疼痛/傷害敏感指數的研究進展

馮燕春 綜述，黃 格 審校

(廣西醫科大學附屬民族醫院麻醉科，廣西 南寧 530001)

理想的全身麻醉是麻醉醫師根據鎮靜、鎮痛、肌肉松弛、血流動力學、應激狀態的反饋情況調節藥物濃度，給予患者個體化的最佳藥量，實現安全、有效的麻醉管理。腦電意識指數(IOC1)是一種新的鎮靜深度監測指數，在全身麻醉監測中可與腦電雙頻指數(BIS)一樣較準確地反應鎮靜深度，與鎮靜程度相關性很好，是可靠的鎮靜指標[1-2]，甚至可能比BIS準確性更高[3]。而疼痛/傷害敏感指數(IOC2)是在IOC1的基礎上，將采集到的腦電圖信號(EEG)進行組分分離,通過特殊頻段來計算腦電波能量，從而準確預測疼痛傷害的指數。IOC1、IOC2很有可能成為術中精確麻醉的良好監測指標，指導術中鎮靜鎮痛藥物的應用。本研究就IOC2的研究進展綜述如下。

1 IOC2的基本原理

由于EEG主要反映大腦皮質電活動,而傷害性刺激引起的血流動力學、體動等反應由涉及控制自主神經系統的大腦皮質下結構支配。因此，單純應用EEG信號的監測技術往往難以準確反應鎮痛效果[4]。隨著研究的深入，臨床已明確了疼痛對腦電波能量值的影響，IOC2得到進一步的研發和應用[5-7]。IOC1與BIS鎮靜深度目標取值都為0～99，但兩者運算方法及監測的腦電頻率范圍不同。BIS使用腦電圖活動的雙倍光譜分析，有獨特而復雜的運算公式，計算腦電頻率范圍為70～110 Hz;而IOC1使用的是符號動力學方法，將腦電圖的線性與非線性成分分開，可能使腦電圖和肌電圖分離，計算腦電頻率范圍為30～42 Hz[1]。IOC1根據δ、θ、α、β這4個頻段的EEG信號計算結果,將時間序列轉換為符號序列,通過符號動力學方法將EEG信號分為若干分區,每個分區用1個符號進行標記,并結合β比和爆發抑制比(BS)等多項參數進行運算與組合，得出范圍為0～99的數據,40～60為全身麻醉術中鎮靜合適的范圍[4]。由于疼痛傷害刺激體現為能量值，有學者計算了δ和θ頻段上的波幅(演算為能量)，結合一階分差、波的形態、諧波進行區分計算，并最終結合IOC1(qCON)進行二次計算，得出IOC2(qNOX)[8]。IOC2取值范圍為0～100，IOC2>50表示鎮痛不全，IOC2<30表示鎮痛過深，30～50表示適合外科手術的疼痛深度[9]。

2 IOC2的臨床應用

IOC2通過監測δ和θ頻段上的波幅，反映患者無意識生理狀態下的傷害刺激敏感程度，具有靈敏、無創、便捷等優點。在臨床應用過程中，IOC2呈現以下基本特征：在麻醉誘導期，無論是先用鎮靜藥還是先用鎮痛藥，IOC1都會比IOC2先下降，只有IOC1降到一定程度才會出現IOC2速降趨勢；手術結束停用麻醉藥物后，手術患者的IOC2總是比IOC1先升高。因此，利用IOC2可以確定患者失去知覺臨界點的IOC1及喚醒時的IOC1[8]。在手術麻醉期間，結合BS=0，肌肉指數(EMG)<40，將IOC1控制在40～60，IOC2控制在30～50，患者將達到理想的麻醉生理狀態，不會出現心血管應激反應、體動和麻醉抑制過深狀況。在麻醉復蘇期，停藥后IOC1和IOC2數值會隨藥物代謝而上升，此時適當給患者刺激，若IOC2>IOC1，且大于15個值以上，患者可被喚醒。若不能喚醒，則觀察EMG值，若EMG<40，表示患者肌張力沒有恢復，應待肌張力恢復再行復蘇處理。同時，監測IOC1、IOC2精確麻醉指導下，能預測患者對傷害性刺激是否發生體動反應[10-12]，減少眩暈、術后惡心嘔吐(PONV)的發生率，這對于某些門診及短小手術的麻醉管理將更為便利[13]。對于某些特別需要個體化調整麻醉藥物劑量的患者，如老年人、重癥患者、幼兒(1歲以上)等，能減少血流動力學波動、術后認知功能障礙(POCD)的發生率和傷害程度[13]。在某些精細的高危低體溫手術，IOC2還能客觀反映低溫的鎮痛效能[14]，對長時間低體溫手術麻醉有預測作用。

3 IOC2的局限性

研究發現，IOC2不能準確預測疼痛/傷害刺激后患者的循環系統應激狀態[15]。IOC2顯示的是充分鎮靜狀態下患者對疼痛/傷害刺激的耐受程度。在機體遭受疼痛/傷害刺激時，IOC2敏感度可能不及血流動力學變化早。IOC2是在IOC1采集EEG基礎監測上的補充，兩者必須同時監測。IOC2主要利用EEG信號中的高頻成分,這部分信號與肌電相近,與額面部肌肉活動具有一定的相關性,且易受肌肉松弛藥物的影響,也有可能精確性不足[4]。IOC2可以準確評估術中疼痛刺激，但對手術前后的急性疼痛沒有預測性[16]。IOC1、IOC2通過粘貼于患者額顴部皮膚的心電極片采集腦電波生物信號，其參數的穩定性也可能會受到電極放置位置和周圍儀器電流的影響，因此，對于擬行頭面部手術和操作的患者，也可能不適用IOC2監測。

