作者：方雨心，刘萍，刘建波，安徽医科大学附属口腔医院麻醉科；刘伟，安徽省儿童医院麻醉科

在全身麻醉过程中，大脑是镇静催眠药和镇痛药的主要作用靶器官，但与呼吸和心血管系统不同，大脑皮层在麻醉期间并未被常规监测。术中常用的监测指标，如心电图、脉搏血氧饱和度、呼吸频率和呼气末二氧化碳，仅能提供脑干功能的替代测量，并不能直接反映皮质反应。随着数学工具和计算机技术的不断进步，如今已实现对复杂脑电图（EEG）的获取和再处理。在此基础上，越来越多的临床试验表明，术中应用脑电监测指导麻醉管理可使患者获益，具体表现为降低术中知晓的发生率、减少术后谵妄及术后认知功能障碍的发生率等。

传统的麻醉药物剂量通常是基于年龄和体重的人群药代动力学模型计算得出的，但由于个体化预测因素，如药物基因组学、器官功能和药物相互作用等并未被充分考虑，因此，这种方法往往不够精确。在临床麻醉中，药物剂量调整通常依据患者的心肺反应和体动抑制情况，这常常导致麻醉过深或过浅的问题。儿童对麻醉药物的影响更为敏感，且早期过量麻醉药物暴露的远期影响尚不明确，因此，麻醉医师需要更精确和个性化的方法来优化儿童麻醉剂量的管理。

鉴于此，应用脑电监测指导小儿麻醉管理是否能减少麻醉药物暴露，是一个值得深入探讨的课题。尽管已有研究表明，脑电监测可以减少小儿麻醉中七氟烷的用量和脑电爆发抑制的发生率，但目前尚无指南推荐EEG 作为小儿麻醉的常规监测方法。本综述将基于脑电监测原理和相关技术，结合不同年龄段小儿麻醉期间EEG 的变化，讨论脑电监测在小儿麻醉中的应用进展和局限性。本综述不涉及小儿合并癫痫、自闭症等神经精神类疾病、遗传代谢类疾病以及非正常的生理状态（如脑积水、昏迷等）的情况。

1. 脑电监测的原理

据估计，人类大脑中约有1 000 亿个神经元，每个神经元之间平均存在约10 000 个连接，形成了一个巨大的神经元电活动网络。EEG 是目前最常用的无创性脑电活动测量方法，通过将各种类型的电极安置在头皮表面，能够测量大脑的电位变化，从而实现临床监测。通过对模拟EEG 信号进行放大和滤波，能够消除部分干扰，进而实现对EEG 信息的持续采集。

借助傅里叶变换，一段复杂的EEG 波形被分解为多个不同频率的简单波形，主要包含以下几种：δ 波（0.5 ～ 4 Hz）、θ 波（4 ～ 8 Hz）、α 波（8 ～ 12 Hz）、β 波（12 ～ 30 Hz）和γ 波（＞ 30 Hz）。麻醉药物作用于大脑，改变神经网络的连接，从而导致意识中断。在EEG 上，这种作用表现为麻醉药物引起的脑电振荡，其变化与麻醉药物的种类和剂量密切相关，这也是EEG 监测大脑状态的生理学基础。

2. EEG 相关参数在儿科麻醉的应用

通过对EEG 信号进行特定的算法分析，能得出相应的脑电参数，常用的脑电参数包括脑电双频谱指数（BIS）、纳科特伦德指数（NI）、患者状态指数（PSI）、熵、听觉诱发电位（AEPs）、密度谱阵列（DSA）、爆发抑制率（BSR）和脑电边缘频率95%（SEF95）等。

2.1 BIS、NI 和PSI

在临床麻醉中，常用的脑电监测仪器能够测算出BIS、NI 和PSI，这些指数的数值范围均为0 ～ 100，数值越低代表麻醉深度越深。不过，大多数现有的脑电监测仪器是为成年人设计的，并未针对儿童EEG 中年龄相关的差异进行校正算法调整。Frelich 等开展的一项纳入163 例3 ～ 8 岁儿童的研究表明，在全身麻醉下进行腺样体切除术时，使用BIS 指导滴定麻醉深度可以有效降低患儿术后苏醒期谵妄的发生率。

