熵指數(shù)與常用麻醉深度監(jiān)測(cè)方法的比較,麻醉學(xué)論文

熵指數(shù)與常用麻醉深度監(jiān)測(cè)方法的比較,麻醉學(xué)論文全身麻醉的特點(diǎn)是可逆性的意識(shí)喪失，在傷害性刺激下無意識(shí)，無體動(dòng)，無術(shù)中知曉。熵指數(shù)通過腦電分析，將麻醉深度和意識(shí)水平量化成詳細(xì)數(shù)值，可控性強(qiáng)，避免術(shù)中知曉，降低醫(yī)療費(fèi)用，縮短術(shù)后恢復(fù)時(shí)間［1］。當(dāng)前，熵指數(shù)仍然是研究的熱門，而且擁有不同于同類麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法的優(yōu)點(diǎn)。1熵指數(shù)概述大腦是靜脈麻醉劑和吸入麻醉劑作用的靶器官，全麻導(dǎo)致的意識(shí)消失與大腦皮層有關(guān)，大腦中的血藥濃度決定了麻醉的深淺。大腦是一個(gè)復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，需要一種非線性分析方式方法對(duì)腦電圖(electroencephalogram，EEG)信號(hào)進(jìn)行分析解讀。熵指數(shù)監(jiān)測(cè)儀就是用非線性分析法分析EEG，通過貼在病人前額的3個(gè)電極傳感器采集原始EEG和額肌電圖信號(hào)，利用頻譜熵運(yùn)算程序和熵運(yùn)算公式量化麻醉深度的一種監(jiān)測(cè)手段［2］。熵指數(shù)不同于其他麻醉深度監(jiān)測(cè)方式的一點(diǎn)是在其算法中參加了額肌電信號(hào)(frontaleleetro-myogram，F(xiàn)EMG)，熵模塊包括反響熵(reactionen-tropy，ＲE)和狀態(tài)熵(stateentropy，SE)，SE只包括EEG信息，而ＲE除了EEG還包括額肌熵信息。SE主要反響病人皮層狀態(tài)，可分析計(jì)算低頻率腦電信號(hào)(0．8－32Hz);ＲE整合了SE和額肌熵，主要反映皮層下狀態(tài)，可分析計(jì)算較高頻率(0．8－47Hz)的熵值，包括腦電信號(hào)頻段(0．8－32Hz)和額肌電信號(hào)頻段(32－47Hz)。熵指數(shù)對(duì)肌電干擾的敏感性高，額面部肌肉對(duì)肌松劑敏感性差，當(dāng)麻醉減淺時(shí)，額肌會(huì)因傷害性刺激產(chǎn)生收縮活動(dòng)，ＲE能馬上反響出額肌電復(fù)雜性增加的變化。ＲE和SE的范圍分別為0－100和0－91。當(dāng)ＲE和SE的差值大于10的時(shí)候，提示肌電活動(dòng)增加，鎮(zhèn)痛缺乏，二者差值縮小，提示鎮(zhèn)靜，鎮(zhèn)痛水平增加。2熵指數(shù)與常用麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法的比擬2．1腦電雙頻指數(shù)(bispectralIndex，BIS)BIS是被美國(guó)食物藥品管理局FDA(FoodandDrugAdministration)認(rèn)可的監(jiān)測(cè)麻醉深度及意識(shí)水平的監(jiān)護(hù)儀，也是當(dāng)前敏感性和特異性較好的麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法之一［3］。趙玉潔等指出熵指數(shù)與BIS在監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)靜深度和判定意識(shí)消失方面均能到達(dá)較好效果，但是在丙泊酚麻醉恢復(fù)期的意識(shí)判定上，熵指數(shù)可能優(yōu)于BIS［4］。