優(yōu)化后招飛腦電閃光誘發(fā)技術(shù)設(shè)備在腦功能鑒定中的應(yīng)用研究

陳勇勝　賈宏博

(空軍航空醫(yī)學(xué)研究所，北京，100142)

?

臨床睡眠醫(yī)學(xué)

優(yōu)化后招飛腦電閃光誘發(fā)技術(shù)設(shè)備在腦功能鑒定中的應(yīng)用研究

陳勇勝賈宏博

(空軍航空醫(yī)學(xué)研究所，北京，100142)

目的：研究?jī)?yōu)化后的腦電閃光誘發(fā)(PSA)技術(shù)設(shè)備對(duì)腦功能鑒定的作用，為提高空軍招飛選拔的效率提供技術(shù)和方法。方法：采用PSA技術(shù)檢查3 000名參加空軍招飛的應(yīng)征青年，觀察新舊技術(shù)設(shè)備對(duì)腦功能的鑒定效果。結(jié)果：在PSA鑒定的4項(xiàng)EEG指標(biāo)“節(jié)律同化”“倍數(shù)反應(yīng)”“小數(shù)反應(yīng)”“異常腦波”中，新技術(shù)設(shè)備對(duì)“EEG異常”和“EEG邊緣異常者的“節(jié)律同化”指標(biāo)的誘發(fā)效果均提高顯著；“倍數(shù)反應(yīng)”和“小數(shù)反應(yīng)”指標(biāo)僅在確定為“EEG異常”者中表現(xiàn)為顯著提高；“節(jié)律同化”指標(biāo)的持續(xù)時(shí)間可作為對(duì)腦功能分級(jí)的量化指標(biāo)。結(jié)論：PSA技術(shù)設(shè)備是鑒定“邊緣異?！蹦X功能穩(wěn)定性的有效方法。

腦電圖；閃光刺激；節(jié)律同化；飛行員選拔；腦功能

招飛腦電圖(EEG)檢查是篩查應(yīng)征青年“癲癇”及“癲癇樣腦功能異?！钡慕饦?biāo)準(zhǔn)，是空軍招飛體檢神經(jīng)-精神科的一項(xiàng)重要輔助檢查項(xiàng)目[1-4]。全部檢測(cè)流程包括：1)安靜閉目檢查;2)睜閉眼反應(yīng)檢查;3)多度呼吸誘發(fā)檢查;4)間斷閃光刺激誘發(fā)(Photic Stimulative Activation，PSA)檢查等4個(gè)階段，其中，PSA檢查歷年來(lái)屬薄弱環(huán)節(jié)。招飛腦電設(shè)備自2002年數(shù)字化改造以來(lái)，已使用近10年。專伺PSA檢查的閃光燈亮度降低，設(shè)備老化嚴(yán)重，導(dǎo)致PSA誘發(fā)效果差；在檢查標(biāo)準(zhǔn)掌握方面，由于缺乏統(tǒng)一量化標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致選拔效果降低。比如，觀察閃光“節(jié)律同化”現(xiàn)象是本項(xiàng)選拔的基本要求[5-6]，但“同步化”到什么程度是可以接受的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定，僅憑檢查人員目測(cè)腦電同步化信號(hào)的好壞，下“好”或“一般”或“差”的結(jié)論，主觀性極大。另外，對(duì)閃光誘發(fā)中出現(xiàn)的異常波均以定性而非定量描述，造成檢查結(jié)果的不確定性，這些不足均亟待改進(jìn)和提高。

1　技術(shù)與方法

1.1對(duì)象參加空軍2013-2015年度招飛選拔的青年應(yīng)征者6 500人，年齡17～19歲，平均(18.4±1.5)歲，選擇其中3 000人進(jìn)行研究。全體應(yīng)征者無(wú)神經(jīng)-精神系統(tǒng)病史及用藥史，無(wú)癲癇病家族史，均通過(guò)了空軍招飛體檢的初檢。

