冀佳佳，朱迎梅，代志剛，郭安梅△

應用研究

指端光電容積脈搏波監(jiān)測全麻誘導期傷害性應激反應的準確性

冀佳佳1，朱迎梅2，代志剛2，郭安梅2△

目的評價指端光電容積脈搏（PPGPW）波的變化用于監(jiān)測全麻誘導期機體傷害性應激反應的準確性。方法根據(jù)麻醉誘導期75例患者對芬太尼的劑量按4、5及6 μg/kg分為F4、F5、F6組，每組25例。分別于入室時（T1）、誘導后2 min（T2）、氣管插管即刻（氣管插入聲門10 s，T3）、插管后1 min（T4）及插管后5 min（T5）連續(xù)監(jiān)測并記錄患者心率（HR）、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、血氧飽和度（SpO2）、手指溫度、末梢灌注指數(shù)（PI）、血漿腎上腺素（E）、去甲腎上腺素（NE）及PPGPW波并測量其振幅（PPGA）。結果與T1相比，T2和T53組PPGA及PI升高，E和NE減?。≒＜0.05），T3時刻F4組和F5組PPGA及PI降低，NE升高（P＜0.01），F(xiàn)4組E升高（P＜0.05），F(xiàn)5組E無明顯變化（P＞0.05）；F6組T2、T3、T4和T5時刻PPGA和PI均升高，E和NE均減?。≒＜0.05）。PPGA與E、NE呈負相關（r分別為-0.406和-0.484，P＜0.05），PI與E、NE呈負相關（r分別為-0.378和-0.440，P＜0.05）。結論PPGA和PI與傷害性應激反應程度呈負相關，可以準確監(jiān)測全麻誘導期的傷害性應激。

麻醉,全身；芬太尼；插管法,氣管內(nèi)；光電容積脈搏波；傷害性應激反應；灌注指數(shù)；腎上腺素；去甲腎上腺素

全身麻醉的突出矛盾在于機體對傷害性刺激的反應和麻醉藥物對反應抑制效應的平衡關系難以控制，全麻誘導期和氣管插管是圍麻醉期的危險期，監(jiān)測不當易發(fā)生麻醉意外［1］。大量研究表明，傷害性刺激易引起交感神經(jīng)系統(tǒng)張力變化，可使心率增快、血管收縮［2］。指端光電容積脈搏（PPGPW）波是一種非侵入性的技術，可用來監(jiān)測血氧飽和度、脈搏和血管收縮［3］。近年有研究表明，PPGPW可監(jiān)測傷害性應激反應［4］，但有關其在臨床麻醉中的應用研究尚少見報道。本研究擬用全憑靜脈麻醉誘導時氣管插管作為傷害性刺激，用不同濃度的鎮(zhèn)痛藥物產(chǎn)生不同程度的傷害性感受，觀察PPGPW波的變化與傷害性刺激之間的關系，以期評價PPGPW波用于監(jiān)測全麻誘導期傷害性應激反應的準確性。

1 對象與方法

1.1 研究對象選取2014年1月—5月于石河子大學第一附屬醫(yī)院擬全憑靜脈麻醉下行擇期手術的患者75例，男38例，女37例。根據(jù)美國麻醉醫(yī)師協(xié)會（ASA）分級標準，患者全部符合Ⅰ～Ⅱ級，18～60歲，均為非困難氣道者［5］。排除標準：患者有右手食指殘缺或有皮膚破損，外周血管病史，指甲染色、灰指甲，近期使用靜脈染料劑，嚴重心血管、內(nèi)分泌、呼吸系統(tǒng)疾病，長期服用鎮(zhèn)痛藥物史,手指皮溫＜31℃或＞33℃者。本研究經(jīng)過石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準。患者均簽署書面知情同意書。

