熵指数联合手术体积描计指数监测在颅骨修补术中的应用

张细明 曹寅

[摘要] 目的 觀察熵指数（En）联合手术体积描计指数（SPI）监测在颅骨缺损修补术中的认知功能保护作用。 方法 选择2016年6月～2018年12月于宁波市第九医院行全身麻醉下颅骨修补术患者46例，按随机数字表法分为研究组和对照组，每组23例。研究组依据En联合SPI及心血管反应综合判断进行麻醉管理，对照组依据心血管反应进行麻醉管理。观察记录麻醉诱导前1 min（T0）、麻醉诱导后5 min（T1）、手术开始时（T2）、手术开始后1 h（T3）、手术结束时（T4）患者平均动脉压（MAP）、心率（HR）、反应熵（RE）、SPI，记录麻醉过深、麻醉过浅、镇痛过度、镇痛不足发生率。评估记录术前1 d蒙特利尔认知功能评估量表（MoCA）评分及认知功能障碍发生率，术后6 h、24 h谵妄（POD）发生率，术后第7天MoCA评分及术后认知功能障碍（POCD）发生率。 结果 T0～T4时，所有患者MAP无明显变化，两组患者MAP、HR比较，差异无统计学意义（P>0.05）。T2、T3时，研究组RE显著高于对照组（P<0.05），SPI显著低于对照组（P<0.05）。两组患者均未发生麻醉过浅、镇痛过度，研究组麻醉过深和镇痛不足发生率显著低于对照组（P<0.05）。与术前1 d比较，术后第7天研究组MoCA评分无明显改变，对照组MoCA评分明显降低（P<0.05）。与对照组比较，研究组术后第7天MoCA评分明显升高（P<0.05）。术后6 h、24 h时研究组POD发生率低于对照组（P<0.05）。术后第7天时，两组患者POCD发生率无明显差异。 结论 熵指数联合手术体积描计指数监测用于全身麻醉颅骨修补术中麻醉管理，可消除未经发现的麻醉过深和镇痛不足，从而发挥认知功能保护作用。

[关键词] 熵指数;手术体积描计指数;颅骨修补术;术后谵妄;术后认知功能障碍

[中图分类号] R614          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2019）33-0110-06

[Abstract] Objective To observe the cognitive function protective effect of entropy index（En） combined with surgical plethysmography index（SPI） in cranioplasty. Methods A total of 46 patients who underwent elective cranioplasty under general anesthesia of Ningbo Ninth Hospital from June 2016 to December 2018 were randomly divided into study group and control group， with 23 cases in each group. The study group underwent anesthesia management based on En combined with SPI and cardiovascular response， and the control group underwent anesthesia management based on cardiovascular response. Mean arterial pressure （MAP）， heart rate （HR）， reaction entropy （RE） and SPI at 1 min （T0） before induction of anesthesia， 5 min （T1） after induction of anesthesia， at the beginning of surgery （T2）， 1 h after surgery （T3）， and at the end of surgery （T4） were observed and recorded. The incidences of deep anesthesia， shallow anesthesia， excessive analgesia， and insufficient analgesia were recorded. Montreal Cognitive Function Assessment （MoCA） score and incidence of cognitive dysfunction at 1 day before surgery were assessed. The postoperative delirium （POD） incidence at 6 hours and 24 hours after surgery， the MoCA score and the incidence of postoperative cognitive dysfunction（POCD） on the 7th day after surgery were observed. Results There was no significant change in MAP in all patients from T0 to T4. There was no significant difference in MAP and HR between the two groups（P>0.05）. At T2 and T3， the RE of the study group was significantly higher than that of the control group（P<0.05）， and the SPI was significantly lower than that of the control group（P<0.05）. There were no shallow anesthesia and deep anesthesia in both groups. The incidence of deep anesthesia and insufficient analgesia in the study group was significantly lower than that in the control group（P<0.05）. Compared with that on the 1st day before surgery， there was no significant change in the MoCA score of the study group on the 7th day after surgery， and the MoCA score of the control group was significantly decreased（P<0.05）. Compared with that of the control group， the MoCA score of the study group was significantly increased on the 7th day after surgery （P<0.05）. The incidence of POD in the study group was lower than that in the control group at 6 h and 24 h after surgery（P<0.05）. On the 7th day after surgery， there was no significant difference in the incidence of POCD between the two groups. Conclusion Entropy index combined with surgical plethysmography index monitoring for anesthesia management in general anesthesia for cranioplasty can eliminate undetected deep anesthesia and insufficient analgesia， thus exerting cognitive function protection.

