疼痛/傷害敏感指數(shù)的研究進(jìn)展

馮燕春 綜述，黃 格 審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬民族醫(yī)院麻醉科，廣西 南寧 530001)

理想的全身麻醉是麻醉醫(yī)師根據(jù)鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、肌肉松弛、血流動(dòng)力學(xué)、應(yīng)激狀態(tài)的反饋情況調(diào)節(jié)藥物濃度，給予患者個(gè)體化的最佳藥量，實(shí)現(xiàn)安全、有效的麻醉管理。腦電意識(shí)指數(shù)(IOC1)是一種新的鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測(cè)指數(shù)，在全身麻醉監(jiān)測(cè)中可與腦電雙頻指數(shù)(BIS)一樣較準(zhǔn)確地反應(yīng)鎮(zhèn)靜深度，與鎮(zhèn)靜程度相關(guān)性很好，是可靠的鎮(zhèn)靜指標(biāo)[1-2]，甚至可能比BIS準(zhǔn)確性更高[3]。而疼痛/傷害敏感指數(shù)(IOC2)是在IOC1的基礎(chǔ)上，將采集到的腦電圖信號(hào)(EEG)進(jìn)行組分分離,通過(guò)特殊頻段來(lái)計(jì)算腦電波能量，從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)疼痛傷害的指數(shù)。IOC1、IOC2很有可能成為術(shù)中精確麻醉的良好監(jiān)測(cè)指標(biāo)，指導(dǎo)術(shù)中鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥物的應(yīng)用。本研究就IOC2的研究進(jìn)展綜述如下。

1 IOC2的基本原理

由于EEG主要反映大腦皮質(zhì)電活動(dòng),而傷害性刺激引起的血流動(dòng)力學(xué)、體動(dòng)等反應(yīng)由涉及控制自主神經(jīng)系統(tǒng)的大腦皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)支配。因此，單純應(yīng)用EEG信號(hào)的監(jiān)測(cè)技術(shù)往往難以準(zhǔn)確反應(yīng)鎮(zhèn)痛效果[4]。隨著研究的深入，臨床已明確了疼痛對(duì)腦電波能量值的影響，IOC2得到進(jìn)一步的研發(fā)和應(yīng)用[5-7]。IOC1與BIS鎮(zhèn)靜深度目標(biāo)取值都為0～99，但兩者運(yùn)算方法及監(jiān)測(cè)的腦電頻率范圍不同。BIS使用腦電圖活動(dòng)的雙倍光譜分析，有獨(dú)特而復(fù)雜的運(yùn)算公式，計(jì)算腦電頻率范圍為70～110 Hz;而IOC1使用的是符號(hào)動(dòng)力學(xué)方法，將腦電圖的線(xiàn)性與非線(xiàn)性成分分開(kāi)，可能使腦電圖和肌電圖分離，計(jì)算腦電頻率范圍為30～42 Hz[1]。IOC1根據(jù)δ、θ、α、β這4個(gè)頻段的EEG信號(hào)計(jì)算結(jié)果,將時(shí)間序列轉(zhuǎn)換為符號(hào)序列,通過(guò)符號(hào)動(dòng)力學(xué)方法將EEG信號(hào)分為若干分區(qū),每個(gè)分區(qū)用1個(gè)符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記,并結(jié)合β比和爆發(fā)抑制比(BS)等多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算與組合，得出范圍為0～99的數(shù)據(jù),40～60為全身麻醉術(shù)中鎮(zhèn)靜合適的范圍[4]。由于疼痛傷害刺激體現(xiàn)為能量值，有學(xué)者計(jì)算了δ和θ頻段上的波幅(演算為能量)，結(jié)合一階分差、波的形態(tài)、諧波進(jìn)行區(qū)分計(jì)算，并最終結(jié)合IOC1(qCON)進(jìn)行二次計(jì)算，得出IOC2(qNOX)[8]。IOC2取值范圍為0～100，IOC2>50表示鎮(zhèn)痛不全，IOC2<30表示鎮(zhèn)痛過(guò)深，30～50表示適合外科手術(shù)的疼痛深度[9]。

