The Bispectral Index (BIS) has gained increasing popularity in daily anesthesia practice.However, numerous reports have been appearing in the literature of paradoxical BIS changes and inaccurate readings on different clinical conditions. The purpose of this review is to assess the utility of BIS monitoring through examining the various published reports about head injuries, cardiopulmonary bypass, hypovolemic cardiac arrest, hypoglycemia.
Key words: Bispectral Index;head injuries; Cardiopulmonary Bypass; Hypovolemic Cardiac Arrest; Hypoglycemia 
         Corresponding auther: Bing-yu Qin; E-mail: nicolasby@126.com 
         脑电双频指数（BIS）是在脑电功率谱分析的基础上，通过监测脑电图的线性（频率和功率）部分和非线性部分（位相和谐波）得出的参数。BIS包括了频率、振幅、相位三种特性的脑电图定量分析指标，其监测的优点是保持并量化了原始脑电的非线性关系，因而能更好地保留原始脑电的功能信息，观测简单，使用方便。BIS是一个无量纲的简单变量，范围从0～100，100和0分别代表完全清醒状态和完全无脑电活动的状态，一般认为BIS值在65～85时，患者处于睡眠状态；在40～65时，处于全麻状态；40以下时，大脑皮层处于暴发性抑制状态。BIS是预测静脉和吸入全麻意识水平的有效方法，近年也有不少的学者将BIS应用于临床特殊的情况监测患者的意识水平，以期为BIS的应用开拓更为广阔的前景。 
        一、BIS在颅脑损伤与脑缺血患者中的应用 
       BIS的变化与患者的大脑皮层细胞的氧耗程度的变化具有一定的关系,因此，通过监测BIS来反映大脑皮层功能进而评价颅脑损伤患者的预后是可行的。Paul等[1]研究了轻度至中度颅脑损伤患者BIS和哥拉斯哥昏迷量表(GCS，Glasgow Coma Score)评分的相关性，29例轻度（GCS13～15）和中度（GCS9～12）颅脑损伤的患者行颅脑手术，BIS和GCS成直线相关关系 (r = 0.67; P< 0.001)。BIS随GCS评分增加而升高，轻度和中度颅脑损伤患者BIS有显著性差异。脑缺血能够影响到BIS值，有研究报道当夹闭颈动脉后，BIS值由40～60下降到10，脑灌注恢复正常后BIS升至正常范围。但BIS并不能预测严重的脑缺血及脑出血[2,3]。 Villacorta等[4]报道了一例46岁的女性患者在体外循环下行二尖瓣和主动脉瓣置换术，术中开放主动脉后监测不到BIS值，术后脑CT证实为空气栓塞至严重的脑缺血所致，故而认为术中出现不明原因的BIS下降可能提示脑缺血。 
         二、BIS在体外循环期间的应用
体外循环心脏手术中，麻醉深度监测有其特殊性，低温本身能抑制脑电活动，减慢外周感觉神经的传导，降低大脑对外界反映的敏感性。另外大剂量的麻醉剂、镇痛剂的使用，二者必然会发生协同作用。CPB下脑组织由搏动性血流转为非搏动性血流灌注，干扰了脑血管自身调节功能。致使微循环停滞、动静脉短路、乏氧代谢和酸中毒。由于分流增加，导致脑耗氧量明显减少，从而抑制脑电活动。        在CPB各转换点观察脑电监测，每当开始转流、心脏停搏、心脏复跳、体外停机即刻出现BIS 明显改变。因此提示非搏动性血流灌注对脑电活动和意识有明显的抑制作用。另外，灌注压力也可影响到脑电监测，脑血流量与体循环量及压力相关。在灌注流量恒定下，转流时由于血液稀释，外周血管阻力下降，MAP降低而影响脑组织灌注。人工肺氧合高PaO2低PaCO2亦可导致脑血流减少，从而抑制了脑电活动。深低温停止体外循环下心内直视手术期间，BIS随体温的下降而降低，在体温降至26℃前BIS下降缓慢，26℃以后BIS随温度下降迅速降低，当体温降至17℃时BIS值为0,随着复温开始BIS开始上升，BIS恢复的速度与深体温停循环的时间相关[5]。异氟烷麻醉下低温体外循环期间，体温每下降1度，BIS下降1.12单位[6]。随着体温下降和吸入麻醉剂用量直线减少，当体温降到20℃时可起到一定的麻醉作用。原因为低温状态下吸入麻醉药的脂溶性增加，导致药物浓度增加，BIS值也因此下降。Chiu等[7]研究异丙酚靶控输注时体外循环期BIS的变化，低温体外循环期间，靶控输注1.5～2.5 µg/ml的丙泊酚，BIS下降50％左右。维持BIS在40～50之间所需丙泊酚用量由6.0 mg•kg－1•h－1降至2.9 mg•kg－1•h－1。体外循环期间不同的降温程度对BIS也有影响，Honan等[8]比较低温体外循环下冠脉搭桥手术时浅低温（32～34℃）和中度低温（28～30℃）对BIS的影响，中低温时BIS值明显低于浅低温时,提示随着温度的下降麻醉深度进一步加深。 
