指端光电容积脉搏波监测全麻诱导期伤害性应激反应的准确性

冀佳佳，朱迎梅，代志刚，郭安梅△

应用研究

指端光电容积脉搏波监测全麻诱导期伤害性应激反应的准确性

冀佳佳1，朱迎梅2，代志刚2，郭安梅2△

目的评价指端光电容积脉搏（PPGPW）波的变化用于监测全麻诱导期机体伤害性应激反应的准确性。方法根据麻醉诱导期75例患者对芬太尼的剂量按4、5及6 μg/kg分为F4、F5、F6组，每组25例。分别于入室时（T1）、诱导后2 min（T2）、气管插管即刻（气管插入声门10 s，T3）、插管后1 min（T4）及插管后5 min（T5）连续监测并记录患者心率（HR）、收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、血氧饱和度（SpO2）、手指温度、末梢灌注指数（PI）、血浆肾上腺素（E）、去甲肾上腺素（NE）及PPGPW波并测量其振幅（PPGA）。结果与T1相比，T2和T53组PPGA及PI升高，E和NE减小（P＜0.05），T3时刻F4组和F5组PPGA及PI降低，NE升高（P＜0.01），F4组E升高（P＜0.05），F5组E无明显变化（P＞0.05）；F6组T2、T3、T4和T5时刻PPGA和PI均升高，E和NE均减小（P＜0.05）。PPGA与E、NE呈负相关（r分别为-0.406和-0.484，P＜0.05），PI与E、NE呈负相关（r分别为-0.378和-0.440，P＜0.05）。结论PPGA和PI与伤害性应激反应程度呈负相关，可以准确监测全麻诱导期的伤害性应激。

麻醉,全身；芬太尼；插管法,气管内；光电容积脉搏波；伤害性应激反应；灌注指数；肾上腺素；去甲肾上腺素

全身麻醉的突出矛盾在于机体对伤害性刺激的反应和麻醉药物对反应抑制效应的平衡关系难以控制，全麻诱导期和气管插管是围麻醉期的危险期，监测不当易发生麻醉意外［1］。大量研究表明，伤害性刺激易引起交感神经系统张力变化，可使心率增快、血管收缩［2］。指端光电容积脉搏（PPGPW）波是一种非侵入性的技术，可用来监测血氧饱和度、脉搏和血管收缩［3］。近年有研究表明，PPGPW可监测伤害性应激反应［4］，但有关其在临床麻醉中的应用研究尚少见报道。本研究拟用全凭静脉麻醉诱导时气管插管作为伤害性刺激，用不同浓度的镇痛药物产生不同程度的伤害性感受，观察PPGPW波的变化与伤害性刺激之间的关系，以期评价PPGPW波用于监测全麻诱导期伤害性应激反应的准确性。

1 对象与方法

1.1 研究对象选取2014年1月—5月于石河子大学第一附属医院拟全凭静脉麻醉下行择期手术的患者75例，男38例，女37例。根据美国麻醉医师协会（ASA）分级标准，患者全部符合Ⅰ～Ⅱ级，18～60岁，均为非困难气道者［5］。排除标准：患者有右手食指残缺或有皮肤破损，外周血管病史，指甲染色、灰指甲，近期使用静脉染料剂，严重心血管、内分泌、呼吸系统疾病，长期服用镇痛药物史,手指皮温＜31℃或＞33℃者。本研究经过石河子大学医学院第一附属医院伦理委员会批准。患者均签署书面知情同意书。

1.2 麻醉方法患者均未术前用药，入室后监测心电图，收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、心率（HR），测量右手食指皮温后接氧饱和度探头，监测血氧饱和度（SpO2）及末梢灌注指数（PI，Philips MP20型监护仪），SpO2设定脉搏波图输出标尺为×1。接脑电图监测仪（Aspect A-2000，美国）监测脑电双频指数（BIS值），术中维持在45～60之间。于左手开放静脉通路，右手肘正中静脉穿刺，埋留置针，以备采血。按诱导顺序应用咪达唑仑注射液0.05 mg/kg，丙泊酚注射液1.0～1.5 mg/ kg，当BIS值达到50，患者意识丧失，静脉注射顺阿曲库铵0.2 mg/kg，根据麻醉诱导期依患者对芬太尼的用药剂量按4、5及6 μg/kg分为F4、F5、F6组，每组25例。肌松完全后行气管插，插管由同一位医师完成，插管完成后连接Drger麻醉机控制呼吸，设定机械通气VT8 mL/kg，呼吸频率（RR）12次/ min，持续静脉泵注丙泊酚5 mg·kg-1·h-1维持麻醉。麻醉诱导期如出现HR＜50次/min，静脉注射阿托品0.3 mg纠正；若SBP≤80 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），则静注麻黄碱6 mg纠正。

