周建文 唐 俊

全身麻醉是指由麻醉藥所致中樞神經(jīng)系統(tǒng)的暫時(shí)抑制，臨床表現(xiàn)為神志消失、全身痛覺(jué)喪失、遺忘、反射抑制和骨骼肌松弛等。全身麻醉包括鎮(zhèn)靜(意識(shí)消失)、鎮(zhèn)痛(抑制和減輕痛反應(yīng))和制動(dòng)(肌肉松弛)，故麻醉深度是鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、制動(dòng)三者綜合狀態(tài)的反映。臨床多通過(guò)監(jiān)測(cè)患者的基礎(chǔ)生命體征(心率、血壓等)來(lái)判斷麻醉深度。目前，可采用腦電雙頻指數(shù)(bispectral index,BIS)和四個(gè)成串刺激(train of four stimulation,TOF)監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)靜和肌肉松弛深度，尚無(wú)監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)痛程度的客觀特異性指標(biāo)。全身麻醉時(shí),患者意識(shí)消失，無(wú)法對(duì)鎮(zhèn)痛效果進(jìn)行主觀表達(dá)，但對(duì)傷害性刺激引起的痛反應(yīng)始終存在。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)痛反應(yīng)引起的病理生理改變來(lái)評(píng)估鎮(zhèn)痛效果。以下對(duì)全身麻醉術(shù)中痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展做一綜述。

國(guó)際疼痛研究協(xié)會(huì)將疼痛定義為伴隨實(shí)際或潛在機(jī)體組織損傷產(chǎn)生的一種不快的感覺(jué)和情緒體驗(yàn)，常被人用來(lái)指代這些損傷。由定義可見(jiàn)，疼痛是一種傷害性的感覺(jué)，包括個(gè)體的主觀體驗(yàn)。疼痛是由痛覺(jué)和痛反應(yīng)組成的一個(gè)整體，兩者緊密相連。痛覺(jué)是以意識(shí)存在為基礎(chǔ)，受感覺(jué)、專(zhuān)注程度、情緒、意識(shí)狀態(tài)和經(jīng)驗(yàn)等因素影響。因此，在麻醉狀態(tài)下很難對(duì)疼痛進(jìn)行客觀的測(cè)定。傷害性刺激作用于機(jī)體時(shí)，除了產(chǎn)生疼痛的主觀感覺(jué)外，還表現(xiàn)為不同病理生理活動(dòng)的痛反應(yīng)變化，如植物神經(jīng)功能變化影響心率的調(diào)節(jié)，外周血管張力增加造成末梢灌注的減少，神經(jīng)沖動(dòng)在大腦皮層誘發(fā)腦電的改變，交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮造成瞳孔直徑的增大。通過(guò)分析痛反應(yīng)的變化來(lái)判斷鎮(zhèn)痛深度，衍生出多個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

1 基于分析心率的監(jiān)測(cè)指標(biāo)

1.1 心率變異性(heart rate variability，HRV) HRV是指連續(xù)心搏間瞬時(shí)心率的微小漲落，是竇房結(jié)受自主神經(jīng)作用的結(jié)果。副交感神經(jīng)興奮可降低心率，其對(duì)心率的調(diào)節(jié)作用起效迅速，但持續(xù)時(shí)間短，每次只影響幾次心跳，之后心率回到心臟的固有頻率。交感神經(jīng)興奮使心率升高，對(duì)心率調(diào)節(jié)作用的起效稍慢，其調(diào)節(jié)可影響連續(xù)多次心跳。可見(jiàn)，HRV作為一種評(píng)估自主神經(jīng)系統(tǒng)的非侵入性方法[1]，可評(píng)估交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的平衡性[2]。HRV有多種分析方法，用于全身麻醉手術(shù)中鎮(zhèn)痛監(jiān)測(cè)的是頻域分析法，把連續(xù)記錄的心電圖經(jīng)快速傅里葉轉(zhuǎn)換得到以頻率為橫坐標(biāo)、功率能量為縱坐標(biāo)的心率功率譜。典型的兩個(gè)頻譜帶：①高頻帶(high frequency,HF)為0.15～0.50 Hz，反映心臟迷走神經(jīng)活動(dòng)性的變化；②低頻帶(low frequency,LF)為0.04～0.15 Hz，受交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)共同影響，其中交感神經(jīng)的影響占優(yōu)勢(shì)。臨床上可用LF/HF的比值來(lái)反映交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的平衡性[3]。有研究[4]結(jié)果表明，在HRV的應(yīng)用中，HF變化與術(shù)中痛反應(yīng)的變化相關(guān)。在臨床應(yīng)用中，由于人群的個(gè)體差異大，交感和副交感神經(jīng)的影響因素眾多，目前以HRV變化趨勢(shì)作為鎮(zhèn)痛參考，尚無(wú)法進(jìn)行定量比較，故單純依靠HRV難以滿足痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求。

