脑电双频指数在临床上的应用进展

罗 婵，王雅麒，季 静，陈 鹏

(吉林大学中日联谊医院 麻醉科，吉林 长春130033)

脑电双频指数(Bispectral index，BIS)主要反映大脑皮质的兴奋或抑制状态及镇静催眠的信息[1]，不仅与正常生理睡眠密切相关，还能很好的监测麻醉深度中的镇静成分。适宜的麻醉深度有益于患者围术期安全，减少术后并发症。脑电双频指数是临床上应用最早、最广泛的麻醉深度监测工具。大量的研究表明BIS不仅用于麻醉深度的监测指导麻醉管理，还对心肺复苏后神经系统的预测、重症监护室的镇静镇痛以及睡眠深度的监测等有一定的指导意义。

1 麻醉中BIS值的临床指导意义

1.1 BIS监测与麻醉苏醒

深麻醉被认为是苏醒延迟的主要因素，也是影响术后康复的原因之一。有研究表明BIS指导组与对照组相比能够明显减少麻醉用药和麻醉恢复时间[2]。Oliveira CR[3]等人筛选出17篇相关研究作出的分析表示BIS监测能够有效的减少拔管时间、减少时间和地点定向力恢复时间、减少在手术室和麻醉恢复室的停留时间。Chiang MH[4]等人的研究分析了26个相关临床研究包含9537个患者，也得出了类似的结论，发现BIS监测组与非BIS监测组相比，BIS监测组能够有效的减少麻醉恢复时间。早期苏醒是全麻后的一个理想目标，BIS监测可预测麻醉深度和苏醒时间，减少麻醉药物用量，避免苏醒延迟。

1.2 BIS监测与术后死亡率

自2005年Monk[5]等人提出术中低血压及长时间深麻醉(BIS<45)与术后一年的死亡率存在相关性以后，麻醉过深是否会增加术后死亡率的这一观点一直存在着争议。2017年Maheshwari A[6]等人的研究中，8239名心脏手术患者根据其术中是否出现双低(低BIS值、低血压)将患者分为试验组和对照组，与对照组的患者相比，其结果的风险增加了或者高于样本均值；同时低BIS值、低血压的持续累积时间增加了术后30天死亡的风险。McCormick PJ[7]等人也得出了相似的结论，双低累积时间超过60 min的患者死亡的风险可能性是正常患者的两倍，双低的持续累积时间与术后死亡率密切相关。Willingham MD[8]等人研究结果显示术后30天的死亡率，三低组(低BIS值、低血压、低肺泡最小有效浓度)明显高于非三低组(1.9%vs 0.4%)，三低的累积持续时间与死亡率增加有显著的相关性。然而一些研究却未能重现这一发现，其结果显示“低BIS值、低血压和低肺泡最小有效浓度”单独或同时出现与术后死亡率之间没有关系或可能有关系但不是因果关系可能是患者的自身情况和手术因素所导致的[9,10]。

原因可能是一些研究很可能存在与术后预后不良相关的可重复的脑电特征，如脑电抑制；当一些特殊的脑电波形与低肺泡最小有效浓度或低血压同时出现时，这种相关性可能就会更高，所以关于低BIS值麻醉医生应该学会如何理解脑电图的波形而不是单纯的依赖计算出来的数值。关于这个问题是否有一个明确的结论是代表真正的因果关系，或者是附带现象需要更多试验来验证。

1.3 BIS监测与认知障碍

术后认知障碍是老年患者(年龄≥60岁)一种常见的术后并发症可能会导致预后不良增加死亡的风险 。造成术后谵妄和术后认知功能障碍有很多原因，麻醉可能是导致围术期认知障碍的一个不可忽略的危险因素。

