基于意识指数的麻醉深度监测临床研究进展

【综述】

全身麻醉是一种药物诱导的可逆状态，表现为无意识、无痛和肌肉松弛，还包括各个器官的抑制状态 。理想的麻醉状态是：① 麻醉深度适宜，术中无意识，术后无记忆；② 伤害性刺激得到有效控制；③ 适当的肌肉松弛；④ 神经反射得到抑制；⑤ 各器官功能得到最大程度的保护，术后各项生理功能恢复迅速 。然而，当前尚无一种麻醉药能同时满足上述所有要求，因此多种药物复合麻醉成为必然选择，但多种药物复合使用使麻醉深度不易预测，同时有研究表明不合适的麻醉深度将带来严重后果。过浅的麻醉伴随着更高的术中知晓发生率 ，而过深的麻醉也会导致严重后果 。这些都表明麻醉深度是术中监测的重要一环，对保证患者健康至关重要。当前判断麻醉深度有通过临床体征观察和借助麻醉监测设备两种方法。

百余年来，麻醉深度的监测主要基于机体对疼痛的非特异反应（如血压升高、心率增快等） 。其特异性和敏感度差，而且容易受到术中常用药物（如β受体阻滞剂等）的影响，从而干扰我们对麻醉深度的判断 。随着人们对脑电的深入研究，一些判断麻醉深度的客观方法被开发。麻醉药主要作用于中枢神经系统，有研究称使用脑电信号分析大脑活动非常有用 。当前，一些基于脑电图（electroencephalogram, EEG）信号的商业参数［如BIS、麻醉趋势指数（Narcotrend index, NI）及听觉诱发电位（auditory evoked potential, AEP）等］被广泛用于麻醉深度的评估，并取得一定的成功 。

BIS是首先除去了刚釆集信号中的高频和低频伪迹及其他各种信号干扰，然后应用傅立叶频谱分析结合双频分析及时间域分析3种方法进行多变量统计分析计算得出的复杂参数，用0~100分度表示，主要用来反映EEG信号频率间的相位耦联，能较好地反映大脑皮质的功能状态及其变化 。

AEP是在接受声音刺激后，从耳蜗毛细胞到各级中枢产生的相应电活动。AEP监测的是诱发脑电

位，其脑电强度比较弱，且易受干扰，造成临床使用的不便和限制，另外AEP对听力障碍的患者并不适用 。

而NI则通过对原始脑电信号的计算获得NT分级和NT数值两个指标。NT分级分为A~F 6个级别，表示从觉醒到深度麻醉、脑电爆发抑制期间脑电信号的连续性变化，其中B级、C级、D级又各分为0、1、2三个亚级别，B级、C级表示镇静、催眠，D级、E级表示麻醉；每个级别都对应一定的NT数值，从100到0定量反映意识的连续性变化，可实时监测大脑皮质的抑制程度，从而显示麻醉深度 。

IoC则是一种从包含1 000多例年龄2~85岁患者的EEG、麻醉剂浓度、临床体征和血液动力学参数的数据库中提取出来的新型麻醉深度参数 。IoC的基本原理是把记录到的EEG信号中的线性组分与非线性组分分离，使用符号动力学方法进行分区，再用一个符号对每个分区标记，把时间序列转换成符号序列，然后结合浅麻醉期间的β比值和深度麻醉中爆发抑制比进行模糊推理，这3个参数通过判别函数组合定义IoC1 。IoC2是在IoC1的基础上二次运算得到的 。IoC1的范围为0~99，主要反映镇静程度：99代表清醒，80代表镇静，40~60代表全身麻醉状态，0代表等电位EEG。IoC2的范围也是0~99，主要反映镇痛程度：超过50通常表示镇痛不足，30~50代表镇痛适宜，低于30代表镇痛过度 。

研究表明，IoC1可准确监测全身麻醉手术中意识深度，并且与BIS、NI等参数具有良好的相关性，而且IoC1联合IoC2可监测患者对伤害性刺激的反应程度，而这是上述其他参数不具备的 。同时，BIS值存在个体差异，报道显示有BIS低于47而发生知晓的患者，也有BIS降到40时仍完全清醒的患者 ；而IoC强调在诱导过程中寻找患者意识消失的临界点，并以其作为参照，更加注重个体化管理。同时，IoC基于全身麻醉患者的临床警觉镇静评分和Rsmsay镇静评分，建立在数千例患者的反应数据库基础上，能够客观真实地反映患者临床意识水平，所以它受麻醉用药及麻醉方式影响较小，因此IoC在排除麻醉药和麻醉方式影响方面也有一定优势 。尽管IoC应用时间较短，但已被广泛应用于术中麻醉深度监测。

IoC1预测镇静深度的准确性已在多项研究中得到了验证，表明其可用于指导麻醉用药。张化等 发现，根据临床体征判断麻醉深度的方法准确性较差，而当前临床麻醉中常用的BIS、NI、IoC参数之间具有较好的相关性，能更好地反映患者术中意识。相似地，陈传玉 设计的一项试验同样表明在意识消失与恢复时IoC同BIS相关性很好，说明在临床麻醉状态下其临床监测效果与BIS一样可靠，但在较深麻醉时IoC对麻醉药物靶控浓度变化的反应并不敏感，这可能增加过深麻醉的风险。同时Jensen等 的研究表明IoC与BIS之间有着相当强的相关性，但IoC对镇静深度的预测概率明显高于BIS。因此，IoC对镇静深度预测的性能优于BIS。尽管上述研究表明IoC与BIS等具有高度的相关性，甚至在某些方面前者表现得更好，但仍需要更多可靠的研究来证实这一结论。

