麻醉深度的监测进展课件

1、麻醉深度的监测进展天津市中心妇产科医院 扈家强2010年5月8日维持麻醉三角的完美平衡是每个麻醉医生梦寐以求的目标2005年10月美国麻醉医师协会（ASA）通过了“关于术中知晓和脑功能监测的指导意见”（Practice Advisory for Intraoperative Awareness and Brain Function Monitoring）。ASA批准这个指导意见，表明ASA对在临床麻醉中监测脑功能的重要作用和有关术中发生知晓的问题的高度重视。 理想的麻醉镇静监测设备能准确的监测病人的镇静状态，并与临床表现呈良好的相关性数据正确可靠设置与使用方便能为临床医生提供具有决定性的指标不

2、受电磁及其他用电设备的干扰。 目前已有的麻醉深度监测设备都还不能完全满足这些条件麻醉深度监测麻醉深度的临床体征监测基于脑电图信号分析的麻醉深度监测方法 诱发电位分析技术的监测 麻醉深度的其他监测方法一、麻醉深度的临床体征监测临床体征的形成 ： 外科刺激的反应 ：皱眉、痛苦面容、肌紧张、 过度通气、屏气、血压升高、心率增快、出汗、 流泪和瞳孔散大 麻醉的效应：入眠、随意动作停止、肌肉松弛、 通气不足、血压降低、心率反应不定、出汗抑 制、泪液抑制和瞳孔缩小 麻醉药的性质：丙泊酚、吗啡、芬太尼及氯胺 酮 一、麻醉深度的临床体征监测临床表现： 呼吸系统 ：呼吸量、呼吸模式和节律变化，呃 逆和支气管痉挛

3、等 心血管系统 ：血压和心率（麻醉深则下降） 眼征：瞳孔 （麻醉深度适度则中等偏小 ，麻醉 过浅或过深则扩大，吗啡可使瞳孔缩小。抗胆碱 能药可使瞳孔扩大 ，麻醉浅则有对光反射）、 流泪反射 （麻醉过浅） 一、麻醉深度的临床体征监测临床表现： 皮肤体征：皮肤颜色、灌注和温度，出汗增 多（浅麻醉时交感兴奋） 消化道体征：吞咽和呕吐（吸入麻醉较浅）、 肠鸣音（麻醉加深而进行性抑制）、唾液和其 它分泌（麻醉加深而进行性抑制 ） 骨骼肌反应：体动（麻醉浅） 二、基于脑电图信号分析的 麻醉深度监测方法原始脑电图（EEG）的术中监测：脑电地形图监测：脑电双频谱指数监测（BIS监测）： 麻醉趋势指数（Nacr

4、otrend lndex)： 脑状态指数（CSI指数）： 病人状态指数（Patient State lndex,PSI）： 脑电熵（Electroencephalographic Entropy Monitors EEM）：人工神经网络(artificial neural networks，ANN)： 脑电非线性分析（EEG-nonlinear）： SNAPTM lndex指数（SNAPTM lndex，SI）： ApEn(近似值)：（一）原始脑电图（EEG）的术中监测不同药物可引起麻醉期间脑电图的不同变化 （脑波频率及振幅改变、爆发抑制 、平坦 ） 当脑代谢发生改变如缺氧、脑水肿、脑血管栓塞

5、出现时，EEG也能提示有意义的变化 仅监测EEG的频率和波形变化是很难与临床上的麻醉深度相联系的。（二）脑电地形图监测由于吸入全麻药以浓度依赖方式抑制脑功能，高浓度吸入时脑电出现波，继续加大吸入浓度则出现爆发性抑制 以脑电地形图监测吸入麻醉深度，当出现脑波低平化表现12分钟后才出现ECG心率和血压的显著降低 ，说明可监测吸入麻醉深度（三）脑电双频谱指数监测（BIS）目前公认的、唯一经过多中心研究证实可用于镇静和麻醉深度监测的指标BIS是唯一被美国食物药品管理局认可的麻醉药对脑作用的监测仪目前商业化麻醉深度监测仪中敏感度和特异度最好的监测仪之一（三）脑电双频谱指数监测（BIS）截至2007 ，

