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【摘要】 目的以平均动脉压(MAP)为反馈变量,探讨丙泊酚闭环靶控输注用于颅脑手术麻醉的可行性。方法 46例择期行脑肿瘤切除患者,随机分为闭环组和靶控组,各23例。闭环组MAP反馈值设为70 mm Hg,两组丙泊酚血浆靶控浓度为3.0 μg/ml,舒芬太尼0.3 μg/(kg•h) 持续静脉输注。记录两组麻醉前、插管即时、插管后5 min、切皮、锯颅骨、切开脑皮质、切肿瘤1 h、缝头皮等时间点的MAP、心率(HR)、心率变异指数(HRVI)、脑电双频指数(BIS)变化,计算丙泊酚的用量。结果 在插管后5 min、脑皮质操作、切肿瘤1 h等时间点靶控组MAP下降较闭环组明显(P<0.05)。两组患者的HR减慢,变化接近;在各观察时间点,靶控组HRVI低于闭环组,但差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者BIS大多处于低值区,在颅内操作期靶控组明显低于闭环组(P<0.05)。闭环组丙泊酚用量(825.9±270.4)mg明显少于靶控组(1302.6±321.5)mg(P<0.01)。结论 以MAP为反馈变量调控丙泊酚闭环靶控输注麻醉可安全用于颅脑手术麻醉,术中循环稳定,减少丙泊酚维持所需用量。
【关键词】 平均动脉压;丙泊酚;闭环-靶控输注;颅脑手术
Mean arterial pressure as feedback variable of propofol closed-loop target controlled infusion in neurosurgical anesthesia
HUANG Huan-sen,ZHENG- Jin,ZHENG Zhi-yuan,et al. Department of Anesthesiology,the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou 510260,China
【Abstract】 Objective To investigate the feasibility of mean arterial pressure (MAP) as feedback variable of propofol closed-loop target controlled infusion in neurosurgical anesthesia. Methods 46 patients for elective brain tumor operation were divided into target controlled group and closed-loop group randomly,23 patients in each group. The MAP feedback value was set at 70 mm Hg in closed-loop group. The plasma target concentration of propofol was set at 3.0 μg/ml and sufentanyl was administrated at 0.3 μg/(kg•h) in both two groups. The value of MAP,HR,Heart rate variation index (HRVI),Bispectral index of EEG (BIS),and propofol dosage were recorded at the time of before anesthesia,intubation,5 min after intubation,skin incision,skull open,pallium procedure,1 h tumor procedure,and skin suture. Results The descensus of MAP in target-controlled group was significant than closed-loop group at the time of 5 min after intubation,pallium procedure,and 1 h tumor procedure(P<0.05). The descensus of HR in two groups were similar,and no statistic difference (P>0.05),HRVI was the same. The BIS value was in lower degree in most patients,and the value of target controlled group was significantly lower than that of close-loop group during the intracranial procedure period(P<0.05). Propofol total dosage (825.9±270.4)mg of closed-loop group was significantly less than target controlled group (1302.6±321.5)mg(P<0.01). Conclusion MAP was a safe feedback variance for adjusting propofol closed-loop target controlled infusion in craniocerebral operations,it is beneficial for stable circulation and less propofol total dosage.
