hf是什么手术综述 ｜ 麻醉深度监测与自主神经系统

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作者：天津医科大学口腔医院麻醉科（张文敬、房怿、申岱）

麻醉深度监测有助于麻醉医师了解患者所处的状态。目前临床上常用的监测方法有BIS、Narcotrend、脑状态指数等，它们主要反映患者的镇静状态，对手术过程中的疼痛等伤害性刺激则不敏感。伤害性刺激均会引起自主神经活动性的改变，干扰患者脏器功能稳定，增加患者的围手术期风险。因此，自主神经功能状态的评估也应是麻醉深度监测的重要组成部分。本文就自主神经系统和麻醉深度的相关性综述如下。

1.麻醉深度的内涵

麻醉深度最早分为3期:陶醉、兴奋（有或无意识）和较深的麻醉。Guedel于1937年首次将乙醚麻醉分为4期，并将BP、HR、体动、吞咽反射等临床体征作为麻醉分期的主要依据，建立了麻醉深度评估的基础。早期有学者认为意识消失即麻醉，是阈值性（全或无）现象，而不存在麻醉深度，至于镇痛、肌松、自主神经活动抑制，只作为辅助成分与意识共同构成适宜手术的麻醉状态。

随着对麻醉药作用机制的不断探索和对麻醉的不断认识，学者们逐渐意识到，麻醉作为一个总体的概念包含了催眠、镇痛、肌松与反射的抑制等4种组成成分，麻醉深度的定义取决于麻醉中的特定成分即意识、记忆、镇痛、肌松和自主神经活动性的改变。可见，麻醉深度的内涵在不断丰富，要使麻醉深度监测更加可靠，需全面评估麻醉不同组成成分。镇静催眠药使意识消失，而镇痛药如阿片类、笑气等则在脊髓、中脑、丘脑水平上阻断了疼痛等伤害性刺激向大脑皮质的传导通路，抑制无意识的体动反应和自主神经反应。当肌松充分时，自主神经活动状态的评估就成为判断麻醉深度必不可少的重要方面，而不仅仅只根据意识水平对麻醉状态作出评价。

2.麻醉深度监测现状及其局限性

至今，应用于临床的麻醉深度监测方法主要基于对脑电信号的分析。1950年，Coutin等报道了7种不同麻醉状态下的脑电图（electroencephalography，EEG）波形，开始了利用EEG进行麻醉深度的相关研究。1971年，Barnett等提出BIS监测方法。随后，基于自发或诱发EEG的频率、功率、振幅等特征的定量指标（如Narcotrend、脑状态指数、熵指数等方法）及相关研究大量涌现。

EEG与大脑皮质的活动性密切相关，主要反映意识状态，用于麻醉监测可降低术中知晓的发生率，减少麻醉药用量，加快患者术后苏醒与意识恢复。据统计，麻醉深度监测使术中知晓的发生率由20世纪80年代的1%～2%降至2010年的0.1%。BIS是目前临床上应用最广泛的麻醉镇静深度监测方法，1996年被美国食品药品监督管理局批准用于麻醉药物镇静及催眠作用的监测。研究表明，BIS与异丙酚、七氟醚、地氟醚等麻醉镇静药尤其是异丙酚的药物浓度和镇静深度相关性良好，利用BIS控制闭环异丙酚麻醉已应用于临床。然而，BIS对伤害性刺激反应却不敏感。

将手术应激指数、镇痛-伤害性刺激指数（analgesia nociceptionindex，ANI）、皮肤电传导、临床应激评分等用于探讨机体对疼痛等伤害性刺激的反应，结果均表明BIS在反映伤害性刺激方面的局限性。虽然意识消失是全身麻醉的首要条件，但适宜的麻醉还应该能抑制患者的术中应激与副作用。然而，基于EEG的麻醉深度监测方法主要反映镇静程度，对伤害性刺激引起的皮质下自主神经反应并不敏感，无法全面反映全身麻醉过程中患者所处的麻醉状态。

3.自主神经系统与全身麻醉

3.1自主神经系统概述

自主神经系统对机体内稳态的维持是无需意识参与的自主调节，具体是指支配和调节内脏活动的神经结构，分为交感神经和副交感神经，主要功能是调节内脏活动以维持机体内环境稳定，使其适应整体环境的需要。自主神经系统的调节主要在皮质下区域。

3.2自主神经与手术

全身麻醉中的气管插管、切皮、术毕拔管等伤害性刺激会使患者产生BP升高、HR加快等交感神经兴奋的现象。但此时的应激表现并非患者主观感受到了“疼痛”，只是患者的身体对刺激做出的反应而已。此外，某些手术（如腹部手术、喉镜检查、眼科手术等）术中刺激或牵拉引起迷走-心反射，可引起反射性HR减慢乃至心搏骤停。应激反应和迷走反射均可打破自主神经系统的平衡性，使内脏功能发生改变，甚至造成内环境紊乱，严重者可能危及生命。若能实现自主神经的实时、定量监测，对伤害性刺激引起的自主反应进行评估并及时干预，可有效预防围手术期应激及迷走反射等引起的副作用。

