張晶

腦電雙頻指數(shù)應(yīng)用于重癥監(jiān)護(hù)病房的最新研究進(jìn)展

張晶

介紹了腦電雙頻指數(shù)（bispectral index，BIS）這一新興檢測技術(shù)從最初用來監(jiān)控手術(shù)中麻醉患者的麻醉深度，到近年來被引入危重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用來作為監(jiān)測并指導(dǎo)危重癥患者的鎮(zhèn)靜深度、成為目前反映皮層鎮(zhèn)靜程度的最佳手段和指標(biāo)，并被拓展應(yīng)用于監(jiān)測危重癥患者腦缺血、預(yù)測和評價危重癥患者預(yù)后等方面。在歸納總結(jié)其領(lǐng)先優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，分析了其現(xiàn)存的缺點(diǎn)及其局限性，指出BIS雖在重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有較好的前進(jìn)與發(fā)展空間，但在現(xiàn)階段仍不能作為獨(dú)立的輔助診斷的檢測依據(jù)。

腦電雙頻指數(shù)；危重癥醫(yī)學(xué)；重癥監(jiān)護(hù)病房

0 引言

腦電雙頻指數(shù)（bispectral index，BIS）屬于腦電信號分析方法，是通過量化地分析腦電圖組分之間位相關(guān)系而確定信號的二次非線性特性，綜合了腦電圖（electroencephalogram，EEG）中的功率、頻率、位相等特性，可連續(xù)及時地反映大腦皮層和皮層下的活動，是可以較為方便、敏感、精確、實(shí)時地判斷麻醉鎮(zhèn)靜深度的指標(biāo)。美國食品與藥品監(jiān)督管理局（FDA）在1996年批準(zhǔn)其作為麻醉深度的監(jiān)測指標(biāo)，現(xiàn)已逐漸應(yīng)用于危重癥監(jiān)護(hù)室。

1 BIS監(jiān)測危重癥患者的鎮(zhèn)靜

對患者的鎮(zhèn)靜深度評估是BIS監(jiān)測在重癥監(jiān)護(hù)領(lǐng)域最主要的用途。目前，重癥監(jiān)護(hù)室內(nèi)患者的鎮(zhèn)靜深度評估工具多為主觀評估，存在諸多缺陷：（1）評估量表的主觀性強(qiáng)，缺乏客觀指標(biāo)，穩(wěn)定性欠佳；（2）只依靠于聲音或觸覺刺激，因而易混淆大腦皮層與脊髓的反應(yīng)；（3）依賴評估者實(shí)施刺激，但無法控制刺激等級；（4）不適用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致的對疼痛或語言刺激反應(yīng)降低或消失者；（5）不適用于應(yīng)用肌松者；（6）不能做到實(shí)時連續(xù)監(jiān)測，反復(fù)評價將大大增加護(hù)士的工作量；（7）分層少，在區(qū)分不同的鎮(zhèn)靜水平上缺乏明顯的辨別力。

其他用于重癥監(jiān)護(hù)室內(nèi)患者的鎮(zhèn)靜深度的客觀評估手段包括監(jiān)測聽覺誘發(fā)電位（AEP）、監(jiān)測食管下段的收縮性、監(jiān)測腦邊緣頻率（SEF）、監(jiān)測心律變異性（HRV）等。與這些評估手段相比，BIS監(jiān)測操作更為簡便、可行性更高，其在判斷不同年齡階段成年人的鎮(zhèn)靜深度、指導(dǎo)患者鎮(zhèn)靜中的應(yīng)用潛力亦已得到充分證實(shí)。

然而，目前BIS監(jiān)測鎮(zhèn)靜治療的參數(shù)源于成年志愿者，僅有少數(shù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)BIS監(jiān)測評估兒科危重癥患者鎮(zhèn)靜深度的有效性。一些觀點(diǎn)認(rèn)為，BIS值在60左右是比較恰當(dāng)?shù)膬嚎奇?zhèn)靜深度[1]。輕-中度鎮(zhèn)靜水平與BIS值的相關(guān)性高，但是深度鎮(zhèn)靜水平則與BIS值的相關(guān)性不佳。對多數(shù)患兒來說，氣管插管的傷害遠(yuǎn)大于手術(shù)所帶來的刺激。Messieha等[2]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BIS值達(dá)到34.7時，為沒有使用肌松藥的接受氣管插管的患兒提供適當(dāng)?shù)逆?zhèn)靜深度，既能提高患兒的配合度，又不會發(fā)生并發(fā)癥，因而能有效地減少患兒的住院時間。