【Key words】 Mean arterial pressure; Propofol; Closed-loop target controlled infusion; Craniocerebral operations
在全身麻醉中,丙泊酚静脉靶控输注(target control infusion ,TCI)的应用越来越广泛。但是TCI的标准化给药模式,往往难以满足个体用药需要,麻醉维持中经常需要对靶浓度设置进行调整。因此,临床中开始使用一些敏感指标建立闭环靶控输注,其中将脑电双频指数(bispectral index,BIS)作为闭环靶控输注的反馈变量的研究较多[1,2]。本研究选用平均动脉压(MAP)为反馈变量,旨在探讨丙泊酚闭环靶控输注复合舒芬太尼持续静脉用于颅脑手术麻醉的可行性及优势。
1 资料与方法
1.1 一般资料 46例择期行大脑半球肿瘤切除手术成年患者,美国麻醉医师协会麻醉分级(ASA)Ⅰ~Ⅱ级,术前无明显神志异常表现,无高血压病史。随机数字表法分为闭环靶控输注组(闭环组)和普通靶控输注组(靶控组),每组各23例。
1.2 麻醉方法 入手术室前30 min,肌肉注射东莨菪碱0.3 mg、咪唑安定2 mg。入室后,在局部麻醉下行左或右桡动脉穿刺置管测有创动脉压。全麻诱导:静脉注射舒芬太尼0.2 μg/kg,丙泊酚靶控输注血浆靶浓度为3.0 μg/ml,维库溴铵0.15 mg/kg,5 min后行气管插管。麻醉维持:丙泊酚静脉靶控输注,两组血浆靶浓度均设为3.0μg/ml,同时恒速静脉输注舒芬太尼0.3 μg/(kg.h),间断追加维库溴铵维持肌松。切皮前予以舒芬太尼10 μg静脉注射。术中机械控制呼吸,潮气量8~10 ml/kg、呼吸频率12次/分,呼气末CO2分压(PETCO2)维持在28~35 mm Hg之间。两组均用佳士比3500靶控输注泵,以Marsh程式给药,闭环组输注泵与HXD-1多功能监护仪连接成闭环,以平均动脉压(MAP)为反馈变量,设定反馈值为MAP=70 mm Hg。当术中患者心率低于50次/min时,静脉注射阿托品0.3 mg;血压低于术前基础压30%时,静脉注射多巴胺1 mg。
1.3 观察指标 连接HXD-Ⅰ多功能监测仪,监测心电图(ECG)、心率(HR)、心率变异性指数(HRVI)、脉搏血氧饱和度(SpO2)、有创动脉血压(ABP)、中心静脉压(CVP)、呼气末CO2分压(PETCO2)及脑电双频指数(BIS)。分别记录麻醉前、插管即时、插管后5 min、切皮、锯颅骨、切开脑皮质、切肿瘤1 h、缝头皮等时间点的MAP 、HR、HRVI 、BIS的变化,计算丙泊酚的用量。术后随访,了解术中知晓情况。
1.4 统计学方法 所得数据用均数±标准差(x±s)表示,应用SPSS 11.5统计软件,组内比较采用配对t检验,组间比较采用成组t检验,计数资料比较采用χ2检验。
2 结果
两组患者年龄、体质量、手术时间等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。两组患者的MAP、HRVI及BIS的变化见表2。在插管后5 min、脑皮质操作、切肿瘤1 h等时间点两组MAP较麻醉前均下降(P<0.05),靶控组下降幅度较闭环组明显(P<0.01)。两组患者麻醉后各观察时间点的HR与麻醉前比较均减慢(P<0.05),但两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。在各观察时间点,靶控组HRVI低于闭环组,但差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者BIS大多处于低值区,在颅内操作期间,靶控组明显低于闭环组(P<0.05)。闭环组丙泊酚用量(825.9±270.4)mg明显少于靶控组(1302.6±321.5)mg(P<0.01)。两组患者均无出现术中知晓病例。
表1
两组患者一般情况比较(x±s)
组别n年龄(岁) 性别比(男/女)体质量(kg)手术时间(min)
闭环组23 49±13 13/1057±16233±52
靶控组2347±15 12/1159±13229±46
表2
两组不同时间点的MAP、HRVI、BIS比较(x±s)
