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【摘要】 目的 比较脑电双频谱指数和正中神经体感诱发电位监测异丙酚诱导下窥喉插管所致应激反应的可行性和准确性。方法 选择16~40岁ASAⅠ~Ⅲ级无神经精神系流疾病患者15例,异丙酚和司可林麻醉后行气管插管,记录插管前、中、后的MnSSEP、BIS、SBP、DBP、HR。结果 插管即刻MnSSEP的P15N20、N20P25波幅增高,插管后N20P25恢复,P15N20仍增高,其余波幅无改变。插管前后MnSSEP各波潜伏期均无改变,并BIS无明显改变。插管即刻和插管后SBP、DBP较插管前增高而HR无明显改变。结论 正中神经体感诱发电位的N20P25适于反映气管插管对神经系统的影响,P15N20适于反映气管插管对心血管系统的影响,BIS值不能反映窥喉插管的应激反应。
【关键词】窥喉插管;诱发电位;躯体感觉;应激反应; 脑电描记术
Comparison of accuracy of bispectral index and median nerve somatosensory evoked potential for assassment of stress during laryngoscopy and tracheal intubation
YANG Tao,ZHOU Li jun,Ye Xi jiu,et al.Department of Anesthesia,The Second Affiliated Hospital of Sun Yat Sen University,Guangzhou 510120,China
【Abstract】 Objective To comparison of accuracy of bispectral index and median nerve somatosensory evoked potential for assassment of stress during laryngoscopy and tracheal intubation.Methods Fifteen ASA Ⅰ~Ⅱ patients aged 16 40 yrs undergoing elective surgery under general anesthesia.Anesthesia was induced with TCI propofol.After the target effect site concentration of propoful reach 6 μg/ml and maintained for two minutes,intubation was facilitated.Results There were no changes in all latencies of MnSSEP,BIS and HR.During intubation,amplitudes of N20P25 increased,and after that they reinstated.SBP,DBP and P15N20 increased during and after intubation.Conclusion N20P25 is suitable to reflect the effects of intubation to nerve system.P15N20 is suitable to reflect the effects of intubation to cardiovascular system.BIS can not reflect the stress of intubation.
【Key words】Laryngoscopy and Tracheal intubation; Evoked potential; Somatosensory; Stress reaction; Electroencephalography
中山大学中山医学院生理学教研室、疼痛研究中心(周利君 刘勇)
麻醉药的作用是使患者失去神志和记忆并阻断患者对有害刺激的反射,因此理想的麻醉深度监测指标应是能反映上述二者改变的。脑电双频谱指数是最常用的监测麻醉深度的指标之一,大量研究已证明它与镇静状态相关性良好,但它能否监测伤害性刺激引起的应激反应仍有争论。另有研究认为体感诱发电位可监测术中麻醉深度[1],我们也曾报道正中神经体感诱发电位(median nerve somatosensory evoked potential,MnSSEP)与异丙酚血药浓度和患者的神志相关[2],但它能否反映窥喉插管这种伤害刺激对机体的影响目前仍未见报导。因此本研究探讨异丙酚麻醉下窥喉插管(Laryngoscopy and Tracheal Intubation,LTI)对脑电双频谱指数和正中神经体感诱发电位的影响,以寻找适于监测伤害性刺激对机体影响的指标。
1 资料和方法
1.1 研究对象 随机选择ASAⅠ~Ⅱ级,16~40岁,无神经、精神系统疾病的患者15例,入手术室前30 min,肌注苯巴比妥0.1 g,阿托品0.5 mg。
