腦電雙頻指數(shù)評(píng)估急性腦損傷程度的可行性研究

書(shū)國(guó)偉 張玨○☆ 費(fèi)智敏

急性腦損傷(acute brain injury，ABI)程度的評(píng)估至今仍未有“金標(biāo)準(zhǔn)”。目前臨床應(yīng)用最為廣泛的評(píng)估參數(shù) “格拉斯哥昏迷評(píng)分”（Glasgow coma scale，GCS）存在明顯的不足，如評(píng)估者的經(jīng)驗(yàn)和主觀意識(shí)、患者氣管插管、鎮(zhèn)靜藥物使用等因素，因而無(wú)法客觀、準(zhǔn)確、持續(xù)地評(píng)估ABI程度。腦電雙頻指數(shù)（bispectral index，BIS）作為一種客觀、連續(xù)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)工具，原本用于術(shù)中麻醉和重癥監(jiān)護(hù)室（intensive care unit，ICU）鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測(cè)，而近年來(lái)越來(lái)越多的文獻(xiàn)支持BIS可用來(lái)評(píng)估ABI程度[1-6]。本試驗(yàn)通過(guò)前瞻、雙盲法，共收集2013年1月至2017年7月330例ABI患者 GCS和BIS值，研究二者相關(guān)性，探討B(tài)IS評(píng)估ABI程度的可行性。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～70歲；發(fā)病到入院時(shí)間小于24 h；CT顯示顱內(nèi)有異常，如顱內(nèi)出血、腦挫裂傷、腦水腫、中線結(jié)構(gòu)移位，基底池顯影不清等。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有腦損傷病史、精神疾病史、酗酒史任意一項(xiàng)者；伴有其他臟器損傷或功能衰竭；即便通過(guò)積極治療血壓仍低于90 mmHg/60 mmHg；臨床表現(xiàn)有抽搐型癲癇；嚴(yán)重精神癥狀，不能耐受BIS傳感器；前額顳部頭皮傷口不能放置BIS傳感器；24 h內(nèi)使用過(guò)鎮(zhèn)靜和/或肌松藥物；已行氣管插管或氣管切開(kāi)。

1.2 BIS數(shù)據(jù)收集一側(cè)前額、顳部皮膚清潔后，由技術(shù)人員粘貼固定傳感器貼片，連接Aspect BISVISTATM監(jiān)護(hù)儀，等待導(dǎo)聯(lián)測(cè)試通過(guò)后，監(jiān)護(hù)儀開(kāi)始自動(dòng)生成并記錄每秒BIS值、肌電指數(shù)（electromyography，EMG）和信號(hào)質(zhì)量指數(shù)（signal quality index，SQI）。當(dāng) EMG＜40 且 SQI＞75 持續(xù) 5 min 后，用U盤(pán)導(dǎo)出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，收集滿足EMG和SQI條件的第一組5個(gè)連續(xù)BIS值，取其均值作為該時(shí)間點(diǎn)患者的BIS值，并將數(shù)據(jù)匯總給統(tǒng)計(jì)人員。技術(shù)人員不知道患者GCS數(shù)值。

1.3 GCS數(shù)據(jù)收集在BIS值收集后5 min內(nèi)，神經(jīng)外科醫(yī)師對(duì)患者進(jìn)行臨床評(píng)估，記錄GCS數(shù)值，并匯總給統(tǒng)計(jì)人員。神經(jīng)外科醫(yī)師不知道患者BIS數(shù)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料以（±s）表示，多樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析；BIS和GCS數(shù)值行雙變量直線回歸求出回歸方程；分別繪制診斷非輕度ABI(GCS＜13)和診斷重度ABI(GCS＜9)的受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC），計(jì)算曲線下面積（area under the curve，AUC）,尋找診斷不同程度腦損傷的最佳截?cái)帱c(diǎn)（cut-off point）。

2 結(jié)果

2.1 一般資料本組共收集330例ABI患者，其中男 234例（70.91%），女 96例（29.09%）。年齡 19～70歲，平均（50±14）歲。腦損傷原因：顱腦創(chuàng)傷 201例（60.91%），高血壓腦出血 85 例（25.76%），動(dòng)脈瘤蛛網(wǎng)膜下腔出血31例 （9.39%），煙霧病8例（2.42%），血管畸形5例（1.52%）。腦損傷程度：輕度（GCS 13～15）161 例（48.79%），中度（GCS 9～12）61 例（18.48%），重度（GCS 3～8）108 例（32.73%）。

