腦電相關(guān)監(jiān)測指標(biāo)在缺血性腦卒中患者預(yù)后評(píng)估中的研究進(jìn)展

李敏，彭璐，顏學(xué)軍

(1.徐州醫(yī)科大學(xué) 江蘇省麻醉學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇省麻醉與鎮(zhèn)痛應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州221004；2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬淮安醫(yī)院麻醉科，江蘇 淮安 223002)

缺血性腦卒中是指由各種原因引起腦部血液供應(yīng)障礙，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)區(qū)域腦組織缺血缺氧，繼而相應(yīng)腦區(qū)功能損傷或缺失，患者出現(xiàn)偏癱、失語等癥狀，嚴(yán)重者發(fā)展為腦疝，進(jìn)而昏迷甚至死亡[1]。缺血性腦卒中已成為全球第二大死因和成年人殘疾的主要原因[2]。我國缺血性腦卒中的發(fā)病率呈逐年上升趨勢，給社會(huì)和家庭帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，已成為重要的社會(huì)公共衛(wèi)生問題[3]。對(duì)缺血性腦卒中患者預(yù)后的準(zhǔn)確評(píng)估一直是關(guān)注熱點(diǎn)。目前臨床常用評(píng)估指標(biāo)(影像學(xué)檢查、卒中相關(guān)評(píng)分量表、生化指標(biāo)等)對(duì)優(yōu)化診療方案和提高患者生活質(zhì)量等具有指導(dǎo)意義。隨著對(duì)缺血性腦卒中發(fā)病機(jī)制的深入研究，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)元受損但未出現(xiàn)臨床癥狀和影像學(xué)改變之前就已發(fā)生了腦電生理功能的紊亂，而腦電生理功能紊亂的有無及程度與患者預(yù)后具有密切關(guān)系[4]，這些改變可被腦電圖(electroencephalogram，EEG)及其洐生指標(biāo)所捕獲。目前，腦電相關(guān)監(jiān)測指標(biāo)已在臨床上應(yīng)用于缺血性腦卒中的預(yù)后評(píng)估，并呈現(xiàn)出一定的優(yōu)越性?，F(xiàn)就腦電相關(guān)監(jiān)測指標(biāo)在缺血性腦卒中患者預(yù)后評(píng)估中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 EEG

腦電活動(dòng)主要來自突觸后電位，EEG是用腦電圖儀放大電極片記錄的腦細(xì)胞間相互傳播、節(jié)律性的自發(fā)電信號(hào)。通常情況下，腦組織在完全缺血數(shù)分鐘后即發(fā)生梗死，梗死區(qū)腦組織發(fā)生壞死，生物電活動(dòng)減弱甚至消失，而梗死周邊功能受損的神經(jīng)元產(chǎn)生各種異常放電[5]。當(dāng)腦血流下降引起腦細(xì)胞代謝紊亂時(shí)，EEG能敏感地捕捉到神經(jīng)元異常電活動(dòng)[6]。EEG具有簡單無創(chuàng)、床旁連續(xù)監(jiān)測、費(fèi)用低廉、重復(fù)性好等優(yōu)勢，已被越來越多地應(yīng)用于臨床神經(jīng)重癥患者的腦功能監(jiān)測。目前，應(yīng)用較多的有定量腦電圖(quantitative electroencephalogram，QEEG)、動(dòng)態(tài)腦電圖(ambulatory electroencephalogram，AEEG)和視頻腦電圖(video-electroencephalogram，VEEG)。

