疼痛/伤害敏感指数的研究进展

冯燕春 综述，黄 格 审校

(广西医科大学附属民族医院麻醉科，广西 南宁 530001)

理想的全身麻醉是麻醉医师根据镇静、镇痛、肌肉松弛、血流动力学、应激状态的反馈情况调节药物浓度，给予患者个体化的最佳药量，实现安全、有效的麻醉管理。脑电意识指数(IOC1)是一种新的镇静深度监测指数，在全身麻醉监测中可与脑电双频指数(BIS)一样较准确地反应镇静深度，与镇静程度相关性很好，是可靠的镇静指标[1-2]，甚至可能比BIS准确性更高[3]。而疼痛/伤害敏感指数(IOC2)是在IOC1的基础上，将采集到的脑电图信号(EEG)进行组分分离,通过特殊频段来计算脑电波能量，从而准确预测疼痛伤害的指数。IOC1、IOC2很有可能成为术中精确麻醉的良好监测指标，指导术中镇静镇痛药物的应用。本研究就IOC2的研究进展综述如下。

1 IOC2的基本原理

由于EEG主要反映大脑皮质电活动,而伤害性刺激引起的血流动力学、体动等反应由涉及控制自主神经系统的大脑皮质下结构支配。因此，单纯应用EEG信号的监测技术往往难以准确反应镇痛效果[4]。随着研究的深入，临床已明确了疼痛对脑电波能量值的影响，IOC2得到进一步的研发和应用[5-7]。IOC1与BIS镇静深度目标取值都为0～99，但两者运算方法及监测的脑电频率范围不同。BIS使用脑电图活动的双倍光谱分析，有独特而复杂的运算公式，计算脑电频率范围为70～110 Hz;而IOC1使用的是符号动力学方法，将脑电图的线性与非线性成分分开，可能使脑电图和肌电图分离，计算脑电频率范围为30～42 Hz[1]。IOC1根据δ、θ、α、β这4个频段的EEG信号计算结果,将时间序列转换为符号序列,通过符号动力学方法将EEG信号分为若干分区,每个分区用1个符号进行标记,并结合β比和爆发抑制比(BS)等多项参数进行运算与组合，得出范围为0～99的数据,40～60为全身麻醉术中镇静合适的范围[4]。由于疼痛伤害刺激体现为能量值，有学者计算了δ和θ频段上的波幅(演算为能量)，结合一阶分差、波的形态、谐波进行区分计算，并最终结合IOC1(qCON)进行二次计算，得出IOC2(qNOX)[8]。IOC2取值范围为0～100，IOC2>50表示镇痛不全，IOC2<30表示镇痛过深，30～50表示适合外科手术的疼痛深度[9]。

2 IOC2的临床应用

IOC2通过监测δ和θ频段上的波幅，反映患者无意识生理状态下的伤害刺激敏感程度，具有灵敏、无创、便捷等优点。在临床应用过程中，IOC2呈现以下基本特征：在麻醉诱导期，无论是先用镇静药还是先用镇痛药，IOC1都会比IOC2先下降，只有IOC1降到一定程度才会出现IOC2速降趋势；手术结束停用麻醉药物后，手术患者的IOC2总是比IOC1先升高。因此，利用IOC2可以确定患者失去知觉临界点的IOC1及唤醒时的IOC1[8]。在手术麻醉期间，结合BS=0，肌肉指数(EMG)<40，将IOC1控制在40～60，IOC2控制在30～50，患者将达到理想的麻醉生理状态，不会出现心血管应激反应、体动和麻醉抑制过深状况。在麻醉复苏期，停药后IOC1和IOC2数值会随药物代谢而上升，此时适当给患者刺激，若IOC2>IOC1，且大于15个值以上，患者可被唤醒。若不能唤醒，则观察EMG值，若EMG<40，表示患者肌张力没有恢复，应待肌张力恢复再行复苏处理。同时，监测IOC1、IOC2精确麻醉指导下，能预测患者对伤害性刺激是否发生体动反应[10-12]，减少眩晕、术后恶心呕吐(PONV)的发生率，这对于某些门诊及短小手术的麻醉管理将更为便利[13]。对于某些特别需要个体化调整麻醉药物剂量的患者，如老年人、重症患者、幼儿(1岁以上)等，能减少血流动力学波动、术后认知功能障碍(POCD)的发生率和伤害程度[13]。在某些精细的高危低体温手术，IOC2还能客观反映低温的镇痛效能[14]，对长时间低体温手术麻醉有预测作用。

3 IOC2的局限性

研究发现，IOC2不能准确预测疼痛/伤害刺激后患者的循环系统应激状态[15]。IOC2显示的是充分镇静状态下患者对疼痛/伤害刺激的耐受程度。在机体遭受疼痛/伤害刺激时，IOC2敏感度可能不及血流动力学变化早。IOC2是在IOC1采集EEG基础监测上的补充，两者必须同时监测。IOC2主要利用EEG信号中的高频成分,这部分信号与肌电相近,与额面部肌肉活动具有一定的相关性,且易受肌肉松弛药物的影响,也有可能精确性不足[4]。IOC2可以准确评估术中疼痛刺激，但对手术前后的急性疼痛没有预测性[16]。IOC1、IOC2通过粘贴于患者额颧部皮肤的心电极片采集脑电波生物信号，其参数的稳定性也可能会受到电极放置位置和周围仪器电流的影响，因此，对于拟行头面部手术和操作的患者，也可能不适用IOC2监测。

