tci技术及临床应用

TCI技术及临床应用 TCI 技术及临床应用 什么是 TCI？ 什么是 TCI？靶 Target Controlled Infusion(TCI)，即靶控输注， 控输注， ，即靶控输注是 一种输注系统， 是一种输注系统，以药代动力学和药效动力学为 基础，容许 麻醉医生按不同需要选择所要求的靶 基础，容许麻醉医生按不同需要选择所要 求的靶 血药浓度， 通过调整靶浓度来控制麻醉的深浅, 血药浓度，并通过调 整靶浓度来控制麻醉的深浅, 调整靶浓度来控制麻醉的深浅 以满足临床麻醉的 一种静脉给药输注系统。 以满足临床麻醉的一种静脉给药输注系统。 TCI 需 要什么参数？ TCI 需要什么参数？ 需要什么参数 What does TCI involve? Microprocessor (= computer) manages the infusion pump Instead of calculating doses in mg/kg/h . the anaesthetist enters: Body weight of the patient Age of the patient Required blood concentration of drug (= target blood concentration in ?g/ml) TCI硬件和软件 TCI 硬 件和软件 Key components of any TCI system Basic software and hardware Pharmacokinetics a validated model with specific parameters for drug Algorithm(s) to control infusion rate “Control unit” i.e. software and microprocessors for above Infusion pump “Communication” system between “control unit” and infusion pump User interface for input of patient data and target blood concentration TCI应用注意事项 TCI 应用注意事项 TCI 只是协助麻醉医师维 持满意麻醉深度 只是协助麻醉医师维持满意麻醉深度 的一个非常有用的工具， 不能完全靠 TCI 的一个非常有用的工具，不能完全靠 进行麻醉， 进行麻醉， 麻醉深度的调节还得依靠麻 醉医师 TCI 与 TCI 与 TIVA TCI自动调整血药浓度 自动调整血药浓度 TIVA 手动调整 手动调整 为什么选择 TCI？ 为什么选择 TCI？吸入麻醉药物为 7或 11房室模型，使麻醉诱 吸入麻醉药物为 7 11房室 模型， 房室模型 导和苏醒时间难以预测；而静脉麻醉药物 导和苏醒时间难以 预测； 如丙泊酚为典型的 3房室模型，t1/2 明确， 如丙泊酚为典型的 3房室 模型， 明确， 麻醉诱导和苏醒时间可较准确的估计 TCI 由微量泵自动给药， 减轻了麻醉医师的 由微量泵自动给药， 由微量泵自动给药 劳动强度 选择 TCI的一个重要原因在于什么是理想的 选择 的一个重要原因在于什么是理想 的 麻醉药物 静脉麻醉 呼吸道刺激作用 设备要求 可控性 环境污染 无 简单 好 无污染 吸入麻醉 有 需要特殊挥发罐 与血/ 与血/气分配系 数有关 手术 室环境及大 气污染 什么是理想的麻醉药？ 什么是理想的麻醉药？ 1.起效迅 速、作用安全，要求一个臂 1.起效迅速、作用安全，要求一个臂脑循环时 起效迅速 间就能起效, 与其他药物无相互作用， 间就能起效, 与其他药物无 相互作用，且对注 射部位无损害 2.对重要生理机能及保护性反射干扰较小 2. 对重要生理机能及保护性反射干扰较小 3.应具备镇痛效应 3.应具备镇痛效应 4.应具备肌肉松弛特性 4.应具备肌肉松弛特性 5.使用中安全可靠 闲置时无污 染、无燃烧、 使用中安全可靠， 5.使用中安全可靠，闲置时无污染、无燃烧、 无 爆炸，对人体无过敏性、不致吐、 爆炸，对人体无过敏性、不致吐、无心 律不齐 及颅内压增高等副作用 6.舒适的清醒过程及迅速完全的恢复， 6.舒适 的清醒过程及迅速完全的恢复，代 舒适的清醒过程及迅速完全的恢复 谢产物 中性化及迅速排泄等 目前尚无一种麻醉药物是理想的麻醉药 但丙泊酚最接近， 物，但丙泊酚最接近，尤其是在合用短 效阿片类药物如瑞米芬太尼的情况下 丙泊酚接近理想麻醉药丙泊酚符合理想麻醉药要求的第 1 丙泊酚符合理想麻醉 药要求的第 1、2、4 和 6条，如果如瑞米芬太尼合用则符合第 3 条 吸入麻醉 药物除符合第 3 条外， 吸入麻醉药物除符合第 3和 4条外，不符 合其他条 因此，只有丙泊酚适合用 TCI TCI而非吸入麻 因此，只有丙泊酚适合用 TCI而 非吸入麻 醉药 TCI 有什么优点 TCI 有什么优点？ 有什么优点？