應(yīng)用BIS監(jiān)測患兒的鎮(zhèn)靜深度時，除避免其在應(yīng)用于成人患者時已顯示出的影響因素外，還存在其他注意事項(xiàng)：（1）要確定患兒的實(shí)際年齡，新生兒

神經(jīng)系統(tǒng)的功能在出生時尚未發(fā)育成熟，而完整的神經(jīng)纖維髓鞘在2～7周歲才能發(fā)育成熟。（2）要評價患兒的智力水平，其原因在于智力水平與大腦發(fā)育水平高度相關(guān)，智力低下者與正常者的大腦結(jié)構(gòu)具有顯著差異。實(shí)驗(yàn)顯示，應(yīng)用BIS監(jiān)測智力正常與智力障礙的患兒（2～13歲）的鎮(zhèn)靜水平，二者的BIS值具有顯著差異，后者在清醒狀態(tài)、麻醉維持期以及蘇醒期的BIS值均低于前者[3]。這種現(xiàn)象在老年患者身上也會出現(xiàn)，BIS聯(lián)合閉環(huán)靶控輸注指導(dǎo)髖部骨折手術(shù)麻醉中，智力狀態(tài)差者（MMSE＜19）的丙泊酚用量要顯著低于智力狀態(tài)正常者[4]。

2 BIS指導(dǎo)重癥患者的鎮(zhèn)靜

目前，BIS聯(lián)合閉環(huán)靶控輸注已被應(yīng)用于指導(dǎo)手術(shù)患者的麻醉水平。閉環(huán)靶控麻醉是以患者麻醉過程中的生理指標(biāo)作為控制信號反饋至控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)麻醉藥物的用量以達(dá)到最佳的麻醉狀態(tài)。其優(yōu)勢在于可以實(shí)時監(jiān)測并及時調(diào)節(jié)藥物用量，常用的控制信號包括血壓、心率等循環(huán)系統(tǒng)指標(biāo)。BIS是實(shí)時監(jiān)測腦功能狀態(tài)的指標(biāo)，是更為可靠的閉環(huán)靶控輸注的信號來源。

Agarwal等[5]選取44例ASA II～I(xiàn)II級接受冠狀動脈搭橋手術(shù)的患者，隨機(jī)分為閉環(huán)靶控組與手控組，每組的BIS目標(biāo)值定為50。結(jié)果顯示，閉環(huán)靶控組的麻醉丙泊酚用量更少，BIS值、平均動脈壓更加平穩(wěn)。另一項(xiàng)研究比較BIS聯(lián)合閉環(huán)靶控輸注與手動靶控丙泊酚靜脈輸注鎮(zhèn)靜的心臟術(shù)后成年患者，結(jié)果顯示，BIS指導(dǎo)的閉環(huán)靶控輸注的鎮(zhèn)靜更加平穩(wěn)[6]。

此原理同樣可應(yīng)用于指導(dǎo)鎮(zhèn)靜：郭正綱等[7]將BIS聯(lián)合靶控輸注應(yīng)用于指導(dǎo)重度燒傷患者的鎮(zhèn)靜，觀察發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用BIS對重度燒傷患者的鎮(zhèn)靜深度進(jìn)行監(jiān)測，避免了蘇醒時間延長、患者缺氧、呼吸抑制、誤吸等不良事件的發(fā)生，并能有效預(yù)測患者意識水平的變化；此外，劉金金等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與恒速輸注及TCI相比，BIS閉環(huán)靶控輸注能保持患者血液動力學(xué)的相對穩(wěn)定，在提高鎮(zhèn)靜的可控性與靈活性的同時，可有效避免藥物對心血管系統(tǒng)的抑制作用。

3 BIS監(jiān)測危重癥患者的腦缺血

腦部的缺血狀態(tài)會誘發(fā)腦細(xì)胞能量代謝障礙，進(jìn)而發(fā)生腦部神經(jīng)細(xì)胞的膜電位及膜內(nèi)外離子濃度的變化，而腦細(xì)胞的極化與去極化均受其影響，在腦電圖上也能顯示出相應(yīng)的變化。早在1998年，Zandbergen就在權(quán)威醫(yī)學(xué)雜志《the Lancet》上發(fā)表的論文中指出，腦電圖的改變可被引入作為預(yù)測腦缺氧-缺血性昏迷預(yù)后的手段。但相較于腦電圖在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜操作，BIS作為其衍生產(chǎn)物，以其操作簡便的優(yōu)勢成為極具潛力的預(yù)測判斷腦缺血-缺氧性損傷預(yù)后的手段。