4 IOC2與其他鎮痛監測參數的比較

IOC2監測應用腦電圖評估，與其他監測均利用自主神經張力評估的情況不同[17]。但尚沒有相關研究能證實哪種監測參數更可靠。判斷疼痛/傷害性監測設備的敏感度、準確性和特異性，需要有統計學概念預測概率(pk)、相關系數(rk)和置信區間等參數的參與。鎮痛監測參數應與諸多變量(如鎮痛藥物、藥代動力學相關指數、疼痛引起的體動反應、肌肉松弛藥物等)相關性來綜合評估。其他如適用范圍、實用性等，應由臨床需要評估。

4.1IOC2與鎮痛傷害感受指數(ANI)的比較 ANI通過心率變異性分析(HRV)判斷傷害性刺激對自主神經系統(ANS)的影響，從而預測機體對傷害性刺激的反應[18]。其數值是基于測量呼吸對心電圖RR間期序列的影響計算出來，實現HRV定性和定量的測量[18]。但影響HRV的因素很多，交感神經和副交感神經活性、心律失常、呼吸潮氣量改變、體液因素及麻醉用藥、血管活性藥等都可能對其產生影響，精確性可能也較低。HRV數值高提示副交感神經張力較高，鎮痛充分；而傷害性刺激下交感神經張力高，副交感神經張力低，HRV數值則低[18]。ANI值范圍為0～100,ANI值50～70為鎮痛滿意,ANI值低于50為鎮痛不足,ANI值大于70為鎮痛過度[19]。使用時通過特有的心電圖電極和ANI監測儀連接，實時分析心率變異性中的高頻成分，測定自主神經活性。有研究觀察阿片類鎮痛的患兒全身麻醉血流動力學、ANI變化,結果顯示,ANI在反映疼痛預測和疼痛刺激方面比血流動力學參數敏感度更高[20-21]，可能比IOC2監測更靈敏。ANI能監測清醒期和麻醉期的疼痛指標，而IOC2只監測鎮靜和麻醉期間的疼痛指標，前者適用范圍更廣。

4.2IOC2與手術體積描計指數(SPI)的比較 SPI是通過體積描計法結合指尖脈搏率及其波形幅度計算、反映應激的綜合指標，臨床上通過與人體接觸的脈氧探頭，輸送至有SPI算法解析設備的監護儀，實時無創地獲取數值。取值范圍0～100,術中應控制SPI<50[22]。目前認為30～50是合適的鎮痛水平，SPI瞬時變化大于10或者SPI值大于50表明鎮痛藥物不足，<30表明鎮痛藥物過量[23]。SPI數值是基于外周末梢脈搏波幅度及心跳間隔優化得出的鎮痛指數。疼痛刺激所引發的外周交感神經系統的激活會誘導遠端血管收縮，血管收縮的程度取決于交感神經刺激強度，其與自主神經系統活動有良好的相關性，而心率變化是由竇房結上的自主神經影響引起[24]。SPI的干擾因素較多，患者的年齡、情緒狀態、血容量變化、體位改變、血管活性藥應用等都有可能對SPI造成影響。SPI臨床研究應用較IOC2更成熟，同樣也不推薦用于清醒患者。研究證實，SPI監測能較準確地為手術麻醉中的鎮痛水平評估提供參考[25-26]，手術麻醉后數分鐘的SPI也可為術后疼痛及鎮痛需要量做出預測[25，27]。

4.3IOC2與皮膚電導(SC)的比較 SC通過電刺激皮膚評估外周交感神經系統的活動性。由于SC測量值高度個體化，易受交感神經活性、皮膚濕度水平、環境溫度和濕度、年齡等多因素的影響，與其他鎮痛指數比較只占中等作用[28]。SC可廣泛應用于犯罪心理學和麻醉學相關的研究[29]。

4.4IOC2與其他鎮痛指數的比較 全身麻醉中鎮痛深度的其他監測指標包括心率變異度、脈沖體積振幅描記法(PPGA)、末梢灌注指數(TPI)、反應熵(RE)-狀態熵(SE)等。上述方法對于合理的鎮痛深度缺少具體適宜的取值范圍,只在變化趨勢上間接反映鎮痛水平,特異度與敏感度不足[30]。鎮痛指數(PTi)是全新的鎮痛監測參數，利用小波分析法計算腦電活動變化,取值范圍0～100,40～60表示鎮痛良好,數值越低鎮痛效果越充分，可適用于所有年齡段的手術患者。但PTi尚缺乏相應的臨床應用證據,特異性指標和優劣仍不清楚[23]。

5 總結與展望

綜上所述，每種鎮痛監測參數都各有優劣，臨床使用時可以根據實際需求，選擇適合的鎮痛監測指標。雖然聯合應用IOC1和IOC2監測似乎更有可能達到精確麻醉監測的需求，但麻醉深度監測是多指標、多方法綜合監測的結果，各種干擾因素和監測方法的缺陷都有可能導致錯誤的判斷和解讀。臨床麻醉過程維持常規平穩的生命體征監測是必需的，不可能追隨機體對傷害性刺激做出反應后再做調整。任何一種鎮靜鎮痛指標都不能完全代替麻醉管理，使用麻醉深度監測也不可能進行常規硬性規定。

近年來，隨著精確麻醉理念和鎮痛監測技術的不斷提高，逐步實現全面評估患者麻醉深度、實現鎮痛藥物合理應用、提高麻醉內在質量是大勢所趨。IOC1和IOC2監測作為精確麻醉監測領域的新方向,如能進一步發展和完善，提高敏感度、準確性和抗干擾性，將具有更廣闊的研究探討空間和臨床應用前景。