1.2 麻醉方法 采用Diprifusor/TCI系统(P6003泵,ALARIS公司,英国)静注异丙酚,逐步使异丙酚效应室浓度达6 μg/ml并维持2 min,继之1.5 mg/kg司可林静注后行LTI。诱导期间经麻醉面罩吸氧及辅助呼吸,维持PETCO235~45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)、SpO2 96%~100%。LTI均在1 min内一次性完成。
1.3 MnSSEP测定 按国际通用10 20系统放置不锈钢针电极,记录电极为C6(颈6棘突)、C4′,参考电极为Fpz,阻抗小于5 kΩ。刺激电极置于左手腕;刺激方式为方波脉冲;频率4.7Hz;滤过频率0.5~1.5 KHz;刺激强度以引起拇指尖活动1 cm左右为度;叠加250次;记录时间150 ms。
1.4 BIS监测 按标准方法安置Z电极。前额正中为接地电极,左耳后为参考电极,左右颞部为测量电极。皮肤酒精脱脂后放置电极,连接脑电监测仪(Aspect Medical System2000,美国),开机自检,确定电极接触良好。
1.5 数据采集 患者安静后测两次MnSSEP。记录诱导插管前、插管即刻、插管后2 min时的SBP、DBP、HR、SpO2、PETCO2、鼻咽温(NT),双频谱指数(bispectral index,BIS;美国太空A 1000型监测仪);MnSSEP(美国Viking IV D型诱发电位仪);异丙酚由阿斯利康公司提供。
1.6 统计学方法 各指标用均数±标准差(x±s)表示。用SPSS11.5软件进行统计。用配对t检验分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 诱导前重复测定两次的MnSSEP各波潜伏期和波幅间比较均无统计学差异(P>0.05)。
2.2 插管前后HR、PETCO2、SpO2、NT的变化无统计学意义(P>0.05)。
2.3 插管前后MNSSEP潜伏期无改变(P>0.05)(见表1);插管即刻P15N20、N20P25波幅增高(P<0.05)。插管后N20P25回落,P15N20仍持续增高(P<0.05)(见表2)。
2.4 插管即刻和插管后SBP、DBP较插管前增高(P<0.01)。插管即刻和插管后HR有增高趋势,但差异无统计学意义((P>0.05)。(见表3)
2.5 插管前后BIS无明显改变(P>0.05)(见表3)。
表1
插管前后MNSSEP潜伏期的改变(x±s,n=15)
插管前插管即刻插管后
N1312.48±1.0812.5±0.8912.97±1.60
P1515.39±2.5315.29±2.0715.65±2.55
N2019.63±2.4719.76±2.3419.99±2.25
P2524.26±2.4924.11±2.8424.99±4.58
N3537.47±7.3536.53±7.8439.70±6.86
P4549.93±9.3148.87±7.9850.97±10.21
N6064.33±11.2863.93±6.165.48±8.98
表2
插管前后MNSSEP波幅的改变(x±s,n=15)
插管前插管即刻插管后
N131.94±1.021.90±0.831.86±1.40
P15N200.78±0.631.02±0.79*1.03±0.86*
N20P252.10±2.172.45±2.49*2.20±2.33a
P25N351.99±2.392.27±2.572.13±2.04
N35P450.76±0.760.83±0.970.90±1.01
P45N600.34±0.290.28±0.160.36±0.26
注:*表示与插管前相比P<0.05,a表示与插管即刻相比P<0.05
表3
插管前后血流动力学和BIS的改变(x±s,n=15)
插管前插管即刻插管后
SBP102.44±7.95121.33±16**122.78±9.59**
DBP50.00±±14.1567.56±15.13**67.89±15.66**
HR91.89±18.799.11±9.00100.89±11.7
BIS51.14±16.1350.71±9.5752.29±8.79
注:**表示与插管前相比,P<0.01
3 讨论
理想的麻醉深度监测指标要求能综合反映多方面因素(如意识水平、疼痛、外界伤害刺激等)来预测和反应麻醉深度的适宜性。过去,麻醉深度是通过患者的体征来判断,如血压、心率、肌肉的紧张性、呼吸运动、瞳孔大小等。随着血管活性药物和肌松药等的应用,通过体征判断麻醉深度已不可靠[3]。由于麻醉深度与麻醉药对神经系统的影响密切相关,因此人们转向研究脑电图、诱发电位等与麻醉深度的关系。