2.2 不同程度ABI患者BIS均值（BISmean）不同程度ABI患者例數(shù)和BISmean，見(jiàn)表1。單因素方差分析顯示BISmean組間具有顯著差異（F=99.762,P＜0.01）,多重比較顯示任意兩組間均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01）。

表1 不同程度ABI患者BIS均值

2.3 BIS和GCS數(shù)值相關(guān)性330例ABI患者BIS和GCS數(shù)值行雙變量直線回歸，結(jié)果呈顯著線性正相關(guān) （R2=0.446,F=264.374,P＜0.01）， 回歸方程BIS=2.96×GCS+33.77，見(jiàn)圖 1。

2.4 ROC曲線診斷非輕度ABI(GCS＜13)的ROC曲線 AUC=0.835（P＜0.01）,最佳截?cái)帱c(diǎn) BIS=72.7時(shí)敏感度+特異度最大（敏感度=0.689，特異度=0.840），見(jiàn)圖 2。

診斷重度ABI（GCS＜9）的ROC曲線 AUC=0.846（P＜0.01），最佳截?cái)帱c(diǎn) BIS=65.8 時(shí)敏感度+特異度最大（敏感度=0.721，特異度=0.861），見(jiàn)圖3。

圖1 330例ABI患者GCS和BIS散點(diǎn)圖、趨勢(shì)線和95%置信區(qū)間個(gè)體

圖2 診斷非輕度ABI的ROC曲線

圖3 診斷重度ABI的ROC曲線

3 討論

GCS自1974年由Graham Tisdale和Bryan Jennet提出并應(yīng)用于臨床已超過(guò)40年，因其簡(jiǎn)便易行，無(wú)需特殊診斷工具，所以至今仍是世界范圍內(nèi)使用最為廣泛的評(píng)估腦損傷程度的指標(biāo)。與優(yōu)點(diǎn)相比，其缺點(diǎn)同樣明顯，GCS準(zhǔn)確性往往受限于不同評(píng)估者的個(gè)體差異，即便是同一個(gè)評(píng)估者在不同時(shí)間段的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，如氣管插管的患者，語(yǔ)言評(píng)分會(huì)隨意給出“T”或者1-3分不等；而其可靠性又受制于評(píng)估的不連續(xù)性，導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)ABI患者快速惡化的病情 （此類疾病的臨床特征）[1]。

BIS數(shù)值具體計(jì)算方法至今未公布，有學(xué)者認(rèn)為來(lái)源于BIS監(jiān)護(hù)儀所采集的腦電圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的頻譜分析，包括傅立葉轉(zhuǎn)換頻譜（頻率、波幅），高階頻譜（相位）和臨時(shí)頻譜分析（爆發(fā)抑制），主要是由相對(duì)β比率（β波頻率的功率占比）決定的，即兩個(gè)不同頻率帶功率比的對(duì)數(shù)[log(P30-47 Hz)/(P11-20 Hz)]，β波頻率越高BIS值越接近 100，臨時(shí)頻譜越占優(yōu)BIS值越接近0。近年來(lái)，隨著研究的深入，BIS已不僅是局限于術(shù)中麻醉和ICU鎮(zhèn)靜監(jiān)測(cè)，而是廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如ICU疼痛和譫妄評(píng)估，急性腦損傷程度和神經(jīng)功能預(yù)后評(píng)估，顱內(nèi)壓、灌注壓和腦血流評(píng)估，腦死亡判定等，并且應(yīng)用BIS監(jiān)測(cè)下的各種治療更加安全有效[2-3]。