3.3自主神经与麻醉深度

全身麻醉主要作用于中枢神经系统包括皮质和皮质下结构，而脑电信号主要反映大脑皮质的功能状态和变化，对自主神经状况的评估可反映皮质下结构的活动性，进而为麻醉深度监测提供更加全面的信息。早在1935年，Samaan和McGrady就分别在动物试验中发现呼吸性窦性心律不齐（respiratory sinus arrhythmia,RSA）的现象在乙醚麻醉和氟醚麻醉诱导过程后减弱，并建议用RSA来定量监测麻醉深度。

1985年，Donchin等利用测量RR间期的方法对10例行异氟醚麻醉诱导的女性患者进行研究，结果RSA均降低。同样的结论在儿童麻醉中也得到验证。RSA是一种生理现象，是由于自主神经的均衡性随呼吸过程发生变化而产生的HR周期性变化，其幅值反映HR的高频振荡,即迷走神经的张力，间接表达了心交感和迷走神经活动及其平衡与协调的关系，可反映自主神经活动性。此外，Evans提出用食管下段收缩性来监测麻醉深度的观点。食管运动由脑干的迷走神经背核和其邻近的网状活动中心调控，其下段平滑肌主要受迷走神经支配，收缩频率和幅度随麻醉加深而降低，随手术刺激增强而增加。无论是RSA还是食管下段收缩性，其本质都是自主神经系统的均衡性随全身麻醉发生改变。这说明人们早期已经认识到自主神经与麻醉深度之间的相关性。

3.4自主神经与血流动力学

到目前为止仍然没有一种常规的镇痛监测方法，血流动力学指标（如HR和BP）依然是临床判断镇痛效果的常用指标。2013年，Shalbaf等将脑电测量（多尺度熵）与血流动力学参数（HR和MAP）相结合来测量麻醉深度，结果证实其有效性要优于单独使用BIS监测。血流动力学参数与术中伤害性刺激引起的自主神经系统调节密切相关，其在麻醉深度监测中的价值充分表明了自主神经功能评估对麻醉监测的意义。对镇痛程度和手术应激反映在自主神经活动性上的净效应进行量化，可直接评价皮质下的活动状态。显然，这一量化指标的核心内容主要是自主神经系统的活动性。若能实现对其实时监测，使麻醉深度实现皮质和皮质下功能状态的全面评估，即可有效评估围手术期应激及迷走反射等引起的不良反应。

4.心率变异性（heart rate variability,HRV）与麻醉深度监测

4.1HRV概述及常用的方法

HRV是指连续心搏间期的瞬时微小涨落,反映了自主神经系统对心脏节律的调节，可定量评估心脏交感和迷走神经活动的紧张性、均衡性及其对心血管系统活动的影响，已成为反映自主神经活动最好的无创指标。HRV分析方法包括时域分析法、频域分析法和非线性分析法。时域分析法是通过统计学方法和几何图形法分析RR间期的离散变化，其分析指标主要有RR间期标准差、相邻RR间期差值的均方根、相邻RR间期差值大于50ms的RR间期数与全部RR间期数之比等。

频域分析即功率谱分析法，是将心电信号中的RR间期经快速傅里叶变换或自回归模型，得到以频率为横坐标、功率谱密度为纵坐标的频谱分布图，其主要指标包括:总功率，反映总体变异性；低频功率（low frequency power，LF），0.04～0.15Hz，受心脏交感神经和迷走神经的共同影响；高频功率（high frequency power，HF），0.15～0.40Hz，反映心脏迷走神经的活性，LFnorm和HFnorm分别表示标化的LF和HF。研究表明，HRV具有非线性特征，对其非线性分析主要基于混沌和分形的理论和方法，分析指标主要包括近似熵分析、复杂度分析、分形维数及Poincare散点图等。

4.2HRV与伤害性刺激

很多学者对HRV功率谱分析方法用于评估伤害性刺激和麻醉深度的价值进行了研究。结果表明，HRV的各频段成分在麻醉诱导期和手术刺激过程中均发生相应变化。在麻醉诱导期，总功率包括LF和HF均降低，而HFnorm升高，这是麻醉药对自主神经系统活动性的抑制造成的，HFnorm的升高说明此时自主神经的均衡性以迷走紧张性占优势。而术中伤害性刺激使LFnorm升高、HFnorm降低，这与伤害性刺激使交感-副交感平衡倾向于以交感神经支配为主的生理基础是一致的。此外，HRV的变化与镇痛程度有一定的相关性。因此，HRV频域指标可反映伤害性刺激引起的自主神经活动性的变化。