除此之外，熵指數(shù)可監(jiān)測(cè)麻醉深度，預(yù)測(cè)麻醉減淺和意識(shí)的恢復(fù)時(shí)間，而BIS卻不能有效預(yù)測(cè)清醒時(shí)間;熵指數(shù)不僅能夠監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)靜程度還能監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)痛程度，而BIS只能監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)靜程度;熵指數(shù)中的ＲE是一個(gè)快反響指數(shù)，時(shí)間窗范圍為1．92～15s，故熵指數(shù)可反映麻醉深度在某一時(shí)刻的即刻變化。2．2麻醉/意識(shí)深度監(jiān)測(cè)儀(Narcotrend，NT)梁健華發(fā)現(xiàn)，熵指數(shù)能及時(shí)反映氣管插管刺激，而Narcotrend對(duì)氣管插管刺激不敏感［5］。Nar-cotrend主要反映皮層水平的腦電信號(hào)，氣管插管刺激引起皮層下興奮，因而，Narcotrend對(duì)氣管插管刺激并不敏感。薛照靜等發(fā)現(xiàn)，傷害性刺激可引起熵指數(shù)的增高［6］，故熵指數(shù)可作為全麻病人傷害性刺激強(qiáng)度的反映指標(biāo)。2．3聽覺誘發(fā)電位聽覺誘發(fā)電位可以以監(jiān)測(cè)皮層及皮層下腦電信號(hào)，但其反響速度較慢，有滯后性，因此不能預(yù)測(cè)體動(dòng)反響，其缺點(diǎn)是抗干擾能力差，易受電刀等強(qiáng)磁場(chǎng)的影響，而且要求病人必須聽力正常，不斷有聲音刺激。畢素萍等在實(shí)驗(yàn)中證明，熵指數(shù)能預(yù)測(cè)體動(dòng)反響的發(fā)生，并能反映鎮(zhèn)痛深度［7，8］。切皮時(shí)的體動(dòng)反響是由脊髓介導(dǎo)的皮層下反響，不能從皮層腦電圖中預(yù)測(cè)出來，熵指數(shù)中的ＲE可反映皮層下腦電活動(dòng)，因而熵指數(shù)具有預(yù)測(cè)體動(dòng)反響的能力。3熵指數(shù)的主要影響因素3．1年齡對(duì)熵指數(shù)的影響Davidson等將54例行心導(dǎo)管檢查的患兒分為4組:0～1歲、1～2歲、2～4歲和4～12歲組。結(jié)果表示清楚，在清醒狀態(tài)下，0～1歲組幼兒的熵指數(shù)較其他3組低，且熵指數(shù)沒有隨著七氟醚呼氣末濃度的增加而變化［9］。鄧勁松等在年齡為1．5～12歲小兒先天性心臟病參與手術(shù)中發(fā)現(xiàn)，熵指數(shù)監(jiān)測(cè)有助于判定患兒麻醉深度，及時(shí)調(diào)整全麻藥的用量，使麻醉質(zhì)量提高，清醒時(shí)間縮短，有比擬高的可行性及安全性［10］。大量研究表示清楚，熵指數(shù)與年長(zhǎng)小兒相關(guān)性良好，而年幼小兒與熵指數(shù)相關(guān)性較差，這可能與小兒大腦尚未發(fā)育成熟有關(guān)，故熵指數(shù)用于小兒病人能否需要校準(zhǔn)，尚無統(tǒng)一的觀點(diǎn)。老年病人由于重要器官功能衰減，麻醉及手術(shù)的耐受能力降低，麻醉過深極易引發(fā)血流動(dòng)力學(xué)的劇烈波動(dòng)，麻醉意外和麻醉并發(fā)癥的發(fā)生率比擬高，因此老年病人的麻醉深度監(jiān)測(cè)也日益成為研究的熱門之一［11］。徐暉等研究發(fā)現(xiàn)，熵指數(shù)能夠反響老年病人在丙泊酚靶控輸注或七氟醚誘導(dǎo)時(shí)的麻醉深度，但氣管插管時(shí)心血管的應(yīng)激反響不能被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出來［12］，薛慶生等［13］進(jìn)一步研究表示清楚，熵指數(shù)預(yù)測(cè)老年病人麻醉深度及意識(shí)水平的效果與成年人類似，能夠代替BIS用于臨床麻醉深度的監(jiān)測(cè)［14］。