临床,证实BR S 值低的心肌梗死患者死亡危险性增加[6]。

1992年Farrell 等发现在122例心肌梗死患者中10例BR S 值显著下降,这10例都发生严重的心律失常,与年龄明显相关(r =-0.68),而与左心室射血分数(L VEF )不相关。

他们发现BR S 值<3时,相关危险度为23.1,而优于LVEF 、心室晚电位、室性心律失常、心率变异性等其它指标[14]。

国际多中心A -TR AMI 的研究也证实了这一点(图6)[15]。

有研究证实BRS 值降低时,室性心动过速与心室颤动的程序诱发率将增加,利用BRS 值<3m s /mm H g 预测室性心动过速与心室颤动诱发率的敏感性为88%,特异性为93%[16]。

最新研究认为BRS 分析可以识别出大量有发生心源性死亡和心律失常死亡的高危患者,而这些患者可以因植入ICD 获益。

BRS 对心肌梗死患者猝死及恶性心律失常的发生有着特殊的预测价值,
对于总心源性死亡率的预
图6总心源性死亡率与BBS 和心率变异性(SDN N )的关系
trium右心房、the SA node窦房结、the AV node房室结、the right bundle branch右束支、the let anterior superior branch左前上分支等。

而病名、症状及药名等名词前一般不用定冠词,如coronary heart disease冠心病、cough咳嗽、asp irin阿斯匹林等。

3.本文最后一句较为复杂,其主要成分为The impulse is conducted into the ventricular mycardium冲动传至心室肌, throu g h the bundle branch和b y a wides p read network of smaller fibers为二个介词短语,表示行为方式,在句中作状语,说明冲动传导是通过上述束支和广为分布而更小的纤维网来完成的。

而最后部分为一省略式定语从句,它的全句应该是(which或that are)known as Purkin j e fibers.修饰known前的fibers,即更小的纤维称为浦肯野纤维。

参考译文
第1课心脏的传导系统和冲动传导
正常的心脏冲动起始于窦房结。

窦房结由起搏细胞构成,它位于右心房与上腔静脉的连接区。

电冲动从窦房结发出后通过心房组织和前房间束(Bachmann束)快速地传至心房的其余部位。

同时,冲动又通过3条结间束从窦房结传至房室结。

房室结位于右心房与室间隔的连接区紧贴三尖瓣的上方。

冲动离开房室结后传至被称为希氏束的特殊传导纤维。

希氏束主干在室间隔肌部上缘分为右束支和左束支,后者又分为左前分支和左后分支。

冲动通过上述束支经由广为分布而更小的纤维(浦肯野纤维)网传至心室肌。

(鲁端)
测也具有重要意义。

特别是采用无创性方法检测BRS,更易在临床中推广,并且结果的重复性好。

因此,在现代医学发展进程中,这种方法将成为重要的危险分层手段之一。

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(收稿:2002-02-01)
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