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肌松监测仪在肌松监测中的临床意义

发布时间:2015-05-10作者:器械科

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【摘要】  肌松监测在临床使用过程中具有十分重要的作用。本文概述了肌松监测的意义、肌松监测基本原理、神经电刺激模式、各项监测指标及其临床意义和使用范围,并对肌松监测的影响因素进行了分析,以期对正确使用临床肌松监测评估肌松作用有所帮助。

【关键词】  肌松监测;四个成串刺激;强直刺激后单刺激计数

    1. 概述

    现代医学中,肌松药已广泛应用于临床麻醉以及危重病人的呼吸支持和呼吸治疗中[1]。由于不同的个体对于肌松药的敏感性和反应性差异很大,加之肌松药的作用受到挥发性麻醉药、静脉麻醉药、氨基糖贰类抗生素以及病人的年龄、体温等多种因素的影响,因此通过适宜的方法监测应用肌松药后机体神经肌肉传递功能的阻滞程度和恢复状况,对于降低术后因肌松作用残留而引起的各种严重并发症的发生率、提高肌松药临床应用的安全性和合理性十分必要[2]。肌松监测仪的出现,为此研究开拓了更广阔的空间。

    肌松监测仪是通过刺激周围神经,引起患者肌颤搐来观察肌松药效的仪器。除了监测肌松情况,还用于肌松药药代动力学和药效动力学的研究,有助于发现肌松药敏感的病人和评价神经肌肉功能的恢复程度。

    使用肌松监测仪进行肌松药作用监测能够:1.决定气管插管和拔管时机;2.维持适当肌松,满足手术要求,保证手术各阶段顺利进行;3.指导使用肌松药的方法和追加肌松药的时间;4.避免琥珀胆碱用量过多引起的Ⅱ相阻滞;5.节约肌松药用量;6.决定肌松药逆转的时机及拮抗药的剂量;7.预防肌松药的残余作用所引起的术后呼吸功能不全。

    2. 肌松监测基本原理

    生理学原理已经阐明,在神经肌肉功能完整的情况下,用电刺激周围运动神经达到一定刺激强度(阈值)时,肌肉就会发生收缩产生一定的肌力。单根肌纤维对刺激的反应遵循全或无模式,而整个肌群的肌力取决于参与收缩的肌纤维数目。如刺激强度超过阈值,神经支配的所有肌纤维都收缩,肌肉产生最大收缩力。临床上用大于阈值20%至25%的刺激强度,称为超强刺激,以保证能引起最大的收缩反应。超强刺激会产生疼痛,患者于麻醉期间无痛感,恢复期却能感到疼痛。因此,有人提出在恢复期使用次强电流刺激,但其监测结果的准确性目前还难以接受。所以要尽可能使用超强刺激。给予肌松剂后,肌肉反应性降低的程度与被阻滞肌纤维的数量呈平行关系,保持超强刺激程度不变,所测得的肌肉收缩力强弱就能表示神经肌肉阻滞的程度。

    3. 神经电刺激模式及其作用

    3.1 单刺激(Single-Twitch Stimulation, SS)

    单刺激模式使用频率为1Hz到0.1Hz的单个超强刺激作用于外周运动神经,肌力反应取决于单刺激频率。其可用于监测非去极化和去极化肌松药对神经肌肉功能的阻滞作用。

    图为注射非去极化和去极化肌松剂(箭毒)后,使用单刺激(0.1到1.0Hz)的电刺激模式及肌力反应情况。值得注意的是,除了时间因素,两者的肌力反应强度无差异。

    3.2 四个成串刺激(Train-of-Four Stimulation, TOF)

    又称连续四次刺激,用于评价阻滞程度,是临床应用最广的刺激模式[3]。其间隔0.5秒连续发出四个超强刺激(即2Hz),通常每10-12秒重复一次。四个成串刺激分别引起四个肌颤搐,记为T1、T2、T3、T4。观察其收缩强度以及T1与T4间是否依次出现衰减,根据衰减情况可以确定肌松剂的阻滞特性、评定肌松作用。第四个刺激产生的反应振幅除以第一个刺激产生的反应振幅得到TOF比率(T4/T1),可反应衰减的大小。神经肌肉兴奋传递功能正常时T4/T1接近1.0;非去极化阻滞不完全时出现衰减,T4/T1<1.0,随着阻滞程度的增强,比值逐渐变小直至为0。阻滞进一步加深,由T4到 T1依次消失。而非去极化肌松剂作用消退时, T1 到T4按顺序出现。去极化阻滞不引起衰减,T4/T1为0.9-1.0。但若持续使用去极化肌松剂,其阻滞性质由Ⅰ相转变为Ⅱ相时,该值逐渐变小。如T4/T1<0.70,提示可能发生Ⅱ相阻滞;(T4/T1)<0.50时,提示已发生Ⅱ相阻滞。

    图为注射非去极化和去极化肌松剂(箭毒)后,使用四个成串刺激时电刺激模式和肌力反应情况。

    3.3 强直刺激(Tetanic Stimulation, TS)

