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脑电双频指数在ICU中的应用进展
杨勇，何润芝
是的英语（长沙市中心医院重症医学科，湖南长沙410004）
摘要：重症患者需要进行脑功能监测，来源于麻醉监测的脑电双频指数因其连续、动态、无创等优势而在ICU中得到应用及推广，了解脑电双频指数近年的进展有利于其在重症患者中更好地应用。
关键词：脑电双频指数；重症医学；脑电图
Application progress of bispectral index in ICU
Yang Yong,He Runzhi
(Department of Critical care unit,Changsha Central Hospital,Changsha,Hunan,410004,China) Abstract:Severe patients are needed to monitor brain function.The bispectral index derived from anesthesia monitoring has been applied and popularized in the ICU becau of its advantages of continuous,dynamic and noninvasive.Understanding the recent progress of the bispectral index is beneficial to better u in critically ill patients.
Key words:Bispectral index;Critical care medicine;Electroencephalogram
ICU患者常常需要进行脑功能监测，如：因机械通气需镇静镇痛时，原发或继发疾病致脑功能不全时，心肺复苏术后昏迷需评估预后。近年来包括神经元损伤、脑微透析、脑组织氧合和压力反应性指数、血清标志物在内的多模式监测，有助于评估重症监护的神经损伤状态和预后。但临床检查和化学生物标志物，并不直接反映神经元活动，电生理学方法-脑电图（electroencephalogram，EEG）模式，即时或连续的脑电图，尤其是损伤后的第一个24h的脑电监测，为缺氧缺血性脑损伤患者提供了实时和准确的信息，具有高度的敏感性[1]。神经外科重症管理专家共识认为：定量脑电图监测技术是评估重症患者意识水平的良好手段。尽管如此，脑电图监测目前还不是重症监护的普遍模式，其阅读和评估较为复杂，尚不能被大多数ICU医师熟练解读[2]。自从1996年发布以来，双频指数监测（bispectral index，BIS）为ICU患者提供了一种即时使用且容易解读的脑电监测方式。
脑电图是反映人脑活动变化的生物信号的电子表示技术之一。脑电双频指数（BIS）是由Aspect Medical Sys-tems于1992年首次引入的，是基于时间、频域和高阶频谱子参数组合的统计指标。双频指数分两步计算：①查找离散傅立叶变换（DFT）系数。②使用等式计算双谱：B（f1，f2）=X （f1）×X（f2）×X×（f1+f2）。其中B（f1，f2）是复双谱，而X （f）是EEG信号x（n）的频率f处的复数傅里叶变换。利用双相位求出两个频率f1和f2的一个EEG信号；可以为每个电极分别计算双相干度[3]。应用于BIS的EEG测量包括突发抑制比，α/β频带功率比（其中α是8～13Hz频带，β是13～30H
z频带）和双相干度（相位的度量在单个EEG通道内两个频率之间的耦合）。突发抑制比是描述与慢波相比较的电静止的相对程度时域特征[4]。脑电双频指数通常由3个头皮EEG电极（用于BIS系统）或4个头皮EEG电极（用于BIS-XP 系统）通过自粘带附着在前额上获得脑电测量数学组合得到一个数值指数，范围从0～100。这个数值指标是根据脑电特征和患者警觉状态之间建立的经验相关性得出的。一般认为BIS值为85～100为正常值，其中100表示清醒的皮质电活动状态，65～85为镇静状态，40～65为全身麻醉状态，低于40则为突发抑制，0表示完全无脑电活动。
脑电双频指数开始时主要应用于麻醉监测，由于其能量化、连续动态监测脑电信号，具有解读相对简单、无创等优势，得以在重症监护室（ICU）中推广应用。近年来，BIS在ICU中的应用进展主要体现在以下几个方面。