1.2 鎮(zhèn)痛與傷害性刺激指數(shù)(analgesia nociception index，ANI)[5]HRV分析可較好地評(píng)價(jià)自主神經(jīng)功能，反映痛反應(yīng)的變化，但無(wú)法對(duì)痛反應(yīng)進(jìn)行量化監(jiān)測(cè)。針對(duì)這種情況，法國(guó)Lille大學(xué)研發(fā)的ANI監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)250 Hz數(shù)字心電圖檢測(cè)到心電R-R波序列，對(duì)R-R波進(jìn)行小波變換，得到R-R波序列的高頻信號(hào)曲線，通過(guò)計(jì)算AUC來(lái)評(píng)估副交感神經(jīng)張力。ANI范圍為0～100，主要反映副交感神經(jīng)系統(tǒng)的活性。ANI值越高表示鎮(zhèn)痛越充足，當(dāng)ANI數(shù)值<50時(shí)，意味著交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，通常與鎮(zhèn)痛不足有關(guān)。關(guān)于ANI的臨床應(yīng)用，最新的研究結(jié)果顯示：在全身麻醉誘導(dǎo)插管時(shí)，ANI數(shù)值與血流動(dòng)力學(xué)呈線性負(fù)相關(guān)[6]；在成人腹腔鏡膽囊切除術(shù)中，ANI可準(zhǔn)確反映傷害性刺激引起痛反應(yīng)的變化[7]；在兒童手術(shù)中，對(duì)于鎮(zhèn)痛深度的評(píng)估，ANI的指導(dǎo)意義優(yōu)于血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)[8-9]；在成人肥胖患者手術(shù)中，ANI指導(dǎo)鎮(zhèn)痛可減少阿片類(lèi)藥物的使用[10]。

2 基于分析末梢循環(huán)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)

2.1 光電容積脈搏波(photoplethysmography，PPG) PPG借助光電探頭通過(guò)檢測(cè)組織中的氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白光譜吸收值及其差異，計(jì)算出相應(yīng)組織的動(dòng)脈血波動(dòng)量[11]。通過(guò)脈搏氧飽和度儀探頭檢測(cè)到的PPG，能夠反映指端動(dòng)脈血容量波動(dòng)性變化，其形態(tài)、波幅與動(dòng)脈血壓波形相似，與指端血管張力有關(guān)，受交感神經(jīng)調(diào)節(jié)。當(dāng)交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，外周血管收縮，血流量減小，PPG波幅降低；交感神經(jīng)活動(dòng)減弱，外周血管舒張，血流量增大，PPG波幅升高[12]。因此，通過(guò)對(duì)PPG的波幅和波形進(jìn)行分析，可反映交感神經(jīng)活動(dòng)狀態(tài)，達(dá)到對(duì)痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)的目的。在臨床應(yīng)用中，PPG波形與痛反應(yīng)相關(guān)，但使用PPG對(duì)痛反應(yīng)進(jìn)行量化評(píng)估時(shí)，還需要進(jìn)一步計(jì)算分析[13]；在局部麻醉的部位進(jìn)行PPG波形記錄，可反映局部交感神經(jīng)阻斷后血管的擴(kuò)張作用，從而對(duì)局部神經(jīng)阻滯麻醉效果和阻滯持續(xù)時(shí)間進(jìn)行判斷[14]。最近的研究[15]結(jié)果表明，手術(shù)中經(jīng)鼻黏膜監(jiān)測(cè)的PPG波形與痛反應(yīng)有更好的相關(guān)性。

