BIS监测原理简介

1、BIS监测原理、应用和注意事项,上海儿童医学中心,上海市人民政府与HOPE合作项目；心血管、血液肿瘤专业、儿童保健专业是医院的特色专业学科,心脏中心,血液肿瘤大楼,即将建设的 医疗综合大楼,麻醉科手术室,张马忠 M.D., Ph.D.,上海儿童医学中心麻醉科、儿童临床药理研究室主任。中华儿科学会临床药理学组委员，中国药理学会麻醉药理专业委员会委员，中华麻醉学会小儿麻醉学组委员，上海市麻醉学会委员、麻醉药理学组组长，上海口腔麻醉学会委员，亚洲小儿麻醉医师协会会员。Pediatric Anesthesia编委，儿科药学杂志、上海医学杂志编委，中华麻醉学杂志、临床麻醉学杂志国际麻醉与复苏杂志和通讯编

2、委，Acta Anesthesiol Scand杂志和J Clin Anesth 杂志审稿专家。国家自然科学基金、上海市科学基金同行评审专家 ，中国博士后科研基金评审专家 专业：小儿（先心病）麻醉；兴趣：药理学（NONMEM，数理统计，S和R语言，计算机模拟、PBPK/PD） 联系： Email： TelCell phone-引子,了解所用设备、药物的基本作用及加入Treatment后的变化 正确的方法学是研究结论坚不可摧的重要基础 结果依赖于选用的研究方法 综合考虑所有方法学缺点、伴发的生理学反应，然后考虑可能的解决途径（避免为了达到“某

3、些”目的而随意修改研究结果完成“所谓的论文”）,方法学错误 目的：了解顺序麻醉诱导对听觉诱发电位指数的影响 结论：麻醉诱导加用赛机宁， 显著降低 AEPINDEX，加深麻醉，有利于顺序麻醉诱导时气管插管,麻醉深度监测,持续调整麻醉药物获得合适的麻醉深度 心血管参数；运动神经系统（病人体动）；植物神经系统 -考验的是麻醉医生个人的心理承受能力 麻醉深度监测的目的： 最佳麻醉水平；无药物过量或不足；增加病人安全性、降低费用 可用的量化方法？ AEP、BIS、Entropy、Narcotrend,张马忠, 王珊娟, 杭燕南. 中华麻醉学杂志, 2002; 22(3), 136-139 宋蕴安, 张马

4、忠, 王珊娟. 临床麻醉学杂志, 2009; 25(3): 204-207 Grover VK, Bharti N. The Indian Anaesthetists Forum (), Oct. 2008(1),患者一般情况：男，79岁，64kg，胃癌，HBP史，常规服药维持,合并高血压患者麻醉深度的判断标准?,BISpectral Index,BIS：Electroencephal-derived index Bispectral Index 双频谱指数 Bispectral 是一类算法的总称，广泛应用于各领域的波形描记和分析 Aspect公司迄今首次、

5、唯一将双频谱分析技术用于生命监护。用BIS技术对EEG 的波形、波幅、节律等变化进行分析 BIS诞生之前，麻醉中脑功能状态的了解几乎是零,双频谱指数 (BIS),脑电图(EEG),脑电图(EEG): 一种复杂的电生理信号。大脑皮层自发的放电活动，可从暴露的脑组织上引导出来，称为皮层电图；亦可从头皮引导出来，称为脑电图 通过EEG的波形、波幅和节律分析，了解脑活动，诊断脑疾病 正常EEG特征 低幅(20-200mV) 变化的频率(0-50Hz),EEG的四种特征波形,时域频域,Y = A SIN (t + ),振幅,角速度,时间,相位,相位移,频谱分析基础. Angilent Techonolo

6、gies,脑电图的处理(Processed EEG),将EEG拆分成独立的成分波 用功率谱进行分析 三个处理后的参数: 边缘频谱(SEF95 )：95%的总能量在某频率以内 中位频率(Median frequency): Delta波的相对能量(Relative Delta Power),BIS算法描述,Beta波和高频波的活动程度 低频波的同步性 接近抑制 抑制,BIS的计算,计算法则尚未公布 BSR/QUAZI（时域分析） X 相对比率（频域分析，log(P30-47Hz/P11-20Hz)） Y SynchFastSlow（双频谱分析） Z The BIS is a statistica

7、lly based, empirically derived complex parameter. It is a weighted sum of EEG subparameters. Its essence is to take and analyse a complex EEG signal, and process the result into a single number. The developers collected many EEG records from healthy adult volunteers at specific clinically important

8、end points and drug concentrations. They then fitted variables in a multivariate statistical model to produce a BIS number,Rampil IJ. Anesthesiology 1998;98(4), 890-1002 Glass PS, Bloom M, Kearse L, et al. Anesthesiology 1997;86(4), 836-47,商业机密,EEG/BIS的对应关系,Stanski DR and Shafer SL, Millers Anesthes

