自从 19 世纪中期开始推行全身麻醉以来，麻醉医师的主要追求就是使患者术中保持无意识状态。
为了确保病人达到术中无意识状态可能会加大麻醉药用量，这可能会增加麻醉药的副作用及毒性反应，并延长患者术后康复时间及增加医疗费用。
BIS 监测已成为麻醉深度监测的重要指标
相反，如果术中麻醉过浅，又可能导致患者术中记忆或术中知晓。虽然术中知晓的发生率估计仅为 0.1–0.2％，但其对患者的心理创伤是非常严重的，对患者术后的生活质量影响非常大。以往麻醉学科只着重为手术患者提供无痛以帮助术者及时完成手术。
但当今，随着外科学技术的发展，医疗科学技术水平的提高，使得现代麻醉学不仅要给患者提供无痛、肌松、镇静。还要在术中满足手术需求的基础上减少手术麻醉治疗带给患者生理及心理上的创伤。
全身麻醉过程中，麻醉医师通常会根据患者年龄、体重及各种麻醉药物使用剂量用药，术中根据患者的心率、脉搏、血压等调整麻醉用药量。
麻醉深度监测目前还未作为术中标准监测项目，术中生命体征的变化影响因素众多，如外科手术刺激强度、血容量变化、体温等。因此仅依靠临床体征判断麻醉深度，指导麻醉用药量尤其是麻醉性镇静药物的使用量，经常会造成使用剂量不准确。
由于不同患者对药物反应不同，药物使用后发挥的药效也具有较大的差别，不同患者，特别是中老年患者及儿童，采用同样的麻醉药物麻醉后，所达到的麻醉效果具有一定的差异，而且产生的不良反应通常也并不相同。
大多麻醉医生因担心患者出现术中知晓引起医疗纠纷，可能会过多使用麻醉性镇静镇痛药物，从而导致麻醉药物在患者体内过多蓄积，增加麻醉药副作用及毒性反应发生率，患者可能出现麻醉苏醒延迟或术后等。
由于个体对药物及手术刺激的反应程度不同，手术过程中需要麻醉医师通过现代化的监测技术指导下个体化、精准化用药。在手术过程中的不同阶段，通过麻醉深度监测个体化调整麻醉用药量，保障患者手术过程中能够维持在合适的麻醉深度范围，减少因麻醉用药量过多引起血压心率下降或药物毒性反应，同时也可避免用药量过少引起应激反应至血压心率升高。
体外循环心内直视手术目前广泛应用于临床上心外科的手术过程中。接受心脏手术的患者，多数心脏瓣膜已发生器质性改变，甚至有可能冠状动脉也发生了病变，心功能均有所下降。
加上临床中使用的镇静镇痛类麻醉药几乎都不同程度的引起心肌抑制及外周血管扩张等作用，致使接受心脏手术的患者麻醉诱导期及维持期都很容易发生血压心率剧烈波动，少量的麻醉药就可能引起明显的血压心率的下降，但当麻醉镇静镇痛不够的情况下切皮、锯胸骨等的刺激又会引起血压心率明显的上升，血流动力学的剧烈波动会增加心肌耗氧。
因此在麻醉过程中需对麻醉深度进行适度调节，避免术中出现明显血流动力学波动，对其心脏功能及生命安全带来威胁。故手术期间对麻醉镇静和深度的监测具有重要的临床意义，有效的术中麻醉监测方式能够有效避免麻醉用药过量或是不足，不仅可以防止术中知晓的发生，对于术中血流动力学的稳定与平衡也有积极作用。
以往，心脏手术中缺乏相关麻醉深度监测，麻醉医师通常只能根据患者临床症状和体征及自身经验来粗略判断麻醉深度，调整麻醉药物剂量。
患者的临床体征在检测伤害性刺激时灵敏度和特异性较低，这可能导致麻醉期间使用的镇静镇痛药物剂量不足或过量。特别是在配合使用神经肌肉阻滞剂（NMBA）下，更加缺乏对伤害感受的运动反应。血压（BP）和心率（HR）等血流动力学变量的敏感性也较低，在镇静肌松状态下找到这些变量之间的联系极其困难。
体外循环心内直视手术中，CPB 开始初期，患者体内的血液与机器内的预充液相混合，患者体内的麻醉药血药浓度会下降而导致麻醉变浅。CPB 期间患者脑组织灌注为非搏动性灌注，脑血管失去自身调节作用，低灌注引起脑组织缺血缺氧，分流量的增加，减少脑氧耗并抑制脑电活动，这些因素均可导致患者的麻醉深度发生变化。
