方七五 安建雄

清華大學(xué)玉泉醫(yī)院麻醉與疼痛醫(yī)學(xué)科 中國(guó)科學(xué)院第一附屬醫(yī)院麻醉與危重醫(yī)學(xué)中心

1 BIS監(jiān)測(cè)的基本原理

腦細(xì)胞產(chǎn)生自發(fā)的、有節(jié)律的電活動(dòng)。將腦細(xì)胞產(chǎn)生的生物電信號(hào)通過(guò)放大器放大記錄下來(lái)的曲線稱為腦電圖，一般用波幅以及頻率表示。全身麻醉藥對(duì)腦細(xì)胞的電活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用，麻醉深淺與抑制程度相關(guān)，深麻醉時(shí)抑制程度重，淺麻醉時(shí)抑制程度輕，在腦電圖上表現(xiàn)出頻率以及波幅的變化。

將腦電圖技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測(cè)麻醉深度的想法已經(jīng)有一百多年的歷史，但是由于技術(shù)以及條件的限制在20世紀(jì)90年代以前一直沒(méi)有成功。Aspect公司開(kāi)發(fā)出一種將腦電圖進(jìn)行量化的儀器，將時(shí)間和振幅關(guān)系的原始腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率和功率的關(guān)系，并衍化出數(shù)量化參數(shù)，用0～100分度表示，數(shù)值越大反映麻醉越淺，數(shù)值越小反映麻醉越深。對(duì)于成人而言，BIS值85～100代表正常狀態(tài)，65～85代表鎮(zhèn)靜狀態(tài)，40～65代表麻醉狀態(tài)，低于40可能呈現(xiàn)爆發(fā)抑制[1]。由于BIS值來(lái)源于腦電圖，Bottros等人的研究表明麻醉科醫(yī)師經(jīng)過(guò)腦電圖相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)后可以僅憑腦電圖參數(shù)估計(jì)出BIS值[2]。

2 BIS指導(dǎo)閉環(huán)靶控麻醉

靜脈全麻靶控方式有閉環(huán)靶控以及開(kāi)環(huán)靶控兩種方式。閉環(huán)靶控麻醉作為一種新的靶控方式，將患者麻醉過(guò)程中的生理指標(biāo)反饋給控制系統(tǒng)，然后再由控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)麻醉藥物的用量，以達(dá)到比較滿意的麻醉狀態(tài)。常用的閉環(huán)靶控麻醉主要按照血壓、心率等循環(huán)系統(tǒng)指標(biāo)調(diào)節(jié)麻醉藥物的用量，但可能會(huì)導(dǎo)致藥物過(guò)量或不足。BIS作為一種監(jiān)測(cè)腦功能狀態(tài)的方法，作為閉環(huán)靶控麻醉控制信號(hào)的來(lái)源具有更大的優(yōu)勢(shì)。

在非心臟手術(shù)時(shí)BIS指導(dǎo)的閉環(huán)靶控麻醉比開(kāi)環(huán)靶控麻醉能夠維持更加平穩(wěn)的麻醉狀態(tài)[3-5]。在心臟手術(shù)中以及手術(shù)后，BIS指導(dǎo)的閉環(huán)靶控麻醉與鎮(zhèn)靜也顯示出其具有明顯優(yōu)勢(shì)。Agarwal等選取44例ASA II-III級(jí)接受冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)的患者，隨機(jī)分為閉環(huán)靶控組與手動(dòng)控制組，每組BIS目標(biāo)值定為50。結(jié)果顯示閉環(huán)麻醉丙泊酚用量更少，BIS值和平均動(dòng)脈壓更加平穩(wěn)[6]。心臟手術(shù)后41例18～65歲的患者，在PACU中接受丙泊酚靜脈輸注鎮(zhèn)靜，與手動(dòng)靶控比較，BIS指導(dǎo)的閉環(huán)靶控輸注，鎮(zhèn)靜更加平穩(wěn)[7]。

3 BIS在監(jiān)測(cè)腦缺血中的應(yīng)用

腦缺血引起腦細(xì)胞能量代謝障礙，很快引起神經(jīng)細(xì)胞膜電位及細(xì)胞膜內(nèi)外離子濃度的變化，腦細(xì)胞的極化與去極化因此而受到影響，腦電圖會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化。1998年Zandbergen等在Lancet上發(fā)表文章指出，早期腦電圖的改變可以作為判斷腦缺氧-缺血性昏迷預(yù)后的手段[8]。由于腦電圖應(yīng)用比較復(fù)雜，BIS值作為腦電圖的衍生物在腦缺血-缺氧性損傷預(yù)后的判斷方面也顯示出優(yōu)勢(shì)。

