急性大面積腦梗死腦電圖δ/α功率比值與中線結(jié)構(gòu)移位的相關(guān)性研究

張哲，劉大成，劉婧伊，田佳，2，濮月華，劉麗萍

急性大面積腦梗死是由一側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈或大腦中動(dòng)脈閉塞引起，梗死體積占大腦中動(dòng)脈流域的2/3或以上的神經(jīng)危重疾病。大面積腦梗死后梗死區(qū)可能形成占位效應(yīng)的腦水腫，引起中線結(jié)構(gòu)移位、患者意識(shí)水平下降，最終導(dǎo)致腦疝甚至死亡[1]。在發(fā)病早期密切監(jiān)測(cè)患者意識(shí)水平和神經(jīng)體征變化，通過神經(jīng)影像學(xué)手段觀察中線結(jié)構(gòu)移位，是該病診治的關(guān)鍵。

定量腦電圖（quantitative electroencephalography，qEEG）是通過計(jì)算腦電圖（electroencephalography，EEG）的頻帶功率及其衍生參數(shù)，可用于評(píng)估神經(jīng)危重癥患者的意識(shí)水平。Claassen等[2]發(fā)現(xiàn)，EEG后頭部α功率反映更清楚的意識(shí)水平。在多種qEEG參數(shù)中，δ/α功率比值（δ/α power ratio，DAR）最為常用[3-7]。對(duì)于大面積腦梗死患者，qEEG能否用于反映引起意識(shí)水平改變的大腦中線結(jié)構(gòu)移位，是否比常規(guī)臨床量表更敏感，尚缺少研究。本研究目的為評(píng)估急性大面積腦梗死DAR和中線結(jié)構(gòu)移位之間的相關(guān)性，并探索反映中線結(jié)構(gòu)移位變化的最敏感的DAR變化區(qū)域。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象 本研究為回顧性研究，選擇2017年9月-2019年5月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)重癥監(jiān)護(hù)病房接受治療、完成常規(guī)或長程EEG監(jiān)測(cè)的大面積腦梗死患者。入組標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18歲；②頭顱CT或MRI顯示腦梗死體積累及大腦中動(dòng)脈流域2/3或以上；③EEG在發(fā)病后7 d內(nèi)完成，EEG檢查前后4 h內(nèi)有頭顱CT或MRI檢查及NIHSS評(píng)分和GCS評(píng)分的臨床記錄。排除標(biāo)準(zhǔn)：①大面積梗死病灶對(duì)側(cè)大腦半球有新發(fā)或陳舊梗死病灶；②腦死亡；③在EEG開始前或結(jié)束后4 h內(nèi)，未完善頭顱CT或MRI檢查；④使用鎮(zhèn)靜或抗癲癇藥物；⑤已接受去骨瓣手術(shù)；⑥既往癲癇病史。本研究由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理審查編號(hào)：KYSQ 2020-100-01）。

1.2 臨床資料收集與中線結(jié)構(gòu)移位測(cè)量 回顧性收集入組患者的人口學(xué)資料及臨床、影像信息，包括性別、年齡、發(fā)病時(shí)間、主要治療方式、CT或MRI所示梗死側(cè)別、CTA或MRA所示血管閉塞部位、高血壓、糖尿病、脂代謝紊亂、心房顫動(dòng)病史，吸煙史，以及EEG記錄期間NIHSS評(píng)分和GCS評(píng)分。

根據(jù)Pullicino等[8]的方法，1名獨(dú)立于EEG分析的神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師測(cè)量中線結(jié)構(gòu)的水平移位。選取基底節(jié)-內(nèi)囊水平的非對(duì)比增強(qiáng)CT或MRI 的T1WI序列軸位圖像，沿冠狀方向繪制1條通過透明隔、兩端止于顱骨內(nèi)板的直線，透明隔將此直線分為2段，中線結(jié)構(gòu)移位=2段直線長度（mm）差值/2。對(duì)于接受常規(guī)EEG監(jiān)測(cè)的患者，選擇EEG監(jiān)測(cè)4 h內(nèi)的CT或MRI測(cè)量；對(duì)于接受長程EEG監(jiān)測(cè)的患者，將EEG開始前4 h內(nèi)和結(jié)束后4 h內(nèi)的CT或MRI資料一并納入分析。

