围术期脑电监测研究进展+讲课

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围术期脑电监测进展南京中医药大学附属医院麻醉科周玉弟

1对心功能异常的患者都会进行持续的心电监测。但是，监测麻醉患者或是危重患者的脑功能却不是标准的常规做法，即使在有脑部病变或昏迷的患者中也不进行。这是为什么呢？显然不是因为大脑不重要或缺乏有效的治疗手段，而是因为监测大脑功能比监测心功能困难。幸运的是，当今电脑和网络技术的发展将持续记录危重患者的脑活动变为可能。因此，继续忽视患者脑功能的监测是不合理的思考From:HirschL.Brainmonitoring–nextfrontierofICUmonitoring.JclinNeurophysiol2004;21:305-306

2麻醉医师一直都在寻找一种可靠，客观，实时的麻醉深度监测大部分麻醉药都可以抑制中枢神经系统，因此麻醉深度应该在脑电图上表现出来

3理想麻醉深度监测与麻醉药血药浓度变化相关与意识及镇静水平变化相关与伤害性刺激变化强度相关

4目前临床常用的脑电监测系统脑电双频谱指数(BIS)Narcotrend脑电监测熵指数(entropy)听觉诱发电位指数麻醉意识深度指数麻醉意识水平监测仪（IoC-View)

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6发展历程Barnett等于1971年提出了脑电双频谱指数(bispectralindex，BIS)分析方法1996年，BIS作为监测药物镇静及催眠作用的技术得到美国FDA批准2003年美国FDA声明：使用BIS指导麻醉，可以降低成人患者在全麻和镇静过程中知晓的发生率到目前为此全球以超过了1100万人应用BIS，其中包括手术室、ICU以及各种需要镇静监护的病人在美国有95%的手术室应用了BIS全世界有160个国家使用BIS全球已装机器>35000台BIS文献资料超过2500篇——95%发表于全球前4位的国际麻醉期刊上

7原理脑电波形显示出脑细胞群自发而有节律的电活动，一般用波幅、频率和相位等特征来描述。全身麻醉时，脑电图频率随麻醉加深或变浅呈顺序变化，与麻醉药浓度呈函数关系，因此能被用来反映麻醉深度。

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9A与BIS值相对应的临床指征.(摘自JohansenJW,SebelPS:Developmentandclinicalapplicationofelectroencephalographicbispectrummonitoring.Anesthesiology93:1336,2000.)B随麻醉加深而变化的脑电图信号(摘自MonitoringLevelofConsciousnessduringAnesthesiaandSedation.Natick,MA,AspectMedicalSystems,2003.)

10研究表明，在丙泊酚、咪哒唑仑、七氟醚、异氟醚麻醉下，BIS值与目前临床上广泛应用的镇静评分及语言指令反应及血药浓度有高度相关性Bispectralindexmonitoringduringsedationwithsevoflurane,midazolamandpropfol.Anesthesiology,2001,95:1151-159

11Cochranerewiew对1990-2007年的文献进行搜索，20个RCT，4056例病人BIS指导麻醉缩短睁眼时间2.43min语言反应时间2.28min拔管时间3.05min定向恢复2.46minPACU停留6.83minBIS指导麻醉可改善麻醉给药，改善术后恢复。但有人质疑早清醒节省的费用，能否抵消仪器使用的费用BispectralindexforimprovinganaestheticdeliveryandpostoperativerecoveryPunjasawadwongY;BoonjeungmonkolN;PhongchiewboonA;CochraneDatabaseSystRev.2007VN4:CD003843

12高危外科人群术中知晓的预防

13背景意外的术中知晓（可发生在未达到或维持全身麻醉时）可累及多达1%有这种并发症的高危病人。采用如下假设进行了验证：对于（术中）知晓的预防，一种结合了脑电图源双频指数（BIS）的方案优于一种结合了潮气末麻醉剂浓度（ETAC）标准监测的方案。方法在3家医学中心进行了这项前瞻性、随机、评估者盲化的临床试验。将6041例（术中）知晓高危病人随机分为两组：一组接受BIS指导下的麻醉（根据0～100分量表，0分表示可检出的脑电活动性受抑制，100分表示清醒状态，如果BIS值<40分或>60分，则发出一种声音警报），另一组接受ETAC指导下的麻醉（如果ETAC<0.7或>1.3最低肺泡有效浓度，则发出声音警报）。除了可听得到的报警以外，方案还包括结构化教育和检查清单。采用了一种单侧（Fisher）精确检验来评估BIS方案的优越性。