1.1QEEG QEEG是將常規(guī)EEG的基本要素(頻率、節(jié)律、波幅、波形等) 通過時(shí)域或頻域分析，經(jīng)函數(shù)模型轉(zhuǎn)化為各種量化參數(shù)，從而使分析結(jié)果更加客觀、可靠[7]。臨床常用的QEEG監(jiān)測指數(shù)有單個(gè)波的功率(包括α、β等)、δ+θ波/α+β波的比率(DTABR)、 Δ/α波的比率和腦對(duì)稱指數(shù)(brain symmetry index，BSI)等。一般認(rèn)為，Δ/α波的比率和DTABR值<1是相對(duì)正常的，高于2倍是異常的。有學(xué)者對(duì)照研究28例正常人和18例缺血性腦卒中患者Δ/α波的比率和DTABR，結(jié)果顯示，兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[8]。BSI是EEG功率頻譜分析通過傅里葉快速轉(zhuǎn)換機(jī)制計(jì)算所得，代表左右大腦半球功率譜的差異，能夠量化評(píng)估兩側(cè)導(dǎo)聯(lián)的對(duì)稱情況[9]。van Putten和Tavy[10]于2005年首次將BSI應(yīng)用到腦卒中的病情判斷中，該研究監(jiān)測21例偏側(cè)性半球腦卒中患者入院24 h內(nèi)的BSI值，并使用美國國立衛(wèi)生院卒中量表評(píng)分評(píng)估神經(jīng)功能缺損；相關(guān)性回歸分析結(jié)果顯示，BSI與量表評(píng)分之間關(guān)系密切。但BSI反映的是雙側(cè)大腦半球整體差異程度，若大腦既往受過損傷，可能其對(duì)稱性的基線已改變，導(dǎo)致BSI在缺血性腦卒中的敏感性下降，應(yīng)用價(jià)值受限。Sheorajpanday等[11]提出了配對(duì)BSI，可進(jìn)一步提高檢測兩側(cè)半球差異的靈敏度和準(zhǔn)確率；該研究團(tuán)隊(duì)還指出，患者配對(duì)BSI和DTABR與第6個(gè)月的改良Rankin量表評(píng)分顯著相關(guān)，而改良Rankin量表評(píng)分是全球公認(rèn)的腦卒中后殘疾評(píng)估的替代指標(biāo)[12]。Sheorajpanday等[13]認(rèn)為，配對(duì)BSI可作為預(yù)測腦卒中6個(gè)月后患者殘疾情況的獨(dú)立指標(biāo)，DTABR可有效反映腦功能受損及恢復(fù)情況，有助于判斷腦組織預(yù)后，QEEG可能對(duì)缺血性腦卒中6個(gè)月后的殘疾、生活自理能力和死亡具有預(yù)后價(jià)值。

有學(xué)者提出，腦卒中發(fā)作前72 h內(nèi)的QEEG可能是預(yù)測急性缺血性腦卒中患者短期和長期預(yù)后的有力工具，其中24 h內(nèi)的QEEG預(yù)測準(zhǔn)確率最高[14]。Schleiger等[15]分析缺血性腦卒中患者的QEEG指數(shù)與認(rèn)知功能預(yù)后的相關(guān)性，結(jié)果顯示，Δ/α波的比率和α相對(duì)功率與認(rèn)知結(jié)果高度相關(guān)。Bentes等[16]則認(rèn)為，α、β相對(duì)功率和DTABR是最佳的QEEG預(yù)測指數(shù)。雖然眾多研究均認(rèn)為QEEG與缺血性腦卒中關(guān)系密切，但由于試驗(yàn)樣本量均較少，結(jié)論仍需進(jìn)一步證實(shí)。

1.2AEEG AEEG監(jiān)測是指對(duì)24 h EEG動(dòng)態(tài)監(jiān)測，不干擾患者的正?；顒?dòng)，又稱為24 h腦電監(jiān)護(hù)、便攜式數(shù)字化腦電記錄盒、腦電Holter[17]。與常規(guī)EEG相比，AEEG的優(yōu)勢在于能夠連續(xù)捕捉患者腦部的微弱信號(hào)，進(jìn)行較為準(zhǔn)確的定位，且在整個(gè)檢查過程中不干擾患者的正常腦電信號(hào)發(fā)放規(guī)律，常規(guī)EEG能更準(zhǔn)確地反映腦功能的情況。AEEG在腦神經(jīng)功能損傷方面有重要價(jià)值[18]。Hofmeijer等[19]提出，預(yù)測預(yù)后不良的最強(qiáng)獨(dú)立因素是12 h內(nèi)的AEEG。楊君素[20]探討AEEG分級(jí)與格拉斯哥昏迷評(píng)分(Glasgow coma scale，GCS)的相關(guān)性，數(shù)據(jù)顯示AEEG Ⅱ級(jí)患者84例，其中預(yù)后良好74例；Ⅲ級(jí)患者53例，其中預(yù)后良好26例；Ⅳ～Ⅴ級(jí)患者31例，其中預(yù)后良好4例，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明AEEG分級(jí)與GCS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。上述結(jié)果提示，AEEG對(duì)于缺血性腦卒中的預(yù)后評(píng)估有很大的價(jià)值。但是AEEG也有不足(如存在電極、電壓不穩(wěn)引起的物理偽差和患者活動(dòng)導(dǎo)致的生理偽差、機(jī)體狀態(tài)和藥物影響結(jié)果及采集時(shí)間段受限等)，且相關(guān)研究仍較匱乏，缺乏大樣本的研究數(shù)據(jù)，AEEG的評(píng)估價(jià)值尚需更深入的研究探索。

