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1、脑电监测仪器脑电监测仪器现在学习的是第1页，共48页本章重点内容本章重点内容 BISBIS及听觉诱发电位在临及听觉诱发电位在临床中的应用床中的应用现在学习的是第2页，共48页目目 录录第一节第一节 脑电功率谱分析脑电功率谱分析第二节第二节 脑电双频谱分析原理脑电双频谱分析原理第三节第三节 听觉诱发电位监测听觉诱发电位监测课后思考题课后思考题现在学习的是第3页，共48页简简 介介麻醉深度的监测对预防麻醉药麻醉深度的监测对预防麻醉药物用量不足或过量，预防潜在的血流物用量不足或过量，预防潜在的血流动力学改变、体位反应、术中知晓、动力学改变、体位反应、术中知晓、术后回忆和减少住院费用等均有重要术后回忆
2、和减少住院费用等均有重要意义。意义。1937年，年，Gibbs夫妇首次将夫妇首次将脑电用于麻醉过程监护，标志着脑电脑电用于麻醉过程监护，标志着脑电在麻醉领域应用的开始。在麻醉领域应用的开始。现在学习的是第4页，共48页简简 介介近年来在脑电监测和分析应用近年来在脑电监测和分析应用方面，产生了许多脑电波形自动化处方面，产生了许多脑电波形自动化处理技术。尤其是功率谱分析、双频谱理技术。尤其是功率谱分析、双频谱分析和听觉诱发电位技术在脑电分析分析和听觉诱发电位技术在脑电分析中的应用，使人们能快速而准确地对中的应用，使人们能快速而准确地对脑电的瞬时变化进行定量分析。脑电的瞬时变化进行定量分析。现在学习
3、的是第5页，共48页第一节脑电功率谱分析第一节脑电功率谱分析 正常脑电波幅在正常脑电波幅在0-2000-200V V之间，之间，癫痫发作时可高达癫痫发作时可高达750750V V。现在学习的是第6页，共48页脑电功率谱分析脑电功率谱分析 EEG EEG是脑皮质神经细胞电活动的是脑皮质神经细胞电活动的总体反映，这种电活动与睡眠或麻醉总体反映，这种电活动与睡眠或麻醉深度直接相关，即睡眠或麻醉时脑电深度直接相关，即睡眠或麻醉时脑电活动同步变化。随着全麻程度的变化，活动同步变化。随着全麻程度的变化，脑电频率变慢，如脑电频率变慢，如波和波和波的减少，波的减少，波和波和波的增加等，同时波幅增大，波的增加等
4、，同时波幅增大，最终电活动消失。故可将最终电活动消失。故可将EEGEEG用于麻用于麻醉监测。醉监测。现在学习的是第7页，共48页脑电功率谱分析脑电功率谱分析因因EEG记录及分析上的困难以记录及分析上的困难以及众多的干扰因素，而且原始及众多的干扰因素，而且原始EEG监测系统庞大、要求屏蔽，原始监测系统庞大、要求屏蔽，原始EEG用于术中患者监测的价值及实用于术中患者监测的价值及实用性一直存在着争议，限制了用性一直存在着争议，限制了EEG在临床麻醉中的应用。脑电功率谱分在临床麻醉中的应用。脑电功率谱分析技术的出现使析技术的出现使EEG应用于监测麻应用于监测麻醉深度成为可能。醉深度成为可能。现在学习的
5、是第8页，共48页脑电功率谱基本知识脑电功率谱基本知识（一）傅里叶变换与频谱分析（一）傅里叶变换与频谱分析频谱分析是分析复杂波形常用频谱分析是分析复杂波形常用的方法，它的理论根据是傅里叶变换。的方法，它的理论根据是傅里叶变换。任何一个周期性函数任何一个周期性函数f(t)，可以看成，可以看成是很多正弦函数和余弦函数之和，即是很多正弦函数和余弦函数之和，即可以用傅里叶级数来表示。可以用傅里叶级数来表示。现在学习的是第9页，共48页现在学习的是第10页，共48页脑电功率谱脑电功率谱用头皮电极记录到的用头皮电极记录到的EEG本身本身就是一个由大脑各部分发出的各种频就是一个由大脑各部分发出的各种频率的脑