2.2 灌注指數(shù)(perfusion index，PI) PPG波形可反映交感神經(jīng)張力的變化，但無(wú)法對(duì)痛反應(yīng)進(jìn)行量化監(jiān)測(cè)。PI是PPG的一種分析方法，光電探頭檢測(cè)的PPG波形由兩部分組成：①搏動(dòng)性組織(變化著的小動(dòng)脈血)吸收的光量稱(chēng)搏動(dòng)性信號(hào)(alternate current，AC)，與動(dòng)脈血容量的波動(dòng)有關(guān)；②非搏動(dòng)性組織(靜脈血、肌肉和其他組織)吸收的光量稱(chēng)非搏動(dòng)性信號(hào)(direct current，DC)，常保持相對(duì)恒定，PI=AC/DC×100%[16]。鎮(zhèn)痛不足時(shí)，交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，血管收縮，導(dǎo)致AC減弱，PI值變小，故PI值越大表示鎮(zhèn)痛越充分；PI值越小表示鎮(zhèn)痛越不足。近期有關(guān)PI臨床應(yīng)用的研究結(jié)果顯示，全身麻醉插管的PI值與插管時(shí)刺激的變化相關(guān)[17]；行七氟烷靜脈-吸入復(fù)合全身麻醉的患者PI值隨著手術(shù)刺激增加而減小，當(dāng)給予足夠鎮(zhèn)痛藥物時(shí)，隨著痛反應(yīng)減弱，PI值增大[18]；對(duì)ICU中的危重患者施加傷害性刺激后，PI值與其行為疼痛量表的分值變化呈顯著相關(guān)性[19]；術(shù)后在麻醉后恢復(fù)室中的患者PI值與疼痛VAS評(píng)分呈顯著相關(guān)性[20]；對(duì)神經(jīng)阻滯緩解疼痛的效果判斷，PI具有很好的指導(dǎo)價(jià)值[21]。目前在臨床應(yīng)用中，不同個(gè)體PI值的變化波動(dòng)較大，對(duì)痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)尚未形成統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

3 同時(shí)分析心率與末梢灌注的監(jiān)測(cè)指標(biāo)

同時(shí)分析心率與末梢灌注的監(jiān)測(cè)指標(biāo)為體積描記指數(shù)(surgical pleth index，SPI)[22]。HRV和PPG均可反映交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的平衡狀態(tài)，且已被證實(shí)可反映鎮(zhèn)痛水平。2007年Huiku等[22]對(duì)60例行全憑靜脈麻醉患者的HRV與PPG的相關(guān)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，得出SPI的計(jì)算方法，SPI由美國(guó)通用(GE)麻醉機(jī)氧飽和探頭監(jiān)測(cè)得到的心臟搏動(dòng)間期和脈搏波幅計(jì)算得到，計(jì)算公式為SPI=100-(0.3×標(biāo)準(zhǔn)心臟搏動(dòng)間期+0.7×容積描記的脈搏波幅)，取值范圍為0～100。數(shù)值過(guò)高表示鎮(zhèn)痛不足。美國(guó)GE公司推薦術(shù)中SPI值應(yīng)<50。目前在臨床工作中，SPI值為20～50是普遍可接受的范圍[23]。在指導(dǎo)術(shù)中鎮(zhèn)痛藥物使用方面，一項(xiàng)meta分析[24]結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)鎮(zhèn)痛方式相比，SPI指導(dǎo)鎮(zhèn)痛可減少術(shù)中阿片類(lèi)藥物的使用量；但在一項(xiàng)腹腔鏡膽囊手術(shù)的研究[25]中，SPI指導(dǎo)鎮(zhèn)痛卻需要更多的鎮(zhèn)痛藥物。手術(shù)結(jié)束時(shí)的SPI值與術(shù)后疼痛程度無(wú)明顯相關(guān)性，不能通過(guò)手術(shù)結(jié)束時(shí)的SPI值預(yù)測(cè)患者術(shù)后疼痛程度[26]。在2～16歲的兒童手術(shù)中，SPI值與兒童年齡呈顯著負(fù)相關(guān)[27]。