4.3HRV与麻醉深度

麻醉过程中的HRV取决于镇静程度、手术刺激、镇痛程度以及药物的直接心血管效应等多种因素综合作用引起的自主神经净效应，表现为心血管和内分泌等内脏生理功能的改变。Toweill等研究表明，HRV功率谱分析可较为准确地判断异丙酚麻醉深度，并推断其高频成分与麻醉深度相关，而低频成分可评估患者术中对疼痛的交感反应。另外，HRV非线性动力学指标近似熵、复杂度、分形维数等方法在麻醉期间发生明显的变化，可能成为麻醉深度监测的重要指标。但需注意的是，HRV分析的首要条件是窦性心律，某些心律失常不适宜作HRV分析（如糖尿病神经损害等某些神经病变可造成HRV的降低），因此临床上在围手术期进行HRV分析时需注意结合自主神经活动的基础水平。

4.4HRV与ANI

HRV是评价自主神经功能的良好指标，可以对伤害性刺激产生的血流动力学反应进行预测，但目前尚缺乏一种成熟的实时监测指标来评估镇痛效果与伤害性刺激之间的平衡。ANI是根据HRV与全身麻醉手术中伤害性刺激-镇痛水平之间平衡状态的相关性建立的，它主要分析HRV的副交感神经成分。伤害性刺激可使交感神经张力增强，迷走神经减弱，从而使ANI数值减低。Ｊeanne等研究表明，异丙酚复合瑞芬太尼麻醉时，ANI对于反映伤害性刺激下患者自主神经系统变化的敏感性要优于传统的HR和BP。Gruenewald等的研究也验证了ANI在反映伤害性刺激方面较血流动力学指标的优越性，且发现ANI值变化依赖于瑞芬太尼的浓度，充分反映了伤害性刺激与镇痛水平之间的平衡关系。可见，ANI作为评价自主神经活动性的指标可利于麻醉深度监测。

5.其他麻醉深度监测方法

研究表明，皮肤电传导与血液中儿茶酚胺的浓度以及临床应激评分均具有相关性，可能作为评估术中伤害性刺激的有效指标，但是全身麻醉时交感神经被抑制，其分析指标与伤害性刺激之间的相关性减弱。此外，抗胆碱药物、体温、循环状况等均可不同程度地影响汗腺的分泌。Larson等用红外线瞳孔计对异氟醚和异丙酚麻醉下的瞳孔对光反射进行测量，结果表明，伤害性刺激使瞳孔扩大，且吸入1.2%的异氟醚时瞳孔对光反射增强的幅度小于吸入0.8%的异氟醚时的幅度，而达到瞳孔最大值所需的时间则相对较长，表明瞳孔对光反射可对全身麻醉过程中的伤害性刺激进行监测。

Engelhardt等首次对唾液中环磷酸鸟苷（cyclicguanosine monophosphate，cGMP）的含量在麻醉中的变化进行了研究，结果显示:唾液中cGMP含量变化同麻醉深度变化一致,唾液cGMP含量随麻醉深度的加深而增加，故可以用来监测麻醉深度,但至今尚未得出科学的量化指标。另有研究显示，硫喷妥钠可降低眼球震颤的频率与波幅，且异丙酚和七氟醚均可对其产生抑制作用，可以作为麻醉深度监测的手段。但麻醉药物、手术刺激等对眼球震颤的影响尚未得出一致结论。

由于上述脏器均受自主神经系统的调控，故在一定程度上均与麻醉深度具有相关性，当全身麻醉对自主神经产生影响时，其发生相应改变。但上述方法在特异性上仍需完善，且在围手术期具体实施时缺乏便利，其临床应用受限。而基于共同生理基础的HRV分析是目前公认的评价自主神经系统活动性最好的无创方法，由于其分析方法完善、指标意义明确、围手术期应用便利，因而具有一定的优越性。

总之，麻醉药作用于中枢神经系统以达到适宜手术的镇静、镇痛、肌松和自主神经抑制，可靠的麻醉深度监测需要对意识和自主神经系统功能状态进行综合评估。目前以BIS为代表的EEG麻醉镇静深度监测方法主要反映皮质的活动性，善于对意识状态进行评估，而自主神经系统功能监测指标HRV恰好反映皮质下结构的活动性，适合对镇痛与伤害性刺激的平衡进行评估，为准确调控患者的全身麻醉状态提供更加全面的信息，两者的结合会使麻醉深度的判断更加完善。

来源：张文敬, 房怿, 申岱.麻醉深度监测与自主神经系统[J].国际麻醉学与复苏杂志,2017,(11):1041-1044,1053.