圍術(shù)期肌松監(jiān)測(cè)的研究

羅珺涵 ，葉繼倫 ，張旭

1 深圳市生物醫(yī)學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，深圳市，518000

2 廣東省生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與超聲成像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，深圳市，518000

3 深圳大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，深圳市，518000

0 引言

現(xiàn)代臨床的麻醉四要素包含鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、肌松、抑制不良神經(jīng)反射，其中，肌松主要通過(guò)使用肌肉松弛藥來(lái)實(shí)現(xiàn)。肌松藥作用于神經(jīng)細(xì)胞后膜，阻滯神經(jīng)肌肉興奮傳遞，從而產(chǎn)生肌肉松弛。適當(dāng)?shù)募∷赡軌蛳颊咝g(shù)中自主呼吸與機(jī)械通氣的對(duì)抗，減弱或終止某些由骨骼肌痙攣性疾病引起的肌肉強(qiáng)直等[1]。在肌松為手術(shù)提供良好的操作條件的同時(shí)，肌松藥應(yīng)用的安全性也成為圍術(shù)期的重要問(wèn)題。

由于肌松藥具有的副作用，在手術(shù)的不同階段需盡量做到以最少的肌松藥劑量達(dá)到肌松的要求。然而，一些因素諸如藥物的特性、藥物的相互作用影響、患者的生理病理差異等，會(huì)導(dǎo)致患者在肌松藥作用后的反應(yīng)不同。這些因素以及不同醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)差異，都會(huì)影響術(shù)后肌松殘余（postoperative residual curarization,PORC）評(píng)估的準(zhǔn)確性。PORC可能會(huì)導(dǎo)致肌肉無(wú)力、低氧血癥以及術(shù)后肺部并發(fā)癥等。但是，當(dāng)前許多臨床麻醉科并未使用定量肌松監(jiān)測(cè)儀來(lái)提供手術(shù)指導(dǎo)。

肌松監(jiān)測(cè)可以在術(shù)中指導(dǎo)肌松藥的使用，提示醫(yī)生調(diào)整輸注藥物的劑量，從而根據(jù)肌肉松弛狀態(tài)和手術(shù)進(jìn)展情況選擇合適的停藥時(shí)機(jī)，并在術(shù)畢時(shí)減少PORC作用。

采用定量肌松監(jiān)測(cè)儀能夠在圍術(shù)期合理地指導(dǎo)肌肉松弛藥物的使用，實(shí)現(xiàn)肌松藥劑量的個(gè)體化使用，并在術(shù)后發(fā)現(xiàn)殘余肌松作用，從而減少患者對(duì)肌松藥的不良反應(yīng)，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

1 刺激方式

1.1 刺激源類型

刺激源一般可分為電刺激、磁刺激和熱刺激?？紤]到對(duì)人體的傷害以及測(cè)量的準(zhǔn)確度，目前臨床上主要采用電刺激法作為刺激源。當(dāng)外周神經(jīng)受到電刺激后，會(huì)誘發(fā)該神經(jīng)所支配的肌肉產(chǎn)生收縮反應(yīng)或肌電效應(yīng)，之后可通過(guò)傳感器檢測(cè)該反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)定量評(píng)估神經(jīng)阻滯程度。

磁刺激通過(guò)外界磁場(chǎng)作用于人體組織時(shí)產(chǎn)生的電流來(lái)刺激神經(jīng)元的突出前膜，引起運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元去極化，從而興奮大腦皮層的運(yùn)動(dòng)區(qū)產(chǎn)生肌肉運(yùn)動(dòng)[2]。這種刺激源無(wú)需與受試者的身體接觸，患者疼痛感較弱，但存在設(shè)備使用不便等缺點(diǎn)。

熱刺激在短時(shí)間內(nèi)作用于機(jī)體后，法布羅大學(xué)的首席研究員Arnd Pralle博士表明：“神經(jīng)元細(xì)胞受熱會(huì)迫使溫度敏感性的離子通道打開(kāi)，從而刺激神經(jīng)元放電”。熱刺激源與磁刺激類似，同樣無(wú)需與受試者的身體接觸。