本文监测的MnSSEP各波的神经发生源是:N13:颈髓节段性脊髓诱发电位;P15:丘脑及其邻近的内侧丘系,或丘脑以下;N20、P25:一级体感皮层的原发反应;N35:细径纤维经丘脑腹后外侧核投射到一级体感皮层的通路;P45:可能是一级体感皮层周围最近的“联合区”;N60:通过脑干非特异性多突触通路所中介的皮层电位。本研究中,插管即刻N20P25波幅增高,且插管后N20P25迅速恢复,认为N20P25波幅能及时反映LTI导致的中枢神经兴奋状况。LTI与MnSSEP的传导通路并不相同,为什么LTI会影响MnSSEP的波幅呢?考虑是LTI和经正中神经传导的躯体感觉虽然分别主要通过三叉丘系和内侧丘系上传,但它们的第三级神经元分别在相邻的腹后内侧核和腹后外侧核中继,再上传到大脑皮层的相邻部位。可能是与牵涉痛相似的原因,LTI在增强腹后内侧核兴奋性的同时,使腹后外侧核及其上传至大脑皮层的兴奋性也增高。因此MnSSEP能反映LTI导致的中枢神经兴奋状况。插管前后MnSSEP各波的潜伏期并无变化,不能反映LTI导致的中枢神经兴奋状况。
本研究中MnSSEP的P15N20和SBP、DBP的反应一致,在插管即刻就升高,并且插管后刺激减小时仍持续增高。SBP、DBP的变化是由于插管引起的体内儿茶酚胺等激素改变会持续几分钟引起的[4],故插管引起的血压变化有一增高的后续效应。可能由于介导放置喉镜及气管插管所致的心血管反应的神经反射中枢位于皮质下的脑干及下丘脑,而P15能反应此反射中枢的变化。故P15N20能及时反映LTI引起心血管反应,可作为监测LTI引起心血管反应的指标。
BIS是否对伤害性刺激有反应仍是一个具有争议的问题[5,6]。本研究结果显示,在异丙酚效应室浓度达6 μg/ml时行窥喉插管,BIS无改变,与Doi[7]的结果相近。这可能是由于:①BIS反映大脑皮层自发产生的节律性电位变化,适于反映异丙酚的血药浓度和睡眠深度[8]。与觉醒和睡眠关系密切,只是一种睡眠指示器[9],当伤害性刺激大到能逆转麻醉药对大脑皮层功能的抑制,出现睡眠深度减浅时,会出现BIS值增高,而如果伤害性刺激不够大或麻醉药浓度足够大致使大脑皮层的功能不被逆转,不能影响睡眠深度时,则BIS将不变。与BIS一致的是,同样反应非特异性传导系统并与睡眠深度密切相关的P45、N60这些MnSSEP指标在插管前后也无变化,说明LTI不能逆转6 μg/ml 异丙酚产生的睡眠深度;②插管刺激的由皮层下介导,而对皮层的自发放电无影响[10,11],所以BIS值无变化。
总之,N20P25波幅适于反映窥喉插管对神经系统的影响,P15N20适于反映窥喉插管对心血管系统的影响,而BIS则不能。
参考文献
[1] Zhenilo VM,Beliaevskii AD,Bychkov AA,Zelenina TA.Computer analysis of components of general anesthesia.Anesteziol Reanimatol,2001,3:6 8.
[2] 杨涛,钟亮.异丙酚和异氟醚在体感通路上的作用部位.中华麻醉学杂志,2003,23:178 181.
[3] Struys MM,Jensen EW,Smith W,et al.Performance of the ARX derived auditory evoked potential index as an indicator of anesthetic depth:a comparison with bispectral index and hemodynamic measures during propofol administration.Anesthesiology,2002,96:803 816.
[4] 吕艳霞,柳顺锁,刘志双,等.卡托普利对全麻诱导气管内插管时循环反应的作用.中华麻醉学杂志,2003,23:492 495.
[5] Leslie K,Sessler DI,Smith WD,et al.Prediction of movement during propofol/nitrous oxide anesthesia.Anesthesiology 1996,84:52 63.
[6] Hall JD,Lockwood GG.Bispectral index:comparison of two montages.Br J Anaesth,1998,80:342 344.
[7] M.Doi,R.J.Gajraj,H.Mantzaridis,et al.Prediction of movement at laryngeal mask airway insertion:comparison of auditory evoked potential index,bispectral index,spectral edge frequency and median frequency.British Journal of Anaesthesia,1999,82(2):203 207.
[8] Kear LA,Rosow C,Zaslvsky A,et al.Bispectral analysis of electroencephalogram predicts conscious processing of information during propofol sedation and hypnosis.Anesthesiology,1998,88:25 34.