此外，有研究报道在体外循环中 BIS 与体温之间的关系是体温每下降 1 摄氏度，BIS 下降 1.12，且 BIS 与体温的关系不受年龄，麻醉药浓度及手术时间的影响。体外循环停止后由于心肌再灌注损伤，经常需要泵注血管活性药维持平稳血流动力学。这些因素下，很难像以往通过患者的血压、心率调整麻醉药的用量。有报道心脏手术术中知晓发生率高达 0.2％～２％，甚至较其他外科手术高 10 倍。
术中知晓可能会导致患者术后精神障碍和创伤后应激障碍（PTSD），容易产生医疗纠纷。急诊手术，神经外科手术，心脏外科手术和产科手术发生术中意识的几率较其他手术高得多。因此，如何预防术中意识是麻醉医师的重要任务之一。
心脏手术中，CPB 和体温过低期间，是泵流量而不是 BP 决定器官灌注，并且不存在 HR，此外，体温过低还会抑制出汗反应，麻醉药的代谢和清除时间也有所延长，通常用来估计伤害感受的 HR 和 BP 无法使用。所有这些都凸显了在 CPB 期间需要进一步研究以指导镇静镇痛的需求。在心脏手术实施麻醉的过程中，预防患者术中意识并维持平稳血流动力学仍然是最重要的。
BIS 监测可有效的指导心脏麻醉的顺利实施，一定程度上减少术后苏醒时间以及住院时间，减少术后因气管导管留置时间长而导致的患者呼吸系统并发症的发生。
BIS 监测可带来许多好处，例如减少全身麻醉药的不良反应，缩短在 PACU停留时间，降低术后恶心呕吐发生率。当将 BIS 监测应用于全身麻醉时，患者通常会被接受较低剂量的镇静药，麻醉后恢复更快。使用较低剂量的麻醉剂，可以避免低血压致全身重要器官低灌注及麻醉药物的毒性反应。
而在静脉全身麻醉时，BIS 监测能有效避免术中患者知晓率，可使术中意识的发生率降低约 80%。目前 BIS 已被国内外很多大医院广泛用作全身麻醉深度的监测器，使用中发现 BIS 监测可减少麻醉剂的使用，促进患者术后康复。用 BIS 进行麻醉深度的监测可以减少与全身麻醉有关的并发症。在全麻期间调整麻醉药剂量，将 BIS 维持在 40-60 之间，总麻醉药剂量降低 11–27％。BIS 监测已成为麻醉深度监测的重要指标。
体外循环心内直视手术麻醉中应用 BIS 监测具有重要应用价值。BIS 监测避免了人为主观评估的不准确性，可直观连续评估麻醉深度。
BIS 监测可缩短苏醒时间，提高了麻醉质量。体外循环心内直视手术中应用 BIS 监测，使用阿片类药物、短效镇静药物进行麻醉，将 BIS 值控制在 40-60 左右，达到合适麻醉深度。相比与依靠临床经验用药，可发现麻醉药物使用总量明显偏低。
血流动力学更平稳。BIS 是将人体脑电图中的功率、位相、频率还有谐波等四个项目综合起来通过数字表现出来，BIS 值的范围是0-100，80～100 表示患者处于清醒状态，60～79 表示患者大脑皮层受抑制程度较浅，40～59 作为术中能够满足手术刺激程度的临床麻醉状态，低于40 则表示患者大脑皮层受抑制程度过深。
在体外循环心内直视手术中应用 BIS 监测，术中维持 BIS 值在 40-60 范围内观察麻醉药用量以及血压心率的变化。为体外循环心内直视手术麻醉中应用 BIS 监测指导合理应用麻醉药调控麻醉深度提供依据。
体外循环心内直视手术麻醉特点
体外循环心内直视手术目前仍基本沿用镇静药加大剂量芬太尼镇痛加肌松药联合麻醉的方法，复合应用大剂量阿片类药，可以减少术中血流动力学变化，但将阿片类药作为主要麻醉剂可能存在的问题是虽然有强效镇痛药，但对意识消失的效果并不确切。麻醉诱导给予咪达唑仑 0.08-0.15mg/kg、芬太尼 6-10μg/kg、苯磺顺阿曲库铵 0.2-0.3mg/kg、依托咪酯 0.2-0.3mg/kg，血压下降视情况给予血管活性药。
