腦電雙頻指數(shù)評估急性腦損傷程度的可行性研究

書國偉 張玨○☆ 費智敏

急性腦損傷(acute brain injury，ABI)程度的評估至今仍未有“金標準”。目前臨床應用最為廣泛的評估參數(shù) “格拉斯哥昏迷評分”（Glasgow coma scale，GCS）存在明顯的不足，如評估者的經(jīng)驗和主觀意識、患者氣管插管、鎮(zhèn)靜藥物使用等因素，因而無法客觀、準確、持續(xù)地評估ABI程度。腦電雙頻指數(shù)（bispectral index，BIS）作為一種客觀、連續(xù)、實時的監(jiān)測工具，原本用于術中麻醉和重癥監(jiān)護室（intensive care unit，ICU）鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測，而近年來越來越多的文獻支持BIS可用來評估ABI程度[1-6]。本試驗通過前瞻、雙盲法，共收集2013年1月至2017年7月330例ABI患者 GCS和BIS值，研究二者相關性，探討B(tài)IS評估ABI程度的可行性。

1 對象與方法

1.1 研究對象入選標準：年齡18～70歲；發(fā)病到入院時間小于24 h；CT顯示顱內(nèi)有異常，如顱內(nèi)出血、腦挫裂傷、腦水腫、中線結(jié)構(gòu)移位，基底池顯影不清等。排除標準：既往有腦損傷病史、精神疾病史、酗酒史任意一項者；伴有其他臟器損傷或功能衰竭；即便通過積極治療血壓仍低于90 mmHg/60 mmHg；臨床表現(xiàn)有抽搐型癲癇；嚴重精神癥狀，不能耐受BIS傳感器；前額顳部頭皮傷口不能放置BIS傳感器；24 h內(nèi)使用過鎮(zhèn)靜和/或肌松藥物；已行氣管插管或氣管切開。

1.2 BIS數(shù)據(jù)收集一側(cè)前額、顳部皮膚清潔后，由技術人員粘貼固定傳感器貼片，連接Aspect BISVISTATM監(jiān)護儀，等待導聯(lián)測試通過后，監(jiān)護儀開始自動生成并記錄每秒BIS值、肌電指數(shù)（electromyography，EMG）和信號質(zhì)量指數(shù)（signal quality index，SQI）。當 EMG＜40 且 SQI＞75 持續(xù) 5 min 后，用U盤導出監(jiān)測數(shù)據(jù)，收集滿足EMG和SQI條件的第一組5個連續(xù)BIS值，取其均值作為該時間點患者的BIS值，并將數(shù)據(jù)匯總給統(tǒng)計人員。技術人員不知道患者GCS數(shù)值。

1.3 GCS數(shù)據(jù)收集在BIS值收集后5 min內(nèi)，神經(jīng)外科醫(yī)師對患者進行臨床評估，記錄GCS數(shù)值，并匯總給統(tǒng)計人員。神經(jīng)外科醫(yī)師不知道患者BIS數(shù)值。

1.4 統(tǒng)計學方法使用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行分析，計量資料以（±s）表示，多樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析；BIS和GCS數(shù)值行雙變量直線回歸求出回歸方程；分別繪制診斷非輕度ABI(GCS＜13)和診斷重度ABI(GCS＜9)的受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC），計算曲線下面積（area under the curve，AUC）,尋找診斷不同程度腦損傷的最佳截斷點（cut-off point）。

2 結(jié)果

2.1 一般資料本組共收集330例ABI患者，其中男 234例（70.91%），女 96例（29.09%）。年齡 19～70歲，平均（50±14）歲。腦損傷原因：顱腦創(chuàng)傷 201例（60.91%），高血壓腦出血 85 例（25.76%），動脈瘤蛛網(wǎng)膜下腔出血31例 （9.39%），煙霧病8例（2.42%），血管畸形5例（1.52%）。腦損傷程度：輕度（GCS 13～15）161 例（48.79%），中度（GCS 9～12）61 例（18.48%），重度（GCS 3～8）108 例（32.73%）。

2.2 不同程度ABI患者BIS均值（BISmean）不同程度ABI患者例數(shù)和BISmean，見表1。單因素方差分析顯示BISmean組間具有顯著差異（F=99.762,P＜0.01）,多重比較顯示任意兩組間均具有統(tǒng)計學差異（P＜0.01）。

表1 不同程度ABI患者BIS均值

2.3 BIS和GCS數(shù)值相關性330例ABI患者BIS和GCS數(shù)值行雙變量直線回歸，結(jié)果呈顯著線性正相關 （R2=0.446,F=264.374,P＜0.01）， 回歸方程BIS=2.96×GCS+33.77，見圖 1。

2.4 ROC曲線診斷非輕度ABI(GCS＜13)的ROC曲線 AUC=0.835（P＜0.01）,最佳截斷點 BIS=72.7時敏感度+特異度最大（敏感度=0.689，特異度=0.840），見圖 2。

診斷重度ABI（GCS＜9）的ROC曲線 AUC=0.846（P＜0.01），最佳截斷點 BIS=65.8 時敏感度+特異度最大（敏感度=0.721，特異度=0.861），見圖3。

