Биспектральный индекс (BIS) ЭЭГ— эмпирическая, статически вычисляемая переменная, которая позволяет получить информацию о взаимодействии корковых и подкорковых областей мозга. BIS, который выражается в единицах от 0 до 100, надежно и адекватно характеризует состояние сознания в норме. При значениях BIS, равных 95 и более, констатируется состояние полного сознания.
Биспектральный индекс широко применяется для оценки глубины сна при наркозе.
Биспектральный анализ — следующий уровень после спектрального. Принимая во внимание, что фазовый спектр, получаемый в результате анализа Фурье, измеряет фазу частотных компонент относительно начала эпохи, биспектры измеряют корреляцию фазы между различными частотными компонентами.
Биспектры — хороший показатель мозговых изменений в цикле бодрствование/сон. Биспектральный анализ был впервые разработан в начале 1960-х для характеристики фазовых отношений и нелинейных свойств волновых движений во время изменения атмосферного давления. Применение биспектров к анализу ЭЭГ произошло с развитием высокоскоростной микрокомпьютерной технологии. Биспектральный анализ был предложен как инструмент обработки ЭЭГ в конце 1980 — начале 1990-х, при том что еще даже теоретическая связь между физиологией нейронных сетей коры мозга и частотной синхронностью не была предложена. Современные теории выдвигают гипотезу, что тесные (сильные) фазовые отношения ЭЭГ обратно пропорциональны числу независимых ЭЭГ-пейсмейкеров в мозгу.
Взаимосвязь с глубиной анестезии
Потеря способности к реагированию на вредные стимулы может встречаться в диапазоне значений BIS от 0 до 65. Значения больше 65 связаны с увеличением способности к реагированию во время операции и способности послеоперационного воспоминания операционных вмешательств. Для различных седативных шкал, используемых в исследовании, значения BIS были обратно пропорциональны увеличению глубины наркоза. Значения 90-100 связаны с паттерном ЭЭГ при сосредоточенном внимании, а значение 0 отражает полностью подавленную ЭЭГ (изоэлектрический паттерн).
Биспектральный индекс (BIS, Aspect Medical Systems, Natick, MA) является комплексным параметром, составленным из комбинации временной области, частотной и спектральных субпараметров высокого порядка. Это уникальный среди параметров QEEG, потому что он объединяет несколько независимых дескрипторов ЭЭГ в единственную переменную. Особая смесь субпараметров индексов BIS была эмпирически получена из специально собранной базы данных ЭЭГ и поведенческих опросников, представляющей приблизительно 1500 случаев анестезии (почти 5000 часов записей), с использованием различных доз и лекарственных препаратов. Затем индексы BIS были проверены на другой популяции. Дополнительное значение (мощность) в каждом отведении ЭЭГ изменяется с глубиной анестезии. Устройства, которые осуществляют BIS, — в настоящее время единственные, одобренные Food and Drug Administration для продажи в качестве мониторов эффекта анестезии на мозг. Хотя биспектральный анализ вовлекает сложные математические преобразования, современные компьютеры достаточно мощны для их вычислений в реальном времени. Для регистрации ЭЭГ пациента требуется BIS-датчик. Датчик—обычно сенсорная полоска, которая имеет маркеры локализации для упрощения размещения датчика.
BIS — безразмерный параметр ЭЭГ в пределах от 0 до 100. Он определяется в результате анализа Фурье и биспектрального анализа безартефактных участков записи ЭЭГ BIS рассчитывается алгоритмом, который объединяет три фактора: 1) степень совпадения фаз волновых сигналов ЭЭГ (бикогерентность); 2) мощность ЭЭГ в дельта- (1 —4 Гц) по отношению к бета-диапазону (13—30 Гц) (спектры мощности); 3) пропорция ЭЭГ, которая является изоэлектрической. Степень бикогерентности ЭЭГ увеличивается с увеличением глубины анестезии и обратно пропорциональна результирующему индексу BIS.