腦電雙頻指數(shù)在臨床麻醉中的應(yīng)用現(xiàn)狀

胡鳳艷,高 明,李 濤，李 凱

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 麻醉科，吉林 長春130033)

理想的全身麻醉是術(shù)中無痛覺和無意識、肌肉松弛、抑制應(yīng)激和自主反射、血流動力學(xué)穩(wěn)定、術(shù)后蘇醒完善且無相關(guān)并發(fā)癥。諸多體征是反映麻醉深度的傳統(tǒng)主觀指標(biāo)，如血壓、心率、呼吸幅度及節(jié)律、瞳孔、肌肉松度等。隨著電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，客觀、量化的鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測技術(shù)有了新的突破，腦電雙頻指數(shù)(BIS)在臨床的應(yīng)用尤為廣泛。本文就BIS在臨床麻醉中的現(xiàn)狀、局限及前景進(jìn)行綜述。

1 基本原理與目標(biāo)

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(xiàng)基于腦電雙頻譜的分析技術(shù)，它將多個EEG參數(shù)整合為單一指數(shù)，這些參數(shù)包括beta比率(Beta ratio)、爆發(fā)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(yōu)勢[1]。BIS可量化測量鎮(zhèn)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(shù)值越小，鎮(zhèn)靜深度越深，反之亦然。推薦的輕度鎮(zhèn)靜是BIS 65-85，深度鎮(zhèn)靜為BIS 40-60，當(dāng)BIS<40時，原始腦電圖爆發(fā)抑制。國外研究表示，BIS<60，指令性反應(yīng)消失，<45 則可能增加術(shù)后12個月的死亡率[2]。靶控輸注(TCI)丙泊酚誘導(dǎo)時，BIS在45-60之間既抑制應(yīng)激反應(yīng)，且血流動力學(xué)平穩(wěn)。

2 監(jiān)測方法

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

3 麻醉藥物對BIS的影響

BIS監(jiān)測與麻醉藥有直接關(guān)系，能客觀反映鎮(zhèn)靜催眠類藥對大腦皮質(zhì)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(guān)性，尤其與丙泊酚的相關(guān)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(shù)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(biāo)，減少藥量，降低術(shù)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(jiān)測并不客觀，吸入70%N2O時，指令性反應(yīng)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(yīng)鎮(zhèn)靜深度[6]。單純阿片類藥物可達(dá)到滿意鎮(zhèn)痛，卻僅有極小鎮(zhèn)靜、遺忘作用，不影響B(tài)IS值[7]。配伍用阿片類藥物，丙泊酚的鎮(zhèn)靜效應(yīng)顯著增強(qiáng)。一項(xiàng)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(xué)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(dǎo)致肌電活動增加可引起B(yǎng)IS假性升高，影響監(jiān)測準(zhǔn)確性[9]，深度鎮(zhèn)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(zhèn)靜狀態(tài)時，隨鎮(zhèn)靜深度加深而減弱[10]。

4 BIS與Narcotrend的對比

除BIS外，還有Narcotrend 可監(jiān)測鎮(zhèn)靜深度。兩者均能較好反映鎮(zhèn)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(fā)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(zhèn)靜應(yīng)維持在D-E階段，與BIS值64-40相當(dāng)。Schmidt等[11]在丙泊酚復(fù)合瑞芬太尼麻醉的誘導(dǎo)、維持和恢復(fù)期，比較了 NT、BIS 和傳統(tǒng)腦電監(jiān)測，證實(shí) NT 和 BIS 能精確區(qū)分各個麻醉階段，趨勢指數(shù)也顯著相關(guān)，但在一定范圍內(nèi)仍存在偏差。而NT結(jié)果易受額肌收縮干擾，電極片盡量靠近發(fā)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(rèn)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(jiān)護(hù)單元的應(yīng)用

近年來，BIS已逐漸應(yīng)用到重癥監(jiān)護(hù)單元(ICU)，為客觀、科學(xué)評估鎮(zhèn)靜深度提供了依據(jù)。在 ICU接受持續(xù)機(jī)械通氣的患者，應(yīng)定時評估鎮(zhèn)靜程度。BIS可持續(xù)直接監(jiān)測鎮(zhèn)靜深度變化，方便及時調(diào)整鎮(zhèn)靜藥物，與主觀評估法相比更加確切和客觀，避免了連續(xù)監(jiān)測對人力資源的占用。BIS監(jiān)測和主觀鎮(zhèn)靜評估具有良好一致性[13,14]，但臨床上鎮(zhèn)靜深度受多種因素影響，如何把客觀和主觀評估有效結(jié)合，更加準(zhǔn)確判斷和調(diào)整鎮(zhèn)靜水平，值得繼續(xù)探究。

6 BIS與術(shù)中知曉、早期恢復(fù)、死亡率的相關(guān)性

在麻醉領(lǐng)域中，一直存在對術(shù)中知曉的爭議，這源于對全身麻醉科學(xué)基礎(chǔ)知識的欠缺。越來越多的共識認(rèn)為術(shù)中知曉是一種大腦頻譜狀態(tài)。很多臨床研究顯示在全憑靜脈麻醉的管理中，BIS監(jiān)測對降低術(shù)中知曉發(fā)生率是有效的，值得推廣[15]。麻醉深度和死亡率之間的關(guān)系也存在爭議。較低BIS值與全因死亡率之間關(guān)系也尚未明確。低BIS值代表鎮(zhèn)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(rèn)鎮(zhèn)靜深度。Sessler 等在大樣本觀察中發(fā)現(xiàn)，三低(BIS<45，MAC<0.7%，平均動脈壓<75 mmHg)對術(shù)后30天死亡率有顯著影響，尤其是低BIS值與30天內(nèi)高死亡率呈獨(dú)立相關(guān)性[16,17]。長時間低血壓和低BIS(“雙低”)，與心臟術(shù)后的發(fā)病率和死亡率升高相關(guān)，并延長住院周期[18]。目前仍有大量的前瞻性隨機(jī)研究正在進(jìn)行，以確定“雙低”與高死亡率的因果關(guān)系，同時進(jìn)一步了解三低或單純低BIS(“一低”)是否對預(yù)后帶來負(fù)面影響。

