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摘要

背景：自动化催眠药物给药的闭环系统将连续脑电双频指数（BIS）监测与控制器算法相结合，以实时调整输注速率。与既往侧重总体控制指标的综述不同，本研究将麻醉深度视为一个非对称风险问题，将可能存在的麻醉不足暴露与麻醉过深暴露区分开来。

方法：本系统综述已在PROSPERO注册（CRD420251208039），检索了PubMed、Embase、Cochrane CENTRAL和Web of Science数据库，截止时间为2025年11月。纳入在成人非心脏手术中比较BIS引导的闭环系统与临床医生指导的手动控制的随机试验。主要结局指标为目标BIS值上下10个单位范围内的时间占比。

结果：研究共纳入17项试验，涉及1898例患者。闭环系统将目标BIS范围内的时间占比提高了17.6%（95%置信区间［CI］11.8~23.5；P<0.001），相当于在2小时的手术中，最佳麻醉深度时间额外增加约20分钟。双侧安全性得到证实：BIS <40的时间显著减少（均数差［MD］−17.2%；95% CI −26.8~−7.5；P<0.001），而BIS >60的时间无变化（MD −0.8%；95% CI −2.6~1.0；P=0.38）。控制器性能指标均倾向于自动化（波动、MDAPE、总体评分；均P<0.001）。拔管时间更短（MD −1.68分钟；P<0.001），而丙泊酚用量（P=0.13）和血管升压药使用（风险比1.04；P=0.62）无差异。

结论：BIS指导的闭环系统在麻醉深度控制方面实现了双侧安全性，可减少麻醉过深而不增加麻醉不足，同时恢复速度略有加快，并能够保持血流动力学稳定性。上述研究结果支持将自动化催眠控制策略，在维持生理稳定的同时有助于平衡术中风险。

关键词：麻醉深度；自动化药物输注；BIS监测；闭环系统；催眠控制；术中监测；丙泊酚

研究要点：

1.闭环系统相比手动滴定能提高目标脑电双频指数（BIS）范围内的时间比例，但此前并不清楚这一获益究竟源于麻醉过深的减少、麻醉不足的减少，还是两者兼有。

2.本荟萃分析纳入17项试验共1898例患者，结果显示闭环系统可显著减少麻醉过深时间（BIS < 40），同时并未增加麻醉不足时间（BIS > 60），呈现出双向安全性。

3.上述结果支持将自动化催眠控制作为一种风险再平衡策略，但在该技术广泛进入临床之前，仍面临转化应用方面的诸多挑战。

引言

维持适当的麻醉深度是全身麻醉的核心目标之一，直接关系到术中安全、血流动力学稳定及术后恢复质量。然而，传统的手动滴定镇静药物高度依赖临床经验、认知负荷以及对生理替代指标的主观判读，加之药代动力学和药效学的个体差异显著，使得麻醉深度调控更趋复杂，常出现麻醉过深或过浅的情况，二者均与不良预后相关，包括血流动力学不稳定、苏醒延迟以及术后认知功能障碍和谵妄风险增加。

基于脑电图的脑电双频指数（BIS）监测可在床旁连续、定量地评估麻醉深度。与此同时，闭环药物输注系统应运而生，该系统将BIS监测与自动化控制器算法相结合，可持续调整镇静药物输注速率。通过高频反馈和标准化响应，闭环系统旨在减少手动滴定固有的变异性，提高目标范围内的时间比例，并尽量减少过深或过浅麻醉事件的发生。

目前已有多个随机对照试验比较了BIS引导的闭环系统与临床医生手动控制的效果，结果显示闭环系统在控制器性能指标（如波动、中位绝对性能误差）方面更优，BIS稳定性更高，部分研究还观察到恢复时间缩短。但这些研究在控制器结构、BIS目标值、麻醉方案和手术人群方面存在异质性，且多数试验对临床相关次要终点的检验效能不足。因此，有必要进行当前的定量汇总分析，以明确BIS引导的闭环催眠控制获益的程度和一致性。

本系统综述和荟萃分析的目的是评估全身麻醉中BIS引导的闭环自动化催眠药物输注系统相比临床医生手动滴定的有效性与安全性。与既往主要报告总体BIS控制指标的综述不同，单凭目标范围内时间占比无法区分改善究竟源于麻醉过深减少、麻醉过浅减少，还是两者之间的权衡。因此，我们将麻醉深度视为一种非对称风险问题，分别量化BIS >60和BIS <40的时间，以表征浅麻醉和深麻醉的暴露情况。

