《Journal of Clinical Anesthesia》:The role of intraoperative real-time nociceptive monitoring in individualised anaesthesia and analgesia and where to head next; A narrative review
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本综述系统评述了目前临床可用的多种术中实时伤害感受监测技术,包括基于心血管自主神经活动的镇痛伤害感受指数(ANI)与外科应激指数(SPI)、结合多种生理信号的伤害感受水平指数(NOL)、皮肤电导、瞳孔测量法,以及基于脑电信号处理的量化伤害感受指数(qNOX)等。文章从生理学原理、术中性能及对术后疼痛与阿片类药物消耗的预测有效性等方面进行了深入分析。总体而言,现有证据表明,这些设备作为术中阿片类药物滴定的辅助工具具有潜力,但其对术后疼痛的预测准确性和一致性有限,且易受麻醉深度、血管活性药物等多种混杂因素影响。综述结论认为,当前的监测技术应被视为临床判断的辅助工具而非独立决策依据;未来的发展需结合麻醉深度监测(如pEEG),建立经验证的算法、进行高质量临床试验,并融入患者特异性风险因素,以实现真正意义上的个体化围术期镇痛管理。
引言:个体化镇痛的需求与挑战
尽管外科技术和加速康复方案不断进步,中度至重度的术后急性疼痛(APOP)依然困扰着约半数手术患者,这不仅影响患者恢复,还带来一系列并发症和医疗负担。传统上,麻醉医生依赖血压、心率等临床体征来推断伤害感受状态,但这些指标主观、易受混杂因素影响且预测准确性有限。因此,能够实时、客观评估术中伤害感受的监测技术,成为实现个体化麻醉与镇痛、改善术后预后的潜在关键工具。本文将围绕多种术中实时伤害感受监测设备展开评述。
伤害感受的生理学基础
伤害感受始于Aδ和C纤维的激活,信号上传至脊髓背角,最终到达脑干(如孤束核、臂旁核)和前脑(如岛叶、前扣带回皮层)。这些区域是中枢自主神经网络(CAN)的一部分,负责协调机体对威胁的反应,维持内稳态。伤害性刺激可触发交感神经反应(如心率增快、血压升高、出汗、瞳孔放大)或副交感神经反应(如心率减慢、血压下降)。因此,监测这些自主神经反应(心率变异性、皮肤电导、瞳孔反应)或皮层电活动(脑电图),成为评估伤害感受的间接手段。
自主神经心血管反应监测
镇痛伤害感受指数
ANI通过分析心电图(ECG)衍生的R-R间期和心率变异性(HRV),重点评估副交感神经张力。伤害性刺激会降低副交感张力,从而降低ANI值(0-100分,低值表示高伤害感受应激)。证据显示ANI在伤害性刺激时下降,给予阿片类药物后上升,提示其生理合理性。荟萃分析表明,ANI可能有助于指导术中瑞芬太尼的滴定,一项小型研究也发现ANI指导能减少术中瑞芬太尼用量并改善膝关节置换术后24小时内的APOP。然而,其他研究并未支持这些发现,结论并不一致。ANI对术后疼痛的预测效度有限,因其反映的是自主神经平衡而非痛觉本身,易受低血容量、β受体阻滞剂和麻醉深度等混杂因素影响。其术后特异性较差,存在假阳性风险。方法学上的弱点(如阈值很少预先设定、部分试验偏倚风险高)也影响了其可靠性。总体而言,ANI可作为术中镇痛管理的辅助手段,但不应替代临床判断。
外科应激指数
SPI通过脉搏血氧仪计算心率间期(HBI)和光电容积脉搏波振幅(PPGA),公式为SPI = 100 × (0.33 × HBInorm+ 0.67 × PPGAnorm),反映交感神经张力,数值范围0-100,高值表示伤害感受激活增加。证据表明,手术结束时SPI升高与麻醉后监护室(PACU)中重度疼痛相关,汇总敏感性为0.71,特异性为0.58,具有中等区分能力。SPI指导的镇痛可能与术中阿片类药物使用减少相关,但效应值仅中等。推荐使用SPI=30作为预测APOP的阈值,但其敏感性和特异性均不高。SPI的局限性在于它反映的是交感活性而非痛觉,易受血管活性药物、麻醉深度和血容量状态影响,且其预测价值在清醒患者中会减弱。SPI应谨慎用于早期疼痛风险分层,并需结合临床判断。
伤害感受水平指数
NOL指数是一个多参数复合指标,通过手指探头采集心率、HRV、容积脉搏波振幅、皮肤电导和温度信号,综合处理后给出0-100的评分,制造商建议在全麻期间将数值维持在10-25之间。研究表明,与临床判断或其他监测相比,NOL指导的瑞芬太尼滴定能显著改变术中阿片类药物用量。然而,其在预测术后疼痛方面仅表现出适中的区分能力。机器学习模型结合NOL特征和患者因素后,性能有所提升。NOL的优点是能提供连续、无创的伤害感受监测,但其预测准确性仅为中等,且同样对血管活性药物和麻醉深度等混杂因素敏感。NOL指数应被视为个体化阿片类药物滴定的辅助工具,需与麻醉深度监测结合使用。