1.3 监测时点及指标于入室时（T1）、诱导后2 min（T2）、插管时（气管插入声门10 s后，T3）、插管后1 min（T4）、插管后5 min（T5）5个时间点分别记录SBP、DBP、HR、PI及PPGPW波，并抽取静脉血4 mL，离心取血浆，-70℃保存。

1.4 数据测量及标本测定测量各时点PPGPW波的振幅（PPGA），测量3个完整波形，取平均值。上述测量均由同一位医生完成。用酶联免疫吸附测定（ELISA）法检测血浆标本中肾上腺素（epinephrine,E）及去甲肾上腺素（norepinephrine, NE）水平，试剂盒购自上海西塘生物科技有限公司。

1.5 统计学方法采用SPSS 17.0软件进行统计学处理。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差表示，组内不同时点比较采用重复测量数据的方差分析，组间比较采用单因素方差分析。3组患者一般资料中计量资料的组间比较采用单因素方差分析，计数资料采用卡方检验。相关性分析采用Pearson相关。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.13 组一般资料比较3例患者麻醉诱导后手指皮温＜31℃，排除出本研究。其余72例患者均一次插管成功，所有患者次日随访均无术中知晓。3组年龄、性别、身高及体质量差异无统计学意义，见表1。

Tab.1General data of patients in all three groups表1 3组患者一般资料

2.2 各组全麻诱导期各时间点PPGPW和应激激素的变化与T1相比，3组T2和T5时PPGA及PI升高，E和NE减小；F4组和F5组T3时PPGA及PI降低，NE均升高，F4组E升高（P＜0.05），但F5组E无明显变化（P＞0.05）。F6组于T2、T3、T4和T5时PPGA和PI较T1时刻均升高，E和NE均减小（P＜0.05）。

与T3时相比，T4时F4组和F5组PI升高，E和NE降低（P＜0.05），PPGA无明显变化（P＞0.05），T4时F6组各指标均无明显变化（P＞0.05）；T5时F4组和F5组PPGA和PI升高（P＜0.05），E和NE降低（P＜0.05），F6组PPGA和PI明显升高（P＜0.05），E和NE均无明显变化（P＞0.05）,见表2。

2.3 围术期各指标重复测量资料分析结果各指标均存在处理因素与时间的交互作用，处理与时间差异均有统计学意义（P＜0.05），见表3。其中，3组间T1、T2及T5时各指标均无统计学意义，F6组T3和T4时PPGA及PI高于F4组和F5组（P＜0.01），E及NE水平则低于F4组和F5组（P＜0.01），见表2。

2.4 PPGA与E及NE的相关性PPGA与E、NE呈负相关（r分别为-0.406和-0.484，P＜0.05），PI与E、NE呈负相关（r分别为-0.378和-0.440，P＜0.05）。

Tab.2The changes of each index at different time points in patients at induction period表2 3组患者诱导期不同时间点各指标的变化

Tab.2The changes of each index at different time points in patients at induction period表2 3组患者诱导期不同时间点各指标的变化

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；F1为各组内不同时间点间比较，F2为各组间相同时点比较；a与T1比较，b与T3比较，A与F4组比较，B与F5组比较，均P＜0.05

