脑电监测仪器专家讲座.pptx

第十章第十章 脑电监测仪器脑电监测仪器牡丹江医学院麻醉牡丹江医学院麻醉学系基础教研室学系基础教研室脑电监测仪器第1页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页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应用床中应用脑电监测仪器第2页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页目目 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索题课后思索题脑电监测仪器第3页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页简简 介介 麻醉深度监测对预防麻醉药品麻醉深度监测对预防麻醉药品用量不足或过量，预防潜在血流动力用量不足或过量，预防潜在血流动力学改变、体位反应、术中知晓、术后学改变、体位反应、术中知晓、术后回想和降低住院费用等都有主要意义。回想和降低住院费用等都有主要意义。19371937年，年，GibbsGibbs夫妇首次将脑电用于夫妇首次将脑电用于麻醉过程监护，标志着脑电在麻醉领麻醉过程监护，标志着脑电在麻醉领域应用开始。域应用开始。脑电监测仪器第4页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页简简 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应用，使人们能快速而准确地对脑中应用，使人们能快速而准确地对脑电瞬时改变进行定量分析。电瞬时改变进行定量分析。脑电监测仪器第5页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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。脑电监测仪器第6页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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总是脑皮质神经细胞电活动总体反应，这种电活动与睡眠或麻醉深体反应，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度直接相关，即睡眠或麻醉时脑电活动同时改变。伴随全麻程度改变，脑动同时改变。伴随全麻程度改变，脑电频率变慢，如电频率变慢，如波和波和波降低，波降低，波和波和波增加等，同时波幅增大，最波增加等，同时波幅增大，最终电活动消失。故可将终电活动消失。故可将EEGEEG用于麻醉用于麻醉监测。监测。脑电监测仪器第7页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱分析脑电功率谱分析 因因EEGEEG统计及分析上困难以及众统计及分析上困难以及众多干扰原因，而且原始多干扰原因，而且原始EEGEEG监测系统监测系统庞大、要求屏蔽，原始庞大、要求屏蔽，原始EEGEEG用于术中用于术中患者监测价值及实用性一直存在着争患者监测价值及实用性一直存在着争议，限制了议，限制了EEGEEG在临床麻醉中应用。在临床麻醉中应用。脑电功率谱分析技术出现使脑电功率谱分析技术出现使EEGEEG应用应用于监测麻醉深度成为可能。于监测麻醉深度成为可能。脑电监测仪器第8页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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惯用频谱分析是分析复杂波形惯用方法，它理论依据是傅里叶变换。任方法，它理论依据是傅里叶变换。任何一个周期性函数何一个周期性函数f(t)f(t)，能够看成是，能够看成是很多正弦函数和余弦函数之和，即能很多正弦函数和余弦函数之和，即能够用傅里叶级数来表示。够用傅里叶级数来表示。脑电监测仪器第9页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电监测仪器第10页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱脑电功率谱 用头皮电极统计到用头皮电极统计到EEGEEG本身就是本身就是一个由大脑各部分发出各种频率脑电一个由大脑各部分发出各种频率脑电总和，正常总和，正常EEGEEG有一个频谱，当大脑有一个频谱，当大脑某一部分发生病变时，它频谱就会发某一部分发生病变时，它频谱就会发生改变，所以生改变，所以EEGEEG频谱就成了临床诊频谱就成了临床诊疗和研究主要指标。疗和研究主要指标。脑电监测仪器第11页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱脑电功率谱 频谱是信号电压振幅与频率关频谱是信号电压振幅与频率关系曲线，功率谱则是信号功率与频率系曲线，功率谱则是信号功率与频率关系曲线。所以，脑电功率谱分析关关系曲线。所以，脑电功率谱分析关键在于把时域信号转化成频域信息，键在于把时域信号转化成频域信息，即把幅度随时间改变脑电波变换为脑即把幅度随时间改变脑电波变换为脑电功率随频率改变谱图。电功率随频率改变谱图。脑电监测仪器第12页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱分析基本原理脑电功率谱分析基本原理 脑电功率谱分析采取傅里叶分脑电功率谱分析采取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原始原始EEGEEG波形数字化，并对患者脑电波形数字化，并对患者脑电活动进行定量分析，求出数字化脑电活动进行定量分析，求出数字化脑电参数。