右旋美托咪定抑制全麻患者苏醒期躁动与脑电分段频谱的关系

张博弘 彭书崚* 叶西就 王志 曹林 杨涛 彭俊 杨勇志 周毛 何明亮 谷贝贝 孙润 陆蓝 球生

右旋美托咪定抑制全麻患者苏醒期躁动与脑电分段频谱的关系

张博弘 彭书崚* 叶西就 王志 曹林 杨涛 彭俊 杨勇志 周毛 何明亮 谷贝贝 孙润 陆蓝 球生

目的通过对患者脑电分段频谱的分析，研究术中短时间内输注右旋美托咪定对行腹腔镜胆囊切除术（LC）的全身麻醉患者苏醒期躁动抑制作用的电生理因素，并确认拔出气管导管前的脑电变化能否预测术后躁动的发生。方法选取2014年12月到2016年3月期间择期LC的全麻患者60例。采用两种分类方法进行数据统计：（1）将患者分为研究组（右旋美托咪定组，D组）和对照组（空白组，C组），每组各30例。D组于常规剂量静吸复合麻醉药物诱导插管后的10min内给予0.5μg/kg的右旋美托咪定稀释液；C组则相应给与相同体积的生理盐水注射液。收集患者从麻醉前清醒状态到清醒拔管后30min内经Narcotrend脑电监测仪器记录的脑电图数据（包括术前清醒时刻Base的脑电图和停止吸入麻药并wash out时刻T0的脑电图），记录拔管后即时（T1），拔管后10min时（T2），拔管后20min时（T3），拔管后30min时（T4）的苏醒期RASS镇静评分以及患者术中的生命体征数据，比较D组与C组的苏醒期RASS镇静评分差异、脑电分段频谱差异。（2）根据苏醒期RASS镇静评分将所有患者重新分组为镇静组（AC组，T1、T2、T3、T4时刻的RASS评分均≤-1）和躁动组（EA组，T1、T2、T3、T4时刻至少有一个RASS评分≥1），通过比较AC组与EA组患者对应的T0时刻的脑电分段频谱，探讨拔管前脑电改变对术后躁动是否有预测作用。结果（1）D组与C组在术中的平均动脉压（MAP）；心率（HR）；呼气末二氧化碳浓度（EtCO2）；脉搏血氧饱和度（SpO2）方面的比较没有统计学差异（P＞0.05）。（2）D组与C组苏醒期RASS镇静评分的比较，T1时刻，D组发生躁动（RASS评分≥1）的概率小于C组发生躁动（RASS评分≥1）的概率（P=0.022）；T3时刻，D组发生躁动的概率小于C组发生躁动的概率（P=0.026）；T2时刻，T4时刻D组与C组发生躁动的差异没有统计学意义；D组与C组中苏醒期躁动（RASS评分≥1）绝大部分发生在T1时刻（66.7%），少部分发生在T2时刻（33.3%）。（3）D组与C组各时间段脑电图分段频谱的比较中，D组与C组在Base、T0、T1、T2、T3、T4时刻的脑电NTI、α波β波θ波功率百分比比较，差异均无统计学意义；但D组在T0、T1时刻的脑电总功率power较C组降低，且T1时刻δ波的百分比增加（P＜0.05）。（4）EA组与AC组的T0时刻脑电图分段频谱的比较中，EA组较AC组T0时刻脑电总功率Power、β波百分比增加，δ波百分比降低（P＜0.05）。结论（1）右旋美托咪定能够抑制LC患者全麻苏醒期躁动，使术后镇静情况更好；能够引起脑电信号总功率Power值降低，δ波的比例增加，这种脑电改变可能是抑制苏醒期躁动的电生理因素。（2）患者拔管前的脑电β波百分比增加、δ波的百分比下降，对术后躁动的发生可能有预测作用。

