兒童全身麻醉時的腦電圖比較:七氟醚VS丙泊酚

兒童的特徵是伴隨著成長發生生理改變，其中一些變化可能會影響麻醉管理。例如，大腦隨著年齡的增長而成熟；麻醉藥物的藥理特性也隨著年齡發生改變。由於這種可變性，藥物的大腦效應藥效學反饋顯得尤為重要，這樣的反饋可使兒童用藥更加準確和個性化。

麻醉藥物的大腦效應可以通過分析皮質腦電圖信號來監測。年齡依賴性腦電圖在非麻醉兒童中得到了廣泛的描述。相比之下，被麻醉兒童的腦電圖數據很少。本研究旨在更精確地描述不同劑量丙泊酚或七氟醚麻醉兒童的腦電圖特徵，以及這些腦電圖特徵如何被BIS反映。本研究首要目的是描述BIS和丙泊酚或七氟醚濃度之間的劑量-反應關係。其次是對原始腦電圖進行頻譜分析和癲癇樣征篩選，以描述對應於BIS變化的腦電圖特徵。最後，比較丙泊酚和七氟醚在皮質抑制的同等水平下BIS和腦電圖(EEG)結果，以及這些結果對應於每種藥物的EC50BIS倍數值。

研究設計

2.1 受試者

納入標準：5-18歲之間的兒童，ASA 1- 2，擇期行中耳手術。

排除標準：肥胖、心肺或腎臟疾病；神經或神經肌肉疾病；術前服用干預中樞神經系統的藥物。

首先，將患者隨機分為丙泊酚組和七氟醚組。然後，在每組(七氟醚/丙泊酚)中，隨機選擇給藥劑量，每組五種可能：七氟醚1/2/3/4/5%；丙泊酚2/3/4/5 / 6μg/ml。(圖1)術前均口服羥嗪(1 mg/kg )。

2.2 方法

七氟醚(S)組麻醉採用純氧6%七氟醚麻醉。丙泊酚(P)組是通過TCI設備使丙泊酚血漿靶濃度(Ct P) 達6μg/ml。待睫毛反射消失，瑞芬太尼開始以0.25μg/kg/min輸注，並在整個研究過程中保持不變。給予阿曲庫銨(0.5 mg/kg)後使用帶囊氣管導管插管。機械通氣:空氣-氧氣混合物(50‐50)維持；呼吸頻率固定在14-20次/分之間；呼末二氧化碳濃度(ETCO2)嚴格保持在30- 35mmHg之間。對於每名患者，S組在1、2、3、4和5%之間隨機分配的固定百分數S（Fe S）下進行兩個10分鐘的穩態期；P組在2、3、4、5、6μg/ml之間隨機分配的固定Ct P下進行兩個10分鐘的穩態期。術後第1天對所有患者進行隨訪，採用標準化問卷檢測術中知曉。

2.3 數據分析

2.3.1 BIS數據分析

BIS基線值定義為麻醉誘導前最後一分鐘BIS的平均值。在每個隨機Fe S或Ct P對應的10分鐘穩態期，BIS的平均值在穩態期的最後一分鐘計算獲得。參數用均數±標準差表示。在Fe S或Ct P穩態期，用非線性回歸方法研究BIS與麻醉濃度之間的關係。然後，根據每種藥劑獲得的數據擬合出劑量-反應曲線，計算出與半‐最大效應(BIS 50)對應的EC50BIS。將丙泊酚和七氟醚穩態期的各濃度表示為各自EC50BIS的倍數。

2.3.2 腦電圖數據分析

癲癇樣體征評估

兩名專家(包括一名兒童神經學家和一名兒童麻醉學家)對腦電圖記錄進行了盲法分析和分類，以評估癲癇樣活動是否存在。癲癇樣活動被歸類分為：棘波(Sp)、棘-慢波(Sw)、多棘波(PS)、節律性多棘波(RPS)、節律性多棘波和爆發抑制(SBS)、周期性癲癇樣放電(PED)，以及癲癇發作(ES)。計算所有穩態期間的癲癇小發作體征(Sp、Sw、PS)和癲癇大發作體征(RPS、SBS、PED、ES)的發生率。

頻譜分析

採用頻譜分析方法對腦電圖進行頻域分析。統計以下波段的波譜功率：delta (0‐4 Hz), theta (4‐8 Hz), alpha (8‐13 Hz),beta (13‐30 Hz)，結果以各波段功率佔總波譜功率(TSP)的百分比記錄。這些腦電圖變數記錄以在基線和每個10min穩態期的最後一分鐘計算為準。

結果

3.1 BIS‐濃度關係

P組：BIS隨著丙泊酚濃度從0增加到6μg/ml單調遞減。使用Emax劑量-反應曲線，從0到6μg/ml丙泊酚濃度的 EC50BIS為 3.3μg/ml

S組：BIS值呈現出不同的曲線，其特徵是從0%到4%劑量依賴性下降，然後從4%到5%BIS值又矛盾性上升。使用Emax劑量-反應曲線，從0%到4%七氟醚的EC50BIS為2.1%。

