腦電雙頻指數在豬腹腔鏡手術麻醉監測中的應用

李多丹 華修國

（上海交通大學農業與生物學院，上海 200240）

腦電雙頻指數（Bispectral Index，BIS）是在腦電圖（Electro Encephalo Graph，EEG）的基礎上，將腦電圖的功率和頻率經雙頻分析作出的混合信息擬合成一個最佳數字（用0～100表示），即BIS值[1]。一般認為，BIS值為100表示清醒狀態，處于80～100之間為正常活動狀態，處于60～80之間表示鎮靜狀態，處于40～60之間為理想的麻醉狀態，小于40則大腦可能出現爆發抑制，當腦部的電活動完全消失時則BIS值為0。鑒于BIS能較好地反映麻醉藥物或鎮靜藥物對大腦皮層功能的影響，對預測體動、術中知曉以及意識的消失和恢復都具有一定的靈敏度，且可指示麻醉用藥量，故BIS已成為判斷鎮靜水平和監測麻醉深度較為準確的方法[2-3]，被廣泛應用于人醫臨床。

近年來，微創手術發展迅速，腹腔鏡技術作為微創手術之一，具有創傷小、可視化、恢復快、少疼痛的特點，受到了醫生和患者的青睞。實驗動物豬是目前適用于腹腔鏡手術開發、手術器械臨床前實驗、教學演練各環節最為理想的模型。對實驗動物豬進行手術中的麻醉監測，不僅直接關系到手術成功率和實驗數據的準確性，還對指導麻醉藥物調節、降低實驗動物意外死亡、提高實驗動物福利等方面具有重要意義。同時，傳統的麻醉深度監測方法是通過觀察記錄患者的生命體征（如心率HR、血氧飽和度SpO2、收縮壓SAP、舒張壓DAP、平均動脈壓MAP、瞳孔反射、呼吸頻率、眼球位置等）進行綜合判斷[4]；而根據Geudel麻醉深度分類法，心率和血壓在麻醉興奮期升高，隨后隨著麻醉深度的增加而逐漸降低[5]，SpO2值在95%～100%之間為正常狀態，在90%～94%之間為低氧狀態，低于90%為缺氧狀態[6]；但傳統的麻醉深度監測方法至今未有統一的標準，這使得麻醉監測具有一定的主觀性和局限性，易導致麻醉深度過低或過高。在此背景下，筆者對BIS在豬腹腔鏡手術麻醉監測中的應用進行了研究，旨在探索BIS是否適用于實驗豬的腦電監測，并指導實驗豬的麻醉深度。現將相關研究情況報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

選取健康的“約克夏”白豬12頭，體重在24～29 kg，均購自上海甲干生物科技有限公司。主要藥品和設備包括：舒泰50（法國維克）、異氟烷（江蘇恒豐強）、鹽酸塞拉嗪（華牧動保）、呼吸麻醉機（深圳邁瑞，型號為WATO EX-20）、BIS監測儀（柯惠醫療）、腹腔鏡設備（卡爾史托斯）。

1.2 實驗方法

1.2.1 動物鎮靜與BIS監測

將12頭白豬隨機分為4組，分別為對照組(舒泰50聯合鹽酸賽拉嗪麻醉)、異氟烷低劑量組(ISO 1.5%)、異氟烷中劑量組（ISO 2.0%）、異氟烷高劑量組（ISO 2.5%）。實驗豬在手術前均禁食12 h，手術開始前均進行術前鎮靜，鎮靜藥物及劑量統一為舒泰50（2 mg/kg）、鹽酸塞拉嗪（1 mg/kg）、硫酸阿托品（0.04 mg/kg），15 min后，將動物俯臥位置于麻醉準備區域的操作臺上，于耳緣靜脈置入22G靜脈留置針建立靜脈通道，滴注乳酸鈉林格溶液。將實驗豬前額、兩側顳骨至頂骨的皮膚充分備皮，按照圖1所示位置將BIS電極貼片固定[7]，其中，位點1貼于前額正中，位點4貼于左側眉骨正上方，位點3貼于左側眼角線后方的凹陷內，位點2貼于位點1和4位點連線的中點，并將電極與信號接收器和腦電監測儀主機相連接，然后將血氧監測探頭夾在豬舌尖處以監測心率（HR）和血氧飽和度（SpO2）等。

