脑电双频指数在心脏术后患者镇静深度监测中最佳数值区间的应用研究

熊剑秋，苏云艳，许娟，谢晓莉，金花

(南京大学医学院附属鼓楼医院 心胸外科，江苏 南京 210008)

脑电双频指数(bispectral index，BIS)是将脑电图的功率和频率经双频分析得出的混合信息拟合成的一个数字，数值越大，患者越趋于清醒[1]。它被认为是在重症监护室(intensive care unit，ICU)护理工作中最有可能被广泛应用的客观指标[2]。使用BIS进行镇静监测，可以准确评估镇静的深度，并显著降低镇静药的用量，避免过度镇静的发生[3-4]。心脏手术后患者通常情况危急，术后监护时间较长，需要更好的镇静监测和管理[5]。为了探寻适用于心脏术后患者镇静检测的最佳手段，本研究分析了BIS和Ramsay镇静评分在心脏术后患者镇静之间的相关性，根据相应的Ramsay值计算出心脏术后患者最合适的BIS监测区间，并通过前瞻性队列研究探索了BIS监测系统在心脏手术后的应用。现将研究结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究分为两个阶段。第一阶段便利抽样法选取南京大学医学院附属鼓楼医院心胸外科2015年7月至2016年2月收治的心脏术后需要镇静治疗患者139例为研究对象，其中男81例、女58例；年龄17～69岁，平均(52.47±14.14)岁；合并高血压42例，糖尿病19例；主动脉瓣手术患者19例(13.7%)，二尖瓣手术患者51例(36.7%)，二尖瓣和主动脉瓣手术患者27例(19.4%)，三尖瓣手术患者2例(1.4%)，冠状动脉旁路移植术患者28例(20.1%)，先天性心脏病患者11例(7.9%)，肺动脉瓣手术患者1例(0.7%)。第二阶段便利抽样法选取南京大学医学院附属鼓楼医院心胸外科2016年3-11月收治的心脏术后需要镇静治疗患者107例，其中男51例、女56例，年龄16～71岁，平均(52.83±12.60)岁；主动脉瓣手术患者18例(16.8%)，二尖瓣手术患者31例(29.0%)，双瓣手术患者17例(15.9%)，三尖瓣手术患者2例(1.90%)，搭桥患者16例(14.95%)，先天性心脏病患者18例(16.82%)，心房占位患者5例(4.67%)。将107例患者按随机数字表法分为BIS组(52例)和Ramsay组(55例)，两组患者的年龄、性别、病情等一般资料经比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性，具体情况见表1。本研究中所有患者均签署知情同意书并报南京鼓楼医院伦理委员会批准。

表1 第二阶段入组患者的一般资料

1.2 方法

1.2.1 第一阶段 记录心脏术后患者BIS值和Ramsay镇静评分值。BIS评定方法：使用75%乙醇棉片清洁患者一侧额部及太阳穴区，将4个BIS电极片分别贴于前额正中、前额正中与眉弓中点、太阳穴区、眉弓上方；连接至传感器与BIS电缆模块，通过阻抗监测后监护仪上即可显示数值及图形。判断方法：0～100，完全监测不到脑电活动为0，80～100代表清醒，数值越大，表明被测者越清醒；数值降低，大脑抑制加深。Ramsay镇静评分评定方法分为6个等级：1分为烦躁不安；2分为清醒，安静合作；3分为患者能遵嘱反应；4分为患者睡着，但对轻叩眉间或大声刺激反应迅速；5分为患者睡着，但对轻叩眉间或大声刺激反应迟钝；6分为患者熟睡，无任何反应。其中2～4分表示镇静满意，5～6分表示镇静过度。患者术后回室麻醉苏醒(呼之有反应、自主呼吸恢复，能完成简单指令动作)后，不能脱机拔管而需行镇静治疗时，护士对患者行BIS监测并同时行Ramsay镇静评分；每隔1 h评估患者的镇静深度并记录BIS值和Ramsay镇静评分，评估时至少2位护士得出一致的Ramsay镇静评分，如评分不一致时请第3位护士再次评分；当患者Ramsay镇静评分发生变化及患者出现躁动、人机对抗等非适宜镇静状态的表现时，记录BIS值和Ramsay镇静评分。研究BIS值和Ramsay评分值之间的相关性。