项目组别麻醉前插管时插管后5 min切头皮 锯颅骨切脑皮质切肿瘤1 h缝头皮
MAP闭环组82.6±6.286.3±8.571.5±4.3*△83.7±7.879.4±4.771.7±3.6*△69.3±3.4*△82.1±5.6
(mm Hg)靶控组83.3±5.784.7±6.865.9±4.4**81.3±6.576.3±5.364.5±4.8**63.9±3.7**79.5±5.3
HRVI闭环组65.3±3.643.5±4.342.8±4.648.2±8.247.5±7.345.4±6.841.5±3.5 50.3±6.4
靶控组66.2±7.342.7±5.540.4±6.247.7±7.946.4±9.143.3±4.338.7±5.349.4±6.7
BIS 闭环组91.5±1.849.1±4.645.3±3.743.1±5.541.7±3.140.7±4.241.3±3.543.5±4.1
靶控组90.3±1.548.8±3.843.6±4.141.3±4.938.2±5.734.5±2.8△32.2±2.6△ 35.4±3.8△
注:与麻醉前比较,* P<0.05,** P<0.01;组间比较△P<0.05
3 讨论
颅脑手术不同操作阶段其刺激程度存在明显差异,因此,术中应根据实际情况动态调整麻醉深度,否则容易造成脑组织灌注不足或术中知晓。目前,维持麻醉深度基本是根据患者的血压、心率变化调节麻醉用药量,这是一种滞后式的做法。本研究以平均动脉压为反馈变量,设定反馈值MAP=70 mm Hg,自动调节靶控输注过程,这是更具有实时性的调节方法。
以丙泊酚镇静和舒芬太尼镇痛联合静脉麻醉临床应用较广,两者药效动力学为协同作用[3]。本研究结果显示,在麻醉插管后5 min、切开脑皮质、切肿瘤1 h时等创伤刺激小的时间点,靶控组的血压较麻醉前下降明显(P<0.05),但闭环组血压下降幅度少。结果说明两组患者的麻醉深度不一致,产生这一结果并不是舒芬太尼作用所引起,主要是闭环组受反馈变量设定限制所致。闭环组设定了反馈值MAP=70 mm Hg,当MAP下降至这一水平时,反馈调控程序被启动,丙泊酚输注暂时停止,麻醉深度随即减浅,患者的MAP变化趋于平稳。因此,在这些创伤刺激程度较轻时期,为了及时控制麻醉深度,应用平均动脉血压为反馈变量调控丙泊酚静脉靶控输注是可行的方法,有利于术中维持循环功能稳定,保证脑组织灌注。
心率变异性(HRV)是指逐次心搏间期之间的微小差异,它产生于心脏自主神经系统对窦房结自主节律性的调节,当人受到伤害性刺激时可引致交感神经系统兴奋性改变,交感兴奋性越高,心率变异性越大。心率变异指数(HRVI) 是由心电图的原始心率变异性数值转化而来[4],它的取值范围为0～100 。HRVI可作为镇痛监测指标,一般30～50为镇痛适宜。本研究结果显示,两组患者的HR变化接近,均较术前减慢,可能与舒芬太尼的负性心率作用有关。在麻醉过程中两组HRVI基本维持在45以下,表明镇痛效果能满足手术要求。
由于受闭环调节控制,麻醉过程中闭环组并非处于持续靶控输注状态,两组输注状态的不一致,引致异丙酚用量差别明显,闭环组异丙酚用量较靶控组平均节约35.9%。此时是否能维持足够的大脑皮层镇静,患者有否可能出现术中知晓是必需高度重视的问题。异丙酚的镇静程度与BIS有很好的相关性,Gajraj等[5]研究认为异丙酚靶控输注BIS<55时患者处于非清醒镇静状态。本实验结果显示,闭环组BIS最高值(49.1±4.6),最低(40.2±4.2),靶控组低值区多集中在脑实质操作时期。结果说明,靶控组患者的镇静程度有过度抑制之嫌,而闭环组明显有利于颅脑手术不同时期患者对麻醉深度要求的可控性调节,不会导致术中知晓的发生。
综上所述,以MAP=70 mm Hg为反馈变量调控丙泊酚闭环靶控输注复合舒芬太尼静脉麻醉在颅脑手术应用是可行的,能有效控制麻醉深度,维持术中血流动力学稳定,并减少了丙泊酚用量。但MAP是多少为最佳反馈值有待进一步研究。
参考文献
[1] 徐卉,田玉科,杨辉,等.异丙酚反馈靶控输注静脉麻醉与异氟醚吸入麻醉的临床效果比较.临床麻醉学杂志,2003,19(7):387-388.
[2] 黄焕森,郑志远,高崇荣,等.脑电双频指数反馈调控丙泊酚靶控输注在颅脑手术麻醉的应用研究. 广东医学,2005,26(6):749- 751.