6、电的总和，正常率的脑电的总和，正常EEG有一个有一个频谱，当大脑的某一部分发生病变时，频谱，当大脑的某一部分发生病变时，它的频谱就会发生改变，因此它的频谱就会发生改变，因此EEG的频谱就成了临床诊断和研究的重要的频谱就成了临床诊断和研究的重要指标。指标。现在学习的是第11页，共48页脑电功率谱脑电功率谱频谱是信号电压振幅与频率的频谱是信号电压振幅与频率的关系曲线，功率谱则是信号功率与频关系曲线，功率谱则是信号功率与频率的关系曲线。因此，脑电功率谱分率的关系曲线。因此，脑电功率谱分析的关键在于把时域信号转化成频域析的关键在于把时域信号转化成频域信息，即把幅度随时间变化的脑电波信息，即把幅度随时间
7、变化的脑电波变换为脑电功率随频率变化的谱图。变换为脑电功率随频率变化的谱图。现在学习的是第12页，共48页脑电功率谱分析基本原理脑电功率谱分析基本原理脑电功率谱分析采用傅里叶分脑电功率谱分析采用傅里叶分析这一数学技术把一定时相内不规则析这一数学技术把一定时相内不规则的原始的原始EEG波形数字化，并对患者波形数字化，并对患者的脑电活动进行定量分析，求出数字的脑电活动进行定量分析，求出数字化脑电参数。化脑电参数。现在学习的是第13页，共48页脑电功率谱分析流程脑电功率谱分析流程、信号采样、信号采样、数字化处理、数字化处理、计算功率谱、计算功率谱现在学习的是第14页，共48页脑电功率谱中的相关指标脑
8、电功率谱中的相关指标、谱边缘频率、谱边缘频率、中位频率、中位频率、总功率、总功率、绝对功率、绝对功率、平均频率、平均频率、不对称性、不对称性、比率比率、相干性、相干性现在学习的是第15页，共48页脑电功率谱分析的应用脑电功率谱分析的应用根据麻醉中根据麻醉中EEG功率谱功率分功率谱功率分布在不同频率的转移即可判断麻醉深布在不同频率的转移即可判断麻醉深度的变化。麻醉加深时，脑电频率变度的变化。麻醉加深时，脑电频率变慢，波幅增大，高频成分的功率减少，慢，波幅增大，高频成分的功率减少，低频成分功率增加，麻醉减浅时相反。低频成分功率增加，麻醉减浅时相反。现在学习的是第16页，共48页脑电功率谱分析的应用
9、脑电功率谱分析的应用全麻时，随着麻醉加深和变浅，全麻时，随着麻醉加深和变浅，脑电频率呈现顺序变化，与麻醉药物脑电频率呈现顺序变化，与麻醉药物浓度呈函数关系。当清醒或浅麻醉等浓度呈函数关系。当清醒或浅麻醉等大脑皮质功能活跃时，快波成分较多，大脑皮质功能活跃时，快波成分较多，SEF值较大，反之深度麻醉或深度睡值较大，反之深度麻醉或深度睡眠等大脑抑制较强时，慢波成分较多，眠等大脑抑制较强时，慢波成分较多，SEF值较小。值较小。现在学习的是第17页，共48页脑电监测仪脑电监测仪便便携携式式脑脑电电监监测测仪仪现在学习的是第18页，共48页现在学习的是第19页，共48页现在学习的是第20页，共48页现在
10、学习的是第21页，共48页脑电彩色密度谱阵列监护仪脑电彩色密度谱阵列监护仪彩色密度谱阵列彩色密度谱阵列(color density color density spectral arrayspectral array，CDSACDSA)是一种信号是一种信号时间、频率和功时间、频率和功率的三维图像描率的三维图像描述方法。述方法。现在学习的是第22页，共48页现在学习的是第23页，共48页第二节第二节 脑电双频谱分析脑电双频谱分析一、脑电双频谱分析原理一、脑电双频谱分析原理脑电双频谱分析是在功率谱分脑电双频谱分析是在功率谱分析基础上，通过对脑电相干函数谱的析基础上，通过对脑电相干函数谱的分析，对分
