观察者警觉/镇静评定评分与脑电双频谱指数监测在全麻诱导期丙泊酚滴定给药中的相关性

Correlation between the Observer's Assessment of Alertness/Sedation score and bispectral index in patients receiving propofol titration during general anesthesia induction

摘要

目的 探讨全麻诱导期丙泊酚滴定给药过程中，观察者警觉/镇静评定（OAAS）评分与脑电双频谱指数（BIS）之间的关系，分析BIS监测延迟对麻醉深度评估的影响。 方法 纳入90例美国麻醉医师协会（ASA）分级Ⅰ~Ⅱ级的患者，全麻诱导期予丙泊酚0.5 mg·kg^-1·min^-1泵注速度分别滴定至OAAS评分4分、3分、2分、1分，达到1分后给予瑞芬太尼2 μg/kg、罗库溴铵0.6 mg/kg，2 min后进行气管插管，记录每个评分时的BIS值、平均动脉压（MAP）、心率（HR）及丙泊酚给药量，并分析OAAS评分与BIS值的相关性。采用ROC曲线分析BIS值在判断OAAS评分达到1分时的诊断效能。 结果 所有患者均顺利完成气管插管，不同OAAS评分对应的BIS值之间的存在差异（P<0.01），OAAS评分从5分至4分时，BIS值平均下降4.08；从4分至3分时下降8.32；从3分至2分时下降5.43；从2分至1分时下降5.24。OAAS评分与BIS值之间有显著相关（ρ=0.775，P<0.001）。OAAS评分1分对应的BIS值中位数为76，83.33%的患者BIS值超过60。ROC曲线分析显示，OAAS评分达到1分的最佳BIS截断值为84，敏感度为88.9%，特异度为73.3%，曲线下面积（AUC）为0.842（0.803~0.881）。 结论 全麻诱导期OAAS评分与BIS值具有较强的相关性，且OAAS评分具有较高的灵敏度和实时性，可有效弥补BIS监测延迟的不足。

Abstract

Objective To explore the relationship between the Observer's Assessment of Alertness/Sedation (OAAS) score and the bispectral index (BIS) during propofol titration for general anesthesia induction and analyze the impact of BIS monitoring delay on anesthetic depth assessment. Methods This study was conducted among 90 patients (ASA class I-II) undergoing elective surgery under general anesthesia. For anesthesia induction, the patients received propofol titration at the rate of 0.5 mg·kg^-1·min^-1 till OAAS scores of 4, 3, 2, and 1 were reached. After achieving an OAAS score of 1, remifentanil (2 μg·kg⁻¹) and rocuronium (0.6 mg·kg⁻¹) were administered, and tracheal intubation was performed 2 min later. BIS values, mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), and propofol dosage at each OAAS score were recorded, and the correlation between OAAS scores and BIS values was analyzed. The diagnostic performance of BIS values for determining when the OAAS score reaches 1 was analyzed using ROC curve. Results All the patients successfully completed tracheal intubation. BIS values of the patients at each of the OAAS scores differed significantly (P<0.01), and the mean BIS value decreased by 4.08, 8.32, 5.43 and 5.24 as the OAAS score decreased from 5 to 4, from 4 to 3, from 3 to 2, and from 2 to 1, respectively. There was a significant correlation between the OAAS score and BIS values (ρ=0.775, P<0.001). The median BIS value for an OAAS score of 1 was 76, at which point 83.33% of the patients had BIS values exceeding 60. ROC curve analysis showed that for determining an OAAS score of 1, BIS value, at the optimal cutoff value of 84, had a sensitivity of 88.9%, a specificity of 73.3%, and an area under the curve of 0.842 (0.803-0.881). Conclusion OAAS score during induction of general anesthesia is strongly correlated with BIS value and is a highly sensitive and timely indicator to compensate for the delay in BIS monitoring.

Graphical abstract

关键词

全麻诱导期 / 丙泊酚 / OAAS评分 / 脑电双频谱指数 / 监测延迟

Key words

general anesthesia induction / propofol / Observer's Assessment of Alertness/Sedation score / bispectral index / monitoring delay

丙泊酚因其快速的诱导作用，广泛应用于气管插管全身麻醉的诱导，为气管插管提供了理想的条件^［1］。然而，其主要缺点是对循环系统的抑制作用，可能导致诱导期低血压的发生^{［2， 3］}。前期研究表明，采用个体化的丙泊酚滴定给药方式有助于降低低血压的风险^［4］。因此在全麻诱导期进行精确的麻醉深度监测显得尤为重要。

