智能化自控鎮(zhèn)痛知多少

■崔晶 姚蘭 通訊作者（北京大學(xué)國(guó)際醫(yī)院麻醉科）

患者自控鎮(zhèn)痛（PCA） 是20 世紀(jì)70 年代由Sechzer 提出的一種新的鎮(zhèn)痛給藥方法，也就是在患者自己感覺到疼痛時(shí)，計(jì)算機(jī)控制的微量泵主動(dòng)給患者注射定量藥物，從而緩解機(jī)體疼痛。目前，PCA途徑有多種，如自控靜脈鎮(zhèn)痛、自控硬膜外鎮(zhèn)痛、自控局部鎮(zhèn)痛、自控鼻內(nèi)鎮(zhèn)靜等。PCA 之所以能在臨床中廣泛應(yīng)用，是因?yàn)榫哂胁僮骱?jiǎn)單、快速起效、范圍廣等優(yōu)勢(shì)。常用的藥物有阿片類藥物、非甾體類抗炎藥物。但也有不足的地方，如配置與設(shè)定都需要技術(shù)人員操作，體積較大，有靜脈阻塞等潛在危險(xiǎn)性。隨著人工智能的發(fā)展，智能化技術(shù)逐漸用于臨床麻醉。當(dāng)前，我們對(duì)智能化自控鎮(zhèn)痛的了解較少，相關(guān)研究不多，作為非專業(yè)人員的社會(huì)大眾更是對(duì)其所知甚少，今天就讓我們來一起了解智能化自控鎮(zhèn)痛的相關(guān)知識(shí)吧。

智能化

當(dāng)前我們所說的智能化是指人工智能。醫(yī)學(xué)人工智能是伴隨著微型計(jì)算機(jī)引入中國(guó)，時(shí)間點(diǎn)在20世紀(jì)80 年代，技術(shù)特征是模仿診療過程，典型應(yīng)用集中在中醫(yī)界，杰出代表是朱文鋒教授。但發(fā)展至20 世紀(jì)90 年代中后期，由于大系統(tǒng)醫(yī)學(xué)人工智能是一門復(fù)雜的交叉學(xué)科，對(duì)人才的復(fù)合技能要求非常高，特別是數(shù)學(xué)建模技能對(duì)于一些醫(yī)學(xué)科研工作者來說很難，從而使得醫(yī)學(xué)人工智能的發(fā)展較為緩慢。

目前，人工智能技術(shù)已逐步應(yīng)用到臨床麻醉中，在自控麻醉中的應(yīng)用及研究也日益增多。人工智能可以在術(shù)前預(yù)警圍術(shù)期高危事件風(fēng)險(xiǎn)（如圍術(shù)期死亡和氣道不良事件），輔助氣道診斷/評(píng)估和圍術(shù)期輸血預(yù)測(cè)；在術(shù)中輔助超聲顯像、氣道管理和呼吸監(jiān)測(cè)，幫助實(shí)現(xiàn)麻醉的精準(zhǔn)自動(dòng)化閉環(huán)控制；在術(shù)后自動(dòng)監(jiān)測(cè)呼吸模式等。

與傳統(tǒng)的機(jī)械鎮(zhèn)痛不同，人工智能技術(shù)也影響著PCA 的發(fā)展。隨著大型臨床數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)，人工智能在麻醉醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)可以通過模擬麻醉師思維及自身的學(xué)習(xí)能力處理復(fù)雜的臨床數(shù)據(jù)，從而實(shí)施智能化麻醉。

目前用于PCA 智能化的算法，根據(jù)人工智能學(xué)習(xí)方式的不同分為監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)及強(qiáng)化學(xué)習(xí)。監(jiān)督學(xué)習(xí)就是大家所熟悉的驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)，也是在臨床中最常見的人工智能化，是人預(yù)先設(shè)定輸出道，通過算法輔助學(xué)習(xí)，從而完成期望輸出指標(biāo)。無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)則是計(jì)算機(jī)可自我識(shí)別規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接的處理，設(shè)定穩(wěn)定輸出模型。強(qiáng)化學(xué)習(xí)相對(duì)高級(jí)，是計(jì)算機(jī)不斷自我學(xué)習(xí)，得到期望值。算法相對(duì)較多，包括經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)算法、人工精神網(wǎng)絡(luò)算法、深度學(xué)習(xí)算法、模糊邏輯。

其中人工精神網(wǎng)絡(luò)算法是目前人工智能在醫(yī)學(xué)中最常用的算法。這種算法是模仿人的神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元間的聯(lián)絡(luò)，能夠用于麻醉深度監(jiān)測(cè)，預(yù)測(cè)丙泊酚（一種臨床常用麻醉藥物）在患者藥物動(dòng)力學(xué)的變化等。深度學(xué)習(xí)算法主要用于醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域，比如智能化CT 可用于診斷新型冠狀病毒肺炎。迷糊邏輯算法是模仿人腦的模糊性信息決策能力，目前在麻醉中可以用于自控硝普鈉（一種血管擴(kuò)張藥，一般用于治療急性心力衰竭）輸注速率。

