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围术期脑功能监测的发展与思考 —— 技术引领学科进步

 

 

麻醉学科发展及面临的问题

 


  麻醉学科的发展经历了一个很长的阶段。从1846Morton当众施行乙醚麻醉获得成功开始,已经过去了170多年。在这170多年间,麻醉学科获得了蓬勃发展。全球知名的医学期刊《The Lancet》在2015年宣布,全球麻醉手术总量已达到3.2亿例,这个数字是非常庞大的。我们来看看中国的相关数据。依据国家卫生和计划生育委员会统计,2015年中国手术量达到了4,015万台。面对如此庞大的手术患者群体,手术麻醉过程中的每一个细微操作以及麻醉科医生所作出的每一项改变,都可能让患者从中获益。

 

  缘何外科手术技术在近年来飞速进步?主要基于两方面的原因,即外科手术微创化和外科手术无禁区。这也得益于麻醉技术的快速发展,例如麻醉深度监测技术和血流动力学监测技术的出现,使手术患者的安全性得到极大的保障。

 

  在外科技术和麻醉技术高速发展的同时,我们也面临着一系列问题:①围术期死亡率的问题。麻醉安全性相较于过去有了巨大的进步,麻醉相关死亡率从1%降低到了0.0004%。当前,麻醉科医生应该逐渐转变自己的观念,即只要患者接受了麻醉相关操作,其在术后发生的死亡,就应该考虑是否属于麻醉相关死亡。②麻醉药物影响的问题。麻醉药物是否会造成手术患者认知功能障碍或睡眠结构改变?这都是麻醉科医生每天会面对的问题,但却无法给患者及其家属一个满意的答案,亟待后续研究来探明。③如何解读麻醉。全麻药物的作用机制始终不明确,手术患者从清醒到麻醉、再从麻醉到清醒的过程中,机体发生了什么改变?为何形形色色、结构不同的全麻药物能够引起相同的镇静催眠作用?在麻醉过程中患者为什么会发生术中知晓?为什么小儿患者在麻醉后容易出现苏醒期躁动?这些问题都有待于解答。

 

 

  思考1 麻醉药物对大脑功能的影响

 

  首先,关于麻醉药物对大脑功能是否有影响这个问题,答案是肯定的。高级动物在发育成熟的过程中,γ-氨基丁酸(GABA)系统在早期可表现为兴奋性效应,GABA系统发育成熟后,才会发挥抑制中枢神经系统的作用。那么在这个转换过程中,如果我们所给的药物,恰好作用在GABA受体上,那么就会对大脑功能产生影响。至于这种影响持续时间或长或短、表现为严重或轻微、可控或不可控,我们并不知道。对于一些特殊手术患者如儿童、老年人以及阿尔茨海默症患者,麻醉科医生需要给予他们更多的关注,因为他们的脑功能更容易受到全麻药物的影响。

 

  麻醉药物对手术患者的大脑功能一定会有影响,但在临床实践中,麻醉科医生没有别的选择,因为实施手术之前必须先进行麻醉操作。因此,麻醉科医生应该更多地去思考,如何才能保证自己提供的麻醉,对患者而言是安全的。董海龙教授认为,其中有一点需要得到我们的重视:麻醉科医生需要对大脑功能和麻醉深度进行量化的监测。


 

  思考2 脑电功能监测的产生及应用

 

  麻醉科医生对大脑在围术期发生的变化并不是特别了解。全麻状态下手术患者的麻醉-觉醒调控的核心是什么?我们是否可以维持手术患者大脑足够的灌注量?如何监测麻醉状态下的脑功能?这些都是与围术期脑电功能监测相关的问题,我们并没有明确的答案。时间倒退五年或十年,很多人可能对这些问题的答案不感兴趣,而现在,麻醉科医生在每天的日常工作中都必须面对这些问题,寻求答案。

 

  如何对手术患者的麻醉深度进行有效监测,目前临床上已经有很多特定的设备和技术能够实现,例如脑电双频指数(bispectral indexBIS)、脑干听觉诱发电位(brainstemauditory evoked potentialsBAEP)等。在临床实践中,麻醉科医生除了依据患者的血流动力学判断麻醉深度,还可通过患者脑电图波形的变化来判断其大脑功能。脑电图波形的变化远比监护仪上的数字有意义,但是在临床应用时,脑电图监测也存在局限性,如操作复杂、分析困难、无法量化、易受干扰等,于是,人们开始思考如何将复杂的脑电图信号转化为指数,来反映脑功能状态,这就是BIS监测的由来。

 

  我们所实施的麻醉是否安全,至今没有定论,但是,基于现有的循证医学证据我们可以知道:麻醉过浅,患者可能发生术中知晓;麻醉过深持续时间过长,患者的长期存活率可能下降,因此,在手术过程中进行积极的麻醉深度监测、维持恰当的麻醉深度(BIS值维持于40~60),对手术患者的预后和转归而言,一定是有益处的。