观察者警觉/镇静评定（OAAS）评分是一种常用的临床麻醉深度评估工具，因其操作简单方便而受到青睐。它通过对患者进行声音和触觉刺激快速评估患者的镇静深度^{［5， 6］}。此外，脑电双频谱指数（BIS）通过分析脑电图的特征，提供量化的麻醉深度监测，已被广泛应用于临床麻醉^［7］。在临床实践中，BIS值用于指导全麻诱导期全麻药的给药以及术中麻醉深度的维持^［8-14］。一般认为，BIS值低于60与手术期间的无意识状态相关，而40~60被认为是维持全身麻醉的最佳值^［15-17］。然而，BIS监测存在一个重要的局限性——监测延迟^［18］，这可能导致临床决策的滞后，影响麻醉效果和患者安全。

因此，本文在前期研究^［4］基础上，深入探讨全麻诱导期丙泊酚0.5 mg·kg^-1·min^-1速度滴定至不同OAAS评分时对患者BIS值的影响，并分析OAAS评分与BIS值之间的相关性，旨在为丙泊酚的个体化管理提供新视角，并为麻醉深度监测技术的发展提供理论基础。

1 资料和方法

1.1 基本资料

本研究采用单组目标值设计，研究对象为2020年10月~2021年2月在中山大学附属第六医院接受经口气管插管全身麻醉进行择期手术的90例患者。纳入标准：年龄 18~60 岁，体质量指数（BMI）18~30 kg·m^-2，美国麻醉医师学会（ASA）分级Ⅰ~Ⅱ级。排除标准：严重心、肺、肝、肾功能明显异常者；预计气管插管困难者、低白蛋白血症及高血压患者；具有较高返流误吸风险的患者，如饱胃、消化道梗阻、孕妇等；有精神分裂症、癫痫、智力障碍、听力障碍等精神或神经系统疾病的患者；长期饮酒者以及长期服用镇静剂、镇痛药物者；对丙泊酚或其乳剂成分过敏者。所有参与研究的患者均签署知情同意书，研究方案已获得中山大学附属第六医院伦理委员会的审查和批准（伦理批号：2020ZSLYEC-182）。

1.2 方法

患者术前常规禁食6 h、禁饮2 h，术前不予肌肉注射术前针，接入到注射室建立外周静脉通路，恒速滴注乳酸林格氏液，至气管插管完成时约注入200 mL；患者接入室间后接监护仪（GE B650）常规监护，包括标准五导联监测心电图、脉搏氧饱和度和无创血压监测。2%利多卡因1 mL（石药银湖，5 mL：100 mg）局麻下行左桡动脉穿刺置管，以便持续监测动脉血压，同时连接BIS电极（VISTA 监护系统）进行脑电监测。

麻醉诱导开始时均予患者吸氧去氮，丙泊酚（费森尤斯卡比，50 mL∶500 mg）以0.5 mg·kg^-1·min^-1 的速度静脉恒速泵注滴定诱导，研究者同患者一直交流并行OAAS评分^［6］，OAAS 评分标准以5（完全清醒）到0（用力挤压三角肌无反应）之间数字来反映不同的麻醉深度。当评估患者达到滴定终点（OAAS评分1分）时停止丙泊酚首量给药并改为维持速度2 ~4 mg·kg^-1·h^-1 （根据血压情况调整丙泊酚剂量），同时给予瑞芬太尼（宜昌人福，1 mL∶1 mg）2 μg · kg^-1于1 min内泵入，后改为维持量0.05 μg· kg^-1· min^-1；罗库溴铵（N.V.Organon，5 mL∶50 mg）0.6 mg·kg^-1静脉推注，遂予辅助呼吸，待给完肌松药2 min时用可视喉镜进行气管插管。

气管插管完成后，确定气管导管在气管内并予固定，接麻醉机（Fabius Tiro）进行机控呼吸，通气参数如下：新鲜气体流量2 L/min，吸入氧浓度40%，潮气量7 mL/kg，呼吸频率12 bpm，并根据呼气末CO₂分压情况及时调整呼吸频率。术中使用丙泊酚、瑞芬太尼和顺阿曲库铵全凭静脉麻醉维持麻醉。

1.3 观察指标

记录患者的一般资料（年龄、性别、体质量、身高、术前血红蛋白浓度、术前血浆白蛋白浓度、心功能分级和ASA分级等）。

记录患者丙泊酚诱导后OAAS评分为5分、4分、3分、2分、1分时的BIS值、平均动脉压（MAP），心率（HR）和血氧饱和度（SpO₂）。

记录患者丙泊酚诱导后OAAS评分分别滴定至4分、3分、2分、1分时的丙泊酚用药量、诱导时间。

1.4 样本量计算

将BIS值预测OAAS评分达到1分时的受试者工作特征（ROC）的曲线下面积（AUC）作为本研究的样本量计算依据。纳入病例中，每位患者记录有OAAS评分1、2、3、4、5五组数据，OAAS评分1分与OAAS评分大于1分数据比例为1∶4，预实验得AUC为0.812，通过PASS软件，设置AUC的零假设为0.7，选用检验水平a=0.05和检验效能1-β=0.9进行样本量计算，计算出样本量为75例，考虑20%的退出/失访率，共招募患者90例。