3．2藥物對(duì)熵指數(shù)的影響3．2．1肌松劑有研究表示清楚，較深麻醉下且無刺激時(shí)，維庫(kù)溴銨對(duì)熵指數(shù)沒有影響;當(dāng)有傷害性刺激時(shí)，小劑量的維庫(kù)溴銨可以使熵指數(shù)升高的幅度減小。當(dāng)琥珀酰膽堿的作用消失后，且麻醉深度穩(wěn)定時(shí)，ＲE數(shù)值明顯增高，而SE沒有較大變化。應(yīng)用肌松劑會(huì)對(duì)熵指數(shù)產(chǎn)生一定影響，這是由于絕大多數(shù)肌電圖的頻段處于麻醉深度監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)的頻段之外，但有些肌電圖頻段在監(jiān)護(hù)儀頻段之內(nèi)，這部分肌電圖信號(hào)能夠被肌松劑阻斷，進(jìn)而產(chǎn)生麻醉深度加深的假象。3．2．2吸入麻醉劑Shalbaf［15］和Takamatsu等［16］證實(shí)，ＲE和SE與吸入七氟醚的濃度負(fù)相關(guān)，同時(shí)不改變ＲE－SE的梯度。Anderson等觀察了熵指數(shù)在單獨(dú)用笑氣或丙泊酚維持麻醉時(shí)的變化，隨著麻醉深度增加，笑氣組ＲE，SE并沒有隨著吸入濃度的增加而產(chǎn)生變化，在病人意識(shí)消失時(shí)與清醒時(shí)的數(shù)值仍一樣［17］。熵指數(shù)在笑氣麻醉期間不能反映鎮(zhèn)靜深度或麻醉深度的變化，可能由于笑氣有抑制及興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)的雙重效應(yīng)，這些因素會(huì)影響腦電參數(shù)。熵指數(shù)和BIS一樣，僅能反映一部分麻醉藥的鎮(zhèn)靜催眠效果，其與七氟醚的相關(guān)性良好，而與笑氣無相關(guān)性［18，19］。3．2．3靜脈麻醉劑Kuizenga［20］等發(fā)現(xiàn)，依托咪酯的劑量不影響熵指數(shù)數(shù)值。高斌等以為，熵指數(shù)能較準(zhǔn)確的反映右旋美托咪定的鎮(zhèn)靜深度，比BIS的相關(guān)性好，能較好地反映意識(shí)的改變［21］。很多研究證實(shí)，靜注丙泊酚后，隨著丙泊酚劑量增加，熵指數(shù)迅速降低，二者有較好的相關(guān)性。王鍵等研究結(jié)果顯示，病人在七氟醚維持麻醉的基礎(chǔ)上追加氯胺酮，可顯著增加BIS、ＲE和SE數(shù)值，ＲE－SE梯度幾乎無變化［22］。熵指數(shù)和BIS數(shù)值的增加與麻醉的深度是相矛盾的，反映了氯胺酮特有的分離麻醉所造成的EEG信號(hào)改變，而非麻醉深度減淺。由此可見，在使用氯胺酮維持麻醉時(shí)，熵指數(shù)及BIS等監(jiān)測(cè)手段僅反響皮質(zhì)活動(dòng)而非意識(shí)水平，和麻醉深度無關(guān)。綜上所述，EEG活動(dòng)會(huì)遭到全麻藥物的影響，有學(xué)者以為，全麻藥物抑制丘腦，使其傳輸中斷導(dǎo)致意識(shí)消失，一些全麻藥(如氯胺酮)會(huì)增加丘腦的代謝，還有一些麻醉藥在小劑量使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)丘腦活動(dòng)減弱而病人仍有意識(shí)的情況(如七氟醚)，而大劑量使用時(shí)才會(huì)出現(xiàn)意識(shí)消失［23］。大多數(shù)的全麻藥物(如依托咪酯、丙泊酚、氟烷、苯巴比妥等)增加了大腦中GABAa(－aminobutyricacid)受體的活動(dòng)(抑制皮質(zhì)活性)，表現(xiàn)為隨著藥物濃度的增加，腦電活動(dòng)逐步受抑制［9］，而氯胺酮、笑氣、氙氣等藥物與大腦抑制興奮型的NMDA(N－methyl－D－aspartat)受體相關(guān)，因此不符合這樣的抑制規(guī)律［24］。