1.2方法

1.2.1PSA檢測(cè)技術(shù)設(shè)備優(yōu)化在對(duì)設(shè)備閃光燈外形，亮度進(jìn)行改進(jìn)和提高的同時(shí)，采用“德?tīng)柗品ā?Delphic methods)[7]對(duì)“空軍招飛腦電圖檢查標(biāo)準(zhǔn)”中PSA技術(shù)的閃光頻率序列：6 Hz、8 Hz、10 Hz、13 hz、15 Hz、20 Hz、30 Hz進(jìn)行優(yōu)化取舍，保留中間的8 Hz、10 Hz、13 hz、15 Hz，舍去兩端的6 Hz、20 Hz、30 Hz。

1.2.2招飛選拔效果驗(yàn)證將新、舊技術(shù)設(shè)備同時(shí)用于招飛體檢選拔，同一名應(yīng)征者先進(jìn)行舊設(shè)備的檢查后再進(jìn)行新設(shè)備的檢查，比較新舊設(shè)備使用效果。

表1　招飛腦電圖閃光誘發(fā)試驗(yàn)檢查參考標(biāo)準(zhǔn)

表2　新舊閃光燈誘發(fā)檢查異常率比較(%，n=3 000)

注：新設(shè)備檢出率與舊設(shè)備檢出率比較，P<0.05。

Note：Comparsion of new detection rate to old one，P<0.05。

表3　新舊閃光燈誘發(fā)檢查節(jié)律化同步持續(xù)時(shí)間異常率比較(%，n=3 000)

注:新設(shè)備檢出率與舊設(shè)備檢出率比較，P<0.05。閃光頻率f=8 Hz,10 Hz,13 Hz,15 Hz，每一頻率持續(xù)時(shí)間T=15 sec。

Note：Comparsion of new detection rate to old one，P<0.05。flash rate=8 Hz,10 Hz，13 Hz,15 Hz，time of duration per rate were 15 sec。

表4　新舊閃光燈誘發(fā)檢查腦波異常率比較(%，n=3 000)

注:新設(shè)備檢出率與舊設(shè)備檢出率比較，P<0.05。

Note：Comparsion of new detection rate to old one，P<0.05。

1.2.3參考國(guó)內(nèi)高秀賢等的研究[8]，設(shè)定PSA誘發(fā)及鑒定參考值如表1。

通過(guò)PSA持續(xù)時(shí)間對(duì)腦功能穩(wěn)定性做出如下分級(jí)：同步化持續(xù)時(shí)間t超過(guò)總誘發(fā)時(shí)間(T)的2/3，異常波波幅超過(guò)40 μV的為優(yōu)越；持續(xù)時(shí)間小于1/3，異常波波幅小于20 μV的為差；介于兩者之間為良好。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 14.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)以百分?jǐn)?shù)(%)表示，新舊設(shè)備檢測(cè)值采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1PSA誘發(fā)效果比較在EEG淘汰和EEG邊緣異常(保留)的應(yīng)征者中誘發(fā)的“節(jié)律同化”指標(biāo)，新設(shè)備較舊設(shè)備均有顯著提高(χ2=0.88；χ2=5.43；P<0.05)，其他3項(xiàng)指標(biāo)：“倍數(shù)反應(yīng)”“小數(shù)反應(yīng)”“異常腦波”在新舊設(shè)備誘發(fā)期間，雖然也有顯著差異，但沒(méi)有全部表現(xiàn)出新設(shè)備提高的現(xiàn)象，可能與他們和新舊設(shè)備自身參數(shù)之間無(wú)特異性，或與提高的閃光燈亮度，或閃光持續(xù)時(shí)間等參數(shù)關(guān)系較弱有關(guān)，見(jiàn)表2。

