智能闭环给药系统在新型冠状病毒感染重型患者机械通气时辅助目标镇静和镇痛中的应用体会

魏 祥 贾 慧 徐海涛 郑栋煜 陈 巍 袁红斌 傅海龙

2022年底的新型冠状病毒感染(简称新冠感染)疫情高峰期间,奥密克戎变异株极强的传染性导致感染人数骤增,重症患者比例高,故提高重症救治成功率是关键。麻醉科医师是在局部战争、重大公共卫生事件和自然灾害中开展救治工作的重要力量。在本轮新冠感染疫情中,海军军医大学第二附属医院麻醉科单独开设新冠感染ICU,承担了大量危重症患者的管理和救治工作。机械通气是救治新冠感染重型患者的重要措施之一,期间通过麻醉提供镇静、镇痛和肌肉松弛(简称肌松),降低患者机体代谢,减少氧耗和应激反应,理论上可为器官功能的恢复提供有利条件,提高救治成功率。然而,短期内大量救治需求与维持长时间麻醉监测和诊疗工作的医师人员不足间的矛盾制约了上述理念的实施。本研究总结了在新冠感染重型患者机械通气时,使用麻醉深度监测智能闭环给药系统(简称智能给药系统)辅助目标镇静和镇痛治疗的经验,以期为麻醉科医师参与临床此类患者的救治提供新思路。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2023年1月间收治于海军军医大学第二附属医院新冠感染ICU、需呼吸机辅助通气的3例新冠感染重型患者,均于机械通气时应用智能给药系统辅助目标镇静和镇痛治疗。病例1为男性,67岁,因胸闷伴意识不清送至当地医院,检测新型冠状病毒抗原阳性,诊断为新冠感染重型、低钠血症,经救治无好转,后转至海军军医大学第二附属医院急诊。入院血气分析检查提示呼吸衰竭,床旁X线胸部摄片检查提示双肺肺炎,诊断为新冠感染重型,转入新冠感染ICU,予气管内插管连接呼吸机辅助通气,病情呈进行性加重,ASA分级Ⅴ级。病例2为女性,78岁,因胸闷、气促伴发热入院,检测新型冠状病毒抗原阳性,胸部CT检查示双肺少许炎症、右肺下叶后基底段少许支气管扩张,诊断为新冠感染重型,后继发真菌感染,病情呈进行性加重。转入新冠感染ICU,行鼻导管高流量持续吸氧,经皮动脉血氧饱和度(SpO2)仍<90%,行气管内插管连接呼吸机辅助通气,ASA分级Ⅴ级。病例3为女性,72岁,因胸闷、气促3周加重1周就诊于杨浦区中心医院,检测新型冠状病毒抗原阳性,胸部CT检查示双肺散在肺炎、双侧胸腔积液,诊断为新冠感染重型。患者乳腺癌术后27年,复发3年伴肺转移、骨转移,入院后嗜睡,神志不清,转入新冠感染ICU。血气分析检查提示低氧血症,二氧化碳潴留,行气管内插管连接呼吸机辅助通气,ASA分级Ⅴ级。本研究经医院伦理委员会审核并批准(批准号为2022SLYS1),患者及其家属均知情同意。

1.2 方法 3例患者均常规开放外周静脉通路,行五导联心电图、SpO2、连续有创动脉血压监测,并定期行动脉血气分析及肺部超声检查[1]。患者因无法耐受持续机械通气状态,经家属知情同意,在麻醉科医师监督下使用基于小波分析指数监测下的智能给药系统(HDX-1型,北京易飞华通科技开发公司)[2-5],为患者提供目标镇静和镇痛,期间系统辅助静脉给予肌松药物,并按需给予血管活性药物。

1.3 智能给药系统的操作方法

1.3.1 建立实时麻醉深度监测 将脑电监测电极分别置于患者额部眉间中心上方1.0～1.5 cm、双侧眉上方及双侧乳突位置(图1A)。智能给药系统的计算机通过实时接收电极传输的患者脑电小波信号,分析获取到的客观反映麻醉深度的镇静和镇痛指标[镇静指数(wavelet index,WLi)、镇痛指数(pain threshold index,PTi)],并于监护仪显示屏实时记录数值及其变化趋势(图1B)。WLi和PTi的数值范围均为0～100,当患者清醒状态时WLi和PTi正常值均>90;当WLi和PTi值均为40～60时,提示患者处于合适的镇静和镇痛状态。

