智能自控静脉镇痛泵用于腰椎后路融合术后患者镇痛效果研究

梁 赟，佘 濛，高子军，董补怀

(1.西安医学院，陕西 西安 710068；2.西安交通大学附属红会医院,陕西 西安 710054)

随着社会经济的发展，人民生活水平不断提高，人口平均寿命的延长，我国正加速步入老龄化社会[1]，腰椎退行性疾病的发病率逐年攀升[2]。腰椎后路融合术常用于治疗各种腰椎退行性疾病。该术式通过后路切除病变椎板，松解硬膜囊和神经根，切除病变椎间盘，进而将植骨块或融合器置入椎间隙，消除神经卡压，通过钉棒系统固定相应椎体，使椎体间的稳定性得以恢复[3]。然而该手术方式常伴随剧烈疼痛[4]，进而影响患者呼吸、循环、免疫系统的功能，延迟病人术后的康复。而且术后的早期疼痛轨迹具有特征性，术后第1天疼痛剧烈，第2天痛感显著下降[5]。病人自控静脉镇痛(Patient-controlled intravenous analgesia，PCIA)泵常用于腰椎后路融合术后的疼痛控制，因其安全有效而得到患者和医护的广泛认可。然而常规PCIA泵采用恒定背景剂量输注镇痛药和锁定时间自控按压给药，术后第1天常出现疼痛控制不足，而第2天患者痛感下降，背景剂量又不能随之减少，导致患者因阿片类药物的相对过量出现恶心呕吐、头晕、皮肤瘙痒甚至呼吸抑制等不良反应。因此，设计一种最佳的PCIA泵给药模式，尽可能在保证镇痛效果的基础上减少镇痛药物的使用，降低不良反应发生率，加速患者术后早期康复，是目前术后镇痛的研究热点[6]。本课题组拟对常规恒速PCIA泵进行改进，使其根据患者在判定时间内按压PCIA键的次数自动调节下一判定时间段输注的背景剂量，使整个术后镇痛过程实现闭环反馈患者自控调整给药，即智能PCIA(Smart-PCIA)给药模式，现评价该设备用于腰椎后路融合术后镇痛的有效性。

1 资料与方法

1.2 术中麻醉及术后镇痛方法 患者接入手术间后开放外周静脉通路并滴注乳酸钠林格液(规格500 ml，国药准字H20044961),常规心电及脑电监护。麻醉诱导依次静脉注射0.02 mg/kg咪达唑仑(规格1 ml∶5 mg，国药准字H19990027)，0.3 μg/kg舒芬太尼(规格1 ml∶50 μg，国药准字H20054171)，1.5 mg/kg丙泊酚(规格50 ml∶500 mg，国药准字H20040300)，0.6 mg/kg罗库溴铵(规格5 ml∶50 mg，国药准字H20093186)，待患者意识消失、肌松完善后插入气管导管，连接呼吸机行机械通气，参数设置为VT8～10 ml/kg，RR 10～12次/min，I∶E为1∶2，维持呼气末CO2分压35～45 mmHg。麻醉维持：静脉持续泵注丙泊酚6～10 mg/(kg·h)复合瑞芬太尼0.1～0.3 μg/(kg·min)(规格1 mg，国药准字H20030197)，术中维持脑电双频指数40～60，根据平均动脉压和心率情况使用血管活性药物，使之波动幅度不超过基础值的20%。切皮前追加舒芬太尼0.15 μg/kg，手术结束前30 min静脉注射昂丹司琼4 mg用于缓解术后恶心呕吐，术后逆转残余神经肌肉松弛剂。手术结束送往麻醉后恢复室(Post-anesthesia care unit,PACU)并连接C组或S组镇痛泵(ZZB-Ⅲ，江苏爱朋医疗科技股份有限公司)，患者完全苏醒并达到PACU离室标准后送回病房。两组PCIA泵所选用镇痛药物均为1.92 μg/kg右美托咪定(规格1 ml∶200 μg，国药准字H20090248)复合0.96 μg/kg舒芬太尼(规格1 ml∶50 μg，国药准字H20054171)，用0.9%氯化钠溶液稀释至150 ml[7-8]，术后均应用PCIA泵48 h。S组根据患者在判定时间内按压PCIA按键的次数相应调整下一判定时间段内药物输注的背景剂量，C组采用恒定背景剂量输注药物。S组可变背景剂量参数设置为：若前1 h内未按压，则下1 h背景剂量减少0.1 ml/h，背景剂量最低降至1 ml/h；若前1 h内总按压次数/有效按压次数比值在1～3之间，则下1 h背景剂量不变；若前1 h内总按压次数/有效按压次数比值大于3，则下1 h背景剂量增加0.2 ml/h，背景剂量最高升至3 ml/h；背景剂量初始状态设置为2 ml/h，单次剂量1.5 ml，锁定时间15 min。C组参数设置为：背景剂量恒定为2 ml/h，单次剂量1.5 ml，锁定时间15 min。两组镇痛泵均持续使用至术后48 h。若患者自感镇痛不足，疼痛转变为中度时(静态VAS≥4分)，则单次肌注30 mg酮咯酸氨丁三醇(规格1 ml∶15 mg，国药准字H20193141)，最少间隔6 h，最大日剂量不超过120 mg；若患者出现难以忍受的恶心呕吐，则单次静脉注射4 mg昂丹司琼(规格2 ml∶4 mg，国药准字H10970065)，最少间隔12 h，最大日剂量不超过8 mg。

