Narcotrend麻醉脑电意识深度监测系统在临床麻醉中的应用.doc

Narcotrend麻醉脑电意识深度监测系统在临床麻醉中的应用许楠、徐嘉莹、刘薇、虞雪融、易杰、黄宇光北京协和医院麻醉科，100730麻醉脑电意识深度监测系统1（Narcotrend，NT，MonitorTechnik，Bad Bramstedt，Germany）是一种新型的以脑电图（EEG）分析为基础的麻醉深度监测仪，它是由德国Hannover大学医学院Arthur Schultz带领的研究组在Kugler麻醉/镇静下脑电图分级的基础上，创立了6个阶段15个亚级（A、B0-2、C0-2、D0-2、E0-2和F0-1）的麻醉深度级别（Narcotrend stage，NTS），将原始脑电或视觉脑电图通过多参数（原始脑电波的功率、频率、幅度）统计方法进行自动分级，从而显示、波的功率谱变化情况和趋势以及麻醉深度状态。其中A级表示清醒状态，B级表示轻度镇静状态，C级表示深度镇静状态，D级表示浅麻醉状态，E级表示深麻醉状态，F级表示脑电活动逐渐消失直到脑电静止、爆发性抑制逐渐增多。目前，NT监测仪已经发展至5.0版本，将NTS转化为一个无量纲的麻醉深度指数（Nacotrend index，NTI），范围从100（清醒）到0（脑电静止），见表1。使用NT前需要先输入患者出生日期，进入个体化监测界面。打磨患者前额皮肤并用乙醇清洁脱脂，放置3个NT专用电极（Blue sensor， Medicotest Olstykke，Denmark）或者普通心电图电极、杯式电极、针式电极等，确保皮肤各电阻低于6k，各电极显示的皮肤电阻差值低于3.5k。NT有两种模式：单通道模式用于一般麻醉的脑电监护；双通道模式方便对两个大脑半球进行分别监测，可用于两个大脑半球的功能比较(如大脑半球和颈动脉手术等)。NT在欧洲已经用于临床麻醉和催眠深度监测，获得了美国FDA的批准，以及欧洲CE、中国SFDA、ISO等多项认证。目前大量的研究结果证实了NT的可行性和实用性，现就其临床应用综述如下。表1 Narcotrend 5.0版本分级及其脑电图特征麻醉深度级别(NTS)麻醉深度指数(NTI)脑电图特征临床意义A100 - 95波，有典型的伪迹清醒状态B094 90波、波镇静状态B189 85B2C084 8079 75波大量增多浅麻醉状态C174 70C269 65D064 57波大量增多一般麻醉状态D156 47D246 37E036 27持续高波深度麻醉状态E126 20E219 13向爆发抑制转变F012 5爆发抑制脑电活动消失F14 0持续脑电抑制一NT与常用的麻醉深度监测手段的比较1.NT与脑电双频指数（BIS）的关系BIS是由Aspect Medical Systems (Newton, Massachusetts)公司开发的一种对原始EEG经过多变量数学回归方程处理从而得出的麻醉深度监测指标。BIS数值范围为0-100，数值越大越清醒，反之提示大脑皮质的抑制越严重。BIS应用于临床较早，目前有大量研究表明BIS对麻醉药物产生的镇静催眠作用的预测性很高，但BIS对镇痛药物（阿片类药）敏感性较差。当BIS值低于70可以显著减少患者的外显记忆，低于60时几乎不产生外显记忆，当BIS值低于40表明EEG处于抑制状态。目前关于NT与BIS相关性的研究尚缺乏大样本研究数据。国内外研究多采用预测概率（prediction probability，PK）作为研究指标，Pk值是由Smith等2提出并用于评价某项指标预测麻醉深度的准确性，其取值范围为O-1，Pk值为1时说明监测指标预测的正确率为100，Pk值为0.5时表示其正确预测机率为50，仅仅是一种随机猜测而没有预测作用。Kreuer等3对50名接受整形手术的成年患者进行了NT与BIS的对照研究，经比较发现NT的A级或B级与BIS值100-85相当，NT的D级或E级与BIS值64-40相当。根据其收集到的数据，NT与BIS的对照关系见表2。在此基础上，Kreuer等4收集到18例根治性前列腺切除术患者38629个没有受干扰的数据对，用于建立数学模型描述BIS值与NI之间的相互转换关系。