脑电双频指数应用于重症监护病房的最新研究进展

张晶

脑电双频指数应用于重症监护病房的最新研究进展

张晶

介绍了脑电双频指数（bispectral index，BIS）这一新兴检测技术从最初用来监控手术中麻醉患者的麻醉深度，到近年来被引入危重症医学领域，用来作为监测并指导危重症患者的镇静深度、成为目前反映皮层镇静程度的最佳手段和指标，并被拓展应用于监测危重症患者脑缺血、预测和评价危重症患者预后等方面。在归纳总结其领先优势的基础上，分析了其现存的缺点及其局限性，指出BIS虽在重症医学领域有较好的前进与发展空间，但在现阶段仍不能作为独立的辅助诊断的检测依据。

脑电双频指数；危重症医学；重症监护病房

0 引言

脑电双频指数（bispectral index，BIS）属于脑电信号分析方法，是通过量化地分析脑电图组分之间位相关系而确定信号的二次非线性特性，综合了脑电图（electroencephalogram，EEG）中的功率、频率、位相等特性，可连续及时地反映大脑皮层和皮层下的活动，是可以较为方便、敏感、精确、实时地判断麻醉镇静深度的指标。美国食品与药品监督管理局（FDA）在1996年批准其作为麻醉深度的监测指标，现已逐渐应用于危重症监护室。

1 BIS监测危重症患者的镇静

对患者的镇静深度评估是BIS监测在重症监护领域最主要的用途。目前，重症监护室内患者的镇静深度评估工具多为主观评估，存在诸多缺陷：（1）评估量表的主观性强，缺乏客观指标，稳定性欠佳；（2）只依靠于声音或触觉刺激，因而易混淆大脑皮层与脊髓的反应；（3）依赖评估者实施刺激，但无法控制刺激等级；（4）不适用于神经系统疾病导致的对疼痛或语言刺激反应降低或消失者；（5）不适用于应用肌松者；（6）不能做到实时连续监测，反复评价将大大增加护士的工作量；（7）分层少，在区分不同的镇静水平上缺乏明显的辨别力。

其他用于重症监护室内患者的镇静深度的客观评估手段包括监测听觉诱发电位（AEP）、监测食管下段的收缩性、监测脑边缘频率（SEF）、监测心律变异性（HRV）等。与这些评估手段相比，BIS监测操作更为简便、可行性更高，其在判断不同年龄阶段成年人的镇静深度、指导患者镇静中的应用潜力亦已得到充分证实。

然而，目前BIS监测镇静治疗的参数源于成年志愿者，仅有少数实验证实BIS监测评估儿科危重症患者镇静深度的有效性。一些观点认为，BIS值在60左右是比较恰当的儿科镇静深度[1]。轻-中度镇静水平与BIS值的相关性高，但是深度镇静水平则与BIS值的相关性不佳。对多数患儿来说，气管插管的伤害远大于手术所带来的刺激。Messieha等[2]研究发现，当BIS值达到34.7时，为没有使用肌松药的接受气管插管的患儿提供适当的镇静深度，既能提高患儿的配合度，又不会发生并发症，因而能有效地减少患儿的住院时间。

应用BIS监测患儿的镇静深度时，除避免其在应用于成人患者时已显示出的影响因素外，还存在其他注意事项：（1）要确定患儿的实际年龄，新生儿

神经系统的功能在出生时尚未发育成熟，而完整的神经纤维髓鞘在2～7周岁才能发育成熟。（2）要评价患儿的智力水平，其原因在于智力水平与大脑发育水平高度相关，智力低下者与正常者的大脑结构具有显著差异。实验显示，应用BIS监测智力正常与智力障碍的患儿（2～13岁）的镇静水平，二者的BIS值具有显著差异，后者在清醒状态、麻醉维持期以及苏醒期的BIS值均低于前者[3]。这种现象在老年患者身上也会出现，BIS联合闭环靶控输注指导髋部骨折手术麻醉中，智力状态差者（MMSE＜19）的丙泊酚用量要显著低于智力状态正常者[4]。