1.3 观察指标 ①记录患者术中麻醉和手术方式等相关资料；②患者术后1～12 h(T0-1)，12～24 h(T1-2)，24～48 h(T2-3)，术后1～48 h(T0-3)时段内镇痛泵中舒芬太尼和右美托咪定消耗量、PCIA键有效按压和总按压次数、PCIA泵使用期间的补救镇痛率以及镇痛药物相关不良反应发生率；③记录患者术后1 h(T0)、12 h(T1)、24 h(T2)和48 h(T3)时点的静态及动态视觉模拟评分(Visual Analogue Scale，VAS)、改良警觉镇静评分(Modified Observer’s Assessment of Alert /Sedation,MOAA/S)；④患者术后镇痛满意度评分(0分为很不满意，10分为非常满意)。

2 结 果

2.1 两组患者麻醉与手术资料比较 两组麻醉时间、术中麻醉用药量及手术方式等比较差异均无统计学意义(均P>0.05)，见表1。

表1 两组患者麻醉与手术资料比较

2.2 两组术后镇痛泵中镇痛药物使用量比较 术后T0-1时段内，舒芬太尼和右美托咪定消耗量S组高于C组(均P<0.05)。术后T1-2及T2-3时段内舒芬太尼和右美托咪定消耗量S组低于C组(均P<0.05)，S组术后泵内镇痛药物总消耗量低于C组(P<0.05)，见表2。

表2 两组术后镇痛泵中镇痛药物使用量比较(μg)

2.3 两组术后PCIA按压次数和补救镇痛率比较 术后T0-1时段内，有效按压次数S组显著高于C组(P<0.05)，而总PCIA按压次数两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后T1-2及T2-3时段内S组PCIA总按压次数和有效按压次数均显著多于C组(P<0.05)。C组在T0-1时段的补救镇痛率显著高于S组(P<0.05)，而在T1-2及T2-3时段内，两组补救镇痛率比较无统计学差异(P>0.05)。见表3。

表3 两组术后PCIA按压次数和补救镇痛率比较

2.4 两组患者术后镇痛药物相关不良反应及术后镇痛满意度比较 术后T0-1时段内两组恶心呕吐发生率比较无统计学差异(P>0.05)，术后T2-3时段内C组恶心呕吐的发生率显著高于S组(P<0.05)，两组皮肤瘙痒、头晕及呼吸抑制的发生率比较均无统计学差异(P>0.05)。S组患者术后镇痛满意度高于C组(P<0.05)。见表4。