          非低温体外循环期间，丙泊酚以4mg•kg－1•h－1速度静脉输注时BIS变化不明显，而以6mg•kg－1•h－1输注时BIS值下降。在体外循环前后丙泊酚的血药浓度变化不明显，但血浆未结合部分丙泊酚的血药浓度增加20％。BIS值与血浆未结合部分丙泊酚血药浓度成正相关[9]。Schmidlin 等[10]比较了丙泊酚－阿芬太尼静脉麻醉下低温CPB与非低温CPB对BIS的影响，结果在CBP期间低温时BIS值平均为41,而非低温时平均为49，两者比较有统计学差异。低温（25～27℃）可使肝微粒体酶活性降低，同时丙泊酚生物转化减少，从而使丙泊酚血药浓度增加，BIS值下降。在CPB转换过程中及低温停循环期间，尚不能完全以BIS作为麻醉镇静和深度的判断。而应综合分析体外灌注方式、血液稀释、血流量、灌注压、温度、低温停循环、血气等对BIS造成的影响。但BIS在体外循环期间的应用可减少全麻醉药用量，并可减少不良事件的发生[11]。 
       三、BIS在低血糖患者中的应用 
       血糖降至72mg/dL时脑电图上δ和θ波轻度增加，当血糖降至54mg/dL则频繁增加。而血糖降至32mg/dL时，δ和θ波增加的同时，α波大幅减少，此时的脑电图形与全麻时非常相似。当患者低血糖昏迷时（血糖分别为35mg/dL）时BIS降至45，随着患者血糖升高并清醒后BIS升至 80[12]。Vivien等[13]报道一例84岁腹主动脉瘤术后并发多器官功能衰竭的患者，在重症监护病房采用咪达唑仑（6mg/h）和舒芬太尼(15µg/h)镇静，BIS值在40～45之间，此时抽血查血糖为1.15 mmol/l，立即静脉注射30％的高渗糖，其他用药及治疗均不变，几分钟后BIS值迅速升高至70～80，因此，可以认为血糖水平是BIS的重要影响因素。 
        四、BIS在心跳骤停患者中的应用 
       有关心跳骤停时的脑电图改变报道很少，有报道显示当心跳骤停后大约10s，脑电图显示广泛地独立电活动，心脏按压后15～20s出现低电压、高频率的脑电活动，恢复窦性心率后，脑电图恢复正常[14]。近几年由于BIS在临床的应用逐渐增多，对心跳骤停时BIS的变化也时有报道。Shibata 等[15]观察10例心跳骤停的患者BIS的变化，结果复苏成功患者的BIS明显高于死亡患者，并且当患者最终变成植物状态时BIS值持续低于80，认为BIS可预测心肺脑复苏的结果。但也有学者提出相反的意见，认为BIS不能准确的预测心外心脏按压的效果[16]。有报道低血容量引起的心跳骤停时BIS随着脑电活动减弱而降至0，补充血容量后血压上升，BIS也逐渐恢复[17]。BIS的变化落后于脑电图改变大约2min，原因可能为通过脑电波计算BIS数值需要一定的时间。

       有报道低血容量引起的心跳骤停时BIS随着脑电活动减弱而降至0，补充血容量后血压上升，BIS也逐渐恢复[17]。BIS的变化落后于脑电图改变大约2min，原因可能为通过脑电波计算BIS数值需要一定的时间。但BIS的变化可能先于血液动力学的改变，有报道显示在一例大动脉手术中，患者出现大出血血压由120/70mmHg降至65/30mmHg前5min，BIS由35降至20。原因可能为血压变化前，异丙酚药代动力学的改变引起了BIS值的变化[18]。 
      五、结论 
        BIS的应用为临床麻醉提供了帮助，是预测意识水平的有效方法，可以减少麻醉时的镇静不足和过度镇静的发生。随着研究的深入BIS的应用也逐渐拓宽，在指导一些危重患者的治疗及预后的判断方面也有优势。但BIS在颅脑损伤、体外循环、心跳骤停及低血糖等临床特殊情况中能否作为一种准确的监测指标尚需进一步的研究。 
                                                                              参考文献

1. Paul DB, Umamaheswara Rao GS.Correlation of Bispectral Index with Glasgow Coma Score in mild and moderate head injuries.J Clin Monit Comput. 2006 , 20(6):399-404.
2. Billard V. Brain injury under anesthesia: is monitoring of the EEG helpful? Can J Anaesth 2001;48:1055–1060.