研究发现：当50BIS100时或者当BIS50时，S型曲线的表达式分别为：NI=52.8+26.8/(1+exp(-(BIS-783)/4.8)0.4，r=0.52； NI=6.6+45.3/(1+exp(-(BIS-29.8)/2.4)0.6，r=O.83；另外，NI与脑电图爆发抑制比例（burst suppression ratio，BSR）的S型曲线关系式为：NI=265/(1+epx(-BSR+108)/-49)，r=-0.73。表2 Narcotrend与BIS的对照关系例数BISNTS n (%)ABCDEF66100-8543 (65.2)20 (30.3)2(3.0)1(1.5)0013884-654(2.9)42 (30.4)33 (23.9)47 (34.1)12(8.7)0116064-4007(0.6)63 (5.4)608 (52.4)477 (41.1)5(0.4)6680.95。因此认为与传统EEG和血流动力学参数监测方法比较，现代脑电监测系统NT和BIS能可靠评估和区分丙泊酚复合瑞芬太尼从麻醉诱导到麻醉恢复拔管的各个麻醉阶段，但不能反映各个麻醉阶段的镇痛水平。 在应用NT监测指导患者静脉麻醉苏醒的研究中，Kreuer等人14 将120名ASA I-III级在丙泊酚-瑞芬太尼麻醉下接受整形手术的患者随机分配至常规麻醉组、BIS监测组或者NT监测组，并在预计手术结束前15分钟适当降低丙泊酚用量以利于苏醒。其中NT组目标为C1水平，BIS组目标为60，临床组则通过经验判断。结果三组的苏醒时间分别为3.42.2min、3.52.9min和9.35.2min，脑电监测组与临床组之间具有非常显著性差异（P0.001）。此外，脑电监测组与临床组在术后拔管时间和送入麻醉恢复室（PACU）的时间也得到了相同的结果。NT组与BIS组之间在苏醒时间上没有统计学差异。其结论是在丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉中，与临床常规麻醉相比NT和BIS监测均能加快苏醒过程并减少术中丙泊酚用量。另外一项包含了4630例患者的大规模多中心前瞻性研究也证实了此结论，Wilhelm等15发现采用NT监测可以使不同年龄和手术的接受丙泊酚全凭静脉麻醉的患者恢复时间缩短，考虑这可能与NT监测指导丙泊酚给药剂量的个体化调节有关。另外证实了在外科手术结束阶段，降低丙泊酚输注的靶控浓度，使NT维持在C阶段可获得满意的麻醉恢复。在NT与丙泊酚效应室浓度（CE）的相关性研究中16，23例ASA I-II级患者使用靶控丙泊酚镇静，依次设定丙泊酚效应室浓度为0.5、1.0、2.0、3.0和4.0g /ml，当达到效应室浓度并平衡8分钟后，记录NT值及改良警觉镇静 (OAA/S) 评分。结果发现NT对不同镇静水平的Pk值为0.92，对丙泊酚不同靶控浓度的Pk值为0.91，因此认为NT能有效监测异丙酚的各种镇静程度。Schultz等的研究17也证实了NT指数与丙泊酚效应室浓度的相关性最好，单个的相关变异值最小，提示NT监测仪能够有助于麻醉深度更好调控。与之相对的，某些研究的结果并不支持以上结论，例如Rundshagen等18发现常规临床参数组与NT组在异丙酚或瑞芬太尼用量、异丙酚血浆浓度、拔管时间等方面均无差异，提示用NT监测只能起到减少预设麻醉深度目标值的偏差从而减少术后恶心呕吐的发生率的作用。 有趣的一点是，在Wilhelm等19进行的BIS或NT指数用于靶控丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉的研究证实性别对恢复时间和丙泊酚用量有影响。同样增加丙泊酚的用量，女性苏醒较快。关于性别对NT监测的影响，本综述将详细阐述。三NT在吸入麻醉中的应用首先，在关于异氟醚麻醉的研究中，武晓文等选择34例ASA I-，在异氟醚吸入全麻下行腹部手术的患者，发现NTS、NTI与患者苏醒期意识水平的变化显著相关（PO.Ol），二者预测患者睁眼的Pk值分别为0.693和0.692，预测患者恢复定向力的Pk值分别为0.837和0.824，均显著高于0.5（P0.01），同时也高于MAP和HR对应的Pk值（PO.01）。表明NT能够及时有效反映异氟醚吸入全麻苏醒期意识水平的变化。