定量神经肌肉功能监测的进展

J. Ross Renew, MD, FASA, FASE
Summary: 

定量的神经肌肉功能监测是确认神经肌肉阻滞是否充分恢复和避免残余无力的唯一可靠方式。麻醉医师自己必须熟悉各种新型监测技术,以减少与神经肌肉阻滞管理不佳相关的并发症。

监测倡议

当患者在手术室内出现低血压时,麻醉专业人员将立即给予必要的治疗。不管是静脉输液,还是血管作用药物,临床医师都接受过立即干预并避免临床状况恶化的相关培训。麻醉专业人员如何知道其干预措施是否成功?他们是否因为熟悉苯肾上腺素的药效学就认为推注这种药物就足够了,并期望所有患者都能以可预测的方式作出反应?他们是否在静脉推注大量液体后触诊颈动脉,以确认患者血管内容量恢复并达到血流动力学稳定?当然不是。事实上,麻醉专业人员将竭尽全力确保他们拥有精确的设备,比如尺寸合适的袖带血压计,甚至是提供实时、定量血压测量值的动脉导管。这组医务人员期望他们的干预措施将产生预期的效果,但天生的警惕性迫使他们进行验证,而不是依赖预测性药效学或主观评估结果,如触诊脉搏等。

这种实践模式必须扩展到神经肌肉阻滞管理。给予神经肌肉阻断拮抗剂,如舒更葡糖或新斯的明等,等待几分钟,然后在没有确认足够恢复的情况下对患者进行拔管,类似于在没有重新检查血压并确认该干预是否成功的情况下给予苯肾上腺素。同样,用外周神经刺激器 (Peripheral Nerve Stimulator, PNS) 触诊拇指对四组刺激的反应,并主观确定是否取得了充分恢复,这与在容量给药过程中触诊颈动脉的做法类似。麻醉专业人员依靠最先进的技术来维持患者的内平衡,同时不得从该工作中排除神经肌肉阻滞管理。

在麻醉团体中存在的不愿意采用定量(或客观)监测成了一种奇特的现象,这种现象还引发了一系列的文献讨论。一项对 > 2500 名麻醉医师进行的国际调查显示,麻醉医师们在神经肌肉阻滞管理的基础知识方面存在明显差距,因为受访者仅正确回答了 57% 的问题。更值得关注的是,92% 的回答错误的受访者对他们的错误答案过于自信。1 还有一种观点认为,舒更葡糖的引入否定了定量监测的必要性。虽然这种逆转药物确实允许更快的神经肌肉阻滞拮抗和更深程度的阻滞,但舒更葡糖在没有监测的情况下仍可导致高达 9.4% 的患者在拔管时仍有残余无力。2 这种知识差距和盲目自信肯定是阻碍,而不一致的培训也被描述为监测的障碍。3最后,历史上,很少有用户友好、可靠的定量神经肌肉监测仪可供感兴趣的临床医生使用。4

缺乏常规定量监测方法在全世界都是一个持续存在问题,但是,随着麻醉专业人员对这一话题重新产生兴趣,这种势头仍在继续。专家组已呼吁进行常规监测,5尽管麻醉协会已经制定了指导意见,建议在给予神经肌肉阻滞药物 (Neuromuscular Blocking Agents, NMBA) 时使用定量监测。6-8 作为回应,医疗行业推出了新的监测设备和创新措施,以强化患者安全。本文将总结目前临床医生正在寻求的、可用于定量神经肌肉监测的一些最先进技术。

监测模式

使用周围神经刺激器是定性的,即使有经验的麻醉专业人员也无法可靠地检测到四个成串刺激比 (Train-Of-Four Ratio, TOFR) 超过 0.4 时的信号衰减。9 而且,整合了靶向 NMBA 治疗、常规神经肌肉阻断拮抗和外周神经刺激器的“最佳使用”的循证方案仍可使 35% 的患者存在残余无力。10 PNS的作用有限归结于其为无法提供定量监测的设备,或在麻醉专业人员过渡到定量监测时却只能获得定性信息的设备。 5