1.3 定量腦電圖數(shù)據(jù)獲取和分析 使用美國Nicolet腦電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（美國Natus醫(yī)學(xué)公司）完成常規(guī)（時(shí)長＜8 h，通常1 h）或長程EEG監(jiān)測(cè)（時(shí)長≥8 h）。按照國際10/20系統(tǒng)安放Ag/AgCl電極。采集參數(shù)設(shè)置為采樣率250 Hz，高通濾波0.5 Hz、低通濾波70 Hz、陷波濾波50 Hz。在EEG記錄期間，患者會(huì)被醫(yī)護(hù)人員間斷刺激（至少1次/時(shí)），給予的刺激包括聽覺和（或）傷害性刺激、神經(jīng)科查體、被動(dòng)活動(dòng)、喂食、吸痰操作等。在EEG監(jiān)測(cè)同時(shí)，記錄NIHSS評(píng)分和GCS評(píng)分。通過EEG原始圖像和同期視頻記錄識(shí)別并剔除EEG偽差。選擇距CT或MRI掃描最近、無偽差、長度為30 min的一段EEG做定量分析；常規(guī)EEG只選取一段EEG納入分析，長程EEG在前后半程分別選取一段EEG納入分析。

使用快速傅里葉變換，分別計(jì)算δ頻帶（0.5～4 Hz）、α頻帶（8～13 Hz）功率，根據(jù)DAR=δ頻帶功率/α頻帶功率，計(jì)算DAR。首先將各導(dǎo)取平均導(dǎo)聯(lián)，分別計(jì)算梗死側(cè)與健側(cè)半球的DAR平均值。再取雙極縱聯(lián)（double banana），以F3/4-C3/4、T3/4-P3/4和P3/4-O1/2導(dǎo)聯(lián)分別代表前、中、后頭部區(qū)域，計(jì)算各自的DAR。

1.4 分組和比較 根據(jù)中線結(jié)構(gòu)移位≥5 mm和＜5 mm，≥10 mm和＜10 mm分組，比較組間不同EEG區(qū)域和半球的DAR，以及NIHSS評(píng)分、GCS評(píng)分是否存在組間差異。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用StataMP 16軟件（美國Stata公司）完成。計(jì)量資料符合正態(tài)分布，用表示，使用Spearman秩相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)各變量與中線結(jié)構(gòu)移位的相關(guān)性，使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)各變量的組間差異。選擇在中線結(jié)構(gòu)移位≥5 mm、≥10 mm時(shí)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的qEEG變量，與NIHSS評(píng)分、GCS評(píng)分一起進(jìn)行ROC曲線分析，計(jì)算判斷中線結(jié)構(gòu)移位≥5 mm、≥10 mm的界值及其敏感度、特異度。由于共有10項(xiàng)變量納入分析，需應(yīng)用Bonferroni校正以降低Ⅱ類錯(cuò)誤，以P＜0.005為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 研究共納入29例患者，其中9例患者進(jìn)行了長程EEG檢測(cè)，20例患者進(jìn)行了常規(guī)EEG檢測(cè)，共計(jì)38段EEG及其對(duì)應(yīng)的頭顱影像、NIHSS評(píng)分和GCS評(píng)分納入分析，頭顱影像所示中線結(jié)構(gòu)移位距離0～20 mm，平均6.34±5.16 mm。入組患者年齡范圍43～86歲，男性∶女性為20∶9?；颊叩娜丝趯W(xué)、臨床和影像信息見表1。

2.2 腦電圖特點(diǎn) EEG監(jiān)測(cè)平均在卒中發(fā)病后2.55±1.69 d啟動(dòng)，檢測(cè)時(shí)長1～36 h，平均監(jiān)測(cè)時(shí)長10.36±9.92 h。EEG監(jiān)測(cè)與神經(jīng)影像掃描間隔20 min至4 h，平均間隔2.44±1.13 h。所有EEG均未見非驚厥性癲癇發(fā)作圖形，2例（6.90%）患者觀察到偏側(cè)性節(jié)律性δ活動(dòng)。對(duì)于中線移位＞5 mm的患者，可觀察到健側(cè)慢波活動(dòng)增加（圖1）。

表1 患者基本信息和臨床資料

2.3 相關(guān)性分析和分組比較 梗死側(cè)半球DAR、梗死側(cè)前頭部DAR、健側(cè)半球DAR、健側(cè)前頭部DAR、健側(cè)中間部DAR、健側(cè)后頭部DAR與中線結(jié)構(gòu)位移均呈正相關(guān)，GCS評(píng)分與中線結(jié)構(gòu)位移呈負(fù)相關(guān)（表2）。