2 IOC2的臨床應(yīng)用

IOC2通過(guò)監(jiān)測(cè)δ和θ頻段上的波幅，反映患者無(wú)意識(shí)生理狀態(tài)下的傷害刺激敏感程度，具有靈敏、無(wú)創(chuàng)、便捷等優(yōu)點(diǎn)。在臨床應(yīng)用過(guò)程中，IOC2呈現(xiàn)以下基本特征：在麻醉誘導(dǎo)期，無(wú)論是先用鎮(zhèn)靜藥還是先用鎮(zhèn)痛藥，IOC1都會(huì)比IOC2先下降，只有IOC1降到一定程度才會(huì)出現(xiàn)IOC2速降趨勢(shì)；手術(shù)結(jié)束停用麻醉藥物后，手術(shù)患者的IOC2總是比IOC1先升高。因此，利用IOC2可以確定患者失去知覺(jué)臨界點(diǎn)的IOC1及喚醒時(shí)的IOC1[8]。在手術(shù)麻醉期間，結(jié)合BS=0，肌肉指數(shù)(EMG)<40，將IOC1控制在40～60，IOC2控制在30～50，患者將達(dá)到理想的麻醉生理狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)心血管應(yīng)激反應(yīng)、體動(dòng)和麻醉抑制過(guò)深狀況。在麻醉復(fù)蘇期，停藥后IOC1和IOC2數(shù)值會(huì)隨藥物代謝而上升，此時(shí)適當(dāng)給患者刺激，若IOC2>IOC1，且大于15個(gè)值以上，患者可被喚醒。若不能喚醒，則觀(guān)察EMG值，若EMG<40，表示患者肌張力沒(méi)有恢復(fù)，應(yīng)待肌張力恢復(fù)再行復(fù)蘇處理。同時(shí)，監(jiān)測(cè)IOC1、IOC2精確麻醉指導(dǎo)下，能預(yù)測(cè)患者對(duì)傷害性刺激是否發(fā)生體動(dòng)反應(yīng)[10-12]，減少眩暈、術(shù)后惡心嘔吐(PONV)的發(fā)生率，這對(duì)于某些門(mén)診及短小手術(shù)的麻醉管理將更為便利[13]。對(duì)于某些特別需要個(gè)體化調(diào)整麻醉藥物劑量的患者，如老年人、重癥患者、幼兒(1歲以上)等，能減少血流動(dòng)力學(xué)波動(dòng)、術(shù)后認(rèn)知功能障礙(POCD)的發(fā)生率和傷害程度[13]。在某些精細(xì)的高危低體溫手術(shù)，IOC2還能客觀(guān)反映低溫的鎮(zhèn)痛效能[14]，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間低體溫手術(shù)麻醉有預(yù)測(cè)作用。

3 IOC2的局限性

研究發(fā)現(xiàn)，IOC2不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)疼痛/傷害刺激后患者的循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)激狀態(tài)[15]。IOC2顯示的是充分鎮(zhèn)靜狀態(tài)下患者對(duì)疼痛/傷害刺激的耐受程度。在機(jī)體遭受疼痛/傷害刺激時(shí)，IOC2敏感度可能不及血流動(dòng)力學(xué)變化早。IOC2是在IOC1采集EEG基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)上的補(bǔ)充，兩者必須同時(shí)監(jiān)測(cè)。IOC2主要利用EEG信號(hào)中的高頻成分,這部分信號(hào)與肌電相近,與額面部肌肉活動(dòng)具有一定的相關(guān)性,且易受肌肉松弛藥物的影響,也有可能精確性不足[4]。IOC2可以準(zhǔn)確評(píng)估術(shù)中疼痛刺激，但對(duì)手術(shù)前后的急性疼痛沒(méi)有預(yù)測(cè)性[16]。IOC1、IOC2通過(guò)粘貼于患者額顴部皮膚的心電極片采集腦電波生物信號(hào)，其參數(shù)的穩(wěn)定性也可能會(huì)受到電極放置位置和周?chē)鷥x器電流的影響，因此，對(duì)于擬行頭面部手術(shù)和操作的患者，也可能不適用IOC2監(jiān)測(cè)。

