麻醉意識指數(shù)在臨床麻醉深度監(jiān)測中的研究進(jìn)展

張亞妮(綜述)， 閻文軍(審校)

全身麻醉是指麻醉藥通過吸入、靜脈或肌內(nèi)注射等方法進(jìn)入患者體內(nèi)，使其中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，意識消失而無疼痛感覺的一種病理生理狀態(tài)。理想的全身麻醉應(yīng)該達(dá)到使患者意識消失、鎮(zhèn)痛良好、肌肉松弛適度、應(yīng)激反應(yīng)控制在適當(dāng)水平、內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定等要求，以滿足手術(shù)需要和保證患者安全[1]。麻醉深度監(jiān)測已成為目前臨床麻醉的研究熱點(diǎn)之一。良好的麻醉深度監(jiān)測有助于穩(wěn)定術(shù)中血流動力學(xué)，減少麻醉藥用量，縮短術(shù)后蘇醒時間，降低術(shù)中不良反應(yīng)和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。傳統(tǒng)的麻醉深度監(jiān)測主要是通過臨床體征來判斷，包括血壓、心率(heart rate,HR)、瞳孔對光反射、流淚和體動反應(yīng)等[2]。但這些指標(biāo)個體差異大，容易受血管活性藥物、血容量、術(shù)前禁飲食時間以及其他藥物的影響，因此不能準(zhǔn)確反映麻醉深度和合理指導(dǎo)臨床麻醉用藥。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種麻醉深度監(jiān)測方法廣泛應(yīng)用于臨床麻醉，其中麻醉意識指數(shù)(anesthesia consciousness index,Ai)是我國自主研發(fā)的一種新的麻醉深度監(jiān)測指標(biāo)，目前已廣泛應(yīng)用于臨床。本文就Ai在臨床麻醉中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為臨床提供指導(dǎo)。

1 麻醉深度的概念及臨床麻醉深度監(jiān)測的意義

自1847年P(guān)lomley首先提出麻醉深度的概念，到1937年Guedel經(jīng)典的乙醚麻醉分期，再到1987年P(guān)rys-Roberts強(qiáng)調(diào)的機(jī)體對傷害性刺激的反應(yīng)，以及1990年Stanski認(rèn)為的麻醉深度取決于不同的藥物效應(yīng)和不同的臨床需求等等，麻醉深度的定義隨臨床實(shí)踐中所使用的藥物發(fā)展而發(fā)展?，F(xiàn)代麻醉中，麻醉深度是指全身麻醉過程中全身麻醉藥物對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制作用，與手術(shù)等傷害性刺激造成的興奮刺激之間相平衡時所表現(xiàn)出來的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)。麻醉深度取決于麻醉劑量和手術(shù)刺激這兩個拮抗因素之間的平衡，最佳的麻醉深度需要足夠量的麻醉藥來維持無意識狀態(tài)而不影響重要器官的功能[3]。精準(zhǔn)的麻醉深度監(jiān)測對指導(dǎo)麻醉藥物用量、預(yù)防術(shù)中知曉、改善圍術(shù)期轉(zhuǎn)歸和提高麻醉安全質(zhì)量至關(guān)重要。

1.1降低術(shù)中知曉發(fā)生率 術(shù)中知曉是指在手術(shù)麻醉過程中意識恢復(fù)并對某事件術(shù)后有清晰的記憶，麻醉過淺會使全麻患者發(fā)生術(shù)中知曉，從而對患者造成精神心理損害[4-5]。國外接受全身麻醉的患者術(shù)中知曉發(fā)生率為0.1%～0.2%[6]。在國內(nèi)的一項(xiàng)隨機(jī)對照試驗(yàn)中，全憑靜脈麻醉的術(shù)中知曉發(fā)生率為1.94%，而靜吸復(fù)合麻醉的術(shù)中知曉發(fā)生率為0.44%[7]，不同類型手術(shù)術(shù)中知曉發(fā)生率也不同[8]。研究表明，使用腦電雙頻指數(shù)(bispectral index,BIS)監(jiān)測麻醉深度可以減少全麻患者術(shù)中知曉發(fā)生率[9-10]。