右旋美托咪定；LC；术后躁动；Narcotrend；脑电图；脑电功率；脑电频率

0 前沿

全身麻醉术后的苏醒期躁动（emergence agitation，EA）是比较常见的一种严重危害患者的术后问题，与麻醉、手术和病人自身有关。由于七氟烷停药后的快速苏醒以及可能引起术后惊厥和行为异常，由此导致的术后躁动相较于氟烷等麻醉药物更容易［1］。腹腔镜胆囊切除术（LC）是胆道外科常见的手术类型，手术常以七氟烷吸入麻醉为主，再辅以小剂量短效阿片类镇痛药物维持的静吸复合麻醉，该方法是常见的全身麻醉方法。由于LC中的高气腹状态、牵拉内脏以及腹腔残余CO2等原因，除易引起迷走神经反射外，患者术后苏醒期躁动的发生率比较高［2］。

右旋美托咪定（dex）是高选择性，特异性的新型α2受体激动剂，广泛应用于术前镇静、全麻辅助用药、区域麻醉辅助用药和术后镇静镇痛［3，4］。本实验通过分析经Narcotrend采集的原始脑电图的分段频谱［5］，研究术中短时间内右旋美托咪定对LC全麻患者苏醒期躁动的抑制作用的电生理因素；并确认拔出气管导管前的脑电变化，能否预测苏醒期躁动的发生，为临床工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 病例的选取和分组

选择2014年12月～2016年1月之间，在本院（孙逸仙纪念医院）择期行LC手术的患者。入组标准：①年龄为18～60岁，ASA分级Ⅰ-Ⅱ级的全麻患者；②术前心率大于60次/分，既往无糖尿病、肝性脑病者和精神疾病者；③BMI：18～25 kg/m2。本研究共选择60例患者入组。

1.2 麻醉药物与仪器设备

药物名称盐酸右美托咪定注射液丙泊酚注射液枸橼酸芬太尼注射液顺式阿曲库铵七氟烷盐酸瑞芬太尼注射液注射用生理盐水万汶Narcotrend脑电意识监护仪监护仪输注泵商品名艾贝宁得普利麻生产厂商江苏恒瑞医药股份有限公司阿斯利康，LF733规格2mL∶200μg 50mL：500mg 10m L：500μg 10mg 10mg 100mL 500mL德国MT，2213194 GE Finland，B650贝朗，8713030

1.3 研究方法

研究采用2种方法进行：第一种方法是将患者分右旋美托咪定组（D组，n=30）和对照组（C组，n=30）。D组于常规剂量静吸复合麻醉药物诱导插管后的10min内给予0.5μg/kg的右旋美托咪定稀释液；C组则相应给与相同体积的生理盐水注射液。收集患者从麻醉前清醒状态到清醒拔管后30min内经Narcotrend脑电监测仪器记录的脑电图数据（包括术前清醒时刻Base的脑电图，和停止吸入麻药并wash out时刻T0的脑电图），记录拔管后即时（T1），拔管后10min时（T2），拔管后20min时（T3），拔管后30 min时（T4）的苏醒期RASS镇静评分以及患者术中生命体征等。比较D组与C组的苏醒期RASS镇静评分差异，脑电分段频谱差异。

第二种分类方法是根据苏醒期RASS镇静评分将所有患者重新分组为镇静组（AC组、T1、T2、T3、T4时刻的RASS评分均≤-1）和躁动组（EA组，T1，T2，T3，T4时刻至少有一个RASS评分≥1），通过比较AC组与EA组患者对应的T0时刻的脑电分段频谱，探讨拔管前脑电改变对术后躁动是否有预测作用。

1.4 观察指标和方法

主要观察指标有：经Narcotrend采集的所有患者苏醒期（T1、T2、T3、T4时刻）以及拔管前T0时刻的脑电数据；D组与C组患者拔管后即刻（T1），拔管后10min时（T2），拔管后20min时（T3），拔管后30 min时（T4）的RASS镇静评分。次要观察指标有：

记录患者全麻阶段HR、MAP、SpO2等生命体征的麻醉记录单，术中相关数据以及术后镇静情况相关数据。

1.5 统计学方法

采用SPSS 22.0进行统计分析。采用两独立样本t检验对D组和C组的年龄、体重指数等一般情况和生命体征资料进行均衡性分析；采用卡方检验对D组和C组的性别资料进行均衡性分析；采用Fisher确切概率法对D组和C组苏醒期RASS镇静评分资料以及D组和C组苏醒期T1时刻躁动发生概率进行比较；采用两独立样本t检验对D组和C组脑电图分段频谱，苏醒期EA组与EC组的苏醒期以及T0时段的脑电图分段频谱进行比较。