1.2 麻醉方法患者均未術前用藥，入室后監(jiān)測心電圖，收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、心率（HR），測量右手食指皮溫后接氧飽和度探頭，監(jiān)測血氧飽和度（SpO2）及末梢灌注指數(shù)（PI，Philips MP20型監(jiān)護儀），SpO2設定脈搏波圖輸出標尺為×1。接腦電圖監(jiān)測儀（Aspect A-2000，美國）監(jiān)測腦電雙頻指數(shù)（BIS值），術中維持在45～60之間。于左手開放靜脈通路，右手肘正中靜脈穿刺，埋留置針，以備采血。按誘導順序應用咪達唑侖注射液0.05 mg/kg，丙泊酚注射液1.0～1.5 mg/ kg，當BIS值達到50，患者意識喪失，靜脈注射順阿曲庫銨0.2 mg/kg，根據(jù)麻醉誘導期依患者對芬太尼的用藥劑量按4、5及6 μg/kg分為F4、F5、F6組，每組25例。肌松完全后行氣管插，插管由同一位醫(yī)師完成，插管完成后連接Drger麻醉機控制呼吸，設定機械通氣VT8 mL/kg，呼吸頻率（RR）12次/ min，持續(xù)靜脈泵注丙泊酚5 mg·kg-1·h-1維持麻醉。麻醉誘導期如出現(xiàn)HR＜50次/min，靜脈注射阿托品0.3 mg糾正；若SBP≤80 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），則靜注麻黃堿6 mg糾正。

1.3 監(jiān)測時點及指標于入室時（T1）、誘導后2 min（T2）、插管時（氣管插入聲門10 s后，T3）、插管后1 min（T4）、插管后5 min（T5）5個時間點分別記錄SBP、DBP、HR、PI及PPGPW波，并抽取靜脈血4 mL，離心取血漿，-70℃保存。

1.4 數(shù)據(jù)測量及標本測定測量各時點PPGPW波的振幅（PPGA），測量3個完整波形，取平均值。上述測量均由同一位醫(yī)生完成。用酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）法檢測血漿標本中腎上腺素（epinephrine,E）及去甲腎上腺素（norepinephrine, NE）水平，試劑盒購自上海西塘生物科技有限公司。

1.5 統(tǒng)計學方法采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學處理。符合正態(tài)分布的計量資料采用均數(shù)±標準差表示，組內(nèi)不同時點比較采用重復測量數(shù)據(jù)的方差分析，組間比較采用單因素方差分析。3組患者一般資料中計量資料的組間比較采用單因素方差分析，計數(shù)資料采用卡方檢驗。相關性分析采用Pearson相關。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.13 組一般資料比較3例患者麻醉誘導后手指皮溫＜31℃，排除出本研究。其余72例患者均一次插管成功，所有患者次日隨訪均無術中知曉。3組年齡、性別、身高及體質(zhì)量差異無統(tǒng)計學意義，見表1。

Tab.1General data of patients in all three groups表1 3組患者一般資料

2.2 各組全麻誘導期各時間點PPGPW和應激激素的變化與T1相比，3組T2和T5時PPGA及PI升高，E和NE減?。籉4組和F5組T3時PPGA及PI降低，NE均升高，F(xiàn)4組E升高（P＜0.05），但F5組E無明顯變化（P＞0.05）。F6組于T2、T3、T4和T5時PPGA和PI較T1時刻均升高，E和NE均減?。≒＜0.05）。

與T3時相比，T4時F4組和F5組PI升高，E和NE降低（P＜0.05），PPGA無明顯變化（P＞0.05），T4時F6組各指標均無明顯變化（P＞0.05）；T5時F4組和F5組PPGA和PI升高（P＜0.05），E和NE降低（P＜0.05），F(xiàn)6組PPGA和PI明顯升高（P＜0.05），E和NE均無明顯變化（P＞0.05）,見表2。

2.3 圍術期各指標重復測量資料分析結果各指標均存在處理因素與時間的交互作用，處理與時間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3。其中，3組間T1、T2及T5時各指標均無統(tǒng)計學意義，F(xiàn)6組T3和T4時PPGA及PI高于F4組和F5組（P＜0.01），E及NE水平則低于F4組和F5組（P＜0.01），見表2。

2.4 PPGA與E及NE的相關性PPGA與E、NE呈負相關（r分別為-0.406和-0.484，P＜0.05），PI與E、NE呈負相關（r分別為-0.378和-0.440，P＜0.05）。

Tab.2The changes of each index at different time points in patients at induction period表2 3組患者誘導期不同時間點各指標的變化

Tab.2The changes of each index at different time points in patients at induction period表2 3組患者誘導期不同時間點各指標的變化

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；F1為各組內(nèi)不同時間點間比較，F(xiàn)2為各組間相同時點比較；a與T1比較，b與T3比較，A與F4組比較，B與F5組比較，均P＜0.05