1.2 電刺激模式

基于電刺激源，可通過(guò)改變刺激電極輸出電流的大小和放電時(shí)間等參數(shù)來(lái)產(chǎn)生多種可選的電刺激模式。

單刺激（single-twitch stimulation,SS）指通過(guò)刺激電極輸出頻率為0.1～1 Hz、波寬為0.2～0.3 ms的單次超強(qiáng)刺激，常用刺激頻率為0.1 Hz。這種刺激模式的優(yōu)點(diǎn)在于刺激方法簡(jiǎn)單，且受試者的不適感較低，因此可用于反復(fù)測(cè)試，從而協(xié)助醫(yī)生判斷受試者對(duì)刺激的敏感程度。缺點(diǎn)在于不能反應(yīng)肌松藥對(duì)突觸前膜的作用，也無(wú)法判斷神經(jīng)阻滯的性質(zhì)，且不同頻率的刺激所得結(jié)果之間無(wú)法相互比較，因此需提前測(cè)定參照值。四次成串刺激（train of four stimulation,TOF）是目前臨床應(yīng)用最廣泛的電刺激模式，它無(wú)需測(cè)定參照值且刺激部位痛感輕。由刺激電極輸出四個(gè)間隔0.5 s的連續(xù)超強(qiáng)刺激串，頻率為2 Hz，波寬為0.2～0.3 ms，兩組TOF刺激之間相隔10～20 s。之后，可以通過(guò)式（1）來(lái)表示衰減程度，將rTOF作為評(píng)估神經(jīng)阻滯程度的指標(biāo)。

圖1 各種電刺激模式示意圖[6]Fig.1 Schematic diagram of various electrical stimulation patterns

式中：T4代表第4個(gè)肌顫搐，T1代表第1個(gè)肌顫搐。關(guān)于TOF指標(biāo)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了兩個(gè)階段：早期認(rèn)為，rTOF＞0.7時(shí)肌松殘余作用已消除，但進(jìn)一步的研究證實(shí)，呼吸肌對(duì)肌松藥較不敏感，呼吸肌從肌松藥作用中恢復(fù)較早，當(dāng)rTOF＞0.7時(shí)，呼吸功能已經(jīng)基本恢復(fù)，但咽喉部肌肉肌力恢復(fù)較晚，而在rTOF≥0.9時(shí)，咽喉部肌肉的協(xié)調(diào)功能才能夠完全恢復(fù)正常，使頸動(dòng)脈體缺氧性通氣反應(yīng)不受損害。因此，目前推薦以rTOF＜0.9作為提示PORC存在的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

強(qiáng)直刺激后計(jì)數(shù)（post-tetanic twitch count,PTC）也是臨床上較為常用的一種電刺激模式，是基于強(qiáng)直刺激（tetanic stimulation,TS）后產(chǎn)生的強(qiáng)直后易化現(xiàn)象，記錄強(qiáng)直刺激后對(duì)單次肌顫搐刺激反應(yīng)的次數(shù)。該方法能夠彌補(bǔ)TOF無(wú)法評(píng)估深度神經(jīng)阻滯的缺點(diǎn)，且能夠判斷非去極化肌松藥使用后的神經(jīng)阻滯性質(zhì)。不足之處在于兩次強(qiáng)直刺激需間隔6～10 min，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測(cè)，且使用去極化肌松藥時(shí)無(wú)法采用該刺激模式。

雙重爆發(fā)刺激(double-burst stimulation,DBS)適用于神經(jīng)肌肉阻滯恢復(fù)期對(duì)衰減程度的判斷，在主觀評(píng)估（目測(cè)或觸摸）時(shí)，DBS比TOF能在更廣的范圍內(nèi)察覺(jué)到肌顫搐的衰減，且每次所需的間隔時(shí)間較PTC短，但患者的不適感較強(qiáng)。

根據(jù)臨床實(shí)際需求來(lái)切換電刺激模式，能夠確保刺激電流既能安全作用于人體，又能達(dá)到檢測(cè)肌松的目的。如麻醉誘導(dǎo)時(shí)常選用SS和TOF，以了解肌松程度并評(píng)估恢復(fù)期；中度阻滯與恢復(fù)期間選用TOF監(jiān)測(cè)；深度阻滯則采用PTC；在恢復(fù)室病人應(yīng)用TOF和DBS觀察PORC現(xiàn)象。