麻醉维持期应用丙泊酚联合右美托咪定泵注镇静维持麻醉深度，而丙泊酚联合右美托咪定镇静，镇静深度并不确切。丙泊酚可导致血管明显扩张，血管张力降低，静脉回流减少，心脏收缩力没有反射性增加，当剂量进一步增加且复合右美托咪啶后，患者 MAP、HR、CO 明显下降，异丙酚的药代动力学个体差异很大，因此，应针对每位患者对丙泊酚的反应程度调整麻醉剂量。
右美托咪定兼具镇静和镇痛作用，心脏手术中应用右美托咪定可减少丙泊酚的剂量，降低 HR，减少心肌氧耗的同时几乎不影响血压。联合用药后，患者的镇静麻醉深度通过 BIS 监测针对性个体化、精准化调控。通过 BIS 监测可调整镇静药的剂量，避免麻醉过浅至术中记忆或术中知晓。
有研究表明 BIS 有可能成为判断麻醉深度较准确的指标。特别是对于体外循环心内直视手术的病人，患者心功能都有一定的问题，少量的麻醉药就可能引起剧烈的血流动力学波动，引起明显的血压心率的下降。
但当麻醉镇静镇痛不够的情况下手术刺激程度增加又会引起血压心率明显的上升，血流动力学的剧烈波动会增加心肌耗氧。体外循环期间降温复温，体温的变化对麻醉深度的影响也很大。有研究发现 BIS 值在 CPB 开始及降温期均有所下降，鼻温谷期 BIS 最低，复温期数值随体温升高数值上升。
报道在体外循环中 BIS 与体温之间的关系是体温每下降 1 摄氏度，BIS 下降 1.12，且 BIS 与体温的关系不受年龄，麻醉药浓度及手术时间的影响。BIS 值这种降低也可能是由于脑灌注不足脑缺血缺氧、大脑皮质抑制所致。此时发生的脑缺氧可能是导致 CPB 继发的神经功能障碍的原因。
当复温阶段，体温上升，脑代谢增强、脑电活动增多，BIS 值随体温升高快速上升。CPB 停止后由于心肌再灌注损伤，经常需要泵注血管活性药维持平稳血流动力学。这些因素下，很难像以往通过患者的血压、心率调整用药量。通过借助 BIS 监测，麻醉医师判断血压心率波动的原因，可以先排除由于麻醉过浅引起的血压升高或麻醉过深引起的血压下降的因素。
血流动力学参数并不一定能预测麻醉偏浅，临床上会碰见术中患者苏醒睁眼时，血液动力学仍然很平稳。BIS 也不能预测伤害性刺激引起的自主反应。BIS 反映的是大脑皮层的抑制状态，心血管反应是由皮层下中枢控制。
另外，研究记录诱导期及气管插管即刻、锯胸骨即刻各时点的 BIS 值，发现诱导给药后 BIS 均显著下降，BIS 值在气管插管即刻、锯胸骨即刻显著升高，表明 BIS 值在刺激相对较强的阶段普遍升高。伤害性刺激引起的皮层唤醒作用不一定被麻醉药有效抑制。血液动力学较稳定的情况下病人仍可发生知晓。
麻醉药物对 BIS 值的影响
术中患者 BIS 值的变化跟很多因素有关，比如患者体温、以及术中使用的麻醉药种类及剂量。静脉麻醉药物对 BIS 值的影响各有差别，有研究报道丙泊酚，右美托咪定等镇静药的血药浓度与 BIS 值有较好的一致性。
有顺行性遗忘作用的镇静类麻醉药咪达唑仑与 BIS 值的变化也有很好的一致性。氯胺酮兼有镇静和镇痛作用，会增加患者脑血流量及脑代谢率，这种情况下会使 BIS 值升高。当氯胺酮复合其他镇静类麻醉药使用时，患者的镇静深度会增加，而 BIS 值的变化不大。目前临床麻醉中使用较多的吸入麻醉药主要有七氟烷和异氟烷，不同的吸入麻醉药其最低有效肺泡浓度不同，使用吸入麻醉镇静时，通过 BIS 值评估麻醉深度可能不够准确。
右美托咪定(dexmedetomidine，DEX)是高选择性α2 肾上腺素受体激动药，应用DEX 可使患者大脑血流量和脑氧代谢同时下降，脑氧供需平衡不会受到影响。DEX 可以减少氧化应激反应及炎性反应，对脑、肺、肝脏、肾脏、肠等重要器官具有保护作用。