智能化用于PCA

在傳統(tǒng)PCA 上，結(jié)合人工能智能就形成了新型的鎮(zhèn)痛模式，被稱為智能化PCA（AI-PCA），實(shí)現(xiàn)了術(shù)后鎮(zhèn)痛過程的動(dòng)態(tài)管理，提升了麻醉效果。簡(jiǎn)單來講，就是患者使用智能化PCA 后，不僅能保證麻醉效果，讓患者感受不到手術(shù)疼痛，還能減少麻醉藥物的攝入量，使得患者在術(shù)后快速清醒，便于術(shù)后進(jìn)行康復(fù)鍛煉。

那么在什么時(shí)候使用智能化PCA 呢？患者什么時(shí)候使用智能化PCA 取決于患者的疼痛程度。其實(shí)患者疼痛主要是一種主觀感受，在疼痛時(shí)身體的心跳、脈搏等都會(huì)有不同程度的表現(xiàn)，只有患者自己才知道傷口到底有多疼。目前判斷疼痛的主要方法是視覺模擬評(píng)分法（VAS），使用0～10 分表示，0 分表示沒有疼痛；1～3分為輕度疼痛，基本不影響睡眠；4～6分為中度疼痛，影響到了睡眠；7～10分表示重度疼痛，患者自己完全無(wú)法忍受，疼痛時(shí)完全不能入睡，在夢(mèng)中會(huì)痛醒；傳統(tǒng)PCA 的操作者只能是患者本人或監(jiān)護(hù)人員。然而，智能化PCA 完美地解決了這個(gè)問題。智能化PCA 運(yùn)用AI 智能化技術(shù)通過臨床中關(guān)于手術(shù)、疾病類型等所致的疼痛情況，智能化計(jì)算麻醉藥物使用量、輸注速度等。智能化PCA 在患者機(jī)體指標(biāo)表現(xiàn)出中度、重度疼痛后會(huì)開始自主化輸注鎮(zhèn)痛藥物。因?yàn)樗幬锲鹦切枰欢〞r(shí)間的，所以在2 次智能化給藥時(shí)會(huì)間隔一定時(shí)間，便于讓藥物發(fā)揮應(yīng)有的作用。智能化PCA 輸注間隔時(shí)間是系統(tǒng)根據(jù)藥物的達(dá)峰時(shí)間而定，如芬太尼經(jīng)靜脈給藥后，其達(dá)峰時(shí)間是216 秒；硫噴妥鈉靜脈注射后達(dá)峰時(shí)間為102 秒；一般儀器會(huì)自動(dòng)間隔2 個(gè)藥物的達(dá)峰時(shí)間自動(dòng)給藥。

智能化PCA 可能存在的問題及解答

對(duì)于使用智能化PCA 中患者關(guān)心的問題，在這里也簡(jiǎn)單地介紹一下。

智能化PCA 安全嗎

答案是肯定的，智能化PCA 非常安全。隨著AI 技術(shù)的飛速發(fā)展，人們?cè)絹碓揭蕾嚁?shù)據(jù)采集、處理和分析。AI 應(yīng)用的核心在于數(shù)據(jù)的支持，其可完全勝任大量臨床數(shù)據(jù)的收集、使用及處理工作?；诤Ａ康呐R床數(shù)據(jù)，AI 能制定符合患者實(shí)際情況的鎮(zhèn)痛方案。

智能化PCA 會(huì)影響傷口愈合嗎

智能化PCA 不會(huì)影響患者傷口愈合，相反的是正確使用智能化PCA 會(huì)促進(jìn)傷口愈合。原因是精確智能化的鎮(zhèn)痛模式會(huì)減少疼痛，改善機(jī)體應(yīng)激，便于患者下床活動(dòng)。眾所周知，下床活動(dòng)對(duì)術(shù)后康復(fù)至關(guān)重要。尤其是外科術(shù)后，如骨折術(shù)后、痔瘡術(shù)后等，患者在能承受疼痛的情況下緩慢下床活動(dòng)，可以有效預(yù)防下肢靜脈血栓及其他術(shù)后并發(fā)癥。

智能化PCA 會(huì)增加鎮(zhèn)痛不良反應(yīng)及并發(fā)癥嗎

智能化PCA 不僅不會(huì)增加鎮(zhèn)痛不良反應(yīng)及并發(fā)癥，還會(huì)減少不良反應(yīng)及并發(fā)癥。如惡心、嘔吐、低血壓、畏寒等不良反應(yīng)會(huì)顯著減少。對(duì)于智能化PCA 自身可能出現(xiàn)的問題，如系統(tǒng)能夠通過輸注管路“堵塞”報(bào)警和異常的自控鍵按壓頻率等各類報(bào)警，分析并提示相關(guān)不良事件。醫(yī)務(wù)人員應(yīng)掌握鎮(zhèn)痛過程中可能出現(xiàn)的各種不良事件，并且能夠分析原因，進(jìn)行及時(shí)有效的處理。如查房評(píng)估患者處于鎮(zhèn)靜過度狀態(tài)，應(yīng)先夾閉管路，并告知患者和家屬只準(zhǔn)許患者本人按壓鎮(zhèn)痛泵按鈕，必要時(shí)由醫(yī)生調(diào)整輸注參數(shù)。

對(duì)合并嚴(yán)重基礎(chǔ)疾病，如高血壓、糖尿病及其他代謝性疾病的患者，如果使用智能化PCA 效果更好，安全性更高。