自主神经发汗反应监测
皮肤电导
皮肤电导(SC)监测通过测量皮肤电活动反映交感神经系统激活。伤害性刺激会增加汗腺活动,导致皮肤电导快速波动,表现为每秒波动次数(NFSC)。早期研究提示NFSC与术后疼痛评分有中度相关,能预测NRS>3的疼痛。但后续研究揭示了其重要局限:其准确性高度依赖于电极大小和采样时间等测量方法;术中验证显示其与应激激素水平的一致性差;且其易受温度、出汗、焦虑等因素干扰。因此,皮肤电导目前仅适合作为辅助监测手段。
自主神经眼部反应监测
瞳孔测量法
自动瞳孔测量法通过测量伤害性刺激下的瞳孔反射性扩张来评估交感神经激活。瞳孔疼痛指数(PPI)将瞳孔反射性扩张反应量化为0-10分,低值(约2-3)通常表示镇痛充分。随机对照试验表明,与标准实践相比,瞳孔测量法指导的瑞芬太尼给药可以减少术中阿片类药物用量,一项小型研究也报告了拔管前PPI与APOP的相关性。然而,瞳孔测量法需要特定设备和稳定条件,其读数可能受残余麻醉深度、神经肌肉阻滞和环境光线影响。研究普遍显示其虽能减少术中阿片用量,但并未改善术后疼痛或阿片消耗。因此,瞳孔测量法应被视为用于精细调整术中镇痛的针对性工具,而非全面的围术期疼痛管理方案。
神经生理学反应监测
处理脑电图
处理脑电图(pEEG)监护仪(如BIS、熵、PSI)原本用于评估麻醉深度,也被探索用于伤害感受检测。研究表明,在镇静患者中,某些非线性或高频脑电图特征能预测伤害感受反应,性能优于BIS指数。当使用BIS指导麻醉时,术后8小时内的APOP和术后救援性阿片类药物用量显著减少。脑电图颜色谱图(一种时频图)中观察到的“δ波唤醒”(慢波活动瞬时增加)和“α波脱落”(α振荡消失)等模式,常与强烈手术刺激相关,可能指示皮层激活。然而,这些模式并非伤害感受特异性的,也可能由伪差、镇静变浅或药效学变化引起。在非GABA能药物(如氯胺酮、右美托咪定)或阿片类药物为基础的麻醉方案中,皮层特征存在显著差异,限制了pEEG模式的通用解释。总体而言,pEEG指标为了解皮层唤醒提供了有价值的信息,可作为伤害感受监测的补充,但应结合自主神经指标和临床背景进行解读。
量子伤害感受指数
量子伤害感受指数(qNOX)是一种基于脑电图的测量方法,旨在估计患者在全麻期间对伤害性刺激产生反应的可能性。它通过分析原始额叶脑电信号,结合频谱功率、爆发抑制模式和信号复杂性,给出0-99的评分。然而,近期前瞻性试验发现,qNOX无法区分伤害性和非伤害性刺激,对术后疼痛的区分能力也较差。虽然早期一些研究显示其在气管插管和喉罩置入等刺激下数值升高,并与术中瑞芬太尼剂量相关,但总体结论不一致。qNOX并非直接的痛觉测量,而是反应可能性的概率估计,其准确性依赖于稳定的催眠深度且无肌电图(EMG)活动等混杂因素。因此,目前证据不支持将qNOX作为独立的伤害感受检测方法。
讨论与未来方向
术中伤害感受是麻醉中最不可靠的监测环节。实时伤害感受监测在理论上具有评估、预测并最终指导个体化麻醉与镇痛的潜力。然而,现有的监测方法在有效性和性能上均缺乏一致性。将术中交感神经激活作为伤害感受的替代指标存在固有局限性,因为许多因素(如唤醒、低血容量、缺氧、血管活性药物等)都会影响自主神经系统,导致特异性低和假阳性结果增多。
伤害感受(神经系统的检测、转导和传递过程)与疼痛(涉及高级皮层处理、行为、情绪和记忆的体验)是不同的概念。实时监测的作用在于:1. 为麻醉团队提供患者处于合适麻醉深度的保证,帮助更好地区分伤害感受与疼痛;2. 为临床医生提供关于潜在伤害感受神经过程的洞察。虽然这些监测方法敏感性尚可,但其当前作用仅限于阐明患者正在经历“纯粹”伤害感受的可能性。临床医生仍需结合患者特异性风险因素(如年龄、性别、术前疼痛、情绪障碍等)进行综合判断,以提高特异性,做出更明智的镇痛决策。
未来的研究应采用更全面的术后评估指标,而不仅仅是APOP。此外,处理脑电图(pEEG)与颜色谱图的应用潜力巨大,能为临床医生提供患者在全麻状态下大脑活动的真实视野。通过定义可操作的脑电图阈值(如爆发抑制→降低镇静;α波脱落→增加镇静;α波脱落伴δ波增加→在适当情况下考虑抗伤害感受治疗),并结合自动化记录与前瞻性研究,有望建立一个基于坚实电生理原理的指导框架,从而优化麻醉管理,改善患者预后。
结论
将实时术中伤害感受监测作为独立方法用于个体化麻醉与镇痛,其价值仍不确定。本文综述的各种方法虽然理论依据合理,但仍需更多验证以提高预测准确性,并增强其作为围术期指导工具的作用。目前,这些监测设备的潜力在于与麻醉深度监测结合,辅助临床医生决策是否进行主动治疗。最终的决策仍需临床医生整合患者术后疼痛的个体风险因素与术中监测数据,运用临床判断来完成。