参数。脑电监测仪器第13页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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、计算功率谱脑电监测仪器第14页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱中相关指标脑电功率谱中相关指标、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、相干性脑电监测仪器第15页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱分析应用脑电功率谱分析应用 依据麻醉中依据麻醉中EEGEEG功率谱功率分布功率谱功率分布在不一样频率转移即可判断麻醉深度在不一样频率转移即可判断麻醉深度改变。麻醉加深时，脑电频率变慢，改变。麻醉加深时，脑电频率变慢，波幅增大，高频成份功率降低，低频波幅增大，高频成份功率降低，低频成份功率增加，麻醉减浅时相反。成份功率增加，麻醉减浅时相反。脑电监测仪器第16页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电功率谱分析应用脑电功率谱分析应用 全麻时，伴随麻醉加深和变浅，全麻时，伴随麻醉加深和变浅，脑电频率展现次序改变，与麻醉药品脑电频率展现次序改变，与麻醉药品浓度呈函数关系。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效活跃时，快波成份较多，大脑皮质功效活跃时，快波成份较多，SEFSEF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，慢波成份较多，眠等大脑抑制较强时，慢波成份较多，SEFSEF值较小。值较小。脑电监测仪器第17页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电监测仪脑电监测仪便携式脑电监测仪便携式脑电监测仪脑电监测仪器第18页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电监测仪器第19页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电监测仪器第20页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电监测仪器第21页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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 color density color density spectral arrayspectral arrayspectral arrayspectral array，CDSACDSACDSACDSA)是一个信是一个信号时间、频率和号时间、频率和功率三维图像描功率三维图像描述方法。述方法。脑电监测仪器第22页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电监测仪器第23页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页第二节第二节 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，经过对脑电相干函数谱分析基础上，经过对脑电相干函数谱分析，对析，对EEGEEG信号频率、功率、相位友信号频率、功率、相位友好波进行综合处理，经过分析各频率好波进行综合处理，经过分析各频率中高阶谐波相互关系，进行中高阶谐波相互关系，进行EEGEEG信号信号频率间相位藕合定量测量。频率间相位藕合定量测量。脑电监测仪器第24页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电双频谱分析脑电双频谱分析 双频谱综合特征（频率、功率、双频谱综合特征（频率、功率、相位、谐波）指标能够反应更细微脑相位、谐波）指标能够反应更细微脑电改变信息。电改变信息。脑电监测仪器第25页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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（bispectral bispectral index,BIS)index,BIS)表示形式。表示形式。BISBIS是一个多是一个多变量综合指标，它是对不一样麻醉中变量综合指标，它是对不一样麻醉中一系列一系列EEGEEG不一样特征进行分析所得不一样特征进行分析所得到双频谱变量。到双频谱变量。脑电监测仪器第26页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页脑电双频谱分析应用脑电双频谱分析应用 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参数。脑电双频谱指数由小到度较佳参数。脑电双频谱指数由小到大，表示对应镇静水平和清醒程度。大，表示对应镇静水平和清醒程度。脑电双频谱指数等于脑电双频谱指数等于0 0，表示脑电等，表示脑电等电位；脑电双频谱指数等于电位；脑电双频谱指数等于100100，表，表示完全清醒状态。