熵指数与常用麻醉深度监测方法的比较,麻醉学论文

熵指数与常用麻醉深度监测方法的比较,麻醉学论文全身麻醉的特点是可逆性的意识丧失，在伤害性刺激下无意识，无体动，无术中知晓。熵指数通过脑电分析，将麻醉深度和意识水平量化成详细数值，可控性强，避免术中知晓，降低医疗费用，缩短术后恢复时间［1］。当前，熵指数仍然是研究的热门，而且拥有不同于同类麻醉深度监测方式方法的优点。1熵指数概述大脑是静脉麻醉剂和吸入麻醉剂作用的靶器官，全麻导致的意识消失与大脑皮层有关，大脑中的血药浓度决定了麻醉的深浅。大脑是一个复杂的非线性动力学系统，需要一种非线性分析方式方法对脑电图(electroencephalogram，EEG)信号进行分析解读。熵指数监测仪就是用非线性分析法分析EEG，通过贴在病人前额的3个电极传感器采集原始EEG和额肌电图信号，利用频谱熵运算程序和熵运算公式量化麻醉深度的一种监测手段［2］。熵指数不同于其他麻醉深度监测方式的一点是在其算法中参加了额肌电信号(frontaleleetro-myogram，FEMG)，熵模块包括反响熵(reactionen-tropy，ＲE)和状态熵(stateentropy，SE)，SE只包括EEG信息，而ＲE除了EEG还包括额肌熵信息。SE主要反响病人皮层状态，可分析计算低频率脑电信号(0．8－32Hz);ＲE整合了SE和额肌熵，主要反映皮层下状态，可分析计算较高频率(0．8－47Hz)的熵值，包括脑电信号频段(0．8－32Hz)和额肌电信号频段(32－47Hz)。熵指数对肌电干扰的敏感性高，额面部肌肉对肌松剂敏感性差，当麻醉减浅时，额肌会因伤害性刺激产生收缩活动，ＲE能马上反响出额肌电复杂性增加的变化。ＲE和SE的范围分别为0－100和0－91。当ＲE和SE的差值大于10的时候，提示肌电活动增加，镇痛缺乏，二者差值缩小，提示镇静，镇痛水平增加。2熵指数与常用麻醉深度监测方式方法的比拟2．1脑电双频指数(bispectralIndex，BIS)BIS是被美国食物药品管理局FDA(FoodandDrugAdministration)认可的监测麻醉深度及意识水平的监护仪，也是当前敏感性和特异性较好的麻醉深度监测方式方法之一［3］。赵玉洁等指出熵指数与BIS在监测镇静深度和判定意识消失方面均能到达较好效果，但是在丙泊酚麻醉恢复期的意识判定上，熵指数可能优于BIS［4］。除此之外，熵指数可监测麻醉深度，预测麻醉减浅和意识的恢复时间，而BIS却不能有效预测清醒时间;熵指数不仅能够监测镇静程度还能监测镇痛程度，而BIS只能监测镇静程度;熵指数中的ＲE是一个快反响指数，时间窗范围为1．92～15s，故熵指数可反映麻醉深度在某一时刻的即刻变化。2．2麻醉/意识深度监测仪(Narcotrend，NT)梁健华发现，熵指数能及时反映气管插管刺激，而Narcotrend对气管插管刺激不敏感［5］。Nar-cotrend主要反映皮层水平的脑电信号，气管插管刺激引起皮层下兴奋，因而，Narcotrend对气管插管刺激并不敏感。薛照静等发现，伤害性刺激可引起熵指数的增高［6］，故熵指数可作为全麻病人伤害性刺激强度的反映指标。2．3听觉诱发电位听觉诱发电位可以以监测皮层及皮层下脑电信号，但其反响速度较慢，有滞后性，因此不能预测体动反响，其缺点是抗干扰能力差，易受电刀等强磁场的影响，而且要求病人必须听力正常，不断有声音刺激。毕素萍等在实验中证明，熵指数能预测体动反响的发生，并能反映镇痛深度［7，8］。切皮时的体动反响是由脊髓介导的皮层下反响，不能从皮层脑电图中预测出来，熵指数中的ＲE可反映皮层下脑电活动，因而熵指数具有预测体动反响的能力。3熵指数的主要影响因素3．1年龄对熵指数的影响Davidson等将54例行心导管检查的患儿分为4组:0～1岁、1～2岁、2～4岁和4～12岁组。结果表示清楚，在清醒状态下，0～1岁组幼儿的熵指数较其他3组低，且熵指数没有随着七氟醚呼气末浓度的增加而变化［9］。邓劲松等在年龄为1．5～12岁小儿先天性心脏病参与手术中发现，熵指数监测有助于判定患儿麻醉深度，及时调整全麻药的用量，使麻醉质量提高，清醒时间缩短，有比拟高的可行性及安全性［10］。大量研究表示清楚，熵指数与年长小儿相关性良好，而年幼小儿与熵指数相关性较差，这可能与小儿大脑尚未发育成熟有关，故熵指数用于小儿病人能否需要校准，尚无统一的观点。老年病人由于重要器官功能衰减，麻醉及手术的耐受能力降低，麻醉过深极易引发血流动力学的剧烈波动，麻醉意外和麻醉并发症的发生率比拟高，因此老年病人的麻醉深度监测也日益成为研究的热门之一［11］。徐晖等研究发现，熵指数能够反响老年病人在丙泊酚靶控输注或七氟醚诱导时的麻醉深度，但气管插管时心血管的应激反响不能被准确预测出来［12］，薛庆生等［13］进一步研究表示清楚，熵指数预测老年病人麻醉深度及意识水平的效果与成年人类似，能够代替BIS用于临床麻醉深度的监测［14］。3．2药物对熵指数的影响3．2．