脑电监测仪器课件.ppt

1、脑电监测仪器本章重点内容本章重点内容 BIS BIS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目目 录录简简 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晓、术后回忆和减少住院费用等均有重要意义。有重要意义。19371937年，年，GibbsGibbs夫妇首夫妇首次将脑电用于麻醉过程监护，标志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。着脑电在麻醉领域应用的开始。简简 介介 近年来在脑电监测和分析应用近年

2、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准确地对脑电的瞬时变化进行定量分析。分析。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0-200V0-200V之间，之间，癫痫发作时可高达癫痫发作时可高达750V750V。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

3、动与睡眠或麻总体反映，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。随着全麻程度脑电活动同步变化。随着全麻程度的变化，脑电频率变慢，如的变化，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，波的增加等，同时波幅增大，最终电活动消失。同时波幅增大，最终电活动消失。故可将故可将EEGEEG用于麻醉监测。用于麻醉监测。脑电功率谱分析脑电功率谱分析 因因EEGEEG记录及分析上的困难以及记录及分析上的困难以及众多的干扰因素，而且原始众多的干扰因素，而且原始EEGEEG监测监测系统庞大、要求屏蔽，原始系统庞大、要求屏蔽，原始EEGEEG

4、用于用于术中患者监测的价值及实用性一直术中患者监测的价值及实用性一直存在着争议，限制了存在着争议，限制了EEGEEG在临床麻醉在临床麻醉中的应用。脑电功率谱分析技术的中的应用。脑电功率谱分析技术的出现使出现使EEGEEG应用于监测麻醉深度成为应用于监测麻醉深度成为可能。可能。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的方法，它的理论根据是傅里叶变换。任何一个周期性函数换。任何一个周期性函数f(t)f(t)，可，可以看成是很多正弦函数和余弦函数以看成是很多正弦函数和余

5、弦函数之和，即可以用傅里叶级数来表示。之和，即可以用傅里叶级数来表示。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析这一数学技术把一定时相内不规则的原始则的原始EEGEEG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，求出数的脑电活动进行定量分析，求出数字化脑电参数。字化脑电参数。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、计算功率谱脑电功率谱中的相关指标脑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、

6、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EEGEEG功率谱功率分布功率谱功率分布在不同频率的转移即可判断麻醉深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，高频成分的功率变慢，波幅增大，高频成分的功率减少，低频成分功率增加，麻醉减减少，低频成分功率增加，麻醉减浅时相反。浅时相反。脑电功率谱分析的应用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，与麻醉药脑电频率呈现顺序变化，与麻

7、醉药物浓度呈函数关系。当清醒或浅麻物浓度呈函数关系。当清醒或浅麻醉等大脑皮质功能活跃时，快波成醉等大脑皮质功能活跃时，快波成分较多，分较多，SEFSEF值较大，反之深度麻醉值较大，反之深度麻醉或深度睡眠等大脑抑制较强时，慢或深度睡眠等大脑抑制较强时，慢波成分较多，波成分较多，SEFSEF值较小。值较小。脑电监测仪脑电监测仪脑电彩色密度谱阵列监护仪脑电彩色密度谱阵列监护仪第二节第二节 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析基础上，通过对脑电相干函数谱的分析，对的分析，对EEGE

8、EG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，析各频率中高阶谐波的相互关系，进行进行EEGEEG信号频率间相位藕合的定量信号频率间相位藕合的定量测量。测量。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）指标可以反映更率、相位、谐波）指标可以反映更细微的脑电变化信息。细微的脑电变化信息。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（bispectral bispectral index,BIS)

9、index,BIS)的表达形式。的表达形式。BISBIS是一是一个多变量的综合指标，它是对不同个多变量的综合指标，它是对不同的麻醉中一系列的麻醉中一系列EEGEEG的不同特征进行的不同特征进行分析所得到的双频谱变量。分析所得到的双频谱变量。脑电双频谱分析的应用脑电双频谱分析的应用 BIS 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醒程度。脑电双频谱指数等于0 0，表，表示脑电等电位；脑电双频谱指数等示脑电等电位；脑电双频谱指数等于于100

10、100，表示完全清醒状态。可以根，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据脑电双频谱指数的大小及其变化监测麻醉深度。监测麻醉深度。BIS与麻醉深度与麻醉深度BISBIS监测镇静水平监测镇静水平 BIS 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镇静水平，但对镇痛水平的监测不敏感。敏感。BISBIS的麻醉阈值受多种麻醉药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联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性。换言之，不同组合的麻醉药联合应用时虽得到相似的合应用时虽得到相似的BISBIS值，但可值，但可能代表着不同

11、的麻醉深度。能代表着不同的麻醉深度。BISBIS监测指数监测指数 BIS BIS低于低于6060，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。用异氟烷和芬不会发生术中知晓。用异氟烷和芬太尼麻醉时，太尼麻醉时，BISBIS在在60604040之间的部之间的部分患者有模糊记忆形成，如果患者分患者有模糊记忆形成，如果患者的的BISBIS值始终保持在值始终保持在4040以下可能有部以下可能有部分患者麻醉药过量。分患者麻醉药过量。BISBIS监测提高麻醉质量监测提高麻醉质量 BIS BIS监测在总体上可以提高麻醉监测在总体上可以提高