非線性回歸曲線如圖2所示，其中丙泊酚或七氟醚的每個濃度都表示為各自EC50BIS的倍數。以EC50BIS為單位，將每個與穩態期相關的濃度表示為各自EC50BIS的倍數(圖2和表1，2)。

3.2 原始腦電圖及癲癇樣體征

P組：隨著濃度增加腦電圖變化基本上表現為越來越多的與爆發抑制有關delta波，在濃度為5和6μg/ml時尤為顯著。未見ES大發作；在脈衝抑制期間只觀察到少量孤立ES。

S組：隨著濃度的增加，腦電圖呈雙相變化：低濃度時，腦電圖表現為預期的慢振蕩；然而濃度達4%時，腦電圖顯示快振蕩，並可見頻發的節律性多棘波；周期性癲癇樣放電最常發生在5%濃度時。

表1描述了ES小發作、ES大發作和爆發抑制的發生率。

在等效BIS抑制條件下，丙泊酚組在1.8 EC50BIS (P = 0.0007)下發生爆發抑制的頻率更高(P = 0.0007)。

3.3原始腦電圖譜分析

所有腦電圖頻譜數據如表2所示。

P組：最低濃度(2μg/ml)是以與基線相比beta振蕩的百分比增加為特徵。隨著麻醉深度增加，delta相對增加。

S組：最低濃度(1%)也是以與基線相比beta振蕩的百分比增加為特徵。在七氟醚濃度為2/3/4/5 %處，腦電圖的慢化與theta 波的增加有關，而不是預期beta波增加。Beta波的增加發生在七氟醚濃度5%時。

比較以EC50BIS倍數表達的BIS抑制相似或相近水平腦電圖的頻譜成分。在1.4 EC50BIS和1.9 EC50BIS下，與丙泊酚相比，七氟醚下的delta波所佔百分比顯著降低(表2)。

討論

本研究已證明，BIS隨著丙泊酚濃度的增加而降低，隨著七氟醚濃度從0%增加到4%而降低，而七氟醚濃度達到5%時BIS升高。對原始腦電圖的視覺評估和頻譜分析表明，七氟醚和丙泊酚濃度的增加具有不同的腦電圖特徵。

本研究通過頻譜分析發現，在5歲以上的兒童中，丙泊酚的腦電圖與成人相近。此外，還證明了delta活性的增加是劑量依賴性的。丙泊酚濃度較低(2-3μg/ml)beta活動增加，高濃度時明顯降低。一些病例報告顯示，丙泊酚的使用可能與臨床癲癇發作有關，但這些報告沒有腦電圖數據。本研究人群中，丙泊酚的致癇潛能可以忽略不計，僅觀察到在爆發抑制期間發生的罕見孤立尖波。此外，還證明了丙泊酚濃度高時爆發抑制發生率也高，這是丙泊酚腦電圖效應的主要特點。此結果與Jaaskelainen在健康成年人身上進行的研究一致。

腦電圖描記圖的頻譜分析使我們能夠了解七氟醚濃度增加時的變化。Akeju描述了七氟醚「手術麻醉」(濃度2.21±0.44%)下兒童的腦電圖(EEG)譜線，以delta和theta 為主，活動較慢。本研究中，當七氟醚濃度達到2%時，delta波和theta波增加，並且幾乎立即達到最大值。和丙泊酚一樣，beta在低濃度七氟醚(1%)下增加，濃度上升在2%到4%之間顯著下降。然而，在七氟醚濃度達5%時又觀察到beta有了顯著的提高。

癲癇樣腦電圖的發生見於七氟醚麻醉誘導和維持過程中。在成年人中，ES大發作的發生率被認為是劑量依賴性的。之前已證明與兒童ES大發作相關的七氟醚最小肺泡濃度在4%到5%之間。本研究目前的結果證實，七氟醚濃度大於4%時癲癇樣徵象可能發生，這些癲癇樣放電的病理生理學仍不清楚。

結論

本研究描述了丙泊酚或七氟醚麻醉時兒童的腦電圖特徵，證明了丙泊酚能引起劑量依賴的皮質抑制作用，表現為BIS的穩定下降；而高濃度的七氟醚麻醉時則表現出快速震蕩和癲癇樣的腦電波模式，這可能是造成BIS反常升高的原因。這些發現可能有助於臨床醫生更準確地使用兒童手術中的麻醉藥品。

參考文獻：

Rigouzzo A,Khoy-Ear L,Laude D,Louvet N,Moutard ML,Sabourdin N,Constant I. EEG profiles during general anesthesia in children:A comparative study between sevoflurane and propofol.Paediatr Anaesth. 2019 Mar;29(3):250-257.

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