BIS監(jiān)測患者的腦缺血情況首先被應(yīng)用于手術(shù)患者。比如頸部大血管手術(shù)是一種極易導(dǎo)致大腦缺血的高風(fēng)險手術(shù)，術(shù)中多采用監(jiān)測頸動脈多普勒來顯示腦部的血流狀況，但該方法需要復(fù)雜的設(shè)備和專業(yè)人員，而BIS監(jiān)測則有設(shè)備簡便、易于操作等優(yōu)勢。研究顯示，在頸叢麻醉下夾閉一側(cè)頸動脈后，有缺血癥狀的患者的BIS值的下降顯著高于沒有缺血癥狀的患者[9]。在全身麻醉下進(jìn)行頸動脈手術(shù)時監(jiān)測BIS值的變化，麻醉前雙側(cè)的BIS值無顯著性差異，而手術(shù)期間術(shù)側(cè)顯著低于健側(cè)。

Myles等[10]記錄缺血-缺氧性腦損傷患者轉(zhuǎn)入時的BIS值、爆發(fā)抑制率、臨床評估以及瞳孔大小等指標(biāo)，并比較其與神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后的相關(guān)性。結(jié)果顯示，患者的神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后與臨床評估或瞳孔大小等指標(biāo)的相關(guān)性差，但與BIS值高度相關(guān)，即預(yù)后良好的患者的BIS值顯著高于預(yù)后差者。這證實(shí)BIS能有效地監(jiān)測和判斷缺血-缺氧性腦損傷患者的神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后，將其應(yīng)用于神經(jīng)科重癥監(jiān)護(hù)病房，可能成為監(jiān)測患者缺血-缺氧性腦損傷的實(shí)時情況、判斷其預(yù)后情況的重要手段。此外，在血管性暈厥和神經(jīng)性暈厥的診斷中，BIS的變化比血壓的變化更靈敏。

在應(yīng)用BIS監(jiān)測患者的腦缺血情況時，應(yīng)注意體位改變對監(jiān)測結(jié)果的影響，如頭低位時腦血流量會增加，頭高位時腦血流量會減少。實(shí)驗(yàn)顯示，全麻患者3種體位——仰臥頭水平位、仰臥頭-30°、仰臥頭+30°，每次15 min，與水平位相比，頭低的位BIS值顯著增加，而頭高位的BIS值顯著降低[11]。

4 BIS評價危重癥患者的預(yù)后

4.1 評價昏迷患者的預(yù)后

隨著醫(yī)療科技的進(jìn)步以及醫(yī)學(xué)倫理學(xué)的不斷發(fā)展，昏迷患者的預(yù)后和轉(zhuǎn)歸愈發(fā)受到關(guān)注，但對于其預(yù)后的判定方法，國內(nèi)外的相關(guān)研究均無定論。目前，臨床上常用的預(yù)后判斷依據(jù)主要為對患者的神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行臨床檢查，其中以格拉斯哥昏迷量表（GCS）評估患者的昏迷狀態(tài)為主，其他輔助檢查包括患者的瞳孔對光反射、疼痛刺激反應(yīng)、腦干反射、自主呼吸情況等。在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這些檢查的敏感度低，而假陽性率高。近年來發(fā)現(xiàn)，腦電圖與患者大腦皮層細(xì)胞的氧耗程度有一定的關(guān)系。因此，通過腦電圖的變化來反映大腦皮層的功能，進(jìn)而評價顱腦損傷患者的預(yù)后是可行的。但常規(guī)腦電圖對電子設(shè)備的噪音等高度敏感，極易受到干擾，且無法檢測腦干功能，故在實(shí)際應(yīng)用于重癥監(jiān)護(hù)病房時受到很大限制。

BIS在包含更多的原始腦電圖信息、繼承腦電圖諸多特性的同時，排除了許多不利于監(jiān)測腦電圖的干擾因素，因而愈發(fā)受到關(guān)注。Jung等[12]比較研究