[9] Katoh T,Suzuki A,Ikeda K.Electroencephalographic derivatives as a tool for predicting the depth of sedation and anesthesia induced by sevoflurane.Anesthesiology 1998,88:642 650.
[10] Pry Roberts C.Anesthesia:A practical or impractical construct Br J Anesth,1987,59:1341 1345.
[11] Kissin I.General anaesthetic action:An obsolete notion.Anesth Analg,1993,76:215 218.
【关键词】窥喉插管;诱发电位;躯体感觉;应激反应; 脑电描记术
Comparison of accuracy of bispectral index and median nerve somatosensory evoked potential for assassment of stress during laryngoscopy and tracheal intubation
YANG Tao,ZHOU Li jun,Ye Xi jiu,et al.Department of Anesthesia,The Second Affiliated Hospital of Sun Yat Sen University,Guangzhou 510120,China
【Abstract】 Objective To comparison of accuracy of bispectral index and median nerve somatosensory evoked potential for assassment of stress during laryngoscopy and tracheal intubation.Methods Fifteen ASA Ⅰ~Ⅱ patients aged 16 40 yrs undergoing elective surgery under general anesthesia.Anesthesia was induced with TCI propofol.After the target effect site concentration of propoful reach 6 μg/ml and maintained for two minutes,intubation was facilitated.Results There were no changes in all latencies of MnSSEP,BIS and HR.During intubation,amplitudes of N20P25 increased,and after that they reinstated.SBP,DBP and P15N20 increased during and after intubation.Conclusion N20P25 is suitable to reflect the effects of intubation to nerve system.P15N20 is suitable to reflect the effects of intubation to cardiovascular system.BIS can not reflect the stress of intubation.
【Key words】Laryngoscopy and Tracheal intubation; Evoked potential; Somatosensory; Stress reaction; Electroencephalography
中山大学中山医学院生理学教研室、疼痛研究中心(周利君 刘勇)
麻醉药的作用是使患者失去神志和记忆并阻断患者对有害刺激的反射,因此理想的麻醉深度监测指标应是能反映上述二者改变的。脑电双频谱指数是最常用的监测麻醉深度的指标之一,大量研究已证明它与镇静状态相关性良好,但它能否监测伤害性刺激引起的应激反应仍有争论。另有研究认为体感诱发电位可监测术中麻醉深度[1],我们也曾报道正中神经体感诱发电位(median nerve somatosensory evoked potential,MnSSEP)与异丙酚血药浓度和患者的神志相关[2],但它能否反映窥喉插管这种伤害刺激对机体的影响目前仍未见报导。因此本研究探讨异丙酚麻醉下窥喉插管(Laryngoscopy and Tracheal Intubation,LTI)对脑电双频谱指数和正中神经体感诱发电位的影响,以寻找适于监测伤害性刺激对机体影响的指标。
1 资料和方法
1.1 研究对象 随机选择ASAⅠ~Ⅱ级,16~40岁,无神经、精神系统疾病的患者15例,入手术室前30 min,肌注苯巴比妥0.1 g,阿托品0.5 mg。
1.2 麻醉方法 采用Diprifusor/TCI系统(P6003泵,ALARIS公司,英国)静注异丙酚,逐步使异丙酚效应室浓度达6 μg/ml并维持2 min,继之1.5 mg/kg司可林静注后行LTI。诱导期间经麻醉面罩吸氧及辅助呼吸,维持PETCO235~45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)、SpO2 96%~100%。LTI均在1 min内一次性完成。