有研究显示BIS监测下患者术后谵妄风险降低6%，术后3个月发生认知障碍的风险降低3%[2]。在2018年Punjasawadwong Y[11]等人的证据也表明BIS指导的麻醉可以降低60岁及以上的患者出现术后谵妄的风险，减少3个月内的术后认知功能障碍的发生，这是基于对六个随机对照试验包括2929个年龄大于60岁的老年患者进行分析所得出的结论。MacKenzie KK[12]等人的研究结果表明BIS监测下的麻醉能降低38%的术后谵妄的发生，虽然两者的联系机制还有待确定，但是BIS监测与术后谵妄的减少是具有相关性的，与术后认知功能障碍之间的关系还有待更多的研究。Lu X[13]等人的研究结果认为在60岁及以上的老年患者中术后认知障碍的发生率在低BIS和高BIS组之间没有明显差异。但在2019年Quan C[14]等人在研究中将患者分为两组，一组为深麻醉组BIS值在30-45，另一组为浅麻醉组BIS值在45-60，深麻醉组术后7天认知功能障碍发生率明显低于浅麻醉组(19.2%vs39.6%)，术后3个月认知功能障碍发生率两组之间无明显差异；同时与术后认知功能障碍相关的炎症因子水平也验证了者一结果，在术后7天血浆蛋白炎症因子水平深麻醉组明显低于浅麻醉组，术后3个月血浆蛋白炎症因子水平两组间无明显差异。一些研究[15,16]也得出了相似的结论，在BIS监测下全凭静脉麻醉或静吸复合麻醉，深麻醉组与浅麻醉组相比能明显降低老年患者术后7天认知功能障碍的发生率，降低术后炎症因子水平减轻脑损伤。

麻醉深度与术后认知功能之间的关系还存在着许多的争议还需要大量的临床研究来加以验证。但BIS监测与非BIS监测相比是有益于减少老年患者术后谵妄和认知功能的发生。

1.4 BIS监测与术中知晓

一些研究[17,18]发现麻醉过浅可能是导致术中知晓的主要原因，BIS监测能够明显减少术中知晓的发生率，尤其是对于某些高危患者(如有严重的系统疾病、血流动力学不稳定、使用高剂量的阿片类药物的慢性疼痛患者等)和静脉全身麻醉的患者。虽然术中知晓的发生率为0.1%-0.2%，但是一旦发生会给患者带来严重的心理创伤[17]。Gao WW等人[19]的研究结果发现BIS监测组静脉麻醉患者术中知晓发生率较非BIS监测组低，BIS监测在降低吸入麻醉患者术中知晓发生率方面没有明显优势，而在静脉麻醉中具有显著优势；而吸入麻醉患者术中BIS监测组与非BIS监测组的术中知晓发生率差异无统计学意义。虽然吸入麻醉患者术中应用BIS监测与呼气末气体监测的肺泡最小有效浓度值临床意义相近，但在吸入麻醉中对避免麻醉过深有一定的意义。

1.5 BIS监测在儿童和老年患者中的特殊性

目前尚无一个准确而又全面的反应麻醉深度的工具，BIS值是一个比较可靠的反应麻醉深度的测量方法。目前一般认为BIS值在40-60之间是一个合适的麻醉深度。然而老人与儿童因为其年龄、大脑的功能及结构的差异，所以BIS的监测有一定的不确定性。

1.5.1BIS监测在儿童中的特殊性

婴儿向成人的发育过程中脑电图的振幅和频率均不断发生变化，BIS值评估小儿的麻醉深度具有一定的不确定性。J.Tokuwaka[20]等人的研究发现小于2岁的儿童用BIS监测麻醉深度时不具有可靠性，建议BIS监测用于2岁及以上的儿童。2017年Sciusco A[21]等人研究发现，在一个月到12岁的儿童中，随着年龄的增长BIS监测的准确度逐渐提高。BIS监测在儿童麻醉中的意义有待于进一步研究。

1.5.2BIS监测在老年患者中的特殊性

老年人的BIS监测也有其特殊性，Purdon PL[22]等人的研究显示老年患者的脑电图振幅明显低于年轻的成年人，更容易出现脑电爆发抑制；大脑会随着年龄的变化发生结构和功能的正常变化，这些变化可能会影响麻醉所引起的脑电图改变，基于脑电图的麻醉深度指数可能使老年患者所需的剂量更大。在2016年一篇关于老年患者脑电双谱指数的变化的研究中显示，虽然BIS监测不能反映老年患者脑电图的退行性变化，但它可以反映个体对镇静催眠药物的敏感性，如果在术中达到预期的指标值(40-60),麻醉药可能被过量使用并导致老年患者出现脑电抑制[23]。Valence T[24]等人在研究中表示在老年患者中我们不应该试图保持BIS值在推荐的范围内，而是调整它们以适应病人的需求。在现有的以脑电图为基础的BIS值没有考虑年龄的因素，因此在老年患者中可能不准确,可能会导致实际的麻醉深度过深。

