麻醉深度监测.doc
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1、 中国医师协会麻醉深度监测的进展和展望岳云作为一个医学分支学科,麻醉学在经历了150多年的迅猛发展后,学科的最基本问题仍未解决。这个基本问题就是全身麻醉深度的定义和监测。正是由于这个基本问题的悬而未决,才导致术中知晓(awareness)这一严重的全麻并发症伴随着麻醉学的发展历程,始终困扰着历代麻醉医师。在肌肉松弛药临床应用以前,麻醉医师常担心麻醉偏深带来危险。肌肉松弛药的临床应用以后,全身麻醉趋于偏浅,麻醉医师常常担心麻醉偏浅,带来术中知晓等并发症。随着时代的进步和患者对医疗服务的期望值增高,人们不仅仅要求麻醉医师在全身麻醉中能保证患者意识消失、无痛、肌松、避免术中知晓等并发症,还要求能精确
2、地给予适量麻醉药物,避免昂贵麻醉药品的浪费,减少麻醉后恢复室的滞留时间或出院时间,从而控制医疗成本。这使得麻醉医师麻醉中既不能少给药也不能多给药,处于两难境地。可见全身麻醉深度的精确的监测和判断已成为一项亟待解决的课题。一、 全身麻醉和全身麻醉深度的定义全身麻醉和麻醉深度的定义是麻醉学领域里争议较多,富有情感色彩和主观性的一个题目。近年来,许多学者从历史的、临床的、科学的、理论的和哲学的角度对其进行了思辩,使我们对该问题的理解更深了一层。定义全身麻醉和麻醉深度必须先了解与全麻相关的主要生理过程。(一) 全身麻醉相关的主要生理过程1 记忆(memory) 记忆是个体对其经验的识记、保持以及再认或
3、回忆。从信息加工的角度看,记忆就是对输入的信息编码、储存和提取。记忆的形成涉及许多脑区包括海马、杏仁核、前额叶和其它感觉和运动皮层。麻醉药物可以影响上述一些或全部区域导致遗忘(amnesia)。通常讨论的与麻醉有关的记忆是外显记忆和内隐记忆。外显记忆是个体需要有意识地主动地收集某些经验用以完成当前任务时表现出的记忆,它所涉及到的是被试者明确地意识到的,并能提取出来的信息,被试者能回忆起一些特定的事件如一场足球赛或他的婚礼日等。内隐记忆是指在不需要意识或有意回忆的情况下,个体的经验自动对当前任务产生影响而表现出来的记忆,其特点是人们并没有觉察到自己拥有这种记忆,也没有下意识地提取这种记忆,但它却
4、在特定任务的操作中表现出来,诸如残词补全、词干补笔、词汇判断等。研究表明在较低浓度的麻醉药作用下,外显记忆能被阻滞,而内隐记忆仍可存在,其作用机理还不清楚。2 意识(consciousness) 意识如何定义也是个难题,Bonhomme将麻醉下意识的消失(LOC,loss of consciousness)定义为清醒程度和脑的认知功能包括对环境的知觉、思考、注意(attention)和记忆等的可逆性改变。产生意识的生理过程和相关解剖结构不甚明了,麻醉药物诱导意识消失的作用位点也知之甚少。一些位点可能参与意识的形成如大脑皮层、丘脑和网状结构,麻醉药物可影响这些区域。Alkire和他的同事们使用正
5、电子发射断层扫描(PET, positron emission tomography)技术作为了解麻醉药物作用位点的间接方法研究了氟烷、异氟醚和异丙酚对脑代谢的影响,发现上述麻醉药抑制皮层、丘脑和网状结构的代谢。但各位点是同等地有助于意识的消失还是其中某个位点比其它位点更关键,还需要研究。Fiset等使用PET技术研究了异丙酚的效应发现异丙酚可使内侧丘脑和其它与觉醒(arousal)有关的脑区代谢下降。这些研究表明异丙酚主要通过作用于与觉醒有关的结构产生意识消失的效应。要完全明白麻醉药物如何影响意识仍需做大量的工作。意识和记忆既相互独立又密切相关。麻醉下意识与记忆的密切相关表现在麻醉药物和镇静