3.2　IoC用于指导麻醉工作的研究

3.2.1　指导气管插管

气管插管为一强刺激操作，其造成的循环波动与不良事件的发生相关。Budal 研究表明，根据IoC2数值指导麻醉插管，当舒芬太尼的浓度为0.6 μg/kg和0.7 μg/kg 时行双腔支气管插管比舒芬太尼0.5 μg/kg时能更有效地控制插管应激。因此，IoC2可以指导舒芬太尼的用量，减轻插管伤害。盛奎等 则发现，仅需静脉注射0.4 μg/kg舒芬太尼便可维持IoC2为42±8，并可抑制插管反应并维持血流动力学平稳；其结论与上述结论存在差异可能是由于该实验中的研究对象是单腔气管导管，对患者的刺激较小，故仅需较少的镇痛药便可达到抗伤害反应。

3.2.2　在无痛胃肠镜检查中的应用

无痛胃肠镜检查作为诊断胃肠道疾病的舒适化手段，被越来越多的患者所接受。林艳君等 通过IoC指导丙泊酚输注进行结肠镜检查与常规无痛结肠镜检查进行比较发现，术中控制IoC1在40~60，能实现丙泊酚的合理应用，缩短患者苏醒时间，减少不良反应发生，故可以用IoC指导无痛结肠镜检查；而张家敏等 在研究中使用IoC指导肠镜麻醉发现，虽然IoC组术中体动发生率明显低于对照组，但IoC组发生体动时IoC不一定很高，这提示IoC虽可以减少肠镜中体动但并不能完全有效地预测体动反应，这可能跟IoC的延迟显示有关。总之，在无痛胃肠镜检查时应用IoC监测麻醉深度，可以使丙泊酚用量减少，缩短苏醒时间，更加安全、精确、节约，值得推广。

3.2.3　在无痛人工流产手术中的应用

无痛人工流产手术作为一种日间手术要求术后苏醒迅速、完全且不良反应少，故其对术中镇静深度的管理要求较高。李茜等 使用IoC指导无痛人工流产手术中丙泊酚及芬太尼的靶控浓度与采用警觉与镇静评分指导相比发现，IoC组丙泊酚用量减少，苏醒时间及定向力恢复时间明显缩短，体动发生率明显降低，而两组呼吸抑制、头晕、恶心呕吐发生率的差异均无统计学意义。刘民强等 在IoC指导下联合使用丙泊酚及小剂量瑞芬太尼用于无痛人工流产时发现，当调节药物的使用剂量使IoC维持在合适的范围时，丙泊酚用量较少、苏醒时间缩短、丙泊酚注射痛发生率降低、疼痛程度减轻、体动反应发生率降低，表明IoC可安全、有效地指导无痛人工流产手术麻醉。故无痛人工流产手术中使用IoC指导麻醉可使患者获益。

3.2.4　在其他手术中的应用

在其他类型手术中应用IoC指导麻醉的相关个案报道也都提示，IoC指导麻醉管理时患者术中循环指标更加平稳、苏醒更迅速。

吴桂生 发现，乳腺癌患者全凭静脉麻醉期间行IoC监测，丙泊酚的靶浓度调整次数、输注时间和平均用量无明显变化，而瑞芬太尼的靶浓度调整次数和平均用量明显增加，但是高血压、低血压、心动过速等不良事件总数减少，麻醉过程更加平稳，提高了麻醉的可控性。

另一项针对大肠癌腹腔镜根治性切除术的研究发现，IoC2在35~45时患者获益更多 ，可能是腹腔镜根治性切除术中最合适的麻醉深度，这为结肠癌的麻醉管理提供了新的视角。

刘贝等 认为，IoC2监测是冠状动脉旁路移植术CPB期间术中监测镇痛的重要手段，能够指导CPB期间的麻醉和镇痛深度，具有广泛的临床应用前景。

同时，游恩丽等 的研究表明，IoC1值与传统匹兹堡睡眠质量指数评分具有较好的相关性，能够客观反映ICU患者夜间的睡眠质量，可用于ICU患者睡眠深度监测，而且其比BIS操作简单，可行性更大。

3.2.5　在儿童手术患者中的应用

儿童大脑等结构尚未发育成熟，在麻醉过程中控制合适的麻醉深度非常重要。李茜 研究了IoC监测小儿七氟醚吸入麻醉深度的相关性，同时与BIS监测进行比较，结果显示，在小儿七氟醚吸入麻醉中，当呼气末七氟醚浓度≤3.1%时，IoC和BIS均能准确反映患者的麻醉深度；当呼气末七氟醚浓度在3.1%~4.6%时，IoC的准确性显著优于BIS，表明IoC能准确反映儿童手术中麻醉深度。金泉英等 探讨了IoC在小儿全身麻醉诱导中的应用价值。结果表明IoC值能准确反映丙泊酚麻醉诱导期间小儿镇静深度。

以上各研究结果表明，IoC能够指导多种手术、多种场景中麻醉药物的使用，以维持合适的麻醉深度，使术中更平稳、术后苏醒更迅速，并降低术后不良反应的发生率。要进一步明确IoC的监测优势，有待大样本、多中心试验的验证。