A 患者头戴脑电监测电极 B 目标镇静和镇痛时系统监护仪监测WLi和PTi C 智能给药系统在麻醉科医师监控下为患者实施目标镇静和镇痛

1.3.2 调控静脉药物输注 将配置好的镇静、镇痛、肌松和血管活性药物连同注射器一起装入系统规定的输注泵,并通过延长管与患者输液三通连接(图1C)。启动系统前,输入患者的基本信息(姓名、年龄、性别、病案号、体表面积等),设定麻醉诱导和镇静、镇痛维持方案(输入基本药物信息,包括丙泊酚、瑞芬太尼、右美托咪定、顺式阿曲库铵及血管活性药物的浓度、剂量、条件给药时机等),按需设定药物维持中的目标镇静和镇痛深度(设置WLi和PTi目标值为40～60)及血压范围(参考患者既往日常的血压值,设置目标血压为基线值±20%),确认后运行系统,实施麻醉诱导。

1.3.3 辅助麻醉维持 计算机按设定的麻醉深度和给药方案静脉输注丙泊酚、瑞芬太尼和右美托咪定。待患者意识消失,WLi值降至<60,开始自动静脉输注顺式阿曲库铵0.05～0.10 mg/kg,进入麻醉维持阶段。系统根据实时监测的WLi、PTi、有创动脉血压和心率等指标,自动调控镇静和镇痛药物输注速率;当患者血压低于设定的目标血压时,系统自动报警并给出处理建议,经麻醉科医师确认或无应答30 s后,系统自动按预设方案给予血管活性药物干预,以辅助麻醉科医师维持目标麻醉深度及循环稳定。系统在使用期间根据患者血气分析结果调整呼吸机的呼吸参数及通气模式。若术中出现低血压事件[收缩压<100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或平均动脉压(MAP)<65 mmHg且持续时间>3 min][6]或严重循环不稳(如休克、严重心律失常等),麻醉科医师须立即给予相应救治措施,并停止所有麻醉药物的输注。

1.4 观察指标 观察并记录患者使用智能给药系统目标镇静和镇痛前,以及维持目标镇静和镇痛6、12 h时的氧合指数、气道峰压值、MAP、心率、动脉血乳酸水平变化情况,记录目标镇静和镇痛前、维持目标镇静和镇痛12 h时的肺超声评分(lung ultrasound scores,LUS)。

1.5 LUS标准 采用12分区法[1],选择每个检查部位最严重的超声病理征象进行评分,正常呼吸区域记为0分,多个和典型的B线致中度肺通气减少记为1分,多个B线融合致严重肺通气减少记为2分,明显的肺实变记为3分。LUS值为12个检查区域评分的总和(范围为0～36分),LUS值越高表示有效肺通气面积越小,肺损伤越严重。

2 结 果

2.1 智能给药系统维持过程中各项指标情况 3例患者机械通气中均使用智能给药系统维持目标镇静和镇痛时间均>12 h。与目标镇静和镇痛前比较,3例患者维持目标镇静和镇痛6、12 h时的MAP和心率呈不同程度下降,但仍维持在麻醉科医师认可的安全范围;维持目标镇静和镇痛12 h时,病例2和病例3的氧合指数有所增高,病例1略降低;3例患者维持目标镇静和镇痛6、12 h时的气道峰压值均相对稳定;病例1和2维持目标镇静和镇痛6、12 h时的动脉血乳酸水平相对稳定,病例3略升高(表1)。

表1 3例患者在智能给药系统维持过程中氧合指数、气道峰压值、动脉血乳酸水平、MAP和心率情况

2.2 智能给药系统维持过程中LUS结果 病例1、2、3目标镇静和镇痛前LUS分别为24、23、24分,维持目标镇静和镇痛12 h时的LUS分别为24、23、24分,3例患者使用智能给药系统维持目标镇静和镇痛6、12 h时的LUS值与目标镇静和镇痛前均无变化。