11、析，对EEG信号的频率、功率、信号的频率、功率、相位和谐波进行综合处理，通过分析相位和谐波进行综合处理，通过分析各频率中高阶谐波的相互关系，进行各频率中高阶谐波的相互关系，进行EEG信号频率间相位藕合的定量测信号频率间相位藕合的定量测量。量。现在学习的是第24页，共48页脑电双频谱分析脑电双频谱分析双频谱的综合特性（频率、功双频谱的综合特性（频率、功率、相位、谐波）指标可以反映更细率、相位、谐波）指标可以反映更细微的脑电变化信息。微的脑电变化信息。现在学习的是第25页，共48页双频谱指数双频谱指数为了能够较为方便地应用于临为了能够较为方便地应用于临床，引入双频谱指数（床，引入双频谱指数（bis
12、pectral index,BIS)的表达形式。的表达形式。BIS是一个是一个多变量的综合指标，它是对不同的麻多变量的综合指标，它是对不同的麻醉中一系列醉中一系列EEG的不同特征进行分的不同特征进行分析所得到的双频谱变量。析所得到的双频谱变量。现在学习的是第26页，共48页脑电双频谱分析的应用脑电双频谱分析的应用BIS是现有监测中灵敏度和特异是现有监测中灵敏度和特异度较佳的参数。脑电双频谱指数由小度较佳的参数。脑电双频谱指数由小到大，表达相应的镇静水平和清醒程到大，表达相应的镇静水平和清醒程度。脑电双频谱指数等于度。脑电双频谱指数等于0 0，表示脑，表示脑电等电位；脑电双频谱指数等于电等电位；
13、脑电双频谱指数等于100，表示完全清醒状态。可以根据脑电，表示完全清醒状态。可以根据脑电双频谱指数的大小及其变化监测麻醉双频谱指数的大小及其变化监测麻醉深度。深度。现在学习的是第27页，共48页BIS与麻醉深度与麻醉深度BISBIS值值麻醉深度麻醉深度100100完全清醒完全清醒9595清醒清醒7070睡眠睡眠40406060常用临床麻醉深度常用临床麻醉深度0 0脑电等电位脑电等电位现在学习的是第28页，共48页BISBIS监测镇静水平监测镇静水平BIS能很好地监测麻醉深度中的能很好地监测麻醉深度中的镇静水平，但对镇痛水平的监测不敏镇静水平，但对镇痛水平的监测不敏感。感。BIS的麻醉阈值受多种
14、麻醉药联的麻醉阈值受多种麻醉药联合应用的影响是其最显著的局限性。合应用的影响是其最显著的局限性。换言之，不同组合的麻醉药联合应用换言之，不同组合的麻醉药联合应用时虽得到相似的时虽得到相似的BIS值，但可能代表值，但可能代表着不同的麻醉深度。着不同的麻醉深度。现在学习的是第29页，共48页BISBIS监测指数监测指数BIS低于低于60，绝大多数患者处于，绝大多数患者处于深度睡眠，地声音刺激完全无反应，深度睡眠，地声音刺激完全无反应，不会发生术中知晓。用异氟烷和芬太不会发生术中知晓。用异氟烷和芬太尼麻醉时，尼麻醉时，BIS在在6040之间的部分之间的部分患者有模糊记忆形成，如果患者的患者有模糊记忆
15、形成，如果患者的BIS值始终保持在值始终保持在40以下可能有部分以下可能有部分患者麻醉药过量。患者麻醉药过量。现在学习的是第30页，共48页BISBIS监测提高麻醉质量监测提高麻醉质量BIS监测在总体上可以提高麻醉监测在总体上可以提高麻醉质量，可为个体患者的麻醉提供有用质量，可为个体患者的麻醉提供有用的趋势信息。的趋势信息。BIS监测可用于调整麻监测可用于调整麻醉方案。醉方案。现在学习的是第31页，共48页BISBIS监测提高麻醉质量监测提高麻醉质量 应用催眠剂量的静脉或吸入全麻维持应用催眠剂量的静脉或吸入全麻维持BISBIS在在50506060之间，辅助应用中小剂量的阿片药之间，辅助应用中小