1.2減少麻醉藥用量 有研究表明，老年患者全身麻醉下行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)時使用聽覺誘發(fā)電位指數(shù)(auditory evoked potentials,AEP)和BIS監(jiān)測麻醉深度均可以減少麻醉藥用量[11]。根據(jù)BIS調(diào)節(jié)靜脈和吸入麻醉藥的用量，可減少麻醉藥用量20%～38%，縮短拔管時間，減少蘇醒延遲，明顯降低術(shù)后惡心嘔吐的發(fā)生率，同時也避免麻醉過淺，預(yù)防術(shù)中知曉，提高麻醉質(zhì)量[12]。

1.3縮短術(shù)后蘇醒時間和拔管時間 一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果表明，與非BIS監(jiān)測相比，全身麻醉中BIS監(jiān)測麻醉深度與更短的睜眼時間、拔管時間和麻醉恢復(fù)室(postanesthesia care unit,PACU)停留時間呈顯著相關(guān)，即BIS監(jiān)測麻醉深度能夠縮短術(shù)后睜眼時間、拔管時間和PACU停留時間[13]。老年患者全身麻醉下行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)時使用AEP和BIS監(jiān)測麻醉深度能夠縮短蘇醒時間和拔管時間[11]。相比標(biāo)準(zhǔn)臨床實(shí)踐監(jiān)測，術(shù)中麻醉深度監(jiān)測可顯著縮短術(shù)后蘇醒時間，降低術(shù)中異丙酚的用量[2]。

1.4穩(wěn)定血流動力學(xué)和降低術(shù)中不良反應(yīng)的發(fā)生率 在心臟直視手術(shù)中，與傳統(tǒng)用血壓和心率等指標(biāo)判斷麻醉深度比較，BIS監(jiān)測麻醉深度時血流動力學(xué)較為平穩(wěn)，且可減少術(shù)中不良反應(yīng)的發(fā)生[14]。還有研究表明，心臟手術(shù)中使用Narcotrend監(jiān)測麻醉深度，可減少手術(shù)應(yīng)激反應(yīng)，從而減少血管升壓藥的使用[15]。在危重型多創(chuàng)傷患者手術(shù)中，使用基于熵和手術(shù)容積指數(shù)的多模態(tài)監(jiān)測指導(dǎo)全身麻醉，可顯著降低血流動力學(xué)不良反應(yīng)率的發(fā)生[16]。

1.5減少術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD)和術(shù)后譫妄的發(fā)生 Chan等[17]的研究表明，在60歲以上老年患者且預(yù)計(jì)手術(shù)時間超過2 h的大型非心臟手術(shù)中，BIS監(jiān)測麻醉深度不僅可以減少麻醉藥物用量，同時可以降低術(shù)后3個月POCD發(fā)生率(BIS監(jiān)測麻醉組POCD發(fā)生率為10.2%，常規(guī)麻醉組POCD發(fā)生率為14.7%，P=0.02)。一項(xiàng)薈萃分析表明，BIS和AEP監(jiān)測麻醉深度可顯著降低POCD和術(shù)后譫妄的風(fēng)險(xiǎn)以及術(shù)后早期認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率[18]。徐彬彬等[19]的研究表明，在老年合并中重度高血壓患者行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)時，通過BIS監(jiān)測麻醉深度可降低術(shù)后譫妄的發(fā)生率。

2 Ai的概念及原理

Ai是我國自主研發(fā)的一種新的麻醉深度監(jiān)測指標(biāo)。Ai是基于復(fù)雜度分析中的腦電信息樣本熵(sample entropy，SampEn)、頻域分析中的邊緣頻率(95% spectral edge frequency，95%SEF)和時域分析中的爆發(fā)抑制比(burst suppression ratio，BSR)等3個腦電參數(shù)，并通過特定的算法計(jì)算得到的范圍為0～99的無量綱數(shù)值，其最佳的臨床麻醉深度范圍為40～60[20]。該麻醉深度監(jiān)測儀顯示的指標(biāo)還包括腦電波(electroencephalography，EEG)、腦電信號質(zhì)量指數(shù)(EEG signal quality index，SQI)、肌電指數(shù)(electromyographic index，EMG)和BSR等。EEG波形是經(jīng)濾波處理過的腦電圖以1格/s的掃描速率和25微伏/格的振幅顯示。SQI反映腦電信號質(zhì)量，是基于阻抗值、偽跡信號和其他變量進(jìn)行計(jì)算得出的數(shù)值。EMG顯示頻率在70～110 Hz之間的電信號強(qiáng)度，包含肌電偽跡信號和其他高頻干擾信號，其顯示范圍為0～100，指數(shù)越低，表示肌電信號強(qiáng)度越低。BSR指數(shù)表示在麻醉過程中當(dāng)前1 min內(nèi)腦電出現(xiàn)爆發(fā)和抑制狀態(tài)的比例，其顯示范圍為0～100內(nèi)的整數(shù)，數(shù)值越大表示抑制狀態(tài)越多，通常情況BSR值越大，表示麻醉狀態(tài)越深。

