麻醉深度監(jiān)測與調(diào)控葛圣金

1、麻醉深度監(jiān)測與調(diào)控,葛圣金 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院麻醉科,請問：,麻醉？？？,麻醉深度？？？,一、概念——麻醉,,麻 醉,一世紀(jì)，希臘哲學(xué)家Dioscorides首先使用ANESTHESIA來描述毒參茄屬植物引起的昏睡狀態(tài)。1846年，Oliver Wendell Holmes使用ANESTHESIA描述一種能實施外科手術(shù)的新現(xiàn)象，即病人對手術(shù)創(chuàng)傷不能感知。至此，“麻醉”概念正式形成。,乙醚麻醉,麻醉—乙醚麻醉時病人的狀態(tài)

2、乙醚麻醉—金標(biāo)準(zhǔn)：全麻狀態(tài)是由一系列可辨別的生理狀態(tài)所組成的，它可以與適合于人體手術(shù)的乙醚所致的狀態(tài)相比較。不依賴于任何原理，可以作為一種參考或者金標(biāo)準(zhǔn)。,Prys-Roberts,1987年,美國麻醉科醫(yī)師協(xié)會,全麻 麻醉科醫(yī)師嚴(yán)密監(jiān)測無意識的病人并根據(jù)情況給與相應(yīng)的控制和治療措施。,全麻狀態(tài)的組成成分,從臨床作用的角度: 意識喪失（Unconsciousness）制動（Immobility）鎮(zhèn)痛（Analgesia）對病

3、人的無傷害 (Not harming the patient)從全麻臨床實施的角度: 全麻的實施多是不同藥物的組合，以使藥物的副作用盡可能地降低并達(dá)到最佳的麻醉效果。現(xiàn)代全麻技術(shù)主要是催眠藥、鎮(zhèn)痛藥及肌松藥的聯(lián)合應(yīng)用。藥物的不同組合主要是依賴于所擁有藥物的種類、給藥的方式和所給藥物各自相對應(yīng)的量。,一、概念——麻醉深度,,麻 醉 深 度,1847年，Plomley首先明確提出“麻醉深度”： 陶醉 興奮 深麻醉。Guedel經(jīng)

4、典的乙醚麻醉分期：痛覺消失期（Analgesia），興奮譫妄期（Delirium），外科手術(shù)期（4級）（Surgical stage）和呼吸麻痹期（Respiratory analysis）。 此后許多麻醉工作者開始描述一些體征來反映一定的麻醉深度，而這些體征大多均與肌肉張力和反射有關(guān)。1942年，肌松藥開始在臨床廣泛應(yīng)用，以前的判斷標(biāo)準(zhǔn)已不再適用。,術(shù)中知曉,1945年Lancet社論為標(biāo)志麻醉危險在此之前100年是過深麻醉危

5、險在此之后是過淺,認(rèn) 知 功 能,1990年～1993年，Griffins和Jessop：①有意識的知曉，有顯性記憶②有意識的知曉，無顯性記憶③無意識的知曉，無顯性記憶，有隱性記憶④無知曉,合適的麻醉深度?,1990年Stanski: 當(dāng)一種或幾種麻醉藥的濃度達(dá)到足以滿足手術(shù)并使病人舒適的效應(yīng)時,個 人 理 解,麻醉深度是麻醉與刺激共同作用于人體而產(chǎn)生的一種人體受抑制狀態(tài)的程度。隨著麻醉與刺激強(qiáng)度各自消長，麻醉深

6、度處于相應(yīng)的動態(tài)變化之中。,二、麻醉深度監(jiān)測,,當(dāng)前臨床常用指標(biāo),血流動力學(xué)指標(biāo)瞳孔大小流淚出汗呼出末二氧化碳波形,麻醉深度監(jiān)測技術(shù),AEPEEG (pEEG)EMGHRVIFT (isolated forearm technique)SLEC(spontaneous lower esophageal contractions),,自發(fā)及誘發(fā)腦電技術(shù)在麻醉深度監(jiān)測中的運用,Consciousness & Bra

7、in Activity,,,,BIS是第一個得到FDA批準(zhǔn)的用于監(jiān)測藥物鎮(zhèn)靜催眠作用的特殊技術(shù)。,BIS分析計算流程,,,2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,聽覺通道,,MLAEP在監(jiān)測鎮(zhèn)靜/麻醉方面較自發(fā)腦電有解剖學(xué)和生理學(xué)上的優(yōu)點：MLAEP是大腦對聲音刺激的主動反應(yīng)；MLAEP波形有明確的解剖學(xué)定位。,,許多研究均顯示MLAEP是監(jiān)測鎮(zhèn)靜深度極具前途的方法。,,提取并計算出MLAEP指數(shù)的模式有兩種：經(jīng)典的移動時