[3] Vuyk J. Clinical interpretation of pharmacokinetic and pharmacodynamic propofol-opioidinteractions. Acta Anaesthesiol Belg,2001,52: 445-451.
[4] Kato M,Komatsu T,Kimura T,et al. Spectral analysis of heart rate variability during isoflurane anesthesia. Anesthesiology,1992,77 (4) : 669.
[5] Gajrai RJ,Doi M,Mantzaridis H,et al. Analysis of the EEG bispectrum,auditory evoked potentials and the EEG power spectrum during repeated transitions from consciousness to unconsciousness. Br J Anaesth,1998,80(7):46-52.
【关键词】 平均动脉压;丙泊酚;闭环-靶控输注;颅脑手术
Mean arterial pressure as feedback variable of propofol closed-loop target controlled infusion in neurosurgical anesthesia
HUANG Huan-sen,ZHENG- Jin,ZHENG Zhi-yuan,et al. Department of Anesthesiology,the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou 510260,China
【Abstract】 Objective To investigate the feasibility of mean arterial pressure (MAP) as feedback variable of propofol closed-loop target controlled infusion in neurosurgical anesthesia. Methods 46 patients for elective brain tumor operation were divided into target controlled group and closed-loop group randomly,23 patients in each group. The MAP feedback value was set at 70 mm Hg in closed-loop group. The plasma target concentration of propofol was set at 3.0 μg/ml and sufentanyl was administrated at 0.3 μg/(kg•h) in both two groups. The value of MAP,HR,Heart rate variation index (HRVI),Bispectral index of EEG (BIS),and propofol dosage were recorded at the time of before anesthesia,intubation,5 min after intubation,skin incision,skull open,pallium procedure,1 h tumor procedure,and skin suture. Results The descensus of MAP in target-controlled group was significant than closed-loop group at the time of 5 min after intubation,pallium procedure,and 1 h tumor procedure(P<0.05). The descensus of HR in two groups were similar,and no statistic difference (P>0.05),HRVI was the same. The BIS value was in lower degree in most patients,and the value of target controlled group was significantly lower than that of close-loop group during the intracranial procedure period(P<0.05). Propofol total dosage (825.9±270.4)mg of closed-loop group was significantly less than target controlled group (1302.6±321.5)mg(P<0.01). Conclusion MAP was a safe feedback variance for adjusting propofol closed-loop target controlled infusion in craniocerebral operations,it is beneficial for stable circulation and less propofol total dosage.