1.5 统计学分析

使用SPSS16.0统计软件对数据进行统计分析。患者的年龄、身高、体质量、BMI等定量资料采用均数±标准差或中位数（四分位数）表示。定性资料采用频数或百分比表示。不同OAAS评分对应的BIS值比较采用广义估计方程进行分析，OAAS评分和BIS的相关性采用Spearman等级相关性分析，绘制ROC曲线分析BIS值在判断达到滴定终点（OAAS评分1分）的诊断效能。P<0.05时认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料

本研究共纳入90例患者。年龄43.52±11.25岁，男性占52.2%。患者体质量为62.48±10.47 kg，BMI为22.80±2.75 kg/m²，血红蛋白和白蛋白值分别为130.33±17.85 g/L和41.18±3.17 g/L。大多数患者为ASA Ⅱ级（94.44%）和NYHA Ⅱ级（66.67%），基线特征较为均一（表1）。

2.2 OAAS评分达到不同评分时的情况

90例患者使用丙泊酚进行全麻诱导时，OAAS评分分别为5分、4分、3分、2分、1分时，SpO₂值均在98%~100%，相应的BIS值、MAP、HR数据，以及用OAAS评分滴定至4分、3分、2分、1分所需的时间，以及对应的丙泊酚用药量（表2）。

2.3 丙泊酚用药散点图

90例患者在丙泊酚全麻诱导期间，OAAS评分分别滴定至4分、3分、2分和1分时的丙泊酚千克体质量用药量的散点图。当达到滴定终点（OAAS评分1分）时，丙泊酚的用药量范围为0.98 mg/kg^{~3.16 mg/kg（图1）。}

2.4 OAAS评分对应BIS值的散点图

90例患者在丙泊酚全麻诱导期间，OAAS 评分分别滴定至4分、3分、2分和1分时BIS值散点图（图2）。BIS值存在显著的个体差异性，尤其是达到滴定终点（OAAS评分1分）时。同时BIS监测存在一定的延迟性，OAAS评分2分时，仅有4例（4.44 %）患者BIS值≤60；OAAS评分1分时，仅有15例（16.67 %）患者BIS值≤60。

2.5 OAAS评分与BIS的关系

全麻诱导期丙泊酚以0.5 mg·kg^-1·min^-1 滴定诱导时OAAS 评分与BIS值的Spearman相关系数为0.775（P<0.001）。

OAAS评分为5分、4分、3分、2分、1分时对应BIS值的中位数见图3。当达到滴定终点OAAS评分1分时，BIS值的中位数为76。

通过采用广义估计方程比较不同OAAS评分对应的BIS值差异，结果显示各OAAS评分之间的BIS值两两比较均具有统计学意义（P<0.01），OAAS评分越低，BIS值也随之降低。OAAS评分为5分时，BIS值较4分时高4.08；OAAS评分为4分时，BIS值较3分时高8.32；OAAS评分为3分时，BIS值较2分时高5.43；而OAAS评分为2分时，BIS值较1分时高5.24。

2.6 ROC曲线

通过BIS值判断患者OAAS评分达到1分的ROC曲线（图4）。通过计算3列数据（阈值、敏感度和1-特异度）的约登指数（敏感度+特异度-1），得出最佳临界点（约登指数最大处）对应的BIS值约为84。其敏感度为88.9%，特异度为73.3%，AUC为0.842（0.803~0.881）。

3 讨论

丙泊酚因具有脂溶性高、易于透过血脑屏障的特点而诱导快速^［1］，被广泛应用于全麻诱导。然而，其主要副作用为心血管系统抑制^{［19， 20］}，诱导期低血压与术后苏醒延迟、重要脏器损伤及延长住院时间等不良事件密切相关^［21-26］。因此，诱导期低血压应尽量避免并预防其发生^{［27， 28］}。前期研究表明，丙泊酚以OAAS评分达到1分作为滴定终点的滴定给药可以有效降低诱导期低血压的发生率，实现个体化管理^［4］。

本研究丙泊酚以0.5 mg·kg^-1·min^-1 速度滴定至不同OAAS评分时，发现个体对丙泊酚的需求量差异显著。当达到滴定终点OAAS评分1分时，丙泊酚千克体质量用药量范围为0.98 mg/kg^{~3.16 mg/kg，支持了在全麻诱导期实施个体化按需给药的必要性。OAAS评分对应BIS值的散点图显示，BIS值也存在显著个体差异，进一步证实个体化管理在全麻诱导期丙泊酚滴定给药中的重要性。}

