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        近似熵在腦電監(jiān)測(cè)麻醉深度中的應(yīng)用

        2019-01-28 02:55:58蘇克陽(yáng)曾景陽(yáng)謝文欽顏景佳謝文吉
        關(guān)鍵詞:血漿深度

        蘇克陽(yáng),曾景陽(yáng),謝文欽,顏景佳,謝文吉

        泉州市第一醫(yī)院麻醉科,福建泉州362000

        前言

        麻醉作為外科手術(shù)的重要部分,對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用以發(fā)揮止痛、讓意識(shí)消失功能,與手術(shù)的順利開展密切相關(guān)[1-2]。對(duì)此加強(qiáng)患者麻醉深度監(jiān)測(cè)對(duì)確保麻醉效果、減少相關(guān)并發(fā)癥及麻醉藥物劑量至關(guān)重要[3-4]。目前臨床評(píng)價(jià)麻醉深度包括自主神經(jīng)反應(yīng)、腦電圖監(jiān)測(cè),前者特異度差,后者常見工具為腦電雙頻指數(shù)(BIS)、聽覺誘發(fā)電位指數(shù),雖能對(duì)麻醉深度、鎮(zhèn)靜抑制程度有效反映,但其僅對(duì)原始腦電部分信息分析,且計(jì)算耗時(shí),有藥物依賴性,無法滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求[5-6]。有研究證實(shí),腦電信號(hào)源于非線性系統(tǒng),近年來腦電近似熵作為非線性分析方法之一在腦功能研究中應(yīng)用較多,但關(guān)于近似熵用于麻醉深度監(jiān)測(cè)的臨床報(bào)道尚少[7-8]?;诖耍狙芯繉?duì)2017年1月~2018年1月手術(shù)患者全麻過程中的近似熵值、BIS值監(jiān)測(cè),通過對(duì)照分析腦電近似熵對(duì)麻醉深度的監(jiān)測(cè)價(jià)值[9]。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料

        抽取福建省泉州市第一醫(yī)院2017年1月~2018年1月?lián)衿谛腥槭中g(shù)的患者80例,其中,男43例,女37例;年齡18~68歲,年齡平均(45.83±5.72)歲;體質(zhì)量平均(60.24±6.03)kg,體質(zhì)量指數(shù)平均(24.12±1.35)kg/m2。

        入選標(biāo)準(zhǔn):美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(ASA)分級(jí)I級(jí)或II級(jí);均為骨科手術(shù);術(shù)前不存在嚴(yán)重心腦血管疾病、無糖尿??;全麻過程中均接受BIS、近似熵值監(jiān)測(cè);相關(guān)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):神經(jīng)系統(tǒng)疾病;精神障礙;有抗癲癇藥物、抗失眠藥物長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用史;有酒精依賴史;惡病質(zhì)者;手術(shù)時(shí)間4 h以上、術(shù)中失血量400 mL以上者。

        1.2 方法

        所有患者均擇期全麻手術(shù),術(shù)前均不用藥,入室后靜脈通路開通,給予乳酸林格靜滴,與監(jiān)護(hù)儀連接,對(duì)患者心電圖、血壓等指標(biāo)監(jiān)測(cè)。對(duì)患者行阿托品0.5 mg肌肉注射后開始丙泊酚靜脈靶控輸注,丙泊酚靶濃度起始值為0.5 μg/mL,以0.5 μg/mL幅度遞增,各濃度維持60 s,到患者意識(shí)消失為止。通過改良鎮(zhèn)靜/警覺評(píng)分(MOAA/S)評(píng)價(jià)患者意識(shí)情況,6等級(jí)評(píng)分法(0~5分),1分及以下判斷為意識(shí)消失,間隔20 s評(píng)分1次?;颊咭庾R(shí)消失后給予芬太尼0.003 mg/kg、羅庫(kù)溴銨0.8 mg/kg靜注;在患者肌肉松弛滿足要求后,于喉鏡下進(jìn)行經(jīng)口插管,機(jī)械通氣,保持呼氣末二氧化碳分壓35~40 mmHg,術(shù)中根據(jù)患者情況間斷給予芬太尼、羅庫(kù)溴銨干預(yù)。

        1.3 觀察指標(biāo)及測(cè)定

        記錄患者麻醉前、麻醉誘導(dǎo)5 min、術(shù)中60 min、麻醉蘇醒時(shí)BIS值、腦電近似熵值,其中BIS值通過BIS監(jiān)測(cè)儀測(cè)定記錄,腦電近似熵值計(jì)算參考Pincus[10]提出的描述信號(hào)復(fù)雜性及規(guī)律性的方法,自編腦電近似熵計(jì)算軟件對(duì)其計(jì)算,結(jié)果越大,提示腦電信號(hào)越復(fù)雜;觀察記錄丙泊酚不同血漿濃度、不同MOAA/S評(píng)分時(shí)BIS值、腦電近似熵值的變化。

