麻醉镇痛深度监测的研究进展

茆 琰 郭培培 贾晋太

全身麻醉由镇静、镇痛、肌松三要素组成，只有当三者都处于适当状态时，才能达到理想的麻醉深度。目前已有规范的镇静和肌松的监测手段可用于临床麻醉，但监测镇痛程度的技术手段仍不够完善，临床工作中仅通过观察患者的血压、心率等临床体征判断麻醉镇痛深度缺乏准确性。精准麻醉的实施需要成熟的检测技术，本文对现有麻醉镇痛深度监测的研究进展综述如下。

1 镇痛/伤害性刺激指数(Analgesia nociception index，ANI)

ANI通过对心率变异性(Heart rate variability，HRV)进行计算处理提供0～100的数值范围，可对机体受到的伤害性刺激提供实时、连续监测[1]。HRV最早由HON等[2]提出，指每次心跳R-R间期的持续性变化，其高频成分能特异地反映副交感神经活性的强弱，低频部分的改变则是由副交感与交感活动两者共同介导[3]。ANI随着心血管自主神经系统平衡状态的改变而发生变化，可作为判断麻醉镇痛深度的可靠指标[4]。当有伤害性刺激作用机体时，ANI值降低，反之，ANI值升高。ANI值50～70为镇痛满意，>70为镇痛过度，<50为镇痛不足。

田华等[5]通过对53例丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉患者的观察发现，ANI能比血流动力学指标更敏感地反映伤害性刺激的变化。腰麻前ANI值与麻醉后低血压的发生有一定相关性[6]，剖宫产术前应用ANI监测可预测和降低产妇术中低血压的发生率[7]。另外，全麻术后监测ANI可实时评估患者的疼痛水平。

由于ANI来自于副交感和交感神经对心脏节律的影响，因此使用影响窦房结的药物或者心脏起搏器、进行体外循环手术、严重心律失常等会影响ANI参数的可靠性。血管容量、体位、镇静深度、电刀干扰等也会降低其稳定性。另外，ANI只在肺膨胀时才可解释，气管插管过程中ANI参数不可信，气管插管后，ANI曲线又需要复位[8]。

2 体积描记指数(Surgical pleth index，SPI)

SPI是HUIKU等[9]对约60例全凭静脉麻醉患者的指标进行统计分析得出的算法，可以连续监测全麻期间伤害性刺激的发生。SPI=100-(0.3×标准心脏搏动间期+0.7×容积描记的脉搏波幅)，由无创血氧指套监测的数据计算得出，取值范围为0～100。机体受到伤害性刺激时，SPI数值增大；相反，SPI数值减小；一般SPI>50或者短期内波动范围>10表示镇痛不足，<20为镇痛过度，20～50是普遍可接受的范围[10]。

多项研究表明，SPI是监测伤害性刺激与抗伤害性刺激之间平衡状态的良好指标[11-12]。使用SPI指导术中镇痛可以减少术中血流动力学的波动，减少镇痛药物的使用，缩短拔管时间[13-15]。但使用心血管活性药物或心脏起搏器可能影响SPI的准确性[16]，同时，低温、高龄、末梢循环差等因素也会影响SPI的监测结果。ILIES等[17]发现SPI不能准确监测意识清醒的腰麻患者伤害-抗伤害感受平衡。这可能是由于精神应激影响了交感神经系统，镇静药物的适当使用即可使SPI降至基线水平。

3 末梢灌注指数(Tip perfusion index，TPI)

TPI是将指(趾)血氧饱和度探头采集的容积波形经计算处理后转化为0～100的指数，可以通过监测末梢小动脉血流灌注情况对麻醉过程中的伤害性刺激提供实时、连续的监测。伤害性刺激作用于机体时，交感神经系统张力增高，末梢小动脉血流灌注减少，TPI值减小。TPI值越小表示镇痛越不足，越大表示镇痛越充分。由于个体和测量部位之间差异较大,其正常参考值尚未确立,临床应用主要是将测量值与基础值进行比较或作动态比较，TPI值降低预示着镇痛的不足。

TPI可以无创、实时、连续监测术中应激状态的变化，且其灵敏度显著高于血压、心率等血流动力学指标[18]。TPI指导术中镇痛药物使用，可维持麻醉过程中血流动力学的平稳，减少丙泊酚静注总量，缩短手术时间[19]。TPI可以及时准确地评价胸交感神经切除术(Transthoracic endoscopic sympathectomy，TES)中胸交感神经的切除情况[20]。另外，TPI还可预测剖宫产患者腰麻后低血压的发生，为围术期低血压的预防和治疗提供参考[21]。

TPI特异性差，低体温、体位改变、低碳酸血症、电刀干扰、血流动力学波动等都可能会影响TPI的监测结果[22]。TPI不适用于末梢循环较差的患者，手指末梢灌注差时，TPI缺乏准确性。

4 伤害性刺激反应指数(Noxious stimulation response index，NSRI)

NSRI是对伤害性刺激发生反应的概率，是反映镇痛药物与镇静药物协同作用于抑制伤害性刺激的指数。其基于BOUILLON等描述的异丙酚-瑞芬太尼的响应面模型，在该模型显示中，预测的镇静和阿片类药物浓度与相互作用的等效图相关。BOUILLON等[23]将喉镜耐受性定义为对喉镜检查没有运动反应，提出了在使用异丙酚代替挥发性药物时，耐受喉镜的可能性(Probability of tolerance to laryngoscopy，PTOL)替代MAC表示麻醉强度。LUGINBUHL等[24]将PTOL标准化并校准为介于0～100的数值，命名为伤害性刺激反应指数(NSRI)。NSRI和PTOL可以互换，NSRI值从100(没有使用麻醉药物时)到0(表明广泛的联合药物效应)时，PTOL值从0到100%，NSRI数值越小，耐受喉镜的可能性越大，代表麻醉强度越大。

