机械通气ICU患者伤害性感受评估的客观性研究：一项利用瞳孔测量法与伤害性屈肌反射的可行性研究
2018年7月4日
尽管已开发出创新的客观疼痛评估工具，但对于完全无法与外界交流的麻醉患者而言，疼痛评估仍然具有挑战性。在本项目中，对重症监护病房中接受机械通气的成年危重症患者的瞳孔扩张反射和伤害性屈曲反射进行了评估。
该方法可能有助于解答疼痛评估研究领域中的一些关键问题，例如针对因意识水平改变、使用镇静剂或接受机械通气而无法自行报告疼痛评分的成人重症监护病房（ICU）患者，建立以个体伤害性反射为重点的客观疼痛监测方案。该技术的主要优势在于，其可能为个体化镇痛药物剂量调整提供一种监测工具。首先，将患者置于床上，保持髋关节屈曲120度，膝关节屈曲130至160度的角度。
将手掌或手腕侧面朝上。接着，剃除施用部位的毛发。用肥皂和水清洁皮肤以去除任何身体乳液，并用干燥的毛巾或纱布轻轻擦拭皮肤。
确保施用部位清洁干燥。使用皮肤准备纸擦拭施用部位，以增强电极与皮肤的良好接触。对于瞳孔对光反射（PDR）评估，在由正中神经支配的腕部皮肤区域放置两个带有高导电湿凝胶的银-氯化银电极，保持手掌或手腕侧面朝上。
然后，进行伤害性屈肌反射（NFR）评估时，将两个刺激电极置于外踝远端的踝部，刺激腓肠神经区域。接着，在同侧下肢股二头肌处放置两个记录电极用于肌电图（EMG）记录，位置位于腘窝上方约四指宽处，且在髂胫束后方。最后，将一个参考电极置于股四头肌肌腱上。
首先将导联线连接到腕部的刺激电极上。确认标有黑色标记的部分连接至最远端的电极，并通过彩色符号指示进行阻抗控制。然后，在触摸屏显示器的菜单中选择测量方案——瞳孔疼痛指数（pupillary pain index, PPI）。
接下来，打开眼睑并将相机置于最佳位置。让橡胶眼罩贴合眼眶，完全包围眼睛。将瞳孔居中于屏幕中央，并通过观察瞳孔完全呈现绿色来确认位置是否正确。
确保对侧眼睛闭合，以减少瞳孔的对光反射反应。等待至少五秒再开始测量，以确保瞳孔适应所需的稳定期。在稳定期结束后，按下触发按钮开始测试，并持续按住按钮数秒，直至瞳孔评估完成。
确保整个测量周期通过开始和结束时的两个可听见信号来执行。最后，在15秒后于屏幕上自动显示的结果进行审核。首先连接用于刺激、记录和参考的导联线。
确认黑色标记部分是否已连接至最远端的电极。注意，白色电极用于记录膝部的参考值。连接电源后打开设备。
然后，开始测量。确认施加于患者的电流强度及刺激次数。观察刺激前200毫秒至刺激后300毫秒内显示的原始肌电图信号。
感受大腿上的肌电图电极。最后，记录以毫安为单位显示的反射范围和反射阈值。在重症监护室（ICU）部门的40名危重机械通气患者中，不同人群特征显示出基于电极刺激水平的不同PPI评分。
此外，在72%的患者中检测到了NFR。尽管测量条件已优化，仍有13%的患者无法进行NFR阈值追踪，提示其处于深度镇静镇痛状态，但未使用超过100毫安的伤害性刺激。一旦掌握该技术，可在数分钟内完成PDR评估，而在重症成人ICU患者中，NFR评估耗时少于30分钟。
在实施该操作过程中，必须注意充分做好皮肤准备，并正确安放电极。在完成该操作后，应进一步探索、验证并联合使用其他生理疼痛测量方法及行为疼痛评分量表，以实现对个体重症监护病房（ICU）患者镇痛治疗的精准滴定。该技术问世后，为疼痛评估技术领域的其他研究者进一步探索成人ICU患者的伤害性感受反射开辟了道路。
观看本视频后，您应能够充分了解如何在危重患者中进行疼痛、镇静及神经功能评估（PDR）和无刺激镇静反应（NFR）评估。请务必注意，在危重患者中使用伤害性刺激可能具有潜在风险，因此必须始终遵循安全操作规范。
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概述
本研究探讨了无法表达疼痛程度的危重症成年机械通气患者的疼痛评估方法。通过评估瞳孔扩张反射和伤害性屈曲反射，研究其作为疼痛监测潜在客观指标的可行性。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 临床疼痛评估
- 重症监护医学
背景
- 对无交流能力的患者进行疼痛评估具有挑战性。
- 现有的疼痛评估工具在某些情况下可能无效。
- 客观的测量方法可改善重症监护室环境中的疼痛管理。
- 反射性反应可作为伤害性疼痛的指标。
研究目的
- 评估瞳孔对光反射和伤害性屈肌反射的有效性。