2 BIS指导重症患者的镇静

目前，BIS联合闭环靶控输注已被应用于指导手术患者的麻醉水平。闭环靶控麻醉是以患者麻醉过程中的生理指标作为控制信号反馈至控制系统，调节麻醉药物的用量以达到最佳的麻醉状态。其优势在于可以实时监测并及时调节药物用量，常用的控制信号包括血压、心率等循环系统指标。BIS是实时监测脑功能状态的指标，是更为可靠的闭环靶控输注的信号来源。

Agarwal等[5]选取44例ASA II～III级接受冠状动脉搭桥手术的患者，随机分为闭环靶控组与手控组，每组的BIS目标值定为50。结果显示，闭环靶控组的麻醉丙泊酚用量更少，BIS值、平均动脉压更加平稳。另一项研究比较BIS联合闭环靶控输注与手动靶控丙泊酚静脉输注镇静的心脏术后成年患者，结果显示，BIS指导的闭环靶控输注的镇静更加平稳[6]。

此原理同样可应用于指导镇静：郭正纲等[7]将BIS联合靶控输注应用于指导重度烧伤患者的镇静，观察发现，应用BIS对重度烧伤患者的镇静深度进行监测，避免了苏醒时间延长、患者缺氧、呼吸抑制、误吸等不良事件的发生，并能有效预测患者意识水平的变化；此外，刘金金等[8]研究发现，与恒速输注及TCI相比，BIS闭环靶控输注能保持患者血液动力学的相对稳定，在提高镇静的可控性与灵活性的同时，可有效避免药物对心血管系统的抑制作用。

3 BIS监测危重症患者的脑缺血

脑部的缺血状态会诱发脑细胞能量代谢障碍，进而发生脑部神经细胞的膜电位及膜内外离子浓度的变化，而脑细胞的极化与去极化均受其影响，在脑电图上也能显示出相应的变化。早在1998年，Zandbergen就在权威医学杂志《the Lancet》上发表的论文中指出，脑电图的改变可被引入作为预测脑缺氧-缺血性昏迷预后的手段。但相较于脑电图在实际应用中的复杂操作，BIS作为其衍生产物，以其操作简便的优势成为极具潜力的预测判断脑缺血-缺氧性损伤预后的手段。

BIS监测患者的脑缺血情况首先被应用于手术患者。比如颈部大血管手术是一种极易导致大脑缺血的高风险手术，术中多采用监测颈动脉多普勒来显示脑部的血流状况，但该方法需要复杂的设备和专业人员，而BIS监测则有设备简便、易于操作等优势。研究显示，在颈丛麻醉下夹闭一侧颈动脉后，有缺血症状的患者的BIS值的下降显著高于没有缺血症状的患者[9]。在全身麻醉下进行颈动脉手术时监测BIS值的变化，麻醉前双侧的BIS值无显著性差异，而手术期间术侧显著低于健侧。

Myles等[10]记录缺血-缺氧性脑损伤患者转入时的BIS值、爆发抑制率、临床评估以及瞳孔大小等指标，并比较其与神经系统预后的相关性。结果显示，患者的神经系统预后与临床评估或瞳孔大小等指标的相关性差，但与BIS值高度相关，即预后良好的患者的BIS值显著高于预后差者。这证实BIS能有效地监测和判断缺血-缺氧性脑损伤患者的神经系统预后，将其应用于神经科重症监护病房，可能成为监测患者缺血-缺氧性脑损伤的实时情况、判断其预后情况的重要手段。此外，在血管性晕厥和神经性晕厥的诊断中，BIS的变化比血压的变化更灵敏。

在应用BIS监测患者的脑缺血情况时，应注意体位改变对监测结果的影响，如头低位时脑血流量会增加，头高位时脑血流量会减少。实验显示，全麻患者3种体位——仰卧头水平位、仰卧头-30°、仰卧头+30°，每次15 min，与水平位相比，头低的位BIS值显著增加，而头高位的BIS值显著降低[11]。