6、催眠药物随着血浆浓度的增加不仅仅导致镇静深度增加,同时削弱记忆功能,即意识程度影响记忆功能。但意识和记忆又是各自相对独立的不同的概念,它们各自具有不同神经解剖基础。已有证据表明:未接受任何药物输注的受试者,不同的神经解剖区域分别中介觉醒、注意和记忆过程。从理论上讲,这也说明一种麻醉药物引起的镇静(反映意识)和遗忘(反映记忆)是可以分离的两个不同效应。麻醉药物的镇静和遗忘效应变化的同向性(随着镇静的加深,记忆功能削弱)常常掩盖了我们对这两个成分的可分离性的认识。分离麻醉药物的镇静和遗忘效应的最好的方法是使用不同的麻醉药物如咪唑安定、异丙酚、芬太尼和硫贲妥钠等使受试产生同等的镇静水平,然后研究各药
7、在同一镇静(意识)水平下产生的不同遗忘效应。Veselis采用事件相关电位(ERP, event related potential)研究了咪唑安定、异丙酚的镇静和遗忘效应,发现中枢神经系统存在一些结构与觉醒、注意和记忆都有关,且咪唑安定、异丙酚对记忆系统和觉醒-注意-镇静系统有不同的效应。此结果进一步证实了上述意识和记忆的关系。我们的研究也表明随着异丙酚镇静深度的加深,记忆功能逐步削弱,但镇静到OAA/S评分2分(意识消失)时,仍存在内隐记忆。3 伤害性反射 (nociceptive reflexes) 伤害性反射是机体在伤害性刺激作用下撤回机体或机体的一部分以防机体受到损害的一种保护性机制
8、,是一种复杂的行为学反应,常在个体逃离或处理危险环境时表现出来。这种反射可为麻醉药物所抑制。伤害性刺激激活外周感受器,A和C躯体感觉传入神经纤维末梢的伤害感受器将外部的伤害性刺激转换为电活动。产生的动作电位可传至脊髓背角第二级神经元,经突触处理后继续经脊丘和脊臂旁束至高位中枢。脊髓背角第二级神经元经中间神经元与脊髓前角运动神经元有直接和间接的突触联系,运动神经元的激活可导致肌肉的收缩(即伤害性反射)。伤害性刺激也可能激活中枢运动模式发生器,它将进一步协调机体的运动。研究表明脊髓是全身麻醉药作用的重要位点,脊髓机制参与异氟醚、氟烷和硫贲妥钠防止体动的能力。异氟醚在0.9-1.0MAC下能抑制脊髓
9、背角神经元对伤害性刺激的反应。近年来的研究表明脊髓运动神经元也是麻醉药的作用位点。Rampil等使用F波间接研究了麻醉药物对脊髓运动神经元的效应。F波由电刺激外周运动或混合神经元所诱发,冲动经外周神经逆向侵入运动神经元细胞体,随后再由运动神经元细胞体沿运动神经正向传导诱发肌肉收缩。F波被认为能反映运动神经元的兴奋性,它可随运动神经元的兴奋而抬高。吸入麻醉药和氧化亚氮能抑制F波。4 血液动力学和神经内分泌 Roizen等研究了氟烷、安氟醚、阿片和脊髓麻醉抑制切皮时心血管和神经内分泌反应的能力。他们采用抑制肾上素能反应的麻醉药浓度(MAC-BAR)描述抑制效应,发现氟烷和阿片-氧化亚氮在临床浓度可
10、抑制肾上素能反应,而安氟醚不能。氟烷抑制血液动力学反应部分是因为它的直接的心血管抑制效应,然而安氟醚对血液动力学反应抑制更强却未能抑制切皮引起的血液动力学反应。Zbinden等的研究表明异氟醚也不是一个好的用于控制病人血压在正常范围的麻醉药。为什么一些麻醉药可以抑制伤害性刺激引起的血液动力学反应而另一些却不能?这可能与不同全麻药其镇痛特性不同有关。例如,异氟醚在亚麻醉浓度时几乎没有镇痛作用,而氟烷却有较强的镇痛作用。有镇痛特性的药物可以钝化对伤害性刺激的反应(心率、血压的增加)。另一个原因可能是麻醉药物通过对心脏和血管的直接效应改变了心血管系统的反应。5 其它生理过程 全麻药在产生我们所需要的