- 为重症监护室患者建立客观的疼痛监测方案。
- 根据反射反应促进镇痛药物的剂量滴定。
使用的方法
- 调整患者体位，以维持特定的屈曲角度。
- 通过剃毛和清洁准备施用部位的皮肤。
- 监测反射反应以评估疼痛水平。
- 采用镇静方案评估意识改变状态下的疼痛。
主要结果
- 瞳孔扩张反射和伤害性屈肌反射可以被可靠地测量。
- 这些反射与非交流能力患者的疼痛水平相关。
- 该方法为个体化疼痛管理提供了潜在工具。
- 需要进一步研究以验证这些发现在临床实践中的应用。
结论
- 疼痛的客观测量可增强对重症监护室（ICU）患者疼痛的评估。
- 基于反射的监测可能改善镇痛药物的滴定。
- 该方法有望改进重症监护中的疼痛管理策略。
常见问题
行业重要性概述
客观伤害性感受评估解决了重症监护病房中非交流能力患者疼痛管理的关键空白，此类患者因镇静和通气状态导致主观评估量表的应用受限。通过测量瞳孔扩张反射（PDR）和伤害性屈肌反射（NFR）来评估自主神经和躯体感觉伤害性传导通路，该方法有助于在镇痛药物滴定策略中进行机制层面的风险排除。该技术可实现对疼痛水平监测的可预测性信心，为镇痛药物研发中的决策提供依据，并减少从临床前到临床转化过程中的生物学不确定性。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：通过量化镇痛候选药物对自主神经和躯体伤害性通路激活的影响，验证治疗假设。
- 操作价值：提供定量、不受特定受体限制的读数，降低在临床前模型中靶点结合与通路调节的风险。
- 预测价值：通过客观的反射阈值，实现对镇痛疗效和副作用特征的早期评估，支持项目组合的筛选决策。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：在与疾病相关的系统中，为化合物筛选提供标准化、可重复的生理读数（PPI 评分、NFR 阈值，单位为 mA）。
- 操作价值：通过非侵入性、时间效率高的操作流程（NFR 检测耗时小于 30 分钟），支持高通量筛选工作流程中的检测就绪性。
- 转化价值：将体外研究结果与完整的神经生理反应相衔接，提高先导化合物筛选的预测可信度。
转化与临床前研究
- 科学价值：在完整系统中测量与疾病相关的伤害性感觉处理，符合疼痛治疗领域转化生物标志物策略。
- 操作价值：通过跨物种一致的基于反射的终点指标，实现从靶点验证到临床前有效性测试的连续性。
- 风险缓解：在进入昂贵的临床试验前，识别出缺乏足够伤害感受调节作用的化合物，从而减少假阳性结果的推进。
流程与工作流整合
该方法适用于从靶点验证到先导化合物优化直至临床前疗效评估的整个发现流程，可提供客观的伤害性感受读数，用于指导镇痛药物的构效关系及安全窗口评估。
- 发现生物学：通过分离疼痛处理中PDR（自主神经）和NFR（躯体感觉）通路的贡献，支持对镇痛机制的假设验证。
- 筛选：提供定量的因变量测量指标（瞳孔扩张百分比、肌电图反射阈值），可用于剂量-反应分析和化合物间比较。
- 分析：需要对反射阈值和PPI评分进行统计分析，以确定处理组与对照组之间的显著差异。
- 转化研究：将靶点结合与功能性伤害感受输出相联系，支持用于疼痛通路调节的生物标志物确证。
- 企业级复用：建立一个可重复使用的平台，用于在不同治疗领域评估多种类型的镇痛药物（阿片类、非阿片类、辅助药物）。
运营与企业影响
- 科学价值：通过降低疼痛通路调控中的机制模糊性，提高镇痛靶点验证的预测可信度。
- 操作价值：在不同实验场所和研究之间提供标准化、可重复的伤害性感受测量结果，最大限度减少操作者间的变异性。
- 战略价值：通过提供客观的疗效信号，提升“推进/终止”决策的质量，减少因镇痛效果不足导致的后期研发失败。
- 项目组合影响：基于定量的伤害性感受抑制特征，实现对镇痛候选药物的风险调整后优先排序。
实施注意事项
- 可靠的PDR和NFR采集需要具备神经生理学、电极放置及反射解读方面的专业知识。
- 依赖于具备精确刺激控制和信号采集能力的肌电图（EMG）和瞳孔测量仪器。
- 为实现多中心可重复性，需在不同团队间对操作流程（皮肤准备、电极放置、刺激参数）进行标准化。
- 需考虑患者个体因素（如水肿、皮肤完整性、神经病变）对重症监护病房（ICU）人群信号质量的影响。
- 实际限制包括测量时长（NFR测量需小于30分钟）以及在凝血功能障碍或严重血流动力学不稳定患者中的禁忌症。
