靶控输注技术及其进展

关于靶控输注技术及其进展概念靶控输注（targetcontrollinfusion，TCI）是指在输注静脉麻醉药时，以药代动力学和药效动力学原理为基础，通过调节目标或靶位（血浆或效应室）的药物浓度来维持适当的麻醉深度，以满足临床麻醉的一种静脉给药方法第2页,共53页，2024年2月25日，星期天TCI概况

分类（生物工程学）开环（open－loop）输注系统

是根据药代动力学模型设计的自动给药系统，计算机预测的当前药物浓度是理论血浆浓度，输注泵据此发生控制信号控制输注，无病人来源的反馈信号，一旦病人的药物分布和代谢发生改变，开环控制系统的输注即产生错误第3页,共53页，2024年2月25日，星期天开环（open－loop）控制系统微计算机控制的输注泵药代动力学控制程序相关辅助部件

不同系统的输注速率控制算法依据不同的药代动力学模型及其参数第4页,共53页，2024年2月25日，星期天闭环（closed－loop）控制系统

是以药效学为基础，控制装置根据实时测量的药效反应（如肌松、心率或血压等）作为其反馈信号，调节药物的输注。当前由于监测麻醉深度的指标还不完善,闭环系统用于麻醉给药控制仍受限制第5页,共53页，2024年2月25日，星期天计算处理器输注泵麻醉医生/监测器反馈“控制信号”剂量方案目标浓度:药物第6页,共53页，2024年2月25日，星期天影响TCI系统性能的因素系统硬件，主要指输液泵的准确性系统软件，主要指药代动力学模型数学化的精度药代动力学的变异性第7页,共53页，2024年2月25日，星期天DiprifusorTCI系统

Glasgow大学与AstraZeneca公司合作，1996

亚系统（控制单元）TCI软件一种三室药代动力学模型(Marsh模型)一组异丙酚药代动力学参数两套独立的输注控制程序输注泵第8页,共53页，2024年2月25日，星期天与DiprifusorTCI系统组合的输注泵Graseby3500VialMedicalMasterTCIALARISIVACTCIDiprifusorTCI系统在TCI模式下,通过微处理器,根据药代动力学模型输注异丙酚,只需输入患者体重、年龄、所需靶浓度(μg/ml),输注速度可自动调节以达到所需的靶浓度,TCI系统将一直维持这个靶浓度,直到设定另一个靶浓度第9页,共53页，2024年2月25日，星期天第10页,共53页，2024年2月25日，星期天药代学基本概念房室模型－是定量描述药物体内动力学过程的一种方法，是按照药物在体内的转运速率以数学方法划分的药动学概念T1/2Keo－是指血浆和效应室药物浓度平衡达一半的时间

T1/2Keo短的药物起效快，反之，T1/2Keo长的药物起效慢第11页,共53页，2024年2月25日，星期天药物消除半衰期（T1/2β）－血浆药物浓度下降50％所用的时间时-量相关半衰期（context-sensitivehalf-time,T1/2

CS）－静注麻醉药物停止后，血浆药物浓度下降50％所需要的时间第12页,共53页，2024年2月25日，星期天1min1h3h8hCss3种麻醉药T1/2CS与T1/2β的比较药物阿芬太尼芬太尼苏芬太尼T1/2βmin111462577T1/2CS<5<5<5302520551052560280456030050第13页,共53页，2024年2月25日，星期天三室模型C3C2C2C1C1C3C3C2C2C3C3C2C2C2C2C1C1C3C3C2C2第14页,共53页，2024年2月25日，星期天第15页,共53页，2024年2月25日，星期天硫贲妥钠得普利麻®

024680100200300400500600T1/2cs

（分）硫贲妥钠输注时间（h）异丙酚

异丙酚时－量输注半衰期第16页,共53页，2024年2月25日，星期天几种常用静脉麻醉药的Vd（peakeffect）

药物Vd（L）达峰时间（min）

芬太尼753.6

阿芬太尼5.9

1.4

苏芬太尼895.6

异丙酚24

2.0

瑞芬太尼5.7-8

1.6第17页,共53页，2024年2月25日，星期天05010015020025030000.512345678905010015020025030000.5123456789硫喷妥钠异丙酚阿芬太尼05010015020025030000.512345678905010015020025030000.5123456789时－量相关半衰期(min)输注时间(hr)芬太尼第18页,共53页，2024年2月25日，星期天异丙酚药代动力学特点脂溶性高，水溶性极低，分布迅速药动学符合三室模型，因其周边室较大，引起异丙酚再分布，所以，血药浓度下降快，苏醒迅速主要经过肝脏代谢（88％），肝肾功能不全对其药代动力学无明显影响总消除半衰期为3～4.8h