Myles將缺血-缺氧性腦損傷患者接受急診手術(shù)時(shí)的BIS值、爆發(fā)抑制率、臨床評(píng)估以及瞳孔大小等指標(biāo)用于預(yù)測(cè)神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后的判斷。結(jié)果顯示神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后與臨床評(píng)估以及瞳孔大小等指標(biāo)相關(guān)性差，但與BIS值緊密相關(guān)。預(yù)后良好的患者BIS值顯著高于預(yù)后差的患者[9]。

心跳驟停時(shí)由于大腦的血供停止，在血壓消失后緊接著出現(xiàn)BIS值下降[10]。心肺復(fù)蘇后BIS值仍為0的患者復(fù)蘇后出現(xiàn)嚴(yán)重腦損傷；但BIS值非0不能獨(dú)立作為神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后判斷的標(biāo)準(zhǔn)，BIS值大于0者也可能出現(xiàn)嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)損傷[11-13]。但是也有研究表明BIS值不能作為預(yù)測(cè)患者出現(xiàn)自主循環(huán)以及生存率的指標(biāo)[14]。

有趣的是Pawlik報(bào)道一例68歲患者由于血栓栓塞導(dǎo)致心跳驟停兩次，兩次間隔8天，復(fù)蘇時(shí)有BIS監(jiān)測(cè)。第一次復(fù)蘇后沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，患者BIS值高達(dá)70左右，沒(méi)有出現(xiàn)爆發(fā)抑制。第二次復(fù)蘇后患者死亡，BIS值在50左右，并且出現(xiàn)爆發(fā)抑制[15]。

頸部大血管手術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致大腦缺血而具有較高的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)中頸動(dòng)脈多普勒監(jiān)測(cè)腦血流是術(shù)中監(jiān)測(cè)的經(jīng)典方法，但多普勒監(jiān)測(cè)需要復(fù)雜的設(shè)備以及相關(guān)的監(jiān)測(cè)人員。BIS監(jiān)測(cè)方法簡(jiǎn)便，在頸動(dòng)脈手術(shù)期間初步顯示出其優(yōu)勢(shì)。在頸叢麻醉下阻斷一側(cè)頸動(dòng)脈后BIS值出現(xiàn)下降，有缺血癥狀患者BIS值比基線值下降13.57%，沒(méi)有缺血癥狀患者BIS值比基線值下降3.68%（P<0.05)[16]。在全身麻醉下進(jìn)行頸動(dòng)脈手術(shù)時(shí)監(jiān)測(cè)雙側(cè)BIS值變化，在麻醉前兩側(cè)BIS值沒(méi)有顯著性差異，手術(shù)期間手術(shù)側(cè)BIS值顯著低于健側(cè)[17]。

但是在頸動(dòng)脈外膜剝脫手術(shù)時(shí)，BIS監(jiān)測(cè)能夠發(fā)現(xiàn)腦缺血，但是不能區(qū)分是哪一側(cè)出現(xiàn)缺血，任何一側(cè)頸動(dòng)脈夾畢后兩側(cè)BIS值均會(huì)降低[18]。造成這種現(xiàn)象的原因與腦缺血的程度有關(guān)，當(dāng)大腦血供接近缺血的臨界點(diǎn)時(shí)，夾閉任何一側(cè)動(dòng)脈后出現(xiàn)BIS值顯著下降；供血還沒(méi)有受到嚴(yán)重影響時(shí)，夾畢一側(cè)頸動(dòng)脈后由于側(cè)枝循環(huán)可以提供充足的血液，因此兩側(cè)BIS值沒(méi)有出現(xiàn)顯著性差異[19]。

體位改變也影響到大腦的血流量，頭低位時(shí)大腦血流量增加，頭高位時(shí)血流量減少。全麻患者接受3種體位：仰臥頭中立位、仰臥頭低30度、仰臥抬頭30度；每次15 min；與中立位比較頭低位BIS值顯著增加（中位數(shù)47 vs.40），與中立位比較頭高位BIS值顯著降低（中位數(shù)39 vs.41）[20]。在血管性暈厥或神經(jīng)性暈厥的診斷中BIS值的變化比血壓變化更靈敏，BIS監(jiān)測(cè)在這方面也表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)[21]。