2 结果

本研究共收取病例60例，排除病例5例。其中由于术中要求于术毕前30min内追加肌松药排除病例3例（研究组2例，对照组1例），由于苏醒期追加镇痛药物（枸橼酸芬太尼注射液）排除病例2例（实验组0例，对照组2例）。所选取的病例术后随访均无严重麻醉并发1症，顺利出院。

2.1 D组与C组一般情况的比较

2.2 D组与C组术中基本生命体征的比较

2.3 D组与C组苏醒期RASS镇静情况的比较

经Fisher确切概率法检验，T1时刻，D组发生躁动（RASS评分≥1）的概率小于C组发生躁动（RASS评分≥1）的概率，且此差异有统计学意义（P=0.022）；T3时刻，D组发生躁动的概率小于C组发生躁动的概率（P=0.026）；T2时刻，T4时刻D组与C组发生躁动没有统计学差异，具体P值如下（P=0.327；P=0.070），可以认为D组发生躁动（RASS评分≥1）的概率小于C组发生躁动（RASS评分≥1）的概率。

D组与C组中苏醒期躁动（RASS评分≥1）绝大部分发生在T1时刻（66.7%），少部分发生在T2时刻（33.3%）。

2.4 D组与C组脑电图分段频谱比较

2.5 EA组与AC组的T0时刻脑电图分段频谱的比较

图1 两组各时间点脑电图分段频谱比较

3 讨论

术后躁动表现为兴奋躁动和定向障碍并存，常发生在麻醉苏醒期。可以引起全麻苏醒期的术后躁动的因素很多，包括麻醉、手术和病人三大方面。引起麻醉苏醒期躁动可能的的主要原因是术后疼痛，此外还有药物的残留作用，缺氧和CO2蓄积，各种导管刺激，术毕应用催醒药物刺激，快速苏醒等［6］。

D组与C组患者一般情况的比较发现，两组患者手术的一般情况基本相同，但是右旋美托咪定会使全麻患者术毕关麻药wash out到拔管的时间延长。右旋美托咪定DEX是新型的α2受体激动剂，具有中枢镇静镇痛作用。已经有研究表明右旋美托咪定通过激活内源性睡眠通路产生与自然睡眠非动眼睡眠的N2时相相似的脑电波来生生镇静作用，而且其产生的右旋美托咪定-纺锤波持续时间（1.11±0.14）s稍长于自然睡眠（0.88± 0.14）s［7］（纺锤波用以保护睡眠，在睡眠中阻止一些感觉信息传递至大脑皮质，从而防止睡眠中断），这种持续时间较长的纺锤波，可能是使患者清醒拔管时间延长的原因。

T1时刻D组发生躁动的概率小于C组（P= 0.022），说明全麻术中单次应用小剂量的右旋美托咪定（0.5μg/kg）可以抑制早期苏醒期躁动的发生，使患者苏醒期镇静情况更为良好；T3时刻，由于D组与C组中较多出现理论频数=0的情况且样本量较小，虽采用Fisher确切概率法统计，但结果仅供参考。右旋美托咪啶为代表的新型α2受体激动剂作为全身麻醉辅助用药，对于减少术后躁动发生率的影响正日益引起人们的关注。右旋美托咪定镇静催眠效应的关键部位可能在脑干蓝斑核［8］，即α2AR最密集的区域，它是大脑内负责调节觉醒与睡眠的关键部位。蓝斑去甲肾上腺素能神经元的超极化似乎是右旋美托咪定镇静活性的重要因素［8，9］。除了镇静作用外，右旋美托咪定dex还有中枢镇痛作用。已知术后疼痛可能是引发术后躁动的主要原因，右旋美托咪定的镇静镇痛催眠作用可能是抑制术后躁动的药理原因。此外，本实验中D组与C组中苏醒期躁动绝大部分（66.7%）发生在T1时刻（拔管后10min），少部分发生（33.3%）在T2（拔管后20min）时刻，与文献中报道的术后躁动多发生在拔管后5～15min左右相吻合［10，11］。