12、麻醉质量，可为个体患者的麻醉提供有质量，可为个体患者的麻醉提供有用的趋势信息。用的趋势信息。BISBIS监测可用于调整监测可用于调整麻醉方案。麻醉方案。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应用催眠剂量的静脉或吸入全麻维持持BISBIS在在50506060之间，辅助应用中小剂量之间，辅助应用中小剂量的阿片药物。在强烈外科刺激时，如果的阿片药物。在强烈外科刺激时，如果BISBIS在在50506060之间，有体动和血流动力学之间，有体动和血流动力学变化，增加镇痛药。如变化，增加镇痛药。如BISBIS升高、体动和升高、体动和血流动力学变化，增加镇静药用量。若血流

13、动力学变化，增加镇静药用量。若BISBIS已降低，但仍有体动和血流动力学反已降低，但仍有体动和血流动力学反应，增加镇痛药用量。应，增加镇痛药用量。BIS评价评价 BIS BIS评价麻醉深度和临床价值与麻醉评价麻醉深度和临床价值与麻醉方法密切相关。方法密切相关。BISBIS适合监测静脉和吸入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，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。而不能监测氧化亚氮和氯胺酮麻醉。BISBIS的敏感度与特异度不完全，应结合其他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、术监测方法。此外应注意电极的位置、术中电刀等的干

14、扰。低血压可使中电刀等的干扰。低血压可使BISBIS下降，下降，而应用麻黄等药物可使而应用麻黄等药物可使BISBIS升高。升高。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 auditory evoked potentials,AEPevoked potentials,AEP）的特性）的特性反映了大脑对刺激反应的客观表现。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，在麻醉时听觉最后丧失且最早恢复，AEPAEP在麻醉镇静深度监测中意义突在麻醉镇静深度监测中意义突出。出。AEP与与BIS相比有两个优点相比有两个优点 AEP AEP

15、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义，每个波峰与一个解剖结构有密切关系。切关系。听觉诱发电位监测仪听觉诱发电位监测仪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,evoked potentials,EPEP）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（包括部分周围神在中枢神经系统（包括部分周围神

16、经结构）相应部位（头皮或身体其经结构）相应部位（头皮或身体其他部位）安放检测电极检测出的该他部位）安放检测电极检测出的该刺激所激发的电活动。刺激所激发的电活动。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0.10.12020V，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。应用的方法是叠加技术和平均技术。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

17、的波形及振幅较为固定，而背景电活动无极性亦不为固定，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，再用平均技术性互相抵消，然后，再用平均技术使诱发电位波形恢复原貌。使诱发电位波形恢复原貌。诱发电位波形分析诱发电位波形分析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（AE

18、PAEP）：）：视觉诱发电位（视觉诱发电位（visualevoked visualevoked potenlias,VEPpotenlias,VEP）：）：听觉诱发电位监测方法听觉诱发电位监测方法 AEP AEP是通过声响刺激，一用头皮是通过声响刺激，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激经听觉传导道的各级神经结构依次兴奋过程。次兴奋过程。听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数 1 1、MTAMTA原理原理 是经典的移是

19、经典的移动时间平均模式，在进行动时间平均模式，在进行256256次扫描次扫描后取平均数得出，耗时后取平均数得出，耗时144ms144ms。其经。其经验公式为：验公式为：听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数 2 2、ARXARX原理原理 JensenJensen最早最早提出的计算公式如下：提出的计算公式如下：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 indexAEP 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-lineA-lineTMTM采用无创手段利用外因输入自动回采用无创手段利用外因输入自动回归模式（归模式（ARXARX）来监测、获取中潜伏）来监测、获取

20、中潜伏期听觉诱发电位（期听觉诱发电位（MLAEP)MLAEP)，并能用，并能用指数指数AAI(A-lineAAI(A-lineTMTM ARX index ARX index）反）反映其对麻醉深度监测结果。映其对麻醉深度监测结果。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研究发现在心脏手术中使用丙泊酚麻醉时，麻醉时，AEP indexAEP index和和BISBIS与意识丧失及与意识丧失及意识恢复相关性均良好，且意识恢复相关性均良好，且AEP indexAEP index在在意识转换时数值没有重叠（意识丧失：意识转换时数值没有重叠（意识丧失：23235 5；

21、意识恢复：；意识恢复：747413)13)，而，而BISBIS有明有明显重叠（意识丧失：显重叠（意识丧失：58581414；意识恢复：；意识恢复：818110)10)，提示，提示AEP indexAEP index在监测意识变在监测意识变化时比化时比BISBIS更可靠。更可靠。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、多方法综合监深度必须是多指标、多方法综合监测的结果。测的结果。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、AEPAEP与与BISBIS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。