了89例嚴(yán)重腦損傷患者的BIS值和GCS評分，結(jié)果顯示，患者的BIS值與其意識水平顯著相關(guān)。李濤等[13]研究昏迷患者的BIS值與預(yù)后的相關(guān)性，結(jié)果顯示：（1）BIS值與患者預(yù)后和轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)，昏迷后 24 h內(nèi)BIS值越高的患者預(yù)后越好；（2）BIS=0者，無自主呼吸、瞳孔對光反射消失、腦干反射消失，符合腦死亡的診斷標(biāo)準(zhǔn)。這證實(shí)了腦電圖的靜息電位在腦死亡診斷中具有非常重要的價值，因而BIS監(jiān)測有望成為腦死亡的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一[14]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BIS值＞0時患者也可能出現(xiàn)嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)損傷[15]。BIS值本身也有缺陷，如受肌電圖變化、較強(qiáng)噪音等因素影響，故不能獨(dú)立作為神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后判斷的標(biāo)準(zhǔn)，與其他手段聯(lián)用預(yù)測患者預(yù)后可能會更準(zhǔn)確。

4.2 評價心跳驟停患者的預(yù)后

心跳驟停時，大腦的血供停止，血壓消失后即刻出現(xiàn)BIS值下降。因而BIS值在一定程度上可反映心跳驟?；颊咝姆螐?fù)蘇的預(yù)后，即心肺復(fù)蘇后BIS值仍為0者復(fù)蘇后出現(xiàn)嚴(yán)重腦損傷的可能性更大。但BIS值不能獨(dú)立作為神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后判斷的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)BIS值＞0時患者也可能出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)損傷。之前對于心跳驟停時的腦電圖改變少有報道，近幾年隨著BIS在臨床的應(yīng)用逐漸增多，此類報道也逐漸增加。張明等[16]選取ICU病房心臟驟停后心肺復(fù)蘇成功的昏迷患者，監(jiān)測復(fù)蘇后24 h內(nèi)的BIS值，同時進(jìn)行GCS評分，并觀察其6個月的預(yù)后。分析GCS評分與BIS值的相關(guān)性及其得分的對應(yīng)關(guān)系，比較不同GCS評分組間的BIS值和死亡率，分析BIS值與昏迷患者預(yù)后的關(guān)系，結(jié)果顯示：（1）BIS值與GCS評分呈正相關(guān)，即隨著GCS的增高，BIS值升高，而死亡率下降；（2）死亡及植物狀態(tài)發(fā)生率和意識恢復(fù)率與BIS值均具有相關(guān)性；（3）當(dāng)BIS值≤40時提示預(yù)后不良，當(dāng)BIS值＞60時提示預(yù)后良好。這顯示出BIS值是判定心肺復(fù)蘇成功患者預(yù)后的有效指標(biāo)。劉漢等[17]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)果一致，即BIS持續(xù)監(jiān)測能在一定程度上反映患者的預(yù)后，但BIS值與（SaO2-SjO2）的差值相結(jié)合對心肺復(fù)蘇術(shù)后患者預(yù)后的評估更有價值。

5 結(jié)語

BIS不需專業(yè)技術(shù)人員操作、評判，且可自動檢測并排除干擾，因而可推廣性更強(qiáng)，且更客觀。BIS不僅適用于評估指導(dǎo)不同原發(fā)病的危重癥患者的鎮(zhèn)靜，還可應(yīng)用于及早干預(yù)并治療患者的腦缺血、反映危重癥患者的預(yù)后、降低致殘率與致死率。但須認(rèn)識到的是，BIS也存在著自身的缺陷，是一種新興的檢測手段，尚不足以作為獨(dú)立的診斷指標(biāo)。

[1]Haberland C M，Baker S，Liu H.Bispectral index monitoring of sedation depth in pediatric dental patients[J].Anesthesia Progress，2011，58（2）：66-72.

[2]Messieha Z S，Guirguis S，Hanna S.Bispectral index monitoring（bis）as a guide for intubation without neuromuscular blockade in officebased pediatric general anesthesia：A retrospective evaluation[J]. AnesthesiaProgress，2011，58（1）：3-7.

[3]Valkenburg A J，de Leeuw T G，Tibboel D，et al.Lower bispectral index values in children who are intellectually disabled[J].Anesthesia &Analgesia，2009，109（5）：1 428-1 433.