4 BIS監(jiān)測(cè)在兒科的應(yīng)用

隨著兒童年齡的增加，腦電圖上表現(xiàn)為β波逐漸減少，α波逐漸增加。盡管兒童與成人腦電圖存在差異，但是BIS監(jiān)測(cè)在兒科患者中同樣取得了很大進(jìn)展，BIS能夠安全地應(yīng)用于患兒手術(shù)麻醉、ICU鎮(zhèn)靜等。

BIS監(jiān)測(cè)對(duì)腦功能正常的患兒接受腰椎穿刺、骨髓穿刺以及拔牙等有創(chuàng)操作以及ICU中鎮(zhèn)靜等能夠有效地評(píng)估鎮(zhèn)靜深度，BIS值在60左右是比較恰當(dāng)?shù)逆?zhèn)靜深度[22-25]。輕度-中度鎮(zhèn)靜水平與BIS值相關(guān)性較好，但是較深程度鎮(zhèn)靜與BIS值相關(guān)性差[22]。氣管插管的傷害性刺激遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手術(shù)的刺激，Messieha等研究發(fā)現(xiàn)BIS值達(dá)到34.7時(shí)可以為沒(méi)有使用肌松藥的患兒接受氣管插管提供適當(dāng)?shù)穆樽砩疃榷鴽](méi)有并發(fā)癥[26]。

智力優(yōu)劣與大腦發(fā)育程度有關(guān)，智力低下患者與智力正?；颊叽竽X的結(jié)構(gòu)具有明顯的差異。BIS監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)智力正常與智力障礙的兒童（2～13歲）兩者之間BIS值具有顯著性差異，智力低下者在清醒狀態(tài)、麻醉維持期以及蘇醒期均低于正常智力患兒[27]。這種現(xiàn)象在老年患者也有體現(xiàn)，髖部骨折手術(shù)時(shí)丙泊酚靶控輸注調(diào)節(jié)BIS值在40～60之間，智力狀態(tài)差（MMSE＜19）者丙泊酚用量顯著減少[28]。盡管智障者與智力正常者比較具有顯著差異，但是Ponnudurai觀察到不同智障程度的患者之間在清醒狀態(tài)、全麻誘導(dǎo)、氣管插管、手術(shù)期間、拔管等時(shí)期沒(méi)有發(fā)現(xiàn)BIS值具有顯著性差異[29]。

目前BIS指導(dǎo)的鎮(zhèn)靜、麻醉的參數(shù)源于成人志愿者，沒(méi)有專門用于指導(dǎo)兒童麻醉深淺的標(biāo)準(zhǔn)。BIS監(jiān)測(cè)能夠準(zhǔn)確反映2歲以上患兒的意識(shí)狀態(tài)，6個(gè)月以下的患兒BIS監(jiān)測(cè)不能準(zhǔn)確反映其意識(shí)狀態(tài)[30]。

5 BIS監(jiān)測(cè)與術(shù)后恢復(fù)

BIS監(jiān)測(cè)指導(dǎo)下的麻醉對(duì)患者恢復(fù)具有許多優(yōu)勢(shì)，如術(shù)后蘇醒速度快，減少麻醉藥的用量，減少術(shù)后惡心嘔吐，減少在PACU的停留時(shí)間等[31]；并且術(shù)中BIS監(jiān)測(cè)還可以減少術(shù)中知曉發(fā)生[32]。盡管術(shù)中麻醉管理與患者術(shù)后恢復(fù)之間的關(guān)系有不同觀點(diǎn)，但術(shù)中麻醉管理對(duì)術(shù)后恢復(fù)可能產(chǎn)生影響的觀點(diǎn)將徹底改變對(duì)麻醉的認(rèn)識(shí)，麻醉不僅可以影響患者術(shù)中的安危，而且還有可能對(duì)患者遠(yuǎn)期恢復(fù)產(chǎn)生影響，使公眾以及醫(yī)務(wù)人員重新認(rèn)識(shí)麻醉的作用。