圖1 330例ABI患者GCS和BIS散點圖、趨勢線和95%置信區(qū)間個體

圖2 診斷非輕度ABI的ROC曲線

圖3 診斷重度ABI的ROC曲線

3 討論

GCS自1974年由Graham Tisdale和Bryan Jennet提出并應用于臨床已超過40年，因其簡便易行，無需特殊診斷工具，所以至今仍是世界范圍內(nèi)使用最為廣泛的評估腦損傷程度的指標。與優(yōu)點相比，其缺點同樣明顯，GCS準確性往往受限于不同評估者的個體差異，即便是同一個評估者在不同時間段的評估標準也是不同的，如氣管插管的患者，語言評分會隨意給出“T”或者1-3分不等；而其可靠性又受制于評估的不連續(xù)性，導致不能及時發(fā)現(xiàn)ABI患者快速惡化的病情 （此類疾病的臨床特征）[1]。

BIS數(shù)值具體計算方法至今未公布，有學者認為來源于BIS監(jiān)護儀所采集的腦電圖數(shù)據(jù)庫中的頻譜分析，包括傅立葉轉(zhuǎn)換頻譜（頻率、波幅），高階頻譜（相位）和臨時頻譜分析（爆發(fā)抑制），主要是由相對β比率（β波頻率的功率占比）決定的，即兩個不同頻率帶功率比的對數(shù)[log(P30-47 Hz)/(P11-20 Hz)]，β波頻率越高BIS值越接近 100，臨時頻譜越占優(yōu)BIS值越接近0。近年來，隨著研究的深入，BIS已不僅是局限于術中麻醉和ICU鎮(zhèn)靜監(jiān)測，而是廣泛應用于多個領域，如ICU疼痛和譫妄評估，急性腦損傷程度和神經(jīng)功能預后評估，顱內(nèi)壓、灌注壓和腦血流評估，腦死亡判定等，并且應用BIS監(jiān)測下的各種治療更加安全有效[2-3]。

多項研究證明BIS可很好地評估急性腦損傷程度，BIS與GCS呈顯著正相關，這一結(jié)論亦在筆者此前的小樣本（89例）試驗中得以證實[4]。在此基礎上，我們開展了此次較大樣本（330例）的前瞻雙盲研究，最終結(jié)果發(fā)現(xiàn)BIS評估ABI程度的確可行，輕、中、重程度患者的BIS均值分別為75.46±12.94，64.30±12.56，50.37±16.90，組間比較均有顯著差異，且BIS與GCS呈顯著正相關（R2=0.446，P＜0.01），但相關性較前值（R2=0.825，P＜0.01）有所減弱。究其原因可能和下述情況有關，樣本量增大后GCS評估最終由3人完成，增加了個體評估差異；之前BIS值由技術人員在患者床旁采集，患者腦損傷嚴重程度會對其造成干擾，比如重度患者會傾向于取低值，輕度患者會傾向于取高值，而本次BIS數(shù)據(jù)采用U盤實時數(shù)據(jù)導出，收集滿足EMG和SQI條件的第一組5個連續(xù)數(shù)值，取其均值作為該時間點患者的BIS值，技術人員不直接參與數(shù)據(jù)判定和采集，因此完全排除了人為因素干擾；樣本量增大后不同程度腦損傷的BIS數(shù)值的離散程度均明顯增加。即便如此，本次試驗還是很好地證實了BIS評估ABI程度的可行性和與GCS的相關性，且給出的相關系數(shù)R值和近年來文獻報道一致[1,5-6]，因此筆者認為能更好地反映二者間真實的相關程度。

本組診斷非輕度 ABI（GCS＜13）ROC曲線的AUC=0.835,最佳截斷點BIS=72.7時敏感度+特異度最大（敏感度=0.689，特異度=0.840），提示當BIS＜72.7時68.9%的患者可確診為非輕度腦損傷，即為中重度腦損傷,當BIS＞72.7時84.0%的患者是輕度腦損傷；診斷重度 ABI（GCS＜9）ROC 曲線的AUC=0.846，最佳截斷點BIS=65.8時敏感度+特異度最大（敏感度=0.721，特異度=0.861），提示當BIS＜65.8時72.1%的患者可確診為重度腦損傷，當BIS＞65.8時84.6%的患者不是重度腦損傷，即為輕中度腦損傷；由上述數(shù)據(jù)可推導出，當BIS＞65.8時仍有27.9%的患者可能為重度腦損傷，當BIS＜72.7時仍有16.0%的患者可能為輕度腦損傷，則當BIS數(shù)值在65.8～72.7之間時，中度腦損傷可能性為56.1%。由此可見，有效評估中度腦損的BIS數(shù)值范圍很窄，準確性不高，評估價值和意義均有限。雖然中度ABI患者臨床占比相對較少（本組61例，18.48%），但其臨床特征是有可能在起病數(shù)小時內(nèi)迅速惡化為重度腦損傷，其原因往往是進行性顱內(nèi)出血增多和腦腫脹加重，這可使得患者顱內(nèi)壓在短時期內(nèi)快速升高，而腦灌注壓明顯下降，最終導致腦血流的顯著減少[7-8]。如以GCS作為評估指標，則當發(fā)現(xiàn)GCS評分明顯下降時，患者可能已經(jīng)昏迷或者腦疝形成，因此此類患者更應該值得臨床醫(yī)生重視，對其行BIS持續(xù)監(jiān)測就顯得尤為重要，一旦基線趨勢發(fā)生降低就應該立即復查影像并排除內(nèi)環(huán)境的改變，這樣才能先于臨床癥狀惡化之前發(fā)現(xiàn)問題，并及時給予相應的干預措施，從而改善患者預后。

總之，作為一種客觀的工具，BIS的確能很好地評估ABI程度，與之相比其持續(xù)的、實時的監(jiān)測則更有意義。隨著研究深入和應用推廣，BIS監(jiān)測將會成為ABI程度評估的可靠的、有效的 “金標準”。