方便使用： 方便使用： 操作简便 易于控制麻醉深度 显示血药浓度 补偿输注 免除用量计 算 从诱导至苏醒连续输注 麻醉维持: 麻醉维持: 麻醉深度控制佳 麻醉平稳 心血管和呼吸参数易于控制 诱导效果可用于估计维持效果 丙泊酚丙泊酚-三房 室模型 Pharmacokinetic properties of Diprivan (propofol) Open, three-compartment model keo Drug equilibrates between and within compartments Second compartment 2 k12 Effect compartment k1e Central compartment 1 V1 k10 Elimination k13 Intravenous infusion Third compartment 3 k21 k31 TCI的基本药代动力学 TCI 的基本药代动力学 血药浓 度药量 容量 药量 血药浓度 血药浓度 容量 清除 Plasma Clearing Organ Clearance = Flow of plasma completely cleared of drug 半衰期半 衰期为药物浓度降低 50%所需要的时间 半衰期为药物浓度降低 50%所需要的时 间 50% Volume Clearance 丙泊酚药代学特点 Pharmacokinetic parameters for Diprivan (propofol) Incorporated in Diprifusor TCI Software* V1 Volume of central compartment k 10 Elimination rate constant from the central compartment 228 ml kg 1 0.119 min 1 k e0 Elimination rate constant from the 0.26 min 1 effect compartment Intercompartmental distribution rate constants k 12 k 21 k 13 k 31 *? University of Glasgow 0.114 min 1 0.055 min 1 0.0419 min 1 0.0033 min 1 丙泊酚临床应用诱导质量 平稳、快速、 平稳、快速、可靠 维持质量 平稳、易于控制麻醉深度、 平稳、易于控制麻醉深度、血流动 力学 稳定 苏醒质量 快速、 快速、完善 苏醒期质量苏醒早期 快速、 快速、时间 可预测 苏醒中期 意识恢复快且完善、 意识恢复快且完善、出院早 苏醒晚期 完全恢复至术活动前水平、极少 PONV 完全恢复至术活动前水平、极少 PONV 并 发症少 Low frequency of adverse events with Diprivan USA survey of 25,000 patients Pain on injection Nausea and/or vomiting Excitement Hypotension Bradycardia Pain Hypertension 0.4 0.3 0.3 1.3 1.1 1.9 5.2 Total with report of adverse event 2% 4% 6% Percentage of patients n = 25,891 8% 10% 10.8% 12% Continued . McLeskey CH et al. 1993 Low frequency of adverse events with Diprivan USA survey of 25,000 patients continuation Rash Confusion Coughing Somnolence Light or delayed anaesthesia Tachycardia Laryngismus Total with report of adverse event 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 10.8% 2% 4% 6% Percentage of patients n = 25,891 8% 10% 12% McLeskey CH et al. 1993 靶控浓度和 诱导时间 Target concentration and induction tim e Guidance based on results of Diprifusor TCI clinical trial program m e Titrate against the response of the patient in order to achieve the depth of anaesthesia required In adults (under 55 years of age) usually 4 to 8 ?g/m l In prem edicated patients initial target 4 ? g/m l In unprem edicated patients initial target 6 ? g/m l Induction tim e with these targets is generally within the range of 60 to 120 seconds A lower initial target should be used in patients: over the age of about 55 years ASA grades III or IV Consult full, local prescribing inform ation TCI诱导质量 