    强直刺激由快速发放的电刺激(30, 50或100Hz)形成,临床实践中最常用的模式是持续5秒的50 Hz电刺激。神经肌肉传递功能正常和去极化阻滞时,肌肉对持续5秒的50 Hz强直刺激可以保持不变。而非去极化阻滞和使用琥珀胆碱后的Ⅱ相阻滞时,肌力反应出现衰减现象。

    3.4 强直刺激后单刺激计数(Post-Tetanic Count Stimulation, PTC)

    当非去极化阻滞较深,以致对四个成串刺激和单刺激均无肌颤搐反应时使用此模式。其组成是:给予持续5秒的50Hz强直刺激,间隔3秒后改为1Hz 的单刺激,观察单刺激时肌颤搐的次数。该模式可以量化肌肉阻滞的程度,预计神经肌肉收缩功能开始恢复的时间,更敏感地评价残余肌松作用。

    3.5 双短强直刺激(Double Burst Stimulation, DBS)

    双短强直刺激由两串间距750ms的50Hz强直刺激组成,每串强直刺激有3或4个波宽为0.2ms的矩形波。其主要用于没有监测肌颤搐效应记录设备时,通过手感或目测来感觉神经肌肉功能的恢复程度。临床多使用含3个刺激脉冲的DBS (DBS3,3) 。

    3.6 磁力刺激(Magnetic Stimulation)

    磁力刺激法是将一圆形的磁力刺激线圈(外直径14cm)通过一特制的支架沿受刺激神经的正切向放置,距离皮肤约2~3cm。在磁力刺激线圈的中心,可产生1. 5Tesla的电场。将磁力刺激器的电磁输出调至引起肌肉最大颤搐反应再增加10%的强度,以确保神经肌肉各单元完全去极化。磁力刺激每4~10秒刺激一次,其只能引起神经产生冲动,而不能使神经所支配的肌肉出现收缩;随着神经肌肉接头功能的恢复,肌肉收缩的幅度逐渐增大[4]。

    4. 肌松诱发反应的记录

    记录方法主要有三种:诱发机械反应测量(机械肌动图),诱发电反应测量(肌电图)和肌肉反应的加速度测量(加速度肌动图)。诱发电位和机械反应代表不同的生理事件。诱发肌电图记录的是一个或多个肌肉的电活动变化,而诱发机械肌动图记录的是与兴奋收缩偶联和肌肉收缩相关联的所有改变。因此用这些方法获得的结果可能不一样。尽管诱发肌电反应通常与诱发机械反应良好相关,然而有时也会出现明显的差别。尤其是对司可林的反应和非去极阻滞恢复期间的TOF比值测量。迄今为止,只有个别研究[5]探究了神经肌肉功能充分恢复临床标准与诱发肌电图反应的相关性。通过同步测量诱发电位和机械反应的方法比较阿曲库铵阻滞临床恢复过程与TOF比值之间的关系。这两种类型的诱发反应与临床恢复表现之间的关系非常相似。故还需更多研究来确定诱发肌电反应与手术肌松临床标准和神经肌肉阻滞完全恢复之间的相关性。加速度肌动图是手术室和ICU中分析神经肌肉功能的简单方法,要求监测肌肉能自由活动。在非去极化神经肌肉阻滞期间,加速度肌动图测得的TOF比值与肌张力-位移换能器或肌电图测得的TOF比值之间有良好的相关。同时,加速度肌动图的准确性基本可以与机械力学测量方法相媲美[6,7]。

    5. 肌松监测的临床意义

    为顺利进行气管内插管或保证全麻患者在术中绝对安静,常给予足量的非去极化肌松药,使外周肌的神经肌肉接头发生深度阻滞。临床监测最常使用的TOF模式,因其获得数据直观、简单、快捷,在肌松起效阶段结果可靠,但其无法对深度阻滞状态进行评估,且对残余肌松作用进行主观评估时,假阴性率较高。

    PTC主要用于使用非去极化肌松药后对SS或TOF刺激无反应时对神经肌肉阻滞程度的评估[8,9]。强直刺激后肌颤搐反应(PTT)是非去极化肌松药在接头前区域产生神经肌肉阻滞的敏感指标,而TOF的T1受接头后作用的影响。吸入麻醉药延长非去极化肌松药产生神经肌肉阻滞有效间期的部位主要在接头后膜,故进行PTC监测时会发现PTT第一次出现的时间未受影响,但TOF的T1显现时间明显延长,七氟醚和安氟醚最明显,异氟醚次之,氟烷和神经安定麻醉几乎无差异,可能与氟烷麻醉时骨骼肌血流量的增加程度比其它吸入麻醉药小有关[10]。为防止病人手术期间突然出现随意运动,外周肌神经肌肉阻滞强度需达到PTC=0。由于TS可影响去极化神经肌肉阻滞的恢复过程,故使用去极化肌松药后不能使用PTC进行监测[11]。