指标PPGA（mm）组别F4组F5组F6组n T1T2T3T4T5F1 25 23 24 27.923＊＊19.280＊＊9.772＊F2 PI F4组F5组F6组25 23 24 49.420＊＊42.702＊＊38.786＊＊F2 E（μg/L）F4组F5组F6组25 23 24 53.718＊＊20.719＊＊11.865＊＊F2 NE（μg/L）F4组F5组F6组25 23 24 14.799＊＊14.906＊＊16.499＊＊F2 4.3±0.6 4.3±0.6 4.2±0.6 0.554 3.7±1.6 3.8±1.9 3.4±1.4 0.225 16.3±2.4 16.5±3.9 17.9±3.7 2.476 155.1±47.0 150.8±46.7 179.8±63.0 1.472 5.1±0.4ab 4.9±0.7ab 4.7±0.5a 2.131 6.5±2.2ab 7.1±2.2ab 6.8±1.9a 0.525 10.3±2.5ab 12.1±3.2ab 13.1±3.3a 2.543 129.3±33.9ab 119.3±30.7ab 119.9±13.4a 2.090 3.5±0.5a 3.6±0.8a 4.6±0.5aAB 4.720＊2.2±1.0a 2.2±0.9a 6.7±1.3aAB 30.319＊＊19.9±2.9a 17.5±5.5 13.7±3.0aAB 10.068＊＊210.5±89.4a 186.4±59.5a 124.7±18.1aAB 8.440＊＊4.2±0.4a 4.0±0.4a 4.8±0.4aAB 4.069＊3.6±1.2b 3.9±1.5b 6.9±1.4aAB 10.115＊＊17.9±3.3ab 15.6±3.2b 14.4±3.0aAB 3.933＊185.1±72.6b 154.9±39.8b 123.5±18.6aAB 6.700＊＊5.1±0.5ab 4.9±0.4ab 5.0±0.4ab 1.520 7.3±2.2ab 7.3±3.0ab 7.9±1.5ab 0.571 12.6±3.4ab 13.6±3.1ab 12.8±3.4a 0.416 126.0±29.4ab 126.8±34.7ab 119.6±20.0a 0.317

Tab.3Statistical analysis of variance of different index表3 重复测量资料方差分析不同指标统计量结果

3 讨论

患者在全麻状态下，意识消失，无法表达疼痛，因此，准确、及时、有效地监测伤害性应激反应是维持合适麻醉深度、保证围术期患者安全的前提。有研究表明，伤害性刺激和镇痛药效应之间的平衡状态可经由自主神经系统在人体的多个生理方面表现出来［5］。目前临床上尚缺乏监测伤害性应激反应的理想指标［6］。临床上常用血压、心率、流泪等一些与自主神经反应相关的临床指标来监测伤害性应激反应，但这些指标都是孤立的，缺乏特异性。

PPGPW是借助光电手段在活体组织中检测血液容积变化得到的信号，是一种无创检测方法，PI是从PPGPW信号中提取的，是监测部位对红外光搏动性吸收和持续性吸收的比值，反映脉动部分，用于监测外周灌注情况［7］。有研究表明，伤害性刺激作用下,皮肤及皮下组织的血流变化与以肾脏血流量为代表的脏器血流变化是一致的，PI也可在一定程度反映重要脏器的末梢灌注［8］。近年来研究表明，应激反应可引起PPGPW的变化［4］。本研究结果显示，与T1时相比，T2时F4组及F5组E和NE水平减低，PPGA及PI升高，而T3时2组E和NE浓度较T1增高，PPGA及PI迅速下降，表明当气管插管时，机体由于镇痛不足，产生伤害性应激反应，引起儿茶酚胺即E和NE的释放，使外周血管收缩，外周组织灌注减少，引起PPGA和PI降低。

本研究结果显示，3组患者T1时PI和PPGA较T2时低，E和NE较T2时高，原因可能是由于患者入室时精神紧张、焦虑，且术前禁食水导致容量不足等,从而引起交感神经张力增高,使E和NE分泌增加，进而导致末梢小动脉收缩，PI和PPGA偏低［9］。另一方面，咪达唑仑具有好的抗焦虑和镇静作用，可减轻患者的心理应激作用，且丙泊酚可以降低外周血管阻力，增加外周组织灌注［10］，从而使得诱导后患者的PPGA和PI升高、E和NE降低。

气管插管是一种非常强烈的伤害性刺激，若麻醉深度不足，则可引起交感肾上腺系统活动亢进，血浆儿茶酚胺释放增加,喉镜置入后30～45 s时最强烈，持续1～5 min。本研究结果显示，T5时3组PP⁃GA、PI与T1时相比升高，E和NE均降低，F4组和F5组PPGA、PI较T3时升高，E和NE降低，且T5时刻3组间各指标差异均无统计学意义，表明气管插管引起的应激反应持续时间较短，插管5 min后已恢复至正常水平。研究结果还显示，T3时刻F4组和F5组

PI和PPGA较T1时刻明显下降，NE水平明显增加，F4组E明显增加，F5组E无明显变化，表明当机体受到伤害性刺激时，体内儿茶酚胺激素分泌迅速增多，神经末梢释放的NE与E可引起其广泛分布于皮肤血管中的α受体结合，引起血管收缩，血管阻力增大，血流量减少，因此，PI和PPGA明显下降，然而T3时刻F6组PI及PPGA较T2时刻无明显降低，E及NE也并无明显增加，且F6组NE及E水平明显低于F4组和F5组，PI和PPGA水平明显高于F4和F5组，表明6 μg/kg的芬太尼作为诱导剂量可以完全抑制气管插管对机体产生的应激反应。