表4 两组患者镇痛药物相关不良反应及术后镇痛满意度比较

2.5 两组患者术后VAS镇痛评分和MOAA/S镇静评分比较 术后T0、T1、T2及T3时点的动、静态VAS及MOAA/S评分两组比较差异均无统计学意义(均P>0.05)，见表5。

表5 两组患者术后VAS镇痛评分和MOAA/S镇静评分比较(分)

3 讨 论

在腰椎后路融合术中，加强术后疼痛管理对于患者术后早期下床活动、预防肺部感染、血栓栓塞、减少住院时间、减少额外的镇痛剂使用和提高患者的满意度至关重要[9]。因此有必要探索腰椎手术后有效且安全的术后镇痛方法。有人提倡使用PCEA或肌筋膜间隙阻滞作为腰椎手术术后镇痛的方式[10-11]，这些技术可能有效，但由于脊柱手术可能损伤硬脊膜，因而可能有局麻药穿透入鞘内的风险[12]。此外，PCEA或肌筋膜间隙阻滞可能出现感觉或运动障碍等神经阻滞作用，从而存在腰椎手术并发症被掩盖的潜在风险[13]。我们选择PCIA泵作为腰椎后路融合术后的镇痛方式，在一定程度上规避了上述风险。

常规PCIA泵采用恒定背景剂量给药，其背景剂量不会因患者按压次数的改变而相应发生变化，加之PCIA给药受到锁定时间的限制，在一定时间段内反复多次按压PCIA键并不能有效增加镇痛泵药物用量，故往往在术后第1天出现疼痛控制不足的现象，当第2天患者痛感下降时，背景剂量又不能随之降低，这种情况可能导致患者阿片类药物使用相对过量，诸如恶心呕吐、头晕、皮肤瘙痒甚至呼吸抑制等相关不良反应也随之而来。近期研究表明，在分娩过程中使用闭环反馈自动给药分娩镇痛泵能够起到更为精准的镇痛效果，因该镇痛泵能根据每小时产妇按压镇痛泵的次数自动调整下一小时镇痛药物输注的背景剂量，在不增加镇痛药物用量的基础上降低了产妇爆发痛的发生率，因而对母婴更安全，且产妇满意度更高[14]。本实验S组患者使用的Smart-PCIA泵同样基于“闭环反馈自动给药”这一理念，使用可变背景剂量的Smart-PCIA泵，根据患者在评估时间段内按压PCIA键的次数自动调整下一评估时段的泵输注背景剂量，并首次以行腰椎后路融合术的患者为研究对象，评估其在脊柱外科领域的术后镇痛效果。

本研究显示，两组麻醉与手术资料无统计学差异，而术后镇痛相关资料却存在统计学差异。该结果显示在术后1～12 h的时段内，两组患者PCIA总按压次数组间比较无统计学差异。在术后1～12 h时段间，两组的PCIA总按压次数、有效按压次数及镇痛泵内镇痛药物消耗量均高于后一时段。该结果提示，在腰椎后路融合术后12 h的时段内，可能由于患者镇痛需求最为强烈。两组镇痛泵初始PCIA泵 2.0 ml/h的背景剂量无法满足部分患者对镇痛药物的需求，因而多次按压PCIA键，导致泵内镇痛药物消耗量相应增加。术后12 h内，S组患者的PCIA有效按压次数及镇痛药物消耗量高于C组，而C组的补救镇痛率则高于S组。考虑可能由于在术后的前12 h内，尽管两组总按压次数相似，但C组有效按压次数较S组少，且镇痛泵内镇痛药物消耗量并不能有效满足该组患者的镇痛需求，因而需要更多的药物补救镇痛治疗。而S组中部分患者总按压次数/有效按压次数比值大于3，导致Smart-PCIA泵背景剂量上调，因此镇痛泵内镇痛药物消耗量较C组更多。

