近年来随着计算机应用普及和脑电分析技术发展，无创性脑电监测技术在临床麻醉中倍受青睐。由脑电分析技术所衍生出的各种脑电参数如脑电双频指数、边缘频率、中间频率等^[35～36]，尤以脑电双频指数（Bispectral index, BIS）能便捷、客观、及时地反映大脑生理功能变化，并据此监测或判定麻醉深度和镇静程度，从而得以在临床上广泛应用。本文结合近期国内外有关文献，就BIS监测原理以及临床应用等问题综述如下：

1 基本原理

脑电图（EEG）可通过振幅、频率和相位等时域或频域特征来显现脑细胞自发性有节律的电活动，如全身麻醉时EEG频率即随麻醉浓度变化而呈顺序改变，且与麻醉药浓度呈函数关系。虽然EEG能被用来反映或监测麻醉深度，但由于环境干扰、图形分析专业性强等因素，其临床实用性十分有限。鉴于此，随着计算机技术的快速发展，以及快速傅立叶变换技术的成熟，人们研究发现可利用许多EEG频域特征来反映麻醉深度，即将时间-振幅关系的原始脑电信号转换成频率-功率的关系，并由此衍生出多个直观的量化参数。BIS就是先把EEG中δ波段的相位锁定能量从δ能量中减除，并示为0～30Hz波段双频谱密度比率，最后将功率和频率经双频谱分析得出的由混合信息拟合成一组用0～100分度表示的最佳数字。

由于双频谱分析是定量EEG频率间的具有非线性行为特征的相位偶联（phase coupling），涵盖了频率和振幅信息，能精确地扩展和定量信号间线性和非线性变化，从而在基础上能较精确地反映麻醉深度变化。许多麻醉药所引起的EE频率和功率变化与药物剂量关系并非单一，如小剂量的苯二氮卓类（Benzodiazepines）或异丙酚（Propofol）常会引起高频活化，在功率谱上显示频率的净上升，而大剂量的硫喷妥钠或异氟醚（Isoflurane）则往往能引起脑电活动爆发性抑制，在功率谱上显示频率的净下降^[37]。正因如此，数字量化的BIS临床上用于麻醉深度监测等显得十分便利、直观和准确，如随着麻醉加深中枢神经细胞的电生理活动明显改变，数值减小表示大脑皮层抑制加深。尽管自然睡眠时BIS也降低，但决不可能达到大剂量麻醉药（如异丙酚、硫喷妥钠或挥发性麻醉药）所致的抑制程度^[38]。

2 临床应用

如何通过直接的方法来判定麻醉药对中枢神经系统作用，并能有效地监测麻醉深度，一直是临床麻醉工作中探究的课题。以往人们曾利用监测血流动力学变化、原始脑电信号、肌电图、瞳孔反射等方法，或通过多种变异综合分析、应用计算机多因素逻辑学方程分析等技术来间接反映麻醉深度，不但技术条件要求苛刻、操作烦琐，且难以满足临床所需的直观、便捷和实时监测等要求。BIS与多种麻醉药之间线性关系明确，能将麻醉状态下中枢神经系统抑制程度以数字形式直观、动态、充分和准确地显现出来^[36]。多项研究亦证实，麻醉状态下的病人临床体征和主要的EEC特征与BIS分度密切相关^[43,44～45]。利用BIS监测技术对提高麻醉的质量、正确预测麻醉效果和指导麻醉药的合理使用有重要意义。

2.1 判定镇静程度

经健康志愿者验证，BIS可用于评定镇静/催眠药作用强度，客观评价服药后镇静程度。Glass等^[5,13]以逐步递增或递减方式分别给予受试者异丙酚、咪唑安定（Midazolam）或/和咪唑安定-阿芬太尼（Alfentanil）、异丙酚-阿芬太尼或异丙酚-氧化亚氮（Nitrous Oxide，N₂O），在观测BIS同时定期测定血浆药物浓度、镇静/催眠或与记忆有关的临床体征，结果证明BIS是一个非常好的能客观反映镇静/催眠程度的指标，准确性明显优于血药浓度监测。Bloom 等^[46] 用甲乙炔巴比妥（Methohexifal）作为镇静剂在志愿者中进行检验，也得到了类似结果。上述所有实验药物都建立了受试者对声音的反应和记忆能力以及相应BIS变化三者间的回归曲线，BIS值低于60以及对指令性反应能力差，是所有催眠药实验的一致结果，即便二种药物联合应用结果也类似。实验研究同时也发现BIS值超过60时，受试者对词汇忽然图片暗示的记忆能力丧失，提示记忆丧失发生在意识丧失之前。临床上在研究蛛网膜下腔注射可乐定和硬膜外麻醉期间静脉给予异丙酚的镇静效果时，也发现BIS值变化与不同药物剂量下的镇静程度相互对应，而且与外伤性脊髓损伤患者可乐定镇静延迟作用也相互一致^[6,10,47,48]。

总的说来，上述研究表明BIS的确是一种能通过持续、可靠测定镇静-催眠药物作用，同步、定量地反映病人镇静程度的方法。

2.2 预计麻醉药用量

手术病人切皮刺激时有无体动反应，取决于一定剂量麻醉药作用下的麻醉深度，BIS可很好地预测病人对切皮刺激的体动反应。临床观察发现，异氟醚麻醉病人对切皮刺激无反应时BIS值为55.3±6.3，体动反应时BIS值为77.4±3.2。若采用异丙酚-阿芬太尼或异氟醚-阿芬太尼麻醉，病人切皮刺激无体动反应时的BIS值为55±8和63±10，有体动反应时BIS值为69±18和78±8。