4 IOC2与其他镇痛监测参数的比较

IOC2监测应用脑电图评估，与其他监测均利用自主神经张力评估的情况不同[17]。但尚没有相关研究能证实哪种监测参数更可靠。判断疼痛/伤害性监测设备的敏感度、准确性和特异性，需要有统计学概念预测概率(pk)、相关系数(rk)和置信区间等参数的参与。镇痛监测参数应与诸多变量(如镇痛药物、药代动力学相关指数、疼痛引起的体动反应、肌肉松弛药物等)相关性来综合评估。其他如适用范围、实用性等，应由临床需要评估。

4.1IOC2与镇痛伤害感受指数(ANI)的比较 ANI通过心率变异性分析(HRV)判断伤害性刺激对自主神经系统(ANS)的影响，从而预测机体对伤害性刺激的反应[18]。其数值是基于测量呼吸对心电图RR间期序列的影响计算出来，实现HRV定性和定量的测量[18]。但影响HRV的因素很多，交感神经和副交感神经活性、心律失常、呼吸潮气量改变、体液因素及麻醉用药、血管活性药等都可能对其产生影响，精确性可能也较低。HRV数值高提示副交感神经张力较高，镇痛充分；而伤害性刺激下交感神经张力高，副交感神经张力低，HRV数值则低[18]。ANI值范围为0～100,ANI值50～70为镇痛满意,ANI值低于50为镇痛不足,ANI值大于70为镇痛过度[19]。使用时通过特有的心电图电极和ANI监测仪连接，实时分析心率变异性中的高频成分，测定自主神经活性。有研究观察阿片类镇痛的患儿全身麻醉血流动力学、ANI变化,结果显示,ANI在反映疼痛预测和疼痛刺激方面比血流动力学参数敏感度更高[20-21]，可能比IOC2监测更灵敏。ANI能监测清醒期和麻醉期的疼痛指标，而IOC2只监测镇静和麻醉期间的疼痛指标，前者适用范围更广。

4.2IOC2与手术体积描计指数(SPI)的比较 SPI是通过体积描计法结合指尖脉搏率及其波形幅度计算、反映应激的综合指标，临床上通过与人体接触的脉氧探头，输送至有SPI算法解析设备的监护仪，实时无创地获取数值。取值范围0～100,术中应控制SPI<50[22]。目前认为30～50是合适的镇痛水平，SPI瞬时变化大于10或者SPI值大于50表明镇痛药物不足，<30表明镇痛药物过量[23]。SPI数值是基于外周末梢脉搏波幅度及心跳间隔优化得出的镇痛指数。疼痛刺激所引发的外周交感神经系统的激活会诱导远端血管收缩，血管收缩的程度取决于交感神经刺激强度，其与自主神经系统活动有良好的相关性，而心率变化是由窦房结上的自主神经影响引起[24]。SPI的干扰因素较多，患者的年龄、情绪状态、血容量变化、体位改变、血管活性药应用等都有可能对SPI造成影响。SPI临床研究应用较IOC2更成熟，同样也不推荐用于清醒患者。研究证实，SPI监测能较准确地为手术麻醉中的镇痛水平评估提供参考[25-26]，手术麻醉后数分钟的SPI也可为术后疼痛及镇痛需要量做出预测[25，27]。

4.3IOC2与皮肤电导(SC)的比较 SC通过电刺激皮肤评估外周交感神经系统的活动性。由于SC测量值高度个体化，易受交感神经活性、皮肤湿度水平、环境温度和湿度、年龄等多因素的影响，与其他镇痛指数比较只占中等作用[28]。SC可广泛应用于犯罪心理学和麻醉学相关的研究[29]。

4.4IOC2与其他镇痛指数的比较 全身麻醉中镇痛深度的其他监测指标包括心率变异度、脉冲体积振幅描记法(PPGA)、末梢灌注指数(TPI)、反应熵(RE)-状态熵(SE)等。上述方法对于合理的镇痛深度缺少具体适宜的取值范围,只在变化趋势上间接反映镇痛水平,特异度与敏感度不足[30]。镇痛指数(PTi)是全新的镇痛监测参数，利用小波分析法计算脑电活动变化,取值范围0～100,40～60表示镇痛良好,数值越低镇痛效果越充分，可适用于所有年龄段的手术患者。但PTi尚缺乏相应的临床应用证据,特异性指标和优劣仍不清楚[23]。

5 总结与展望

综上所述，每种镇痛监测参数都各有优劣，临床使用时可以根据实际需求，选择适合的镇痛监测指标。虽然联合应用IOC1和IOC2监测似乎更有可能达到精确麻醉监测的需求，但麻醉深度监测是多指标、多方法综合监测的结果，各种干扰因素和监测方法的缺陷都有可能导致错误的判断和解读。临床麻醉过程维持常规平稳的生命体征监测是必需的，不可能追随机体对伤害性刺激做出反应后再做调整。任何一种镇静镇痛指标都不能完全代替麻醉管理，使用麻醉深度监测也不可能进行常规硬性规定。

近年来，随着精确麻醉理念和镇痛监测技术的不断提高，逐步实现全面评估患者麻醉深度、实现镇痛药物合理应用、提高麻醉内在质量是大势所趋。IOC1和IOC2监测作为精确麻醉监测领域的新方向,如能进一步发展和完善，提高敏感度、准确性和抗干扰性，将具有更广阔的研究探讨空间和临床应用前景。