2.2同步持續(xù)時(shí)間、腦波異常率比較在EEG邊緣異常(保留)的應(yīng)征者中，新閃光燈“節(jié)律同化持續(xù)時(shí)間”指標(biāo)大于10 s和小于5 s的均較舊設(shè)備提高(χ2=15.43；χ2=14.34；P<0.05)，而介于5 s，10 s之間的卻低于舊設(shè)備，表明腦功能處于良好狀態(tài)的一部分人被選拔成腦功能優(yōu)越者(大于10 s)，而另一部分人被選拔為腦功能差者(小于5 s)，仍提示新設(shè)備較舊設(shè)備的選拔效果提高，見(jiàn)表3。同樣，在異常腦波方面，波幅A<20 μV，表示腦功能差的邊緣異常者，新設(shè)備選拔率也高于舊設(shè)備(χ2=22.34，P<0.05)，見(jiàn)表4。

3　討論

3.1PSA選拔技術(shù)與空戰(zhàn)的關(guān)系近些年,美國(guó)空軍的F-22，俄羅斯空軍的Su-35等戰(zhàn)機(jī)性能逐年提升，高空、高速飛行和空戰(zhàn)帶來(lái)的座艙外各種光的刺激對(duì)飛行員的影響已引起各國(guó)家空軍航空醫(yī)學(xué)研究人員的重視?？罩薪喔穸房?空導(dǎo)彈爆炸閃光，超視距攻擊擺脫的導(dǎo)彈爆炸閃光，對(duì)地攻擊時(shí)地面防空武器炮火爆炸閃光，空中異常氣候雷電閃光等均是不可避免的誘發(fā)因素。盡管這些誘發(fā)因素導(dǎo)致飛行員“空中失能”的直接證據(jù)并不多，但肯定是間接因素已得到專家共識(shí)[9-16]。盡管通過(guò)在頭盔上加裝遮陽(yáng)面板可以減少?gòu)?qiáng)光對(duì)眼睛的刺激，但消除作用畢竟有限，而且，強(qiáng)光刺激誘發(fā)腦功能突發(fā)異常的“閾限值”受空中研究環(huán)境條件限制，目前仍是未知；另一方面，還存在腦功能不穩(wěn)定因素的潛在誘發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。比如，腦內(nèi)的潛伏“癲癇樣”病灶，在地面常壓環(huán)境下可能終生不發(fā)，但如果遇到合適的突發(fā)因素，誘發(fā)“空中失能”的概率將成倍增加，而PSA是誘發(fā)這種潛在風(fēng)險(xiǎn)的有效方法，從飛行員選拔角度考慮，盡量減少這類易感人群進(jìn)入飛行員隊(duì)伍是可選方法之一，因此，強(qiáng)化PSA檢查技術(shù)與鑒定標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)務(wù)之急。