 

 

  思考3 麻醉深度监测应用的争议

 

  脑电功能监测的临床应用曾经在麻醉界引起过广泛争议。最早的争议来源于一篇于2008年刊登在《The New England Journalof Medicine》的研究,研究者比较了吸入麻醉药物呼气末浓度监测和BIS监测在预防术中知晓中是否存在差异。研究的结论为,BIS监测对术中知晓的防范意义不大,而且还增加了医疗支出;如果以术中知晓1/1000的发生率计算,为了减少90%的术中知晓的发生率,用于每例患者BIS监测的费用高达11,000美元。Liu等人的研究则给出了截然不同的结论,如果考虑到BIS应用后减少麻醉药物用量、降低术后恶心呕吐、缩短手术患者在麻醉后恢复室(PACU)滞留时间等影响因素,则每例患者BIS监测的净成本会大大降低,仅为5美元。

 

  现在已经没有麻醉科医生会怀疑心电监测、肌松监测、脉搏氧监测的临床价值,但是在这些技术出现之初,我们都或多或少心存质疑。对于脑电监测技术,同样如此。尚不能将脑电监测大规模推广临床应用基于以下原因:第一,目前的脑电监测还不能完全准确地反映大脑的功能状态;第二,尚没有大型临床研究随访手术患者,从而证明应用BIS监测就一定会对患者术后的转归有积极和正面的影响。

 

 

  思考4 脑功能监测的发展

 

  麻醉状态下脑功能的改变,截止到目前为止,还是全世界125个没有得到解决的重大科学问题之一。

 

  麻醉药物有一个最大的特点,即在意识存在和导致意识消失的过程中其药物浓度差很窄,在短时间内发生的药物浓度变化就会导致手术患者百分之百地出现意识消失,也就是说,极低的麻醉药物浓度变化就可以改变患者的意识状态,即“全或无”的变化。另外,还有一个有趣的现象,静脉麻醉药有种属差异较大(比如静脉麻醉药物在小鼠和人之间应用的差异很大),而吸入麻醉药则几乎没有种属差异。在这背后涉及的机制问题,都值得我们去思考。

 

  除了BIS监测,还有其他脑功能监测的技术,例如基于近红外光谱仪的脑组织氧饱和度监测技术。目前这项技术已经开始在一些医院得到运用,此项技术可以让麻醉科医生看到手术患者大脑内氧合与氧供需的情况,甚至有研究显示,脑组织氧饱和度监测技术可以减少手术患者术后认识功能障碍的发生率。

 

  人们对于麻醉状态下脑功能的变化以及脑功能监测技术的产生和发展,均给麻醉科医生带来了新的思考。麻醉科医生应该更加努力地去了解脑电信息,掌握其中的规律,开发出更多更新更好的脑功能监测技术,从而保证手术患者在术中维持在恰当的麻醉深度水平之上。

 

 


新技术引领下麻醉学科未来的发展方向

 


  技术变革在给人们提供便利的同时,也不可避免地给行业带来新的冲击,甚至会颠覆人们固有的观念。比如我们如今都很熟悉的可视化技术,最早当可视喉镜问世时,很多专家不主张使用可视喉镜,因为他们担心年轻的麻醉科医生过度依赖可视化技术会荒废其插管技能。目前形形色色的可视喉镜已经基本取代了常规喉镜,大大增加了气管插管的安全性。

 

  随着计算机技术的突飞猛进,麻醉机器人的发明再一次引起热议。麻醉机器人将互联网与麻醉技术相结合,将患者手术麻醉中的所有特征指标进行云计算,实现了麻醉过程远程监测、远程决策和远程操控。麻醉机器人使麻醉更精准,同时提高麻醉安全度、增加患者舒适度、减少术后并发症。麻醉机器人能够显著降低麻醉科医生的劳动强度,提高麻醉科医生的工作效率,甚至可以实现一个麻醉科医生同时监控操作多台手术。董海龙教授认为,麻醉机器人是否可以顺利应用于临床的关键就在于其是否能克服麻醉深度和脑功能监测这一技术瓶颈,一旦麻醉机器人克服技术瓶颈、运用于临床,又将带来一场新的技术革新。

 

  面对麻醉技术日新月异的发展,麻醉科医生究竟是满足现状还是居安思危?是严防死守还是从容应对?是坐以待变还是另辟蹊径?我们绝对不能满足现状,更不能骄傲自满,当新的技术出现时应该积极地去了解去学习和接纳。麻醉科医生应努力朝着医学型科学家的方向去发展,只有不断学习,不断掌握新技术,才能逐渐去适应这个新的时代。




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