3 Ai在臨床麻醉中的應(yīng)用

3.1Ai可準(zhǔn)確監(jiān)測麻醉深度 BIS是唯一通過美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)的麻醉鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測指標(biāo)，目前BIS監(jiān)測麻醉深度已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，成為臨床監(jiān)測麻醉深度的一種常規(guī)手段。大量研究表明，BIS能夠較好地監(jiān)測大腦皮質(zhì)功能狀態(tài)及其變化，對預(yù)測體動、術(shù)中知曉以及意識的消失和恢復(fù)具有一定的靈敏度，同時可減少麻醉藥物用量，縮短術(shù)后蘇醒時間和拔管時間[9-10，13，21]。蔣毅等[22]的研究表明，在非傷害性刺激條件下，Ai可準(zhǔn)確監(jiān)測成年患者異丙酚鎮(zhèn)靜深度，且與BIS相比無明顯差異。腹腔鏡下膽囊切除術(shù)中，在插管后5 min到蘇醒前這一時間段內(nèi)，Ai和BIS麻醉深度監(jiān)測值均相對穩(wěn)定，均能準(zhǔn)確地反映當(dāng)前麻醉深度，且Bland-Altman分析顯示這一時間段內(nèi)Ai和BIS值有較好的相關(guān)性[23]。在一項(xiàng)多中心研究中，在意識消失(loss of consciousness，LOC)和意識恢復(fù)(recovery of consciousness，ROC)時，以及用logistic回歸模型預(yù)測50% LOC和50% ROC時，Ai與BIS的差距均很小，在臨床判斷麻醉深度上沒有差別[24-25]。Narcotrend指數(shù)(Narcotrend index,NI)是應(yīng)用Kugler多參數(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，將腦電信號分為A(清醒)～F(伴有爆發(fā)性抑制增多的全身麻醉)6個等級，A表示清醒狀態(tài)，B、C分別表示鎮(zhèn)靜、催眠狀態(tài)，D、E表示臨床麻醉狀態(tài)，F(xiàn)表示腦電活動消失。研究表明，NI與BIS具有較好的相關(guān)性，均可反映全麻患者手術(shù)中的麻醉深度，但對于全麻蘇醒期意識變化的監(jiān)測，NI更占有優(yōu)勢[26-27]。Ai與NI相比較，兩者均可準(zhǔn)確反映患者手術(shù)不同階段的麻醉深度，靈敏性相同，但Ai的穩(wěn)定性優(yōu)于NI[28]。

3.2Ai更能反映意識的改變 Ai是一項(xiàng)基于SampEn計(jì)算的麻醉深度指標(biāo)。近年來，SampEn被用來估計(jì)腦電信號的復(fù)雜度和可預(yù)測性。一些研究表明，基于復(fù)雜度分析中的SampEn的麻醉深度監(jiān)測方法在反映意識水平變化方面優(yōu)于BIS、反應(yīng)熵和狀態(tài)熵[29-30]。在Ai計(jì)算過程中，SampEn就是用來反映意識狀態(tài)改變的[20]。有研究表明，在意識變化過程中，Ai的改變比BIS更明顯，更能反映意識水平的改變[24-25]。陶守君等[23]發(fā)現(xiàn)，在全麻誘導(dǎo)到插管成功即刻這一時間段，Ai變化較BIS值變化響應(yīng)更為迅速，Ai常常在BIS值變化前10～15 s就有響應(yīng)，而BIS值變化相對較平緩滯后，這一時間段Ai和BIS值一致性程度較低，但尚在臨床接受范圍；而在患者蘇醒過程中，Ai與BIS之間存在差異，如患者睜眼時，Ai顯示90以上，但BIS值還在70左右。