1肌松剂有研究表示清楚，较深麻醉下且无刺激时，维库溴铵对熵指数没有影响;当有伤害性刺激时，小剂量的维库溴铵可以使熵指数升高的幅度减小。当琥珀酰胆碱的作用消失后，且麻醉深度稳定时，ＲE数值明显增高，而SE没有较大变化。应用肌松剂会对熵指数产生一定影响，这是由于绝大多数肌电图的频段处于麻醉深度监护仪监测的频段之外，但有些肌电图频段在监护仪频段之内，这部分肌电图信号能够被肌松剂阻断，进而产生麻醉深度加深的假象。3．2．2吸入麻醉剂Shalbaf［15］和Takamatsu等［16］证实，ＲE和SE与吸入七氟醚的浓度负相关，同时不改变ＲE－SE的梯度。Anderson等观察了熵指数在单独用笑气或丙泊酚维持麻醉时的变化，随着麻醉深度增加，笑气组ＲE，SE并没有随着吸入浓度的增加而产生变化，在病人意识消失时与清醒时的数值仍一样［17］。熵指数在笑气麻醉期间不能反映镇静深度或麻醉深度的变化，可能由于笑气有抑制及兴奋中枢神经系统的双重效应，这些因素会影响脑电参数。熵指数和BIS一样，仅能反映一部分麻醉药的镇静催眠效果，其与七氟醚的相关性良好，而与笑气无相关性［18，19］。3．2．3静脉麻醉剂Kuizenga［20］等发现，依托咪酯的剂量不影响熵指数数值。高斌等以为，熵指数能较准确的反映右旋美托咪定的镇静深度，比BIS的相关性好，能较好地反映意识的改变［21］。很多研究证实，静注丙泊酚后，随着丙泊酚剂量增加，熵指数迅速降低，二者有较好的相关性。王键等研究结果显示，病人在七氟醚维持麻醉的基础上追加氯胺酮，可显着增加BIS、ＲE和SE数值，ＲE－SE梯度几乎无变化［22］。熵指数和BIS数值的增加与麻醉的深度是相矛盾的，反映了氯胺酮特有的分离麻醉所造成的EEG信号改变，而非麻醉深度减浅。由此可见，在使用氯胺酮维持麻醉时，熵指数及BIS等监测手段仅反响皮质活动而非意识水平，和麻醉深度无关。综上所述，EEG活动会遭到全麻药物的影响，有学者以为，全麻药物抑制丘脑，使其传输中断导致意识消失，一些全麻药(如氯胺酮)会增加丘脑的代谢，还有一些麻醉药在小剂量使用时会出现丘脑活动减弱而病人仍有意识的情况(如七氟醚)，而大剂量使用时才会出现意识消失［23］。大多数的全麻药物(如依托咪酯、丙泊酚、氟烷、苯巴比妥等)增加了大脑中GABAa(－aminobutyricacid)受体的活动(抑制皮质活性)，表现为随着药物浓度的增加，脑电活动逐步受抑制［9］，而氯胺酮、笑气、氙气等药物与大脑抑制兴奋型的NMDA(N－methyl－D－aspartat)受体相关，因此不符合这样的抑制规律［24］。故现有麻醉深度监测手段与这些药物相关性差，很难反映其真实的麻醉深度。4熵指数的优缺点熵指数与以往的麻醉深度监测方式方法相比，主要有以下优点:1．反响快，ＲE数值的变化要比SE和BIS提早大约4min，ＲE的额肌电信号对伤害性刺激十分敏感，反响迅速，所以ＲE的变化能够及时反映气管插管等刺激引起的皮层下兴奋。2．抗干扰能力强，AEP和BIS很容易遭到电刀及病人额肌电信号的干扰，熵指数则不会。3．预防术中知晓，熵指数数值在40～60之间时，能有效降低术中知晓的发生率。熵指数也有一定的缺点:1．电极片的价格比拟贵，且不能重复使用同一个电极片。2．熵指数的数值变化较大，可能由于EEG细微的变化使计算出的数值变化较大，其次，熵指数的数值瞬时变化较快，在实验经过中数值记录上就难免存在些许偏差［4］。3．除了某些药物之外，病人的生理条件也会对脑电信号产生影响，如年龄、低体温、酸碱失衡、低血糖及脑缺血等［25，26］，因而，熵指数的使用范围有一定局限性。5对将来麻醉监测技术的瞻望随着人们对麻醉中意识水平及麻醉深度要求的提高，理想的麻醉深度监护仪应具备下面条件［27］:(1)随麻醉药物浓度的不同而变化，不同药物的相关性均类似;(2)随伤害性刺激的强弱而变化;(3)随病人意识水平的变化而变化;(4)反响速度快，能及时准确的反映刺激即刻或麻醉深度改变即刻的数值变化;(5)抗干扰能力强。以现有的医学或相关学科发展水平来讲，尚无一种能知足以上所有条件的麻醉深度监测方式方法。因而，麻醉医师在现有条件下监测麻醉深度，需要了解不同麻醉深度监测仪的原理，特点以及局限性，了解各种麻醉药的作用特点，根据不同的病人和手术选择适宜的麻醉方式方法及药物，应用一种或几种不同的麻醉深度监测方式方法来保证麻醉质量。随着医疗水平及科学技术的提高，终会有一天出现新的愈加完善的麻醉深度监测方式方法。以下为参考文献［1］Pengwen．Consciousness，Eeganddepthofanaesthesiamonitoring［J］．AustralasPhysEngSciMed，2020;35(4):389－392［2］PritchardWS，DukeDW．Measuringchaosinthebrain:atutorialreviewofEEGdimensionestimation［J］．BrainandCognitive，1995;27(3):353－397［3］SpeneerSL．Effectsofbispectralinde