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1、本章重点内容 BIS及听觉诱发电位在临床中的应用第1页/共48页目 录第一节 脑电功率谱分析第二节 脑电双频谱分析原理第三节 听觉诱发电位监测课后思考题第2页/共48页简 介 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意义。1937年，Gibbs夫妇首次将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。第3页/共48页简 介 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。第4
2、页/共48页第一节脑电功率谱分析 正常脑电波幅在0-200V之间，癫痫发作时可高达750V。第5页/共48页脑电功率谱分析 EEG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，脑电频率变慢，如波和波的减少，波和波的增加等，同时波幅增大，最终电活动消失。故可将EEG用于麻醉监测。第6页/共48页脑电功率谱分析 因EEG记录及分析上的困难以及众多的干扰因素，而且原始EEG监测系统庞大、要求屏蔽，原始EEG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EEG在临床麻醉中的应用。脑电功率谱分析技术的出现使EEG应用于监测
3、麻醉深度成为可能。第7页/共48页脑电功率谱基本知识（一）傅里叶变换与频谱分析 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。任何一个周期性函数f(t)，可以看成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。第8页/共48页第9页/共48页脑电功率谱 用头皮电极记录到的EEG本身就是一个由大脑各部分发出的各种频率的脑电的总和，正常EEG有一个频谱，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EEG的频谱就成了临床诊断和研究的重要指标。第10页/共48页脑电功率谱 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率的关系曲线。因此，脑电功率谱分析的关键
4、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变换为脑电功率随频率变化的谱图。第11页/共48页脑电功率谱分析基本原理 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的原始EEG波形数字化，并对患者的脑电活动进行定量分析，求出数字化脑电参数。第12页/共48页脑电功率谱分析流程 、信号采样 、数字化处理 、计算功率谱第13页/共48页脑电功率谱中的相关指标、谱边缘频率、中位频率、总功率、绝对功率、平均频率、不对称性、比率、相干性第14页/共48页脑电功率谱分析的应用 根据麻醉中EEG功率谱功率分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，脑电频率变慢，波幅增大，
5、高频成分的功率减少，低频成分功率增加，麻醉减浅时相反。第15页/共48页脑电功率谱分析的应用 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，SEF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，SEF值较小。第16页/共48页脑电监测仪便携式脑电监测仪第17页/共48页第18页/共48页第19页/共48页第20页/共48页脑电彩色密度谱阵列监护仪彩色密度谱阵列(color density color density spectral arrayspectral array，CDSACDSA)是一种信号
6、时间、频率和功率的三维图像描述方法。第21页/共48页第22页/共48页第二节 脑电双频谱分析一、脑电双频谱分析原理 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分析，对EEG信号的频率、功率、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EEG信号频率间相位藕合的定量测量。第23页/共48页脑电双频谱分析 双频谱的综合特性（频率、功率、相位、谐波）指标可以反映更细微的脑电变化信息。第24页/共48页双频谱指数 为了能够较为方便地应用于临床，引入双频谱指数（bispectral index,BIS)的表达形式。BIS是一个多变量的综合指标，它是对不同的麻醉中一系
7、列EEG的不同特征进行分析所得到的双频谱变量。第25页/共48页脑电双频谱分析的应用 BIS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0，表示脑电等电位；脑电双频谱指数等于100，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深度。第26页/共48页BIS与麻醉深度BIS值麻醉深度100完全清醒95清醒70睡眠4060常用临床麻醉深度0脑电等电位第27页/共48页BISBIS监测镇静水平 BIS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感。BIS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
8、性。换言之，不同组合的麻醉药联合应用时虽得到相似的BIS值，但可能代表着不同的麻醉深度。第28页/共48页BISBIS监测指数 BIS低于60，绝大多数患者处于深度睡眠，地声音刺激完全无反应，不会发生术中知晓。用异氟烷和芬太尼麻醉时，BIS在6040之间的部分患者有模糊记忆形成，如果患者的BIS值始终保持在40以下可能有部分患者麻醉药过量。第29页/共48页BISBIS监测提高麻醉质量 BIS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的趋势信息。BIS监测可用于调整麻醉方案。第30页/共48页BISBIS监测提高麻醉质量 应用催眠剂量的静脉或吸入全麻维持BIS在5060之间，辅助
9、应用中小剂量的阿片药物。在强烈外科刺激时，如果BIS在5060之间，有体动和血流动力学变化，增加镇痛药。如BIS升高、体动和血流动力学变化，增加镇静药用量。若BIS已降低，但仍有体动和血流动力学反应，增加镇痛药用量。第31页/共48页BIS评价 BIS评价麻醉深度和临床价值与麻醉方法密切相关。BIS适合监测静脉和吸入麻醉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。BIS的敏感度与特异度不完全，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。低血压可使BIS下降，而应用麻黄等药物可使BIS升高。第32页/共48页第三节 听觉诱发电位监测 听觉诱发电位（auditor
10、y evoked potentials,AEP）的特性反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，AEP在麻醉镇静深度监测中意义突出。第33页/共48页AEP与BIS相比有两个优点 AEP是中枢神经系统对刺激反应的客观表现，而BIS反应的是静息水平（resting level);AEP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关系。第34页/共48页听觉诱发电位监测仪第35页/共48页诱发电位基本概念 诱发电位（evoked potentials,EP）是指对感觉器施加适宜刺激，在中枢神经系统（包括部分周围神经结构）相应部位（头皮或身体其他部位）安放检测电极检测出
11、的该刺激所激发的电活动。第36页/共48页诱发电位信号处理基本原理 诱发电位波幅很小，约为0.120V，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。第37页/共48页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位波形恢复原貌。第38页/共48页诱发电位波形分析第39页/共48页诱发电位按刺激类型的分类躯体感觉诱发电位（somatosensory evoked potentials，SSEP
12、）：听觉诱发电位（AEP）：视觉诱发电位（visualevoked potenlias,VEP）：第40页/共48页听觉诱发电位监测方法 AEP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，反映了刺激经听觉传导道的各级神经结构依次兴奋过程。第41页/共48页听觉诱发电位指数 1、MTA原理 是经典的移动时间平均模式，在进行256次扫描后取平均数得出，耗时144ms。其经验公式为：第42页/共48页听觉诱发电位指数 2、ARX原理 Jensen最早提出的计算公式如下：第43页/共48页听觉诱发电位的临床应用（一）AEP index监测仪
13、 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模式（ARX）来监测、获取中潜伏期听觉诱发电位（MLAEP)，并能用指数AAI(A-lineTM ARX index）反映其对麻醉深度监测结果。第44页/共48页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醉时，AEP index和BIS与意识丧失及意识恢复相关性均良好，且AEP index在意识转换时数值没有重叠（意识丧失：235；意识恢复：7413)，而BIS有明显重叠（意识丧失：5814；意识恢复：8110)，提示AEP index在监测意识变化时比BIS更可靠。第45页/共48页听觉诱发电位的临床应用 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，麻醉深度必须是多指标、多方法综合监测的结果。第46页/共48页课后思考题1、论述脑电双频谱分析的临床应用2、名词：诱发电位3、AEP与BIS相比的优缺点。4、论述听觉诱发电位的临床应用。第47页/共48页感谢您的观看。第48页/共48页