圖1 BIS電極貼片黏貼部位示意圖

1.2.2 誘導與維持麻醉

鎮靜給藥后25 min進行誘導麻醉，靜脈推注10%異丙酚溶液(2 mg/kg)，進行氣管插管，連接呼吸麻醉機進行純氧機械通氣，潮氣量（Tidal Volume，VT）為10 mL/kg，呼吸頻率（Respiratory Rate，RR）為15次/min，吸呼比為1∶2，氧補償流量為1 L/min。對照組實驗豬靜脈追加舒泰50（3 mg/kg）和鹽酸塞拉嗪（1 mg/kg）用于維持麻醉，其他組實驗豬按照相應異氟烷劑量進行吸入維持麻醉，隨后通過股動脈進行有創動脈血壓監測。維持麻醉給藥后10 min，開始建立氣腹并實施腹腔鏡膽囊切除術，氣腹壓力設定為10 mmHg，氣體流量為2 L/min。手術進行1 h時，釋放氣腹壓力10 min后結束手術。

1.2.3 數據采集與分析

監測指標：分別于誘導麻醉前（T0）、維持麻醉10 min（T1）、手術開始 15 min（T2）、手術開始30 min（T3）、手術開始 60 min（T4）、結束氣腹10 min(T5)5個時間點記錄實驗豬的BIS值和HR、SpO2、SAP、DAP、MAP的數值。

采用統計學分析軟件GraphPad Prism5對T0～T5時間點的BIS、HR、SpO2、MAP數值進行單因素方差分析和組間t檢驗，p＜0.05代表差異顯著，數據以±s形式表示。

2 結果與分析

2.1 結 果

2.1.1 實驗豬基本情況

由表1可知，4組實驗豬（每組3頭，共12頭）均成功完成手術，各組實驗豬體重無明顯差異（p＞0.05）。

表1 四組實驗豬的體重比較

2.1.2 各組實驗豬BIS值比較

由表2可知，各組實驗豬在T0時間點時，BIS值均在80左右，無顯著差異（p＞0.05）。T1時間點較T0時間點，各組實驗豬的BIS值均有所下降，但4個組間差異不顯著（p＞0.05）。T2～T5時間點，對照組與ISO 1.5%組實驗豬在各時間點的BIS平均值均維持在60以上，這兩個組間差異不顯著（p＞0.05）； ISO 2.0%組實驗豬在各時間點的BIS平均值維持在40～50之間，均顯著低于對照組（p＜0.05）；ISO 2.5%組實驗豬在各時間點的BIS平均值維持在30以下，也均顯著低于對照組（p＜0.05）。

表2 四組實驗豬在不同時間點的BIS值對比

2.1.3 各組實驗豬的HR、SpO2、SAP、DAP、MAP數值比較

由表3可知，在6個時間點，各組實驗豬的HR和SpO2數值均在正常范圍之內，其中，各組間的SpO2數值無明顯差異；在T1～T5時間點，僅ISO 2.5%組實驗豬的HR均顯著低于對照組（T1時間點時p＜0.01，T2～T5時間點時p＜0.001）。各組實驗豬的MAP數值表現為ISO 1.5%組＞對照組＞ISO 2.0%組＞ISO 2.5%組，其中，ISO 1.5%組在T2～T5時間點均顯著高于對照組（p＜0.05 )，而ISO 2.5%組在T1時間點、T3～T5時間點均顯著低于對照組。

