智能化自控镇痛知多少

■崔晶 姚兰 通讯作者（北京大学国际医院麻醉科）

患者自控镇痛（PCA） 是20 世纪70 年代由Sechzer 提出的一种新的镇痛给药方法，也就是在患者自己感觉到疼痛时，计算机控制的微量泵主动给患者注射定量药物，从而缓解机体疼痛。目前，PCA途径有多种，如自控静脉镇痛、自控硬膜外镇痛、自控局部镇痛、自控鼻内镇静等。PCA 之所以能在临床中广泛应用，是因为具有操作简单、快速起效、范围广等优势。常用的药物有阿片类药物、非甾体类抗炎药物。但也有不足的地方，如配置与设定都需要技术人员操作，体积较大，有静脉阻塞等潜在危险性。随着人工智能的发展，智能化技术逐渐用于临床麻醉。当前，我们对智能化自控镇痛的了解较少，相关研究不多，作为非专业人员的社会大众更是对其所知甚少，今天就让我们来一起了解智能化自控镇痛的相关知识吧。

智能化

当前我们所说的智能化是指人工智能。医学人工智能是伴随着微型计算机引入中国，时间点在20世纪80 年代，技术特征是模仿诊疗过程，典型应用集中在中医界，杰出代表是朱文锋教授。但发展至20 世纪90 年代中后期，由于大系统医学人工智能是一门复杂的交叉学科，对人才的复合技能要求非常高，特别是数学建模技能对于一些医学科研工作者来说很难，从而使得医学人工智能的发展较为缓慢。

目前，人工智能技术已逐步应用到临床麻醉中，在自控麻醉中的应用及研究也日益增多。人工智能可以在术前预警围术期高危事件风险（如围术期死亡和气道不良事件），辅助气道诊断/评估和围术期输血预测；在术中辅助超声显像、气道管理和呼吸监测，帮助实现麻醉的精准自动化闭环控制；在术后自动监测呼吸模式等。

与传统的机械镇痛不同，人工智能技术也影响着PCA 的发展。随着大型临床数据库的建构，人工智能在麻醉医学领域得到快速发展，计算机可以通过模拟麻醉师思维及自身的学习能力处理复杂的临床数据，从而实施智能化麻醉。

目前用于PCA 智能化的算法，根据人工智能学习方式的不同分为监督学习、无监督学习及强化学习。监督学习就是大家所熟悉的驱动式学习，也是在临床中最常见的人工智能化，是人预先设定输出道，通过算法辅助学习，从而完成期望输出指标。无监督学习则是计算机可自我识别规则，对数据进行直接的处理，设定稳定输出模型。强化学习相对高级，是计算机不断自我学习，得到期望值。算法相对较多，包括经典机器学习算法、人工精神网络算法、深度学习算法、模糊逻辑。

其中人工精神网络算法是目前人工智能在医学中最常用的算法。这种算法是模仿人的神经系统中神经元间的联络，能够用于麻醉深度监测，预测丙泊酚（一种临床常用麻醉药物）在患者药物动力学的变化等。深度学习算法主要用于医学影像学领域，比如智能化CT 可用于诊断新型冠状病毒肺炎。迷糊逻辑算法是模仿人脑的模糊性信息决策能力，目前在麻醉中可以用于自控硝普钠（一种血管扩张药，一般用于治疗急性心力衰竭）输注速率。

智能化用于PCA

在传统PCA 上，结合人工能智能就形成了新型的镇痛模式，被称为智能化PCA（AI-PCA），实现了术后镇痛过程的动态管理，提升了麻醉效果。简单来讲，就是患者使用智能化PCA 后，不仅能保证麻醉效果，让患者感受不到手术疼痛，还能减少麻醉药物的摄入量，使得患者在术后快速清醒，便于术后进行康复锻炼。

那么在什么时候使用智能化PCA 呢？患者什么时候使用智能化PCA 取决于患者的疼痛程度。其实患者疼痛主要是一种主观感受，在疼痛时身体的心跳、脉搏等都会有不同程度的表现，只有患者自己才知道伤口到底有多疼。目前判断疼痛的主要方法是视觉模拟评分法（VAS），使用0～10 分表示，0 分表示没有疼痛；1～3分为轻度疼痛，基本不影响睡眠；4～6分为中度疼痛，影响到了睡眠；7～10分表示重度疼痛，患者自己完全无法忍受，疼痛时完全不能入睡，在梦中会痛醒；传统PCA 的操作者只能是患者本人或监护人员。然而，智能化PCA 完美地解决了这个问题。智能化PCA 运用AI 智能化技术通过临床中关于手术、疾病类型等所致的疼痛情况，智能化计算麻醉药物使用量、输注速度等。智能化PCA 在患者机体指标表现出中度、重度疼痛后会开始自主化输注镇痛药物。因为药物起效是需要一定时间的，所以在2 次智能化给药时会间隔一定时间，便于让药物发挥应有的作用。智能化PCA 输注间隔时间是系统根据药物的达峰时间而定，如芬太尼经静脉给药后，其达峰时间是216 秒；硫喷妥钠静脉注射后达峰时间为102 秒；一般仪器会自动间隔2 个药物的达峰时间自动给药。

智能化PCA 可能存在的问题及解答

对于使用智能化PCA 中患者关心的问题，在这里也简单地介绍一下。

智能化PCA 安全吗

答案是肯定的，智能化PCA 非常安全。随着AI 技术的飞速发展，人们越来越依赖数据采集、处理和分析。AI 应用的核心在于数据的支持，其可完全胜任大量临床数据的收集、使用及处理工作。基于海量的临床数据，AI 能制定符合患者实际情况的镇痛方案。

智能化PCA 会影响伤口愈合吗

智能化PCA 不会影响患者伤口愈合，相反的是正确使用智能化PCA 会促进伤口愈合。原因是精确智能化的镇痛模式会减少疼痛，改善机体应激，便于患者下床活动。众所周知，下床活动对术后康复至关重要。尤其是外科术后，如骨折术后、痔疮术后等，患者在能承受疼痛的情况下缓慢下床活动，可以有效预防下肢静脉血栓及其他术后并发症。

智能化PCA 会增加镇痛不良反应及并发症吗

智能化PCA 不仅不会增加镇痛不良反应及并发症，还会减少不良反应及并发症。如恶心、呕吐、低血压、畏寒等不良反应会显著减少。对于智能化PCA 自身可能出现的问题，如系统能够通过输注管路“堵塞”报警和异常的自控键按压频率等各类报警，分析并提示相关不良事件。医务人员应掌握镇痛过程中可能出现的各种不良事件，并且能够分析原因，进行及时有效的处理。如查房评估患者处于镇静过度状态，应先夹闭管路，并告知患者和家属只准许患者本人按压镇痛泵按钮，必要时由医生调整输注参数。

对合并严重基础疾病，如高血压、糖尿病及其他代谢性疾病的患者，如果使用智能化PCA 效果更好，安全性更高。