7 BIS在臨床應(yīng)用中的局限性

7.1BIS的麻醉閾值受多種藥物聯(lián)合應(yīng)用的影響是其最顯著的局限性。這可能是由于BIS在設(shè)計算法時未考慮不同麻醉劑的聯(lián)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(jiān)測，隨著增加藥物劑量，BIS值不但不下降，反而升高[6]。BIS對鎮(zhèn)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(yīng)BIS值之間有滯后，存在腦電偽差時延遲會更長。因此，聯(lián)合應(yīng)用多種全麻藥物，不能用BIS來預(yù)測體動反應(yīng)或血液動力學(xué)變化[7]。BIS雖然能反映鎮(zhèn)靜與睡眠深度，但卻不是皮質(zhì)下中樞與脊髓的狀態(tài)變化的指標(biāo)，所以不能衡量鎮(zhèn)痛反應(yīng)與神經(jīng)反射程度。因此BIS不能均衡體現(xiàn)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(fā)育不全，腦電圖與成人明顯不同，故能否用于小兒鎮(zhèn)靜監(jiān)測一直存在爭議。Indu Kapoor等[19]強(qiáng)調(diào)，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(zhì)量略低，但在一個可接受的范圍的信號質(zhì)量依然良好，BIS信號質(zhì)量指數(shù)(SQI)略低的原因可能是小兒型傳感器尺寸過小導(dǎo)致皮膚電導(dǎo)降低。張建敏等[20]研究證實(shí)，不同年齡患兒(2個月— 12歲)使用丙泊酚復(fù)合瑞芬太尼靜脈麻醉時，BIS能實(shí)時連續(xù)反映中樞電活動的變化過程。但之后其團(tuán)隊(duì)將BIS用于嬰幼兒吸入麻醉中發(fā)現(xiàn)6月齡以下嬰兒使用BIS的有效性還有待進(jìn)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(dá)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(zhèn)靜深度是不可靠的，故BIS在兒童患者的麻醉中應(yīng)用的有效性還有待進(jìn)一步研究。

7.3BIS對使用非標(biāo)準(zhǔn)化藥物患者的鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測存在誤差，對已有神經(jīng)疾病和顱腦外傷患者的意識狀態(tài)監(jiān)測也存在困難[23]。體外循環(huán)及低溫狀態(tài)下，BIS與鎮(zhèn)靜深度不一致。同時它還很容易受到電刀的干擾。神經(jīng)外科手術(shù)中監(jiān)測電極的推薦放置位置可能與手術(shù)部位相沖突。耳后放置電極是一種實(shí)用的替代額葉的方法，二者無統(tǒng)計學(xué)差異[24]。頭低腳高位引起B(yǎng)IS值升高，而頭高腳低位引起B(yǎng)IS值降低，且BIS值變化與MAP相關(guān)性小[25]，其原因可能與不同生理體位下腦血流變化有關(guān)。BIS并非精確的鎮(zhèn)靜藥物“劑量估計器”，BIS 值達(dá)到60是一種不穩(wěn)定的“麻醉深度”，微小刺激仍會導(dǎo)致覺醒和術(shù)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(zhèn)靜效果明顯優(yōu)于卵泡期[27]。

8 BIS在臨床麻醉中的應(yīng)用前景

近年來，BIS 監(jiān)測已用于麻醉及鎮(zhèn)靜治療監(jiān)測，意識恢復(fù)狀態(tài)的評估。并試用于重度顱腦損傷轉(zhuǎn)歸評估、心肺復(fù)蘇后的神經(jīng)學(xué)預(yù)后評估。在神經(jīng)外科，應(yīng)用BIS監(jiān)測可早期發(fā)現(xiàn)術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥[28]。干朝暉等[29]對84例嚴(yán)重急性顱腦外傷伴昏迷患者進(jìn)行BIS監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)病情越重，BIS值越低，預(yù)后越差，說明BIS可以作為一個評定腦外傷嚴(yán)重程度及判斷預(yù)后的指標(biāo)。此外，腦功能與腦氧代謝率(CMRO2)具有明顯的相關(guān)性，腦功能抑制時腦氧代謝下降。周路陽等[30]發(fā)現(xiàn)，在異氟醚或丙泊酚麻醉下，BIS值在 30-100 之間時均與頸內(nèi)靜脈血氧飽和度(SjVO2)呈顯著負(fù)相關(guān)，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(fā)生嚴(yán)重術(shù)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(nèi)的平均BIS值可預(yù)測心臟驟停6個月后的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)果，BIS值高者預(yù)后更好的可能性更大[32,33]。

未來的研究在監(jiān)測顱腦外傷手術(shù)麻醉鎮(zhèn)靜深度的同時可能會更加關(guān)注BIS對多模態(tài)神經(jīng)預(yù)測算法及對腦灌注、腦保護(hù)等方面的貢獻(xiàn)。使用BIS能否預(yù)防不良預(yù)后如譫妄、卒中、心肌梗死等，還應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)探索。