Weber 等进行的一项针对12 ～ 17 岁接受胃肠道内窥镜检查患儿的随机对照试验发现，以NI 指导麻醉管理能减少丙泊酚暴露，避免过度镇静，并促进患儿更快苏醒。然而，对于年龄较小的儿童，特别是新生儿及3 岁以下婴幼儿，大脑髓鞘化和成熟过程的快速变化往往会引起EEG 振幅和频率的变化。因此，BIS、PSI 等指数可能无法准确反映患儿的脑状态。

研究发现，BIS 和PSI 在婴幼儿中用于指导麻醉深度并不可靠，尽管这些指数的变化通常与丙泊酚或七氟烷浓度增加相关，但这种关系并不总是保持一致。例如，在诱导期使用高浓度七氟烷时，会引起大脑兴奋性升高，导致异常放电。Rigouzzo 等研究发现，在5 ～ 18 岁患者中，当七氟烷浓度达到4% 时，BIS 值会按预期下降，但当浓度达到5% 时，BIS 反而上升并伴有EEG 波形快速振荡和癫痫样体征。

此外，氯胺酮通过作用于N- 甲基-D- 天门冬氨酸（NMDA）受体，可引起脑代谢率增高、脑血流量增加和幻觉产生，这可能会导致上述脑电相关指数升高。此外，BIS、PSI 等指数也无法解释非γ- 氨基丁酸能药物对EEG 的影响，也不能有效区分肌张力、疼痛反应、伪影和噪音的干扰，从而进一步限制了其在评估儿童整体麻醉状态时的可靠性。综合以上研究，BIS、PSI 等指数在指导年长儿童的麻醉管理时有一定参考意义，但应用于3 岁以下婴幼儿时，其局限性较为明显。

2.2 熵和AEPs

通过分析脑电信号的不规则性来评估麻醉深度的方法为熵监测，经算法处理后，熵被分为状态熵和反应熵。Sciusco等研究发现，与BIS 相似，熵在婴儿麻醉深度监测中的价值较低，但随着年龄的增长，其应用价值增高。AEPs 是由重复听觉刺激产生的脑电活动。随着麻醉药物浓度的增加，AEPs 的反应表现为信号潜伏期延长、振幅降低。值得注意的是，中潜伏期听觉诱发电位峰值（MLAEPs）对作用于中枢的药物（尤其是七氟烷）十分敏感，因此被用于评估小儿七氟烷麻醉的深度。Feuerecker 等研究发现，随着七氟烷浓度的增加，MLAEPs 的变化与年龄和剂量呈正相关。Cheung 等研究显示，基于MLAEPs 的麻醉深度监测指数在区分七氟烷麻醉儿童有无意识方面优于BIS。

2.3 DSA 的基本原理及其与不同年龄、药物的关系

DSA 能够有效且简便地将EEG 的频率和功率在时间方向上进行定量显示，从而帮助麻醉医师判断麻醉深度。DSA 以时间为X 轴，以功率信息为Y 轴，并使用红色和黄色表示高功率，蓝色和绿色表示低功率。不同药理机制的麻醉药物在DSA 上的表现也不同，从而实现了实时观测不同药物对大脑的影响。值得注意的是，感觉断联与意识丧失在EEG 中具有独特的特征，前者伴随多个频段的广泛异常脑电活动，而后者则表现为前扣带回皮层和后扣带回皮层活动的特异性减弱。

Cornelissen等研究系统性观察分析了3 岁以下小儿七氟烷麻醉状态下的前额EEG，发现以下规律：所有患儿都会出现慢波振荡，大约在4 月龄时会出现θ 波和α 波振荡，而4 ～ 6 月龄时α 波振荡功率增加。关于α 波振荡的出现，可能与神经发育过程中丘脑-皮质回路的成熟有关。氯胺酮作为一种麻醉辅助和镇痛药物，主要通过与大脑和脊髓中的NMDA 受体结合发挥效应。单独给予低剂量氯胺酮时，EEG 显示25 ～ 32 Hz 范围内高频β 波振荡和低频γ 波振荡。