8、間平均數(shù)模式（MTA model），耗時約45 s；新型的外因輸入自動回歸模式（ARX model），耗時約2~6 s 。近來，外因輸入自動回歸模式提取的聽覺誘發(fā)電位指數(shù)（AAI）已逐漸試用于臨床監(jiān)測麻醉/鎮(zhèn)靜深度。,MTA模式的兩大缺陷,信號噪聲比（SNR）與波形重疊次數(shù)的平方根成正比。如果SNR是1：20，則256次重疊SNR將升高至4：5。如果1次波形掃描需80 ms，單重疊256次就需20 s； 單純移動平均方法并不能有效獲

9、取MLAEP的信息，雖然對MTA模式做出了一些改進(jìn)，但仍需250~500次原始波形疊加來獲取滿意的MLAEP。,,ARX和MTA模式以及BIS的測算延遲時間,總的延遲時間傳統(tǒng)的移動時間平均數(shù)模式: 30~60 秒外因輸入自動回歸模式: 2~6 秒,,2,-,6 秒,,,30,-,60 秒,,,睡眠,,,BIS分析,-,,ARX,-,指數(shù),,,,,,,,,,,清醒,,AAI,移動時間平均數(shù)模式,ARX模式的發(fā)展歷程,最早用于軍事與

10、勘測：直升機(jī)上攝像Mr. Erik Weber Jensen在上世紀(jì)攻讀生物醫(yī)學(xué)工程博士時開始將ARX方法用于提取聽覺誘發(fā)電位,,,,ARX模式AEPindex早期文章,Jensen EW, Lindholm P, Henneberg SW. Autoregressive modeling with exogenous input of middle-latency auditory-evoked potentials to mea

11、sure rapid changes in depth of anesthesia. Methods Inf Med 1996; 35: 256-260. Capitanio L, Jensen EW, Filligoi GC, et al. On-line analysis of averaged AEP, autoregressive (ARX) modeled AEP and spectral edge frequency of

12、 EEG for monitoring depth of anaesthesia. Methods Inf Med 1997; 36: 311-314. Jensen EW, Nebot A, Caminal P, et al. Identification of causal relations between haemodynamic parameters, auditory evoked potentials and isofl

13、urane by means of fuzzy logic. Br J Anaesth 1999; 82: 25-32.,A-line 1.5版本信號處理過程,,,Signal OK?,Yes,,,,BP filterAEP25-65 Hz,Bandpass filterEMG65-85 Hz,Bandpass filterBurst Suppr.1-35 Hz,,,MTA256sweeps,MTA18sweeps,,A

14、RXMODEL,,AAICalc.,No,,,EMGCalc.,,BS%Calc.,,,A/DConverter,,,Signal OK?,Yes,No,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,AMP,900 xSec.,Reject,Reject,,,,A-line Electrodes,,If snr lowSmooth signal,,If snr lowSmooth signal,,,,EstimateSNR

15、,,,Show SNR bar/symbols,,,Calculatemy,,,,AAI臨床實用研究結(jié)果,,,Litvan H, Jensen EW等：Acta Anaesthesiol Scand. 2002; 46: 245-251.,Struys MM, Jensen EW等：Anesthesiology. 2002; 96: 803-816.,Litvan H, Jensen EW等：Anesthesiology. 2002

16、; 97: 351-358.,Ge SJ, Zhuang XL等：Br J Anaesth. 2002; 89: 260-264.,Alpiger S, Helbo-Hansen HS等：Acta Anaesthesiol Scand. 2002; 46: 252-256.,Urnonen E, Jensen EW等：Acta Anaesthesiol Scand 2000; 44: 743–748.,Ge SJ, Zhuang XL等

17、：Acta Anaesthesiol Scand. 2003; 47: 466-471.,MÄÄTTÄNEN H, ANDERSON R等：Acta Anaesthesiol Scand 2002; 46: 882–886.,AAI BIS與N2O,Barr G, Anderson R等：無論單用或與其他麻醉藥聯(lián)合運用，N2O均不改變BIS值（Br J Anaesth. 1999; 82: 827-83

18、0. ）;呼氣末N2O濃度在40%以上時的AAI值顯著小于濃度在10%以下的值（Anaesthesia. 2002; 57: 736-739. ）。,AAI和BIS均不能準(zhǔn)確地反映氯胺酮的麻醉作用,Ge SJ, Zhuang XL等： Can J Anesth 2003; 50: 1017-1022AAI數(shù)值受肌源性因素的影響,,七氟醚—瑞米芬太尼—阿曲庫銨心臟手術(shù)麻醉時聽覺誘發(fā)電位指數(shù)和雙頻指數(shù)的變化,A-line最新版本