1镇痛
原发疾病、医疗护理操作、被动制动，睡眠剥夺等使得ICU患者的疼痛、身体不适和焦虑非常常见。ICU患者无法口头交流的疼痛评估仍然是临床医生面临的重大挑战。使用客观和有效的措施来检测甚至量化疼痛行为将有利于调整危重患者的镇痛水平，并将有助于获得疼痛缓解。气管导管抽吸对于患者来说是一个不良刺激，并引起生理反应包括心率、呼吸、血氧饱和度的改变。然而，在Mary Jo Grap等[5]的研究中，认为生理反应可能不是好的或一致的疼痛标志物，生理反应的变化没有改变镇静水平。Robin Marie
资助项目：湖南省卫生计生委科研计划课题横向项目（B2016157）
通讯作者：何润芝，E-mail：
丁香树图片
doi:10.3969/j.issn.1009-4393.2019.17.081--综述--
Coleman等[6]通过在全身诱导麻醉后的30名受试者的前臂上进行热探针产生的中度和重度有害刺激的同时监测BIS，结果发现BIS显著增加（中度有害刺激从35.00增加到40.00，P=0.003）和（重度有害刺激从37.67增加到40.00，P= 0.007）。在BIS值＞45时，ROC显示灵敏度（Se）为40.0%，特异性（Sp）为73.3%。对基线BIS＞40的参与者的分析显示BIS值增加较高，这表明BIS值对于有害程序的反应性增加在ICU患者镇静水平较低时很可能更高。因此，可以进一步研究BIS在轻度镇静水平危重患者疼痛评估中的敏感性和特异性。
2镇静
理想情况下，重症监护病房的镇静效果应该是患者相对安静，易被唤醒，并保持睡眠-觉醒周期，但是达到这个理想目标比较困难。镇静是一个多维的概念，包括意识、遗忘、唤醒、镇痛等参数的参与，很难用单一的尺度表示。镇静的临床评估依赖于患者对外界刺激的反应，然而，刺激本身改变了患者的镇静水平[7]。在疾病过程中，患者对镇静镇痛的需求并不相同，有些患者可能需要更深层次的镇静
来促进循环和呼吸支持。对于大多数危重病患者，确保患者舒适度，同时维持轻度镇静状态的策略可改善临床结果，并被美国指南2013成人ICU患者疼痛（Pain）、躁动（Agitation）、谵妄（De-lirium）处理临床实践指南推荐。指南认为：目前最常用的镇静临床评估体系主要包括Richmond躁动镇静评分，Riker 镇静兴奋评分（SAS）等主观的评估，当无法进行主观镇静评估时可以采用脑功能的客观评估指标，如听觉诱发电位、脑电双频指数、患者状态指数及状态等。对于神经功能缺损患者，单凭主观评分是不够的。Ramsay评分和SAS评分依赖于患者的运动和反应，因此不能精确地测量镇静的深度。另外，由于社会、个人和职业因素对镇静监测的影响，主观评估镇静效果并不理想。在镇静期间，Ramsay评分或SAS评分一般为3～4分，BIS65～85分左右，BIS值随着镇静药物剂量的增加而线性下降。多个研究显示使用BIS监测可以改善镇静、减少镇静需求和更快的苏醒时间。Saeed Mahmood等[8]发现创伤ICU患者中BIS监测的多个创伤患者的管理与更好的结果相关，BIS监测是调整镇静剂用量的指导，它还可以最大限度地减少躁动，拔管失败和ICU停留时间。Olson DM 等[9]的研究发现增加了BIS监测的患者的丙泊酚用量显著减少，分别为93.5ml∶157.8ml（P＜0.05），并且输注率较低（14.6vs27.9mcg/kg/min；P=0.003）。增加了BIS监测的组比单用Ramsay评估的组中的患者醒来要快得多，1.2min∶7.5min（P＜0.0001）。认为镇静评估工具BIS可以为改善镇静危重患者的护理提供有用的手段。
Jean-Louis Vincent等[10]用eCASH（early Comfort using Analgesia，minimal Sedatives and maxim
al Hu-mane care）表达：早期舒适使用镇痛、最小的镇静剂和最大的人文关怀表达。他们主张多模式有效的镇痛，滴定至预先确定的目标水平的镇静，相信BIS的使用有助于达到较好的eCASH。同时，我们应该认识到对于深镇静的患者，BIS监测的个体差异较明显；年龄越大的镇静患者，BIS监测值会相对偏低。因此在临床应用过程中，需要具体情况具体分析。3预测疾病及预后评估