11、效应的同时也产生我们所不希望的效应如术后恶心呕吐(PONV)、呼吸心血管以及免疫反应的抑制等。(二) 全身麻醉的定义了解全身麻醉的相关生理过程有助于理解全身麻醉的定义。全身麻醉如何定义一直存在争议,不同学者使用不同的定义。这使得从历史的、临床的、理论的甚至哲学的角度讨论各家对全身麻醉的定义的不同观点成为必要。1 全身麻醉的语义和历史定义 乙醚麻醉的发现是人们努力寻求使病人摆脱对伤害性刺激的疼痛感受和反应方法的结果。最初只有使用“乙醚化”(etherization)这个词来描述病人吸入乙醚后的药理学表现,而没有其它的术语可以采用。不久,人们引入希腊语“麻醉”(anesthesia) 和“昏迷”(
12、narcosis)来描述“乙醚化”。希腊语“麻醉”即没有感觉(without feeling)之义, “昏迷”即昏睡(stupor)和麻痹(paralysis)之义。这些术语所要描述的内容在于两方面:乙醚化使病人无体动同时没有不愉快和伤害性感受。Antonini认为:最初的手术病人除了要求无痛外对意识是否消失没有更高的期望。然而乙醚、氯仿和许多随后应用的吸入麻醉药随着药物浓度的增加病人的意识先消失然后才能达到明显或完全镇痛。这样意识消失很快被认为是全身麻醉重要的和所希望的成分之一,因为从临床角度看无意识的病人术中不会焦虑也不会记住疼痛,更有利于病人和手术的进行。在乙醚麻醉发明50年后,Over
13、ton又认为昏迷(narcosis)的内容还应包括病人对外科刺激不敏感和不受伤害,即全身麻醉包括无意识、镇痛和对外科刺激不产生伤害性反射。1993年,Green认为现存的有关术语范围太窄,应从150年前所用的术语中解放出来,建议使用术语metesthesia(包含超出anesthesia的含义)。而Saidman认为随着对全身麻醉研究的深入,全身麻醉的新的内涵不断增加,metesthesia和anesthesia均不足以描述全身麻醉这个整体,他建议应以术语“围术期医学和疼痛管理(PMPM)”代替全身麻醉。虽然我们与术语的“搏斗”一直持续到今天,但可以肯定的是过去的定义和术语是明显不足的。2 全
14、身麻醉的临床定义(1)从职业、专业的角度定义全身麻醉:美国麻醉学委员会提供了麻醉学的现代定义麻醉学是一门为外科手术、产科、治疗和诊断性检查提供无痛的临床医学,包括在围手术期监测和恢复病人的生理稳态(即保证病人在围手术期不受伤害)。这个定义中无痛并不包含无意识和无知晓,因为无痛也可以由局部麻醉提供。按照美国麻醉学会(ASA)的观点,在全身麻醉下,病人是无意识、无知晓或其它感觉的,而且病人是由麻醉医师仔细地监护着、控制着和治疗着的。但治疗、控制和使病人不受伤害的含义是什么?ASA却没有提供。到底全身麻醉的必需成分是什么?等待着我们的回答。(2)通过麻醉药物的临床效应定义全身麻醉:采用全麻所必须的成