[Key words] Entropy index; Surgical plethysmography index; Cranioplasty; Postoperative delirium; Postoperative cognitive dysfunction

由于原发性颅脑损伤及颅骨缺损，颅骨修补术患者常合并不同程度的认知功能缺损[1]，术后谵妄（Postoperative delirium，POD）及术后认知功能障碍（Postoperative cognitive dysfunction，POCD）發生率显著增加[2]，认知功能保护对此类患者尤为重要。熵指数（Entropy，En）是临床反映全身麻醉深度的常用指标，可预防术中知晓和镇静过度，降低老年患者非心脏手术后POD、POCD发生率，提高危重患者临床麻醉质量[3]。手术体积描计指数（surgical pleth index，SPI）是新型临床麻醉监测指标，反映手术伤害性刺激与麻醉镇痛作用间的平衡，常用于指导术中镇痛管理，相对于传统监测手段可维持危重患者生命体征平稳，为术中安全和远期预后带来重大收益[4]。但En、SPI监测在颅骨修补术患者认知功能保护方面的作用仍未受到重视，本研究旨在将En联合SPI监测用于颅骨修补术中麻醉管理，观察其是否具有认知功能保护作用，并分析其作用机制，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年6月～2018年12月于宁波市第九医院择期行全身麻醉下颅骨修补术患者46例，男31例，女15例，年龄32～69岁。纳入标准：美国麻醉医师协会（American society of anesthesiologists，ASA）Ⅱ级或Ⅲ级;均因创伤性颅脑创伤行开颅去大骨瓣减压术后颅骨缺损者。排除标准：有颅内肿瘤病史者;严重肝肾功能障碍者;凝血功能异常者;阿片类药物成瘾者;有精神类疾病者;因任何原因不能配合完成认知功能评估或拒绝参与本研究者。本研究已获得本院医学伦理委员会批准，所有患者或家属均签署知情同意书。按随机数字表法分为两组（n=23），研究组依据En联合SPI及心血管反应综合判断进行麻醉管理，对照组依据心血管反应进行麻醉管理。两组一般资料、手术时间、麻醉时间等比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。

1.2 麻醉方法

1.2.1 麻醉监测  所有患者术前均未用药，入室后监测无创血压（non-invasive blood pressure，NIBP）、脉搏（heart rate，HR）、心电图（electrocardiogram，ECG）、脉搏血氧饱和度（saturation of pulse oximetry，SpO2）、反应熵（Response entropy，RE）、状态熵（state entropy，SE），监护仪（Carescape Monitor B650，Healthcare Finland Oy）自动学习3 min后显示SPI。

1.2.2 麻醉诱导  诱导药物均为咪达唑仑0.02 mg/kg、顺苯磺酸阿曲库铵0.3 mg/kg、舒芬太尼0.5 μg/kg、依托咪酯0.4 mg/kg，人工面罩通气3 min后行气管插管术。机械通气氧流量2 L/min，初始潮气量6～8 mL/kg、初始频率10～12次/min、最高气道压设置不超过25 cm H2O，术中调节潮气量与通气频率保持呼气末二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide in endexpiratory gas，PETCO2）=33～37 mmHg。瑞芬太尼初始血浆靶浓度设置为4 ng/mL，丙泊酚初始血浆靶浓度为4 μg/mL，当4个成串刺激（Train-of-Four Stimulation，TOF）中第2个强直刺激TOF≥25%时追加顺苯磺酸阿曲库铵5 mg/次。

1.2.3 麻醉维持  研究组手术开始前调节丙泊酚、瑞芬太尼血浆靶浓度，维持45≤RE≤55，3055时，每次提高丙泊酚血浆靶浓度1 μg/mL;当SPI≥50或迅速升高时，每次提高瑞芬太尼血浆靶浓度1 ng/mL;当SPI≤30或迅速降低时，每次降低瑞芬太尼血浆靶浓度1 ng/mL。对照组依据心血管反应调节瑞芬太尼及丙泊酚血浆浓度，手术开始前维持血压稳定于基础值±20%;当血压升高>基础值20%时，每次提高丙泊酚血浆靶浓度1 μg/mL，提高瑞芬太尼血浆靶浓度1 ng/mL;当血压降低>基础值20%时，每次降低丙泊酚血浆靶浓度1 μg/mL，降低瑞芬太尼血浆靶浓度1 ng/mL，以维持血压波动于基础值0～20%。手术结束前30 min停止追加肌松药，术后转麻醉复苏室，所有患者均不使用拮抗药，待复苏室评分≥9分后转回病房。