19、：聽覺誘發(fā)電位監(jiān)護(hù)儀///2,新特征1,使用聽覺誘發(fā)電位/腦電圖/爆發(fā)抑制信息 的復(fù)合AAI指數(shù) 自動音量控制按需電極阻抗檢查,敏感性增加：,新特征2,腦電圖爆發(fā)抑制曲線 (BS%) 腦干聽覺誘發(fā)電位 AAI 菜單翻滾功能 0-99 或 0-60 的AAI 范圍,屏幕上顯示更多信息：,,復(fù)合 AEP/EEG信息 以及音量控制,AAI & BIS,AAI 1.6版本：聽覺誘發(fā)

20、電位、爆發(fā)抑制、自發(fā)腦電信息；BIS XP版本：自發(fā)腦電、爆發(fā)抑制信息、臨床經(jīng)驗與應(yīng)用資料；,,BIS反映整個大腦皮層的抑制程度，是一種綜合性計算結(jié)果；AAI反映從內(nèi)側(cè)膝狀體和初級聽覺皮層產(chǎn)生的中潛伏期聽覺誘發(fā)電位波幅與潛伏期的變化，是大腦對聲音刺激的主動反應(yīng)；波形有明確的解剖學(xué)定位。,,Aspect 產(chǎn)品: BIS XP技術(shù): 雙頻指數(shù)，指示意識水平市場:1996年美國1997年歐洲2000年日本優(yōu)點

21、進(jìn)入市場較早通過OEM認(rèn)證缺點原理不明,,,,Danmeter產(chǎn)品: A-Line AEP監(jiān)護(hù)儀技術(shù): 聽覺誘發(fā)電位，指示意識水平市場: 2000年9月引入歐洲2001年進(jìn)入中國2001年進(jìn)入美國等市場優(yōu)點 已證實的技術(shù)麻醉藥品生產(chǎn)商接受的技術(shù)ALARIS銷售網(wǎng)絡(luò)遍布全美國歐洲CE認(rèn)證中國SDA(1)20012210221美國FDA510(K)：K010965缺點目前國內(nèi)

22、外臨床報告相對較少,競爭狀態(tài)一覽,熵（Entropy）,熵于1948年由Shannon提出用于信息技術(shù)和通訊。簡單地講，熵描述了信號的不規(guī)則性、復(fù)雜性、不可預(yù)測性。,熵—理解,在正弦波模型中如果所有的波的振幅和波長都是相同的，那它的熵值就是0 。如果信號高度復(fù)雜、不規(guī)則、并且?guī)缀醪豢深A(yù)測，熵就會很高，或者說無序性很高，熵接近于1。對于EEG和鎮(zhèn)靜的程度假設(shè)一個人處于清醒狀態(tài)，他有可能進(jìn)入任何一種微觀狀態(tài)，非常無序和不可預(yù)測

23、。在麻醉中，次序增加，突觸通道的數(shù)量減少，熵值減小。,參 數(shù),兩個參數(shù)：反應(yīng)熵和狀態(tài)熵。反映熵 (RE) 對面部肌肉的活動敏感。面部肌肉可以對蘇醒做出早期的提示，而在 RE，則反應(yīng)在 RE 的快速升高。狀態(tài)熵 (SE) 是由 EEG 得到的。SE 與麻醉藥物在皮層所引起的睡眠效果相關(guān)。,熵與疼痛刺激,在全麻期間，如果麻醉是適宜的，RE 和 SE 是相等的。如果監(jiān)測結(jié)果分離，可能是由于面部肌肉的活動，例如由于疼痛刺激。由于面

24、部肌肉是高頻活動，通過反應(yīng)熵能夠快速地探測到此種變化。,理想的麻醉深度監(jiān)護(hù)儀,Drummond：儀器所顯示的代表兩個不同麻醉深度的數(shù)值，不僅平均值要有統(tǒng)計學(xué)上的差異，而且它們的數(shù)值范圍也不應(yīng)該有重疊；使用不同藥物麻醉時，所測得的代表同一麻醉深度的數(shù)值應(yīng)該基本一致。Pomfrett：顯示意識知曉前淺麻醉階段；準(zhǔn)確反映體內(nèi)麻醉藥不同濃度；對不同方式刺激，特別是外科手術(shù)刺激敏感；即時顯示結(jié)果；在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下反映所有麻醉藥的麻醉

25、深度；經(jīng)濟(jì)﹑使用方便。,三、麻醉深度調(diào)控,,AAI和BIS能有效監(jiān)測鎮(zhèn)靜深度,,,外在刺激的質(zhì)與量,內(nèi)在刺激的質(zhì)與量,中樞鎮(zhèn)靜程度,,,,,鎮(zhèn)靜安定藥/麻醉藥,,,刺激 麻醉 麻醉深度 AAI BIS,麻醉干預(yù),,,鎮(zhèn)痛,內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,肌松,,意識喪失,麻醉狀態(tài)/深度,外在刺激,內(nèi)在刺激,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,刺激 體動 麻醉深度 AAI BIS,麻醉干預(yù),,,,體 動,外在刺激,內(nèi)在刺激,,,,,,,,,,,？,