静脉麻醉时所有药物均经静脉给予,血药浓度过低或过高常引起病人术中知晓或麻醉恢复延迟,静脉麻醉的深度监测、预测与控制一直是临床麻醉医生所关注的问题。
1.对“麻醉”和“麻醉深度”概念的新认识
1846 年Olver Wendell Holmes 最早将麻醉定义为“患者对外科手术创伤不能感知的状态”, 1986 年Pinsker 和1987 年Prys-Roberts 提出了“现代麻醉概念”,认为麻醉是对意识和伤害性刺激反应的抑制, 1990年Stanski又进一步认为“麻醉是对伤害性刺激的无反应和无回忆,不包括麻痹和意识存在下的无痛”。
随着静脉麻醉控制技术的应用和新的麻醉药的使用,对麻醉有了新的认识和理解,是否可以这样认为:麻醉是用药物和其它的方法,在安全的范围内根据需要对意识状态和伤害性刺激反应强度的调控,以利于手术和患者的康复,麻醉状态指麻醉调控后患者所呈现的合适状态。理想麻醉状态是麻醉医生对意识状态和伤害性刺激反应强度的调控后的理想结果,它受监测技术和认识的限制。麻醉既是结果,也是一个连续的过程。它体现了麻醉医生对患者病理生理的信息分析和处理(医生—患者—信息三者形成的整体)以及医生决定麻醉质量的主动性。
现在大多认为麻醉深度是伤害性刺激的激惹和麻醉药物抑制之间相互作用的一种中枢神经状态,随着麻醉药剂量的增加,\表现为认知功能和对麻醉中事件回忆的逐级变化。麻醉深度应和伤害性刺激强度相适应,由临床监测指标和体征综合判定,而不局限于意识状态。麻醉所应达到的深度应以需要为尺度,并在预测的基础上先于伤害性刺激达到。适宜的麻醉深度要求:①合适的意识状态,根据需要使患者处于安静合作,或者无意识,无知晓,无术后回忆;②抗伤害性反应的调控适度,包括血压心率的调整,肌松的程度和持续时间,体温,凝血功能的调控,血气正常,应激反应的抑制,组织灌注好等。此外,麻醉深度是否还应包括我们现已认识到的和未认识到的对伤害性刺激反应(有些反应是有益的有些却是有害健康)的不同程度的抑制?
2.麻醉深度的监测
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1 麻醉深度的临床判断:临床体征是机体对外科手术伤害性刺激的反应和麻醉药物对反应抑制效应的综合结果。常用于麻醉深度判断的体征主要有:①警觉/镇静观察评定分级(Observer’s assessment of alterness/sedation, OAA/S)。由观察病人对呼叫姓名和推摇身体的反应程度,面部表情、眼部表现等评定;②心血管系统:血压和心率; ③眼征:瞳孔对光反应、眼球运动及流泪;④呼吸系统:呼吸量、呼吸节律;⑤体动反应;⑥皮肤体征:颜色温度和出汗;⑦消化道体征:吞咽运动、唾液分泌、食道运动等。虽然这些指标被广泛应用于麻醉监测,但它们既不直接又非特异,容易受疾病、药物和手术操作的影响,个体差异大。如有些静脉麻醉随着剂量的增加并不一定引起心动过缓或低血压,血流动力学的反应也可因用药不同而变化,也可能麻醉偏浅或对疼痛有感觉。手术麻醉时血压、心率、眼部征象、流泪和出汗用于预测机体对伤害刺激反应的特异性不高,与麻醉药剂量或浓度无关,无助于监测术中知晓和术后回忆。
2.2 静脉麻醉深度的仪器监测:由于影响临床体征的因素较多,麻醉深度难于判断。依据不同的反应研制出各种麻醉深度监测仪器,如容积描记、额肌电、食管下段收缩性,心率变异性,原始脑电图、诱发电位和熵指数等,以期能更加客观、准确地判断麻醉深度。脑电双频指数(bispectral index,BIS)和听觉诱发电位指数(auditory evoked potential index,AEP index)和麻醉熵(entropy)指数为麻醉深度监测的较好指标。