另一项研究20更加深入的研究了NT在异氟醚麻醉中的应用，15例患者在硬膜外镇痛复合异氟醚吸入麻醉下行根治性前列腺切除术，结果表明在所有患者中异氟醚效应室浓度下降均可以表现为BIS或者NT值的升高；在手术中，BIS和NT与异氟醚效应室浓度的相关性R2分别为0.820.12和0.850.09，无统计学差异；而在苏醒阶段，NT与异氟醚效应室浓度的相关性优于BIS（0.880.15 VS 0.770.19）；BIS与NT的PK值分别为0.720.07和0.720.10。因此认为NT和BIS均可以准确反映异氟醚的不同麻醉深度，而在苏醒阶段，NT更能反应异氟醚麻醉深度的变化。在七氟醚麻醉的研究中，Sun等人21建立了一项前瞻性随机对照研究并纳入了40例ASA I-II级择期腹部手术病人，使用七氟醚复合舒芬太尼麻醉，结果发现在麻醉苏醒阶段NT指标与患者意识的恢复密切相关，NT级别和NT指数对于睁眼和定向力恢复的Pk值分别为0.95、0.92和0.92、0.89，与MAP和HR的PK值之间具有显著性差异。证明NT监测能够显著加快七氟醚复合舒芬太尼麻醉的腹部手术病人的麻醉苏醒。为了研究七氟醚麻醉中肌松药对于NT监测指标的影响，Tang等人22使用七氟醚吸入诱导，当呼气末七氟醚浓度达到2MAC并且平衡3分钟后行气管插管，此时患者BIS值和NT值显著升高，但均低于60；而同样使用七氟醚加罗库溴铵诱导插管的患者，其BIS值和NT值无明显变化。两组患者的MAP和HR在插管后均显著高于插管前，单纯使用七氟醚组MAP和HR的升高程度高于七氟醚加罗库溴铵组。因此证明NT可以反映伤害性刺激对七氟醚麻醉深度的影响，但不能反映对七氟醚复合罗库溴铵的麻醉深度的影响。Weber等人23进行了一系列关于NT在小儿和婴幼儿七氟醚麻醉应用的研究。其中一项对NT指数与七氟醚呼气末浓度和血流动力学参数间的相关性进行的随机对照研究证实NT指数和非稳态小儿七氟醚呼气末浓度更相关。关于NT在地氟醚麻醉中的应用，Kreuer等24首先在骨科手术中研究了NT与地氟醚的关系，发现在地氟醚复合瑞芬太尼麻醉的苏醒期，NT能够反映地氟醚呼气末浓度的变化，且其分级与浓度之间具有良好的对应关系：E级为3.61.0%；D级为1.70.8%；C级为0.70.3%；A级和B级为0.5%。在随后的一项前瞻、随机和双盲研究25中，120例在地氟醚复合瑞芬太尼麻醉下行整形手术的患者被随机分配至NT监测组或者BIS监测组或者传统临床体征监测组，经过比较证实了NT组和BIS组具有相同的效果，均能显著降低地氟醚的用量，其中临床组地氟醚消耗量为44371mg/min高于NT组的374124mg/min和BIS的41699mg/min（P值均0.05）；而且在麻醉的苏醒期，NT分级与地氟醚呼气末浓度存在相关，随着NT级别从C/D/E至A/B/C阶段的典型变化，地氟醚呼气末浓度也逐渐减小。然而，苏醒时间在组间无显著性差异，BIS和NT的应用仅能轻度减少地氟醚复合瑞芬太尼麻醉的恢复时间。这可能是由于地氟醚的溶解度低，37时的血/气分配系数仅为0.45，低于七氟醚、异氟醚等其他吸入麻醉药物，因此地氟醚麻醉后患者苏醒较快，而BIS和NT监测的应用并没有使之进一步加快。四NT在婴幼儿患者中的应用目前，婴幼儿的麻醉深度监测仍然是一个尚未解决的技术难题，NT的应用仍然需要进一步探索。在年龄对NT区分各种麻醉药的不同麻醉状态的影响方面，Weber等研究最多。1. NT在婴幼儿吸入麻醉中的应用Weber等26在一项包括20名5个月到6岁儿童的研究中使用七氟醚复合笑气麻醉，结果发现NT值对于清醒到麻醉状态的Pk值为-1.0，七氟醚呼气末浓度与NT值之间存在显著性负相关（r= -0.76, P0.0001）。理论上在0至5岁，随着大脑逐步发育成熟，EEG发生显著变化。但是在本研究中虽然呼气末七氟醚浓度的降低与NT值的增加之间存在显著相关性，但这在各年龄组之间无统计学差异，推测这可能是由于研究中一部分病例并未测得清醒时NT值所导致结果的偏差。在随后的的一项包括30名11岁以下儿童的研究27中，再次证实了七氟醚呼气末浓度与NT值存在显著性负相关（r= -0.85），而其与MAP的相关性r= -0.43；NT值对于清醒与意识消失的PK值为1.0，而MAP和HR均0.85；手术期间，若呼气末七氟醚浓度以0.5%为间隔逐渐下降，NT值相应地逐渐升高，而MAP保持不变，HR则逐渐下降。