4 IOC2與其他鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)參數(shù)的比較

IOC2監(jiān)測(cè)應(yīng)用腦電圖評(píng)估，與其他監(jiān)測(cè)均利用自主神經(jīng)張力評(píng)估的情況不同[17]。但尚沒(méi)有相關(guān)研究能證實(shí)哪種監(jiān)測(cè)參數(shù)更可靠。判斷疼痛/傷害性監(jiān)測(cè)設(shè)備的敏感度、準(zhǔn)確性和特異性，需要有統(tǒng)計(jì)學(xué)概念預(yù)測(cè)概率(pk)、相關(guān)系數(shù)(rk)和置信區(qū)間等參數(shù)的參與。鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)參數(shù)應(yīng)與諸多變量(如鎮(zhèn)痛藥物、藥代動(dòng)力學(xué)相關(guān)指數(shù)、疼痛引起的體動(dòng)反應(yīng)、肌肉松弛藥物等)相關(guān)性來(lái)綜合評(píng)估。其他如適用范圍、實(shí)用性等，應(yīng)由臨床需要評(píng)估。

4.1IOC2與鎮(zhèn)痛傷害感受指數(shù)(ANI)的比較 ANI通過(guò)心率變異性分析(HRV)判斷傷害性刺激對(duì)自主神經(jīng)系統(tǒng)(ANS)的影響，從而預(yù)測(cè)機(jī)體對(duì)傷害性刺激的反應(yīng)[18]。其數(shù)值是基于測(cè)量呼吸對(duì)心電圖RR間期序列的影響計(jì)算出來(lái)，實(shí)現(xiàn)HRV定性和定量的測(cè)量[18]。但影響HRV的因素很多，交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活性、心律失常、呼吸潮氣量改變、體液因素及麻醉用藥、血管活性藥等都可能對(duì)其產(chǎn)生影響，精確性可能也較低。HRV數(shù)值高提示副交感神經(jīng)張力較高，鎮(zhèn)痛充分；而傷害性刺激下交感神經(jīng)張力高，副交感神經(jīng)張力低，HRV數(shù)值則低[18]。ANI值范圍為0～100,ANI值50～70為鎮(zhèn)痛滿(mǎn)意,ANI值低于50為鎮(zhèn)痛不足,ANI值大于70為鎮(zhèn)痛過(guò)度[19]。使用時(shí)通過(guò)特有的心電圖電極和ANI監(jiān)測(cè)儀連接，實(shí)時(shí)分析心率變異性中的高頻成分，測(cè)定自主神經(jīng)活性。有研究觀(guān)察阿片類(lèi)鎮(zhèn)痛的患兒全身麻醉血流動(dòng)力學(xué)、ANI變化,結(jié)果顯示,ANI在反映疼痛預(yù)測(cè)和疼痛刺激方面比血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)敏感度更高[20-21]，可能比IOC2監(jiān)測(cè)更靈敏。ANI能監(jiān)測(cè)清醒期和麻醉期的疼痛指標(biāo)，而IOC2只監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)靜和麻醉期間的疼痛指標(biāo)，前者適用范圍更廣。