Glass等对BIS监测用于异丙酚麻醉临床价值进行评估，其中实验组在BIS监测下静脉滴注异丙酚，控制BIS值于46～60水平，手术结束前15分钟使BIS回升至60～70，而对照组则根据临床体征控制异丙酚用量，不监测BIS。结果发现， 病人BIS监测下异丙酚用量明显减少，不但术中循环功能稳定和无体动反应，且术后清醒和撤离PACU较早，总体恢复评分也较高。此外对58例短小手术（约30分钟）病人临床观察也发现，若利用BIS监测控制异丙酚滴速，并使BIS维持于40～60，术中体动反应和知晓发生率明显低于凭临床体征控制异丙酚用量的病人。尽管两组病人异丙酚平均用量相差无几，但未监测BIS的病人用药时易发生欠量或过量，根据BIS值至少可减少异丙酚剂量而无术中知晓的危险^[5,13]。

虽然BIS监测在评定镇痛药和镇静药作用时结果会有所不同，如使用大剂量阿片类药物病人对切皮刺激无明显体动反应时，BIS高值提示麻醉较浅，但总的看来BIS值在伤害性刺激下显示上升，并能为麻醉医生选择最佳麻醉性镇痛药用量提供客观依据。通常情况下，BIS应随着麻醉药浓度和剂量以及手术刺激强度增减而降升。

2.3 判断意识水平

有人借助前臂隔离技术前瞻性研究麻醉诱导后通过BIS预测意识恢复情况，单次静脉注注射异丙酚或硫喷妥纳后间断要求病人抓紧研究者手指，同时持续监测BIS。结果发现虽然药物浓度和作用持续时间很不十分一致，但若BIS值低于65，表明50秒内意识恢复的可能性低于5％，没有一个具有指令性有反应的病人能回忆起这段情节，说明BIS值高低是可用于判断麻醉病人意识是否恢复的良好指标^[30]。Glass等研究^[13]也证明BIS能较好反映异丙酚于不同血药浓度时病人意识和记忆力变化情况，病人苏醒期间BIS有同步恢复趋势，且异丙酚后恢复期BIS值能较快复至基础水平，这与异丙酚起效迅速、作用时间短、病人用药后清醒快等药理作用特点相吻合。

全凭静脉麻醉时人们往往将镇静剂（异丙酚）与麻醉性镇痛剂（芬太尼）联合使用，单凭BIS监测能否准确反映病人意识水平，目前尚有争论。有研究发现，与芬太尼联合用药时异丙酚各种浓度下的BIS没有明显变化，认为BIS是异丙酚/芬太尼静脉麻醉时监测不同意识水平的一个很好手段。但也有研究结果表明，芬太尼能增强异丙酚的作用，联合用药时尽管病人意识和睫毛反射已消失，但BIS仍显示较高值，提示不能单凭BIS监测麻醉深度和/或意识恢复程度^[28]。

2.4 评估麻醉深度

2.4.1异丙酚麻醉    大量文献表明^{[5～10,12,13]}，通常情况下BIS下降与血浆异丙酚浓度升高呈线性相关（r = -0.7092）， BIS值越低意味着镇静程度越深，BIS较血浆异丙浓度监测能更准确、及时地预测病人对切皮刺激的体动反应。须注意的是，在有些情况下BIS与异丙酚血浆浓度间的线性关系并不十分确切，尤其是当异丙酚血浆浓度小于2μg/ml时^[11]。Gajraj等^[17]用BIS监测异丙酚麻醉深度，结果显示病人意识清醒时BIS值为89.5（SD = 4.6），而意识消失时为48.8（SD = 16.4），且停止给药后BIS值逐渐上升。同时还发现，BIS值为67时的敏感度为84％（特异性100％），而预测病人清醒BIS值为95时敏感度仅为8％（特异性100％）。异丙酚麻醉中，用药过量会产生心血管和呼吸抑制，而用药不足则会出现术中知晓，多数人认为BIS值应维持在70～80左右，也有资料证实BIS值在60左右能确保消除患者麻醉中不利回忆和记忆反应， BIS对异丙酚麻醉深度的监测优于其它脑电指标^{[6,9～10,19～21]}。

2.4.2静脉复合麻醉    Vernon等^[14] 利用BIS监测异丙酚-阿芬太尼或异氟醚-阿芬太尼麻醉病人对切皮刺激的体动反应，发现BIS预测能力明显优于异氟醚浓度或靶控异丙酚血药浓度监测效果。由于不同刺激强度需不同麻醉深度来抑制，因此临床上可利用BIS对复合静脉麻醉期间喉镜检查或气管插管等伤害性刺激或病人觉醒程度进行预测，进而指导静脉麻醉药的合理使用，维持适当的麻醉深度^[18]。

临床观察不同剂量芬太尼对异丙酚麻醉清醒时血浆浓度和BIS值影响，发现芬太尼虽可明显影响麻醉清醒期异丙酚血浆浓度，但对清醒时BIS值确无影响^[28]，即便用阿芬太尼取代芬太尼辅助异丙酚麻醉，结果也雷同^[29]。Glass等报道雷米芬太尼（Remifentanil）血浆浓度2～8μg/ml时不影响BIS，也不影响诱导时异丙酚与BIS之间的关系^[30]。有人在研究BIS监测在颅脑肿瘤手术病人麻醉诱导中的变化时发现，静注芬太尼作为麻醉性镇痛药，可通过减少外界刺激传入而降低大脑皮层活化过程，使BIS值下降^[31]。值得注意的是，多项研究已证实，BIS监测用于阿片类镇痛药镇静深度判定效果较差，氯胺酮麻醉时BIS值增高， BIS勿用于氯胺酮麻醉监测^[26,32～33]。

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