16、剂量的阿片药物。在强烈外科刺激时，如果物。在强烈外科刺激时，如果BISBIS在在50506060之之间，有体动和血流动力学变化，增加镇痛药。间，有体动和血流动力学变化，增加镇痛药。如如BISBIS升高、体动和血流动力学变化，增加升高、体动和血流动力学变化，增加镇静药用量。若镇静药用量。若BISBIS已降低，但仍有体动和血已降低，但仍有体动和血流动力学反应，增加镇痛药用量。流动力学反应，增加镇痛药用量。现在学习的是第32页，共48页BIS评价评价 BISBIS评价麻醉深度和临床价值与麻醉方评价麻醉深度和临床价值与麻醉方法密切相关。法密切相关。BISBIS适合监测静脉和吸入麻醉适合监测静脉和吸入麻
17、醉药与中小剂量阿片药合用的麻醉，而不能监药与中小剂量阿片药合用的麻醉，而不能监测氧化亚氮和氯胺酮麻醉。测氧化亚氮和氯胺酮麻醉。BISBIS的敏感度与特的敏感度与特异度不完全，应结合其他监测方法。此外应异度不完全，应结合其他监测方法。此外应注意电极的位置、术中电刀等的干扰。低血注意电极的位置、术中电刀等的干扰。低血压可使压可使BISBIS下降，而应用麻黄等药物可使下降，而应用麻黄等药物可使BISBIS升高。升高。现在学习的是第33页，共48页第三节第三节 听觉诱发电位监测听觉诱发电位监测听觉诱发电位（听觉诱发电位（auditory evoked potentials,AEP）的特性反）的特性反映
18、了大脑对刺激反应的客观表现。在映了大脑对刺激反应的客观表现。在麻醉时听觉最后丧失且最早恢复，麻醉时听觉最后丧失且最早恢复，AEP在麻醉镇静深度监测中意义在麻醉镇静深度监测中意义突出。突出。现在学习的是第34页，共48页AEP与与BIS相比有两个优点相比有两个优点 AEP AEP是中枢神经系统对刺激是中枢神经系统对刺激反应的客观表现，而反应的客观表现，而BISBIS反应的是静反应的是静息水平（息水平（resting level);resting level);AEP AEP有明确的解剖生理学意有明确的解剖生理学意义，每个波峰与一个解剖结构有密切义，每个波峰与一个解剖结构有密切关系。关系。现在学习
19、的是第35页，共48页听觉诱发电位监测仪听觉诱发电位监测仪现在学习的是第36页，共48页诱发电位基本概念诱发电位基本概念诱发电位（诱发电位（evoked potentials,EP）是指对感觉器施加适宜刺激，）是指对感觉器施加适宜刺激，在中枢神经系统（包括部分周围神经在中枢神经系统（包括部分周围神经结构）相应部位（头皮或身体其他部结构）相应部位（头皮或身体其他部位）安放检测电极检测出的该刺激所位）安放检测电极检测出的该刺激所激发的电活动。激发的电活动。现在学习的是第37页，共48页诱发电位信号处理基本原理诱发电位信号处理基本原理 诱发电位波幅很小，约为诱发电位波幅很小，约为0.10.12020
20、V，与自发脑电、各种伪迹和干，与自发脑电、各种伪迹和干扰波难以分辨。为把诱发电位信号从扰波难以分辨。为把诱发电位信号从噪声中分离出来，现今最为广泛应用噪声中分离出来，现今最为广泛应用的方法是叠加技术和平均技术。的方法是叠加技术和平均技术。现在学习的是第38页，共48页诱发电位信号处理基本原理诱发电位信号处理基本原理由于诱发电位的波形及振幅较由于诱发电位的波形及振幅较为固定，而背景电活动无极性亦不规为固定，而背景电活动无极性亦不规律，随着叠加次数的增加，诱发电位律，随着叠加次数的增加，诱发电位波形愈加明显，而噪音正负极性互相波形愈加明显，而噪音正负极性互相抵消，然后，再用平均技术使诱发电抵消，然
21、后，再用平均技术使诱发电位波形恢复原貌。位波形恢复原貌。现在学习的是第39页，共48页诱发电位波形分析诱发电位波形分析现在学习的是第40页，共48页诱发电位按刺激类型的分类诱发电位按刺激类型的分类躯体感觉诱发电位（躯体感觉诱发电位（somatosensory somatosensory evoked potentialsevoked potentials，SSEPSSEP）：）：听觉诱发电位（听觉诱发电位（AEPAEP）：）：视觉诱发电位（视觉诱发电位（visualevoked visualevoked potenlias,VEPpotenlias,VEP）：）：现在学习的是第41页，共48页