14结果在术后接受采访的BIS组2861例病人中共7例（0.24%），相比之下ETAC组2852例病人中共2例（0.07%）出现了明确的术中知晓[0.17个百分点的差异，95%可信区间（CI）为-0.03～0.38，P=0.98]。因此，BIS方案的优越性没有得到证实。共19例（0.66%）明确或可能的术中知晓病例发生在BIS组，相比之下8例（0.28%）发生于ETAC组（0.38个百分点的差异，95%CI为0.03～0.74，P=0.99），BIS方案的优越性再次没有被证实。就给予的麻醉量或主要的术后不良转归率而言，两组之间没有差异结论BIS方案的优越性没有得到确定。与预期相反，ETAC组比BIS组经历（术中）知晓的病人少这个试验适时地提醒我们，BIS和所有监测系统一样，是有缺陷的

15BIS与患者转归SesslerDI;SiglJC;KelleySD;ChamounNG;ManbergPJ;SaagerL;KurzA;GreenwaldS;Anesthesiology.2012V116N6:1195-203麻醉期间“三低”与手术患者转归

16MAP,BIS和MAC数值降低增加患者术后30天死亡率

17患者麻醉手术过程中MAP,BIS,MAC三项数值降低的持续时间与患者术后30天死亡率的相关性作者团队得出以下结论：低呼吸末麻醉气体MAC期间发生低MAP是具有显著统计学意义的死亡独立预测因素：若同时伴有低BIS，死亡率更高

18BIS与POCD术后早期认知功能障碍与麻醉深度相关

19方法湘雅医院麻醉科课题研究组采用全凭静脉麻醉，使用脑电双频指数（BIS）监测麻醉深度方式，对96名面神经手术患者麻醉分级，进行对比分析研究，探寻麻醉深度是否影响患者早期术后认知功能障碍（POCD）的发生。研究者对96手术患者随机分为两组，较浅麻醉组46人，BIS值55～65；较深麻醉组50人，BIS值30～40。然后，课题组对患者在术前及术后5天进行了包括9种项目的神经心理学测试结果麻醉较浅组有11例出现早期术后认知功能障碍，麻醉组较深组仅为4例。结论麻醉深度较深组患者手术后早期认知功能障碍事件的发生明显减少。但其机制以及长时期的POCD的发生机制仍待进一步研究明确

20影响BIS值的因素肌电图（EMG）干扰和神经肌肉阻滞剂（NMB）医疗仪器严重的临床情况异常脑电图（EEG）状态某些麻醉药和辅助用药

21Narcotrend是由德国Hannover医科大学一个研究组开发的新型脑电意识深度监测系统。Narcotrend能将麻醉/镇静下的脑电图进行自动分析并分级，从而显示麻醉/镇静深度。Narcotrend脑电监测

22中华医学会麻醉学分会联合德国汉诺威医疗管理集团于2010年在中国上海瑞金医院、北京协和医院、广东省人民医院成Narcotrend麻醉深度监测技术培训中心

23Narcotrend的来源1924年FirstEEGrecordinginman(HansBerger)1937年Loomis等对人类睡眠期间脑电变化进行系统描述：A-E的5个级别1981年Kugler扩展了Loomis的分级，定义了若干亚级别，并应用到麻醉/镇静下脑电图的分级中。2000年Schultz等开始使用带有亚级别（6个阶段15个亚级）：A、B0-2、C0-2、D0-2、E0-2和F0-1的分级系统对不同吸入和静脉麻醉药下的脑电图进行视觉分析分类，并把这种分级称为Narcotrend分级。

24Narcotrend是最新型的麻醉意识监测系统。普通心电极片，无特殊的电极位置要求，触摸屏，操作简单；数字化采样，数据结果准确可靠。Narcotrend能记录和显示原始脑电图(EEG)信号,以监视大脑的状态。Narcotrend通过多参数统计和微机处理，将脑电信号以6个阶段15个级别作为量化指标，即A、B0-2、C0-2、D0-2、E0-2、F0-1,并同时显示α、β、θ、δ波的功率谱变化情况和趋势。阶段A表示清醒状态；B是浅镇静状态；C是深镇静状态；D是常规普通麻醉状态；E是深度麻醉状态；F是（0级、1级）过度麻醉（爆发抑制），脑电活动逐渐消失。并在此基础上形成从100（清醒）到0（脑电静止）的无量纲NT指数，临床应用更加方便。Narcotrend脑电的特点

25Narcotrend阶段Narcotrend指数A100–95B094–90B189–85B284–80C079–75C174–70C269–65D064–57D156–47D246–37E036–27E126–20E219–13F012–5F14–0