因此认为，较之MAP和HR，儿童NT监测指标与七氟醚呼气末浓度变化更为相关，NT区分清醒与意识消失状态的效能优于cEEG、心率和平均动脉压等。 Weber等人28在不同年龄阶段患者中评价了NT监测对于地氟醚麻醉深度的作用，第一组年龄3-6岁，第二组6-12岁，第三组12-40岁。通过Spearman相关性分析发现地氟醚呼气末浓度与NT值之间存在显著性负相关（三个组P值均0.001），而地氟醚呼气末浓度与MAP或者HR之间相关性较弱或者不存在相关性。NT值对于苏醒的Pk值高于cEEG、MAP或者HR。另外，年龄影响了NT值和呼气末地氟醚浓度的相关性，三个组地氟醚的EC50分别为7.18%、7.34%和4.15%，其中第三组显著低于前两组（P0.001）。JAN等人29进一步研究了脑电监测在5岁以下的儿童七氟醚麻醉中的应用，45个ASA I-II级、在七氟醚麻醉下接受择期手术的儿童按照年龄分为0-6个月、 7-18个月和19-60个月三组。结果表明BIS和NT对于清醒到进入麻醉状态的Pk值均高于0.90；对于术毕至苏醒反应的Pk值，BIS略高于NT（0.82 VS 0.74），无统计学差异；而对于术毕至清醒或者发生苏醒反应至清醒状态变化的Pk值，BIS均高于NT，具有统计学差异（P0.05）。因此认为在5岁以下的儿童的七氟醚麻醉中，BIS对苏醒过程的指导意义优于NT。2. NT在婴幼儿静脉麻醉中的应用Weber等30研究证明NT监测指导儿童丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉可以减少丙泊酚的用量。在探讨丙泊酚镇静作用方面，Weber等31选择31例行消化道内镜检查的儿童（年龄8.9岁4.3）岁进行前瞻性双盲研究，同样证实了NT可以作为评价儿童异丙酚镇静程度客观而真实的指标。五NT在老年患者中的应用目前关于NT在老年患者中的应用的报导较少。Schuhz等32研究发现在异丙酚诱导阶段，年龄大于70岁的患者NT指数显著低于小于70岁的患者、达到最深麻醉状态的时间较长，而且需要更长时间才能恢复到浅麻醉状态；另外由于年龄大于70岁患者的脑电波频谱带功率明显减少，所以在深麻醉状态下其脑电图总功率显著低于年龄小于70岁的患者；为了维持麻醉的稳定深度，老年人所需的丙泊酚用量低于年轻人。在将NT和BIS应用于老年人（年龄70.34.6岁）丙泊酚静脉麻醉深度监测的有效性和可行性研究中，王荣宁等人33发现，随着阶梯式增加丙泊酚的靶控血浆浓度，患者的改良OAA/S评分逐渐下降，在此过程中NT和BIS对于改良OAA/S评分的Spearman等级相关系数之间差异无统计学意义，NT和BIS对于不同级别的改良OAA/ S评分时意识状态的Pk值之间亦无统计学差异。因此，NT和BIS一样能够较好的反映老年人丙泊酚TCI下麻醉深度的变化，而且其反映麻醉深度的准确性与BIS相当。六NT的影响因素1.性别对于NT的影响在一项旨在研究BIS在静脉麻醉中应用的多中心临床试验34中，Gan等人首次发现并报道了性别因素对麻醉苏醒过程的影响。四个临床中心总共274例接受丙泊酚-阿芬太尼复合吸入笑气麻醉的患者纳入研究，各研究中心均发现女性患者的苏醒显著快于男性患者，女性和男性在术毕至睁眼时间分别为7.0511.22分钟和8.1211.67分钟（P0.05），能对语言指令做出反应的时间分别为8.12分钟和11.67分钟（P0.05）；仅有5%的女性患者苏醒时间超过15分钟，而在男性患者中这一比例高达20%（P0.001）。因此Gan等人认为性别因素是影响全麻苏醒的一个重要指标，而这也从另一方面解释了为何女性术中知晓发生率是男性发生率的三倍35。 随后的研究36同样发现女性患者需要较高的丙泊酚输注速度以维持麻醉深度，Ward等人37进一步证实了在恒速输注丙泊酚麻醉中，女性患者的丙泊酚血浆浓度低于男性患者，并且苏醒较快。Wilhelm等人38研究了性别对于丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉的影响。60名男患者和60名女患者被随机分配至NT监测组、BIS监测组或者临床参数组，脑电监测组术中维持NT级别为D0级或者BIS值为50，术毕前15分钟分别调整至C1级或者60，临床组则根据临床指标调整麻醉。