5.1 低BIS監(jiān)測(cè)值與術(shù)后死亡率

2005年Monk等發(fā)表了第一篇研究術(shù)中麻醉管理與術(shù)后死亡率相關(guān)的文章，較深麻醉（BIS值低于45）可以增加術(shù)后一年內(nèi)死亡率[33]。該文發(fā)表后引起巨大的反響，麻醉管理不僅影響術(shù)中安全，還有可能影響到患者遠(yuǎn)期預(yù)后的觀點(diǎn)引起大家的深思。隨后一系列研究對(duì)BIS指導(dǎo)下的麻醉深度與術(shù)后死亡率的關(guān)系進(jìn)行探討，得出的結(jié)論各不相同。一些研究認(rèn)為較深麻醉增加術(shù)后死亡率[33-34]，相反一部分研究認(rèn)為較深麻醉不影響術(shù)后死亡率[35-37]。

造成這些不同研究結(jié)論的原因可能在于對(duì)患者本身的身體狀況以及合并的疾病等沒(méi)有仔細(xì)研究。非心臟手術(shù)后死亡率與較深麻醉有關(guān)的研究沒(méi)有分析患者是否合并惡性腫瘤等重要問(wèn)題而認(rèn)為較深麻醉會(huì)增加術(shù)后死亡率[33-34]。不考慮患者合并惡性腫瘤這一變量時(shí)，患者的遠(yuǎn)期死亡率與較深麻醉（BIS值小于45）有關(guān)，當(dāng)考慮到惡性腫瘤這一變量時(shí)，這種相關(guān)性消失[37]。心臟手術(shù)后盡管發(fā)現(xiàn)較深麻醉與術(shù)后死亡率相關(guān)，但低BIS患者β受體阻滯劑用量較大以及左室功能較差，低BIS值與死亡率相關(guān)可能是一種偶然現(xiàn)象，低BIS值者死亡率高可能與患者病情較重有關(guān)[35]。

最近Kertai研究發(fā)現(xiàn)非心臟手術(shù)患者較深麻醉（BIS值小于45，甚至小于40）與術(shù)后死亡率之間沒(méi)有相關(guān)性。該研究納入了1 473例的患者，患者的身體狀況以及手術(shù)的危險(xiǎn)性等因素與死亡率相關(guān)。男性、有中風(fēng)史、II型糖尿病、惡性腫瘤、ASA分級(jí)較差、在PACU停留時(shí)間較長(zhǎng)等因素會(huì)增加患者死亡率，較高身高-體重指數(shù)（BMI）、高血紅蛋白值、中等危險(xiǎn)手術(shù)等因素會(huì)減少術(shù)后死亡率[36]。

5.2 BIS監(jiān)測(cè)值與術(shù)后認(rèn)知功能障礙

術(shù)后認(rèn)知功能障礙（POCD）作為一種常見(jiàn)的術(shù)后并發(fā)癥已引起麻醉界的廣泛關(guān)注。兩篇獨(dú)立的前瞻性研究表明BIS指導(dǎo)下較深麻醉可以降低POCD的發(fā)生率。Farag等將患者隨機(jī)分為深、淺麻醉兩組，均吸入異氟醚維持麻醉，淺麻醉組BIS值維持在50～60，深麻醉組BIS值維持在30～40，術(shù)后深麻醉組患者的反應(yīng)速度指數(shù)優(yōu)于淺麻醉組患者，表明淺麻醉下患者的認(rèn)知功能受到影響[38]。An ＆ Fang等最新研究結(jié)果表明較深全靜脈麻醉可以減少認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率。作者將患者隨機(jī)分為深麻醉（BIS=40）和淺麻醉（BIS=60）兩組，發(fā)現(xiàn)前組POCD發(fā)生率（10%）遠(yuǎn)低于后組（27.5%）[39]，但上述兩項(xiàng)研究均未就麻醉深度減少術(shù)后認(rèn)知功能障礙之機(jī)制深入研究。

較深麻醉在兒童臨床麻醉實(shí)踐中也表明較深麻醉（BIS小于45）后小孩蘇醒期躁動(dòng)以及術(shù)后行為功能并沒(méi)有降低[40]。這也表明較深麻醉對(duì)小孩的術(shù)后認(rèn)知功能恢復(fù)沒(méi)有不良影響。