4 BIS评价危重症患者的预后

4.1 评价昏迷患者的预后

随着医疗科技的进步以及医学伦理学的不断发展，昏迷患者的预后和转归愈发受到关注，但对于其预后的判定方法，国内外的相关研究均无定论。目前，临床上常用的预后判断依据主要为对患者的神经系统进行临床检查，其中以格拉斯哥昏迷量表（GCS）评估患者的昏迷状态为主，其他辅助检查包括患者的瞳孔对光反射、疼痛刺激反应、脑干反射、自主呼吸情况等。在临床实践中发现，这些检查的敏感度低，而假阳性率高。近年来发现，脑电图与患者大脑皮层细胞的氧耗程度有一定的关系。因此，通过脑电图的变化来反映大脑皮层的功能，进而评价颅脑损伤患者的预后是可行的。但常规脑电图对电子设备的噪音等高度敏感，极易受到干扰，且无法检测脑干功能，故在实际应用于重症监护病房时受到很大限制。

BIS在包含更多的原始脑电图信息、继承脑电图诸多特性的同时，排除了许多不利于监测脑电图的干扰因素，因而愈发受到关注。Jung等[12]比较研究

了89例严重脑损伤患者的BIS值和GCS评分，结果显示，患者的BIS值与其意识水平显著相关。李涛等[13]研究昏迷患者的BIS值与预后的相关性，结果显示：（1）BIS值与患者预后和转归密切相关，昏迷后 24 h内BIS值越高的患者预后越好；（2）BIS=0者，无自主呼吸、瞳孔对光反射消失、脑干反射消失，符合脑死亡的诊断标准。这证实了脑电图的静息电位在脑死亡诊断中具有非常重要的价值，因而BIS监测有望成为脑死亡的诊断标准之一[14]。但也有研究发现，当BIS值＞0时患者也可能出现严重神经系统损伤[15]。BIS值本身也有缺陷，如受肌电图变化、较强噪音等因素影响，故不能独立作为神经系统预后判断的标准，与其他手段联用预测患者预后可能会更准确。

4.2 评价心跳骤停患者的预后

心跳骤停时，大脑的血供停止，血压消失后即刻出现BIS值下降。因而BIS值在一定程度上可反映心跳骤停患者心肺复苏的预后，即心肺复苏后BIS值仍为0者复苏后出现严重脑损伤的可能性更大。但BIS值不能独立作为神经系统预后判断的标准，当BIS值＞0时患者也可能出现严重的神经系统损伤。之前对于心跳骤停时的脑电图改变少有报道，近几年随着BIS在临床的应用逐渐增多，此类报道也逐渐增加。张明等[16]选取ICU病房心脏骤停后心肺复苏成功的昏迷患者，监测复苏后24 h内的BIS值，同时进行GCS评分，并观察其6个月的预后。分析GCS评分与BIS值的相关性及其得分的对应关系，比较不同GCS评分组间的BIS值和死亡率，分析BIS值与昏迷患者预后的关系，结果显示：（1）BIS值与GCS评分呈正相关，即随着GCS的增高，BIS值升高，而死亡率下降；（2）死亡及植物状态发生率和意识恢复率与BIS值均具有相关性；（3）当BIS值≤40时提示预后不良，当BIS值＞60时提示预后良好。这显示出BIS值是判定心肺复苏成功患者预后的有效指标。刘汉等[17]的实验结果与上述结果一致，即BIS持续监测能在一定程度上反映患者的预后，但BIS值与（SaO2-SjO2）的差值相结合对心肺复苏术后患者预后的评估更有价值。

5 结语

BIS不需专业技术人员操作、评判，且可自动检测并排除干扰，因而可推广性更强，且更客观。BIS不仅适用于评估指导不同原发病的危重症患者的镇静，还可应用于及早干预并治疗患者的脑缺血、反映危重症患者的预后、降低致残率与致死率。但须认识到的是，BIS也存在着自身的缺陷，是一种新兴的检测手段，尚不足以作为独立的诊断指标。

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（收稿：2013-05-13 修回：2013-08-02）

（栏目责任编校：李惠萍 孙丽丽）

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

张 晶（1989—），女，硕士研究生，主要研究方向为重症护理、护理管理，E-mail：krystal.zhang.2011@gmail.com。

300070天津，天津医科大学（张 晶）