2.2.1 脑电双频指数(BIS):主要反映脑电图信号中频率间的相位偶联,通过Fourier 转换得来的信息值的范围为0~100。BIS 主要反映大脑皮层的兴奋或抑制状态,BIS 值的大小与镇静意识有高度相关性,可较好地监测麻醉深度中的镇静成分,对镇痛成分监测不敏感。如与抑制大脑本质的麻醉药如硫喷妥钠、丙泊酚、依托咪酯、咪唑安定的血药浓度相关性好,而与氯胺酮、吗啡无相关性。何静等[5]发现异丙酚血药浓度与BIS 值、95%边缘频率(SEF)、中位脑电频率呈负相关,与脑电总功率、绝对功率呈正相关,其中BIS 稳定、直观,与异丙酚血药浓度相关性优于其它脑电指标。BIS 值41~60%全麻状态,10~49% 为深麻醉状态,0~9%脑电出现平坦的脑电波(爆发抑制)。BIS 判断意识水平的敏感性差异可能与个体差异、麻醉用药不同有关。
2.2.2 听觉诱发电位(AEP)及AEP index:AEP 指听觉系统在接受声音刺激后,从耳蜗后毛细胞至各级中枢产生的相应电活动,可分为:① 脑干听觉发电位(BAEP),即声音刺激后0~10ms 出现的电位变化,主要反映刺激传至脑干及脑干的处理过程;②中潜伏期听觉诱发电位(MLAEP),即声音刺激后10~100ms 内出现的电位变化,主要反映中间膝状体和颞叶原始皮层的电活动;③长潜伏期听觉诱发电位(LLAEP)在刺激100ms 后产生,即主要反映前额皮质的神经活动。其中MLAEP 变化与大多数麻醉药呈剂量依赖性,与麻醉深度有较好的相关性。由于临床监测中常不易观察到MLAEP 原始波形的变化, Mantzaridis 等提出听觉诱发电位指数(AEP index),是指MLAEP 波形每2 个连续0.56 节之间的绝对差平方根的和。它不仅反映皮层兴奋或抑制状态用于监测麻醉的镇静成分,还反映皮层下脑电活动,可监测手术伤害性刺激、镇痛和体动等成分。AEP index 60~100 时为清醒状态,40~60 睡眠状态,30~40 浅麻醉状态,30 以下为临床麻醉状态。
2.2.3 麻醉熵:Datex-Ohmeda 公司采集和处理原始脑电图(EEG)和额肌电图(FEMG)的电信号,通过熵运算公式和频谱熵应用程序处理后算出的值,研制出用于监测麻醉测度的Datex-Ohmeda;S/S-TM 监测系统的熵模块。熵值高则提示采集的EEG 和FEMG 的电信号呈高度不规则性,病人处于清醒状态。电信号越规则,麻醉熵越低,有意识的可能性越低。信号越不规则熵值就越高,信号越规则熵值就越低,信号完全规则时熵值为0。熵可分为状态熵(state entropy,SE)和反应熵(fast-reacting entropy,RE),SE 从0.8~32H2(主要是脑电部分)频率谱计算而来,主要反应皮层功能,反映麻醉药的镇静效应。RE 从 0.8~47H2 的(包括脑电和面肌电部分)频率谱计算而来,对面肌活动敏感,是镇痛不足的信号。熵值100 时完全清醒, 60 为临床麻醉深度, 40 时意识存在概率很小,0 表示皮层后脑电抑制。
2.3 血药浓度和预期血药浓度
