《TCI的临床应用》PPT课件

1、 所有麻醉用药（包括镇静 催眠药、麻醉镇痛药、肌肉松弛药）均经 静脉给药的麻醉方法称为全凭静脉麻醉 。 诱导迅速 对呼吸道无刺激性，患者舒适 操作比较简单 不造成手术室内的空气污染 复苏后很少有恶心呕吐、躁动等副作用。 可控性差，麻醉效应的消除依赖于肝肾功 能和机体内环境。 单种药物无法达到理想麻醉状态，需采取 复合给药。药物之间的相互作用可引起药 效学和药动学发生变化。 存在与剂量相关的呼吸、循环抑制作用。 静脉麻醉已有100多年历史 根据量-效关系及经验调节药物用量 1930s巴比妥静脉麻醉 1960s药代动力学模型用于指导静脉输 注方案的制定 1986异丙酚用于临床，经验用量 612mg

2、/kg/h 单次静脉注射 重复静脉注射 持续静脉输注 按一定量和速度以微量泵静脉持续输入 靶浓度控制静脉输注（TCI） 效应室浓度血浆浓度 不能维持麻醉药的有效浓度；重复给药血药浓度波动大； 药物的血浆浓度与效应室浓度不能达到满意的平衡状态 0 2 4 6 8 10 12 14 020406080100120140 时间时间(min) 浓度浓度(ug/ml) 0 2 4 6 8 10 020406080100120140 时间时间(min) 浓度（浓度（ug/ml） 一、概念一、概念 二、理论基础二、理论基础 三、三、 TCI 系统的组成和分类系统的组成和分类 四、四、 TCI 系统性能的评价

3、系统性能的评价 五、五、 TCI 系统的临床应用系统的临床应用 是以药动学和药效学原理为基础，以血浆或 效应室的药物浓度为指标，由计算机控制给 药输注速率的变化，达到按临床需要调节麻 醉、镇静、镇痛深度的目的。 靶控输注靶控输注（Target Controlled Infusion，TCI） 计算机辅助全凭静脉麻醉（Computer Assisted Total Intravenous Anesthesia, CATIA） 计算机控制静脉麻醉药滴注（Titration of Intravenous Agents by Computer，TIAC） 计算机辅助连续输注（Computer Assi

4、sted Continuous Infusion, CACI） 计算机控制输注泵(Computer Controlled Infusion Pump, CCIP） 0 2 4 6 8 10 12 14 020406080100120140160180 时间( m in) 浓度( u g/ml) 维持恒定的血浆浓度 随意调节 保持血浆浓度和效应室浓度的平衡 治疗窗 基本出发点 使静脉麻醉深浅的调节能像吸入麻醉利用 标准挥发罐调节那样简单 药物经静脉注射进入血液，就会自血管向 组织间液扩散，扩散范围的大小（容积） 就是房室概念。如果扩散的容积只有1 个， 称之为一室模型，如果扩散的容积是2个， 称

5、之为二室模型，以此类推有三室、多室 模型等。 临床常用的静脉麻醉药多为三室药代动力 学模型。中央室代表血或血浆中央室代表血或血浆，外周室1 代表血液充盈多的组织，外周室2代表血液 充盈少的组织，作用部位（中枢）为效应作用部位（中枢）为效应 室。室。 K12、K21、K13、K31 是房室间分布速率常数，描述了单位 时间内药物在房室间交换的部分。K10是从中央室的消除 速率常数，K1e是中央室药物进入效应室的速率常数 单次注药后三室模型的血浆浓度变化单次注药后三室模型的血浆浓度变化 在快速分布相，药物从中央室（V1）向快速周边室（V2）、慢速周边室(V3)和体外转运。 在慢速分布相，药物从V2向

6、V1，以及从V1向V3和体外转运。在终末相，药物从V2和V3向 V1转运，从V1排出 return 药物入血后不是立即发生作用，需等待药物达到 靶部位，如受体、离子通道或酶等，发挥出生物 效应。药物进入的这个空间（部位）称为效应室。 效应室对研究血药浓度与药物效应关系十分重要。 效应室的药物浓度是无法测定的，通过观测血浆 药物浓度与生物效应（效应监测意识、肌松、 脑电BIS等）的关系，计算出效应室药物浓度的理 论值。 Keo ：为效应室药物消除速率常数，即药物从效 应室由转运和代谢等方式消除的速率。 Keo是影是影 响药物在效应室和中央室之间平衡的主要因素。响药物在效应室和中央室之间平衡的主要