        1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù),計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,行t檢驗(yàn),Pearson相關(guān)性分析BIS、腦電近似熵值與丙泊酚血漿濃度的相關(guān)性,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 圍術(shù)期BIS值、腦電近似熵值變化

        麻醉誘導(dǎo)5 min、術(shù)中60 min、麻醉蘇醒時(shí)BIS值、腦電近似熵較麻醉前均明顯降低(P<0.05);術(shù)中60 min BIS值、腦電近似熵值明顯低于麻醉誘導(dǎo)5 min的值(P<0.05),見表1。

        表1 不同時(shí)間點(diǎn)BIS值、腦電近似熵值比較(±s)Tab.1 Comparison of bispectral index(BIS)value and electroencephalogram(EEG)approximate entropy at different time points(Mean±SD)

        表1 不同時(shí)間點(diǎn)BIS值、腦電近似熵值比較(±s)Tab.1 Comparison of bispectral index(BIS)value and electroencephalogram(EEG)approximate entropy at different time points(Mean±SD)

        與麻醉前比較,*P<0.05;與麻醉誘導(dǎo)5 min比較,#P<0.05

        指標(biāo)腦電雙頻指數(shù)腦電近似熵麻醉前97.58±1.2548.10±4.68*37.24±2.59*#74.05±7.98*#0.95±0.200.44±0.04*0.35±0.23*#0.88±0.21*#麻醉誘導(dǎo)5 min 術(shù)中60 min 麻醉蘇醒

        2.2 丙泊酚不同血漿濃度BIS值、腦電近似熵值的變化

        腦電近似熵、BIS值均隨著丙泊酚濃度增加而下降,見圖1和圖2。

        2.3 不同MOAA/S評(píng)分BIS值、腦電近似熵值的變化

        腦電近似熵、BIS值隨著MOAA/S評(píng)分的增加而增大,見圖3和圖4。

        2.4 相關(guān)性分析

        Pearson相關(guān)性分析顯示,腦電近似熵與丙泊酚血漿濃度負(fù)相關(guān)(r=-0.873,P<0.05),BIS值也與丙泊酚血漿濃度負(fù)相關(guān)(r=-0.825,P<0.05)。

        3 討論

        麻醉在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中占據(jù)重要地位,特別是外科手術(shù),若麻醉過淺會(huì)導(dǎo)致患者術(shù)中知曉,若麻醉太深會(huì)影響麻醉質(zhì)量,不利于麻醉藥物的合理應(yīng)用,可見對(duì)麻醉深度準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。麻醉發(fā)揮作用主要與其對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響有關(guān),而腦電對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)直接反映,為此臨床上常通過腦電法監(jiān)測(cè)麻醉深度[11]。BIS為腦電監(jiān)測(cè)常見指標(biāo)之一,它主要對(duì)大腦皮層鎮(zhèn)靜與否或程度反映,其值與麻醉藥物用量、鎮(zhèn)靜深度密切相關(guān),即麻醉、鎮(zhèn)靜程度越大,BIS值越小,是監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)靜程度較為成熟、效果較好的一項(xiàng)定量指標(biāo)。近年來有研究發(fā)現(xiàn),腦電中有較多非平穩(wěn)及非線性信號(hào),部分還存在混沌現(xiàn)象,對(duì)此建議通過非線性動(dòng)力學(xué)參數(shù)反映腦電上述信息[12]。腦電近似熵相比BIS對(duì)大腦實(shí)際電活動(dòng)更能顯示出來,腦電復(fù)雜度隨麻醉藥物濃度變化而變化。腦電近似熵對(duì)爆發(fā)抑制出現(xiàn)能準(zhǔn)確判斷,對(duì)識(shí)別患者處于無意識(shí)還是有意識(shí)狀態(tài)有重要作用,且個(gè)體內(nèi)/間的差異不大,認(rèn)為腦電近似熵作為非線性分析指標(biāo)之一更適合麻醉鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測(cè)[13-14]。

        圖1 腦電近似熵與丙泊酚血漿濃度的關(guān)系Fig.1 Relationship between EEG approximate entropy and plasma concentration of propofol

        圖2 BIS與丙泊酚血漿濃度的關(guān)系Fig.2 Relationship between BIS and plasma concentration of propofol

        圖3 腦電近似熵與MOAA/S評(píng)分的關(guān)系Fig.3Relationship between EEG approximate entropy and MOAA/S score