9、ia, ed. Miller RD (Philadelphia: Elsevier Inc., 2005), p. 1253.,BIS临床意义、与代谢的关系,将原始脑电图信号转化为临床证实可信的数字以表示意识状态水平,BIS与代谢率影响因素的关系 麻醉；自然睡眠；温度；缺血；神经系统疾病 代谢状态 葡萄糖 甲状腺功能,%BMR 100 64 54 38,BIS 95 66 62 34,Alkire M. Anesthesiology, 1998; 89: 323-33.,BIS 与麻醉深度,大脑 vs. 脊髓的反应,BIS监测的是脑功能,BIS不能监测运动系统,BIS与BP/HR变化并非总是一

10、致,血液动力学和意识,Flaishon R et al. Anesthesiology 1997; 86(3):613-619.,镇痛剂对BIS的影响,BIS、阿片类效应位浓度和心率用于预测切皮体动良好 调整麻醉药物降低BIS值时，手术刺激后患者体动减少 但BIS的作用受麻醉技术的影响,Sebel PS, et al, Lang E, Rampil IJ. Anesth Analg, 1997; 84: 891-999,Hypnotic Lightening without,BIS的优势,个体化 对意识状态即药物作用效果的直接测量 不受麻醉方式限制,科克林协作网（The Cochrane Co

11、llaboration）发布有关BIS的循证医学证据,“麻醉时控制BIS在推荐的范围内(40-60) ，可改善麻醉用药和术后恢复。另外，BIS指导的麻醉明显降低高风险手术病人术中知晓的发生。”,/reviews/en/ab003843.html,BIS的益处: 降低知晓,大样本应用肌松药全麻研究报告指出，BIS 监测下术中知晓显著降低 Ekman A, et al. Acta Anaesthesiol Scand, 2004; 48(1): 20-26,肌松全麻研究： BIS监测是降低高危患者术中知晓率的保证 Myles PS, et. al. Th

12、e Lancet, 2004; 363: 1757-1763,ASA实践建议白皮书,对于术中知晓和脑功能监测的临床操作建议 麻醉医生实施全麻时应评估病人的术中知晓风险，高风险病例应被告知发生术中知晓的可能性 应对全麻病人作出个体化分析，以决定是否使用脑功能监测预防或减少术中知晓的风险,Adopted by ASA House of Delegates, October 2005 ,术中知晓预防承诺,“如果患者的确在麻醉医生正确使用Aspect的BIS技术时经历了麻醉知晓，且电子记录显示发生麻醉知晓时BIS值的确低于60, Aspect Medical Sy

13、stem将根据Aspect与院方或买方签订的条款给予相关医生、麻醉执业护士(CRNA) 或医院相应赔偿. “ -Aspect Medical System,中华医学会麻醉学分会2008,如果病人有发生知晓的危险因素： 应告之病人术中有发生知晓的可能性 提倡用脑功能监测设备监测麻醉（镇静）深度，如脑电双频谱（BIS）监测仪，以确保麻醉中BIS 值60 -摘录,中国的BIS使用现状,多数用于临床科研作为识别镇静深度的指标 术中知晓的预防 麻醉医生对术后的关注 BIS推广模式 传感器收费地区： 装机 -BIS的临床理论培训 -术中演示，合理解释BIS的术中变化 无传感器收费地区：做收费装机 建立镇静

14、深度监测培训中心（基地）,BIS用于评估药物相互作用,BIS 直接测量协同用药作用于不同个体的效果,药物效应,李波, 周仁龙, 张马忠等. 临床麻醉学杂志, 2010; 26(12):1023-1025 张凌, 张马忠,宋蕴安等. 中华麻醉学杂志, 2009; 29(5): 389-393,BIS, AEPindex,熵, 血压,插管反应,疼 痛指标,喉镜置入,意识消失,电刺激等,BIS辅助临床麻醉管理策略,BIS用于小儿麻醉,小儿麻醉现状 麻醉相关死亡率明显降低，但高于成人，年龄越小，麻醉相关死亡率越高 全美80家医院，麻醉相关心搏骤停1.4/10000。26%抢救无效。主要原因37%与麻醉

15、药有关，32%是心血管原因，20%与呼吸道并发症有关。小儿心脏手术心搏骤停发生率4.35/100，死亡率达3.89/100 群体调查研究发现，864名年龄5-12岁得儿童出现术中知晓的比例可能比成人高8倍（0.8%），BIS可以有效地避免术中知晓的发生 麻醉过深或过浅的危害 麻醉过浅：可能出现术中苏醒。美国每年20,000-40,000例患者发生全麻术中知晓。这种经历将会给患者和麻醉师都带来伤害 麻醉过深：无法预测苏醒时间，药物支出、恶心呕吐和恢复时间 小儿麻醉：神经系统？降低空间利用率，增加人员成本,Davidson A et al. Anesth Analg, 2005;100:653-6