3.2“中間頻率”誘發(fā)可能更適用于招飛選拔PSA是篩查“光敏感性癲癇”或鑒定腦功能穩(wěn)定性的檢測(cè)技術(shù)。大量的臨床實(shí)踐及招飛實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，在誘發(fā)頻率序列中靠近中間的頻率對(duì)腦功能異常的誘發(fā)更敏感，而EEG癲癇樣異?；駿EG邊緣異常誘發(fā)率與誘發(fā)頻率成反比，即誘發(fā)使用的閃光頻率越高，異常誘發(fā)率反而越低，閃光頻率越低(低于6 Hz)越容易誘發(fā)(癲癇或癲癇樣異常)[10,17]。若僅僅針對(duì)篩查“癲癇病”而言，保留低端的誘發(fā)頻率似乎也是應(yīng)該的，但是招飛選拔面對(duì)的人群是EEG基本正常的應(yīng)征者，在他們進(jìn)入空軍的正式體檢(全面檢測(cè))前就已經(jīng)進(jìn)行了初選(排除了癲癇病史或家族史)，應(yīng)征者中患過(guò)“癲癇病”的幾乎為零，但是卻不能排除“疑似癲癇樣發(fā)作”(或癲癇樣EEG，或邊緣異常EEG)的情況。據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)資料[10]，人從出生到成年，腦功能發(fā)育處于動(dòng)態(tài)的變化當(dāng)中，只能說(shuō)在某個(gè)階段某種神經(jīng)功能(或腦功能)發(fā)育基本完成，但不可能“停止”。腦科學(xué)研究證明，腦細(xì)胞(或腦神經(jīng))每時(shí)每刻處于不斷減少的變化過(guò)程中，是一種程序性死亡，或“凋亡”，這個(gè)過(guò)程伴隨人的終生。目前尚無(wú)研究資料證明人腦神經(jīng)系統(tǒng)在某發(fā)育階段是“完美無(wú)缺”的。比如神經(jīng)系統(tǒng)的有髓神經(jīng)纖維(外面包裹有磷脂髓鞘)和無(wú)髓神經(jīng)纖維(無(wú)磷脂髓鞘包裹)，由于這種磷脂髓鞘的發(fā)育不完善(生理或病理性)，神經(jīng)組織細(xì)胞膜離子交換代謝異常，導(dǎo)致過(guò)度放電是誘發(fā)“癲癇”發(fā)作的電生理基礎(chǔ)[1,2,10]。這種人腦發(fā)育的不完善在一個(gè)正常成年人可能終生不發(fā)，但遇到合適的“特殊環(huán)境”誘發(fā)條件就很可能誘發(fā)腦功能異常。比如在戰(zhàn)斗機(jī)飛行中經(jīng)常會(huì)遇到的高空、高速飛行、大載荷機(jī)動(dòng)飛行、腦短暫充血或缺血(缺氧)、過(guò)度呼吸、閃光刺激等均是大腦超負(fù)荷的誘發(fā)因素。招飛選拔誘發(fā)的目的，即是最大限度地把具有這種在“特殊條件下”才爆發(fā)潛在危險(xiǎn)的人篩選出來(lái)，而且，針對(duì)正常人群的EEG的優(yōu)勢(shì)節(jié)律選拔可能是更有意義的選擇。誘發(fā)的頻率越接近EEG的優(yōu)勢(shì)節(jié)律，比如α節(jié)律，就越容易誘發(fā)“EEG異?！笔菢I(yè)內(nèi)專家的共識(shí)[1,2,8,10,17]。因此，保留誘發(fā)頻率序列中與α節(jié)律(頻率范圍8～12 Hz)接近的頻率更符合招飛選拔的要求。

3.3PSA方法可用于腦功能選拔對(duì)比結(jié)果表明，新設(shè)備并沒(méi)有對(duì)PSA指標(biāo)：“節(jié)律同化”“倍數(shù)反應(yīng)”“小數(shù)反應(yīng)”“異常腦波”均表現(xiàn)出“提高”的現(xiàn)象，而僅是個(gè)別指標(biāo)提高明顯，比如對(duì)“節(jié)律同化”指標(biāo)提高顯著，且在全部檢查過(guò)程中表現(xiàn)穩(wěn)定與PSA誘發(fā)設(shè)備參數(shù)和腦功能特點(diǎn)有關(guān)?！肮?jié)律同化”的光誘發(fā)是對(duì)大腦皮層功能區(qū)的活化，有大腦視覺(jué)功能區(qū)的參與，閃光亮度、頻率、刺激時(shí)間均會(huì)影響誘發(fā)效果。通過(guò)提高閃光亮度(被檢查者可接受范圍)，選擇合適的刺激頻率和刺激時(shí)間即可達(dá)到最佳效果。PSA“節(jié)律同化”的部位多見(jiàn)于枕葉，其次是頂葉，顳葉少見(jiàn)。“倍數(shù)反應(yīng)”出現(xiàn)于前部導(dǎo)聯(lián)而小數(shù)反應(yīng)則多見(jiàn)于頂、顳導(dǎo)聯(lián)。EEG邊緣異常的“倍數(shù)反應(yīng)”較多，而癲癇異常的“小數(shù)反應(yīng)”較多也與以往研究一致[8]。