指標PPGA（mm）組別F4組F5組F6組n T1T2T3T4T5F1 25 23 24 27.923＊＊19.280＊＊9.772＊F2 PI F4組F5組F6組25 23 24 49.420＊＊42.702＊＊38.786＊＊F2 E（μg/L）F4組F5組F6組25 23 24 53.718＊＊20.719＊＊11.865＊＊F2 NE（μg/L）F4組F5組F6組25 23 24 14.799＊＊14.906＊＊16.499＊＊F2 4.3±0.6 4.3±0.6 4.2±0.6 0.554 3.7±1.6 3.8±1.9 3.4±1.4 0.225 16.3±2.4 16.5±3.9 17.9±3.7 2.476 155.1±47.0 150.8±46.7 179.8±63.0 1.472 5.1±0.4ab 4.9±0.7ab 4.7±0.5a 2.131 6.5±2.2ab 7.1±2.2ab 6.8±1.9a 0.525 10.3±2.5ab 12.1±3.2ab 13.1±3.3a 2.543 129.3±33.9ab 119.3±30.7ab 119.9±13.4a 2.090 3.5±0.5a 3.6±0.8a 4.6±0.5aAB 4.720＊2.2±1.0a 2.2±0.9a 6.7±1.3aAB 30.319＊＊19.9±2.9a 17.5±5.5 13.7±3.0aAB 10.068＊＊210.5±89.4a 186.4±59.5a 124.7±18.1aAB 8.440＊＊4.2±0.4a 4.0±0.4a 4.8±0.4aAB 4.069＊3.6±1.2b 3.9±1.5b 6.9±1.4aAB 10.115＊＊17.9±3.3ab 15.6±3.2b 14.4±3.0aAB 3.933＊185.1±72.6b 154.9±39.8b 123.5±18.6aAB 6.700＊＊5.1±0.5ab 4.9±0.4ab 5.0±0.4ab 1.520 7.3±2.2ab 7.3±3.0ab 7.9±1.5ab 0.571 12.6±3.4ab 13.6±3.1ab 12.8±3.4a 0.416 126.0±29.4ab 126.8±34.7ab 119.6±20.0a 0.317

Tab.3Statistical analysis of variance of different index表3 重復測量資料方差分析不同指標統(tǒng)計量結果

3 討論

患者在全麻狀態(tài)下，意識消失，無法表達疼痛，因此，準確、及時、有效地監(jiān)測傷害性應激反應是維持合適麻醉深度、保證圍術期患者安全的前提。有研究表明，傷害性刺激和鎮(zhèn)痛藥效應之間的平衡狀態(tài)可經(jīng)由自主神經(jīng)系統(tǒng)在人體的多個生理方面表現(xiàn)出來［5］。目前臨床上尚缺乏監(jiān)測傷害性應激反應的理想指標［6］。臨床上常用血壓、心率、流淚等一些與自主神經(jīng)反應相關的臨床指標來監(jiān)測傷害性應激反應，但這些指標都是孤立的，缺乏特異性。

PPGPW是借助光電手段在活體組織中檢測血液容積變化得到的信號，是一種無創(chuàng)檢測方法，PI是從PPGPW信號中提取的，是監(jiān)測部位對紅外光搏動性吸收和持續(xù)性吸收的比值，反映脈動部分，用于監(jiān)測外周灌注情況［7］。有研究表明，傷害性刺激作用下,皮膚及皮下組織的血流變化與以腎臟血流量為代表的臟器血流變化是一致的，PI也可在一定程度反映重要臟器的末梢灌注［8］。近年來研究表明，應激反應可引起PPGPW的變化［4］。本研究結果顯示，與T1時相比，T2時F4組及F5組E和NE水平減低，PPGA及PI升高，而T3時2組E和NE濃度較T1增高，PPGA及PI迅速下降，表明當氣管插管時，機體由于鎮(zhèn)痛不足，產(chǎn)生傷害性應激反應，引起兒茶酚胺即E和NE的釋放，使外周血管收縮，外周組織灌注減少，引起PPGA和PI降低。

本研究結果顯示，3組患者T1時PI和PPGA較T2時低，E和NE較T2時高，原因可能是由于患者入室時精神緊張、焦慮，且術前禁食水導致容量不足等,從而引起交感神經(jīng)張力增高,使E和NE分泌增加，進而導致末梢小動脈收縮，PI和PPGA偏低［9］。另一方面，咪達唑侖具有好的抗焦慮和鎮(zhèn)靜作用，可減輕患者的心理應激作用，且丙泊酚可以降低外周血管阻力，增加外周組織灌注［10］，從而使得誘導后患者的PPGA和PI升高、E和NE降低。