6、BIS已应用于全美医院手术室58%， 全美最大的1000家医院的71%，及全美最顶级医院的80%， 被监护病人达2100万人（三）脑电双频谱指数监测（BIS）将脑电（EEG）的功率和频率经双频谱分析得出的混合信息拟合成一个最佳数字, 用0100 分度表示, 反映大脑皮层的功能状况。（三）脑电双频谱指数监测（BIS） BIS值参考：（三）脑电双频谱指数监测（BIS）（三）脑电双频谱指数监测（BIS）BIS与麻醉药物的相关性 ： BIS与丙泊酚的血浆浓度呈反方向变化即呈负相关，是丙泊酚麻醉深度监测的可靠指标 BIS与安氟烷、异氟烷、地氟烷及七氟烷等多种吸入麻醉药具良好的相关性。 BIS对于阿片类镇

7、痛药的镇静监测效果较差 BIS可监测咪达唑仑镇静深度 （三）脑电双频谱指数监测（BIS）BIS在重症病人监测镇静程度的应用：避免镇静不足和镇静过度对病人产生的不良影响 BIS在脊柱侧凸术唤醒试验的应用 ：术中唤醒试验期间BIS值明显升高 BIS在小儿麻醉深度监测的应用 ：国内外大量研究表明可用于婴幼儿、先心病手术的麻醉深度监测及小儿ICU的镇静监测（三）脑电双频谱指数监测（BIS）BIS作为麻醉深度监测技术有其一定的局限性，许多因素都会对BIS产生影响 BIS评定麻醉深度依赖于麻醉方法和使用的药物，它主要反应病人的镇静和睡眠深度 （四）麻醉趋势指数（Nacrotrend lndex) 近来，N

8、arcotrend指数作为一种新的用于测量麻醉深度的EEG方法，在欧洲已被用于临床它是一个基于定量脑电图模式识别的新指数，将原始的脑电图时间点分为从A（清醒）到F（渐增的对等电位的爆发抑制）六个阶段，重新形成从0（清醒）到100（等电位）的指数（四）麻醉趋势指数（Nacrotrend lndex)Narcotrend指数和预测的丙泊酚效应室浓度之间密切相关Narcotrend指数可监测地氟烷麻醉深度在监测麻醉状态的作用上，Narcotrend和BIS指数没有区别，并且都优于经典的脑电图和血流动力的变化 （五）脑状态指数（CSI指数） CSI指数的定义是使用EEG中的子参数作为一种自适应神经模糊

9、推理系统（ANFIS）的输入该指数的临床使用已通过欧洲和美国的批准，实质上也是通过获取麻醉患者的EEG信号资料监护大脑的意识水平 （五）脑状态指数（CSI指数）脑状态指数（CSI）与BIS相同：100-0区间，40-60：为适宜的麻醉镇静状态脑状态指数可以很好的监测到丙泊酚的麻醉深度水平，并且与效应点丙泊酚浓度和观察者警觉和镇静评分相关性良好（六）病人状态指数（Patient State lndex,PSI）病人状态分析仪（Patient State Analyzer, PSA monitor）是计算一个不同的多变量脑电图指数称为病人状态指数，以此来评估麻醉深度 同样这是一个在0-100之间变

10、化的数值。病人状态指数和意识水平之间的重要关系以及对于变化的敏感性已被证实 对于意识的敏感性，BIS为90%，而PSI为86%，这表明，不管是BIS还是PSI监测病人术中知晓均是有帮助的 （七）脑电熵（Electroencephalographic Entropy Monitors EEM）熵是一个物理概念，与一个系统中紊乱的总量相关，在信息理论的范畴中，描述一个信号的无规律性、复杂性和无预见性。熵在时间范围、频率范围，或者两者中都能被计算 将麻醉诱导前获得的定量脑电图能量频谱作为由定量脑电图代表的有组织的信号系统的基础状态，并将从该状态的变化为负熵或无组织性。熵的测量也用于评估麻醉剂诱导的意