1.3 MnSSEP测定 按国际通用10 20系统放置不锈钢针电极,记录电极为C6(颈6棘突)、C4′,参考电极为Fpz,阻抗小于5 kΩ。刺激电极置于左手腕;刺激方式为方波脉冲;频率4.7Hz;滤过频率0.5~1.5 KHz;刺激强度以引起拇指尖活动1 cm左右为度;叠加250次;记录时间150 ms。
1.4 BIS监测 按标准方法安置Z电极。前额正中为接地电极,左耳后为参考电极,左右颞部为测量电极。皮肤酒精脱脂后放置电极,连接脑电监测仪(Aspect Medical System2000,美国),开机自检,确定电极接触良好。
1.5 数据采集 患者安静后测两次MnSSEP。记录诱导插管前、插管即刻、插管后2 min时的SBP、DBP、HR、SpO2、PETCO2、鼻咽温(NT),双频谱指数(bispectral index,BIS;美国太空A 1000型监测仪);MnSSEP(美国Viking IV D型诱发电位仪);异丙酚由阿斯利康公司提供。
1.6 统计学方法 各指标用均数±标准差(x±s)表示。用SPSS11.5软件进行统计。用配对t检验分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 诱导前重复测定两次的MnSSEP各波潜伏期和波幅间比较均无统计学差异(P>0.05)。
2.2 插管前后HR、PETCO2、SpO2、NT的变化无统计学意义(P>0.05)。
2.3 插管前后MNSSEP潜伏期无改变(P>0.05)(见表1);插管即刻P15N20、N20P25波幅增高(P<0.05)。插管后N20P25回落,P15N20仍持续增高(P<0.05)(见表2)。
2.4 插管即刻和插管后SBP、DBP较插管前增高(P<0.01)。插管即刻和插管后HR有增高趋势,但差异无统计学意义((P>0.05)。(见表3)
2.5 插管前后BIS无明显改变(P>0.05)(见表3)。
表1
插管前后MNSSEP潜伏期的改变(x±s,n=15)
插管前插管即刻插管后
N1312.48±1.0812.5±0.8912.97±1.60
P1515.39±2.5315.29±2.0715.65±2.55
N2019.63±2.4719.76±2.3419.99±2.25
P2524.26±2.4924.11±2.8424.99±4.58
N3537.47±7.3536.53±7.8439.70±6.86
P4549.93±9.3148.87±7.9850.97±10.21
N6064.33±11.2863.93±6.165.48±8.98
表2
插管前后MNSSEP波幅的改变(x±s,n=15)
插管前插管即刻插管后
N131.94±1.021.90±0.831.86±1.40
P15N200.78±0.631.02±0.79*1.03±0.86*
N20P252.10±2.172.45±2.49*2.20±2.33a
P25N351.99±2.392.27±2.572.13±2.04
N35P450.76±0.760.83±0.970.90±1.01
P45N600.34±0.290.28±0.160.36±0.26
注:*表示与插管前相比P<0.05,a表示与插管即刻相比P<0.05
表3
插管前后血流动力学和BIS的改变(x±s,n=15)
插管前插管即刻插管后
SBP102.44±7.95121.33±16**122.78±9.59**
DBP50.00±±14.1567.56±15.13**67.89±15.66**
HR91.89±18.799.11±9.00100.89±11.7
BIS51.14±16.1350.71±9.5752.29±8.79
注:**表示与插管前相比,P<0.01
3 讨论
理想的麻醉深度监测指标要求能综合反映多方面因素(如意识水平、疼痛、外界伤害刺激等)来预测和反应麻醉深度的适宜性。过去,麻醉深度是通过患者的体征来判断,如血压、心率、肌肉的紧张性、呼吸运动、瞳孔大小等。随着血管活性药物和肌松药等的应用,通过体征判断麻醉深度已不可靠[3]。由于麻醉深度与麻醉药对神经系统的影响密切相关,因此人们转向研究脑电图、诱发电位等与麻醉深度的关系。
本文监测的MnSSEP各波的神经发生源是:N13:颈髓节段性脊髓诱发电位;P15:丘脑及其邻近的内侧丘系,或丘脑以下;N20、P25:一级体感皮层的原发反应;N35:细径纤维经丘脑腹后外侧核投射到一级体感皮层的通路;P45:可能是一级体感皮层周围最近的“联合区”;N60:通过脑干非特异性多突触通路所中介的皮层电位。本研究中,插管即刻N20P25波幅增高,且插管后N20P25迅速恢复,认为N20P25波幅能及时反映LTI导致的中枢神经兴奋状况。LTI与MnSSEP的传导通路并不相同,为什么LTI会影响MnSSEP的波幅呢?考虑是LTI和经正中神经传导的躯体感觉虽然分别主要通过三叉丘系和内侧丘系上传,但它们的第三级神经元分别在相邻的腹后内侧核和腹后外侧核中继,再上传到大脑皮层的相邻部位。可能是与牵涉痛相似的原因,LTI在增强腹后内侧核兴奋性的同时,使腹后外侧核及其上传至大脑皮层的兴奋性也增高。因此MnSSEP能反映LTI导致的中枢神经兴奋状况。插管前后MnSSEP各波的潜伏期并无变化,不能反映LTI导致的中枢神经兴奋状况。
