中国医科大学学报  2019, Vol. 48 Issue (7): 647-651

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韩杰, 王娇, 王品莹, 刘钢, 王俊
HAN Jie, WANG Jiao, WANG Pinying, LIU Gang, WANG Jun
不同种类胸段硬膜外局麻药对丙泊酚诱导浓度的影响
Effects of Thoracic Epidural Anesthesia with Different Local Anesthetics on the Concentration of Propofol in Propofol-induced Anesthesia
中国医科大学学报, 2019, 48(7): 647-651
Journal of China Medical University, 2019, 48(7): 647-651

文章历史

收稿日期:2018-04-25
网络出版时间:2019-07-15 11:04
不同种类胸段硬膜外局麻药对丙泊酚诱导浓度的影响
韩杰 , 王娇 , 王品莹 , 刘钢 , 王俊     
中国医科大学附属第一医院麻醉科, 沈阳 110001
摘要目的 探讨不同局麻药硬膜外麻醉对清醒状态下脑电双频指数(BIS)值和丙泊酚靶控输注诱导浓度的影响。方法 选择2013年8月至12月于我院拟行肺叶切除术的肺癌患者80例,随机分为4组,每组20例,对照组硬膜外注射生理盐水,3个实验组硬膜外分别注射1%利多卡因、0.25%布比卡因或0.3%罗哌卡因,20 min后丙泊酚靶控输注诱导。记录意识消失时丙泊酚效应室浓度(Ce),硬膜外穿刺前平静状态下、硬膜外给药后20 min、意识消失时以及气管插管前、插管后的平均动脉压、心率、脉搏血氧饱和度(SpO2)、BIS值。结果 硬膜外注药20 min后,实验组BIS值与基础值相比均显著下降(P < 0.05),实验组诱导至意识消失时Ce明显低于对照组(P < 0.05)。各实验组间的BIS值和Ce均未见明显差异。结论 胸段硬膜外麻醉使清醒状态下BIS值和丙泊酚的诱导浓度下降,不同种类局麻药对丙泊酚诱导浓度的影响无明显差异。
关键词靶控输注    丙泊酚    局麻药    脑电双频指数    胸段硬膜外麻醉    
Effects of Thoracic Epidural Anesthesia with Different Local Anesthetics on the Concentration of Propofol in Propofol-induced Anesthesia
Department of Anesthesiology, The First Hospital, China Medical University, Shenyang 110001, China
Abstract: Objective To compare the effects of thoracic epidural anesthesia with different local anesthetics on the bispectral index score(BIS)and effect-site concentration(Ce)of propofol in target-controlled infusion(TCI)of propofol. Methods Eighty patients scheduled for lobectomy in The First Hospital of China Medical University from August 2013 to December 2013 were randomly assigned to four groups. The patients in the control group received an epidural injection of normal saline, and those in the experimental groups received an epidural injection of 1% lidocaine, or 0.25% bupivacaine, or 0.3% ropivacaine. Propofol TCI was administered 20 minutes after the epidural injection. Propofol Ce was recorded at the time of loss of consciousness(LOC). Heart rate(HR), invasive blood pressure(IBP), and BIS were recorded at five time points:T0(at baseline), T1(20 min after epidural injection), T2(at LOC), T3(before endotracheal intubation), and T4(1 min after endotracheal intubation). Results Twenty minutes after epidural injection administration, BIS decreased in all experimental groups and was significantly lower than that at the baseline(P < 0.05). Propofol Ce at LOC was lower in the experimental groups than in the control group(P < 0.05). The differences in BIS and propofol Ce between the three experimental groups were not statistically significant(P>0.05). Conclusion Propofol Ce at LOC and BIS in general anesthesia combined with epidural anesthesia are significantly lower than those in general anesthesia alone, while different local anesthetics has no influence on the propofol Ce.