2.3 病例3的麻醉深度和循环指标变化趋势 智能给药系统维持过程中,病例3的WLi和PTi值在镇静和镇痛维持阶段均处于设定的目标区间,收缩压、舒张压、MAP和心率均维持在安全范围(图2),期间未发生低血压事件。

图2 智能给药系统维持过程中病例3的麻醉深度和循环指标变化

3 讨 论

新冠感染大流行期间,麻醉科医师奋战在临床一线,做出了巨大的贡献[1]。奥密克戎变异株极强的传染性导致短期内大量人群被感染,尽管重症率低,但由于我国人口基数大、脆弱人群感染后重症风险增加,短期内大量危重症患者的出现增加了救治工作难度。

新型冠状病毒可致肺毛细血管网持续收缩,肺循环压力骤增,导致肺毛细血管内皮连接断裂,大量组织间液渗漏至肺间质,产生“白肺”,即重症肺炎[7]。此时,即便给予高流量氧疗仍不能维持基础氧合,往往需要行机械通气辅助治疗。患者在发热状态下,大量儿茶酚铵释放可导致肺毛细血管的交感神经持续兴奋,消耗机体大量能量。老年人因线粒体突变、细胞衰老,在重症肺炎期间机体无法承受高代谢水平下的耗能剧增,导致组织器官衰竭,是救治失败的重要因素之一。麻醉可使患者机体代谢水平降低,减少能耗,同时减少有创机械通气中产生的不适和应激反应,理论上可能为重症肺炎患者器官功能的恢复提供有利条件。然而,我国麻醉科医师总体数量不足与疫情导致的大量患者救治需求产生矛盾,在一定程度上制约了上述理念的实施。

智能闭环静脉给药模式是近年来研发的一种基于麻醉深度,如脑电双频指数(bispectral index,BIS)或小波分析指数监测下的计算机自动反馈静脉药物输注模式,已进入临床应用阶段[2-4]。区别于传统的静脉靶控输注(target controlled infusion,TCI)模式,智能闭环静脉给药模式的特点是通过实时监测患者的麻醉深度和循环指标,多通道自动反馈调控麻醉药物和血管活性药物输注,从而实现目标镇静和镇痛、维持循环稳定[2-4]。与TCI比较,智能闭环静脉给药模式可能更适用于辅助麻醉科医师实施出入量较为平衡的长程手术的麻醉维持。有研究[2]显示,智能闭环静脉给药模式在全身麻醉维持时发生术中低血压事件的次数和低血压时间占整个手术时间的加权平均值与TCI传统麻醉管理模式的差异无统计学意义,认为该模式在临床应用方面的优势不亚于传统麻醉管理模式。

在本组3例新冠感染重型患者救治中,海军军医大学第二附属医院麻醉科应用基于小波分析的麻醉深度监测下的智能给药系统。与BIS类似,WLi可反映患者术中镇静深度[8],PTi可作为反映成人全身麻醉期间对伤害性刺激疼痛感受的客观指标[9-10],也可预测小儿麻醉气管内插管时的血流动力学反应[5]。本次实践中,通过实时监测患者镇静(WLi)和镇痛(PTi)状态[8-10],由计算机系统闭环实施静脉给药,在辅助机械通气治疗的过程中成功实现了对患者的目标镇静和镇痛,并达到了维持血压稳定的安全目标,为闭环智能静脉给药模式在辅助麻醉科医师实施较长时间的镇静和镇痛治疗方面积累了经验。虽然对患者的目标镇静和镇痛建立在机械通气之后,与“重症早期使患者达到理想麻醉状态”的要求尚存在距离,但智能给药系统应用于这3例患者的救治是对“通过麻醉手段,将患者的生命体征控制于合理状态”的救治理念的初步尝试。

因此认为,对需要接受机械通气治疗的新冠感染重型患者,通过实施麻醉,可能减少其对伤害性刺激的应激反应,降低其基础代谢水平,减少氧耗,也可能有利于减轻机械通气性肺损伤程度,为组织器官修复,尤其是肺功能的恢复争取时间,但上述观点仍需大样本量的研究进一步验证。