【Key words】 Mean arterial pressure; Propofol; Closed-loop target controlled infusion; Craniocerebral operations
在全身麻醉中,丙泊酚静脉靶控输注(target control infusion ,TCI)的应用越来越广泛。但是TCI的标准化给药模式,往往难以满足个体用药需要,麻醉维持中经常需要对靶浓度设置进行调整。因此,临床中开始使用一些敏感指标建立闭环靶控输注,其中将脑电双频指数(bispectral index,BIS)作为闭环靶控输注的反馈变量的研究较多[1,2]。本研究选用平均动脉压(MAP)为反馈变量,旨在探讨丙泊酚闭环靶控输注复合舒芬太尼持续静脉用于颅脑手术麻醉的可行性及优势。
1 资料与方法
1.1 一般资料 46例择期行大脑半球肿瘤切除手术成年患者,美国麻醉医师协会麻醉分级(ASA)Ⅰ~Ⅱ级,术前无明显神志异常表现,无高血压病史。随机数字表法分为闭环靶控输注组(闭环组)和普通靶控输注组(靶控组),每组各23例。
1.2 麻醉方法 入手术室前30 min,肌肉注射东莨菪碱0.3 mg、咪唑安定2 mg。入室后,在局部麻醉下行左或右桡动脉穿刺置管测有创动脉压。全麻诱导:静脉注射舒芬太尼0.2 μg/kg,丙泊酚靶控输注血浆靶浓度为3.0 μg/ml,维库溴铵0.15 mg/kg,5 min后行气管插管。麻醉维持:丙泊酚静脉靶控输注,两组血浆靶浓度均设为3.0μg/ml,同时恒速静脉输注舒芬太尼0.3 μg/(kg.h),间断追加维库溴铵维持肌松。切皮前予以舒芬太尼10 μg静脉注射。术中机械控制呼吸,潮气量8~10 ml/kg、呼吸频率12次/分,呼气末CO2分压(PETCO2)维持在28~35 mm Hg之间。两组均用佳士比3500靶控输注泵,以Marsh程式给药,闭环组输注泵与HXD-1多功能监护仪连接成闭环,以平均动脉压(MAP)为反馈变量,设定反馈值为MAP=70 mm Hg。当术中患者心率低于50次/min时,静脉注射阿托品0.3 mg;血压低于术前基础压30%时,静脉注射多巴胺1 mg。
1.3 观察指标 连接HXD-Ⅰ多功能监测仪,监测心电图(ECG)、心率(HR)、心率变异性指数(HRVI)、脉搏血氧饱和度(SpO2)、有创动脉血压(ABP)、中心静脉压(CVP)、呼气末CO2分压(PETCO2)及脑电双频指数(BIS)。分别记录麻醉前、插管即时、插管后5 min、切皮、锯颅骨、切开脑皮质、切肿瘤1 h、缝头皮等时间点的MAP 、HR、HRVI 、BIS的变化,计算丙泊酚的用量。术后随访,了解术中知晓情况。
1.4 统计学方法 所得数据用均数±标准差(x±s)表示,应用SPSS 11.5统计软件,组内比较采用配对t检验,组间比较采用成组t检验,计数资料比较采用χ2检验。
2 结果
两组患者年龄、体质量、手术时间等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。两组患者的MAP、HRVI及BIS的变化见表2。在插管后5 min、脑皮质操作、切肿瘤1 h等时间点两组MAP较麻醉前均下降(P<0.05),靶控组下降幅度较闭环组明显(P<0.01)。两组患者麻醉后各观察时间点的HR与麻醉前比较均减慢(P<0.05),但两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。在各观察时间点,靶控组HRVI低于闭环组,但差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者BIS大多处于低值区,在颅内操作期间,靶控组明显低于闭环组(P<0.05)。闭环组丙泊酚用量(825.9±270.4)mg明显少于靶控组(1302.6±321.5)mg(P<0.01)。两组患者均无出现术中知晓病例。
表1
两组患者一般情况比较(x±s)
组别n年龄(岁) 性别比(男/女)体质量(kg)手术时间(min)
闭环组23 49±13 13/1057±16233±52
靶控组2347±15 12/1159±13229±46
表2
两组不同时间点的MAP、HRVI、BIS比较(x±s)
项目组别麻醉前插管时插管后5 min切头皮 锯颅骨切脑皮质切肿瘤1 h缝头皮
MAP闭环组82.6±6.286.3±8.571.5±4.3*△83.7±7.879.4±4.771.7±3.6*△69.3±3.4*△82.1±5.6