硬膜外阻滞复合全身麻醉与单纯全身麻醉相比具有显著优势,不仅可以减少术中麻醉药的用量和不良反应,还可以减少术后心血管及肺部并发症的发生,加速患者术后康复[1]。硬膜外腔或静脉注射利多卡因都有减少丙泊酚诱导浓度和气管插管浓度的效果[2];硬膜外应用布比卡因和罗哌卡因也同样能达到减少麻醉药用量的效果[3-4]。研究[5-6]显示,七氟烷复合利多卡因硬膜外麻醉时,2%利多卡因比1%利多卡因所需七氟烷用量更少;丙泊酚复合罗哌卡因硬膜外麻醉时,1%罗哌卡因所需丙泊酚浓度明显低于0.2%罗哌卡因[6]。因此,推测硬膜外麻醉药的浓度与其镇静效果有关。然而,硬膜外麻醉时应用不同局麻药对镇静药用量的影响是否相同,目前尚不清楚。因此,本研究拟探讨不同种类局麻药硬膜外麻醉对丙泊酚靶控输注(target-controlled infusion,TCI)诱导浓度的影响。

1 材料与方法 1.1 材料

选择2013年8月至12月于中国医科大学附属第一医院拟行肺叶切除术的肺癌患者80例,ASA分级Ⅰ~Ⅱ级,男45例,女35例,年龄45~65岁,体质量指数(body mass index,BMI)18~28 kg/m2,无椎管内麻醉禁忌证。排除近期有镇静药使用史、酒精依赖和肝肾系统疾病者。本研究经本院医学伦理委员会批准,所有患者签署知情同意书,并于clinicaltrial.gov网站进行临床试验注册(NCT02000973)。

1.2 方法

所有患者术前均不应用任何术前镇静镇痛药物及抗胆碱药。入手术室后开放患侧上肢静脉通路,进行常规监护,包括心电图、脉搏血氧饱和度(saturation of pulse oxygen,SpO2)、脑电双频谱指数(bispectral index score,BIS)监测,健侧桡动脉穿刺置管行有创动脉压监测。全部患者均给予10 mL/kg生理盐水进行液体预充,然后根据手术位置不同进行T5~T7椎间隙穿刺置管,穿刺采用17G硬膜外穿刺针,阻力消失法确定硬膜外腔,并置入19G硬膜外导管4~5 cm。

将全部患者随机分为4组,每组20例,硬膜外腔分别给予生理盐水(C组)、1%利多卡因(L组)、0.25%布比卡因(B组)、0.3%罗哌卡因(R组)各8 mL。其中,C组为对照组,其余3组为实验组。每种药物均先给予3 mL试验剂量,5 min后再给予5 mL。首次给药20 min后用酒精拭子测得相对阻滞平面。然后开始丙泊酚TCI诱导,初始血浆浓度(plasma concentration,Cp)为3 μg/mL,每2 min增加血药浓度0.3 μg/mL,每30 s评估睫毛反射,直至睫毛反射消失(即意识消失),记录此时丙泊酚的效应室浓度(effect-site concentration,Ce)。静脉注射舒芬太尼0.4 μg/kg,罗库溴铵0.6 mg/kg,面罩通气2 min后,完成气管插管。诱导过程中,如果收缩压低于基础值40%,则给予去氧肾上腺素50 μg静脉注射;心率(heart rate,HR)低于40次/min,则给予阿托品0.5 mg静脉注射。

记录患者硬膜外穿刺前平静状态下(T0)、硬膜外给药后20 min(T1)、意识消失时(T2)及气管插管前(T3)、后(T4)各时间点的平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、HR、SpO2、BIS值。

本研究中样本量的计算是基于公式[n = 15.7/ES2+1],其中ES=组间差异×组间标准差的平均值-1(α=0.5 and power = 0.8)[7-9]。实验组和对照组组间差异的计算是根据预实验的结果[对照组为(1.66±0.21)μg/mL,实验组为(1.28±0.52)μg/mL]。因此,按照计算结果每组需要至少16个样本,考虑到20%的脱落,最终每组纳入20例患者。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。年龄、BMI、BIS值、MAP、HR和Ce的组间差异用单因素方差分析(ANOVA)进行比较,组内不同时间点的比较采用重复测量资料ANOVA,事后检验方法采用Turkey检验,结果以x±s表示。患者的基本特征采用χ2检验评估。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