故現(xiàn)有麻醉深度監(jiān)測(cè)手段與這些藥物相關(guān)性差，很難反映其真實(shí)的麻醉深度。4熵指數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)熵指數(shù)與以往的麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn):1．反響快，ＲE數(shù)值的變化要比SE和BIS提早大約4min，ＲE的額肌電信號(hào)對(duì)傷害性刺激十分敏感，反響迅速，所以ＲE的變化能夠及時(shí)反映氣管插管等刺激引起的皮層下興奮。2．抗干擾能力強(qiáng)，AEP和BIS很容易遭到電刀及病人額肌電信號(hào)的干擾，熵指數(shù)則不會(huì)。3．預(yù)防術(shù)中知曉，熵指數(shù)數(shù)值在40～60之間時(shí)，能有效降低術(shù)中知曉的發(fā)生率。熵指數(shù)也有一定的缺點(diǎn):1．電極片的價(jià)格比擬貴，且不能重復(fù)使用同一個(gè)電極片。2．熵指數(shù)的數(shù)值變化較大，可能由于EEG細(xì)微的變化使計(jì)算出的數(shù)值變化較大，其次，熵指數(shù)的數(shù)值瞬時(shí)變化較快，在實(shí)驗(yàn)經(jīng)過中數(shù)值記錄上就難免存在些許偏差［4］。3．除了某些藥物之外，病人的生理?xiàng)l件也會(huì)對(duì)腦電信號(hào)產(chǎn)生影響，如年齡、低體溫、酸堿失衡、低血糖及腦缺血等［25，26］，因而，熵指數(shù)的使用范圍有一定局限性。5對(duì)將來麻醉監(jiān)測(cè)技術(shù)的瞻望隨著人們對(duì)麻醉中意識(shí)水平及麻醉深度要求的提高，理想的麻醉深度監(jiān)護(hù)儀應(yīng)具備下面條件［27］:(1)隨麻醉藥物濃度的不同而變化，不同藥物的相關(guān)性均類似;(2)隨傷害性刺激的強(qiáng)弱而變化;(3)隨病人意識(shí)水平的變化而變化;(4)反響速度快，能及時(shí)準(zhǔn)確的反映刺激即刻或麻醉深度改變即刻的數(shù)值變化;(5)抗干擾能力強(qiáng)。以現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)或相關(guān)學(xué)科發(fā)展水平來講，尚無一種能知足以上所有條件的麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法。因而，麻醉醫(yī)師在現(xiàn)有條件下監(jiān)測(cè)麻醉深度，需要了解不同麻醉深度監(jiān)測(cè)儀的原理，特點(diǎn)以及局限性，了解各種麻醉藥的作用特點(diǎn)，根據(jù)不同的病人和手術(shù)選擇適宜的麻醉方式方法及藥物，應(yīng)用一種或幾種不同的麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法來保證麻醉質(zhì)量。隨著醫(yī)療水平及科學(xué)技術(shù)的提高，終會(huì)有一天出現(xiàn)新的愈加完善的麻醉深度監(jiān)測(cè)方式方法。以下為參考文獻(xiàn)［1］Pengwen．Consciousness，Eeganddepthofanaesthesiamonitoring［J］．AustralasPhysEngSciMed，2020;35(4):389－392［2］PritchardWS，DukeDW．Measuringchaosinthebrain:atutorialreviewofEEGdimensionestimation［J］．BrainandCognitive，1995;27(3):353－397［3］SpeneerSL．Effectsofbispectralinde