(mm Hg)靶控组83.3±5.784.7±6.865.9±4.4**81.3±6.576.3±5.364.5±4.8**63.9±3.7**79.5±5.3
HRVI闭环组65.3±3.643.5±4.342.8±4.648.2±8.247.5±7.345.4±6.841.5±3.5 50.3±6.4
靶控组66.2±7.342.7±5.540.4±6.247.7±7.946.4±9.143.3±4.338.7±5.349.4±6.7
BIS 闭环组91.5±1.849.1±4.645.3±3.743.1±5.541.7±3.140.7±4.241.3±3.543.5±4.1
靶控组90.3±1.548.8±3.843.6±4.141.3±4.938.2±5.734.5±2.8△32.2±2.6△ 35.4±3.8△
注:与麻醉前比较,* P<0.05,** P<0.01;组间比较△P<0.05
3 讨论
颅脑手术不同操作阶段其刺激程度存在明显差异,因此,术中应根据实际情况动态调整麻醉深度,否则容易造成脑组织灌注不足或术中知晓。目前,维持麻醉深度基本是根据患者的血压、心率变化调节麻醉用药量,这是一种滞后式的做法。本研究以平均动脉压为反馈变量,设定反馈值MAP=70 mm Hg,自动调节靶控输注过程,这是更具有实时性的调节方法。
以丙泊酚镇静和舒芬太尼镇痛联合静脉麻醉临床应用较广,两者药效动力学为协同作用[3]。本研究结果显示,在麻醉插管后5 min、切开脑皮质、切肿瘤1 h时等创伤刺激小的时间点,靶控组的血压较麻醉前下降明显(P<0.05),但闭环组血压下降幅度少。结果说明两组患者的麻醉深度不一致,产生这一结果并不是舒芬太尼作用所引起,主要是闭环组受反馈变量设定限制所致。闭环组设定了反馈值MAP=70 mm Hg,当MAP下降至这一水平时,反馈调控程序被启动,丙泊酚输注暂时停止,麻醉深度随即减浅,患者的MAP变化趋于平稳。因此,在这些创伤刺激程度较轻时期,为了及时控制麻醉深度,应用平均动脉血压为反馈变量调控丙泊酚静脉靶控输注是可行的方法,有利于术中维持循环功能稳定,保证脑组织灌注。
心率变异性(HRV)是指逐次心搏间期之间的微小差异,它产生于心脏自主神经系统对窦房结自主节律性的调节,当人受到伤害性刺激时可引致交感神经系统兴奋性改变,交感兴奋性越高,心率变异性越大。心率变异指数(HRVI) 是由心电图的原始心率变异性数值转化而来[4],它的取值范围为0～100 。HRVI可作为镇痛监测指标,一般30～50为镇痛适宜。本研究结果显示,两组患者的HR变化接近,均较术前减慢,可能与舒芬太尼的负性心率作用有关。在麻醉过程中两组HRVI基本维持在45以下,表明镇痛效果能满足手术要求。
由于受闭环调节控制,麻醉过程中闭环组并非处于持续靶控输注状态,两组输注状态的不一致,引致异丙酚用量差别明显,闭环组异丙酚用量较靶控组平均节约35.9%。此时是否能维持足够的大脑皮层镇静,患者有否可能出现术中知晓是必需高度重视的问题。异丙酚的镇静程度与BIS有很好的相关性,Gajraj等[5]研究认为异丙酚靶控输注BIS<55时患者处于非清醒镇静状态。本实验结果显示,闭环组BIS最高值(49.1±4.6),最低(40.2±4.2),靶控组低值区多集中在脑实质操作时期。结果说明,靶控组患者的镇静程度有过度抑制之嫌,而闭环组明显有利于颅脑手术不同时期患者对麻醉深度要求的可控性调节,不会导致术中知晓的发生。
综上所述,以MAP=70 mm Hg为反馈变量调控丙泊酚闭环靶控输注复合舒芬太尼静脉麻醉在颅脑手术应用是可行的,能有效控制麻醉深度,维持术中血流动力学稳定,并减少了丙泊酚用量。但MAP是多少为最佳反馈值有待进一步研究。
参考文献
[1] 徐卉,田玉科,杨辉,等.异丙酚反馈靶控输注静脉麻醉与异氟醚吸入麻醉的临床效果比较.临床麻醉学杂志,2003,19(7):387-388.
[2] 黄焕森,郑志远,高崇荣,等.脑电双频指数反馈调控丙泊酚靶控输注在颅脑手术麻醉的应用研究. 广东医学,2005,26(6):749- 751.
[3] Vuyk J. Clinical interpretation of pharmacokinetic and pharmacodynamic propofol-opioidinteractions. Acta Anaesthesiol Belg,2001,52: 445-451.
[4] Kato M,Komatsu T,Kimura T,et al. Spectral analysis of heart rate variability during isoflurane anesthesia. Anesthesiology,1992,77 (4) : 669.
[5] Gajrai RJ,Doi M,Mantzaridis H,et al. Analysis of the EEG bispectrum,auditory evoked potentials and the EEG power spectrum during repeated transitions from consciousness to unconsciousness. Br J Anaesth,1998,80(7):46-52.