右美托咪定作用于神经元突触前膜α2 肾上腺素能受体，发挥生理性睡眠样镇静作用，其DSA 主要特征为纺锤波和慢δ波振荡。值得注意的是，上述关于七氟烷、氯胺酮和右美托咪定的DSA 信息来源于健康成年人，对于小儿群体，de Heer 等进行了一项观察性研究，纳入11 岁以下患儿行七氟烷与丙泊酚复合麻醉，共分析了78 例患儿的DSA 数据。该研究将呼气末七氟烷浓度维持在0.5%，并动态调整丙泊酚剂量，结果显示，1 岁以上患儿麻醉期间，每增加丙泊酚1 mg/（kg·h），DSA中β 波功率下降12.2%，δ 波功率上升5.1%。

2.4 BSR

BSR 是指在给定周期EEG 中等电位出现的时间百分比。在5 s 周期中， 若4 s 为等电位期，1 s 为高电压活动期，则BSR 为80%； 若整个周期均为等电位信号， 则BSR 为100%。因此，BSR 的取值范围是0% ～ 100%。

2.5 SEF95

SEF95 即EEG 中95% 以下功率的范围，它提供了一个时间窗口（通常是8 ～ 12 s）内EEG 频率和功率［log10（振幅）2］的数值指标，临床中常用SEF95 来对麻醉深度进行评估。Han 等研究纳入了37 例2 ～ 12 岁接受择期尿道下裂手术的患儿，并随机分为脑电组（E 组）和对照组（C 组），E 组通过滴定将SEF95 维持在10 ～ 15 Hz，麻醉维持使用DSA、EEG 进行监测和调整，C 组的麻醉管理根据临床经验用药，结果显示，E 组患儿在苏醒期的谵妄发生率和疼痛评分均低于C 组，提示基于脑电相关参数的麻醉管理可以有效减少儿童麻醉相关的并发症。

儿童与成人在麻醉药物的药代学和药效学方面存在显著差异，这些差异主要源于生长发育过程，因此，在应用丙泊酚时，儿童（新生儿除外）通常需要比成人更高的药物输注速率。BIS 的监测数据与模型预测的丙泊酚效应室浓度呈现高度相关性，可作为1 岁以上儿童麻醉药物效应的有效评估指标。然而，基于脑电信号处理的药效监测技术在新生儿及1 岁以下婴儿群体中仍面临应用难题。

Yuan 等研究了3 ～ 12 个月的婴儿进行丙泊酚麻醉时对伤害性刺激的反应，发现稳态期可用SEF95 作为丙泊酚大脑效应位点浓度的监测指标。该研究发现，在喉镜检查时，90% 婴儿无反应的SEF95 值的90% 置信区间为5.2（0.4 ～ 5.6）Hz，对应的丙泊酚血浆浓度（边缘预测，95% 置信区间）为5.24（4.72 ～ 5.76）μg/ml。由此得出公式：丙泊酚血浆浓度（μg/ml）= -0.24×SEF95（Hz）+6.49。然而，对于3 个月以下的婴儿，其EEG 形态与较大儿童存在差异，加之额头窄小，往往难以放置传感器，这使得脑电监测在这一年龄段难以实施。因此，在3 个月以下婴儿中，SEF95 作为深度监测指标的可靠性较低。

3. 结论和展望

综上所述，对于3 岁以上儿童，在监测麻醉深度时，脑电参数如BIS 和PSI 具有一定的参考价值，对于婴幼儿，在了解年龄、麻醉药物相关的脑电频谱特征的基础上，结合非专有脑电参数，有助于准确判断其麻醉状态下的大脑状态，从而避免麻醉过深或过浅。但是，目前以术中知晓和神经认知等指标为观察终点的小儿临床研究较少，这可能是未来研究的一个重要方向。

来源：方雨心,刘伟,刘萍,等.脑电监测在儿科麻醉应用中的研究进展[J].医师在线,2025,15(08):109-112.