氣管插管是一種非常強烈的傷害性刺激，若麻醉深度不足，則可引起交感腎上腺系統(tǒng)活動亢進，血漿兒茶酚胺釋放增加,喉鏡置入后30～45 s時最強烈，持續(xù)1～5 min。本研究結果顯示，T5時3組PP?GA、PI與T1時相比升高，E和NE均降低，F(xiàn)4組和F5組PPGA、PI較T3時升高，E和NE降低，且T5時刻3組間各指標差異均無統(tǒng)計學意義，表明氣管插管引起的應激反應持續(xù)時間較短，插管5 min后已恢復至正常水平。研究結果還顯示，T3時刻F4組和F5組

PI和PPGA較T1時刻明顯下降，NE水平明顯增加，F(xiàn)4組E明顯增加，F(xiàn)5組E無明顯變化，表明當機體受到傷害性刺激時，體內(nèi)兒茶酚胺激素分泌迅速增多，神經(jīng)末梢釋放的NE與E可引起其廣泛分布于皮膚血管中的α受體結合，引起血管收縮，血管阻力增大，血流量減少，因此，PI和PPGA明顯下降，然而T3時刻F6組PI及PPGA較T2時刻無明顯降低，E及NE也并無明顯增加，且F6組NE及E水平明顯低于F4組和F5組，PI和PPGA水平明顯高于F4和F5組，表明6 μg/kg的芬太尼作為誘導劑量可以完全抑制氣管插管對機體產(chǎn)生的應激反應。

應激反應可導致兒茶酚胺分泌增加,血漿兒茶酚胺升高程度是反映機體應激反應強度的客觀和直接指標。PPGPW的變化可以反映血漿E和NE的水平。本研究顯示，PPGA與E和NE呈負相關，表明傷害性刺激時PPGA和PI的變化不僅反映了局部血管收縮情況，而且代表了整體應激水平，觀察PPGA和PI的變化有利于實時監(jiān)測應激反應。研究結果還顯示T3時刻F4組和F5組PPGA和PI均明顯低于T1時刻（即基礎值），NE均明顯高于T1時刻，而F4組E明顯高于T1時刻，F(xiàn)5組E與T1時刻相比無明顯變化，考慮可能原因為PPGA和PI主要是受交感縮血管纖維釋放的NE的影響所致，同時也能進一步證實PPGPW波的變化能夠反映整體應激水平,通過其監(jiān)測應激水平是可靠的。

然而，因PPGPW易受許多因素的影響，如年齡、血容量［11］，影響末梢血管收縮的疾病如心血管疾病，以及并存自主神經(jīng)功能障礙的疾病如糖尿病等，因此本研究只選擇了全憑靜脈麻醉誘導期，受試對象只選擇了18～60歲的無嚴重基礎疾病的患者，因此所得的結果有一定的局限性。

綜上所述，PPGA和PI與傷害性應激反應程度呈負相關，且與血中應激激素有較好的相關性，可以準確監(jiān)測全麻誘導期傷害性應激反應，因此其對監(jiān)測麻醉深度具有一定意義。但PPGPW在有相關影響因素存在的情況下，如監(jiān)測老年合并心肺功能疾病的患者及整個手術過程中的傷害性應激反應，其價值尚需進一步研究。

［1］Ehrenfeld JM,Funk LM,Van Schalkwyk J,et al.The incidence of hy?poxemia during surgery:evidence from two institutions［J］.Can J An?aesth,2010,57（10）:888-897.

［2］Hamunen K,Kontinen V,Hakala E,et al.Effect of pain on autonom?ic nervous system indices derived from photoplethysmography in healthy volunteers［J］.Br J Anaesth,2012,108（5）:838-844.

［3］Sahni R.Nonivasive monitoring by photoplethysmography［J］.Clin Perinatol,2012,39（3）:573-583.

［4］Zhang LL,Zhu J,Xu L,et al.Finger photoplethysmogram during in?tubation with various doses of sufentail［J］.J Clin Anesthesiol,2014, 30（4）:330-332.［張列亮,朱娟,徐磊,等.不同劑量舒芬太尼誘導下氣管插管時指端光電容積脈搏波的變化［J］.臨床麻醉學雜志，2014,30（4）:330-332.

［5］Guignard B.Monitoring analgesia［J］.Best Pract Res Clin Anaesthe?siol，2006，20（1）:161-180.