6 其他藥物、技術(shù)對(duì)BIS監(jiān)測(cè)值的影響

6.1 電極安放位置對(duì)BIS值的影響

BIS監(jiān)測(cè)電極放置有時(shí)會(huì)受手術(shù)切口的影響，額部手術(shù)時(shí)電極將不能按照標(biāo)準(zhǔn)方法放置。Shiraishi等將25例接受神經(jīng)外科手術(shù)患者的BIS監(jiān)測(cè)電極放置于同側(cè)額部與枕部，BIS監(jiān)測(cè)儀采用BIS A 1050（version 3.3），術(shù)中丙泊酚-芬太尼靜脈麻醉，結(jié)果表明兩者BIS值具有很高的相關(guān)性，r2=0.96，P=0.03[41]。

盡管Shiraishi研究表明額部與枕部BIS監(jiān)測(cè)兩者具有很高的相關(guān)性，但是不同位置腦電圖具有不同的特性，如額葉以β波為主，枕葉以α波為主，這可能影響到BIS監(jiān)測(cè)結(jié)果；同時(shí)在不同麻醉深度條件下，腦電圖在額葉以及枕葉也表現(xiàn)出不同的腦電波形特性。Dahaba等將接受丙泊酚、瑞芬太尼麻醉的患者分為兩組，BIS vista監(jiān)護(hù)儀記錄患者麻醉前、麻醉維持期以及蘇醒期等三個(gè)時(shí)期BIS值。結(jié)果表明在麻醉誘導(dǎo)期，枕部BIS值低于額部BIS值，麻醉維持期間枕部BIS值高于額部BIS值，蘇醒期間兩者的BIS值相似[42]。

6.2 低血糖時(shí)BIS不能反映麻醉深度

葡萄糖作為腦細(xì)胞能量唯一來(lái)源，當(dāng)葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)會(huì)影響到腦電圖的結(jié)果。Glass等用胰島素誘發(fā)低血糖后腦電圖出現(xiàn)α波減少，δ以及θ波增多。一例糖原積累病I型患者手術(shù)中低血糖時(shí)出現(xiàn)血壓升高、心率加快，臨床判斷麻醉偏淺，但是BIS值仍然維持在40～60之間，給予葡萄糖后BIS升高達(dá)70，適當(dāng)加深麻醉后BIS下降，血壓以及心率等指標(biāo)回歸正常。因此，BIS值不能夠準(zhǔn)確反映低血糖時(shí)麻醉深度的變化[43]。

6.3 BIS不能敏感反映阿片類藥物的鎮(zhèn)痛作用

麻醉的主要組成部分包括鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛以及肌肉松弛。適宜的麻醉深度包括恰當(dāng)?shù)逆?zhèn)靜、完善的鎮(zhèn)痛以及良好的肌肉松弛。阿片類藥物主要的作用部位在中腦導(dǎo)水管周圍，對(duì)大腦皮層影響較小，因此BIS值不能敏感反映麻醉劑的鎮(zhèn)痛作用[44]。大劑量瑞芬太尼（血漿靶濃度8 ng/L）復(fù)合小劑量丙泊酚靜脈麻醉，BIS值在90左右時(shí)患者意識(shí)喪失[45]；小劑量瑞芬太尼靜脈注射同樣對(duì)BIS值影響很小，子癇前期的產(chǎn)婦接受剖宮產(chǎn)手術(shù)時(shí)氣管插管前靜脈給予瑞芬太尼1 ug/kg，與給予生理鹽水的對(duì)照組比較，盡管瑞芬太尼可以減輕插管反應(yīng)（MAP、HR、血漿去甲腎上腺素濃度等變化小于對(duì)照組），但是插管時(shí)兩組BIS值均升高且沒(méi)有顯著性差異[46]。盡管瑞芬太尼能夠減少丙泊酚的排泄而升高丙泊酚血漿濃度，但是不同劑量瑞芬太尼復(fù)合丙泊酚麻醉時(shí)依然不能夠影響B(tài)IS值[47]。

7 總結(jié)

BIS監(jiān)測(cè)作為一種監(jiān)測(cè)麻醉深度的方法，盡管有不足之處，但是在缺乏有效的麻醉深度監(jiān)測(cè)手段之前，在臨床麻醉中BIS仍然具有很大的使用價(jià)值，在以后的研究中有必要尋找更好的指導(dǎo)臨床麻醉實(shí)踐的儀器與設(shè)備。

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