15、分(临床效应)来定义全麻似乎是一个较好的途径。最初使用两个术语“麻醉”与“昏迷”来描述乙醚麻醉的效应就已表明全身麻醉由不止一个的成分组成。Overton认为这两个术语包括无体动、镇痛、无意识和病人不受伤害四个成分。Eger认为全麻成分中只有遗忘和无体动是全麻所必须的,原因有二:病人能动时手术无法进行;能记住术中疼痛经历的病人不可能再次接受手术,也会劝阻其他病人接受手术。Antognini和Heinke持反对态度,他们认为全麻应定义为无意识、遗忘和无体动(对伤害性刺激反应时),Antognini将镇痛和血液动力学反应的抑制排除在全麻的绝对必须成分之外,他认为疼痛是对伤害性刺激的有意识的知晓,如果
16、被麻醉的病人是无意识的,他们是不会感觉到疼痛的。Antognini忽视了的一点是,虽然无意识的病人对伤害性刺激无外显记忆,但仍可能存在的内隐记忆同样可导致心理创伤或术后慢性疼痛。而且,作为对组织损伤的反应,不仅仅疼痛受体会有变化,大量化学介质也会从细胞释放如细胞因子、生长因子、激肽、嘌啉、胺类、前列腺素类化合物和离子,这些介质不利于机体恢复。Lynch认为全麻成分除无体动和遗忘外,还应加上镇痛和心血管的稳定,遗忘等同于外显记忆和内隐记忆的消失。Hug从临床角度出发,认为全麻的目标包括三方面即无意识、肌肉松弛和对伤害性外科刺激的反射抑制。综上所述,学者们对全麻的几个组成成分已基本有了共识,争议主
17、要在于这些成分中哪些是必须的?1993年Kissin对全身麻醉作了总体定义全身麻醉是用于防止手术创伤所引起的心理和躯体的副作用的一种药理学干预手段,也包括为手术提供便利的条件。我们对此可能没有异议,但具体到细节问题就出现了争议。全身麻醉是药物所诱导的一种生理状态,但这个生理状态即药理效应谱不是单一的,包括许多成分如无意识、反射的抑制、遗忘、心血管的不稳定、呕吐、颤抖、无动、兴奋的抑制等(前已述及)。这些成分有我们希望获得的效应也有我们希望避免的药物副作用。在我们希望获得的效应中哪些是全身麻醉所必须的?哪些虽不是必须的但是是锦上添花的?如何区分这两种成分?Antognini指出这些问题的回答取决
18、于定义者本人,实际上说明从麻醉药物的临床效应定义全身麻醉,主观性太强。(3)通过临床麻醉方法和过程定义全身麻醉:上面的讨论可以看出从麻醉药物的基本临床效应角度定义全身麻醉很难取得共识。也许我们不得不通过描述全身麻醉的方法和过程来定义全身麻醉。其实在最初没有术语用于描述“乙醚化”时,“乙醚化”这个词本身就是从方法和过程的角度定义了全身麻醉。虽然麻醉学界一直为麻醉的定义所困扰,但经过150多年的发展,麻醉用药及麻醉方法大为丰富。现代全麻方法已演化为吸入麻醉、平衡麻醉和全静脉麻醉三足鼎立。麻醉用药也不再单一,而采用联合给予催眠药、镇痛药和肌松药的技术。这些药物的联合使用不仅能达到遗忘、无体动、去除疼
19、痛、无意识,还能提供术中满意的生理稳态。采用麻醉方法和过程定义全身麻醉不会让人感觉到模棱两可,但是由于现代麻醉方法的多样性导致全身麻醉的定义也不止一个。这也是我们不愿意看到的。比较不同的麻醉方法为达到同样的麻醉目标点(endpoints)如遗忘或无体动,而采取的措施并加以归纳综合似乎能把各个不同定义统一起来。(4)乙醚麻醉金标准?:Urban等认为上述试图定义全身麻醉的努力均忽视了一个一直令人迷惑的方面:一个单一的化学物质能获得临床上全麻所有必须的成分(虽然必须成分还存在争议)。乙醚和氯仿作为单一的麻醉剂用于临床长达100年,它们可以产生无意识、镇痛、遗忘、应激反应和血液动力学的抑制(对伤害性