结果男患者与女患者的丙泊酚用量无差别，但男性患者的恢复时间显著长于女性患者。脑电监测组的结果显示：男性患者丙泊酚用量少于女性患者，但恢复时间稍长；在女性患者中，为达到相同的NT或者BIS值，需要高于男性患者的丙泊酚靶控浓度。此研究的结论证实了性别影响丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉的恢复时间和药物的用量；如果应用了相同剂量的丙泊酚，女性患者苏醒较快；为了达到相同的BIS或NT水平，女性患者使用的丙泊酚剂量高于男性患者。Bttner等人39的一项研究同样证实了在丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉中为了术中NT麻醉深度达到D2-E0级，尽管分别使用0.2g/kg、0.4g/kg或者0.6g/kg瑞芬太尼能够增强丙泊酚的催眠作用，并显著降低丙泊酚靶控浓度，依次为3.020.86g/ml、1.930.53g/ml和1.60.55g/ml（p0.001），但是每组中女性病人的丙泊酚用量明显高于男性患者（p0.05）。近期，在一项旨在研究了性别对于全静脉麻醉中丙泊酚用量的影响的大规模的临床试验40中纳入了239名男性患者和417名女性患者，年龄15-97岁，术中NT麻醉深度维持在D2-E0级。结果同样证实女性患者丙泊酚用量显著高于男性患者，而拔管时间女性则显著快于男性。除此之外，目前一些文献还证实了性别作为一个重要的影响因素，除了影响丙泊酚的用量还可以影响吗啡的使用41。但是即便如此，在目前药代动力学和药效学研究中，并不把性别常规地作为影响因素之一42。2. 额肌电对于NT的影响肌电能探测病人在皱眉前的额肌亚临床活动。1978年Harmel等提出通过综合处理的额肌电的波幅可作为判断浅麻醉的指标。在未用肌松药的情况下额肌电波幅在7-12单位为深麻醉,25-30单位为浅麻醉,但尚属适当,大于30单位为麻醉过浅,觉醒时为40单位以上,是判断麻醉深度的有用指标,尤其对判断麻醉过浅更为可靠。其最大缺点是受肌松药抑制,但因面肌对非去极化肌松药的敏感程度较差,能使手完全麻痹的肌松药剂量尚能使额肌保留50%的反应性,故在肌松药剂量不大时仍可应用,不过必需同时监测肌松程度,且标准难掌握。根据NT的设计及计算原理，NT更能有效去除肌电活动、心电活动干扰成分造成的脑电图伪差，但在临床实践中，肌电仍然是NT监测的影响因素之一。为了研究NT和BIS对于肌电（EMG）活动的易感性，33名在全麻复合胸段硬膜外镇痛下行泌尿外科手术的病人被纳入研究43，术中麻醉深度维持BIS值40-55、NT阶段于D0-D2水平。结果发现EMG活动达到35 dB时，BIS值波动于70-80，此时NT值和其他临床指标均无变化，仅BIS与EMG具有显著相关性（p0.0001）。因此认为对于EMG活动的增加，NT指标相对于BIS而言更加稳定。 但是Ellerkmann等44发现无论包含NT监测到的有伪差脑电图数据正确与否，BIS预测异丙酚效应室浓度的Pk值不变(Pk=0.860.05 VS Pk=0.850.04)。表明当存在NT判断为脑电伪差而拒绝计算的信号时，BIS仍能得到数据。七总结 综上所述，Narcotrend麻醉脑电意识深度监测系统用于静脉麻醉或者吸入麻醉中，均能够准确反映患者意识水平的变化，与静脉麻醉药物的效应室浓度和吸入麻醉药物的呼气末浓度等指标密切相关。同时Narcotrend监测指标也与目前临床上普遍应用的BIS、熵、CSI等麻醉深度监测指标具有较高的相关性，并且在某些方面优于其他监测手段，因此具有较广泛的应用前景。但是，目前Narcotrend监测在某些特殊麻醉领域内的文献报道还相对较少，需要今后的临床研究和试验进一步的探讨。参考文献1 Kreuer S,Wilhelm W.The Narcotrend monitor.Best Pract Res Clin Anaesthesiol,2006,20:111-119.2 Smith WD,Dutton RC,Smith NT:Measuring the performance of anesthetic depth indicators. 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