腦電雙頻指數在臨床麻醉中的應用現狀

胡鳳艷,高 明,李 濤，李 凱

(吉林大學中日聯誼醫院 麻醉科，吉林 長春130033)

理想的全身麻醉是術中無痛覺和無意識、肌肉松弛、抑制應激和自主反射、血流動力學穩定、術后蘇醒完善且無相關并發癥。諸多體征是反映麻醉深度的傳統主觀指標，如血壓、心率、呼吸幅度及節律、瞳孔、肌肉松度等。隨著電子計算機技術的發展，客觀、量化的鎮靜深度監測技術有了新的突破，腦電雙頻指數(BIS)在臨床的應用尤為廣泛。本文就BIS在臨床麻醉中的現狀、局限及前景進行綜述。

1 基本原理與目標

全麻時，腦電圖(EEG)的變化可以反映麻醉藥對大腦的抑制程度。BIS是一項基于腦電雙頻譜的分析技術，它將多個EEG參數整合為單一指數，這些參數包括beta比率(Beta ratio)、爆發抑制比率(burst suppression ratio)、快慢波相對同步性(relative synchronization of fast and slow waves )以及95%邊緣頻率(95% edge frequencies)。BIS除了分析腦電頻率譜和功率譜外，還加入了位相和諧波分析，既含有線成分又含有非線成分，又保留原始腦電信息，敏感度和特異度較好的優勢[1]。BIS可量化測量鎮靜深度，范圍為0-100，100代表完全清醒，0代表完全皮層腦電抑制，數值越小，鎮靜深度越深，反之亦然。推薦的輕度鎮靜是BIS 65-85，深度鎮靜為BIS 40-60，當BIS<40時，原始腦電圖爆發抑制。國外研究表示，BIS<60，指令性反應消失，<45 則可能增加術后12個月的死亡率[2]。靶控輸注(TCI)丙泊酚誘導時，BIS在45-60之間既抑制應激反應，且血流動力學平穩。

2 監測方法

BIS電極片(即BIS配套傳感器)為專用監測電極。在放置電極片前，應充分清潔面部皮膚，除去汗漬、油脂，以免影響傳導性。放置位置為：①前額中心；②鼻根上方約5 cm；③太陽穴區，眼角和發線之間；④眉弓平行正上方。確定電極片位置后，應緊密按壓5秒，以增強緊密接觸。然后連接監測儀導線。常規監測間隔為15 s[1]。

3 麻醉藥物對BIS的影響

BIS監測與麻醉藥有直接關系，能客觀反映鎮靜催眠類藥對大腦皮質的抑制，與丙泊酚、依托咪酯、硫賁妥鈉、咪唑安定均有較好相關性，尤其與丙泊酚的相關性最好[3]。在不同濃度的安氟醚、異氟醚和地氟醚等吸入麻醉藥的影響下，BIS值隨吸入濃度增加而呈線性下降，即意識水平隨吸入麻醉藥物濃度增加而下降，BIS對吸入麻醉深度的客觀判斷及避免術中知曉方面較最小肺泡濃度(MAC)和心率更有價值[4]。BIS對吸入麻醉藥的睡眠與意識喪失提供量化指標，減少藥量，降低術后惡心、嘔吐，提高患者對麻醉的滿意度。但BIS對氧化亞氮(N2O)和氯胺酮的監測并不客觀，吸入70%N2O時，指令性反應消失，BIS卻無變化[5]。在丙泊酚-瑞芬太尼麻醉期間，單次追加小劑量氯胺酮，BIS值顯著增加，不再客觀反應鎮靜深度[6]。單純阿片類藥物可達到滿意鎮痛，卻僅有極小鎮靜、遺忘作用，不影響BIS值[7]。配伍用阿片類藥物，丙泊酚的鎮靜效應顯著增強。一項研究中，同樣BIS值下行氣管插管，配伍用芬太尼組的血液動力學和BIS值改變明顯小于單純丙泊酚組[8]。肌肉松馳劑對BIS也有影響。Greif的研究表明，肌松作用減退導致肌電活動增加可引起BIS假性升高，影響監測準確性[9]，深度鎮靜時，頭面部肌肉的緊張度及自主活動減弱，對BIS的干擾極小。在無傷害性刺激時，肌電活動對BIS的干擾主要在清醒期和淺鎮靜狀態時，隨鎮靜深度加深而減弱[10]。

