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编号:11429460
脑电双频指数与听觉诱发电位指数用于麻醉深度监测的临床评价
http://www.100md.com 《中华现代外科学杂志》 2006年第21期
     [摘要] 随着经济的发展,脑电(EEG)监测有望成为临床麻醉、急诊及重症监护病房的常规监测手段,其中研究较多的脑电双频指数(BIS)和听觉诱发电位指数(AEPindex,AAI)已在麻醉诱导、维持、恢复等方面显示出优势。本文旨在就近年来BIS和AAI应用于麻醉实践中的优点及不足作一综述。

    [关键词] 脑电双频指数;听觉诱发电位指数;麻醉深度

    Assessment of BIS and AAI in monitoring depth of anesthesia

    LIU Jing,ZHANG Hong.Anesthesiology and Operation Center,PLA General Hospital,Beijing 100853,China

    [Abstract] With the development of economy,electroencephalogram(EEG)is expected to become a routine monitoring in clinical anesthesia,emergency and intensive care unit(ICU).The BIS and AAI had showed various advantages in anesthesia induction,maintenance,and recovery stages.The present paper was scheduled to review the usefulness and limitations of BIS and AAI in clinical appliance in recent years.

    [Key words] bispectral index;A-line ARX index;depth of anesthesia

    麻醉深度评估始终是伴随麻醉学发展的一个重要问题,它直接关系到患者术中的安全和术后的转归。以肌松剂的临床使用为界,可将其发展分为前、后两个阶段:前一阶段麻醉者是通过观察麻醉期间患者自主神经系统(心率、血压,流泪、瞳孔大小等)变化以及体动反应评估麻醉深度,常常需要以加深麻醉为代价来满足手术所需要的肌松效果,故存在着麻醉过深的危险;而后一阶段,肌松剂的使用又可能掩盖麻醉期间患者的一些临床体征(如体动反应),使得一些“过浅麻醉”(inadequate anesthesia)不能被及时发现,从而出现术中知晓(intra-operative awareness),对患者身心造成伤害。至此,麻醉深度监测的目的和内容包括防止潜在的危险血流动力学变化、防止术中体动、消除术中知晓及调控麻醉药物用量等。近年来麻醉深度监测的重点已转向脑电图(EEG)分析,其中研究较多的电双频谱指数(BIS)及听觉诱发电位指数(AEPindex,AAI),被誉为反映麻醉深度的有用指标[1,2],而在临床应用中又各具特点,本文拟就二者在麻醉深度监测中的应用进行评价。

     1 监测机制

    1.1 自发脑电与诱发脑电 脑电活动有两种形式,自发脑电活动和诱发脑电活动。二者的主要区别在于:(1)自发脑电是在安静未受到任何外界刺激状态下的脑电活动,常表现为持续的节律性电位变化;诱发脑电是施以外界刺激如声、光、电等,在此状态下皮层某一区域产生的较为局限的电位变化。(2)自发脑电的波幅较高,为50~100 μV,无需信号刺激,波形是连续性的,因此无时相关系,记录采用直接放大,其波形仅有生理意义;诱发脑电强度弱,仅0.3~20 μV,须有信号刺激,波形是限程性的,与刺激有锁时关系,记录采用同步叠加,其波形不仅具有生理意义,还具有特定的解剖定位和心理方面的意义。BIS属于自发脑电监测,AEPindex属于诱发脑电监测。

    1.2 BIS的监测机制 脑电图特征一方面反映在波幅、频率特征上,另一方面反映在波形、相位特征上,相应的,脑电分析方法也分为频域分析和时阈分析。传统的处理方法是使用快速傅立叶转换(FFT)将脑电波幅随时间的变化转化为脑电功率随时间的变化,即功率谱分析(Spectrum)。但FFT为典型的线性分析方法,适用于平稳、非随机的正态分布信号,而脑电活动为随机偏态分布信号,因此用这种线性分析方法分析脑电图存在一定的局限性。

    BIS是包括了频率、振幅、相位三种特性的脑电图定量分析指标,其监测的优点是保持并量化了原始脑电的非线性关系,因而能更好地保留原始脑电的功能信息,观测简单,使用方便。故此BIS在脑电图信号分析中有重要价值。

    BIS是一个无量纲的简单变量,范围从0~100,100和0分别代表完全清醒状态和完全无脑电活动的状态,一般认为BIS值在65~85时,患者处于睡眠状态;在40~65时,处于全麻状态;40以下时,大脑皮层处于暴发性抑制状态。

    1.3 AEPindex的监测机制 听觉是全身麻醉诱导过程中最晚消失及最早恢复的感观,且听觉的消失是随麻醉的加深逐渐被抑制的。故用AEP监测来反映麻醉深度和觉醒状态成为可能。随着麻醉的加深,AEP波形的振幅降低、潜伏期延长,呈现出有规律的变化,将监测到的这种变化进行量化即得到AEPindex。AEPindex的计算是指AEP波形中连续相差0.56 ms之间两点振幅差值绝对值的平方根之和。AEPindex同BIS一样,也是个无量纲的变量,范围从100~0,完全觉醒状态为100,无听觉电位活动状态为0。临床上,一般清醒状态下AEPindex为80~90,全麻状态下为15~40[3,4]。