方法

研究设计与注册
本系统综述和荟萃分析遵循系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA 2020）声明进行。研究方案已在国际系统综述前瞻性注册平台（PROSPERO）注册，注册号为CRD420251208039。

数据来源与检索策略
系统检索了PubMed、Embase、Cochrane CENTRAL和Web of Science数据库，检索时间范围为建库至2025年11月。检索词结合了受控词汇和自由文本，涵盖闭环系统、自动化药物输注、脑电双频指数和全身麻醉等相关主题。各数据库的完整检索策略见在线补充附录1。

纳入标准
纳入的随机对照试验需满足以下条件：研究对象为接受非心脏手术的成年患者（≥18岁），术中采用全身麻醉并持续进行BIS监测。干预措施为BIS引导的闭环催眠药物输注系统（丙泊酚±阿片类药物），对照组为临床医生指导的手动滴定。手动滴定定义为需要人工主动决策进行剂量调整的任何滴定策略，包括传统推注给药、手动调整速率的持续输注，或未结合自动BIS反馈的目标靶控输注（TCI）。排除无自动反馈的TCI评估、无BIS引导的药代动力学模型比较或非随机设计的研究。

研究筛选
两名评审员独立筛选标题和摘要，随后对可能相关的文献进行全文评估。分歧通过协商达成一致，必要时由第三方裁定解决。次要结局指标还包括恢复情况（拔管时间、睁眼时间、诱导时间）、药物用量（丙泊酚、瑞芬太尼、芬太尼）以及血流动力学安全性结局（血管升压药使用情况）。

偏倚风险评估

由两名评审员独立使用Cochrane偏倚风险评估工具（RoB 2.0）对纳入研究进行偏倚风险评估，评估领域包括随机化过程、与预期干预的偏离、结局数据缺失、结局测量和选择性报告。分歧通过协商达成一致。各研究的偏倚风险判断及各个领域的整体分布情况见在线补充材料图S11和S12。

统计分析

所有统计分析均使用R软件（版本4.3.2）及其meta和metafor程序包完成。二分类结局以风险比（RR）及其95%置信区间（CI）表示，采用Mantel-Haenszel法合并。连续性结局以均数差（MD）及其95% CI表示，采用逆方差法合并。所有分析均采用随机效应模型，研究间方差（τ²）通过限制性最大似然法估计。统计学异质性采用I²和τ²统计量进行量化。针对主要结局指标计算预测区间，以评估未来研究中预期效应值的分布范围。采用荟萃回归分析探索发表年份是否对效应估计值产生修饰作用。通过漏斗图直观检查并结合Egger回归检验评估潜在的小样本效应。

结果

研究筛选与特征

系统检索共获得1567条记录。经去重和纳入标准筛选后，65篇文献进入全文审阅，最终纳入17项随机对照试验进行系统综述和荟萃分析（图1）。主要排除原因为仅使用挥发性麻醉药、研究对象为儿童、缺乏相关结局指标或方法学质量不足。

图1 研究筛选流程的PRISMA示意图。

临床结局

麻醉深度控制

共15项研究（n=1834）评估了术中BIS值处于目标值±10范围内的时间比例。闭环系统显著增加了目标范围内的时间比例（均数差为17.61%；95% CI 11.78~23.45；P<0.001；I²=92.2%；图2a）。BIS >60的时间在两组间无显著差异（均数差为−0.80%；95% CI −2.60~1.00；P=0.38；I²=73.4%；图2b），而麻醉过深（BIS <40）的时间在闭环组显著减少（均数差为−17.15%；95% CI −26.79~−7.50；P<0.001；I²=94.0%；图2b）。

恢复情况

共9项研究（n=1224）报告了拔管时间，闭环组拔管时间更短（均数差为−1.68 min；95% CI −2.45~−0.90；P<0.001；I²=69.9%）。评估睁眼时间的3项研究（n=154）同样支持自动化滴定（均数差为−1.48 min；95% CI −2.70~−0.27；P=0.02；I²=75.1%）。评估诱导时间的6项研究（n=817）显示两组间无显著差异（均数差为0.38 min；95% CI −0.07~0.84；P=0.10；I²=84.3%）。