［6］Nishimura T,Nakae A,Shibata M,et al.Age-related and sex-relat?ed changes in perfusion index in response to noxious electrical stim?ulation in healthy subjects［J］.J Pain Res，2014，2（7）:91-97.

［7］Zhang LL,Zhu J,Xu L.Photoplethysmograph pulse wave clinical ap?plication study progress［J］.J Clin Anesthesiol,2013,29（11）:1132-1134.［張列亮,朱娟,徐磊.光電容積脈搏波臨床應用研究進展［J］.臨床麻醉學雜志,2013,29（11）:1132-1134］.

［8］Zhang L,Xue QS,Yu BW,et al.Perfusion index in evaluation of re?sponse to nociceptive stimuli in rabbits and its relation ship with re?nal blood flow［J］.Shanghai Med J，2010，33（2）:119-122.［張琳,薛慶生,于布為,等.灌注指數(shù)對兔傷害性刺激反應的評價及該指數(shù)與腎臟血流量變化的關系［J］.上海醫(yī)學，2011，33（2）:119-122］.

［9］Minakuchi E,Ohnishi E,Ohnishi J,et al.Evaluation of mental stress by physiological indices derived from finger plethysmography［J］.J Physiol Anthropol，2013,32（17）:1186-1197.

［10］Michal K,Anna F,Andrzej N.New-generation pulse oximetry for the assessment of peripheral perfusion during general anaesthesia-a comparison between propofol and desflurane［J］.Aneasthesiology In?tensive Therapy，2013,45（3）:134-144.

［11］Liu XM,Fu Q,Mi WD.Value of three hemodynamic parameters in evaluat ing volume status under ar t i f icial pneumoperitoneum and their correlation［J］.Med J Chin PLA,2014,39（7）:553-556.［劉曉梅，傅強，米衛(wèi)東.人工氣腹下三種血流動力學參數(shù)評估容量狀況的價值及相關性［J］.解放軍醫(yī)學雜志，2014,39（7）:553-556］. doi:10.11855/j.issn.0577-7402.2014.07.08.

（2014-12-29收稿 2015-02-06修回）

（本文編輯 陸榮展）

Accuracy of photoplethysmograph pulse wave in monitoring stress response from harmfulness during anesthetic induction

JI Jiajia1,ZHU Yingmei2,DAI Zhigang2,GUO Anmei2△
1 Medical College of Shihezi University，Shihezi 832000，China；2 Department of Anesthesiology，F(xiàn)irst Affiliated Hospital of Medical College，Shihezi University△

ObjectiveTo envaluate the accuracy of Photoplethysmograph pulse wave in monitoring stress reaction to harmful stimulation.MethodsPatients（n=75）were randomly assigned to three groups according to the dosages of fentanyl that were administrated（4,5 and 6 g/kg were given to F4,F5,F6group respectively（n=25）in each group.Heart rate（HR）, Systemic blood pressure（SBP）,Diastolic blood pressure（DBP）,SpO2,the skin temperature of finger,perfusion index（PI）,epi?nephrine（E）and Norepinephrine（NE）were recorded at following time points:just in operation room（T1）,2 min after induc?tion（T2）,at intubation（T3）,1 min（T4）and 5 min（T5）after intubation.And the PPGPW was printed and measured at the same time points.ResultsPPGA and PI were significantly increased while E and NE were significantly decreased in T2and T5, compared with those baseline at T1（P＜0.05）.At T3,PPGA and PI were significantly decreased while NE markedly in?creased in group F4and F5compared to T1.At T3,Ein group F4were remarkably increased h while Ein group F5were of no obvious changed,compared with those at T1（P＜0.05）.PPGA and PI increased while E and NE decreased in group F6at T2, T3,T4and T5compared with those at T1（P＜0.05）.In summary,PI was negatively correlated with plasma E and NE while PP?GA was negatively correlated with plasma E and NE.ConclusionPPGA and PI are negatively associated with intensity of stress response.And they can reflect the stress reaction during the induction period of intravenous anesthesia accurately.

anesthesia,general；fentanyl；intubation,intratracheal；photoplethysmography；nociceptive stress；perfu?sion index；epinephrine；norepinephrine

R614.2；R447

A

10.11958/j.issn.0253-9896.2015.10.024

石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院科研項目（HL2013-Y002）

1石河子大學醫(yī)學院（郵編83200）；2石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院麻醉科

冀佳佳（1987）,女，碩士研究生在讀，主要從事麻醉學臨床與基礎研究

△通訊作者E-mail：guoanmei407@163.com