而在术后12～48 h时段内，两组的PCIA总按压次数、有效按压次数均较前一时段有所下降。S组在该时段内的PCIA总按压次数、有效按压次数均高于C组，但舒芬太尼及右美托咪定消耗量却低于C组。此外，两组在该时段内补救镇痛率无统计学差异。这一结果看似矛盾，但提示了与C组相比，S组可显著减少术后12～48 h内镇痛药物的消耗量，可能由于在这一时段内，患者的镇痛需求并没有上一时段内强烈，少部分患者Smart-PCIA泵按压次数较多，但大部分患者由于Smart-PCIA泵按压减少致背景剂量下调，总体镇痛药物消耗量相应减少。C组由于恒定的背景输注速率，无法根据患者的镇痛需求适时调整下一时段的镇痛药物剂量，导致C组患者镇痛镇静药物相对过量使用。而在24～48 h时段内C组镇痛药物不良反应中的恶心呕吐发生率显著高于S组，在一定程度上印证了这一结论。这与以往研究中，可变速率反馈输注PCIA泵能减少术后阿片类药物消耗量相一致[15]。但在术后12～48 h时段内，S组镇痛总按压及有效按压次数均显著多于C组，这与之前的研究结果不同[15]，这一矛盾产生的原因可能是两种研究所采用Smart-PCIA泵的变速机制不同，本研究在确保镇痛泵安全性的前提条件下，为增强患者自我参与疼痛治疗的心理需求，设置PCIA总按压次数/有效按压次数比值大于3时增加背景剂量，以满足患者实时的镇痛需要。虽然S组在术后12～48 h时段内的按压次数有所增加，但并未给患者带来镇痛不适的体验。相反，Smart-PCIA泵在满足镇痛要求的前提下调整了镇痛药物在时间上的分布，提高了镇痛药物的利用率，减少了因镇痛镇静药物使用不当而导致的不良反应。

本研究结果显示，两组患者在各时点的VAS疼痛评分和MOAA/S镇静评分均无统计学差异，而使用常规PCIA泵的患者在术后12 h内应用了更多的补救镇痛。额外的补救镇痛可能在一定程度上掩盖了患者术后真实的疼痛变化趋势。S组虽然减少了镇痛药物消耗但其镇痛效果却未因此降低。

本研究S组患者术后24～48 h内恶心呕吐的发生率显著低于C组，此外两组患者在术后48 h内皮肤瘙痒、头晕及低血压等不良反应发生率无统计学差异。考虑上述不良反应的发生主要与舒芬太尼和右美托咪定的用药剂量有关。舒芬太尼由芬太尼衍生而来，属于强阿片类药物，主要作用于μ受体，与阿片类受体的亲和力高，亲脂性强，更容易通过血脑屏障，起效快，具有较强的镇痛作用，镇痛效果长久[16]，该药物使用不良反应有恶心呕吐、皮肤瘙痒、头晕头痛、呼吸抑制、尿潴留及肠道排空延迟等，其不良反应发生率与用药剂量呈正相关[17]。右美托咪定选择性激动脑内蓝斑和脊髓中的α2肾上腺素受体，具有镇静、缓解焦虑和抗交感神经兴奋等作用，且无明显呼吸抑制[18]，持续泵入右美托咪定可使其在短时间内到达效应部位并发挥显著、快速的镇静效果[19]。右美托咪定和舒芬太尼联用可有效减少舒芬太尼用量、VAS评分和阿片类药物相关的不良反应，提高患者满意度[20]。有研究表明，在术后以梯度递减的背景剂量输注右美托咪定，可持续改善患者的睡眠质量[21]，这可能是S组患者满意度高的原因之一，S组患者恶心呕吐的发生率降低，更进一步提升了患者满意度。

本研究不足之处在于，使用Smart-PCIA泵的患者须具备充分依从性，同时要求医护人员对患者及家属术前进行充分的镇痛泵使用宣教，避免患者出现更多的无效按压。在临床工作中发现，部分患者因各种混杂因素对按压PCIA键产生疑虑，因而需要提前与患者做好良好的沟通。

总之，相比较于常规PCIA泵，Smart-PCIA泵应用于腰椎后路融合术后，能在不影响镇痛及镇静效果的基础上，减少患者术后镇痛药物的消耗量，减轻患者术后的恶心呕吐发生，显著地提升了患者的满意度，值得应用推广。