對(duì)“EEG邊緣異?！?疑似癲癇樣EEG)的應(yīng)征者，新閃光燈節(jié)律同化誘發(fā)的有效率為3.5%，較舊的2.3%提高近1個(gè)百分點(diǎn)；而對(duì)確定為“EEG異?！钡膽?yīng)征者也可提高0.3個(gè)百分點(diǎn)。檢測(cè)結(jié)果還表明，在“倍數(shù)反應(yīng)”和“小數(shù)反應(yīng)”2項(xiàng)指標(biāo)中，新閃光燈對(duì)“倍數(shù)反應(yīng)”的誘發(fā)效果為0.83%，而“小數(shù)反應(yīng)”為0，表明“小數(shù)反應(yīng)”指標(biāo)可能更適用于已經(jīng)確定為“EEG異?！钡膽?yīng)征者，因?yàn)樵凇癊EG異常”的應(yīng)征者中，新閃光燈對(duì)“倍數(shù)反應(yīng)”和“小數(shù)反應(yīng)”的誘發(fā)效果分別是0.27%和0.5%(舊閃光燈分別為0.13%和0.33%)，均高于舊閃光燈。

本試驗(yàn)資料與以往文獻(xiàn)基本相符[8,10,17]，反映了“EEG邊緣異?！睉?yīng)征者腦功能不穩(wěn)定或發(fā)育欠完善。通過(guò)對(duì)PSA技術(shù)的研究與應(yīng)用，節(jié)律同化優(yōu)良與否完全可用客觀方法來(lái)鑒定腦功能的穩(wěn)定性。比如，節(jié)律同化持續(xù)在閃光刺激2/3的時(shí)間以上者稱為優(yōu)越反應(yīng)，反之為良好反應(yīng)。若持續(xù)在閃光刺激的1/3以下的時(shí)間則稱差反應(yīng)；同樣，這一階段出現(xiàn)的異常波的波幅也可作為參考依據(jù)：異常波幅在40 μV以上為優(yōu)越反應(yīng)，在20～40 μV之間為良好反應(yīng)，在20 μV以下為差反應(yīng)。通過(guò)PAS誘發(fā)的“同步化持續(xù)時(shí)間”將腦功能穩(wěn)定性分級(jí)，達(dá)到了量化區(qū)分的目的，這較以往僅通過(guò)目測(cè)判斷閃光誘發(fā)同步化“好”或“差”是質(zhì)的飛越，這種“數(shù)量化的分級(jí)”可為國(guó)際間相同技術(shù)的交流創(chuàng)造條件。

本研究“邊緣異常”應(yīng)征者中新設(shè)備誘發(fā)同步化持續(xù)時(shí)間小于5 s的為36.67%，較舊設(shè)備誘發(fā)的提高14個(gè)百分點(diǎn)(舊閃光燈為22%)；異常波波幅小于20 μV的為40%，較舊設(shè)備誘發(fā)的提高15個(gè)百分點(diǎn)(舊閃光燈為25%)，即在“邊緣異?！闭咧?保留)鑒定腦功能穩(wěn)定性差的檢出率分別提高了14和15個(gè)百分點(diǎn)，若PSA選拔效果缺位或下降，則有部分人可能漏檢，給將來(lái)的飛行員成才和訓(xùn)練埋下隱患。

4　PSA誘發(fā)異常波的鑒定

本研究發(fā)現(xiàn)，EEG“邊緣異?！闭咴赑SA誘發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)“散在尖波”占一定比例，達(dá)40%，僅個(gè)別導(dǎo)聯(lián)可見(jiàn)，偶發(fā)，并與PSA同步，可能與腦功能不穩(wěn)定性有關(guān)，或是PSA的正常良性反應(yīng)，但“尖波”在臨床腦電圖檢查中已被定義為“異常波”[1,2,3,10,17]，這種與PSA誘發(fā)關(guān)聯(lián)的“異常波”對(duì)招飛選拔的意義和重要性有待進(jìn)一步澄清和研究。

[1]馮應(yīng)琨.臨床腦電圖學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1984：60-63,70，129.

[2]黃遠(yuǎn)桂，吳聲伶.臨床腦電圖學(xué)[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出社,1984：67-71,98-103,124-152，140-150.

[3]趙國(guó)忠.腦電圖在檢查和鑒定飛行員癲癇中的應(yīng)用[J].航空軍醫(yī)，1980,6(4)：18-20.