7、因素。 Keo越大的药物在血浆和效应室之间发生平衡的速 度越快，药物起效越快，反之亦然。 t1/2Keo ：是指血浆和效应部位药物浓度发生平衡是指血浆和效应部位药物浓度发生平衡 达达50所需的时间所需的时间， t1/2Keo eo 。即描述药物自 血浆到效应室或自效应室消除50%的时间常数。 Keo小、 t1/2Keo大的药物在效应室达峰浓度的时间 长，表示最大效应出现的时间滞后明显。 指持续静脉输注持续静脉输注某种药物一定时间一定时间停药后， 血浆或效应部位药物浓度降低50所需的 时间。 它是与输注时间相关的半衰期，反映了持 续输注时间与药物消除之间的关系。比消 除半衰期更能准确的预计静脉麻

8、醉后的恢 复时间。 TCI 系统分硬件和软件两大部分。 硬件：包括输注泵、控制输注泵转运的微 机以及当微机发生错误时关闭系统的安全 机制。 软件：包括药动学模型以及与药物输注有 关的特殊参数。 靶控输注技术的发展有赖于计算机技术的 成熟与改进，相关的应用软件的开发，以 及短效、超短效麻醉药的发明与使用。 目前临床上可以见到另一种整合式TCI系统， 它有几个优点：结构紧凑、使用方便、是 目前唯一得到有关管理机构批准的系统。 目前商业化的只有1996年由Kenny等设计 的Diprifusor系统。 * Contact manufacturer for details and availabili

9、ty 商业化的输注系统 Graseby 3500 ALARIS IVAC TIVA TCI Graseby 3500泵泵 ALARIS IVAC TIVA TCI泵泵 从生物工程学生物工程学的角度来看, TCI 可分为开环与闭环开环与闭环2 种。 1）开环）开环TCI系统系统：无反馈装置,由麻醉医师根据临床需要 设定目标浓度,麻醉维持中根据情况进行调节。 2）闭环）闭环TCI系统系统：是指通过一定反馈信号自动调节的给 药系统,其基本组成部分: 镇静、镇痛或肌松监测系统; 测量药物效应的控制参数; 参数的设定点(由麻醉医生 设置);输注泵; 控制输注泵工作的微机。 通过闭环反馈，实现临床麻醉的自

10、动化，是麻醉 医生多年来的梦想。早在50年代，即有人设想出 理想麻醉医生的模样，他坐在电脑控制台前，通 过屏幕观察病人的状态，通过各种手柄、按钮、 开关来调节麻醉和病人的生理状况。 但由于同时监测镇静、镇痛和肌松、应激反应的 设备缺乏, 监测麻醉深度的指标还不完善,闭环系 统用于麻醉给药控制仍受限制。 根据作用部位可分为: 1)血浆浓度为目标的TCI系统 2)效应室为目标的TCI系统 计算机预期浓度和实际浓度的一致性程度反映TCI 系统的效能。 实测浓度和预期浓度的误差可以用执行误差（执行误差（PE） 的百分数（的百分数（PE）表示。 执行误差PE（实测值预期值）/预测值100。 采用偏离性（

11、偏离性（bias）、精确度（）、精确度（precision）和摆）和摆 动度（动度（wobble）等对TCI系统的效能进行评价。 偏离性（MDPE）：执行误差的中位数执行误差的中位数，MDPEi medianPEij，j=1.,ni ,代表系统偏离预期浓度的误差。 精确度（MDAPE）：执行误差绝对值的中位数执行误差绝对值的中位数， MDAPEimedian|PEij|，j=1.,ni，是所有实测浓度与 预计浓度的误差。 摆动性（wobble）：用MDADPE（中位绝对偏差值中位绝对偏差值）表 示，WimedianPEij-MDAPEi，j=1.,ni，该参数衡 量误差的变异程度，即代表执行误

12、差的易变性。 一般认为MDPE1020，MDAPE20%40%可安 全应用于临床。 系统硬件 系统软件 药物的相互作用 血药浓度的检测 其他：年龄、手术因素（时间，输液量， 出血量等） 系统硬件：主要指输液泵的准确性系统硬件：主要指输液泵的准确性。目前临床上 大多数输液泵的机电化设计已经比较完善，并且 有多种报警功能如意外阻塞、出现气泡或液体输 完。它们的时间输出误差率为3%5%，对TCI 所要求改变速率的频率（如每隔1015秒改变一 次，有的甚至5秒改变一次）均能保证输出容量的 准确性；因此来源于系统硬件的误差率很小。 系统软件：主要指内嵌的药代动力学模 型数学化的精度，是影响TCI系统准确

13、性 的最主要因素最主要因素。药代动力学参数来自群 体，和个体间存在差异，预测血药浓度 与实测血药浓度间存在差异。 麻醉的控制 麻醉深度的良好控制 改善了对循环，呼吸功能的影响 诱导期的反应可作为预设麻醉维持的参 考，比手控更精确 使用方便 操作简单 能持续显示所计算的血药浓度 对中断输注有补偿作用 避免了对输注速率的复杂计算 临床麻醉 自控镇静 闭环控制输注 ICU 镇静 异丙酚：异丙酚：由于其线性的量- 效关系、T1 / 2keo短、即时输注半衰期短的特点，使其 可控性强、起效快、苏醒快，适合运用于 TCI 技术。单独使用异丙酚TCI 或复合镇痛 药用于各种手术、门诊的短小手术、内镜 检查、

