静脉注射瑞芬太尼对兔定量药物脑电图β2和θ频段功率百分比的影响

韦 慧，赵 健，李 贺，李玲玲，戴体俊，邵东华，杭黎华

(徐州医学院1.临床医学系，2.麻醉学院，3.麻醉药理学教研室，江苏徐州 221002;4.镇江市第一人民医院麻醉科，江苏镇江 212001)

瑞芬太尼(remifentanil)是一种强效、超短效的阿片受体激动药，因其诱导迅速、恢复完全、血流动力学稳定及对肝肾功能影响小等优点，广泛应用于全麻诱导及维持。麻醉的基本要求为“充分镇静、完善镇痛、满意肌松”，目前评价镇痛程度的方法包括双频谱指数法(bispectral index，BIS)、数字分级法(numeric rating scale，NRS)、疼痛反应(dubuisson)和视觉模拟评分法(visual analogue scale，VAS)等［1－3］，但这些方法或不敏感，或提供数据不丰富，故评定效果不尽如人意。因此，探究新的评定镇痛作用的方法非常重要。脑电信号是大脑皮质神经细胞群突触电位变化的综合反映，能迅速反映脑功能的变化［4］，因此脑电图(electroencephalogram，EEG)成为研究的主要方向［5］，其中定量药物脑电图(quantitative pharmaco-EEG，QPEEG)的应用前景十分广阔，可在一个动物或人的头部同时放置8～128个电极，同步监测多个脑区的电活动［6］，数字化、直观地反映药物作用于大脑皮质的效应，通过分析药物诱导产生的EEG效应优势区，可提示药物在皮质的作用部位，筛选出与效应相关性好的脑区和频段。已经证明在一定范围内，麻醉深度与麻醉药剂量呈正相关。国内学者发现，QPEEG的δ频段功率百分比的改变与多种全麻药［7－9］存在良好的剂量相关性。镇痛药对中枢神经系统，尤其是大脑皮质的作用非常强烈，必然会引起QPEEG的显著改变。本研究采用清醒兔EEG描记方法［10］，观察瑞芬太尼及联合阿片受体拮抗剂纳洛酮对兔QPEEG各频段功率百分比的影响，探讨通过监测QPEEG频段改变研究镇痛效果，揭示镇痛药在大脑皮质的作用部位及分子靶位。

1 材料与方法

1.1 药品和仪器

注射用盐酸瑞芬太尼，宜昌人福药业有限责任公司生产，批号:1111224;注射用盐酸纳洛酮，成都诺迪康生物制药有限公司生产，批号:110601;氯化钠注射液，南京小营药业集团有限公司生产，批号:2012070506。JY-4210数字脑电地形图仪，江苏锦源医疗科技有限公司。

1.2 动物、分组给药和脑电图检测

健康成年白色兔36只，♀♂不拘，体质重(2.5±0.5)kg，由徐州医学院实验动物中心提供，实验动物使用许可证号:SYXK(苏)2010-0011。动物按照分层随机区组设计分为6组，每组6只。实验于每天上午09:00－11:00进行。

兔俯卧固定于兔台，在兔左、右脑的额、顶、枕和颞各脑区头皮皮下放置自制钩形电极(由0.35 mm×25 mm不锈钢针灸针制成)，耳缘部放置参考电极。QPEEG 按其频率分为 δ(0.5 ～3.8)Hz，θ(4.0 ～7.8)Hz，α1(8.0 ～9.8)Hz，α2(10.0 ～12.8)Hz，β1(13.0 ～18.0)Hz 和 β2(19.0 ～30.0)Hz 6 个频段。先描记清醒兔的EEG 3～5 min，再按分组分别iv给予生理盐水1 ml·kg－1，瑞芬太尼5，10和15 μg·kg－1、纳洛酮 200 μg·kg－1和纳洛酮200 μg·kg－1+瑞芬太尼15 μg·kg－1(间隔 5 min)。以上药物均在30 s内匀速注射完毕。采集给药前30 s和给药后30 s，1，2，3，5，10，15，20及25 min QPEEG数据，每个时间点采样5 s。采用JY-4210数字脑电地形图仪分析EEG样本，定量各频段功率百分比。

2 结果

2.1 瑞芬太尼对兔定量药物脑电图β2频段功率百分比的影响

典型原始记录图(图1)和图2结果显示，与各自的给药前相比，给予生理盐水1 ml·kg－1和瑞芬太尼5μg·kg－1对各脑区 β2频段功率百分比均无明显影响;瑞芬太尼10和15μg·kg－1组在给药后30 s～5 min除左、右枕区外，其余各脑区β2频段功率百分比均增大(P＜0.05);β2频段功率百分比的改变与瑞芬太尼剂量呈正相关，r=0.515～0.828(P＜0.01)。以上各组给药后10～25 min与给药前相比无明显变化(数据略)。

Fig.1 Original quantitative pharmaco-electroencephalogram(QPEEG)of different groups described in Fig.2 and Fig.3.A:before injection in remifentanil 15 μg·kg－1 naloxone group;B:after injection in remifentanil 15 μg·kg－1 group;C:after injection in naloxone 200 μg·kg －1 group;D:after injection of remifentanil in naloxone 200 μg·kg－1+remifentanil 15 μg·kg－1 group.The rabbits were injected with remifentanil 15 μg·kg－1，naloxone 200 μg·kg－1 and naloxone 200 μg·kg－1+remifentanil 15 μg·kg－1(interval of 5 min between the injections).

