脑电双频指数在临床麻醉中的应用现状

胡凤艳,高 明,李 涛，李 凯

(吉林大学中日联谊医院 麻醉科，吉林 长春130033)

理想的全身麻醉是术中无痛觉和无意识、肌肉松弛、抑制应激和自主反射、血流动力学稳定、术后苏醒完善且无相关并发症。诸多体征是反映麻醉深度的传统主观指标，如血压、心率、呼吸幅度及节律、瞳孔、肌肉松度等。随着电子计算机技术的发展，客观、量化的镇静深度监测技术有了新的突破，脑电双频指数(BIS)在临床的应用尤为广泛。本文就BIS在临床麻醉中的现状、局限及前景进行综述。

1 基本原理与目标

全麻时，脑电图(EEG)的变化可以反映麻醉药对大脑的抑制程度。BIS是一项基于脑电双频谱的分析技术，它将多个EEG参数整合为单一指数，这些参数包括beta比率(Beta ratio)、爆发抑制比率(burst suppression ratio)、快慢波相对同步性(relative synchronization of fast and slow waves )以及95%边缘频率(95% edge frequencies)。BIS除了分析脑电频率谱和功率谱外，还加入了位相和谐波分析，既含有线成分又含有非线成分，又保留原始脑电信息，敏感度和特异度较好的优势[1]。BIS可量化测量镇静深度，范围为0-100，100代表完全清醒，0代表完全皮层脑电抑制，数值越小，镇静深度越深，反之亦然。推荐的轻度镇静是BIS 65-85，深度镇静为BIS 40-60，当BIS<40时，原始脑电图爆发抑制。国外研究表示，BIS<60，指令性反应消失，<45 则可能增加术后12个月的死亡率[2]。靶控输注(TCI)丙泊酚诱导时，BIS在45-60之间既抑制应激反应，且血流动力学平稳。

2 监测方法

BIS电极片(即BIS配套传感器)为专用监测电极。在放置电极片前，应充分清洁面部皮肤，除去汗渍、油脂，以免影响传导性。放置位置为：①前额中心；②鼻根上方约5 cm；③太阳穴区，眼角和发线之间；④眉弓平行正上方。确定电极片位置后，应紧密按压5秒，以增强紧密接触。然后连接监测仪导线。常规监测间隔为15 s[1]。

3 麻醉药物对BIS的影响

BIS监测与麻醉药有直接关系，能客观反映镇静催眠类药对大脑皮质的抑制，与丙泊酚、依托咪酯、硫贲妥钠、咪唑安定均有较好相关性，尤其与丙泊酚的相关性最好[3]。在不同浓度的安氟醚、异氟醚和地氟醚等吸入麻醉药的影响下，BIS值随吸入浓度增加而呈线性下降，即意识水平随吸入麻醉药物浓度增加而下降，BIS对吸入麻醉深度的客观判断及避免术中知晓方面较最小肺泡浓度(MAC)和心率更有价值[4]。BIS对吸入麻醉药的睡眠与意识丧失提供量化指标，减少药量，降低术后恶心、呕吐，提高患者对麻醉的满意度。但BIS对氧化亚氮(N2O)和氯胺酮的监测并不客观，吸入70%N2O时，指令性反应消失，BIS却无变化[5]。在丙泊酚-瑞芬太尼麻醉期间，单次追加小剂量氯胺酮，BIS值显著增加，不再客观反应镇静深度[6]。单纯阿片类药物可达到满意镇痛，却仅有极小镇静、遗忘作用，不影响BIS值[7]。配伍用阿片类药物，丙泊酚的镇静效应显著增强。一项研究中，同样BIS值下行气管插管，配伍用芬太尼组的血液动力学和BIS值改变明显小于单纯丙泊酚组[8]。肌肉松驰剂对BIS也有影响。Greif的研究表明，肌松作用减退导致肌电活动增加可引起BIS假性升高，影响监测准确性[9]，深度镇静时，头面部肌肉的紧张度及自主活动减弱，对BIS的干扰极小。在无伤害性刺激时，肌电活动对BIS的干扰主要在清醒期和浅镇静状态时，随镇静深度加深而减弱[10]。

4 BIS与Narcotrend的对比

除BIS外，还有Narcotrend 可监测镇静深度。两者均能较好反映镇静深度与意识水平。Narcotrend(NT) 将脑电活动分为从A(清醒)到F(伴有爆发性抑制增多的全身麻醉)6个阶段14个级别，同时显示波功率谱变化和趋势，适宜的镇静应维持在D-E阶段，与BIS值64-40相当。Schmidt等[11]在丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉的诱导、维持和恢复期，比较了 NT、BIS 和传统脑电监测，证实 NT 和 BIS 能精确区分各个麻醉阶段，趋势指数也显著相关，但在一定范围内仍存在偏差。而NT结果易受额肌收缩干扰，电极片尽量靠近发际线可以降低干扰，使用肌松药后额肌松弛可将影响降到较小。但Panousis等认为[12]，全身麻醉下，NT在肌电活动增加时的易感性比BIS更可靠。

5 BIS在重症监护单元的应用

近年来，BIS已逐渐应用到重症监护单元(ICU)，为客观、科学评估镇静深度提供了依据。在 ICU接受持续机械通气的患者，应定时评估镇静程度。BIS可持续直接监测镇静深度变化，方便及时调整镇静药物，与主观评估法相比更加确切和客观，避免了连续监测对人力资源的占用。BIS监测和主观镇静评估具有良好一致性[13,14]，但临床上镇静深度受多种因素影响，如何把客观和主观评估有效结合，更加准确判断和调整镇静水平，值得继续探究。