    DBS为临床麻醉工作提供了一种凭主观感觉(主要是触觉和目测)就能正确有效地判断衰减的方法,以便在无肌颤搐反应记录设备时,仅使用神经刺激器就能对肌松残余作用做出合理可信的判断。根据目前的文献资料可以认为DBS能在更广的麻醉范围内监测到衰减,故适用于肌松恢复期对衰减程度的判断[12] 。Fruergaard K等[13]的9例病人在术毕神经肌肉功能自然恢复期间,实测TOFr。在12秒交替进行TOF和DBS时,28名观察者不知晓TOFr的测定结果,凭目测和触感判定DBS反应衰减消失时分别相当于实测TOFr为0.69±0.09 和0.74±0.08;目测或触感判定DBS反应衰减消失到实测TOFr> 0.75的时间分别为7.9±5.0min和5.2±2.4min,显示触感评估比目测更准确。

    6.肌松监测的影响因素

    6.1 人-机连接界面的影响  肌松监测仪设有刺激电流输出与信息输入环路,此环路中影响肌松监测的常见因素有:①粘贴电极处的皮肤未处理干净,阻抗增加对照值校准困难;②电极表面导电膏过多,电极间形成短路,对照值校准失真或无法校准;③刺激电极未放在神经干走向的皮肤上,或两个刺激电极间距超过2厘米,即使刺激电流超过70mA仍未获得对照值,使校准失败;④肌电图型肌松监测仪,参考电极与测拾电极间距离<2厘米,监测过程容易出现伪差;⑤长时间连续监测,导电膏性能降低,刺激电流与肌电信息衰减增加,监测数据失真或术毕不能恢复至对照值[14]。

    6.2 对照值校准时机的影响  中枢神经系统状态及静脉、吸入麻醉药均可影响神经-肌肉传递功能。即使全麻诱导时不使用肌松药,诱导后TOF的T1下降20%~40%[15]。若对照值校准时机选在全麻诱导前、清醒状态下,所需刺激电流小,术中维持既定肌松程度所需肌松药因此而减少,术毕无肌松残余作用,但因全麻药或意识状态的影响,常使肌颤搐反应不能恢复至对照值。若在全麻诱导及意识消失后、静注肌松药前进行校准,要将已经下降的肌颤搐反应提高至100%所需刺激电流增大,降低术毕肌颤搐不能恢复至对照值的发生率。故对照值校准时机宜选在全麻诱导后,静注肌松药前。

    6.3 中心体温与受检部位温度的影响  Heier T[16]在排除麻醉药对神经-肌肉传递功能的影响后,界定当T1低于对照值的98%时即认为中心体温或局部温度使其下降,证实T1下降幅度与中心体温、被检部位温度降低呈线性相关;并将肌颤搐反应高度与中心体温、拇内收肌及鱼际皮肤温度之间的变化用线性回归表示,依此推测肌颤搐为100%时所对应的温度即为引起T1下降的温度阈值。Suzuki T [17]的研究亦表明被检部位皮肤温度维持在32℃以上,可排除低温对T1高度的影响。

    6.4 各刺激反应方式间的相互影响  为准确判断神经-肌肉阻滞程度及充分逆转肌松药的残余作用,常需联合应用多种刺激发式,但可能产生相互影响。现认为[18]TOF并不能完全检出肌松药的残余作用,DBS的可信度高于TOF,但其使用受到一定限制,故仍需辅以强直刺激或传统的抬头、握力等试验。神经肌肉阻滞过程中辅以强直刺激,由于其易化作用可发生T1增高的假象[19,20],从而使肌松药用量增加;肌松恢复期此假象可能误导麻醉师过高估计肌松恢复程度[21],导致过早拔管而产生严重的后果[22]。用强直刺激和单刺激判断肌松药阻滞后恢复过程,50Hz与100Hz的强直刺激能够增加单次刺激肌颤搐反应高度,其影响可持续11分钟甚至长达30分钟,造成完全恢复假象[23]。故临床工作中,应结合肌松监测结果和临床表现对患者肌松程度做出正确地判断。

    综上所述,肌松监测在临床使用过程中具有十分重要的作用,随着其日益广泛地使用,相关技术必将更加完善。由于电子计算机技术的飞速发展,神经肌肉功能监测的技术和方法得到了不断地更新与完善,神经刺激、信号的采集与换能、结果的处理与显示均可在瞬间完成,肌松监测的临床应用也日趋增多。目前肌松作用监测的发展趋势为:① 肌松监测仪向小型化发展,其结构趋于简单精巧、便于随身携带,价格减低,力求临床应用的普及,麻醉医生甚至可以人手一台;② 肌松监测方法尽可能全面,监测的数据经由电脑处理,并与输液装置连接,可作闭环反馈控制自动给肌松药。理想的神经肌肉功能监测应该是设备精巧、操作灵活方便、实用性强、精确度与灵敏性高,同时将其所致的不适感减轻到最少程度。尽管目前肌松监测仪和监测方法的精确度和敏感性在不断提高,但是由刺激所带来的疼痛与不适感的问题仍未完全解决,因此今后肌松监测的改进重点应该是改进神经刺激方法与刺激参数,以减轻或避免疼痛与不适的感觉。

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