1.3VEEG VEEG是在AEEG監(jiān)測的基礎(chǔ)上，用攝像機(jī)同步記錄患者日?；顒?dòng)，醫(yī)師在分析腦電波的同時(shí)可同步觀察患者的活動(dòng)情況。王勤鷹等[21]分析21例腦干卒中患者的VEEG結(jié)果與病情及預(yù)后的關(guān)系，結(jié)果顯示，VEEG表現(xiàn)為中、重度異常者的GCS顯著低于輕度異?；蛘Ｕ撸A(yù)后均不佳，提示急性腦干卒中患者早期行VEEG檢查能提供腦功能補(bǔ)充評(píng)估，中、重度異常甚至合并非驚厥性癲癇者高度提示預(yù)后不良?？禃云嫉萚22]提出，VEEG能準(zhǔn)確反映神經(jīng)功能抑制程度，VEEG異常越明顯，預(yù)后越差。VEEG對(duì)大腦皮質(zhì)神經(jīng)元電活動(dòng)監(jiān)測敏感，但對(duì)大腦皮質(zhì)下功能缺乏特異性，如與其他監(jiān)測指標(biāo)結(jié)合運(yùn)用，準(zhǔn)確性和可靠性可得到提高。

2 誘發(fā)電位

誘發(fā)電位是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)在受刺激過程中誘發(fā)產(chǎn)生的生物電活動(dòng)，目前最常用的分類是按照刺激的方式及測得的感覺或運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行，分為感覺誘發(fā)電位或運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motor evoked potential，MEP)。感覺誘發(fā)電位包括視覺誘發(fā)電位、體感誘發(fā)電位和腦干聽覺誘發(fā)電位(brain-stemauditory evoked potentials，BAEP)，用以檢測各感覺傳導(dǎo)通路功能狀態(tài)；MEP主要用以檢測中樞運(yùn)動(dòng)通路有無病變。臨床研究證實(shí)，誘發(fā)電位對(duì)腦卒中患者的預(yù)后具有一定的預(yù)測作用[23]。

為了探討卒中患者短期潛伏期體感誘發(fā)電位(short-term latency somatosensory evoked potential，SLSEP)和BAEP對(duì)不良預(yù)后預(yù)測的準(zhǔn)確性，Su等[23]研究GCS≤12分的腦卒中患者，在發(fā)病后1周內(nèi)行SLSEP、BAEP和GCS監(jiān)測，并在6個(gè)月后進(jìn)行改良Rankin量表評(píng)分，分析SLSEP、BAEP或GCS與預(yù)后的相關(guān)性，結(jié)果如下。①預(yù)后敏感性：SLSEP最差，BAEP預(yù)測因子最佳。②預(yù)后特異性：SLSEP最高，BAEP介于SLSEP與GCS之間。③預(yù)后良好的預(yù)測準(zhǔn)確性：除SLSEP N20外，其他預(yù)測因子均低。④預(yù)后不佳的預(yù)測準(zhǔn)確性：GCS、SLSEP和BAEP非常高，其中BAEP最好；重新評(píng)估總預(yù)測準(zhǔn)確性，SLSEP和BAEP比GCS更能準(zhǔn)確評(píng)估患者的預(yù)后。

Bembenek等[24]評(píng)估經(jīng)顱磁刺激和MEP對(duì)殘余上肢麻痹/癱瘓和總體臨床結(jié)果的預(yù)測價(jià)值，提出運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的經(jīng)顱磁刺激可引發(fā)MEP，而MEP是預(yù)測卒中運(yùn)動(dòng)恢復(fù)和功能結(jié)果的可靠指標(biāo)。Hoonhorst等[25]運(yùn)用邏輯回歸模型分析患者入院48 h內(nèi)和11 d后的數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，48 h內(nèi)測量的MEP對(duì)臨床預(yù)后評(píng)估未顯示優(yōu)勢，而11 d后的MEP靈敏度更高，陽性預(yù)測率更高?？梢?，MEP預(yù)測上肢運(yùn)動(dòng)功能的準(zhǔn)確性高，且主要取決于腦卒中發(fā)病后早期的評(píng)估時(shí)間。