根据一项对1999~2005年约1.057亿例手术病例的评估，共发现2211例与麻醉相关的死亡，其中46.6%的死亡与麻醉过量相关^［29］。因此，全麻诱导期间实施有效的麻醉深度监测是至关重要的^［30］，麻醉过浅或者过深均不利于患者安全^［31］。OAAS评分是一种简便、性价比高的麻醉深度监测方法，不需要额外的机器设备，其评分和临床表现高度相关，尤其适合于诱导期麻醉深度的监测^［32］。BIS监测技术通常用于指导临床麻醉术中麻醉药物的使用，研究证实可以降低术中知晓和麻醉过深的风险^{［33， 34］}。然而，BIS存在的监测延迟可能导致对麻醉深度的评估不准确。

在本研究中，全麻诱导期间随着OAAS评分的降低，丙泊酚的用药量明显增加，SpO₂值均在98%以上，而BIS值下降，且不同OAAS 评分对应的BIS值存在显著差异。OAAS评分2分时，只有4例（4.44%）患者BIS值≤60；OAAS评分1分时，只有15例（16.67%）患者BIS值≤60，BIS值中位数为76，明显高于文献推荐的维持BIS值40~60，以确保适当的麻醉深度^{［16， 17， 35］}。这一结果强调了OAAS评分在全麻诱导期麻醉深度评估中的重要性，并提示在临床中应谨慎考虑将BIS值降至60以下作为丙泊酚滴定给药的终点^［36-39］，其合理性亟需进一步验证。

值得注意的是，脑电监测的延迟性使麻醉医生在实时预测患者对麻醉药物需求时面临挑战^［7］。根据制造商的说法，BIS机器脑电数据收集后的处理时间通常为5~10 s，然而临床研究发现实际时间更长，延长至30.09±18.73 s^［40］。这一延迟可能导致临床决策的滞后，从而影响麻醉效果和患者安全。

闭环靶控输注以BIS值作为主要反馈信号进行调节，但由于脑电监测的延迟，相较于传统的泵注输注，闭环系统中的丙泊酚用药量通常更高^［41］。为解决这一问题，已有研究对闭环输注体系进行了调整^［42］，新的全凭静脉麻醉自动化系统不再依赖BIS值，而是以大脑中的药物浓度作为反馈信息^［43］。因此，未来的研究可以聚焦于开发更先进的监测工具，克服BIS监测延迟的问题，以实现更为精确的麻醉管理。

此外，本研究ROC曲线分析显示，OAAS评分达到1分的最佳BIS截断值为84，这与Ferreira等^［44］的研究结果相符，后者指出催眠效果明显开始但患者仍有意识的BIS值标准阈值为80。本研究结果显示BIS值随着OAAS评分降低而显著下降，两者之间的相关系数为0.775，与Lim等^［45］在腰麻复合静脉全麻的膝关节镜手术患者中关于BIS值与OAAS评分镇静效果的相关性研究结果（相关系数为0.745）相近，提示OAAS评分与BIS值具有较强相关性，两者均能够有效反映麻醉深度。以上均表明BIS值在监测全麻诱导期的麻醉深度方面具有较高的预测价值，为个体化管理提供了重要参考。同时，OAAS评分是一种简便、性价比高的工具，与患者临床表现密切相关，能够实时反映麻醉深度。本研究中不同OAAS评分对应的BIS值差异显著，进一步验证了两者在麻醉深度评估中的互补性。特别是在全麻诱导期，OAAS评分的灵敏性和快速性可有效弥补BIS监测因延迟带来的不足。未来的研究应探讨如何结合OAAS评分与BIS监测，以实现对麻醉深度的主客观联合评价，从而提高监测的实时性和有效性。

本研究也存在一些局限性：研究设计为单组目标值设计，目前仅是对BIS监测延迟的初步观察性研究。我们计划在未来开展随机对照试验，以更深入地比较BIS延迟对患者全麻诱导期的影响，并构建一个精确的BIS值预测模型用于全麻诱导期。本研究是以0.5 mg·kg^-1·min^-1的丙泊酚输注速度观察BIS监测的延迟情况，未来将进一步比较不同输注速度下BIS监测延迟情况的差异。本研究为单中心研究，可能存在一定的选择偏差和系统误差。未来研究可以考虑进行多中心研究，以增强结果的普适性和可靠性。通过这些后续研究，我们希望能够更全面地评估BIS监测延迟对临床麻醉管理的影响，并为个体化麻醉提供更有力的科学依据。

综上所述，本研究结果支持OAAS评分与BIS值之间的相关性，但由于BIS监测的延迟，其在麻醉诱导期作为麻醉深度监测的有效性以及将滴定给药终点设置为BIS值小于60的科学性和适宜性仍需通过更多研究来验证。在实际临床应用中，OAAS评分作为麻醉深度评估工具，提供了一种更快速和敏感的监测方法，值得在个体化管理中推广。

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基金资助

广东省医学科学技术研究基金项目(A2022002)

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