能够依据脑电双频示完全清醒状态。能够依据脑电双频谱指数大小及其改变监测麻醉深度。谱指数大小及其改变监测麻醉深度。脑电监测仪器第27页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页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惯用临床麻醉深度惯用临床麻醉深度0 0脑电等电位脑电等电位脑电监测仪器第28页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页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镇能很好地监测麻醉深度中镇静水平，但对镇痛水平监测不敏感。静水平，但对镇痛水平监测不敏感。BISBIS麻醉阈值受各种麻醉药联合应用麻醉阈值受各种麻醉药联合应用影响是其最显著不足。换言之，不一影响是其最显著不足。换言之，不一样组合麻醉药联合应用时虽得到相同样组合麻醉药联合应用时虽得到相同BISBIS值，但可能代表着不一样麻醉深值，但可能代表着不一样麻醉深度。度。脑电监测仪器第29页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页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。用异氟烷和芬太不会发生术中知晓。用异氟烷和芬太尼麻醉时，尼麻醉时，BISBIS在在60604040之间部分患之间部分患者有含糊记忆形成，假如患者者有含糊记忆形成，假如患者BISBIS值值一直保持在一直保持在4040以下可能有部分患者麻以下可能有部分患者麻醉药过量。醉药过量。脑电监测仪器第30页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页BISBIS监测提升麻醉质量监测提升麻醉质量 BIS BIS监测在总体上能够提升麻醉监测在总体上能够提升麻醉质量，可为个体患者麻醉提供有用趋质量，可为个体患者麻醉提供有用趋势信息。势信息。BISBIS监测可用于调整麻醉方监测可用于调整麻醉方案。案。脑电监测仪器第31页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页BISBIS监测提升麻醉质量监测提升麻醉质量 应用催眠剂量静脉或吸入全麻维持应用催眠剂量静脉或吸入全麻维持BISBIS在在50506060之间，辅助应用中小剂量阿之间，辅助应用中小剂量阿片药品。在强烈外科刺激时，假如片药品。在强烈外科刺激时，假如BISBIS在在50506060之间，有体动和血流动力学改变，之间，有体动和血流动力学改变，增加镇痛药。如增加镇痛药。如BISBIS升高、体动和血流动升高、体动和血流动力学改变，增加镇静药用量。若力学改变，增加镇静药用量。若BISBIS已降已降低，但仍有体动和血流动力学反应，增加低，但仍有体动和血流动力学反应，增加镇痛药用量。镇痛药用量。脑电监测仪器第32页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页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亲密相关。方法亲密相关。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适用麻醉，而不麻醉药与中小剂量阿片药适用麻醉，而不能监测氧化亚氮和氯胺酮麻醉。能监测氧化亚氮和氯胺酮麻醉。BISBIS敏感敏感度与特异度不完全，应结合其它监测方法。度与特异度不完全，应结合其它监测方法。另外应注意电极位置、术中电刀等干扰。另外应注意电极位置、术中电刀等干扰。低血压可使低血压可使BISBIS下降，而应用麻黄等药品下降，而应用麻黄等药品可使可使BISBIS升高。升高。脑电监测仪器第33页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页第三节第三节 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 auditory evoked potentials,AEPevoked potentials,AEP）特征反应）特征反应了大脑对刺激反应客观表现。在麻醉了大脑对刺激反应客观表现。在麻醉时听觉最终丧失且最早恢复，时听觉最终丧失且最早恢复，AEPAEP在在麻醉镇静深度监测中意义突出。麻醉镇静深度监测中意义突出。脑电监测仪器第34页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页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客观表现，而反应客观表现，而BISBIS反应是静息水反应是静息水平（平（resting level);resting level);AEP AEP有明确解剖生理学意义，有明确解剖生理学意义，每个波峰与一个解剖结构有亲密关系。每个波峰与一个解剖结构有亲密关系。脑电监测仪器第35页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位监测仪听觉诱发电位监测仪脑电监测仪器第36页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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 evoked potentials,EPpotentials,EP）是指对感觉器施加）是指对感觉器施加适宜刺激，在中枢神经系统（包含部适宜刺激，在中枢神经系统（包含部分周围神经结构）对应部位（头皮或分周围神经结构）对应部位（头皮或身体其它部位）安放检测电极检测出身体其它部位）安放检测电极检测出该刺激所激发电活动。