1.2.2 第二阶段 心脏术后患者分BIS组及Ramsay组，分别记录两组患者的BIS值/Ramsay镇静评分值。BIS组患者在镇静过程中要求BIS值维持在最佳区间53.5～74.5之间，Ramsay组患者在镇静过程中要求Ramsay值维持在3～4分。分别记录两组患者在ICU的住院天数、总住院天数、镇静时间、过度镇静、非适应镇静状态(包括躁动、人机对抗)、意图拔管(有拔管动作)、肺炎发生情况以及谵妄的发生(使用重症监护谵妄诊断评估表进行评估)等。

1.3 评价方法 BIS和Ramsay之间的相关性由Spearman等级相关测试(r)显示的 (standard deviation,SD)的正态分布来确定；受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线显示BIS区分不同镇静等级的能力;运用Youden的J统计J=(敏感度+特异性)-1，计算出在ROC曲线上最接近左上角的拐点值；ROC曲线分析应用于基于Ramsay评分的BIS效度和区分适宜镇静(Ramsay 3～4)、浅镇静(Ramsay 1～2)与深镇静(Ramsay 5～6)镇静的能力。

2 结果

2.1 Ramsay评分和BIS值之间的相关性 第一阶段的139例患者，共记录了1768个Ramsay评分值和对应的BIS值，统计结果显示，BIS和Ramsay之间呈负相关(r=-0.9553,P<0.01)，见图1。

图1 Ramsay评分和BIS值之间呈负相关

2.2 BIS在心脏术后患者镇静深度监测中的最佳数值区间 结果显示，BIS组与Ramsay组患者的机械通气时间、ICU住院天数、总住院天数 、镇静时间、非计划拔管、肺炎及谵妄的发生情况，经比较，差异均无统计学差异(均P>0.05)；镇静药物用量、过度镇静发生等方面，BIS组优于Ramsay组(均P<0.05)，即BIS的使用能显著减少患者镇静药物的使用，同时减少了过度镇静情况的发生；但在患者安全方面，BIS组非适应镇静状态(如躁动、人机对抗)和拔管动作的发生明显多于Ramsay组，差异有统计学意义(均P<0.05)，具体情况见表2。通过ROC曲线的方法分析并计算得出适度镇静至过度镇静的拐点(Ramsay为4)(图2)，浅镇静至适度镇静的拐点(Ramsay为3)(图3)，所对应的BIS值分别为74.5和53.5。 基于以上结果，我们认为BIS在心脏术后患者镇静深度监测中的最佳数值区间为53.5～74.5。

表2 第二阶段两组患者镇静相关指标的比较

图2 ROC曲线法计算适度镇静至过度镇静的拐点所对应的BIS值

图3 ROC曲线法计算浅镇静至适度镇静的拐点所对应的BIS值

3 讨论

3.1 BIS的应用优势

3.1.1 能够提供连续的镇静监测 现阶段的BIS研究还主要停留在医生及麻醉医生领域，作为直接对患者进行疾病护理、镇静评估、实施给药措施的护理人员并没有对其给予过多的关注。一项针对上海市三级甲等医院ICU机械通气患者镇静护理实践的现状调查显示[6]，有 11.28%及8.27%的护士护理的患者分别处于镇静过深及过浅的状态，部分医护人员因担心患者发生躁动、拔管等不良事件，未及时减少镇静剂用量导致镇静过深；而超过一半的护士仅在患者出现躁动等异常表现时汇报医生并调整给药速度，镇静过深的患者由于没有异常表现，很难得到及时的纠正。BIS值的监测作为一种连续性、实时性、客观的监测手段，具有Ramsay镇静评分不具有的优势。有研究[7]显示，在镇静维持过程中70%的护士偏爱BIS，认为BIS可以大大减少工作量，患者躁动较少，调整镇静药物时有较客观的指标。