本研究中MnSSEP的P15N20和SBP、DBP的反应一致,在插管即刻就升高,并且插管后刺激减小时仍持续增高。SBP、DBP的变化是由于插管引起的体内儿茶酚胺等激素改变会持续几分钟引起的[4],故插管引起的血压变化有一增高的后续效应。可能由于介导放置喉镜及气管插管所致的心血管反应的神经反射中枢位于皮质下的脑干及下丘脑,而P15能反应此反射中枢的变化。故P15N20能及时反映LTI引起心血管反应,可作为监测LTI引起心血管反应的指标。
BIS是否对伤害性刺激有反应仍是一个具有争议的问题[5,6]。本研究结果显示,在异丙酚效应室浓度达6 μg/ml时行窥喉插管,BIS无改变,与Doi[7]的结果相近。这可能是由于:①BIS反映大脑皮层自发产生的节律性电位变化,适于反映异丙酚的血药浓度和睡眠深度[8]。与觉醒和睡眠关系密切,只是一种睡眠指示器[9],当伤害性刺激大到能逆转麻醉药对大脑皮层功能的抑制,出现睡眠深度减浅时,会出现BIS值增高,而如果伤害性刺激不够大或麻醉药浓度足够大致使大脑皮层的功能不被逆转,不能影响睡眠深度时,则BIS将不变。与BIS一致的是,同样反应非特异性传导系统并与睡眠深度密切相关的P45、N60这些MnSSEP指标在插管前后也无变化,说明LTI不能逆转6 μg/ml 异丙酚产生的睡眠深度;②插管刺激的由皮层下介导,而对皮层的自发放电无影响[10,11],所以BIS值无变化。
总之,N20P25波幅适于反映窥喉插管对神经系统的影响,P15N20适于反映窥喉插管对心血管系统的影响,而BIS则不能。
参考文献
[1] Zhenilo VM,Beliaevskii AD,Bychkov AA,Zelenina TA.Computer analysis of components of general anesthesia.Anesteziol Reanimatol,2001,3:6 8.
[2] 杨涛,钟亮.异丙酚和异氟醚在体感通路上的作用部位.中华麻醉学杂志,2003,23:178 181.
[3] Struys MM,Jensen EW,Smith W,et al.Performance of the ARX derived auditory evoked potential index as an indicator of anesthetic depth:a comparison with bispectral index and hemodynamic measures during propofol administration.Anesthesiology,2002,96:803 816.
[4] 吕艳霞,柳顺锁,刘志双,等.卡托普利对全麻诱导气管内插管时循环反应的作用.中华麻醉学杂志,2003,23:492 495.
[5] Leslie K,Sessler DI,Smith WD,et al.Prediction of movement during propofol/nitrous oxide anesthesia.Anesthesiology 1996,84:52 63.
[6] Hall JD,Lockwood GG.Bispectral index:comparison of two montages.Br J Anaesth,1998,80:342 344.
[7] M.Doi,R.J.Gajraj,H.Mantzaridis,et al.Prediction of movement at laryngeal mask airway insertion:comparison of auditory evoked potential index,bispectral index,spectral edge frequency and median frequency.British Journal of Anaesthesia,1999,82(2):203 207.
[8] Kear LA,Rosow C,Zaslvsky A,et al.Bispectral analysis of electroencephalogram predicts conscious processing of information during propofol sedation and hypnosis.Anesthesiology,1998,88:25 34.
[9] Katoh T,Suzuki A,Ikeda K.Electroencephalographic derivatives as a tool for predicting the depth of sedation and anesthesia induced by sevoflurane.Anesthesiology 1998,88:642 650.
[10] Pry Roberts C.Anesthesia:A practical or impractical construct Br J Anesth,1987,59:1341 1345.
[11] Kissin I.General anaesthetic action:An obsolete notion.Anesth Analg,1993,76:215 218.