1.3 观察指标

（1）一般情况 记录患者性别、年龄、体质量指数（body mass index，BMI）、ASA分级、手术时间、麻醉时间。（2）生命体征 记录麻醉诱导前1 min（T0）、麻醉诱导后5 min（T1）、手术开始时（T2）、手术开始后1 h（T3）、手术结束时（T4）患者平均动脉压血压（mean arterial pressure，MAP）、心率（heart rate，HR）、RE、SPI。（3）不良事件 RE<40且持续时间超过3 min记录为麻醉过深，RE>60且持续时间超过3 min记录为麻醉过浅;SPI<20超过3 min记录为镇痛过度，SPI≥50超过3 min记录为镇痛不足。评估记录术前1 d、术后第7天MoCA评分、术前认知功能障碍发生率，术后6 h、24 h POD发生率，术后第7天POCD发生率。

1.4 评价标准

1.4.1 认知功能  POCD是手术麻醉后常见神经系统并发症，主要表现为学习、记忆、情绪、情感、判断力等认知功能下降，常发生于术后7 d，可持续3个月甚至1年以上[5]。本研究参考文献[5]方法，术前1 d和术后第7天使用蒙特利尔认知功能评估量表（Montreal cognitive assessment，MoCA）评估认知功能，测试由受过专业训练的麻醉医生和脑外科医生共同在静室进行，总分>26分为无认知功能障碍，总分≤26分表示有认知功能障碍。

1.4.2 谵妄  POD是指患者术后早期发生的急性认知功能改变，表現为随时间波动的意识改变、注意力不集中和精神错乱，主要发生于术后24 h[6]。本研究参考文献[6]的方法，术后6 h、24 h采用意识模糊量表（Consciousness ambiguity scal，CAM）评估是否发生POD，测试由麻醉医生和麻醉护士在床旁进行。见表2。

1.5 统计学方法

使用SPSS21.0软件，计量资料数据正态分布以（x±s）表示，组内不同时点MAP、HR、RE、SPI、MoCA评分比较采用单因素方差分析，两组样本均数比较采取独立样本t检验;计数资料采用[n（%）]表示，组间比较采取χ2检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者MAP、HR比较

T0～T4时，所有患者MAP无明显变化（P>0.05），两组患者各时点MAP、HR比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表3、4。

2.2两组患者RE、SPI比较

T0、T1、T4时两组RE比较，差异无统计学意义（P>0.05），T1、T4、时两组SPI比较，差异无统计学意义（P>0.05）;T2、T3时，研究组RE显著高于对照组（P<0.05），SPI显著低于对照组（P<0.05）。见表5、6。

2.3 两组患者围术期MoCA评分及不良事件发生率比较

与术前1 d比较，研究组术后第7天MoCA评分无明显改变，对照组术后第7天MoCA评分明显降低（P<0.05）;与对照组比较，研究组术后第7天MoCA评分明显升高（P<0.05）。两组均未出现麻醉过浅和镇痛过度，与对照组比较，研究组麻醉过深、镇痛不足发生率明显降低，术后6 h、24 h时POD发生率明显降低（P<0.05）。见表7、8。

3 讨论

En是临床用于反映全身麻醉深度的监测指标，侧重于反映镇静深度，对疼痛刺激也有一定反映，根据En指导术中麻醉管理，可促进患者术后及早苏醒、拔管，并降低术后恶心呕吐发生率，提高临床麻醉质量[7]。当40≤RE≤60时，表示患者处于合适的麻醉深度，当RE<40时表示麻醉过深，当RE>60时表示麻醉过浅，发生术中知晓的可能性增加，由于RE受到肌松药影响较小，且反应迅速，故临床通常以RE表示患者镇静深度，并维持40≤RE≤60[8]。本研究考虑到患者脑功能已受损，故稍加调整，术中维持45≤RE≤55。