26电极的成本BIS的专用电极…Narcotrend可兼容普通电极片单个成本约300元成本不足十元一千例监测费用约：BIS30万元Narcotrend不足一万元

27电极位置要求BIS不同的角度可能产生不正确的结果Narcotrend使用标准心电电极BIS儿童和婴儿需要特殊电极Narcotrend可在大脑任意位置进行电极摆放

28Narcotrend与BIS的对比Narcotrend对脑电进行结构及功率分析讯号采集全脑各部位原始脑电波性能储存量1200小时外接普通打印机可导出所有数据，包括脑电信号及脑电结构自动计算各年龄组段NT的反应时间约3-5秒可兼容普通电极片可进行左右脑半球对比BIS对脑电进行功率分析讯号采集前额原始脑电波性能储存量400小时热敏打印可导出趋势图可选择儿童，成人及老年年龄组BIS的反应时间为15-20秒使用专业电极片

29Narcotrend比BIS优越★术式使用广泛都适用；神经科、眼科手术、发烧、外伤病人适用受限制；神经科、眼科手术、发烧、外伤病人不适用★优化麻醉和镇静的质量精准的意识深度控制，相关性良好据权威资料统计显示在BIS指数40－60范围内有5％的病人仍存在术中知晓信号采集核心部件大脑皮层，有专门独立的脑电收集放大器EMA无原始脑电波分析功能具有收集原始脑电波并进行各种相关参数的实时分析，包括：脑电功率谱（α、β、γ、δ波），边缘频谱，中间频谱等无；只对固定三个位置的脑电功率的改变进行换算，为经验值意识深度表示方法100－0数值，相应分为A-F六个阶段，更便于查看，绿色D—E为麻醉状态0-100指数40-60为麻醉状态

30结果论证2007年美国麻醉学杂志发布文献，证明NARCOTREND在目前同类产品里面数据更为可靠PanousisP.HellerAR.BurghardtM.BleylJU.KochT.TheeffectsofelectromyographicactivityontheaccuracyoftheNarcotrendmonitorcomparedwiththeBispectralIndexduringcombinedanaesthesia[J]Anaesthesia2007;62:868-874。

31小儿七氟醚麻醉中，Weber[1]等人对Narcotrend指数与七氟醚呼气末浓度和血流动力学参数间的相关性进行了随机对照研究，证实Narcotrend指数和非稳态小儿七氟醚呼气末浓度更相关Schultz[2]等研究证实Narcotrend指数与丙泊酚效应室浓度的相关性最好，单个的相关变异值最小，提示Narcotrend监测仪能够有助于麻醉深度更好调控[1]WeberF，HollnbergerH，GruberM,eta1.ThecorrelationoftheNarcotrendIndexwithendtida1sevofluraneconcentrationsandhemodynamicparametersinchildren．PaediatrAnaesth,2005,15:727-732[2]SchultzA，GrouvenU，BegerFA，eta1．TheNarcotrendIndex：classificationalgorithm，correlationwithpropofoleffectsiteconcentrations，andcomparisonwithspectralparameters．BiomedTech(Ber1)，2004，49：38-42

32熵指数(entropy)熵指数（entropy）有2个参数—反应熵（fast—reactingentropy，RE）和状态熵（stateentropy，SE）反应熵（RE）测定频率0

33听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数(AAI)是利用ARX数学方法从MLAEP中提取出来的一个指数，可作为麻醉深度的量化指标，直观简便地监测麻醉深度6O～100代表正常清醒状态4O～6O代表嗜睡状态3O～4O代表浅麻醉状态低于3O代表临床麻醉状态低于1O为深麻醉状态

34通过耳机给予噪音刺激脑部对噪音的反应，AEPindex监测的是诱发脑电位。诱发电位分析时间仅需2-6秒，在诱导和苏醒期能较快反映麻醉深度改变。当麻醉达到手术要求时，听觉反应消失，无法反应术中麻醉深度的变化。易受其他电器的电波干挠对于听力障碍的病人不适用

35麻醉意识深度指数利用麻醉深度监护仪每秒钟测量2000次大脑的电活动，将数个脑电图信号的子参数结合在自适应的神经模糊推论系统，用0～100之间的数字反映麻醉深度

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38麻醉意识水平监测仪（IoC-View)

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41总结麻醉深度监测是麻醉学领域的难题之一目前国际尚无麻醉深度监测的金标准BIS和NARCOTREND是麻醉深度监测领域的巨大进步，麻醉深度是建立在复杂多样的刺激-反应-药物作用的基础上的，所以麻醉深度监测必须是多指标、多方法的综合监测结果

42谢谢大家