各组患者的年龄、BMI、ASA分级和性别构成比均无统计学差异(P > 0.05),见表 1

表 1 各组患者的基本特征比较 Tab.1 Comparison of patients' basic characteristics
Item Group C(n = 20) Group L(n = 20) Group B(n = 20) Group R(n = 20)
Age(year) 54.5±6.0 56.7±6.3 56.6±6.3 57.7±5.9
Sex(female/male) 10/10 8/12 9/11 8/12
BMI(kg/m2 24.1±3.3 24.7±2.7 24.2±2.3 24.5±3.2
ASAⅠ/Ⅱ 7/13 4/16 5/15 4/16
ASA, American Society of Anesthesiologists; BMI, body mass index. C, control; L, 1% lidocaine; B, 0.25% bupivacaine; R, 0.3% ropivacaine.>ASA, American Society of Anesthesiologists; BMI, body mass index. C, control; L, 1% lidocaine; B, 0.25% bupivacaine; R, 0.3% ropivacaine.

意识消失时,L组[(1.14±0.35)μg/mL]、B组[(1.09±0.39)μg/mL]和R组[(1.04±0.18)μg/mL]丙泊酚的Ce明显低于C组[(1.76±0.44)μg/mL](P < 0.05),但L组、B组和D组之间无统计学差异,见图 1

*P<0.05 vs control group. 图 1 意识消失时丙泊酚效应室浓 Fig.1 Propofol effect-site concentration at loss of consciousness

硬膜外腔注射局麻药20 min后,测得各实验组的阻滞平面宽度相似,对照组并未测得阻滞平面。在此时间点,各组MAP和HR与基础值并无差异(图 2B2C),实验组BIS值与基础值相比显著下降(P < 0.05),对照组BIS值无明显变化(图 2A)。气管插管后,所有患者MAP和HR均有上升,但L组、B组和R组的变化幅度小于C组。而3个实验组的变化幅度无明显差异(图 2B2C)。

A, BIS scores; B, MAP; C, HR. T0, baseline; T1, 20 min after epidural injection; T2, loss of conciousness; T3, before endotracheal intubation; T4, 1 min after endotracheal intubation. *P < 0.05 vs T0. 图 2 各组患者BIS值、MAP和HR的变化趋势 Fig.2 Change of BIS scores, MAP and HR in 4 groups

诱导开始至睫毛反射消失前,所有患者均未出现低血压,而至气管插管前,有7例患者(L组2例,B组2例,R组3例)出现低血压,给予静脉注射去氧肾上腺素50 μg予以纠正。

3 讨论

硬膜外麻醉的中枢镇静作用及对全麻药物的节俭作用国内外多有报道[10-12]。本研究通过观察胸段硬膜外麻醉(thoracic epidural anesthesia,TEA)引起的BIS值改变及对丙泊酚TCI诱导浓度的影响,比较了硬膜外等效剂量利多卡因、布比卡因和罗哌卡因的的镇静作用。

既往的研究对于硬膜外麻醉本身是否有镇静效果存在争议。POLLOCK等[13]报道了健康志愿者在硬膜外利多卡因麻醉后30 min时BIS有显著下降。但也有研究[3, 14]持不同观点,认为硬膜外麻醉仅有麻醉药节俭效果,而没有清醒状态下的镇静效果。本研究中,观察到在全麻诱导前,无论TEA应用利多卡因、布比卡因还是罗哌卡因,绝大部分患者在硬膜外麻醉完全起效后都观察到了BIS值下降,而生理盐水对照组却未见有BIS值改变(图 2A),直接证实了硬膜外麻醉的中枢镇静作用。

在麻醉诱导期和维持期,无论硬膜外给予利多卡因、布比卡因或罗哌卡因,全麻药的用量都明显下降,提示了TEA的麻醉药节俭效应[2-4]。本研究中,在硬膜外麻醉后进行丙泊酚TCI诱导,患者意识消失时的丙泊酚Ce有明显减少(图 1),证实了以上结论。本研究应用了等效浓度、相同容积的3种不同局麻药进行TEA,麻醉后测得的阻滞节段基本相同,且不同局麻药的镇静效果无论是清醒状态下BIS值的改变,抑或丙泊酚诱导至意识消失所需的Ce,均无明显差异。