1.3 刺激部位

最佳監(jiān)測(cè)肌群是在圍手術(shù)期中最容易觀察的部位，因此臨床上普遍首選的刺激部位是尺神經(jīng)。刺激時(shí)，將遠(yuǎn)端電極放在近端腕橫紋1 cm尺側(cè)屈腕肌橈側(cè)，近端電極置于遠(yuǎn)端電極近側(cè)2～3 cm處[4]。目前，肌松深度一般在刺激尺神經(jīng)后，通過(guò)監(jiān)測(cè)拇內(nèi)收肌進(jìn)行評(píng)估。

2 檢測(cè)方式

自肌松監(jiān)測(cè)在20世紀(jì)50年代被引入臨床以來(lái)，對(duì)圍術(shù)期患者肌松殘余的檢測(cè)方式主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：①1950年代起以生命體征為依據(jù)的臨床檢測(cè)；②1970年代起采用周圍神經(jīng)刺激器的定性檢測(cè)，且研究認(rèn)為TOF比值＞0.7時(shí)，可表示神經(jīng)肌肉功能恢復(fù)較好[3]；③1997年Kopman等將rTOF＜0.9作為標(biāo)準(zhǔn)的定量檢測(cè)法，這是目前診斷神經(jīng)肌肉阻滯準(zhǔn)確性最好的檢測(cè)方式[3]。

2.1 臨床檢測(cè)

臨床檢測(cè)法是最早期臨床醫(yī)生判斷患者肌松狀況的一種主觀方法。2017年《肌肉松弛藥合理應(yīng)用的專家共識(shí)》中指出，判斷肌松藥的殘留阻滯作用基本消除，有以下4項(xiàng)較為可靠的臨床指征：

①患者意識(shí)清醒，同時(shí)伴有嗆咳和吞咽反射；

②患者頭部能夠持續(xù)抬離枕頭5 s以上（反映肌肉強(qiáng)直收縮力）；

③患者呼吸平穩(wěn)，呼吸頻率為10～20次/min，最大吸氣壓≤-50 cmH2O（1 cmH2O=9.81 Pa）；④測(cè)量得到的PetCO2和PaCO2均≤45 mm Hg（1 mmHg=133.32 Pa）。

在沒(méi)有專門的肌松監(jiān)測(cè)儀器的情況下，該方法能夠在一定程度上評(píng)估患者術(shù)后的肌松殘余。但該方法通常需要在患者清醒的情況下配合進(jìn)行，且依賴于醫(yī)生的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，對(duì)患者的肌松狀況沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致肌松評(píng)估結(jié)果可能存在風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 定性評(píng)估

由于使用臨床檢測(cè)后，PORC的現(xiàn)象仍普遍發(fā)生，因此在1958年，CHRISTIE等[5]提出采用外周神經(jīng)刺激器（peripheral nerve stimulator,PNS），來(lái)用于診斷應(yīng)用肌松藥后導(dǎo)致的持續(xù)呼吸抑制現(xiàn)象。

使用外周神經(jīng)刺激器后，由于不同患者對(duì)同一刺激產(chǎn)生反應(yīng)的敏感程度不同，神經(jīng)反射程度仍無(wú)法被定量評(píng)估。

定性檢測(cè)法可以讓醫(yī)生在患者意識(shí)非清醒狀態(tài)下，通過(guò)視覺(jué)或觸覺(jué)評(píng)估肌肉松弛程度。對(duì)比臨床檢測(cè)法，該檢測(cè)方法的可靠性有所提升[3]，但仍需基于臨床醫(yī)生的主觀判斷，無(wú)法形成統(tǒng)一、客觀的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，因此還需進(jìn)一步采用定量檢測(cè)。

2.3 定量評(píng)估

目前肌松監(jiān)測(cè)的研究主要基于定量檢測(cè)的方式。在圍術(shù)期配合使用肌松監(jiān)測(cè)儀，有助于醫(yī)生了解肌松藥作用的起效、維持和消退情況。