3.3Ai與血流動力學(xué)變化的相關(guān)性 血流動力學(xué)變化是用來判斷麻醉深度變化的傳統(tǒng)指標(biāo)。閆琪等[31]的研究表明，在全憑靜脈麻醉中，Ai與平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)呈強(qiáng)相關(guān)(r=0.710)，與HR呈中等相關(guān)(r=0.333)，且Ai隨MAP和HR的升高而增大，進(jìn)一步提示，與HR相比，血壓的變化能夠更好地反映患者麻醉深度的改變，這與王天海等[32]的研究結(jié)果一致，即血壓與麻醉深度指數(shù)相關(guān)性強(qiáng)于HR與麻醉深度指數(shù)相關(guān)性。Kabukcu等[14]的研究表明，在心臟手術(shù)中使用BIS監(jiān)測麻醉深度，BIS值與患者血流動力學(xué)指標(biāo)變化一致。

3.4Ai在老年患者麻醉恢復(fù)期的應(yīng)用 麻醉深度監(jiān)測能夠及時有效地反映全麻患者蘇醒期意識水平的變化[26]。拔管時機(jī)掌握不好，患者容易出現(xiàn)呼吸遺忘現(xiàn)象，或者發(fā)生嗆咳誤吸、呼吸道痙攣等并發(fā)癥。老年患者術(shù)后肺順應(yīng)性下降、肺通氣不足，極易導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥，增加術(shù)后缺氧、呼吸道梗阻及誤吸等不良事件的發(fā)生。因此，全麻患者蘇醒期麻醉深度監(jiān)測有助于麻醉醫(yī)師掌握拔管時機(jī)，減少拔管后并發(fā)癥的發(fā)生。有研究表明，老年全麻患者蘇醒期Ai監(jiān)測麻醉深度，在達(dá)到拔管指征且Ai>95時拔除氣管導(dǎo)管，拔管后老年患者呼吸遺忘和低氧血癥的發(fā)生率降低[33]。

3.5Ai在臨床麻醉應(yīng)用中的其他優(yōu)點(diǎn) 由于算法不同，Ai特征指標(biāo)的計(jì)算速率為5～15 s，相對于BIS(15～30 s)，Ai的響應(yīng)時間也提高了3倍，BIS相對具有滯后性。Ai和BIS的臨床試驗(yàn)人群也不同，Ai數(shù)據(jù)庫參數(shù)來源亞裔人群，符合國人腦電信號特征，參數(shù)針對性強(qiáng)、靈敏度高、特異性強(qiáng)，而BIS數(shù)據(jù)庫來源于歐美地區(qū)人群，可能會造成兩者在監(jiān)測麻醉深度時有差距。Ai還采用了無屏蔽功能、電刀狀態(tài)確認(rèn)等技術(shù)，可濾除干擾信號，因此臨床中觀察到插管和切皮時Ai和腦電波形基本穩(wěn)定，無明顯失真現(xiàn)象。總之，相對BIS，Ai填補(bǔ)了國產(chǎn)麻醉深度監(jiān)測儀的空白，且優(yōu)勢明確，售價和耗材便宜，有利于基層醫(yī)院麻醉深度監(jiān)測的普及，從而減少麻醉藥用量，改善圍術(shù)期轉(zhuǎn)歸，提高麻醉安全質(zhì)量。

4 結(jié)語

Ai是一種新的國產(chǎn)麻醉深度監(jiān)測指標(biāo)，能夠較好地實(shí)時監(jiān)測麻醉深度，更好地反映意識水平的變化，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。但麻醉深度是對鎮(zhèn)靜水平、鎮(zhèn)痛水平、肌松水平以及應(yīng)激反應(yīng)程度的綜合反映，而且受患者、手術(shù)和麻醉等諸多因素的影響。Ai在臨床麻醉深度監(jiān)測中還處于探索階段，目前Ai與麻醉方法和麻醉藥物的相關(guān)性、監(jiān)測麻醉深度時的影響因素、鎮(zhèn)痛深度監(jiān)測以及術(shù)中知曉、術(shù)后并發(fā)癥等方面尚不明確，仍需要開展大規(guī)模的臨床試驗(yàn)來探討Ai在臨床麻醉應(yīng)用中的諸多問題。