11、识水平 （七）脑电熵（Electroencephalographic Entropy Monitors EEM）它是对大脑不规则意识活动程度的测量方法当意识逐渐消失时，大脑的生物电活动由不规则，无序逐渐变成规则有序，熵指数也由高变低（七）脑电熵（Electroencephalographic Entropy Monitors EEM）SE（状态熵指数）=麻醉过程中大脑皮层的受抑制程度（0-99）RE（反应熵指数）=复苏阶段前额骨骼肌兴奋程度及大脑皮层的受抑制程度（0-100）爆发抑制率 （BSR）很多研究表明脑电熵与BIS一样可以用来监测麻醉深度（八）人工神经网络(artificial neu

12、ral networks，ANN) 人工神经网络监测麻醉深度是近年来发展起来的脑电分析技术，它是继BIS后又一种从所有脑电功率谱数据中提炼出单变量的方法通常把EEG的4个特征波形、的平均功率作为EEG的谱特征参数，再加上血流动力学参数如血压、心率以及MAC表示的麻醉药物剂量等数据，利用AR模型、聚类分析和Bayes估计理论，最终形成一个代表麻醉深度的绝对数值 （八）人工神经网络(artificial neural networks，ANN)大量研究表明神经网络确实能成功地将EEG数据按镇静水平进行分级 国外学者比较了人工神经网络与BIS作为EEG分析方法对麻醉深度监护的效果，结果表明，神经网络

13、通过分析处理过的EEG数据产生的麻醉指数和BIS相关性良好，而且神经网络还能处理缺少相位信息的EEG数据来评估麻醉深度（九）脑电非线性分析（EEG-nonlinear） 非线性科学成为当今科学界最活跃的学科之一 利用混沌与分形理论等非线性动力学原理和方法来研究和分析大脑的功能活动状态，已经成为大脑功能研究的新热点。脑电图也因引入了非线性分析方法，而焕发出了新的活力 谱熵(Spectral Entropy)是另一种基于时域和频域分析的熵的计算方法，该算法的优点是可以明确区分特定频带对熵值计算的贡献 状态熵反映了脑电主要频带(0.832Hz)的作用；反应熵则反映了脑电和额肌的快肌肉活动的共同作用

14、（九）脑电非线性分析（EEG-nonlinear）异丙酚、七氟醚和硫喷妥钠麻醉状态下，状态熵和反应熵可以区分有意识和无意识状态。另外，谱熵还通过(额)肌电活动反映镇静程度和疼痛反应，体现了麻醉深度监测中应用多种方法进行综合分析的趋势(如脑电分析结合肌电) 国外有学者比较了双谱指数(BIS)、听觉诱发电位指数(AEP)、谱熵和奇异值分解熵(一种脑电复杂性的测量方法)，认为脑电熵分析更具前景 （十）SNAPTM lndex指数（SNAPTM lndex，SI） SNAPTM是美国食品和药物管理局批准的用于监测脑麻醉效应的监测仪 SNAPTM指数源自一个基于低频（0.1-40Hz）和高频（80-42

15、0Hz）的脑电图组分的运算法则，是一个0-100间的数值 SNAPTM运算法则混合了高频（80-420Hz）脑电图组分，它包含的150-200Hz频段代表了哺乳动物皮层和海马的神经元直接电交联。麻醉剂可以直接或间接影响这些快电位 （十）SNAPTM lndex指数（SNAPTM lndex，SI）研究表明SNAPTM指数间接随临床观察到的麻醉深度以及用BIS评估的麻醉深度而变化研究发现，SNAPTM指数与单剂量注射丙泊酚引起的意识消失是相关的。与清醒状态下的值相比，意识消失时的SNAPTM值有合理的区别 （十一）ApEn(近似值)人们越来越认识到人体的许多生理活动属于非线性规律，是非常复杂的系

16、统 ApEn就是用非线性模型反映系统复杂性的一项统计指标，正常值为01。系统越简单和越规律，则ApEn值越小，反之则越大。系统活动绝对规律时，ApEn值为0 （十一）ApEn(近似值)ApEn在诱导期由0.90降至0.65，但在苏醒期变化不明显；ApEn平均值在0.77时，对口令就有反应麻醉时ApEn降低，其原因可能与大脑皮质对其神经分支系统的综合(整和)作用消失有关，因而EEG信号变得更加规则，实际上ApEn能很好监测全麻病人EEG低频成分占优势的趋势 三、诱发电位分析技术的监测诱发电位(EPs)也称诱发反应，是指神经系统接受“刺激”(内源或外)所产生的特定电活动。若以一种或多种刺激(电、声