定量的肌松監(jiān)測(cè)設(shè)備一般需含有兩個(gè)部分：一是通過(guò)刺激源產(chǎn)生刺激作用于外周神經(jīng)，類似于周圍神經(jīng)刺激器；二是檢測(cè)肌肉松弛程度并量化，最終以數(shù)字形式（0～1.0或0～100%）直觀地顯示結(jié)果。

2.3.1 肌機(jī)械描記法

肌機(jī)械描記法（mechanomyography,MMG）通過(guò)傳感元件測(cè)量拇內(nèi)收肌等長(zhǎng)收縮肌力，測(cè)量得到的TOF指標(biāo)準(zhǔn)確度高，是肌松監(jiān)測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”[6]。由于MMG型的監(jiān)測(cè)儀在使用前需要較為繁瑣的設(shè)置，且設(shè)備價(jià)格昂貴，因此主要為了科研目的而開(kāi)發(fā)，不再作為商業(yè)生產(chǎn)[6]。

2.3.2 加速度描記法

加速度描記法（acceleromyography,AMG）基于牛頓第二定律的原理，將加速度傳感器和刺激電極分別固定在患者拇指和腕部的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)上，當(dāng)肌肉受刺激收縮后，加速度傳感器能夠測(cè)量得到與該收縮幅度成正比的信號(hào)[6]。基于加速度描記法，將探針附著在拇指尖端，以標(biāo)準(zhǔn)的方式刺激尺神經(jīng)，如圖2所示。該方法雖然測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定性較EMG型監(jiān)測(cè)儀差，但由于加速度型肌松監(jiān)測(cè)儀的操作簡(jiǎn)便、體積較小，因此該檢測(cè)方法常用于肌松監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品中。

圖2 加速度描記法Fig.2 Acceleromyography

2.3.3 壓電描記法

壓電描記法（kinemyography,KMG）基于壓電效應(yīng)，采用壓電傳感器測(cè)量拇指收縮彎曲傳感器而產(chǎn)生的電信號(hào)[6]。該方法使用簡(jiǎn)便，但不足之處在于只能用于尺神經(jīng)部位的監(jiān)測(cè)，要求患者的拇指可自由活動(dòng)[7]。

2.3.4 肌電描記法

肌電描記法（electromyography,EMG）是最初的神經(jīng)肌肉定量評(píng)估方法[8]，測(cè)量原理基于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)被電刺激后的復(fù)合動(dòng)作電位，使用時(shí)需要放置一個(gè)參照電極，通過(guò)電刺激尺神經(jīng)，并在魚(yú)際區(qū)記錄肌電圖，以檢測(cè)拇內(nèi)收肌的誘發(fā)反應(yīng)，如圖3所示[9]。雖然測(cè)量時(shí)易受電氣干擾或環(huán)境溫度影響[10]，但由于測(cè)量肌肉的電活動(dòng)，因此肌肉無(wú)需要求固定或可自由活動(dòng)。目前正在開(kāi)發(fā)用于臨床常規(guī)使用的小型獨(dú)立EMG型肌松監(jiān)測(cè)儀[6]。

圖3 肌電描記法Fig.3 Electromyography

2.3.5 肌音描記法

肌音描記法（phonomyography,PMG）采用電容式麥克風(fēng)檢測(cè)肌肉收縮引起肌纖維橫向運(yùn)動(dòng)發(fā)出的低頻聲音，聲音強(qiáng)度與收縮力的大小成比例[6]。該方法的優(yōu)勢(shì)在于可用于各種部位的肌肉監(jiān)測(cè)，易于使用。雖然PMG型肌松監(jiān)測(cè)儀尚未用于臨床使用，但已有研究表明PMG與“金標(biāo)準(zhǔn)”MMG測(cè)量得到的結(jié)果具有良好的一致性[11]。

3 應(yīng)用

根據(jù)2017年的《臨床麻醉監(jiān)測(cè)指南》，目前臨床上常用的神經(jīng)肌肉傳導(dǎo)功能監(jiān)測(cè)儀一般帶有簡(jiǎn)便的神經(jīng)刺激器和加速度肌松監(jiān)測(cè)，如國(guó)外歐加農(nóng)公司生產(chǎn)的TOF-Watch SX肌松監(jiān)測(cè)儀，國(guó)內(nèi)邁瑞公司生產(chǎn)的插件式NMT模塊等。