4 BIS與Narcotrend的對比

除BIS外，還有Narcotrend 可監測鎮靜深度。兩者均能較好反映鎮靜深度與意識水平。Narcotrend(NT) 將腦電活動分為從A(清醒)到F(伴有爆發性抑制增多的全身麻醉)6個階段14個級別，同時顯示波功率譜變化和趨勢，適宜的鎮靜應維持在D-E階段，與BIS值64-40相當。Schmidt等[11]在丙泊酚復合瑞芬太尼麻醉的誘導、維持和恢復期，比較了 NT、BIS 和傳統腦電監測，證實 NT 和 BIS 能精確區分各個麻醉階段，趨勢指數也顯著相關，但在一定范圍內仍存在偏差。而NT結果易受額肌收縮干擾，電極片盡量靠近發際線可以降低干擾，使用肌松藥后額肌松弛可將影響降到較小。但Panousis等認為[12]，全身麻醉下，NT在肌電活動增加時的易感性比BIS更可靠。

5 BIS在重癥監護單元的應用

近年來，BIS已逐漸應用到重癥監護單元(ICU)，為客觀、科學評估鎮靜深度提供了依據。在 ICU接受持續機械通氣的患者，應定時評估鎮靜程度。BIS可持續直接監測鎮靜深度變化，方便及時調整鎮靜藥物，與主觀評估法相比更加確切和客觀，避免了連續監測對人力資源的占用。BIS監測和主觀鎮靜評估具有良好一致性[13,14]，但臨床上鎮靜深度受多種因素影響，如何把客觀和主觀評估有效結合，更加準確判斷和調整鎮靜水平，值得繼續探究。

6 BIS與術中知曉、早期恢復、死亡率的相關性

在麻醉領域中，一直存在對術中知曉的爭議，這源于對全身麻醉科學基礎知識的欠缺。越來越多的共識認為術中知曉是一種大腦頻譜狀態。很多臨床研究顯示在全憑靜脈麻醉的管理中，BIS監測對降低術中知曉發生率是有效的，值得推廣[15]。麻醉深度和死亡率之間的關系也存在爭議。較低BIS值與全因死亡率之間關系也尚未明確。低BIS值代表鎮靜過度，但常見于脆弱患者中，甚至淺麻醉的脆弱患者中，因此，不能完全依賴BIS確認鎮靜深度。Sessler 等在大樣本觀察中發現，三低(BIS<45，MAC<0.7%，平均動脈壓<75 mmHg)對術后30天死亡率有顯著影響，尤其是低BIS值與30天內高死亡率呈獨立相關性[16,17]。長時間低血壓和低BIS(“雙低”)，與心臟術后的發病率和死亡率升高相關，并延長住院周期[18]。目前仍有大量的前瞻性隨機研究正在進行，以確定“雙低”與高死亡率的因果關系，同時進一步了解三低或單純低BIS(“一低”)是否對預后帶來負面影響。

7 BIS在臨床應用中的局限性

7.1BIS的麻醉閾值受多種藥物聯合應用的影響是其最顯著的局限性。這可能是由于BIS在設計算法時未考慮不同麻醉劑的聯合作用。不同的麻醉藥物組合雖可得到相近的BIS值，但卻代表不同的麻醉深度。氯胺酮和氧化亞氮的麻醉深度不適合用BIS監測，隨著增加藥物劑量，BIS值不但不下降，反而升高[6]。BIS對鎮痛效果的敏感性較差，而且在不同藥物、個體和人種間差異較大，還有一定的采樣及計算時間，從獲取原始腦電到顯示相應BIS值之間有滯后，存在腦電偽差時延遲會更長。因此，聯合應用多種全麻藥物，不能用BIS來預測體動反應或血液動力學變化[7]。BIS雖然能反映鎮靜與睡眠深度，但卻不是皮質下中樞與脊髓的狀態變化的指標，所以不能衡量鎮痛反應與神經反射程度。因此BIS不能均衡體現全身麻醉的全部抑制過程和組成。