     2 临床应用

    2.1 有用性

    2.1.1 监测镇静 研究发现[5]BIS能较好地反映不同的镇静(睡眠)深度,Sleigh等[6]发现在浅睡眠时BIS值为75~90,在伴有快速眼球运动时BIS值为75~92,而慢波睡眠时BIS值为20~70。AAI可以较好地提示患者清醒与睡眠的转换[7],Gajraj[8]在对比研究了BIS和AEPindex后认为,由于AEPindex在意识清醒和消失之间无交叉重叠现象,因而与BIS相比,AEPindex鉴别意识存在和消失更具优势。

    镇静水平取决于药物对大脑皮层的抑制程度,这种抑制程度与镇静催眠药物在效应部位(脑内)的浓度有关,当血-脑药物浓度达到平衡后,血药浓度即可间接反映脑内药物浓度及镇静(睡眠)水平。既往研究[9,10]发现,BIS和AEPindex与异丙酚及七氟醚的血药浓度均存在较好的相关性,这为其监测麻醉(睡眠)深度提供了理论基础。

    正是由于BIS和AEPindex在监测睡眠(麻醉)深度方面存在上述优势,故在临床麻醉中有助于减少盲目性,提高安全性。既往研究表明,BIS和AEPindex不但有助于减少“术中知晓”的发生[11],而且可以提高麻醉恢复期的患者苏醒质量[12],并有助于节约麻醉相关费用[11]。

    2.1.2 监测体动 体动反应是麻醉过浅的标志之一,也是临床麻醉中应力争避免的现象。Vemon等[13]的研究结果提示BIS有可能的预测切皮时体动反应,而Tadayoshi等[10]发现,AEPindex和七氟醚血药浓度能成功预测切皮体动反应(预测概率分别为0.910和0.857)而BIS却不能(预测概率为0.537)。Doi等[14]也得到相似的结论:在切皮反应的预测方面,AEPindex优于BIS。

    上述结果可以解释为,BIS反映的仅是大脑皮层的功能活动,不包括皮层下组织和脊髓的功能状态,而后者才是对伤害性刺激的基本反射中枢,因而BIS难以预测伤害性刺激反射。而AEPindex则有所不同,它反映脑干及脊髓的功能状态[15]。故有可能先(敏)于BIS作出反应。

    然而,更值得关注的应是麻醉维持阶段的体动:一方面,在此阶段由于麻醉因素(镇静、镇痛、肌松)与手术刺激因素的“消长”关系复杂,加之患者个体差异的存在,使得体动管理难度增大;另一方面,此阶段的体动管理更显必要:因为此时体动不但影响手术操作,对于一些精细手术,还可能造成意外。但遗憾的是目前有关这一阶段的研究较少。

    2.2 局限性

    2.2.1 药物及药物组合的影响 理想的麻醉深度监测仪应满足以下几个要求:(1)满意的抗干扰能力;(2)不同的麻醉深度与其监测值有一一对应关系,无数值重叠现象;(3)不同麻醉深度的界值不受麻醉药物组合及患者生理状况的影响。然而,BIS[13]和AAI[16]均不能满足上述要求。

    首先,BIS和AAI不能有效评价某些麻醉相关药物的镇静(麻醉)程度,诸如笑气(N2O)[17]、阿片类镇痛药[18]及氯胺酮[19],也不能排除麻醉中肌松作用对其准确性的影响[20]。

    其次,相同的BIS和AAI值,由于药物组合的不同,可能并不处于相同的麻醉深度。Vernon等[13]对比研究了异氟醚/阿芬太尼组合和异丙酚/阿芬太尼组合两组患者切皮前体动与非体动者的BIS变化,结果发现同组内体动与非体动者的BIS值差异有显著性,而异丙酚/阿芬太尼组体动者与异氟醚/阿芬太尼组非体动者的BIS值差异却无显著性。

    另外,AEPindex监测对有听力障碍的患者应为禁忌,既往研究发现[21],全麻后出现听力减退者并不鲜见,然而,目前尚无临床研究证实术中长时间使用AAI对患者术后听力是否产生损害。

    2.2.2 监测的实时性和预测性 从临床实际角度讲,监测指标应当及时反映最好能提前预测患者的生理变化。BIS的计算时间为60 s,AEPindex的计算时间为2~6 s,这提示AEPindex优于BIS,其变化与患者实际生理变化基本同步,具有实时性。

    然而,仅具有实时性是不够的,临床实际需要的是预测作用,在实际情况未发生之前,给予明确提示,并留有足够的反应与处理时间。刘在其关于术中体动与脑电监测关系的研究[22]中发现,当体动实际发生时,BIS和AAI发生显著变化的概率分别为33%和100%,相反,当BIS和AAI发生有意义的变化时,实际发生体动的概率仅为28%和42%;提示二者与体动反应相关性差,且反应时间滞后,不足以预测术中体动。

     3 小结

    传统监测手段一样,BIS和AAI是麻醉医师脑的延伸,其应用使得麻醉深度这个抽象概念变得具体,得以量化,有助于麻醉者对患者当时所处的麻醉状态进行迅速、准确的判断。然而,由于个体差异的存在,药物组合及相互作用的复杂性以及监测设备本身所存在的局限性,在临床实践中,我们又不能过分依赖EEG,而应结合其他信息及临床经验,对患者的实际情况进行具体分析,作出正确判断。

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    作者单位: 100853 北京,解放军总医院麻醉手术中心

    (编辑:唐 城), 百拇医药(刘靖,张 宏)