14、牙科、眼科、硬膜外麻醉下多种手 术病人镇静等已经得到临床广泛应用。 咪达唑仑有消除半衰期短、顺行性遗忘等优点。咪达唑仑有消除半衰期短、顺行性遗忘等优点。 赵艳等将咪达唑仑TCI 系统用于椎管内麻醉下手 术病人术中镇静。并对该系统临床效能进行评价。 研究结果提示该系统的执行误差中位数（MDPE） 为7.9%11.0%，执行误差绝对值中位数 （MDAPE）为20%。该系统所预计的咪达唑仑血 药浓度与实测血药浓度的偏差在临床可接受范围 内，证明咪达唑仑TCI系统可安全有效地用于椎管 内麻醉时病人的镇静。 依托咪酯依托咪酯：蒋奕红等将靶控输注依托咪酯用于硬 膜外麻醉病人镇静，设定依托咪酯效应室浓度分

15、别为、0.6 mg/L，结果显示椎管内麻醉时运 用靶控输注依托咪酯，开始效应室浓度设为0.6 mg/L 为宜，术中根据病人情况及时调整效应室靶 控浓度在0.4 mg/L 左右，以获得满意的镇静状态 与清醒时间。 不同镇静药物的TCI，扩大TCI 技术在临床上的使 用。 Gillham 等将TCI 技术和病人自控镇静技术结合起来应用 于做逆行性胰胆管造影检查的患者。在该实验中异丙酚 TCI 的血药靶控浓度开始为1 g/mL，病人在1 s 中内按压 2 次可增加0.2 g/mL，最大允许血药靶控浓度为3 g/mL。 研究发现血药靶控浓度在2.6 g/mL 时镇静效果满意。 有1 /5 的患者镇静过

16、度，但在操作结束后5 min 内意识恢 复。 Rodrigo 等将TCI 技术和病人自控镇静技术结合起来应用 于局麻下行小型牙科手术。异丙酚平均血药浓度2 g/mL 得到最佳镇静效果。 这种病人自控镇静并不能够保证对所有病人提供镇静，故 麻醉医生仍须仔细观察以确保病人安全。 TCI 方式因存在病人个体差异较大而影响其 精密性。因此，为了使个体达到适宜的镇 静程度，现在发展成为能反应个体信息的 监测指标即效应信息对TCI 系统进行调控的 反馈TCI，即形成所谓的闭合环路（close- loop）。 Barr 等在30 名内科及外科ICU 病人中行靶控输注异丙酚镇静。维持 Ramsay 评分为25

17、 分，测量血浆异丙酚浓度和镇静评分。维持病人 Ramsay 镇静评分为2、3、4、5 的血药浓度分别是、1.0 和2.0 g/mL，异丙酚维持轻度镇静（Ramsay 镇静评分为32）24 h、72 h、7 d、14 d 的复苏时间分别为13、34、198、203min，维持深度镇 静（Ramsay 镇静评分为54）的复苏时间则分别为25、59、71 和 74 h。 McMurray 等用DiprifusorTM TCI 系统在ICU 病人中靶控输注异丙酚 镇静，被选对象包括心脏术后、脑损伤和普通ICU 病人，用改良后的 Ramsay 镇静评分调整异丙酚靶控浓度，以取得理想的镇静深度。靶 控输注

18、异丙酚的同时，辅以局部注射吗啡或芬太尼、阿芬太尼。结果 显示，达理想镇静水平时，异丙酚时间加权平均值中位数目标设定分 别为：心脏术后病人1.34 g/mL，脑外伤病人0.98 g/mL，普通ICU 病人0.42 g/mL，平均获得理想镇静水平的时间为9.9 min。 临床麻醉临床麻醉 术后镇痛术后镇痛 自控镇痛自控镇痛 瑞芬太尼（瑞芬太尼（remifentanil）是最新的阿片受体激 动剂，药效强，起效迅速，剂量容易控制，安全 可靠。此药在1990年首先在人体中作试验，1996 年美国FDA批准用于临床。 1化学结构和化学特性 瑞芬太尼是哌啶衍生物，化学名为3 4-甲氧羰基- 4- （L-氧丙基）苄氨基-L- 六氢吡啶丙酸甲基酯。 临床制剂为盐酸盐，为白色冻干粉剂。市售制剂 还含有甘氨酸，每支剂量含瑞芬太尼1mg、2mg 或5mg，需用注射用水、5%葡萄糖注射液、氯化 钠注射液溶解成25mg.L-1或50mg.L-1溶液 。 2.药代动力学 （1）体内过程 瑞芬太尼静脉注