2 BIS在其他方面的应用

2.1 BIS监测在心肺复苏后的应用

EEG监测脑缺血具有敏感性高、反应迅速、方法简便等特点。那么来自于EEG的BIS值或许也能为预测神经组织损伤和保护神经功能提供一些有价值的信息。Jouffroy R[25]等人在研究中发现BIS监测可作为心脏骤停患者脑死亡的早期评估工具，心脏骤停后低BIS值与不良的神经系统结果有关，而BIS值为0是一个很好的预测脑死亡的指标。Haesen J[26]等人的研究发现BIS监测的简易脑电图与标准脑电图相比是几乎没有差异的，在用于识别心脏骤停后经常出现的一些神经精神症状中具有高度的准确性，尤其是在心脏骤停后早期癫痫的识别中扮演重要的角色。Eertmans W[27]等人发现在心脏骤停的患者中，恢复自主循环后12小时内平均BIS值小于25可能预示着不良的神经系统结果。BIS监测与一些临床表现相结合起来可能更有助于心肺复苏治疗后神经系统结果的预测，早期识别神经系统预后不良。

2.2 BIS监测在重症监护室的应用

镇静镇痛的评估对于重症监护室的患者来说是一个巨大的挑战，以往都是依靠患者的肢体动作或生理表现比如心率、血压等，但是这些方法并不能准确的评估患者的镇静镇痛程度。Wang ZH[28]等人发现，BIS值<50和在刺激后BIS值<80是重症监护室行机械通气的患者处于一个深度镇静的标志，BIS监测可以作为辅助手段使用成为早期筛查不合理的深度镇静的工具；作为一种辅助和替代的方法来评估镇静，比RASS镇静评分更为可靠并且能保持稳定的镇静状态[26]。Faritous Z[30]等人的研究表示BIS值与疼痛刺激存在一些潜在的联系，BIS监测有助于无意识行机械通气的重症监护患者疼痛评估的分级,BIS监测值的变化与重症监护室疼痛观察工具法(CPOT)的分数是呈正相关的，比血流动力学的变化更敏感和更有效。Shan K[31]等人的研究表明使用CPOT和BIS来评估严重脑损伤患者的疼痛，可以为不同的患者提供全面的疼痛评估。尽管许多的研究都发现疼痛刺激会引起BIS值明显的改变，但是这个改变是否能在疼痛评估中发挥重要的临床应用价值还存在着一些争议还需要更加深入的研究。

2.3 BIS监测在睡眠深度监测中的应用

多导睡眠监测(Polysomnography，PSG)是分析睡眠结构的金标准，但是由于其在时间、设备、费用等方面上的限制，并不常用于临床。BIS值常被用来监测麻醉深度，但由于在麻醉和自然睡眠时脑电图特征的相似性，一些研究者将BIS值作为睡眠监测工具进行评估。大多数研究表明，在慢波睡眠中随着睡眠深度的增加BIS值有所下降，但BIS值在睡眠阶段之间的相关性存在差异。Giménez S[32]等人在研究中发现在慢波睡眠(Slow wave sleep，NREM)时BIS值随睡眠深度的增加而降低(从N1期到N3期)，BIS值在快速眼动睡眠(Rapid-eye-movement sleep，REM)期间增加,与睡眠阶段N1和N2的值重叠,但是BIS监测所提供的肌电活动可以在需要时帮助识别REM和NREM的N1、N2阶段。在Benissa MR[33]等人的研究中，BIS监测在识别NREM，特别是N3期具有很高敏感性和特异性，但无法区分浅睡眠阶段(N1)与REM或清醒状态。或许在以后的研究中使用BIS监测与肌电图或眼电图相结合的方法，以区分不同的睡眠阶段，能更好的监测睡眠深度，并可作为睡眠监测的一种替代方法，以减少多导睡眠监测产生的费用和提高护理的能力。

3 总结

BIS值是通过对EEG进行一系列复杂的分析而得出的数值，尽管BIS监测还有很多不足之处，但是在现有的麻醉深度监测手段中BIS监测仍然具有重要的应用价值。