7.2BIS是基于成人腦電資料，而小兒大腦發育不全，腦電圖與成人明顯不同，故能否用于小兒鎮靜監測一直存在爭議。Indu Kapoor等[19]強調，可以用兒童型BIS傳感器代替成人型。然而，與成人型相比，腦電圖信號質量略低，但在一個可接受的范圍的信號質量依然良好，BIS信號質量指數(SQI)略低的原因可能是小兒型傳感器尺寸過小導致皮膚電導降低。張建敏等[20]研究證實，不同年齡患兒(2個月— 12歲)使用丙泊酚復合瑞芬太尼靜脈麻醉時，BIS能實時連續反映中樞電活動的變化過程。但之后其團隊將BIS用于嬰幼兒吸入麻醉中發現6月齡以下嬰兒使用BIS的有效性還有待進一步研究[21]。在Tokuwaka等的研究中[22]，維持BIS在50以下，1歲組MAC需要達到4.0%或更高，2- 4歲組明顯高于5- 9歲組，故使用BIS評估2歲以下兒童的七氟醚鎮靜深度是不可靠的，故BIS在兒童患者的麻醉中應用的有效性還有待進一步研究。

7.3BIS對使用非標準化藥物患者的鎮靜深度監測存在誤差，對已有神經疾病和顱腦外傷患者的意識狀態監測也存在困難[23]。體外循環及低溫狀態下，BIS與鎮靜深度不一致。同時它還很容易受到電刀的干擾。神經外科手術中監測電極的推薦放置位置可能與手術部位相沖突。耳后放置電極是一種實用的替代額葉的方法，二者無統計學差異[24]。頭低腳高位引起BIS值升高，而頭高腳低位引起BIS值降低，且BIS值變化與MAP相關性小[25]，其原因可能與不同生理體位下腦血流變化有關。BIS并非精確的鎮靜藥物“劑量估計器”，BIS 值達到60是一種不穩定的“麻醉深度”，微小刺激仍會導致覺醒和術中知曉[26]。女性的生理周期對BIS值也是有影響的，黃體期右美托咪定的鎮靜效果明顯優于卵泡期[27]。

8 BIS在臨床麻醉中的應用前景

近年來，BIS 監測已用于麻醉及鎮靜治療監測，意識恢復狀態的評估。并試用于重度顱腦損傷轉歸評估、心肺復蘇后的神經學預后評估。在神經外科，應用BIS監測可早期發現術后神經系統并發癥[28]。干朝暉等[29]對84例嚴重急性顱腦外傷伴昏迷患者進行BIS監測，發現病情越重，BIS值越低，預后越差，說明BIS可以作為一個評定腦外傷嚴重程度及判斷預后的指標。此外，腦功能與腦氧代謝率(CMRO2)具有明顯的相關性，腦功能抑制時腦氧代謝下降。周路陽等[30]發現，在異氟醚或丙泊酚麻醉下，BIS值在 30-100 之間時均與頸內靜脈血氧飽和度(SjVO2)呈顯著負相關，即BIS值越低，SjVO2越高，CMRO2就越低，推測BIS可以間接反映腦氧代謝水平。發生嚴重術中低血壓，BIS值下降，指示腦血流量的顯著減少[31]。在院外心臟驟停(OHCA)患者，在ICU的第一個12.5 h內的平均BIS值可預測心臟驟停6個月后的神經系統結果，BIS值高者預后更好的可能性更大[32,33]。

未來的研究在監測顱腦外傷手術麻醉鎮靜深度的同時可能會更加關注BIS對多模態神經預測算法及對腦灌注、腦保護等方面的貢獻。使用BIS能否預防不良預后如譫妄、卒中、心肌梗死等，還應嚴謹探索。