由于颅骨缺损导致局部脑组织受压缺血，本研究所有患者均维持术中血压波动于基础值0～20%，T0～T4时所有患者MAP无明显变化，以保证大脑充足的供血。但由于心血管反应并不是麻醉深度的特异性指标（专家支持率93.3%）[9]，维持血压波动于基础值0～20%并不意味着患者处于合适的麻醉深度，仍然可能存在未经发现的麻醉过深或过浅、镇痛过度或不足，其结果是POD甚至POCD[10]，这对于术前即已合并认知功能缺损的颅骨缺损患者极为不利。虽然临床也可以通过RE、SE值间接判断镇痛深度，但只是通过变化趋势间接反映镇痛水平，缺乏具体的适宜数字范围，故敏感性较差[11]。SPI用于反映手术伤害性刺激与麻醉镇痛作用之间的平衡，20≤SPI<50时两者处于平衡状态，SPI<20表示镇痛过度，SPI≥50表示镇痛不足[12]。全身麻醉中，SPI与MAP、RE呈显著相关性，与HR呈中度相关性，通过SPI指导使用镇痛药，不仅可以提供足够的镇痛效果，还可减少阿片类药物用量，避免镇痛过度[13-14]。因此，心血管反应与En、SPI结合进行术中麻醉管理有助于消除麻醉过深或过浅，镇痛过度或不足。

根据心血管反应判断，两组患者术中MAP、HR均无显著差异，按传统观念分析，两组全身麻醉管理可以认为无显著差异。但En联合SPI监测显示，依据心血管反应进行麻醉管理时，其术中RE低于依据En联合SPI及心血管反应综合判断进行麻醉管理的患者，SPI明显升高，麻醉过深、镇痛不足发生率明显升高。由于麻醉医生未获得En、SPI监测数据，未能发现麻醉过深与镇痛不足，未能及时作出合理处置。引入En、SPI监测后，麻醉医师可根据RE、SR及SPI变化，及时调整丙泊酚、瑞芬太尼血浆靶浓度，保持麻醉镇静、镇痛作用与手术伤害性刺激之间的平衡，使患者始终处于理想的麻醉深度，避免麻醉过深和镇痛不足。两组均未发生麻醉过浅和镇痛过度，可能是麻醉医生在缺乏有效监测手段时，为预防术中知晓增加了镇静药物剂量，由于协同作用，镇痛药物用量随之减少所致。

1939年Grant等最早全面描述了颅骨缺损后认知功能障碍，约50%颅骨缺损患者可出现头痛、焦虑、恐慌、记忆力减退等症状，本研究中部分患者术前合并认知功能障碍（47.8%）与其相似。改善认知功能是颅骨修补术的主要目标之一，为此，本研究采用MoCA量表及CAM量表评估两组患者围术期认知功能。MoCA量表从视觉空间与执行功能、命名、记忆、注意力、语言、抽象思维、延迟回忆和定向力方面评估认知功能，共计30分，在诊断POCD方面比简易精神状态检查量表更有优势[15]。CAM量表是目前最常用的POD评估工具，分别从病情波动性、注意力、思维混乱程度、意识水平共4个方面诊断POD[16]。合理评估围术期认知功能减少临床研究的主观误差和偏移。本研究结果表明，依据心血管反应联合En、SPI进行术中麻醉管理，可明显降低POD发生率，术后第7天MoCA评分更高，具有保护患者认知功能的作用。虽然颅骨修补术本身可改善术前已合并的认知功能障碍，但一般需术后30 d左右才会有明显改变，对术后7 d内认知功能并不产生显著影响[17]。

麻醉深度监测在围术期认知功能保护方面仍存在较大争议，部分研究认为麻醉深度监测可显著降低POD及POCD发生率[18]，也有研究认为麻醉深度与POCD发生率无显著相关[19]，但此类研究专注于术前认知功能正常的患者，且并未开展SPI监测，不能反映术中是否发生镇痛过度或不足。疼痛是导致POD的主要因素之一，POD又导致POCD发生率显著增加[20]，SPI与疼痛程度密切相关，SPI指导的镇痛管理可消除镇痛过度或不足[21]。因此，本研究结果发现依据心血管反应联合En、SPI进行术中麻醉管理，可降低颅骨修补术患者POD发生率，提高术后MoCA评分，具有认知功能保护作用。

综上所述，En联合SPI监测用于全身麻醉颅骨修补术中麻醉管理，可完全避免术中未发现的麻醉过深和镇痛不足，降低POD发生率，提高术后第7天MoCA评分，具有保护认知功能的作用。

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（收稿日期：2019-08-12）