6 BIS与术中知晓、早期恢复、死亡率的相关性

在麻醉领域中，一直存在对术中知晓的争议，这源于对全身麻醉科学基础知识的欠缺。越来越多的共识认为术中知晓是一种大脑频谱状态。很多临床研究显示在全凭静脉麻醉的管理中，BIS监测对降低术中知晓发生率是有效的，值得推广[15]。麻醉深度和死亡率之间的关系也存在争议。较低BIS值与全因死亡率之间关系也尚未明确。低BIS值代表镇静过度，但常见于脆弱患者中，甚至浅麻醉的脆弱患者中，因此，不能完全依赖BIS确认镇静深度。Sessler 等在大样本观察中发现，三低(BIS<45，MAC<0.7%，平均动脉压<75 mmHg)对术后30天死亡率有显著影响，尤其是低BIS值与30天内高死亡率呈独立相关性[16,17]。长时间低血压和低BIS(“双低”)，与心脏术后的发病率和死亡率升高相关，并延长住院周期[18]。目前仍有大量的前瞻性随机研究正在进行，以确定“双低”与高死亡率的因果关系，同时进一步了解三低或单纯低BIS(“一低”)是否对预后带来负面影响。

7 BIS在临床应用中的局限性

7.1BIS的麻醉阈值受多种药物联合应用的影响是其最显著的局限性。这可能是由于BIS在设计算法时未考虑不同麻醉剂的联合作用。不同的麻醉药物组合虽可得到相近的BIS值，但却代表不同的麻醉深度。氯胺酮和氧化亚氮的麻醉深度不适合用BIS监测，随着增加药物剂量，BIS值不但不下降，反而升高[6]。BIS对镇痛效果的敏感性较差，而且在不同药物、个体和人种间差异较大，还有一定的采样及计算时间，从获取原始脑电到显示相应BIS值之间有滞后，存在脑电伪差时延迟会更长。因此，联合应用多种全麻药物，不能用BIS来预测体动反应或血液动力学变化[7]。BIS虽然能反映镇静与睡眠深度，但却不是皮质下中枢与脊髓的状态变化的指标，所以不能衡量镇痛反应与神经反射程度。因此BIS不能均衡体现全身麻醉的全部抑制过程和组成。

7.2BIS是基于成人脑电资料，而小儿大脑发育不全，脑电图与成人明显不同，故能否用于小儿镇静监测一直存在争议。Indu Kapoor等[19]强调，可以用儿童型BIS传感器代替成人型。然而，与成人型相比，脑电图信号质量略低，但在一个可接受的范围的信号质量依然良好，BIS信号质量指数(SQI)略低的原因可能是小儿型传感器尺寸过小导致皮肤电导降低。张建敏等[20]研究证实，不同年龄患儿(2个月— 12岁)使用丙泊酚复合瑞芬太尼静脉麻醉时，BIS能实时连续反映中枢电活动的变化过程。但之后其团队将BIS用于婴幼儿吸入麻醉中发现6月龄以下婴儿使用BIS的有效性还有待进一步研究[21]。在Tokuwaka等的研究中[22]，维持BIS在50以下，1岁组MAC需要达到4.0%或更高，2- 4岁组明显高于5- 9岁组，故使用BIS评估2岁以下儿童的七氟醚镇静深度是不可靠的，故BIS在儿童患者的麻醉中应用的有效性还有待进一步研究。

7.3BIS对使用非标准化药物患者的镇静深度监测存在误差，对已有神经疾病和颅脑外伤患者的意识状态监测也存在困难[23]。体外循环及低温状态下，BIS与镇静深度不一致。同时它还很容易受到电刀的干扰。神经外科手术中监测电极的推荐放置位置可能与手术部位相冲突。耳后放置电极是一种实用的替代额叶的方法，二者无统计学差异[24]。头低脚高位引起BIS值升高，而头高脚低位引起BIS值降低，且BIS值变化与MAP相关性小[25]，其原因可能与不同生理体位下脑血流变化有关。BIS并非精确的镇静药物“剂量估计器”，BIS 值达到60是一种不稳定的“麻醉深度”，微小刺激仍会导致觉醒和术中知晓[26]。女性的生理周期对BIS值也是有影响的，黄体期右美托咪定的镇静效果明显优于卵泡期[27]。

8 BIS在临床麻醉中的应用前景

近年来，BIS 监测已用于麻醉及镇静治疗监测，意识恢复状态的评估。并试用于重度颅脑损伤转归评估、心肺复苏后的神经学预后评估。在神经外科，应用BIS监测可早期发现术后神经系统并发症[28]。干朝晖等[29]对84例严重急性颅脑外伤伴昏迷患者进行BIS监测，发现病情越重，BIS值越低，预后越差，说明BIS可以作为一个评定脑外伤严重程度及判断预后的指标。此外，脑功能与脑氧代谢率(CMRO2)具有明显的相关性，脑功能抑制时脑氧代谢下降。周路阳等[30]发现，在异氟醚或丙泊酚麻醉下，BIS值在 30-100 之间时均与颈内静脉血氧饱和度(SjVO2)呈显著负相关，即BIS值越低，SjVO2越高，CMRO2就越低，推测BIS可以间接反映脑氧代谢水平。发生严重术中低血压，BIS值下降，指示脑血流量的显著减少[31]。在院外心脏骤停(OHCA)患者，在ICU的第一个12.5 h内的平均BIS值可预测心脏骤停6个月后的神经系统结果，BIS值高者预后更好的可能性更大[32,33]。

未来的研究在监测颅脑外伤手术麻醉镇静深度的同时可能会更加关注BIS对多模态神经预测算法及对脑灌注、脑保护等方面的贡献。使用BIS能否预防不良预后如谵妄、卒中、心肌梗死等，还应严谨探索。