图2 森林图：闭环系统与手动控制麻醉深度控制的比较 （a）目标BIS范围内时间百分比（BIS值处于目标值±10范围内的时间比例）；（b）目标BIS范围外时间百分比（BIS值超出目标范围的时间比例）

药物用量与血流动力学影响

评估丙泊酚用量的13项研究（n=1617）显示两组间无显著差异（均数差为−0.35 mg·kg⁻¹·h⁻¹；95% CI −0.80~0.11；P=0.13；I²=88.3%）。瑞芬太尼总用量显示较小但有统计学意义的差异（均数差为0.03 μg·kg⁻¹·min⁻¹；95% CI 0.01~0.05；P=0.001；I²=89.6%）。评估血管升压药使用情况的8项研究（n=1024）显示两组间无显著差异（风险比1.04；95% CI 0.88~1.23；P=0.62；I²=0%）。

控制器性能

控制器特异性性能指标一致倾向于自动化滴定。闭环控制组波动（wobble）显著降低（12项研究，n=1481；均数差为−1.24；95% CI −1.98~−0.51；P<0.001；I²=72.2%；图3a）。准确性通过中位绝对性能误差（MDAPE）衡量，同样支持闭环系统（12项研究，n=1481；均数差为−4.91；95% CI −6.52~−3.31；P<0.001；I²=90.4%；图3b）。总体性能评分显示闭环控制有显著改善（7项研究，n=1025；均数差为−17.21；95% CI −25.75~−8.66；P<0.001；I²=90.8%；图3c）。

图3 森林图：闭环系统与手动控制控制器性能指标的比较；（a）波动（Wobble）；（b）中位绝对性能误差（MDAPE）；（c）总体性能评分（Global performance score）

控制器算法描述

本系统综述纳入的17项随机对照试验评估了多种BIS引导的闭环控制器架构，大致可分为三个技术框架（图4）

图4 该系统由三个核心部分组成：（1）传感器——BIS监测仪，持续反馈麻醉深度信息；（2）控制器——算法根据实测值与目标值的偏差计算所需药物调整量；（3）执行器——输液泵按调整指令输注丙泊酚。该反馈环路持续运行，能够快速纠正超出手动滴定能力范围的偏差。BIS，脑电双频指数。

讨论

本系统综述与荟萃分析（17项随机对照试验，1898例患者）表明，与临床医生手动滴定相比，BIS引导的闭环系统可显著改善麻醉深度控制：目标BIS范围内时间比例明显增加，麻醉过深（BIS<40）暴露大幅减少，而麻醉过浅（BIS>60）时间未增加，呈现出非对称的“双向安全性”特征——自动化反馈在减轻过度镇静的同时不增加麻醉不足风险。此外，闭环系统可加快苏醒（拔管时间缩短），且不增加血管升压药使用，血流动力学稳定。

与既往综述不同，本研究将麻醉深度控制重构为风险平衡问题，而非单纯的变异性缩减。通过分别量化BIS>60和BIS<40的时间，揭示了总体指标无法反映的非对称安全特征，具有重要临床意义：术中知晓可导致严重心理后果，而麻醉过深则与术后谵妄及认知功能障碍相关，手动滴定常因偏倚而倾向过深，闭环系统则能有效平衡这两种竞争性风险。

麻醉恢复方面，闭环组拔管更快，但丙泊酚总用量无差异，提示获益源于药效学精准度提升而非药物节约。闭环系统的优势在不同年份间保持稳定，表明其核心在于持续自动反馈原则，而非特定算法。尽管人工智能等新技术未来可能进一步优化，但当前证据基础反映的是二十余年技术积累，尚无系统实现广泛临床部署，转化受监管、基础设施及工作流程等多重因素制约。总体而言，闭环系统提供了更精确的催眠控制，支持其作为风险再平衡策略的临床应用前景。

结论

综上所述，在成人非心脏手术中，BIS指导的闭环系统相比手动滴定能够实现更精确的催眠药物控制，显著延长目标BIS范围内的时间，减少麻醉过深暴露，加速苏醒过程，且不影响血流动力学稳定性。

原文链接：

Felippe VA, Dias HS, da Hora DAB, et al. Closed-loop systems for automated hypnotic drug delivery during general anaesthesia: a systematic review and meta-analysis. Br J Anaesth. 2026 Jun;136(6):1811-1821. doi: 10.1016/j.bja.2026.03.020. E

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