TCI 诱导质量 Quality of induction with Diprifusor TCI UK study of mainly ASA grade I or II patients Percentage of patients Diprifusor TCI Poor 2.5% Manual control Poor 5.0% Adequate 22.8% Good 74.7% Adequate 22.5% Good 72.5% n = 79 n = 80 The initial infusion rate was higher with Diprifusor? TCI (1,200 ml/h) than with manual control (600 ml/h). The mean dose of Diprivan? administered at the time of insertion of the laryngeal mask air way was significantly higher (p 0.05) with Diprifusor? TCI (201 mg) than with manual control (160 mg) Hutton P et al. 1995 TCI维持质量 TCI 维持质量 Quality of maintenance with Diprifusor TCI UK study of mainly ASA grade I or II patients Percentage of patients (assessed by observer) Diprifusor TCI Poor 0% Adequate 22.4% Manual control Poor 3.8% Adequate 27.5% Good 68.7% Good 77.6% n = 76 n = 80 The initial infusion rate was higher with Diprifusor? TCI (1,200 ml/h) than with manual control (600 ml/h). The mean dose of Diprivan? administered at the time of insertion of the laryngeal mask air way was significantly higher (p 0.05) with Diprifusor? TCI (201 mg) than with manual control (160 mg) Hutton P et al. 1995 切皮体动 Movement in response to initial surgical incision UK study of mainly ASA grade I or II patients NS p = 0.19 30% Percentage of patients 28.8% 20% 19.7% 10% Manual control n = 80 Diprifusor TCI n = 76 The mean overall infusion rate during maintenance was significantly greater (p = 0.001) in the Diprifusor TCI group (13.2 mg/kg/h) than in the manual control group (8.2 mg/kg/h) Russell D et al. 1995 术中知晓 Movement during the remainder of maintenance period Excluding initial surgical incision in UK study p = 0.02 30% Percentage of patients 26.2% 20% 10% 11.8% Manual control n = 80 Diprifusor TCI n = 76 The mean overall infusion rate during maintenance was significantly greater (p = 0.001) in the Diprifusor TCI group (13.2 mg/kg/h) than in the manual control group (8.2 mg/kg/h) Russell D et al. 1995 “Diprifusor”TCI的操作步骤 Diprifusor”TCI 的操作步骤装入得普利麻预 冲注射器 PFS Bolus 或 Purge方式将得普利麻充入输注管道 Bolus 或 Purge方 式将得普利麻充入输注管道 Diprifusor”TCI TCI 模式 选择输注泵处于 “Diprifusor TCI模式 检查识别的得普利麻浓度 输入病人资料和初始血液靶 浓度 开始输注 靶控浓度 Maintenance target concentrations Overall results from Diprifusor TCI clinical trial programme Patient type Mean maintenance target concentration Healthy adult patients (ASA I or II) 3.5 to 5.3 ?g/ml Cardiac patients (ASA II, III or IV) 2.8 to 3.4 ?g/ml Age over 55 years 3.5 ?g/ml 输入病人参数的范围 ? ? ? 