JClinAnesth，1993，5：14-21第19页,共53页，2024年2月25日，星期天小儿与成人异丙酚药代参数比较

V1[中央室表观容积，L/Kg]0.520.13V2[快分布相表观容积，L/Kg]1.00.63V3[慢分布相表观容积，L/Kg]

8.23.8CI1[代谢清除率，mg/Kg/min]3420.57CI2[快分布代谢清除率，mg/Kg/min]5832.14CI3[慢分布代谢清除率，mg/Kg/min]26

13.14七岁小儿成人第20页,共53页，2024年2月25日，星期天异丙酚血浆浓度与麻醉深度轻度镇静：0.5~1.0µg/L中度镇静：1.0~1.5µg/L深度镇静：3.0~16µg/L

生理学报，2002，54（1）：60-64第21页,共53页，2024年2月25日，星期天异丙酚TCI推荐剂量(诱导)根据病人反应滴定所需麻醉深度通常在60~120

秒达到诱导水平初始靶浓度病人类型4~8µg/ml成人(<55yr)4µg/ml有术前药者<4µg/mlASAⅢ~Ⅳ6µg/ml无术前药者（>55yr）第22页,共53页，2024年2月25日，星期天异丙酚TCI推荐剂量（维持）靶浓度通常设定在3~6μg/ml，常规辅助用镇痛药如仅用异丙酚麻醉，则应增加靶浓度推荐维持用靶浓度

-ASAⅠ-Ⅱ3.5~5.3μg/ml-心脏病人或ASAⅢ-Ⅳ2.8~3.4μg/ml-年龄>55岁3.5μg/ml

术中如合用其它麻醉药，靶浓度应降低第23页,共53页，2024年2月25日，星期天异丙酚不良反应低血压一过性呼吸暂停心动过缓惊厥和角弓反张的癫痫样运动第24页,共53页，2024年2月25日，星期天Forrest等研究发现，当异丙酚血浆浓度达2.3～3.3µg/ml，50％的病人意识消失

BrJAnaesth，1994，72：35-41TCI异丙酚（Cp＝3µg/ml），复合芬太尼麻醉，设定芬太尼的靶浓度至少为5.12µg/ml，切皮时才能达到满意的麻醉深度

中华麻醉学杂志，2004，20（10），725-28第25页,共53页，2024年2月25日，星期天国内研究表明，中、青年人意识消失时异丙酚半数有效浓度EC50为2.3～2.8μg/mL，老年人EC50为1.8μg/mL

中华麻醉学杂志，2001，21：146-148第26页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼的临床药理学

理化性质瑞芬太尼是哌啶衍生物,化学名称为3-[4(L-氧丙基)]苯胺-1-哌啶,为甲酸甲酯盐其化学结构中有独特的酯键,易被血和组织中非特异酯酶代谢第27页,共53页，2024年2月25日，星期天N-C-CH2-CH3C-O-CH3RemifentanilCH3-O-C-CH2-CH2-NOOOC-O-CH3MajorMetabolite(>95%)N-C-CH2-CH3H-O-C-CH2-CH2-NOOOGR90291N-C-CH2-CH3C-O-CH3H-NOOGR94219Non–SpecificEsterases

第28页,共53页，2024年2月25日，星期天临床应用制剂为盐酸盐,呈白色冻干粉剂,稀释后的瑞芬太尼属弱碱性,pKa7.07,呈高度脂溶性,只能保存24h因含有甘氨酸,不能用于椎管内麻醉

Churchilllivingstone,2001,273－376第29页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼药代动力学（1）属三室模型

t1/2α:0.5～1.5min,t1/2β:5～8minVdss:0.2～0.3L/kgCl30～40ml/min/kg血浆蛋白结合率70%～90%血脑平衡时间短,T1/2keo为1.3min,负荷量后的达峰时间1.6min,持续输注半衰期T1/2cs3～5min，停药后5～10min内即可达到新的稳态血浆浓度第30页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼药代动力学（2）再分布时间短，输注1min后血药浓度在3～6min内降低50%

成人剂量为0.2～1.0μg/kg/min,血浆浓度为5～8μg/L时作用达顶峰

第31页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼药代动力学（3）清除率是肝血流量的数倍,以肝外代谢为主,主要被红细胞和组织中的非特异酯酶代谢降解主要代谢途径是脱酯,形成的羧酸代谢物，结合力是母体的1/800～2000

主要经肾脏清除,肝肾功能衰竭不影响其药代过程,但应适当减量第32页,共53页，2024年2月25日，星期天*Basedon3-hourinfusionduration.