通常可根据设备获得客观测量结果的方法来对定量监测仪进行分类(也称为其监测方式)。然而,也可以根据其是否是手持的独立监测仪,或是否被整合在麻醉工作站中,来对这类设备进行分类。手持式监测仪可提供灵活性,以便在手术室外获得客观测量结果。术后肌松残余无力当然不是术中特定的患者安全威胁,同时,便携式监测仪可以在苏醒室或重症监护室内进行诊断。整合在麻醉工作站中的监测仪由各种集成模块组成,这些模块可以将客观测量结果无缝输入电子医疗记录中。在选择监测方式以及是否需要便携式或集成式监测仪时,了解实践的需求非常重要。

肌机械效应图法

尽管没有商业化供应,但每种新设备都可与肌机械效应图法 (Mechanomyography, MMG) 进行比较。这个具有历史意义的黄金标准有一个繁琐的设置,需要仔细校准,因为它通过测量神经刺激后的等距收缩力来获得客观测量结果。在解读关于新定量监测技术的同行评议文献时,目前的最高水平证据均来自于与 MMG 进行的直接比较。

肌加速度图法

肌加速度图法 (Acceleromyography, AMG) 是研究和利用得最多的定量监测形式。4 根据牛顿第二运动定理(力 = 质量 × 加速度),AMG 可使用固定在目标肌肉上的传感器来客观测定对神经刺激的反应。传统上,标准心电图 (ECG) 电极被放置在尺神经上,在神经刺激后测量拇收肌的加速度(图 1)。除了固定在拇指上的额外传感器外,这种配置非常类似于在手上使用周围神经刺激器。AMG 也被用于备选监测部位,如足部(短屈肌)和面部(眼轮匝肌/皱上睫肌)。虽然 AMG 的设置可能是直观的,但使用这种监控方式有一些重要的注意事项。在使用 AMG 进行监测时,已经很好描述了“反向衰减”现象,在这种现象中,基线、未瘫痪的 TOF 超过 1.0。11 尽管其确切机制尚不清楚,但反向衰减在确定患者在气管拔管前是否已经取得了充分的神经肌肉功能恢复时有重要意义。标准化是将所有 TOFR 置于基线 TOFR 背景下进行考察的一个程序(当前 TOFR / 基线 TOFR),该程序可以解释基线 TOFR 超过 1.0 的情况。在使用 AMG 进行测量时,当标准化的 TOFR > 0.9 时,才真正实现了充分恢复,而不是将神经肌肉功能的充分恢复定义为 TOFR > 0.9。

图 1:肌加速度图法

图 1:肌加速度图法

而且,标准化还可以减少与 MMG 相关的偏倚。在进行该领域的研究时,使用预加载装置以稳定拇指的运动,并在使用 NMBA 之前进行校准以提高 AMG 监测的精度,这两者都属强制性的。12 但是,在临床照护过程中,并不一定需要执行这些额外步骤。相反,强烈鼓励进行日常标准化,以避免过高估计手术结束时的神经肌肉功能恢复程度。

在使用 AMG 进行监测时可能需要考虑的最重要的注意事项是目标肌肉(通常为拇指)在神经刺激以后必须能自由运动。在手术定位时,收拢手臂会对临床医生使用 AMG 获得可靠测量值的能力产生重大影响。此外,清醒患者的 AMG 监测可能具有挑战性,因为监测部位的自发移动可能产生伪影。

虽然在实施 AMG 监测之前,临床医生必须熟悉一些重要的细微差别,但最近的监测方式进展使 AMG 更容易使用。三维传感器现已被整合到更新的 AMG 设备中,可以更好地量化神经刺激后拇指的复杂运动。同时,在更新的设备中加入预加载设备可以提高精密度,而不必获得和放置额外的设备。13 此外,已经开发出了 AMG 监测仪的无线配置,可利用蓝牙技术将定量测量结果从监控点传输到麻醉工作站的显示器上(个人通信)。AMG 监测仪可作为手持部件或组件使用,二者均可整合在麻醉工作站中。

肌压电图法

作为一种监测方式,肌压电图法 (Kinemyography, KMG) 与 AMG 密切相关。在 KMG 监测过程中,将在拇指和食指之间的沟槽中放置一个压电传感器(图 2)。在刺激尺神经后,拇收肌收缩,压电传感器弯曲。然后将弯曲度转换为客观测量值。传感器可作为其自身的预加载装置,KMG 不像 AMG 那样会受到反向衰减现象的影响。此前的报告显示,MMG 和 KMG 之间的符合度存在很大局限。14与 AMG 类似,KMG 也依赖于能够自由运动的拇指,在手术定位过程中紧紧地收拢手臂会妨碍它的使用。就像围手术期过程中重新定位传感器一样,患者在苏醒时的运动也会影响 KMG 监测。目前,唯一可用的、基于 KMG 的设备是被整合在麻醉工作站的一个模块。