年龄： 16-100岁 年龄：16-100 岁 体重：30-150 公斤 体重：30-150 公斤 药物靶浓 度：0.1 药物靶浓度：0.1-15g/ml 靶浓度如超过 10g/ml 10g/ml， 靶浓 度如超过 10g/ml， 需经确认后才有效 TCITCI-欧洲研究结论 Diprifusor TCI: conclusions European multicentre study Diprifusor TCI was easily learnt and well accepted by anaesthetists For anaesthesia with Diprivan, the clinical profiles of Diprifusor TCI and manual control are very similar Overall user preference: of the two techniques, Diprifusor TCI was preferred by most anaesthetists (93%) and they found it easier to use (89%). Servin FS, 1998 TIVA中得普利麻临床使用方法 TIVA 中得普利麻 临床使用方法 1010-8-6 方案： 方案： 1 2 3 4 推注负荷剂量: 推注负荷剂 量: 1mg/kg 马上开始持续输注 10mg/kg/h 马上开始持续输注 10mg/kg/h 10min 后减为 10min 后减为 8mg/kg/h 20min 后减为 20min 后减为 6mg/kg/h 此方案 可维持靶浓度于 3g/ml 此方案可维持靶浓度于 3g/ml TCI-丙泊酚 TCI- 丙泊酚瑞芬由于丙泊酚无镇痛作用，在临床 由于丙泊酚无镇痛作用，在临床 TCI中应 中应 合用瑞米芬太尼。 合用瑞米芬太尼。首先看看二者的药代 动 力学特点 瑞芬 ? 阿片类 ? 纯 m 受体激动剂，与 k、s 和 d 受体结合少 受体 激动剂， ? 脂类药物，类似于: 脂类药物，类似于: ? succinylcholine ? esmolol ? 瑞芬由血液和组织(尤其是肠道)中非特异性脂 瑞芬由血液和组织 (尤其是肠道) 酶降解 ? 瑞芬主要在组织中降解 瑞芬代谢消除极快 ? 不受下 列因素影响: 不受下列因素影响: ? 肝脏疾病 ? 肾脏疾病 ? 假性胆碱脂酶缺 乏 ? 应用新斯的明 ? 婴幼儿 ? 在老年患者中代谢轻度减慢 瑞芬与其他阿片 药代谢 Percent of peak plasma opioid concentration 100 10 fentanyl 1 sufentanil alfentanil remifentanil 0.1 0 120 240 360 480 600 Minutes since bolus injection 瑞芬对 EEG的影响 瑞芬对 EEG的影响 清醒时 EEG 清 醒时 EEG Power (?V2) ( 60 40 20 0 -20 -40 -60 0 1 2 3 4 5 ? Power 2 7.2 ?V 7 6 5 4 3 2 1 0 0 EEG (?V) ( Total Power = 45.3? V2 Ratio = 1.3 Time (sec) 5 Median Frequency 7.4 Hz 10 15 20 Spectral Edge 21.8 Hz 25 30 Frequency (Hz) 阿片类对 EEG的影响 阿片类对 EEG的影响 Power (?V2) 60 40 20 0 -20 -40 -60 0 1 2 3 4 5 EEG (?V) Time (sec) 60 50 40 30 20 10 0 Median Spectral Frequency Edge 6.1 Hz 1.7 Hz ?Power 347.6 ?V2 Total Power = 392.3mV2 Ratio = 10.5 0 5 10 15 20 25 30 Frequency (Hz) 芬太尼对 EEG的影响 芬太尼对 EEG的影响 30 Arterial Level 20 0 5 EEG 10 Spectral Edge (Hz) Spectral Edge (Hz) Fentanyl (ng/ml) 10 15 Infusion 20 15 20 25 0 0 5 10 Time (min) 阿芬 太尼对 EEG的影响 阿芬太尼对 EEG的影响 1500 Arterial Level Alfentanil (ng/ml) 1000 EEG 0 5 Spectral Edge (Hz) Spectral Edge (Hz) 10 15 500 20 Infusion 25 10 15 20 25 0 0 5 Time (min) 瑞芬对 EEG的影响 瑞芬对 EEG的影响 三房室 三房室效应室模型 Drug Administration I V2 Rapidly Equilibrating Compartment k 12 k 21 V1 Central Compartment k 1e