多項(xiàng)研究證明BIS可很好地評(píng)估急性腦損傷程度，BIS與GCS呈顯著正相關(guān)，這一結(jié)論亦在筆者此前的小樣本（89例）試驗(yàn)中得以證實(shí)[4]。在此基礎(chǔ)上，我們開(kāi)展了此次較大樣本（330例）的前瞻雙盲研究，最終結(jié)果發(fā)現(xiàn)BIS評(píng)估ABI程度的確可行，輕、中、重程度患者的BIS均值分別為75.46±12.94，64.30±12.56，50.37±16.90，組間比較均有顯著差異，且BIS與GCS呈顯著正相關(guān)（R2=0.446，P＜0.01），但相關(guān)性較前值（R2=0.825，P＜0.01）有所減弱。究其原因可能和下述情況有關(guān)，樣本量增大后GCS評(píng)估最終由3人完成，增加了個(gè)體評(píng)估差異；之前BIS值由技術(shù)人員在患者床旁采集，患者腦損傷嚴(yán)重程度會(huì)對(duì)其造成干擾，比如重度患者會(huì)傾向于取低值，輕度患者會(huì)傾向于取高值，而本次BIS數(shù)據(jù)采用U盤(pán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，收集滿足EMG和SQI條件的第一組5個(gè)連續(xù)數(shù)值，取其均值作為該時(shí)間點(diǎn)患者的BIS值，技術(shù)人員不直接參與數(shù)據(jù)判定和采集，因此完全排除了人為因素干擾；樣本量增大后不同程度腦損傷的BIS數(shù)值的離散程度均明顯增加。即便如此，本次試驗(yàn)還是很好地證實(shí)了BIS評(píng)估ABI程度的可行性和與GCS的相關(guān)性，且給出的相關(guān)系數(shù)R值和近年來(lái)文獻(xiàn)報(bào)道一致[1,5-6]，因此筆者認(rèn)為能更好地反映二者間真實(shí)的相關(guān)程度。

本組診斷非輕度 ABI（GCS＜13）ROC曲線的AUC=0.835,最佳截?cái)帱c(diǎn)BIS=72.7時(shí)敏感度+特異度最大（敏感度=0.689，特異度=0.840），提示當(dāng)BIS＜72.7時(shí)68.9%的患者可確診為非輕度腦損傷，即為中重度腦損傷,當(dāng)BIS＞72.7時(shí)84.0%的患者是輕度腦損傷；診斷重度 ABI（GCS＜9）ROC 曲線的AUC=0.846，最佳截?cái)帱c(diǎn)BIS=65.8時(shí)敏感度+特異度最大（敏感度=0.721，特異度=0.861），提示當(dāng)BIS＜65.8時(shí)72.1%的患者可確診為重度腦損傷，當(dāng)BIS＞65.8時(shí)84.6%的患者不是重度腦損傷，即為輕中度腦損傷；由上述數(shù)據(jù)可推導(dǎo)出，當(dāng)BIS＞65.8時(shí)仍有27.9%的患者可能為重度腦損傷，當(dāng)BIS＜72.7時(shí)仍有16.0%的患者可能為輕度腦損傷，則當(dāng)BIS數(shù)值在65.8～72.7之間時(shí)，中度腦損傷可能性為56.1%。由此可見(jiàn)，有效評(píng)估中度腦損的BIS數(shù)值范圍很窄，準(zhǔn)確性不高，評(píng)估價(jià)值和意義均有限。雖然中度ABI患者臨床占比相對(duì)較少（本組61例，18.48%），但其臨床特征是有可能在起病數(shù)小時(shí)內(nèi)迅速惡化為重度腦損傷，其原因往往是進(jìn)行性顱內(nèi)出血增多和腦腫脹加重，這可使得患者顱內(nèi)壓在短時(shí)期內(nèi)快速升高，而腦灌注壓明顯下降，最終導(dǎo)致腦血流的顯著減少[7-8]。如以GCS作為評(píng)估指標(biāo)，則當(dāng)發(fā)現(xiàn)GCS評(píng)分明顯下降時(shí)，患者可能已經(jīng)昏迷或者腦疝形成，因此此類患者更應(yīng)該值得臨床醫(yī)生重視，對(duì)其行BIS持續(xù)監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要，一旦基線趨勢(shì)發(fā)生降低就應(yīng)該立即復(fù)查影像并排除內(nèi)環(huán)境的改變，這樣才能先于臨床癥狀惡化之前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)給予相應(yīng)的干預(yù)措施，從而改善患者預(yù)后。

總之，作為一種客觀的工具，BIS的確能很好地評(píng)估ABI程度，與之相比其持續(xù)的、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)則更有意義。隨著研究深入和應(yīng)用推廣，BIS監(jiān)測(cè)將會(huì)成為ABI程度評(píng)估的可靠的、有效的 “金標(biāo)準(zhǔn)”。