关于TEA的镇静作用,目前广泛认同的机制如下:(1)硬膜外麻醉阻滞感觉神经,阻止了刺激的传入,从而导致中枢兴奋性减低;(2)局麻药吸收入血后随血液循环作用于中枢;(3)亚麻醉水平的局麻药扩散进入脑脊液,抑制高位神经中枢的功能。

早期动物实验证实,腰段椎管内穿刺鞘内注射布比卡因后,并未在大脑和颈段脊髓切片中检测到布比卡因。同时鞘内注射美蓝,发现染色剂向头侧扩散的距离 < 2 cm。因此,推测本研究中硬膜外所注射局麻药渗透入蛛网膜下腔的部分并未对神经中枢产生影响[11]。另一个关于硬膜外镇静效果的假说是局麻药吸收进入循环系统,从而作用于中枢产生镇静效应。研究[15]发现,肌注利多卡因同样有丙泊酚节俭作用,但肌注等效剂量的布比卡因却并未出现丙泊酚节俭现象,因此,不同局麻药肌注时的镇静作用差别较大,推测该差别是由于不同局麻药吸收入血后对中枢的作用不同所致。本研究中,等效剂量的不同局麻药TEA产生了相似的镇静效果,考虑主要由相似的去神经传入效果所产生。

本研究中,TEA应用了相同体积等效浓度的不同局麻药,因此各实验组中局麻药对感觉神经的阻滞程度相同,且硬膜外麻醉时所产生的中枢镇静作用,无论是清醒期BIS值的改变,还是诱导时丙泊酚的浓度均未见有差异。提示在硬膜外麻醉的镇静作用中,“去传入作用”为其主要机制。即使局麻药部分吸收入血液循环作用于中枢,也不足以影响全麻复合硬膜外麻醉中“去传入”引起的中枢镇静作用。

本研究中,复合TEA的全麻诱导至意识消失的丙泊酚Ce明显低于单纯全麻,在全麻诱导的整个过程中,TEA患者的MAP明显低于单纯全麻患者(图 2B),丙泊酚用量的减少并未使诱导过程的血压更为平稳,反而由于硬膜外麻醉加重了对心血管系统的抑制。不仅是因为在硬膜外麻醉中产生节段性动静脉扩张,而且TEA可直接抑制心交感神经,减弱心脏对丙泊酚所致外周血管扩张的反应性。在全麻诱导前的清醒期,尽管硬膜外阻滞平面达到T2~T10,但并未发现各组MAP或HR明显改变,可能是由于硬膜外腔局麻药引起交感阻滞介导的血管扩张更依赖于局麻药的浓度而非剂量[16]。另外,本研究中采用了低浓度局麻药进行硬膜外麻醉,同时于硬膜外注药前给予一定量的液体预充,因此清醒期间并未观察到MAP或HR的改变。诱导时,尽管复合TEA可以减少丙泊酚的用量,但在达到相同麻醉深度的情况下,MAP下降程度大于单纯全麻。因此在临床中复合硬膜外麻醉诱导时,若不能及时调整全麻药的用量,可能会给部分重症患者带来危险。ISHIYAMA等[17]研究证实,麻黄碱可通过中枢刺激作用增强脑电活动,因此复合麻醉中建议应用去氧肾上腺素提升血压,以免影响对麻醉深度的判断。

本研究的不足之处如下:(1)缺少静脉应用局麻药的对照组,并且未测定局麻药的血药浓度。因此,没有直接证据说明局麻药吸收入血以及这种全身作用在本研究中所起的作用;(2)未测定相关生化指标,以佐证MAP和HR的变化,从而更进一步证实应激反应的大小。

尽管TEA会导致血管扩张,造成液体分布改变,从而可能影响丙泊酚的血药浓度,但考虑到复合麻醉在抑制应激反应和促进术后康复方面的优势,硬膜外麻醉复合全麻仍然是目前临床较常用的麻醉方法。因此,观察不同局麻药用于TEA对于全麻药用量的影响和血流动力学的影响具有重要意义。本研究结果显示,复合TEA对患者清醒期的BIS值以及意识消失时的丙泊酚浓度有显著影响,硬膜外腔等效剂量的不同局麻药对清醒期的BIS值以及意识消失时的丙泊酚浓度的影响程度没有差别。

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