Fig.2 Effect of remifentanil on percentage ofβ2-band power in rabbits.A:left forehead;B:right forehead;C:left cupula;D:right cupula;E:left occipital bone;F:right occipital bone;G:left temporal bone;H:right temporal bone.Rabbits were randomly divided into normal saline 1 m·lkg－1，remifentanil 5，10 and 15μg·kg－1，naloxone 200μg·kg－1 and naloxone 200μg·kg－1+remifentail 15μg·kg－1 groups.The QPEEG samples were obtained before administrating the corresponding drugs 30 s(0 min)and after administrating the corresponding drugs 0.5，1，2，3，5，10，15，20 and 25 min.±s，n=6.*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01，compared with the data before administration;#P ＜0.05，##P ＜0.01，compared with the data in remifentanil 15 μg·kg－1 group at the corresponding time.

纳洛酮200μg·kg－1组给药前后β2频段功率百分比无明显变化;纳洛酮200μg·kg－1+瑞芬太尼15μg·kg－1组给瑞芬太尼前后β2频段功率百分比也无明显变化。与瑞芬太尼15μg·kg－1组相比，纳洛酮200 μg·kg－1+瑞芬太尼15 μg·kg－1组各脑区 β2频段功率百分比减低(P＜0.05)，而与给瑞芬太尼前相似。

以右额给药后3 minβ2频段功率百分比为例，生理盐水对照组为(7.6±4.2)%，瑞芬太尼15 μg·kg－1组增大至(41.5 ± 9.6)%，而纳洛酮200 μg·kg－1+ 瑞芬太尼 15 μg·kg－1组又减小为(12.8 ±9.4)%。

2.2 瑞芬太尼对兔定量药物脑电图θ频段功率百分比的影响

典型原始记录图(图1)和图3结果显示，与各自的给药前相比，给予生理盐水1 ml·kg－1和瑞芬太尼5及10μg·kg－1对各脑区θ频段功率百分比均无明显影响;瑞芬太尼15μg·kg－1组在给药后30 s～5 min除右枕区外，其余各脑区θ频段功率百分比均减小(P＜0.05);θ频段功率百分比的改变与瑞芬太尼剂量呈负相关，r=－0.787～(－0.431)(P ＜0.01)。以上各组给药后 10 ～25 min与给药前相比无明显变化(数据略)。

纳洛酮200μg·kg－1组给药前后θ频段功率百分比无明显变化;纳洛酮200μg·kg－1+瑞芬太尼15μg·kg－1组给瑞芬太尼前后θ频段功率百分比也无明显变化;与瑞芬太尼15μg·kg－1组相比，纳洛酮200 μg·kg－1+瑞芬太尼15 μg·kg－1组各脑区 θ频段功率百分比增高(P＜0.05)，也与给予瑞芬太尼前相似。

以右额给药后3 minθ频段功率百分比为例，生理盐水1 ml·kg－1组为(51.6 ±12.6)%，瑞芬太尼15 μg·kg－1组减小至(25.1 ±9.1)%，而纳洛酮200 μg·kg－1+瑞芬太尼 15 μg·kg－1组中又增大为(52.9 ±11.9)%。

Fig.3 Effect of remifentanil on percentage ofθ-band power in rabbits.A:left forehead;B:right forehead;C:left cupula;D:right cupula;E:left occipital bone;F:right occipital bone;G:left temporal bone;H:right temporal bone.See Fig.2 for the legend±s，n=6.*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01，compared with the data before administration;#P ＜0.05，##P ＜0.01，compared with the data in remifentanil 15 μg·kg －1 group at the corresponding time.

3 讨论

本研究结果表明，瑞芬太尼在大脑皮质作用部位广泛，涉及多个脑区，并以剂量依赖方式增加兔β2频段的功率百分比，θ频段功率百分比的改变与瑞芬太尼剂量呈负相关，β2频段功率百分比的改变与瑞芬太尼剂量呈正相关，纳洛酮可拮抗瑞芬太尼的EEG效应。同时研究发现，δ，α1，α2和β1频段功率百分比无明显改变，表明瑞芬太尼的EEG效应主要反映在β2和θ频段上。

在脑电活动中，频率为19～30 Hz的β2波是EEG中的基本波形，频率最快，又称为快波。θ波频率为4～7.8 Hz，是清醒兔EEG的主要波形。单用纳洛酮对β2和θ频段功率百分比无明显影响，但可完全逆转瑞芬太尼使β2频段功率百分比增加和使θ频段功率百分比减少的现象，且使之与给予瑞芬太尼前相似，表明此作用与阿片受体有关，阿片受体是其靶点。

郭继龙等［11］报道，咪达唑仑以剂量依赖方式增大兔QPEEGδ频段的功率百分比，王立伟等［12］在临床实验中也发现相同的现象。七氟烷、异丙酚、依托咪酯和氯胺酮对QPEEG的影响均与咪达唑仑相似，也可增大兔 QPEEGδ频段的功率百分比［7－8，13－14］。以上镇静催眠药、吸入麻醉药和静脉麻醉药均能剂量依赖性地增大δ频段的功率百分比，故推测δ频段可能成为监测镇静深度和麻醉深度的指标。继续研究发现，吗啡和芬太尼均以剂量依赖方式增大兔QPEEGβ2频段的功率百分比，瑞芬太尼还以剂量依赖方式减小θ频段功率百分比，并且这些现象均能够被纳洛酮完全拮抗(待发表)，表明阿片受体激动剂类镇痛药的EEG效应是一致的，与镇静催眠药、吸入麻醉药和静脉麻醉药增大δ频段迥然不同，这可作为鉴别这些药物的方法之一。同时提示，β2和θ频段功率百分比的变化可能作为监测吗啡类药物镇痛程度的指标。

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