3.1.2 有利于减少心脑血管系统不良事件的发生 近年来，我国心血管疾病发病率逐年上升，治疗的成功不仅需要精湛的手术技术，还需要适当的围术期管理和护理。心脏术后良好的镇静可以减少术后应激状态，降低心脑血管系统不良事件的发生率。不恰当的镇静可能会延迟苏醒，加重血流动力学不稳定，减少重要器官灌注，进而导致患者机械通气时间和重症监护时间延长，增加呼吸机相关性肺炎的发生率，增加住院费用及病死率[8-10]。本次研究结果显示，BIS和Ramsay之间呈负相关(r=- 0.9553,P<0.01)(表1)。Ramsay 3和4分分别对应于74.5和53.5的BIS值。BIS监测能够对心脏术后患者镇静深度进行较准确和客观的评估。

3.1.3 优化了镇静评估过程 目前临床上判定镇静深度及镇痛效果的标准主要包括主观评分系统和客观系统。所有主观评分系统过程中，护理人员需要不断呼唤、刺激患者进行评分，然后根据目标值调节药物的剂量。在护理评估中，BIS监测可以优化评估过程、节省护士的操作时间、减小护理评估中的人为干扰因素。本次研究结果显示，BIS的应用可以减少患者镇静剂的剂量，同时降低过度镇静的发生率。

3.2 BIS监测的不足

3.2.1 BIS监测时非适应性镇静状态增加 本中心BIS与Ramsay相关性的前瞻性队列研究中显示，与Ramsay组相比，在心脏术后患者最合适的BIS值范围53.5～74.5区间内，患者的非适应性镇静状态和拔管动作的发生率明显增加。该结果显示BIS镇静监测在安全性方面或许低于主观评分。这可能与本研究样本量较小、研究周期较短有关。同时有学者认为BIS反应皮质脑电活动，与稳态下麻醉药量在脑内代谢有关[11]，BIS只能反应镇静过程和恢复期镇静深度的渐变过程，对于患者真实的意识状态敏感性较差。此外，神经肌肉阻滞和阿片类药物的使用也影响了BIS的值，而且，相关研究表明，心脏起搏器的使用和外部复温设备的使用能够导致BIS评分的增加[12-15]。此外，这一结果的出现也可能与BIS区间过宽相关，镇静状态BIS值在65～85，我们在BIS与Ramsay镇静评分的前瞻性队列研究部分采用的区间范围为53.5～74.5，这导致入组患者有部分处于镇静状态，在出现刺激的情况下(如抽血检测血气，吸痰等操作)患者可出现非适应镇静状态及拔管动作，出现最佳BIS区间过宽的原因可能与病例数少相关，在后续的研究中我们会继续增加相关病例，以期确立更加精确的适用于心脏患者术后检测的BIS临界值及安全区间。

3.2.2 BIS监测时患者的安全保护 心脏术后患者安全的管理和患者的带管舒适管理尤为重要。目前，尽早拔管、约束工具的使用及创新和对患者进行心理护理是避免非计划拔管的主要措施[16]。在较深镇静时，患者仍有非计划性拔管的可能。有研究[7]显示，在镇静维持过程中70%护士偏爱BIS，认为BIS可以大大减少工作量，患者躁动较少，调整镇静药物时有较客观的指标。

4 小结

在对患者镇静的过程中，对患者镇静的每一阶段的反应，以及护理人员观察的重点是不同的，而更完善的镇静监测对于心脏手术后患者的康复至关重要。本研究显示心脏术后患者最合适的BIS值范围53.5～74.5区间。在临床护理过程中，我们不能完全依靠一种镇静的评估方法。主观评分系统，评估时会受到来自社会、个体和职业因素的影响，其结果具有较大的主观性，并且分层较少，常常会出现在无刺激时患者表现为镇静状态，但却因轻微的刺激而出现“激惹”现象；同时其实时性较差，频繁的叫醒或刺激，影响了患者的正常休息和病情的恢复。BIS提供连续的、不干扰的镇静监测，为主观镇静评估提供了补充和纠正。故将不同的监测方法相结合，可以避免各方法的缺点，并提供更好的镇静监测。