图 2:肌压电图法

图 2:肌压电图法

肌电图法

肌电图法 (Electromyography, EMG) 被许多专家认为是新的黄金标准,因其与 MMG 高度符合,15-17并且,即使是在手术过程中手臂被约束时,EMG 也可提供可靠的定量测定结果。肌电图测量指标合并了所有神经肌肉单元的肌肉动作电位 (Combined Muscle Action Potential, CMAP),而不是运动或任何运动的替代指标。CMAP 的振幅与激活的肌肉纤维数量成正比(因此也与收缩力成正比)。EMG 会受到电灼的干扰,同时,皮肤温度每降低 1°C, CMAP 的振幅就会增加 2-3%。18

提供的 EMG 设备可以是便携式手持部件,也可以被整合在麻醉工作站中。多数制造商均利用了申请专利的电极来刺激和测量放置在手上的 CMAP。由于 EMG 监测在手臂约束时不会中断,因此寻找 EMG 的替代监测部位并不重要,尽管已经描述了足部的监测,如果手部不能用,也可以选择足部。19 当在手部进行监测时,已利用了三个肌群来测量尺神经刺激后的 CMAP。与 AMG 和 KMG 类似,感知电极可以放置在拇收肌上(图 3)。也可监测位于位于拇指和食指之间的第一背侧骨间肌。最后,小指(第 5 指)内收肌受尺神经支配,是 EMG 监测的合适部位。尽管是最古老的监测方式,但几种新的、基于 EMG 的监测仪被引入市场,证明人们最近对 EMG 仍有极大的兴趣。

图 3:肌电图法<br /><br />所有图均是作者绘制的原件。

图 3:肌电图法

所有图均是作者绘制的原件。

基于袖带的监测

近年来,研制了一种将客观监测与血压袖带相结合的新设备。20 也称为改进型袖带技术,基于袖带的监测灵感似乎来自于动压电图法(这种监测方式最初具有应用前景,但目前已经停用。)21 基于袖带的监测包括将血压袖带充气膨胀到大约 60mmhg,然后,位于袖带内的电极提供神经刺激。肌肉收缩后可以检测到压力变化,这些压力变化可以为临床医生提供有关神经肌肉阻滞水平的客观数据。早期的研究表明,监测上臂可能有与手部远端肌肉不同的神经肌肉特性,基于袖带的监测不能与基于 EMG 或 AMG 的手部监测互换。22 尽管基于袖带的监测技术在监测两个重要参数(血压和神经肌肉阻滞水平)时很有吸引力,但需要进一步研究来阐明其在各种临床场景中的可重复性和再现性。

在实践中实施监测

在实施重大实践改变时,当然存在障碍,特别是当麻醉界的许多人未能认识到术后残余无力这一持续存在的问题时。做出改变和在你的工作中引入监控的决定可能会令人生畏,因为这需要走出自己的舒适区,投入额外的时间,并学习一项新技能。这种改变产生的担忧可能会对工作流程和效率产生负面影响。幸运的是,已经证明使用定量监测仪只会在病例开始时多增加 19 秒钟。23 一旦做出了实施监控的决定,关于如何继续进行的决定似乎也令人生畏。当然,正如 Todd 等人所述,了解你的实践文化是至关重要的,只彼时该小组在观察到苏醒室中遭遇呼吸困难的患者数量达到不可接受的程度之后,实施了全科室 EMG 监测。24

熟悉新出现的监控技术肯定会提高成功实施和改变实践的机率。特定的监测仪或模式只是改变的一部分,因为改变实践的决定要重要得多,而且往往更具挑战性。这种改变无疑需要额外的工作;然而,为了我们的患者,我们应该提供最先进的照护。

 

Ross Renew(医学博士、美国麻醉医师协会会员、美国工程师协会会员)是梅奥诊所(佛罗里达州杰克逊维尔)麻醉和围手术期医学系的助理教授。


他已接受了行业研究基金(包括来自默克公司的基金),所有基金均归梅奥诊所所有。


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