4.2IOC2與手術(shù)體積描計(jì)指數(shù)(SPI)的比較 SPI是通過(guò)體積描計(jì)法結(jié)合指尖脈搏率及其波形幅度計(jì)算、反映應(yīng)激的綜合指標(biāo)，臨床上通過(guò)與人體接觸的脈氧探頭，輸送至有SPI算法解析設(shè)備的監(jiān)護(hù)儀，實(shí)時(shí)無(wú)創(chuàng)地獲取數(shù)值。取值范圍0～100,術(shù)中應(yīng)控制SPI<50[22]。目前認(rèn)為30～50是合適的鎮(zhèn)痛水平，SPI瞬時(shí)變化大于10或者SPI值大于50表明鎮(zhèn)痛藥物不足，<30表明鎮(zhèn)痛藥物過(guò)量[23]。SPI數(shù)值是基于外周末梢脈搏波幅度及心跳間隔優(yōu)化得出的鎮(zhèn)痛指數(shù)。疼痛刺激所引發(fā)的外周交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活會(huì)誘導(dǎo)遠(yuǎn)端血管收縮，血管收縮的程度取決于交感神經(jīng)刺激強(qiáng)度，其與自主神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)有良好的相關(guān)性，而心率變化是由竇房結(jié)上的自主神經(jīng)影響引起[24]。SPI的干擾因素較多，患者的年齡、情緒狀態(tài)、血容量變化、體位改變、血管活性藥應(yīng)用等都有可能對(duì)SPI造成影響。SPI臨床研究應(yīng)用較IOC2更成熟，同樣也不推薦用于清醒患者。研究證實(shí)，SPI監(jiān)測(cè)能較準(zhǔn)確地為手術(shù)麻醉中的鎮(zhèn)痛水平評(píng)估提供參考[25-26]，手術(shù)麻醉后數(shù)分鐘的SPI也可為術(shù)后疼痛及鎮(zhèn)痛需要量做出預(yù)測(cè)[25，27]。

4.3IOC2與皮膚電導(dǎo)(SC)的比較 SC通過(guò)電刺激皮膚評(píng)估外周交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)性。由于SC測(cè)量值高度個(gè)體化，易受交感神經(jīng)活性、皮膚濕度水平、環(huán)境溫度和濕度、年齡等多因素的影響，與其他鎮(zhèn)痛指數(shù)比較只占中等作用[28]。SC可廣泛應(yīng)用于犯罪心理學(xué)和麻醉學(xué)相關(guān)的研究[29]。

4.4IOC2與其他鎮(zhèn)痛指數(shù)的比較 全身麻醉中鎮(zhèn)痛深度的其他監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括心率變異度、脈沖體積振幅描記法(PPGA)、末梢灌注指數(shù)(TPI)、反應(yīng)熵(RE)-狀態(tài)熵(SE)等。上述方法對(duì)于合理的鎮(zhèn)痛深度缺少具體適宜的取值范圍,只在變化趨勢(shì)上間接反映鎮(zhèn)痛水平,特異度與敏感度不足[30]。鎮(zhèn)痛指數(shù)(PTi)是全新的鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)參數(shù)，利用小波分析法計(jì)算腦電活動(dòng)變化,取值范圍0～100,40～60表示鎮(zhèn)痛良好,數(shù)值越低鎮(zhèn)痛效果越充分，可適用于所有年齡段的手術(shù)患者。但PTi尚缺乏相應(yīng)的臨床應(yīng)用證據(jù),特異性指標(biāo)和優(yōu)劣仍不清楚[23]。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，每種鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)參數(shù)都各有優(yōu)劣，臨床使用時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需求，選擇適合的鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)指標(biāo)。雖然聯(lián)合應(yīng)用IOC1和IOC2監(jiān)測(cè)似乎更有可能達(dá)到精確麻醉監(jiān)測(cè)的需求，但麻醉深度監(jiān)測(cè)是多指標(biāo)、多方法綜合監(jiān)測(cè)的結(jié)果，各種干擾因素和監(jiān)測(cè)方法的缺陷都有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷和解讀。臨床麻醉過(guò)程維持常規(guī)平穩(wěn)的生命體征監(jiān)測(cè)是必需的，不可能追隨機(jī)體對(duì)傷害性刺激做出反應(yīng)后再做調(diào)整。任何一種鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛指標(biāo)都不能完全代替麻醉管理，使用麻醉深度監(jiān)測(cè)也不可能進(jìn)行常規(guī)硬性規(guī)定。

近年來(lái)，隨著精確麻醉理念和鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷提高，逐步實(shí)現(xiàn)全面評(píng)估患者麻醉深度、實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)痛藥物合理應(yīng)用、提高麻醉內(nèi)在質(zhì)量是大勢(shì)所趨。IOC1和IOC2監(jiān)測(cè)作為精確麻醉監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的新方向,如能進(jìn)一步發(fā)展和完善，提高敏感度、準(zhǔn)確性和抗干擾性，將具有更廣闊的研究探討空間和臨床應(yīng)用前景。