16、1,BIS VISTA监护系统,专为儿童设计，卡通图案，人性化设计,BIS用于小儿麻醉,儿童BIS与临床指标相关性类似成人：麻醉深度增加，BIS降低；婴儿和儿童BIS与七氟醚浓度相关 0.9%0.7%0.5% BIS,Denman WT, Swanson EL, Rosow D, et al. Anesth Analg, 2000; 90(4): 872-877 Davidson AJ, McCann ME, Devavaram P, et al. Anesth Analg, 2001; 93(2): 326-330,正常和脑瘫患儿BIS的比较,Choudhry DK, Brenn BR. A

17、nesth Analg, 2002, 95(6): 1582-1585,0-6m龄 疝气手术，全麻+区域阻滞。麻醉用药量减少，但恢复时间不变 6m-3岁疝气手术，全麻+区域阻滞。麻醉用药量和恢复时间均无改变。 较大儿童手术，麻醉药用量减少，恢复更快,Bannister CF, Brosius KK, Sigl JC, et al. Anesth Analg, 2001; 92(4): 877-881 Kwaraguchi Y, Fukumistu K, Kinouchi K, et al. Masui, 2003; 99: 389-393,拔管(喉罩) 、PACU停留及其他,根据BIS调节七氟

18、醚用药，术后拔管迅速，PACU停留时间缩短 120 例年龄18岁，BIS指导下清醒（BIS79）或深麻醉下（BIS60）拔除喉罩；平均SpO2分别是93、98%；气道并发症21(35%)、4 (6.6%) BIS可辅助监测，儿科病人可在BIS接近60时尝试拔除LMA 体外循环 体外循环复温期间BIS增加；急性低血压引起BIS下降 心脏手术的婴儿BIS与血流动力学、代谢和麻醉深度相关的激素水平之间缺乏相关性 肌松药：美维松？,Sinha A, Sood J. Pediatr Anaesth, 2006; 16(11): 1144-1147 Messieha ZS, Ananda RC, Hoff

19、man WE, et al. Pediatr Dent, 2005; 27(6): 500-504 Weber F, Kriek N, Bluss van Oud-Alblas HJ. Paediatr Anaesth, 2010; 20(8) :697-703,BIS用于小儿镇静,非机械通气患儿 BIS监测仪是测量小儿镇静深度的有效工具 用于监测6个月以下小儿有效 但评估口服水合氯醛、静脉肌注氯胺酮、杜冷丁等的效果较差,McDermott NB, VanSickle T, Motas D, et al. Anesth Analg, 2003: 97: 39-43 Morley AP, Chu

20、ng DC, Wong AS, et al. Anaesthesia, 2000; 55: 864-869 Haberland CM, Baker S, Liu H. Anesth Prog, 2011; 58(2): 66-72,机械通气患儿 1个月20岁（样本428，病例数24） BIS可有效长期应用于镇静评估 临床能有效区分镇静是否充分，但预测过度镇静不太灵敏 血流动力学和镇静、BIS的一致性？ 肌肉运动的干扰？,年龄相关性差异，原因何在？ 儿科病人与成人不同？ 研究混杂因素干扰？ 区域阻滞的影响 硬膜外麻醉和腰麻对镇静评分和BIS的影响 术前药的影响 脑发育成熟和突触形成 从出生到5岁

21、（一个连续的过程） EEG从出生到青春期一直在变化 需要进一步研究证实BIS在不同年龄组的特点 BIS计算法则基于成人建立，可能不适用于儿童，尤其是6m者,Pollock JE, Neal JM, Liu SS, et al. Anesthesiology, 2000: 93728-734 Morley AP, Chung DC, Wong AS, et al. Anaesthesia, 2000; 55: 864-869,BIS在儿童临床应用的文献总结,系列临床应用和有效研究表明，BIS能够准确监护接受全身麻醉和镇静的儿童患者的意识清醒水平，提供有效的儿童临床信息 吸入麻醉药浓度一与BIS相

22、关性良好，但等效剂量的不同麻醉药BIS值可能不同 2岁以上小儿，根据BIS调整麻醉药的使用，可降低麻醉药用量，并有利于手术后快速恢复 婴儿，尤其是6个月的小婴儿，尚有待进一步研究证实，或有待？,Denman WT et al. Anesth 86: S7,BIS临床应用注意事项,BIS 监护仪显示的信息,熟悉仪器的rolling window时间 设定仪器的rolling window时间 药物对药效学的影响及其合理解释,Kazama T, Ikeda K, Morita K. Anesthesiology, 1997, 87: 213-227 Niu J, Wang SJ, Zhang MZ, et al. In J Pharmacol, 2012; 44(1):41-45,Rolling window设置,滞 后 Delay may be reflect the combination of the averaging algorithm to calculate BIS (smoothing rate) and the delay in adaptation of one of the artifact in rejection prepr