17、、光、磁等)按一定规则编制成刺激序列，这些物理刺激可在脑内进行不同程度的加工(注意、识别、比较、反应等)，可诱发出与大脑高级神经活动有关的多种内源性EPs。对这些EPs进行记录、分析，可以部分反映神经系统及脑的高级心理活动的功能状态 三、诱发电位分析技术的监测听觉诱发电位(Auditory evoked potential, AEP) 短潜伏期听觉诱发电位（BAEP） 中潜伏期听觉诱发电位（MLAEP） 长潜伏期听觉诱发电位（LLAEP） 听觉稳态反应(Auditory steady-state response,ASSR)视觉诱发电位(Version evoked potential,VEP

18、) 体感诱发电位(Somatosensory evoked potential,SSEP) （一）听觉诱发电位(Auditory evoked potential, AEP) 潜伏期10ms以内为短潜伏期诱发电位，仅反应脑干功能(AEP)潜伏期10100ms的为中潜伏期诱发电位(MLAEP)， 亦称早期皮质成分，其负向波来源于原发听皮层潜伏期1001000ms的为长潜伏期诱发电位(LLAEP)，来源于皮质前叶和联合皮质（一）听觉诱发电位(Auditory evoked potential, AEP)短潜伏期听觉诱发电位（BAEP） ：对某些吸入麻醉药如异氟醚和静脉麻醉药如丙泊酚等具有良好的相关

19、性 中潜伏期听觉诱发电位（MLAEP） ：MLAEP与大多数麻醉药（氯胺酮、地西泮除外）剂量依赖性变化，并能监测术中知晓。将MLAEP波形振幅数量化为听觉诱发电位指数（AEPindex），使其如同BIS一样能够进行线性分析，更迅速地反映麻醉深度变化 。利用A-Line监测仪（丹麦）ARX模式提取MLAEP得出的AEPindex临床上也称AAI（A-line ARX lndex） （一）听觉诱发电位(Auditory evoked potential, AEP)长潜伏期听觉诱发电位（LLAEP）：其中重要的是潜伏期在300400ms的诱发电位，亦称事件相关电位，简称P300或P3。P3的产生与靶

20、刺激相关。目前研究相当热门的是P3与精神活动的关系，用于麻醉监测的价值需进一步探索。听觉稳态反应(Auditory steady-state response,ASSR)： MLAEP随声音刺激频率的增加，波幅会有相应增加。当声音刺激频率达到40Hz时其振幅达最高值，称为ASSR。ASSR指数与异丙酚存在良好的剂量相关性。监测异丙酚镇静深度及病人意识水平的变化时,40HZ听觉稳态诱发反应的波幅及其指数具有比BIS和SEF更高的灵敏度 （二）视觉诱发电位(Version evoked potential,VEP)较少用于手术室内（三）体感诱发电位(Somatosensory evoked pot

21、ential,SSEP) 刺激部位包括腕部的正中神经，膝部的腓肠神经，踝部的胫骨后神经等，也有研究舌神经，三叉神经及阴部神经等的报导。刺激频率一般为23Hz 国内有研究证实体感诱发电位可以监测地氟烷的麻醉深度。SSEP监测对于外周神经手术、脊柱外科、脑干及皮质手术术中尽可能避免副损伤也有重要意义。SSEP对ICU中昏迷病人的诊断及预后均有帮助四、麻醉深度的其他监测方法心率变异性分析 额肌电 四、麻醉深度的其他监测方法（一）心率变异性分析 ： 心率变异性(heart rate variability,HRV)指逐次心跳间期的微小变异，它部分反映自主神经系统对心血管的调节 心率变异性是正常心血管系统稳定调节的重要机制，反映交感神经和副交感神经对心脏的影响，可把心