脑电指数（NTI）是利用傅里叶转换技术将原始脑电图进行频域分析，将脑电图分解为多个不同频率波幅的正弦波，计算其能量，将delta波的相位锁定能量从delta能量中减除，并表示为0～30 Hz的比率，最后计算统计出一个无量纲的从0（等电位）～100（苏醒）的指标。与脑电双频指数BIS相比，Narcotrend最大的优点是同时显示脑电功率谱变化趋势和情况。Narcotrend脑电监护仪采集的脑电功率谱，主要由每隔5 s采集1次的脑电总功率Power、α、β、θ、δ四个频率脑波的百分比组成。α、β、θ、δ的百分比是由四种波所在的频段功率与总功率相除得来的。α波是大脑清醒闭眼时的主要脑波，β波是大脑工作状态时的主要脑波，δ波是大脑深度睡眠时主要脑电波，θ波大脑困倦时主要脑波。

图2 EA组与AC组的T0时刻脑电图分段频谱的比较

右旋美托咪定在拔管前T0时段和拔管即时T1时刻，能够引起脑电总功率Power值降低（P＜0.05），这种改变可能与药物引起的大脑镇静状态时脑电信号活动整体减弱有关，也可能与右旋美托咪定引起脑血流量减少有关［12］；且随着从基础状态Base，拔管前T0时段到苏醒期T1～T4时刻，患者从清醒状态进入麻醉状态又逐渐恢复清醒的过程中，可以看到脑电总功率Power随时间变化的先降低后增高的趋势，也从侧面印证了大脑的镇静麻醉状态的脑电功率降低，而清醒状态脑电功率增高的可能性。但是术中深麻醉状态时常可见的大脑高Power状态，可能与很高比例的具有高振幅的δ波占比有关。D组与C组中NTI、α、β、θ的百分比没有统计学差异，但是在苏醒期早期T1时刻，D组较C组的δ波的占比增高（P＜0.05），说明右旋美托咪定可以引起脑电信号中δ波的比例增加。δ波的频率是0.4～4 Hz，当δ波为优势脑波时，为深度睡眠无意识状态，这可能是右旋美托咪定能够产生镇静的电生理学基础。

另一方面，躁动EA组患者T0时刻的脑电总功率Power，β波占比较镇静AC组T0时刻的脑电图增高，δ波百分比较镇静AC组降低，说明镇静和躁动的临床表现的拔管前脑电图已表现不同。如上所述推断，EA组T0时段脑电功率Power增加，可能与躁动的脑电活跃相关。根据频率的不同，将δ波和θ波称之为慢波，而α波和β波称之为快波。驱动睡眠产生的慢波（频率＜10 Hz）主要由δ波和θ波，以及部分α波构成，是慢波睡眠阶段和清醒阶段的标志性波形。而快波如β波，在不同的清醒类型中是有不同作用的。在活跃性清醒（以高肌紧张为特征）时，感官的刺激等诱导大脑出现高频的β波以及更高频的γ波（80～90 Hz）；而安静性清醒（以低肌紧张为特征）时，大脑除了出现β波外，还伴随出现δ波等慢波。当患者脑电表现为活跃性清醒时，脑乳酸浓度增加，皮质乳酸浓度亦增加，表示脑葡萄糖利用方式的改变，同时也对活跃性清醒有预测作用。脑乳酸浓度的增加可能也是全麻患者清醒后出现术后躁动的脑生理变化［13］。

根据苏醒期镇静表现和躁动表现患者的拔管前脑电数据比较，EA组中发现躁动的患者拔管前脑电可表现出较高的脑电总功率和β波百分比，以及较低的δ波百分比，这种脑电变化与上述活跃性清醒的脑电变化相一致。当出现较高比例的δ波，伴随着β波出现时，预示着患者出现安静性清醒，可能术后躁动的发生率较低；而只出现β波，未伴随δ波时，预示患者出现活跃性清醒，可能术后躁动发生率较高。我们有理由推断，拔管前的高比例β波，较少的δ波比例，对于术后躁动的发生有预测作用，这种脑电改变同时伴随着脑乳酸浓度的增高。