[4]趙國(guó)忠.飛行學(xué)員腦電圖標(biāo)準(zhǔn)的初步探討[J].航空軍醫(yī),1981,2(63):6-10.

[5]金璋瑞，高明泉,王玉紅，等.腦電圖檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)的幾個(gè)問(wèn)題[J].航空軍,1999,1(2):51-53.

[6]孫慶林.招飛體檢652例腦電圖檢查結(jié)果分析[J].航空軍醫(yī)，1995,23(1)：27-28.

[7]劉偉濤，顧鴻，李春洪.基于德?tīng)柗品ǖ膶＜以u(píng)估方法[J].計(jì)算機(jī)工程，2011,37(增刊)：189-204.

[8]高秀賢，郭丹華，馮應(yīng)琨.節(jié)律性閃光刺激提高EEG陽(yáng)性率的研究-附109例臨床EEG閃光刺激分析[J].腦與神經(jīng)疾病雜志,1994,2(1):23-24.

[9]Dehart RL.航空航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:解放軍出版社，1990：168-205.

[10]Ebersole JS，Pedley TA.中國(guó)抗癲癇協(xié)會(huì)專家組譯.現(xiàn)代臨床腦電圖學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2009:120-240.

[11]金璋瑞，王玉紅，李連臣,等.腦電圖特征與飛行能力的關(guān)系[J].中華航空醫(yī)學(xué)雜志，1992,3(1)：29-31.

[12]金璋瑞，趙國(guó)忠，王玉紅，等.視覺(jué)誘發(fā)電位與飛行能力關(guān)系的研究[J].航空軍醫(yī)，1986,4(3)：12-14.

[13]陳勇勝，熊端琴，郭小朝，等.國(guó)內(nèi)飛行員腦功能研究進(jìn)展(綜述)[J].中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志，2005，16(4)：309-311.

[14]陳勇勝.飛行學(xué)員腦電圖與飛行能力關(guān)系跟蹤研究[J].癲癇與神經(jīng)電生理學(xué)雜志，2012，21(4)：224-226.

[15]金璋瑞，趙國(guó)忠，王玉紅,等.飛行活動(dòng)腦電圖的特點(diǎn)[J].航空軍醫(yī),1984,1(86)：11-12.

[16]Refai.Latent epilepsy in pilots：two case reports[J].Air Med J，2012，31(6)：305-307.

[17]吳遜.癲癇診斷中應(yīng)注意的一些問(wèn)題[J].中華神經(jīng)科雜志，1996,29(4)：195.

Application Research of Postoptimality Technical Equipment of EEG Photic Stimulative Activation in Identification of Cerebral Function for Pilot Selection

Chen Yongsheng，Jia Hongbo

(InstituteofAviationMedicine，AirForce，Beijing100142，China)

Objective:To investigate the function of postoptimality technical equipment of photic stimulative activation (PSA) on identification of cerebral function，and to provide technology and methods to promoting efficiency of pilot selection of Air Force.Methods:Three thousand young applicants for pilot selection were examined by PSA in order to observe the PSA results with new or old technical equipment.Results:In identifying of EEG indexes of ‘photic driving’，‘multiple reaction’，‘decimal reaction’，‘a(chǎn)bnormal brain wave’，photic evoking effect of ‘photic driving’ by new technical equipment stimulating were significant excellent than that of old one in ‘a(chǎn)bnormal EEG’ and ‘marginal abnormal EEG’，but ‘multiple reaction’ and ‘decimal reaction’ in ‘a(chǎn)bnormal EEG’ only.The cerebral function can be classificated and quantized by duration of ‘photic driving’.Conclusion:Technical equipment of PSA were useful to identify the marginal abnormal EEG and stability of cerebral function.

EEG，Photic stimulative activation，Photic driving，Pilot selection，Cerebral function

全軍后勤科技“十二五”重大項(xiàng)目(AKJ11J003)分課題

賈宏博，E-mail:Hongbo_jia@163.com

R338;R741.044

A

2095-7130(2016)03-152-157

Sleep Medicine Clinical