EganTD,etal.Anesthesiology.1993;79:881-892. GlassPSA.JClinAnesth.1995;7:558-563.Vdss(L/kg)阿芬太尼芬太尼瑞芬太尼Cl(mL/min/kg)elimination[t1/2;min]distribution[t1/2;

min]T1/2CS*0.25–0.753–860–1200.6–1.250–553–510–20180–3004–51000.3–0.440–606–140.9–1.53第33页,共53页，2024年2月25日，星期天阿芬太尼/

瑞芬太尼第34页,共53页，2024年2月25日，星期天AdaptedfromEganTD,etal.Anesthesiology.1993;79:881-892.10075502533.9minafter240´0100200300400500600Time0 100 200 300 400 500 600芬太尼阿芬太尼苏芬太尼瑞芬太尼262.5minafter240´58.5minafter240´3.7minafter240´T1/2CS第35页,共53页，2024年2月25日，星期天* Valuesaremean±SD.† Rangeofmeansacrossstudies.

GlassPSA.JClinAnesth.1995;7:558-563.儿童2–6yrs7–12yrs成人Vdss(mL/kg)Cl(mL/min/kg)t1/2β

(min)550±808339±217300–40040–608–2056±2038±1320±3614±12儿童和成人瑞芬太尼药代动力学参数的比较第36页,共53页，2024年2月25日，星期天儿童中央室容积是成人的3倍，清除率明显增快，因此，儿童在最初的用药时间里，达到相似的血药浓度和麻醉效果所需的剂量大于成人，而且，可以很快苏醒，且中央室浓度始终可以维持在较低的水平第37页,共53页，2024年2月25日，星期天Valuesshownaregeometricmean(95%confidenceinterval).DershwitzM,etal.Anesthesiology.1996;84:812-820.Cl(mL/min/kg)Vd(mL/kg)肝功能障碍(n=5)对照组(n=5)33.3(23.0–48.3)272(162–456)33.0(28.5–38.1)205(178–235)第38页,共53页，2024年2月25日，星期天Cl(mL/min/kg)Vd(mL/kg)肾功能障碍组(n=9)对照组(n=5)36.0(5.7)230(26)34.2(8.0)197(52)第39页,共53页，2024年2月25日，星期天*Initialdoseintheelderlyshouldbereducedby1/2. Dataonfile,GlaxoWellcomeInc.ElderlyFemale*ElderlyMale*Middle-AgedFemaleMiddle-AgedMaleYoungFemaleYoungMale10090807060504030201000 20 406080 100 120 140Time(min)靶血浆浓度(%)年龄与性别的影响第40页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼的药效学与μ受体结合力强,可被纳洛酮拮抗抑制切皮等伤害性刺激的Cp50是4～6μg/L维持自主通气的Cp50是2～3μg/L使异氟烷MAC值减少50%的Cp50是1.37μg/L老年人剂量为常用量的1/2～1/3芬太尼与瑞芬太尼的效价比为1∶1.2,即瑞芬太尼与芬太尼接近等效第41页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼的药效学静注0.5μg/kg,呼吸抑制2.5min达峰值,15min恢复负荷量后以0.05μg/kg/min输注,呼吸抑制5min达峰值持续输注0.05～0.1μg/kg/min可使分钟通气量下降50%,但持续输注0.5～2μg/kg/min3h,停药后10min自主呼吸即能恢复第42页,共53页，2024年2月25日，星期天瑞芬太尼TCI全静脉麻醉瑞芬太尼靶浓度为2～4ng/L以瑞芬太尼0.25～4μg/kg/min,复合异丙酚4.5mg/kg/h维持,术后能很快苏醒,拔管时间6～7min复合66%N2O时，0.3～0.6μg/kg/min,可有效抑制伤害性刺激引起的血流动力学反应维持自主通气靶浓度为0.3～0.6ng/L，但不推荐用于保留自主呼吸的手术第43页,共53页，2024年2月25日，星期天小儿麻醉维持用量苏芬太尼:0.2～0.4ng/L阿芬太尼:50～150ng/L瑞芬太尼:0.5～5.0ng/L异丙酚:5～6ng/L

中华麻醉学杂志,2001,10:587-591第44页,共53页，2024年2月25日，星期天研究报道，瑞芬太尼4μg/kgiv，用于气管插管条件更佳（包括易于接受面罩通气、下颌松弛、声门开放、无呛咳）

CanJAnesth，2000，47:854-859异丙酚Cp3μg/mL复合瑞芬太尼6ng/mL诱导，能较好地控制插管时的血流动力学反应