全麻期间伤害性刺激对脑电图的影响：叙述性综述和镇痛滴定方法

概要:脑电图（EEG）用于监测大脑的神经生理，大脑是全身麻醉的目标器官。除了用于评估催眠状态外，脑电图还可以观察到对有害刺激的神经生理反应。认识和理解这些反应有助于优化术中镇痛治疗。本文描述了在全身麻醉状态下，伤害性刺激引起的脑电图三种类型的变化：（1）β觉醒，（2）（反常）δ觉醒。（3）α解体。β觉醒是指β频段(12-25 Hz)的脑电功率对有害刺激的反应增加，特别是在没有阿片类药物的情况下使用较低剂量的麻醉药时。这通常是大脑皮质去极化和皮质活动增强的征兆。在麻醉药物浓度较高和阿片类药物不足的情况下，δ觉醒（δ带（0.5-4Hz）功率增加）和α解体（α功率（8-12Hz）降低）与伤害性刺激有关。δ觉醒的机制还不是很清楚，但是中脑网状结构似乎起到一定的作用。α解体可能提示丘脑皮层沟通从空闲模式返回到工作模式。这些脑电图变化中的每一个都反映了疼痛信号的不完全调节，可以通过使用阿片类药物或使用区域麻醉技术来缓解。未来的研究应该评估根据这些脑电信号滴定镇痛药是否可以减少术后疼痛，并影响其他术后结果，包括慢性疼痛的潜在发展。

  我们希望在全身麻醉下接受手术的患者既不应该感受也不应该记住这一过程。此外，在整个手术干预过程中，通过足够的镇痛治疗，患者应尽可能少地忍受疼痛。临床麻醉护理的一个主要挑战是减少患者术中对伤害性刺激的反应。传统上，麻醉的镇痛成分主要是根据心血管变量滴定，而大多数商业上可用的设备都会量化自主神经反应(在下一节描述)。然而，重要的是要认识到伤害性反应可以有许多维度：(1)躯体反应(脊髓反射导致肢体运动)；(2)自主神经反应(脑干和下丘脑反应引起心率、通气频率、血管收缩和瞳孔变化)；(3)认知唤醒和记忆形成(皮层下和中脑结构引起正常觉醒状态，通过前脑和大脑皮质调节注意力和记忆)；以及(4)各种内分泌、凝血和免疫炎症反应。对于伤害性刺激的神经生理反应（用额部脑电图电极测量）的临床意义不太清楚。这些反应更短暂，可能与自主反应同时发生，也可能不与自主反应同时发生。然而，它们清楚的表明，麻醉在某种程度上未能完全抑制大脑对手术引起组织损伤的反应。目前尚不清楚这种情况对患者长期预后的影响。

  此篇叙述性综述的重点是描述伤害性刺激对（额部）EEG记录的特殊影响，以及可能发生的神经生理活动的潜在变化。EEG反应至少呈现三种截然不同的模式。在较低剂量的麻醉药下（例如在没有阿片类药物时使用吸入麻醉药维持，通常0.5-1.0 MAC效应室浓度），（额部）EEG可能在β（12-25Hz）范围内反应为更强的振荡。这被称为β觉醒，它与躯体运动同时发生，作为对伤害性刺激的反应。其他反应，主要在麻醉药剂量较大或在平衡麻醉（镇痛药加麻醉药）期间，为δ觉醒和α解体。δ觉醒是低频（0.5-4Hz）的增加，α解体是脑电图α（8-12Hz）功率的降低。

  虽然这些脑电图反应似乎是伤害性感觉的神经生理学生物标志物，但足够的镇痛药能否持续地预防它们的发生并改善临床结果仍有待观察。术中考虑代表强烈伤害性刺激时期的脑电生物标志物是一种范式转换，不容易通过系统的、自动的搜索策略进行综述。我们通过扩展以前的知识和使用在关键论文中找到的参考文献来探讨这个主题。由于我们侧重于描述围手术期对伤害性刺激作出反应的脑电模式，我们尝试将相关文献归类为(1)经过处理的脑电指标的反应，(2)原始脑电的反应，以及(3)来自动物模型的发现。

与伤害性觉醒的三种模式相关的局部神经调质和沟通改变的图解。箭头的宽度表示效果的强度。红色箭头表示兴奋，黑色圆头表示抑制。（a）脑干激活后部和前部觉醒通路，引起广泛的丘脑皮质去极化和由此产生的β觉醒模式。（b）在这里，我们假设一些脑干和丘脑区域存在过度的GABA能负反馈环，从而使增加的伤害性刺激转化为脑电图中的慢波活动。（c）除了大脑皮层有足够的内在抑制性GABA能催眠药物效应(黑色圆头箭头)外，显示出与经典的β觉醒相似的模式，即虽然丘脑皮质的振荡已经被打乱，但大脑皮层本身仍然相对超极化。Ach 乙酰胆碱；GABA，γ-氨基丁酸；Glut，谷氨酸；LC，蓝斑；PAG，导水管周围灰质；PB，臂旁核；PPT，脚桥被盖核；VTA，腹侧被盖区。

例如，脑电图（EEG）δ觉醒和α解体 t-1100,1500,2600秒（脑电频谱图取自一例患者，在七氟烷（1.1-1.25MAC）下开腹手术，在300s增加吗啡3mg，在1200s和2100s再增加吗啡2mg。）（a）如红色（δ）和黄色（α）水平线所示，在麻醉过程中，频谱随时间变化表现出很强的δ（-2Hz）和α（-10Hz）功率。在提到的时间点上，δ功率的红色变得更加强烈（功率增加：δ觉醒），黄色α线显示中断，并转向较冷的颜色（功率降低：α解体）。（b）为了说明δ觉醒和α解体，曲线图显示了δ和α频段峰值功率随时间的变化。在上述时间点，δ峰值功率增大，而α峰值功率减少。

  在全麻状态下，脑电图对伤害性刺激的反应提示刺激信息进入中枢神经系统的不完全阻断。了解和量化这些观察到的脑电图反应可能有助于通过优化与麻醉药滴定分开的镇痛药物给药来指导术中的临床决策。临床医生应该意识到，伤害性引起的脑电图变化可能是非常不同的，包括β觉醒、δ觉醒和α解体。通常治疗这些脑电图改变最好的方法是增加镇痛(阿片类药物，或区域麻醉阻滞)，而不是增加催眠药物。然而，目前我们没有足够的信息来确定这种方法是否与患者结局更好有关，也没有大型随机试验来测试伤害-脑电图指导的药物剂量操作是否具有广泛的有益影响。