新牛仔裤怎样处理才不掉色脑电反应需要外周感觉或听觉通路的完整性，以及脑干、亚皮质结构和大脑皮层的完整性。谵妄与ICU患者的死亡率增加、ICU停留时间及住院时间延长相关。Chela L. Tasaka[11]前瞻性研究了110例脓毒症患者，通过记录脑电图、评估谵妄、昏迷和镇静程度、镇静持续时间、ICU谵妄发生率或死亡率，认为缺乏脑电反应与镇静过度无关；使用连续脑电图监测可以更好地诊断谵妄，谵妄的患病率可能更高。Robin Marie Coleman[12]采用Richmond躁动镇静评分测量镇静水平，并采用BIS监测仪采集脑电图数据。在125名患者中有49名（39%）发生了爆发性抑制，在那些爆发性抑制患者中，即49人中有29人（59%）在6个月内死亡；经历爆发抑制的患者统计学上有显著增高的6个月的死亡率[危险比=2.04，95%置信区间：1.12～3.70，P=0.02]；他认为在这个ICU患者人群中脑电爆发抑制是6个月死亡风险增加的独立预测因子。当然这也需要更大规模的前瞻性研究来验证。意识水平和BIS是从不同脑区获得的两个表达方式，BIS记录了额叶大脑皮层的电活动，是针对正常、麻醉的患者而不是针对脑损伤患者进行校准的，它提供了关于大脑皮质和皮质下区域相互作用的信息。而意识由上脑干和丘脑神经元，网状激活系统及其与大脑半球的广泛连接来维持。重度脑损伤患者中，大脑的电活动可
能因脑灌注、脑代谢、缺氧、镇静药物和癫痫发作而有所不同，这导致意识水平和GCS不变的患者的BIS值发生变化。C Michael Dunham等[13]的一项前瞻性研究评估了18例严重脑损伤患者，认为严重颅脑损伤患者的存活和良好预后与BIS≥60，StcO2（经颅血氧饱和度）≥70和ICP（颅内压指数）≤20独立相关（P＜0.0001）。李海玲等[14]回顾性研究了急性脑损伤昏迷患者122例，直接损伤组的BIS均值明显低于间接损伤组，BIS＜60组的病死率、神经学不良转归率明显高于BIS＞60组；对于不同致病因素的脑损伤，BIS都能较好地判断病情不良预后及神经系统转归。高红梅等[15]回顾分析了208例昏迷危重患者，将BIS值与昏迷预后状态采用Spearman’s等级相关分析，并根据ROC 曲线，得出：BIS值与ICU昏迷患者的预后具有较好的相关性，BIS值＞42.5，对神清-昏迷状态预后评估的敏感性及特异性较高。类似的研究都表明BIS值与脑损伤患者的预后密切相关，但BIS受干扰因素较多，不能独立作为神经系统预后判断的标准，与格拉斯哥评分、APARCHE-Ⅱ评分等联用对预测患者预后可能会更准确。脑电双频指数在ICU的应用现状
在临床实践中，机械通气患者往往需要镇静的监测和药物剂量的调整。由于护士大部分时间都与患者在一起，因此护理人员在镇静评估及药物剂量调整中常常起着主导作用。因此，临床实践中真正的“镇静”可以认为是医生确定目标和床边护士的监测和调整[7]。对于护理人员对BIS的认识，国外[16]的ICU护理人员中多数人（94.44%）了解BIS及其目的，79.62%的受试者知道其在患者护理中的含义。而国内某三甲医院[17]ICU护理人员的调查问卷提示评估工具中Rich-
mond躁动镇静评分的使用率最高，作为客观评估工具代表的BIS仅占5.5%。可以说，作为脑功能的客观测量工具BIS 在ICU中还有广阔的应用前景。
BIS将大脑皮质的电生理活动通过传感器输入监护仪并转换成数值，所以在此过程中影响大脑皮质活动、神经传导的因素都可能影响BIS值。放置电极片的部位、肌电图的信号干扰皆可使BIS的准确性受影响。当SQI（信号质量指数）＞80%，EMG（肌电图）＜40时信号质量可靠，数据可信。监测过程中，患者的活动、临床诊疗及护理操作带来的刺激都可使BIS值波动较大，随着传感器的使用时间延长、患者出汗等因素可降低电极片的粘附性，监测效果也会受到影响，须准确识别各种影响因素，正确解读BIS值。同时，我们应该认识到BIS监护仪上的一个表示“适当的镇静”的数字不能代替临床上患者的舒适，合理的镇静终点不是某个BIS 数值，而是患者的舒适度和安全性[18]。在科技日益发展的新时代医疗中，需要时刻牢记我们面对的仍然是患者，而不是某些监测数据。
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