4 基于分析腦電的監(jiān)測(cè)指標(biāo)

4.1 狀態(tài)熵(state entropy, SE)和反應(yīng)熵(response entropy,RE) 熵指數(shù)對(duì)麻醉深度的監(jiān)測(cè)是采集腦電圖和前額肌電圖信號(hào)，運(yùn)用特殊的運(yùn)算方式將電信號(hào)通過(guò)計(jì)算用數(shù)字表達(dá)出來(lái)[28]。以熵模型為基礎(chǔ)計(jì)算出兩個(gè)參數(shù)，分別為SE和RE。SE收集計(jì)算0.8～32 Hz電信號(hào)，信號(hào)主要來(lái)源于腦電圖，反映麻醉的鎮(zhèn)靜成分，類(lèi)似于BIS；RE收集計(jì)算0.8～47 Hz電信號(hào)，信號(hào)來(lái)源于腦電圖和前額肌電圖，可同時(shí)反映鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛[29]。SE值為0～91，RE值為0～100[30]，RE值?！軸E值，當(dāng)機(jī)體受到傷害性刺激時(shí)產(chǎn)生痛反應(yīng)，RE值增大，RE與SE的差值增大。臨床中多以RE與SE的差值評(píng)估痛反應(yīng)，當(dāng)RE與SE的差值>5～10時(shí),提示痛反應(yīng)增加，鎮(zhèn)痛深度不足。最新的臨床研究[31]結(jié)果顯示，在置入喉罩的全身麻醉中，熵指數(shù)能很好地反映痛反應(yīng)。一項(xiàng)心臟手術(shù)的研究[32]結(jié)果顯示，由于手術(shù)需要等原因?qū)е鲁Ｒ?guī)電極位置無(wú)法使用時(shí)，于眼眶下粘貼電極進(jìn)行數(shù)據(jù)采集所監(jiān)測(cè)得到的結(jié)果是可靠有效的。

4.2 鎮(zhèn)痛指數(shù) 鎮(zhèn)痛指數(shù)是由我國(guó)北京易飛華通公司研發(fā)的評(píng)估鎮(zhèn)痛深度的指標(biāo)。其基本原理為采集10 000余例不同層面的大樣本人群腦電數(shù)據(jù)，從中尋找出與鎮(zhèn)痛有關(guān)的成分，將腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行小波轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)排列后以90百分位數(shù)劃定常模值的范圍，再用常模值評(píng)估患者的狀態(tài)[33]。鎮(zhèn)痛指數(shù)量程為0～100,是采用小波算法提取腦電中與傳遞疼痛信號(hào)相關(guān)的高頻波段(γ波段，40～100 Hz)、低頻波段(α波段和β波段，8～30 Hz)中規(guī)律重復(fù)變化的數(shù)據(jù)[34]，計(jì)算出大腦對(duì)疼痛刺激耐受程度的參數(shù)。目前研發(fā)人員推薦行全身麻醉手術(shù)的患者術(shù)中維持鎮(zhèn)痛指數(shù)值為40～60，鎮(zhèn)痛指數(shù)數(shù)值越高，表示痛反應(yīng)越強(qiáng)烈。目前已有研究[35]結(jié)果表明，在丙泊酚聯(lián)合瑞芬太尼的全身麻醉手術(shù)中，鎮(zhèn)痛指數(shù)能夠監(jiān)測(cè)痛反應(yīng)的變化，其變化趨勢(shì)與傷害性刺激過(guò)程一致。