        圖4 BIS與MOAA/S評(píng)分的關(guān)系Fig.4 Relationship between BIS and MOAA/S score

        1991年,Pincus提出近似熵能對(duì)系統(tǒng)隨機(jī)性、預(yù)測(cè)性描述,其值越大提示系統(tǒng)隨機(jī)性較大,頻率成分較豐富,適應(yīng)性較強(qiáng);其值越小,提示信號(hào)規(guī)律性或周期性較好,頻譜較窄,適應(yīng)性較弱。近似熵不是特定模型建立的測(cè)試,而是經(jīng)由系統(tǒng)規(guī)律性測(cè)量,區(qū)別數(shù)據(jù)后通過相關(guān)公式推導(dǎo)得出,且少量數(shù)據(jù)便能計(jì)算出近似熵值,對(duì)信號(hào)非線性特點(diǎn)能有效反映,為此我們將近似熵用于腦電非線性特點(diǎn)分析。相比其他熵,近似熵計(jì)算不受“噪聲”波幅的影響,減少偽差發(fā)生,對(duì)系統(tǒng)隨機(jī)分析有限,可定性分析。另外,近似熵屬于可描述序列復(fù)雜性的指標(biāo),相比其他復(fù)雜性指標(biāo),它有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):少量數(shù)據(jù)便能獲取穩(wěn)定的近似熵值;無需粗?;幚碓夹盘?hào);抗噪聲、抗干擾性強(qiáng),特別是偶爾造成的瞬間強(qiáng)干擾;近似熵不僅可識(shí)別隨機(jī)信號(hào)、確定信號(hào),而且還能判斷混合信號(hào)(隨機(jī)+確定信號(hào)),適合生理信號(hào)(混合信號(hào))監(jiān)測(cè)[15]。徐進(jìn)等[16]對(duì)不同麻醉深度下SD大鼠腦電近似熵監(jiān)測(cè)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)麻醉深度越深,腦電近似熵值越低。周芳等[17]通過對(duì)40例全麻患者麻醉前、誘導(dǎo)插管、術(shù)中及蘇醒時(shí)BIS、近似熵測(cè)定,發(fā)現(xiàn)BIS值、近似熵值隨麻醉加深而下降,且發(fā)現(xiàn)近似熵值與BIS值無顯著相關(guān)性,而近似熵和患者意識(shí)狀況顯著相關(guān),認(rèn)為近似熵相比BIS更適合全麻深淺評(píng)估。本研究結(jié)果顯示,麻醉誘導(dǎo)5 min、術(shù)中60 min時(shí)BIS值、近似熵值比麻醉前顯著降低,與周芳等[17]結(jié)果基本相符。分析其原因:麻醉深度越大,對(duì)大腦神經(jīng)元興奮性的抑制越明顯,腦電信號(hào)隨機(jī)性隨之下降,新模式產(chǎn)生的幾率減少,近似熵值相應(yīng)下降[18-19]。Bruhn等[20]研究發(fā)現(xiàn)腦電近似熵可準(zhǔn)確識(shí)別爆發(fā)性抑制出現(xiàn),且腦電復(fù)雜度隨麻醉藥物濃度改變而變化。此外,本研究除觀察不同時(shí)間點(diǎn)腦電近似熵變化外,還對(duì)丙泊酚不同血漿濃度、不同MOAA/S評(píng)分BIS值、腦電近似熵值進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,腦電近似熵值、BIS值隨丙泊酚血漿濃度增加而降低,呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)性,且腦電近似熵相比BIS的r值相對(duì)高,但無顯著差異,提示腦電近似熵、BIS均能有效反映丙泊酚相關(guān)鎮(zhèn)靜深度改變的情況。MOAA/S評(píng)分能較好地反映麻醉鎮(zhèn)靜狀態(tài),本研究結(jié)果顯示腦電近似熵值、BIS值隨MOAA/S評(píng)分下降有所降低,但BIS在0~1分(即意識(shí)消失)之間變化不大,而腦電近似熵卻能明顯區(qū)別,提示腦電近似熵在患者失去意識(shí)后仍能準(zhǔn)確判斷,而BIS不能有效評(píng)價(jià)。臨床上麻醉藥物等會(huì)影響麻醉深度,本研究未對(duì)不同麻醉藥物腦電近似熵值比較分析,且未分析腦電近似熵對(duì)清醒或麻醉狀態(tài)判斷的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度,有待日后進(jìn)一步分析。

        綜上,腦電近似熵、BIS值均能有效反映丙泊酚藥效,腦電近似熵相比BIS值能更好地預(yù)測(cè)MOAA/S評(píng)分,可用于麻醉深度監(jiān)測(cè)。

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