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麻醉之後到底是醒是睡?問問「多維麻醉深度監測系統」

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/13 ・1554字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

文 / 陸子鈞

雖然現實生活不會遇到像電影《索命麻醉》劇情般的陰謀,不過的確有部分的病患會「術中清醒」,像電影男主角一樣身體無法動彈,可是感覺得到痛,甚至有意識。如此,日後對手術的恐懼可能是看完電影的恐懼無法比擬的。現在,世界首創三合一多維麻醉深度監測系統,可以降低術麻醉失誤的風險。

由中科院團隊所開發的「多維麻醉深度監測系統」,是世界上首度將腦波(EEG)、心電圖(ECG/HRV)、血氧濃度(SpO2/PPG)與麻醉深度結合的監測系統。任國光副所長說:「大約有百分之0.1到0.7的手術會發生『術中清醒』,這對患者來說術後的心理壓力很大,可能就不敢接受手術了。」可是麻醉劑量過高,又會拉長術後回復時間,對患者來說也是身體的負擔。因此,適當的麻醉劑量,以及在手術中是否要補麻醉,麻醉醫師就需監測資料來協助。

中科院任國光副所長
中科院任國光副所長

偵測腦波的麻醉監測儀在美國的手術房是標準配備,但「在台灣,只有百分之13的手術房有這套技術」,任副所長接著補充說,因為偵測腦波的麻醉監測儀價格不斐,所以不是每間醫院都能購置;大多只有監測心跳、血壓、呼吸、體溫、血氧濃度的生理監測器,而且各科醫師短缺,一位麻醉醫師可能只能憑著相關的生理資料,同時監控5臺手術病患的麻醉情形。除此之外,麻醉監測儀只能使用原廠的腦波貼片,在沒有健保給付的情況下,許多患者聽到價格寧願省去這項開銷,但是這樣就增加了手術的風險還可能因此延伸出醫療糾紛。

中科院的研究團隊開發出的這款麻醉深度監測系統,不僅能脫離對國際大廠的依賴,而且還更為先進,除了以往作為意識清醒指標的腦波之外,還以整合了能代表自主神經活性的心電信號,以及可作為疼痛指標的血氧濃度。這樣一來,麻醉醫師有更完整的資料可以掌握病患的麻醉深度。

螢幕上就是麻醉監測系統的介面,將三種信號整合在同一畫面中,並顯示麻醉深度指標。(示範情境)
螢幕上就是麻醉監測系統的介面,將三種信號整合在同一畫面中,並顯示麻醉深度指標。(示範情境)
腦部貼片也是研發團隊將現有產品納入考量開發應用,能夠降低成本,減輕患者的負擔。
腦部貼片也是研發團隊將現有產品納入考量開發應用,能夠降低成本,減輕患者的負擔。

不過整合進更多資料,也增加了麻醉醫師判讀資料的負擔。在手術房,醫師需要快速又準確根據資料作出判斷,監測資料必須轉化成麻醉深度指標,方便判讀。為了要建立麻醉深度指標模型,研究團隊將手術中收集到的生理監測資料請麻醉醫師判斷麻醉深度,由於資料量龐大,參與的醫師貢獻了許多工作外的時間幫忙,也因為這樣,讓這套監測系統更具備實用價值。

多維麻醉深度監測系統雖然整合了三種監測指標,但是模組化的設計讓使用上更有彈性,舉例來說,僅監測疼痛程度就可以了解病患的疼痛感受,不需要監測腦波及心電圖。此外,這套系統也具有跨平台的潛力,像是把軟體安裝在平板裝置上,方便麻醉醫師在手術台間行動,也讓手術房的儀表更簡化。「特別是可以用在兒童牙醫」,任副所長補充說,因為醫師很難分辨小孩的哭鬧到底是因為感覺痛在哭,或者是因為出於害怕,這時候就要靠系統來判斷。

收集患者手術過程的生理資料,還能建立麻醉深度資料庫,醫師能夠根據資料庫所建立的模型,依照患者不同的性別、年齡、體格、遺傳狀況…等等特徵,找出適當的麻醉劑量,不再只能依靠經驗和不同族群的醫學報告。

「多維麻醉深度監測系統」研發團隊
「多維麻醉深度監測系統」研發團隊

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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

台灣科技媒體中心_96
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