肌松監(jiān)測(cè)儀能夠客觀、定量、及時(shí)地反映患者使用肌松藥后的神經(jīng)肌肉阻滯程度，對(duì)臨床合理使用肌松藥具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，應(yīng)在圍術(shù)期推廣應(yīng)用定量肌松監(jiān)測(cè)儀，目前上市主流的獨(dú)立或模塊式肌松監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，如表1所示。

表1 肌松監(jiān)測(cè)產(chǎn)品Tab.1 Muscle relaxant monitor products

4 總結(jié)

本研究對(duì)肌松監(jiān)測(cè)涉及到的原理及方法，以及現(xiàn)有儀器做了較為詳細(xì)的介紹。通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外肌松監(jiān)測(cè)方法研究的梳理，可以發(fā)現(xiàn)肌松監(jiān)測(cè)已成為臨床麻醉學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，已經(jīng)有一些肌松定量檢測(cè)方法應(yīng)用于臨床，如AMG、EMG等。但研究表明，肌松監(jiān)測(cè)的研究和應(yīng)用兩者間存在著較大的差異。在圍術(shù)期使用了主觀方式評(píng)估肌松效應(yīng)的患者不到40%，而使用定量肌松監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行客觀評(píng)估的患者僅僅為17%[13-14]。雖然國(guó)外對(duì)肌松監(jiān)測(cè)的研究起步更早，較早研發(fā)出了肌松監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品，但據(jù)臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[15-16]，仍有約10%的美國(guó)、澳大利亞和新西蘭，以及20%的歐洲麻醉師從不通過(guò)施加外部神經(jīng)刺激來(lái)監(jiān)測(cè)肌松狀況。

我國(guó)當(dāng)前在肌松監(jiān)測(cè)儀方面的研究和臨床應(yīng)用仍存在一些不足。目前，只有一些較好的醫(yī)院會(huì)采用肌松監(jiān)測(cè)儀作為臨床指導(dǎo)，但國(guó)內(nèi)已有不少公司和科研機(jī)構(gòu)正在研發(fā)肌松儀器，如邁瑞醫(yī)療公司、北京思路高醫(yī)療公司、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所[17]、湖州市第三人民醫(yī)院設(shè)備科[18]。因此，對(duì)于肌松監(jiān)測(cè)儀器后續(xù)的研究與應(yīng)用，主要可以從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：

（1）將肌松監(jiān)測(cè)與主流器械整合，可增加其應(yīng)用場(chǎng)景。例如，近年中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所研制了一款帶有血氧監(jiān)測(cè)功能的肌松監(jiān)測(cè)儀，可通過(guò)外部傳感器探頭同時(shí)監(jiān)測(cè)血氧飽和度和肌松指標(biāo)，能夠減少患者因監(jiān)測(cè)需要佩帶的傳感器數(shù)量，同時(shí)減少監(jiān)護(hù)儀使用對(duì)患者產(chǎn)生的干擾。

（2）優(yōu)化現(xiàn)有的儀器設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)有產(chǎn)品主要基于目前較為成熟的AMG檢測(cè)方法，但在測(cè)量準(zhǔn)確度、性能穩(wěn)定性方面仍需進(jìn)一步優(yōu)化提升。同時(shí)，若公司為臨床提供使用更簡(jiǎn)便、性價(jià)比更高的設(shè)備，也有助于我國(guó)在臨床上普及肌松監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用。

（3）研究新的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。目前臨床上公認(rèn)rTOF是評(píng)估神經(jīng)阻滯程度較為可靠的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。但各科研機(jī)構(gòu)也可以根據(jù)現(xiàn)有肌松監(jiān)測(cè)儀存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)得到的臨床數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析其潛在意義，評(píng)估新的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，有助于提升國(guó)產(chǎn)肌松監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用水平。

肌松監(jiān)測(cè)儀在圍術(shù)期應(yīng)用后，明顯有助于醫(yī)生發(fā)現(xiàn)患者術(shù)后的殘余肌松作用。建議我國(guó)各醫(yī)院積極引入定量肌松監(jiān)測(cè)儀，并推廣其在圍術(shù)期使用，從而降低因肌松而引起的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，以及術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生率。