3. Merat S, Levecque JP, Le Gulluche Y, et al. BIS monitoring may allow the detection of severe cerebral ischemia. Can J Anaesth , 2001;48:1066–1069.
4. Villacorta J, Kerbaul F, Collart F, et al. Perioperative cerebral ischaemia in cardiac surgery and BIS.Anaesth Intensive Care. 2005 , 33(4):514-517.
5. Hayashida M, Sekiyama H, Orii R, et al. Effects of deep hypothermic circulatory arrest with retrograde cerebral perfusion on electroencephalographic bispectral index and suppression ratio. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2007, 21(1):61-67.
6. Mathew JP, Weatherwax KJ, East CJ, et al. Bispectral analysis during cardiopulmonary bypass: the effect of hypothermia on the hypnotic state. J Clin Anesth, 2001,13:301–305.
7. Chiu CL, Ong G, Majid AA. Impact of bispectral index monitoring on propofol administration in patients undergoing cardiopulmonary bypass. Anaesth Intensive Care. 2007 , 35(3):342-347.
8. Honan D, Doherty D, Frizelle H. A comparison of the effects on bispectral index of mild vs. moderate hypothermia during cardiopulmonary bypass. Eur J Anaesthesiol. 2006 ,23(5):385-390.
9. Takizawa E, Hiraoka H, Takizawa D, et al. Changes in the effect of propofol in response to altered plasma protein binding during normothermic cardiopulmonary bypass. Br J Anaesth. 2006 , 96(2):179-85.
10. Schmidlin D, Hager P, Schmid ER. Monitoring level of sedation with bispectral EEG analysis: comparison between hypothermic and normothermic cardiopulmonary bypass. Br J Anaesth 2001; 86:769–776.
11. Vretzakis G, Ferdi E, Argiriadou H, et al. Influence of bispectral index monitoring on decision making during cardiac anesthesia. J Clin Anesth. 2005,17(7):509-516.
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13. Vivien B, Langeron O, Riou B. Increase in bispectral index (BIS) while correcting a severe hypoglycemia. Anesth Analg ,2002;95:1824–1825.
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18. Honan DM, Breen PJ, Boylan JF, et al. Decrease in bispectral index preceding intraoperative hemodynamic crisis: evidence of acute alteration of propofol pharmacokinetics. Anesthesiology, 2002;97:1303–1305.

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