综上所述，患者拔管前的脑电出现β波比例增加，δ波的比例下降，对术后躁动的发生可能有预测作用。

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The effects of dexmedetomidine on the spectrum of EEG and agitiation during emergence period in the patients with LC surgery

ZHANG Bohong，PENG Shuling，YE Xijiu，WANG Zhi，CAO Lin，YANG Tao，PENG Jun，YANG Yongzhi，ZHOU Mao，HE Mingliang，GU Beibei，SUN Runlu，LAN Qiusheng.
Department of Anesthesiology，Sun Yat-sen Memorial Hospital，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510120，China.Corresponding author：PENGShuling，pslmzk@aliyun.com

dexmedetomidine；LC；emergence agitation；EEG；narcotrend；power spectrum；frequency pectrum

R614

10.3969/j.issn.1009-976X.2017.01.026

2017-01-09）

510120广州中山大学孙逸仙纪念医院麻醉科

∗通讯作者：彭书崚E-mail：pslmzk@aliyun.com

【Abstract】ObjectiveThis project is to explore the effect of dexmedetomidine（dex）on emergence agitation through analysis the EEG changes in LC patients undergoing general anesthesia.MethodsThis study was performed by two kinds of classification methods.Firstly，60 patients were assigned to dexmedetomidine group（group D，n=30）and contral group（group C，n=30）.The patients in the group D received dex with a dose of 0.5μg/kg after the regular introduction of general anesthesia，while those in group C were treated with equal amount of 0.9%NaCl.EEG spectrum was collected by the Narcotrend monitor during the period before patients receiving general anesthesia till 30 minutes after removal of the endotracheal tube（including the EEG of preoperative waking state：T Base and the period from washing out to extubation：T0）.The outcomes of RASS at themoment of T1（the right time when patients were removed of the endtracheal tube），T2（10 min after T1），T3（20 min after T1），T4（30 min after T1）.Sedation score and the EEG spectrum were compared between two groups.Secondly，according to the RASS sedation score of awakening period，all patientswere grouped into two groups：Awakening period calm state group（AC；in T1，T1，T3，T4moment RASS score all negative）and Emergence Agitation group（EA；in T1，T1，T3，T4 moment at least one RASS score positive）.By comparing the EEG in T0moment between group AC and group EA，observewhether the change of EEG before extubation can predict emergence agitation.Resu lts 1）The comparation of the Intraoperative vital signs of group D and group C：Comparison of the the mean arterial pressure MAP（mmHg）；Heart rate HR（times/min）；end-tidal CO2tension EtCO2；Pulse oxygen saturation SpO2（%）between two groups is not statistically significant difference（P＞0.05）.2）The comparation of the status of the RASS results during awakening period of group D and group C：there was significant difference of two groups.The negative value of RASS of group D is bigger than group C at the four momentwhich contains T1（themoment that patients removed of the endotracheal tube），T2（10 m inutes after T1），T3（20 minutes after T1），T4（30 m inutes after T1）respectivily（P＜0.05）.The incidence of postoperative agitation of group C is higher than group D（P＞0.05）.3）The comparation of the EEG spectrum collected by Narcotrend monitor of group D and group C：The total Power value of EEG in patients of group D collected by Narcotrend monitor is less than that in group C at themoment of T0 and T1；the percentence of Deltawave in group D is larger（P＜0.05）at themoment of T1；while the other EEG data have no significance difference（P＞0.05）.4）The power and the percent ofβwave in the EEG during the T0 period of EA group is bigger than that of AC group，the percent ofδwave is less than that of AC group，which can be used to predict the occurrence of emergence agitation. Conclusion DEX can provide a better postoperative sedation in patients suffering LC surgery with general anesthesia.DEX can decrease the power value of EEG spectrum and increase the percent ofδ wave，whichmaybe the electrophysiologicalmechanism of the inhibitory effect on emergence agitation of DEX.The EEG changes including increasing the percent ofβwave and decreasing the percentofδwave before extubation can predict the occurrenceofemergence agitation.