静脉麻醉药物的血药浓度和预期血药浓度可以预测麻醉深度。应用静脉麻醉控制装置时显示屏可显示预期血药浓度(效应室浓度Ce 和 血浆浓度Cp),根据监测的信息对麻醉深度进行预测并进行临床麻醉。吴群林等比较咪唑安定镇静时血药浓度的预测概率Pk在0.886~0.898 之间,咪唑安定Cp、Ce 和BIS 值预测镇静深度的Pk值分别为0.697、 0.767 和0.739,预测价值大小顺序为Ce>BIS>Cp, Ce 和BIS 的Pk 与Cp 的Pk有显著差异(p<0.05)。丙泊酚Cp、Ce 和BIS 的Pk值分别为 0.841、0.908 和0.817,预测价值大小顺序为Ce>Cp>BIS,Ce 的Pk 与Cp、BIS 的Pk有显著差异(p<0.05)。认为咪唑安定、丙泊酚预期血药浓度、效应室浓度或BIS 有较好的预测麻醉深度的作用,但以效应室浓度预测的参考价值较高。因此,应用静脉麻醉控制装置可通过预期血药浓度预测和控制麻醉深度。
3.静脉麻醉深度的调控策略
静脉麻醉给药方法有恒速输注和靶控输注。恒速输注进行静脉麻醉药效学研究,提出了最低输注速率(MIR)来比较静脉麻醉药的需要量。MIR 作为抑制50%病人对切皮的体动反应的最小输注速率,并可用药代动力学公式来估算ED50和ED95,但在研究静脉麻醉药附加量与特定反应间关系时受到限制。MIR 依赖于药物的药动学与中枢神经系统的反应,忽略了药物在体内的蓄积,用MIR 的概念难以维持恒定的效应室浓度[8]。
靶控输注以药动学和药效学为给药的理论依据,要使麻醉获得满意的效果,麻醉医生必须掌握所使用药物的浓度—效应关系,即50% 病人意识消失与对切皮刺激无反应的血药浓度(Cp50)和95%病人意识消失与对切皮刺激无反应的血药浓度(Cp95)。t1/2ke0短的药物以血浆为目标浓度,t1/2ke0长的药物则以效应室浓度为目标浓度可快速达到需要的麻醉深度。当输住注一定时间后,血浆浓度下降50%所需要的时间即输注时间相关半衰期与苏醒时间密切相关。
静脉麻醉时常采用联合用药,药效呈相加或协同作用。肖 彬等发现靶控输注异丙酚复合瑞芬太尼或舒芬太尼全静脉麻醉能降低异丙酚用量,达到满意的麻醉效果,瑞芬太尼或舒芬太尼浓度改变时BIS 值无明显影响,复合瑞芬太尼时麻醉恢复彻底,复合舒芬太尼时麻醉恢复平稳。张兴安等比较芬太尼和利多卡因对异丙酚催眠作用的影响,剂量-效应曲线证实芬太尼、利多卡因对异丙酚催眠为相加作用,浓度-效应曲线分析表现为协同作用,此差异可能与药代动力学影响有关。芬太尼、利多卡因能减少异丙酚用量,抑制气管插管、切皮的血流动力学反应,以芬太尼作用明显。由于静脉麻醉药和阿片类镇痛药是目前常用的麻醉药,而且很少作为麻醉药单独使用,将药物间的相互作用量化对麻醉深度监测有重要意义。有作者将脑电指标或某一效应指标(如血压的变化)与静脉麻醉控制装置连接,研制成麻醉闭环反馈回路来控制麻醉深度,但这些效应指标受到的影响因素多,很难做到安全控制麻醉深度。
随着静脉麻醉控制装置的研究和功能的增加,能自动控制和显示血药浓度的变化,所有的麻醉药都显示出剂量、血浆药物浓度和临床效力间存在某种程度的相关,为静脉麻醉深度的控制提供了一种新的手段,麻醉医生根据多种指标综合判断麻醉深度之后,可预测和调控所需要的麻醉深度。应用静脉麻醉控制装置时对意识状态的控制比较容易,如异丙酚和咪唑安定麻醉时调控相应的目标浓度(见表1,2),即可达到相应的麻醉深度效应。目前尚无单一的临床观察和监测手段能准确地监测麻醉深度,最可靠的仍然是麻醉医师依靠他或她的直觉、经验和知识,相信未来可能应用神经网络方法研究多项临床指征后,并应用有用的监测信息研制出麻醉深度监测装置。