表3 四組實驗豬在不同時間點的HR、SpO2、SAP、DAP、MAP指標對比

進一步分析各組實驗豬在T0～T5時間點的HR、SpO2、MAP變化趨勢可知，T1時間點較T0時間點各組實驗豬的HR均下降，隨后ISO 1.5%組和ISO 2.0%組實驗豬的HR表現均較其他兩組平穩；各組實驗豬的SpO2在各時間點均維持在95%以上，表明實驗豬無低氧和缺氧狀態；ISO 1.5%組與ISO 2.0%組實驗豬的MAP表現一直平穩，但在T5時間點各組實驗豬的MAP均較T4時間點有所下降，但僅對照組與ISO 1.5%組間存在顯著差異。

2.2 分 析

以上結果表明，在豬腹腔鏡手術麻醉監測中應用BIS，能夠得到穩定的讀數，BIS值與異氟烷麻醉濃度具有相關性，即隨著異氟烷麻醉濃度的升高而降低，表明BIS能較準確地反映豬麻醉后的腦電活動水平。對照組與ISO 1.5%組實驗豬的BIS平均值一直維持在60以上，表明實驗豬麻醉深度不足；而ISO 2.5%組實驗豬的BIS值過低（＜30），且心率與血壓均有顯著下降，表明實驗豬麻醉過深；以ISO 2.0%組實驗豬的表現較好，其BIS值一直控制在適合手術的區間內（40～60），且可獲得穩定的心率和血壓，麻醉效果優于其他組，表明在豬腹腔鏡手術時應用濃度為2.0%的異氟烷麻醉效果較佳。

傳統的麻醉深度監測方法主要依靠心率和血壓。在本實驗中，ISO 2.0%組實驗豬的HR除在T1時間點顯著低于對照組外，在其他時間點均與對照組間均無明顯差異，再加上ISO 2.0%組實驗豬的MAP在各時間點均與對照組間無明顯差異，表明單純依靠HR和MAP來判斷麻醉效果存在局限性，其靈敏度低于僅依靠BIS值判斷。

關于豬的麻醉方法，國內外已有一些報道，目前常用的靜脈麻醉劑有氯胺酮聯合賽拉嗪、舒泰、丙泊酚等，異氟烷吸入麻醉和靜吸復合的麻醉方式也均能獲得良好的麻醉效果[8-9]。本實驗中，在T0時間點，各組實驗豬在鎮靜后仍有意識且腦電維持較高水平（80左右），而在T1時間點后，不同的麻醉方式得到的結果存在顯著差異，這進一步表明BIS值能真實反映實驗豬的腦電水平。

異氟烷在小型巴馬豬麻醉中的應用已有文獻報道，在小型豬中，異氟烷麻醉濃度選用2.0%較為合適，但對“約克夏”白豬麻醉效果的研究較少[10]。本實驗結果表明，濃度為2.0%的異氟烷同樣適用于“約克夏”白豬的手術麻醉，且腦電活動水平也證明了其麻醉效果的可靠性。

對比T5時間點與T4時間點各組實驗豬血壓的變化情況發現，腹腔鏡手術由于增加了腹腔壓力，可能會引起實驗豬全身血流動力學變化（如血壓升高），這就導致在腹腔鏡手術中通過傳統方式來判斷麻醉深度易出現誤判，而通過BIS值的監測來輔助判斷麻醉深度，能增加安全性和可靠性。

綜上，BIS能夠用于豬的麻醉深度監測，且在手術中能根據BIS值來及時調節麻醉藥物劑量，從而防止實驗豬出現腦部抑制，這避免了死亡的發生。但BIS用于臨床麻醉深度監測時也存在一些不足，且會受到多種因素的影響。例如，手術刺激水平上升、使用外源性腎上腺素等均可使BIS值增高，大量使用肌松劑或低血糖等也可能會引起BIS值下降，進而影響麻醉深度的真實性，故BIS在實驗豬上的應用還需進一步實驗驗證。

3 結 論

本實驗結果表明，BIS能用于豬的麻醉深度監測，且BIS值與異氟烷濃度存在相關性；鑒于對照組和異氟烷低劑量組的實驗豬麻醉過淺，而高劑量組的實驗豬麻醉過深，故在豬腹腔鏡手術時，以中劑量異氟烷吸入麻醉（ISO 2.0%）最為合理，麻醉效果較好，且BIS值可控制在理想范圍內。