研究表明成年人使用 DEX 镇静后，BIS 值会相应下降， 两者之间有很好的一致性。儿童使用 DEX 镇静时也有同样的效果。目前临床麻醉中使用的镇痛药阿片类药物主要作用部位在皮层下中枢及脊髓。而 BIS 值无法准确反应镇痛深度。当镇痛药的使用剂量高达五倍常用量时，才会使 BIS 值有所下降。
所以术中使用阿片类药物时，BIS 值变化很小。但阿片类药物和镇静药物有协同作用，阿片类镇痛药物使用量达到阻断手术中的伤害刺激反应时，镇静药的使用量会相应减少。术中静脉泵注丙泊酚时，配合使用阿片类镇痛药后，患者伤害性刺激减少， BIS 值波动减小，所以镇痛药其实对 BIS 值起到间接影响作用。
特别是在心脏手术中，经常使用大剂量阿片类镇痛药芬太尼以减少锯胸骨、体外转机、关胸等时刻的强烈应激反应，通常芬太尼使用量都会大于 5 倍常用量，加上体外循环期间低体温也会使大脑皮层受抑制，从而使BIS 值下降，故心脏手术中维持 BIS 值在 40-60 所使用镇静药量相较非心脏手术少。
神经肌肉阻滞（BNM）虽然会降低肌电图活动。但 BIS 值主要反应的是大脑皮层的活动，肌松水平或肌电活动对 BIS 值没有影响，Greif等应用 TOF 监测，在不同肌松水平下 BIS 值会不会发生变化，最终发现肌松水平对 BIS 值几乎没有太大影响。BNM 的持续灌注会使 BIS 值发生微小变化，但临床意义不大，因此不会干扰 BIS 监测这些患者的意识水平。
体外循环心脏手术麻醉中 BIS 监测的应用
接受体外循环心脏手术的患者，大多都有器质性瓣膜病变，甚至有可能冠状动脉也发生了病变，心功能均有所下降。手术中使用的镇静镇痛类麻醉药几乎都有不同程度的抑制心肌及扩张外周血管作用，少量的麻醉药就可能引起剧烈的血流动力学波动，引起明显的血压心率的下降。
但当麻醉镇静镇痛不够的情况下切皮、锯胸骨等的刺激又会引起血压心率明显的上升，体外循环（CPB）中，因转流和低温的影响，患者体内代谢和麻醉药物的动力学均受到影响。CPB 开始时，患者体内的麻醉药血药浓度会下降而导致麻醉变浅。CPB 期间患者脑组织灌注为非搏动性灌注，低灌注引起脑组织缺血缺氧，脑血管失去自身调节作用，分流量的增加，减少了脑氧耗并抑制脑电活动，患者的麻醉深度波动大。
有研究报道在体外循环中 BIS 与体温之间的关系是体温每下降 1 摄氏度，BIS 下降 1.12，且BIS 与体温的关系不受年龄，麻醉药浓度及手术时间的影响。故在体外循环鼻温谷期可适当减小麻醉镇静药用量，复温期要及时增加麻醉镇静药用量，才能维持合适的麻醉深度。体外循环停止后由于心肌再灌注损伤，经常需要泵注血管活性药维持平稳血流动力学。
这些因素下，很难像以往通过患者的血压、心率来调整麻醉药的用量。心脏手术术中知晓发生率高达 0.2％～２％，甚至较其他外科手术高 10 倍。BIS 监测麻醉深度非常有利于降低心脏手术术中知晓的发生。以往，由于报道心脏手术术中知晓发生率较高，致使麻醉医师在进行心脏手术麻醉时，因担心患者术中知晓而加深麻醉。
有学者研究发现术中 BIS 低于 40 时间越长脑损伤会增加，从而导致患者术后中枢神经系统并发症发生，也会增加术后死亡率。术中特别是体外循环期间麻醉深度对脑氧代谢平衡有一定影响，术中麻醉深度监测还能发现脑氧代谢突然失平衡的发生。心脏手术中会使用大剂量阿片类镇痛药，镇静药的使用量相对于非心脏手术会有所减少，但具体减少多少，就需要通过联合 BIS 监测下进行个体化、精准调控。
体外循环下心内直视手术麻醉中应用 BIS 监测麻醉深度具有重要价值,可在保障手术顺利进行前提下，通过 BIS 监测指导下个体化用药，并根据手术过程中刺激程度、体温的变化、患者镇静的深度精准化调控麻醉药用量,减少麻醉药物应用，维持血流动力学稳定。