4.3 痛覺(jué)誘發(fā)電位(pain-related evoked potential，PREP) PREP是由傷害性刺激作用于人體產(chǎn)生疼痛，由痛覺(jué)引發(fā)的腦誘發(fā)電位。臨床研究常用的刺激技術(shù)有電刺激、激光刺激、化學(xué)性刺激，由于化學(xué)性刺激持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，目前大多采用電刺激或激光刺激；電刺激在產(chǎn)生痛覺(jué)時(shí)，同時(shí)會(huì)激活非痛覺(jué)神經(jīng)Aβ纖維，傷害感受特異性較差，故可采用皮內(nèi)電刺激法以獲得更加可信的疼痛信號(hào)；激光刺激誘發(fā)電位能夠特異性激活傷害性感受器，是較理想的疼痛刺激技術(shù)[36]。由于電刺激疼痛技術(shù)和激光刺激技術(shù)都需要特殊的裝置，限制了PREP在臨床中的應(yīng)用。疼痛引發(fā)腦電圖變化，對(duì)采集的腦電圖進(jìn)行分析計(jì)算后獲得由疼痛刺激誘發(fā)的電位波形，通過(guò)波形變化對(duì)疼痛進(jìn)行監(jiān)測(cè)。研究[37]結(jié)果表明，作為評(píng)價(jià)痛覺(jué)系統(tǒng)的工具，在正常健康的成年人中，PREP波幅與疼痛VAS評(píng)分間存在顯著相關(guān)性。PREP目前仍處于標(biāo)準(zhǔn)化刺激的研究使用階段，尚不能準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)術(shù)中傷害性刺激引起的痛反應(yīng)。

5 基于分析瞳孔的監(jiān)測(cè)指標(biāo)

基于分析瞳孔的監(jiān)測(cè)指標(biāo)為瞳孔疼痛指數(shù)(pupillary pain index，PPI)，通過(guò)瞳孔直徑的變化和瞳孔對(duì)光反射的不穩(wěn)定性評(píng)估痛反應(yīng)[38]。PPI是通過(guò)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)瞳孔直徑，同時(shí)將100 Hz的電刺激作用于前臂，調(diào)整電流由10～60 mA逐漸增大，直至瞳孔直徑增幅超過(guò)基準(zhǔn)值的13%，然后把記錄到的電流值進(jìn)行量化后，得到數(shù)值1～9，PPI值越大表示痛反應(yīng)越強(qiáng)烈，當(dāng)PPI值>4時(shí)表示鎮(zhèn)痛不足[39]。一項(xiàng)對(duì)丙泊酚靜脈麻醉的研究[40]發(fā)現(xiàn)，在血壓和心率尚未發(fā)生改變時(shí)，PPI可監(jiān)測(cè)到由傷害性刺激引起的痛反應(yīng)。PPI還可用來(lái)評(píng)估鎮(zhèn)靜狀態(tài)下危重患者的痛反應(yīng)[41]。然而，麻醉狀態(tài)下瞳孔直徑的變化不僅與痛反應(yīng)相關(guān)，丙泊酚的使用對(duì)其亦有影響[42]；阿片類(lèi)藥物本身的縮瞳作用，會(huì)影響PPI的監(jiān)測(cè)。

6 總 結(jié)

對(duì)全身麻醉手術(shù)患者痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)是較新的研究領(lǐng)域，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)臨床麻醉的要求必然會(huì)進(jìn)一步提高，精準(zhǔn)鎮(zhèn)痛的實(shí)現(xiàn)需要成熟可靠的痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在一定條件下，現(xiàn)有的痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)與痛反應(yīng)變化的相關(guān)性，使其有望能比血壓、心率更好地指導(dǎo)鎮(zhèn)痛，但對(duì)于各個(gè)痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的研究總體上尚未形成定論。由于采集和分析方法存在局限性，以下問(wèn)題亟待解決：對(duì)不同類(lèi)型傷害性刺激的敏感度是否相同，不同手術(shù)部位的痛反應(yīng)測(cè)量是否一致，患者個(gè)體差異(年齡、血管硬化、神經(jīng)功能異常等)對(duì)監(jiān)測(cè)的影響程度，血管活性藥物對(duì)測(cè)量的影響。

綜上所述，目前對(duì)于全身麻醉術(shù)中痛反應(yīng)的監(jiān)測(cè)，在一定條件下，一部分可以實(shí)現(xiàn)，理想的痛反應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)尚需進(jìn)一步探索。