綜上，誘發(fā)電位對(duì)缺血性腦卒中患者預(yù)后評(píng)估準(zhǔn)確度高，但多數(shù)誘發(fā)電位的確切發(fā)生部位尚不明確，且部分誘發(fā)電位易受受試者狀況的影響。

3 腦電非線性分析

腦電信號(hào)是大量神經(jīng)細(xì)胞的非線性耦合，腦電活動(dòng)具有確定性混沌特性，是一個(gè)高度非線性的多單元連接的復(fù)合體。腦電非線性分析(nonlinear dynamics analysis，NDA)是采用非線性動(dòng)力學(xué)原理和方法研究腦電信號(hào)相互聯(lián)系，可以提供有關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能和相互聯(lián)系方面的信息以及大腦功能活動(dòng)變化軌跡等情況[26]。目前，NDA在腦卒中方面的應(yīng)用研究是科研熱點(diǎn)之一，包括腦電雙頻指數(shù)(bispectral index，BIS)和非線性動(dòng)力學(xué)指數(shù)等。

3.1BIS BIS是應(yīng)用非線性相位鎖定原理對(duì)原始EEG進(jìn)行處理而得，在功率譜分析的基礎(chǔ)上加入了相關(guān)函數(shù)譜的分析[27]。BIS于1996年被美國食品藥品管理局批準(zhǔn)作為全身麻醉深度的監(jiān)測指標(biāo)，可監(jiān)測患者對(duì)麻醉藥和鎮(zhèn)靜劑的反應(yīng)[28]。急性腦缺血期間，腦功能也會(huì)出現(xiàn)與全身麻醉類似的抑制，出現(xiàn)特征性EEG變化。有研究表明，BIS會(huì)因腦血流狀態(tài)而發(fā)生變化，當(dāng)血流量明顯下降時(shí)，感覺誘發(fā)電位減少，BIS同時(shí)下降；當(dāng)提高血流量時(shí)，BIS恢復(fù)到正常值[29]。缺血性腦卒中可致對(duì)應(yīng)區(qū)域腦組織血流量下降，因此BIS也會(huì)相應(yīng)下降。有研究表明，BIS可預(yù)測急性腦功能損傷的預(yù)后[30-31]。Welsby等[32]提出，BIS的變化可能是嚴(yán)重腦事件的首要表現(xiàn)，尤其是BIS的突然和持續(xù)變化應(yīng)當(dāng)警惕，BIS可能是腦不良事件的重要預(yù)估指標(biāo)。黃昌琴等[33]對(duì)52例急性腦損傷昏迷患者入院后24、72 h進(jìn)行BIS監(jiān)測，結(jié)果提示急性腦損傷患者的BIS值與昏迷程度呈正相關(guān)，與腦損傷程度具有良好的相關(guān)性，BIS值越低，腦損傷程度越重，預(yù)后越差，為腦電衍生的全身麻醉深度監(jiān)測指標(biāo)用于缺血性腦卒中患者的預(yù)后評(píng)估提供了依據(jù)和思路。

3.2非線性動(dòng)力學(xué)指數(shù) 目前研究最多的腦電非線性動(dòng)力學(xué)指數(shù)主要有關(guān)聯(lián)維數(shù)、Lempel-Ziv復(fù)雜度和熵等。關(guān)聯(lián)維數(shù)是描述混沌系統(tǒng)自由度信息的參數(shù)，反映動(dòng)力學(xué)過程的復(fù)雜性；Lempel-Ziv復(fù)雜度是利用計(jì)算機(jī)語言的長度來衡量信號(hào)的復(fù)雜性[34]。熵用來衡量體系混亂程度，分為近似熵、互近似熵和頻譜熵等。近似熵是描述信號(hào)復(fù)雜性和規(guī)律性的方法，數(shù)值范圍為0～1，系統(tǒng)越規(guī)律則近似熵值越小，反之越大；互近似熵可以測量兩個(gè)同步大腦區(qū)域不相似的程度[35]。頻譜熵(又稱熵指數(shù))，是將原始EEG數(shù)字化后采用傅立葉變換得到功率譜，并用Shannon公式計(jì)算特定頻譜帶的不規(guī)則性，用Shannon熵值反映[36]。頻譜熵包括狀態(tài)熵和與反應(yīng)熵。狀態(tài)熵來自EEG，反映大腦皮質(zhì)受抑制程度；反應(yīng)熵來自EEG及額肌肌電圖，反映兩者的共同變化。腦電活動(dòng)抑制越深，狀態(tài)熵和反應(yīng)熵?cái)?shù)值越低[37]。綜上，關(guān)聯(lián)維數(shù)、Lempel-Ziv復(fù)雜度和熵?cái)?shù)值越低，表示所測腦電信號(hào)越簡單，大腦皮質(zhì)受抑制越深。