应激反应可导致儿茶酚胺分泌增加,血浆儿茶酚胺升高程度是反映机体应激反应强度的客观和直接指标。PPGPW的变化可以反映血浆E和NE的水平。本研究显示，PPGA与E和NE呈负相关，表明伤害性刺激时PPGA和PI的变化不仅反映了局部血管收缩情况，而且代表了整体应激水平，观察PPGA和PI的变化有利于实时监测应激反应。研究结果还显示T3时刻F4组和F5组PPGA和PI均明显低于T1时刻（即基础值），NE均明显高于T1时刻，而F4组E明显高于T1时刻，F5组E与T1时刻相比无明显变化，考虑可能原因为PPGA和PI主要是受交感缩血管纤维释放的NE的影响所致，同时也能进一步证实PPGPW波的变化能够反映整体应激水平,通过其监测应激水平是可靠的。

然而，因PPGPW易受许多因素的影响，如年龄、血容量［11］，影响末梢血管收缩的疾病如心血管疾病，以及并存自主神经功能障碍的疾病如糖尿病等，因此本研究只选择了全凭静脉麻醉诱导期，受试对象只选择了18～60岁的无严重基础疾病的患者，因此所得的结果有一定的局限性。

综上所述，PPGA和PI与伤害性应激反应程度呈负相关，且与血中应激激素有较好的相关性，可以准确监测全麻诱导期伤害性应激反应，因此其对监测麻醉深度具有一定意义。但PPGPW在有相关影响因素存在的情况下，如监测老年合并心肺功能疾病的患者及整个手术过程中的伤害性应激反应，其价值尚需进一步研究。

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（2014-12-29收稿 2015-02-06修回）

（本文编辑 陆荣展）

Accuracy of photoplethysmograph pulse wave in monitoring stress response from harmfulness during anesthetic induction

JI Jiajia1,ZHU Yingmei2,DAI Zhigang2,GUO Anmei2△
1 Medical College of Shihezi University，Shihezi 832000，China；2 Department of Anesthesiology，First Affiliated Hospital of Medical College，Shihezi University△

ObjectiveTo envaluate the accuracy of Photoplethysmograph pulse wave in monitoring stress reaction to harmful stimulation.MethodsPatients（n=75）were randomly assigned to three groups according to the dosages of fentanyl that were administrated（4,5 and 6 g/kg were given to F4,F5,F6group respectively（n=25）in each group.Heart rate（HR）, Systemic blood pressure（SBP）,Diastolic blood pressure（DBP）,SpO2,the skin temperature of finger,perfusion index（PI）,epi⁃nephrine（E）and Norepinephrine（NE）were recorded at following time points:just in operation room（T1）,2 min after induc⁃tion（T2）,at intubation（T3）,1 min（T4）and 5 min（T5）after intubation.And the PPGPW was printed and measured at the same time points.ResultsPPGA and PI were significantly increased while E and NE were significantly decreased in T2and T5, compared with those baseline at T1（P＜0.05）.At T3,PPGA and PI were significantly decreased while NE markedly in⁃creased in group F4and F5compared to T1.At T3,Ein group F4were remarkably increased h while Ein group F5were of no obvious changed,compared with those at T1（P＜0.05）.PPGA and PI increased while E and NE decreased in group F6at T2, T3,T4and T5compared with those at T1（P＜0.05）.In summary,PI was negatively correlated with plasma E and NE while PP⁃GA was negatively correlated with plasma E and NE.ConclusionPPGA and PI are negatively associated with intensity of stress response.And they can reflect the stress reaction during the induction period of intravenous anesthesia accurately.

anesthesia,general；fentanyl；intubation,intratracheal；photoplethysmography；nociceptive stress；perfu⁃sion index；epinephrine；norepinephrine

R614.2；R447

A

10.11958/j.issn.0253-9896.2015.10.024

石河子大学医学院第一附属医院科研项目（HL2013-Y002）

1石河子大学医学院（邮编83200）；2石河子大学医学院第一附属医院麻醉科

冀佳佳（1987）,女，硕士研究生在读，主要从事麻醉学临床与基础研究

△通讯作者E-mail：guoanmei407@163.com