该刺激所激发电活动。脑电监测仪器第37页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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0.10.12020V，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，现今最为广泛应用方法是叠加技术和平均技术。方法是叠加技术和平均技术。脑电监测仪器第38页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一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 因为诱发电位波形及振幅较为因为诱发电位波形及振幅较为固定，而背景电活动无极性亦不规律，固定，而背景电活动无极性亦不规律，伴随叠加次数增加，诱发电位波形愈伴随叠加次数增加，诱发电位波形愈加显著，而噪音正负极性相互抵消，加显著，而噪音正负极性相互抵消，然后，再用平均技术使诱发电位波形然后，再用平均技术使诱发电位波形恢复原貌。恢复原貌。脑电监测仪器第39页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页诱发电位波形分析诱发电位波形分析脑电监测仪器第40页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页诱发电位按刺激类型分类诱发电位按刺激类型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）：）：脑电监测仪器第41页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位监测方法听觉诱发电位监测方法 AEP AEP是经过声响刺激，一用头皮是经过声响刺激，一用头皮电极统计到由听觉通路所产生诱发电电极统计到由听觉通路所产生诱发电位活动，由一系列不一样潜伏期脑电位活动，由一系列不一样潜伏期脑电活动波形组成，反应了刺激经听觉传活动波形组成，反应了刺激经听觉传导道各级神经结构依次兴奋过程。导道各级神经结构依次兴奋过程。脑电监测仪器第42页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数 1 1、MTAMTA原理原理 是经典移动是经典移动时间平均模式，在进行时间平均模式，在进行256256次扫描后次扫描后取平均数得出，耗时取平均数得出，耗时144ms144ms。其经验。其经验公式为：公式为：脑电监测仪器第43页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位指数听觉诱发电位指数 2 2、ARXARX原理原理 Jensen Jensen最早最早提出计算公式以下：提出计算公式以下：脑电监测仪器第44页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位临床应用听觉诱发电位临床应用（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采取无创伎俩利用外因输入自动回归采取无创伎俩利用外因输入自动回归模式（模式（ARXARX）来监测、获取中潜伏期）来监测、获取中潜伏期听觉诱发电位（听觉诱发电位（MLAEP)MLAEP)，并能用指数，并能用指数AAI(A-lineAAI(A-lineTMTM ARX index ARX index）反应其）反应其对麻醉深度监测结果。对麻醉深度监测结果。脑电监测仪器第45页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位临床应用听觉诱发电位临床应用 研究发觉在心脏手术中使用丙泊酚研究发觉在心脏手术中使用丙泊酚麻醉时，麻醉时，AEP indexAEP index和和BISBIS与意识丧失及意与意识丧失及意识恢复相关性均良好，且识恢复相关性均良好，且AEP indexAEP index在意在意识转换时数值没有重合（意识丧失：识转换时数值没有重合（意识丧失：235235；意识恢复：；意识恢复：7413)7413)，而，而BISBIS有显有显著重合（意识丧失：著重合（意识丧失：58145814；意识恢复：；意识恢复：8110)8110)，提醒，提醒AEP indexAEP index在监测意识改变在监测意识改变时比时比BISBIS更可靠。更可靠。脑电监测仪器第46页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页听觉诱发电位临床应用听觉诱发电位临床应用 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改变，并地显示脑电和听觉诱发电位改变，并有相当可靠性。但麻醉深度是对镇静有相当可靠性。但麻醉深度是对镇静水平、镇痛水平、刺激反应程度等指水平、镇痛水平、刺激反应程度等指标综合反应，麻醉深度必须是多指标、标综合反应，麻醉深度必须是多指标、多方法综合监测结果。多方法综合监测结果。脑电监测仪器第47页下一页下一页下一页下一页目目目目 录录录录上一页上一页上一页上一页课后思索题课后思索题1 1、叙述脑电双频谱分析临床应用、叙述脑电双频谱分析临床应用2 2、名词：诱发电位、名词：诱发电位3 3、AEPAEP与与BISBIS相比优缺点。相比优缺点。4 4、叙述听觉诱发电位临床应用。、叙述听觉诱发电位临床应用。脑电监测仪器第48页