22、听觉诱发电位监测方法听觉诱发电位监测方法AEP是通过声响刺激，一用头是通过声响刺激，一用头皮电极记录到的由听觉通路所产生的皮电极记录到的由听觉通路所产生的诱发电位活动，由一系列不同潜伏期诱发电位活动，由一系列不同潜伏期的脑电活动波形构成，反映了刺激经的脑电活动波形构成，反映了刺激经听觉传导道的各级神经结构依次兴奋听觉传导道的各级神经结构依次兴奋过程。过程。现在学习的是第42页，共48页听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数1 1、MTA原理原理是经典的移是经典的移动时间平均模式，在进行动时间平均模式，在进行256次扫描次扫描后取平均数得出，耗时后取平均数得出，耗时144ms。其。其经验公式为：经验公
23、式为：现在学习的是第43页，共48页听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数2 2、ARX原理原理Jensen最最早提出的计算公式如下：早提出的计算公式如下：现在学习的是第44页，共48页听觉诱发电位的临床应用听觉诱发电位的临床应用（一）（一）AEP index监测仪监测仪麻醉镇静深度监护仪麻醉镇静深度监护仪A-lineTM采用无创手段利用外因输入自动回归采用无创手段利用外因输入自动回归模式（模式（ARX）来监测、获取中潜伏）来监测、获取中潜伏期听觉诱发电位（期听觉诱发电位（MLAEP)，并能用，并能用指数指数AAI(A-lineTM ARX index）反）反映其对麻醉深度监测结果。映其对麻醉深度监
24、测结果。现在学习的是第45页，共48页听觉诱发电位的临床应用听觉诱发电位的临床应用 研究发现在心脏手术中使用丙泊酚麻研究发现在心脏手术中使用丙泊酚麻醉时，醉时，AEP indexAEP index和和BISBIS与意识丧失及意识恢与意识丧失及意识恢复相关性均良好，且复相关性均良好，且AEP indexAEP index在意识转换在意识转换时数值没有重叠（意识丧失：时数值没有重叠（意识丧失：235235；意识恢；意识恢复：复：7413)7413)，而，而BISBIS有明显重叠（意识丧失：有明显重叠（意识丧失：58145814；意识恢复：；意识恢复：8110)8110)，提示，提示AEP AEP
25、indexindex在监测意识变化时比在监测意识变化时比BISBIS更可靠。更可靠。现在学习的是第46页，共48页听觉诱发电位的临床应用听觉诱发电位的临床应用脑电功率谱分析、双频谱分析脑电功率谱分析、双频谱分析技术和听觉诱发电位监测技术能直观技术和听觉诱发电位监测技术能直观地显示脑电和听觉诱发电位的变化，地显示脑电和听觉诱发电位的变化，并有相当的可靠性。但麻醉深度是对并有相当的可靠性。但麻醉深度是对镇静水平、镇痛水平、刺激反应程度镇静水平、镇痛水平、刺激反应程度等指标的综合反应，麻醉深度必须是等指标的综合反应，麻醉深度必须是多指标、多方法综合监测的结果。多指标、多方法综合监测的结果。现在学习的是第47页，共48页课后思考题课后思考题1 1、论述脑电双频谱分析的临床应用、论述脑电双频谱分析的临床应用2 2、名词：诱发电位、名词：诱发电位3 3、AEP与与BIS相比的优缺点。相比的优缺点。4 4、论述听觉诱发电位的临床应用。、论述听觉诱发电位的临床应用。现在学习的是第48页，共48页