[4]Laalou F Z，Egard M，Guillot M，et al.Influence of preoperative cognitive status on propofol requirement to maintain hypnosis in the elderly[J].British Journal of Anaesthesia，2010，105（3）：342-346.

[5]Agarwal J，Puri G D，Mathew P J.Comparison of closed loop vs.manual administration of propofol using the Bispectral index in cardiac surgery[J].Acta Anaesthesiologica Scandinavica，2009，53（3）：390-397.

[6]Solanki A，Puri G D，Mathew P J.Bispectral index-controlled postoperative sedation in cardiac surgery patients：a comparative trial between closed loop and manual administration of propofol[J].European Journal of Anaesthesiology（EJA），2010，27（8）：708-713.

[7]郭正綱，郝建華，賈曉鵬，等.腦電雙頻指數(shù)用于重度燒傷患者瑞芬太尼復(fù)合丙泊酚靶控輸注鎮(zhèn)靜深度的觀察[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2012，37（4）：354-356.

[8]劉金金，譚漾，張瑋，等.BIS閉環(huán)靶控輸注異丙酚對ICU應(yīng)激患者的鎮(zhèn)靜和胃酸的影響[J].昆明醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2009，30（7）：57-60.

[9]Estruch-Perez M J，Ausina-Aguilar A，Barberá-Alacreu M，et al. Bispectral index changes in carotid surgery[J].Annals of Vascular Surgery，2010，24（3）：393-399.

[10]Myles P S，Daly D，Silvers A，et al.Prediction of neurological outcome using bispectral index monitoring in patients with severe ischemichypoxic brain injury undergoing emergency surgery[J].Anesthesiology，2009，110（5）：1106-1115.

[11]KakiAM，AlmarakbiWA.Doespatientpositioninfluencethereading of the bispectral index monitor[J].Anesthesia&Analgesia，2009，109（6）：1843-1846.

[12]Jung J Y，Cho C B，Min B M.Bispectral index monitoring correlates with the level of consciousness in brain injured patients[J].Korean Journal of Anesthesiology，2013，64（3）：246-250.

[13]李濤，張明，錢俊英，等.腦電雙頻指數(shù)與昏迷患者 GCS評分、GCS-Pittsburgh評分及預(yù)后的相關(guān)性研究[J].山東醫(yī)藥，2010，50（51）：12-14.

[14]Misis M，Raxach J，Molto H P，et al.Bispectral Index Monitoring for Early Detection of Brain Death[J].Respiratory Care Clinics of North America，2008，40（5）：1 279-1 281.

[15]Stammet P，Werer C，Mertens L，et al.Bispectral index（BIS）helps predicting bad neurological outcome in comatose survivors after cardiac arrest and induced therapeutic hypothermia[J].Resuscitation，2009，80（4）：437-442.

[16]張明，錢俊英，李濤，等.腦電雙頻指數(shù)在評估心肺復(fù)蘇成功患者的昏迷程度和判定預(yù)后中的價值[J].中國急救醫(yī)學(xué)，2012，32（1）：7-10.

[17]劉漢，劉穎，徐英，等.腦電雙頻指數(shù)對心肺復(fù)蘇術(shù)后患者預(yù)后的評估[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志，2012，21（1）：24-27.

（收稿：2013-05-13 修回：2013-08-02）

（欄目責(zé)任編校：李惠萍 孫麗麗）

Latest Research Progress of Applying Bispectral Index to Intensive Care Unit

ZHANG Jing (Tianjin Medical University,Tianjin 300070,China)

Bispectral index (BIS)is initially used to monitor the depth of anesthesia for the intra-operative patients and then is recently introduced to the critical-care medicine field and used to monitor and instruct the depth of sedation for the critically ill patients.It is the best approach and indicator in reflecting levels of sedation of the cortex,and is also expansively used to monitor the cerebral ischemia of critically ill patients,predict and evaluate the prognosis and etc.Based on the summary of its leading superiority the existing shortcomings and limits are also analyzed.It's showed clearly that despite the great progress and development space of BIS in the critical care medical field,it can still not be used as the detection basis of the independent auxiliary diagnosis in the present phase.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（1）：130-132]

bispectral index;critical-care medicine;intensive care unit

R318

A

1003-8868（2014）01-0130-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.01.130

張 晶（1989—），女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橹匕Y護(hù)理、護(hù)理管理，E-mail：krystal.zhang.2011@gmail.com。

300070天津，天津醫(yī)科大學(xué)（張 晶）