20、刺激的反应)。实际上,最初的术语“麻醉”(anesthesia)是用于描述乙醚化过程的。Urban等认为,在目前缺乏别的公认的测量全身麻醉的数量化手段下,务实地采用以下全身麻醉的定义是非常有用的:全身麻醉由一系列可辨识的生理状态谱所组成,这些生理状态与乙醚所产生的效应具有可比性并适合人类手术。这个定义不依赖于任何机理,而是采用将全身麻醉的概念引入医学的一种化学物质乙醚作为参照物或者金标准。他们认为:将来不会有不能从所有细节上解释乙醚麻醉效应的全身麻醉理论,因此目前采用乙醚作为参照物或者金标准是非常务实的。(三) 全身麻醉深度的概念及现代评价1麻醉深度的概念 Urban认为麻醉深度这个术语一直在
21、临床上广泛滥用,麻醉深度的概念来源于乙醚麻醉,是指使用单一参数的数量化指标测量和描述临床麻醉是否适当和充分,1847年Snow所说的“病人已经更深地被乙醚化了”,这个“深”即指乙醚的浓度。同样,在氯仿和乙醚的麻醉分级上作出贡献的Overton和Guedel所使用的术语“深”均指药物浓度。当术语 “etherized”被“anesthetized”所代替时,乙醚化的深度即转化为麻醉的深度,但采用单一参数量化深度的概念仍保留了。使用单一吸入麻醉药进行麻醉时,这个概念仍然有意义。如我们临床上行单一的异氟醚吸入麻醉时,通过监测呼出气中麻醉药浓度可以判断麻醉深度。2临床麻醉深度的现代评价 现代全身麻醉多
22、为镇痛药、催眠药和肌松药的联合使用。各药的使用剂量相对独立,单一的参数不再足以判断麻醉是否合适。这样全身麻醉深度的概念在现代麻醉下受到了挑战。虽然目前已经发展了一些仪器评价许多全身麻醉过程中的意识成分,但试图通过监测手段来预测对伤害性刺激的努力却遇到了极大的困难,麻醉医师的个人临床经验仍显得很重要。随现代麻醉方法的不同,各药的使用剂量相对独立,各个效应成分如肌松、应激反应的抑制和催眠等必须分别同时加以监测才能保证达到临床麻醉目标,而目前还没有客观标准用于量化现代麻醉下的一整套临床麻醉目标。故在现代麻醉方法下,麻醉深度的定义不能简单化和统一化。 二、 全身麻醉深度的监测麻醉和麻醉深度定义的复杂性
23、给麻醉深度的监测带来困难。虽然目前没有共同认可的麻醉和麻醉深度的定义,但临床麻醉中有已达成共识的临床麻醉目标(goals),即无意识、无痛、无体动和自主反射稳定等。在没有公认的现代麻醉深度定义的情况下,有关麻醉深度监测的研究实际上是研究监测指标与临床麻醉的各个目标点(endpoints)的关系,这些目标点包括意识、指令反射、体动、术后回忆、神经内分泌反应等。从总体上看,这些研究存在两个困难:其一,以各临床麻醉的目标点为标准来评价监测指标的效能,给麻醉深度的监测带来了一线希望,但这些临床目标点生理来源不一样,具有异质性(heterogeneity),不能成为一个统一的实体,监测一个目标点很有效的
24、指标不能用于另一个目标点的监测,或者监测效能很弱。这决定了这些监测指标只能局部地反映麻醉深度,在一定的条件下才有意义。其二,研究中所使用的有关术语缺乏固定的准确内涵,如意识、知晓的定义至今仍在争议,它们与指令反应、术后记忆的关系常被混淆。这导致不同的研究很难横向比较,也限制了该领域的进一步深入研究。虽然面对这两个困难,学者们还是进行了艰辛的探索,在临床麻醉和实验研究中发展了一些指标,试图揭开麻醉深度的神秘面纱。本文将重点阐述脑电监测(包括双频谱指数、熵、Narcortrend)、诱发电位监测(包括脑干听觉诱发电位、中潜伏期听觉诱发电位、听觉诱发电位指数、事件相关电位)和脑成像技术(包括PET和
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