LUGINBUHL等[24]通过观察44例丙泊酚-瑞芬太尼麻醉的患者发现，NSRI比AAI、BIS能更好地预测丙泊酚或瑞芬太尼的浓度。对于监测前臂对伤害性刺激的反应，NSRI比BIS更有效，而反映镇静深度则BIS更佳。

NSRI只能反映对伤害性刺激是否发生反应的概率，但不能准确预测单个个体对伤害性刺激具体有无反应，NSRI的临床应用仍需要进一步的验证研究。

5 脑电镇痛指数(Pain rating index，PRi)

PRi是由我国科研人员通过小波算法计算得出的疼痛评定指标(范围0～100)。其主要反映大脑皮层和皮层下中枢对伤害性刺激的耐受性，将其应用于大样本人群的脑电数据测量，可指导医生使用镇痛药物，预测大脑对伤害性刺激是否发生反应。PRi为50～70表示镇痛满意，<50表示镇痛过强，>70表示镇痛不足。

一项随机实验表明，术中根据PRi调节七氟醚麻醉深度可减少麻醉恢复时间、拔管时间和七氟醚消耗[25]。PRi值与VAS评分结果具有显著相关性，可以实时连续评估患者的疼痛。而且PRi应用范围比VAS评分更广，可运用于术中和术后镇静期间沟通障碍的患者，更合理指导临床镇痛工作的开展[26]。但额肌电活动不易区分，信号受干扰等因素可能使PRi的值变得不可靠。

6 熵指数(Etropy，En)

熵指数是将采集到的电信号根据熵模型计算出状态熵SE和反应熵RE这两个参数。SE主要反映麻醉的镇静成分，其收集来源于脑电图的0.8～32 Hz电信号，值为0～91；RE可同时反映镇静和镇痛，收集来源于脑电图和前额肌电图的0.8～47 Hz电信号，值为0～100[27]。RE≥SE，当伤害性刺激作用于机体时，RE值增大，RE-SE也增大。临床工作中多用RE-SE来评估镇痛程度，当RE-SE>5～10时，提示镇痛深度不足。有研究发现，熵指数能很好地反映使用喉罩全身麻醉过程中的痛反应[28]。宋小星等[29]发现熵指数可以比心率、平均动脉压更迅速准确地监测伤害性刺激。但周围仪器、体动反应和麻醉药物均会干扰脑电信号的采集，从而影响En的稳定性。

7 皮肤电导性(Skin conductance，SC)

伤害性刺激作用于机体时，大脑皮层和皮层下区域的活动增强，交感神经和节后胆碱能神经元兴奋，导致汗腺充盈，皮肤导电性增加。使用Med-Storm’s SCA仪器，根据电极片收集的手掌或脚底皮肤的电信号，可以计算出皮肤导电的频次和幅度的变化，从而反映伤害性刺激的水平。皮肤电导每秒波动次数(The number of fluctuations of skin conductance per second，NFSC)与伤害性刺激有很好的的相关性，NFSC可以反映患者术后苏醒阶段的有害刺激的强度。LEDOWSKI等[30]发现，当取0.1作为NFSC界值时，其区分患者术后疼痛水平的敏感性和特异性分别为88.5%和67.7%。HULLETT等[31]发现儿童与成人结果相似，但NFSC界值稍高，为0.13。皮肤湿度、环境温度、年龄、电极片大小、采样时间等因素均会对SC的监测结果产生影响，其用于全麻术中的效果尚不确切，仍需进一步研究。

8 瞳孔指数(Pupillary pain index，PPI)

PPI是通过瞳孔直径(Pd)的变化评估痛反应的监测指标。Pd是交感和副交感神经相互协调的结果，可以反映机体的伤害-抗伤害平衡状态，当伤害性刺激作用于患者后，交感神经兴奋，Pd增大。通过监测仪监测Pd，同时对前臂施加100 Hz的电刺激，10～60 mA范围内逐渐增加电流直至Pd增加超过基线值的13%，然后将记录到的电流值进行处理，得到介于1～9的PPI值，PPI数值越大表示伤害性刺激越强，PPI>4时表示镇痛不足以抑制伤害性刺激[32]。PPI可以很好地评估全身麻醉患者的镇痛水平,可先于血压、心率监测到由伤害性刺激引起的痛反应[33]。研究发现，PPI指导心脏手术术中镇痛，可减少术中舒芬太尼给药[34]。然而，麻醉药物和抗胆碱药物的使用、眼部疾患、环境亮度等因素均可影响Pd的测量，从而影响PPI测量疼痛的准确度。

9 痛觉诱发电位(Pain-related evoked potential，PREP)

PREP是患者受到有害刺激时所产生的脑诱发电位。临床研究PREP大多采用电刺激或激光刺激，但因为需要的装置特殊，临床应用很受限制。研究表明，PREP波幅与疼痛VAS评分间在监测镇痛方面具有良好的相关性[35]。但其目前仍处于标准化刺激的研究和使用阶段，不能准确地监测术中伤害性刺激引起的痛反应。

现有镇痛深度监测技术的发展，可以指导麻醉医生合理应用镇痛药物，但目前采集和分析方法仍存在局限性，仍有一些问题需要解决：麻醉药物、心血管活性药物、脑电信号质量对测量的影响，个体差异性(年龄，末梢循环)对测量的影响，对不同部位、不同类型的伤害性刺激的反应程度是否一致。理想的镇痛监测指标应就这些问题做进一步探索，以实现精准麻醉。