k 10 k 13 k 31 V3 Slowly Equilibrating Compartment Effect Site k e0 Ve 阿片类峰值效应 Percent of peak effect site opioid concentration 80 fentanyl 60 40 alfentanil 20 remifentanil 0 0 2 4 6 8 10 Minutes since bolus injection 阿片类效应室消除曲线 Minutes required 120 90 60 30 0 0 120 fentanyl alfentanil sufentanil remifentanil 240 360 480 600 Minutes since beginning of infusion 丙泊酚药效学和药代学 丙泊酚效 应室清除曲线 Minutes for a 50% decrease fentanyl thio pen tal 120 90 60 30 0 0 120 90 alfentanil anil ufent s am zol ida m 60 30 propofol remifentanil 0 120 240 360 480 600 0 120 240 360 480 600 Minutes since beginning of infusion 年龄因素 Propofol ( ?g/ml) 5 4 3 2 1 0 Infusion 25 years old 50 years old 75 years old 60 120 180 240 Time in minutes 300 360 Schnider et al, Anesthesiology 88:1170-1182, 1998 老年人对丙泊酚敏感度 1.0 0.8 Unconscious 75 50 25 Probability 0.6 0.4 0.2 0.0 0 2 4 Conscious 6 8 Plasma propofol concentration (?g/ml) Dose as fraction of dose in a 20 year old 100 50 20 40 60 70 80 90 丙 泊酚诱导剂量 Age 60 80 维持麻醉剂量 350 Infusion rate (?g/kg/min) 300 250 200 150 100 0 10 20 30 40 Time in minutes 50 60 25 years old 50 years old 75 years old Based on data in Schnider et al, Anesthesiology 88:1170-1182, 1998 瑞芬与年龄 V1 (liters) Clearance (l/min) ? V1 decreases about 20% from age 20 to 80 ? Common finding 15 10 5 0 5 4 3 2 1 0 20 40 60 80 100 for anesthetic drugs ? Clearance decreases about 30% from age 20 to 80 ? Mechanism unknown Age (years) 瑞芬 C 瑞芬 C50与年龄 ? C50 is a measure of brain sensitivity ? Decreased C50 means increased sensitivity ? Decreased C50 with age also reported for: ? fentanyl ? alfentanil ? sufentanil 30 C50 (ng/ml) 20 10 0 20 40 60 80 100 Age (years) TCI装置 TCI 装置 最早的装置 美国最早装置-CACI 系统 美国最早装置-CACI 系统 STANPUMP TCI 平台 Rugloop 平台 进展早期 TCI以血浆浓度为靶控目标，现在越来越 以血浆 浓度为靶控目标， 早期 以血浆浓度为靶控目标 多的研究和临床以效应室浓度 为靶控目标 闭环 TCI。即可消除个体差异的 TCI技术尚处于 。即可消除个体 差异的 闭环 技术尚处于 研究阶段， 研究阶段，尚未成功 协同作用问题 个 体差异， 个体差异，爆发性疼痛 TCI 适用范围 TCI 适用范围 TCI 几乎适用于 所有的患者 几乎适用于所有的患者 尽管丙泊酚说明书中指出丙泊酚不适用 于 3岁以下的患儿，但大量研究发现 7天 岁以下的患儿，但大量研究发现 7 以上的患儿使用丙泊酚是安全的。 以上的患儿使用丙泊酚是安全的。FDA 批准 丙泊酚可用于 3个月以上患儿 批准丙泊酚可用于 3 TCI在各科的应用 TCI 在 各科的应用由于 TCI适用范围广，几乎适用于所有患 适用范围广， 由于 适用 范围广 者，以下主要就 TCI在某些特殊病种中的 以下主要就 在某些特殊病种 中的 应用进行说明 耳鼻咽喉科耳鼻咽喉科手术为血性分泌物易流入气 麻醉苏 醒期易引起误吸。 管，麻醉苏醒期易引起误吸。TCI 由于苏 由于苏 醒快且完 善， 醒快且完善，最大限度的减少了误吸的 危险 OSA 患者术后易出现呼吸道 阻塞，TCI 患者术后易出现呼吸道阻塞， 患者术后易出现呼吸道阻塞 技术可 使患者苏醒完善， 技术可使患者苏醒完善，从