有學(xué)者提出，無意識(shí)患者的腦功能抑制程度可以通過NDA捕獲且可量化，通過評(píng)估感覺和其他殘留皮質(zhì)功能島之間的相互關(guān)系還可預(yù)測無意識(shí)患者的預(yù)后[36]。吳東宇等[38]對(duì)照研究60例卒中患者，依次采集患者安靜、聽覺刺激和疼痛刺激狀態(tài)下的腦電信號(hào)，結(jié)果顯示，意識(shí)障礙組患者入院時(shí)在3種狀態(tài)下的非線性指數(shù)均顯著低于意識(shí)正常組，且腦電非線性指數(shù)在聽覺及疼痛刺激下較安靜狀態(tài)下幾乎無變化；而意識(shí)正常組患者的近似熵和互近似熵非線性指數(shù)顯著增高，說明NDA能直接量化評(píng)估大腦皮質(zhì)受抑制的程度。還有研究發(fā)現(xiàn)，互近似熵可反映大腦活動(dòng)在空間、時(shí)間上的變化特點(diǎn)，提供與知曉水平和意識(shí)覺醒相關(guān)的信息，NDA在預(yù)測意識(shí)障礙患者預(yù)后方面可能具有一定價(jià)值[39]。

熵指數(shù)是來自于EEG的全身麻醉深度監(jiān)測的較新型指標(biāo)，能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映全身麻醉患者大腦皮質(zhì)受抑制的程度，麻醉深度越深，狀態(tài)熵和反應(yīng)熵?cái)?shù)值越低[40]。腦功能受損后，大腦皮質(zhì)因缺血缺氧而產(chǎn)生病理性抑制，部分可逆或不可逆，而全身麻醉是醫(yī)源性的可逆性皮質(zhì)功能抑制，兩者電生理有共同之處，且都能在EEG上得到相應(yīng)表現(xiàn)。陸敏和張靜[41]為探討急性腦損傷患者熵指數(shù)與GCS的相關(guān)性及評(píng)估腦損傷程度的可行性，監(jiān)測101例急性腦損傷患者的熵指數(shù)，結(jié)果顯示，不同程度急性腦損傷患者的熵指數(shù)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且熵指數(shù)越高腦損傷程度越輕，熵指數(shù)越低腦損傷程度越重，提示熵指數(shù)能很好地反映腦損傷程度；且急性腦損傷患者反應(yīng)熵、狀態(tài)熵值與GCS評(píng)分呈線性正相關(guān)，兩者之間擬合度佳，呈密切相關(guān)。

4 小 結(jié)

腦電相關(guān)監(jiān)測指標(biāo)用于缺血性腦卒中的預(yù)后評(píng)估，在反映大腦神經(jīng)功能受損方面具有敏感性、特異性、客觀性和準(zhǔn)確性等優(yōu)勢，尤其對(duì)于重癥昏迷患者更具價(jià)值，能幫助臨床醫(yī)師盡早制訂最優(yōu)化診療策略。但單一應(yīng)用這些監(jiān)測指標(biāo)可能不夠全面，臨床上可結(jié)合各種神經(jīng)功能缺損評(píng)分、生化檢查或影像學(xué)檢查結(jié)果等進(jìn)行綜合考量評(píng)估。如若能在此方面進(jìn)行多中心、大樣本的前瞻性臨床研究，則可優(yōu)選出更佳的腦電相關(guān)指標(biāo)用于缺血性腦卒中患者的預(yù)后評(píng)估。