圖1 大面積腦梗死qEEG與中線結(jié)構(gòu)移位關(guān)系的典型病例

根據(jù)中線結(jié)構(gòu)移位是否≥5 mm將數(shù)據(jù)分為2組，僅健側(cè)后頭部DAR的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（6.48±5.70vs2.09±1.47，P=0.0043）。根據(jù)中線移位是否≥10mm的分組差異比較中，健側(cè)半球、前、中、后頭部DAR以及患側(cè)半球、前頭部DAR、GCS評(píng)分差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

2.4 ROC曲線分析 由于僅健側(cè)后頭部DAR同時(shí)在中線結(jié)構(gòu)移位是否≥5 mm和≥10 mm分組比較中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所以將健側(cè)后頭部DAR和NIHSS評(píng)分、GCS評(píng)分進(jìn)行ROC曲線分析，繪制ROC曲線（圖2）。健側(cè)后頭部DAR界值分別取≥2.326、≥2.569時(shí)，判斷中線結(jié)構(gòu)移位≥5 mm、≥10 mm的曲線下面積（area under the curve，AUC）分別為0.7699和0.8848，均高于NIHSS評(píng)分和GCS評(píng)分（表4）。

3 討論

本研究通過不同部位的EEG定量參數(shù)、常用的臨床功能量表（NIHSS、GCS）評(píng)分與大面積腦梗死中線結(jié)構(gòu)移位的相關(guān)性分析、組間比較和ROC分析，明確僅有健側(cè)后頭部DAR是反映中線結(jié)構(gòu)移位的良好指標(biāo)。研究結(jié)果表明，qEEG參數(shù)比臨床評(píng)估更加敏感，適用于輔助大面積腦梗死的臨床決策。

在本研究中，健側(cè)后頭部DAR在中線結(jié)構(gòu)移位≥5 mm組和≥10 mm組中均顯著升高，健側(cè)半球、前、中、后頭部以及患側(cè)半球、前頭部DAR僅在移位≥10 mm組中顯著升高。說明隨中線結(jié)構(gòu)移位加重，腦電慢活動(dòng)的范圍逐漸擴(kuò)展，但只有健側(cè)后頭部DAR能夠在中線結(jié)構(gòu)移位早期出現(xiàn)變化，此時(shí)GCS評(píng)分、NIHSS評(píng)分均尚未出現(xiàn)差別。通過ROC分析，進(jìn)一步證實(shí)健側(cè)后頭部DAR是提示中線結(jié)構(gòu)移位最敏感的指標(biāo)。DAR能反映腦中線結(jié)構(gòu)移位的可能的機(jī)制為：后頭部α節(jié)律作為背景節(jié)律，本身可以隨著意識(shí)水平下降，逐漸演變?yōu)槁ɑ顒?dòng)[2]；隨著腦組織受壓、腦血流量下降，正常的神經(jīng)元代謝受到阻礙，依次出現(xiàn)β頻帶活動(dòng)消失、背景頻率減慢至θ～δ頻帶，最終可演變?yōu)殡婌o息[9]；梗死側(cè)由于大腦組織嚴(yán)重受損，EEG表現(xiàn)為慢波活動(dòng)甚至電壓衰減，無法反映中線結(jié)構(gòu)移位、意識(shí)水平下降、神經(jīng)元代謝異常等變化，而健側(cè)后頭部腦電節(jié)律的演變反映了這一變化趨勢(shì)。同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)健側(cè)后頭部DAR提示中線結(jié)構(gòu)移位的敏感度高于常用的GCS評(píng)分和NIHSS評(píng)分。這得益于EEG具有可連續(xù)監(jiān)測(cè)、時(shí)間分辨率高的特點(diǎn)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)電活動(dòng)的異常，從而反映腦組織的病理生理變化。在臨床實(shí)踐中，臨床評(píng)估不可能連續(xù)、密集進(jìn)行，客觀上存在病情惡化發(fā)現(xiàn)可能不及時(shí)的問題，因此對(duì)幕上大面積腦梗死的患者進(jìn)行EEG監(jiān)測(cè)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情變化。

表2 不同部位DAR和臨床評(píng)分與中線結(jié)構(gòu)移位的相關(guān)性

表3 不同部位DAR和臨床評(píng)分的分組差異比較

表4 健側(cè)后頭部DAR和臨床評(píng)分預(yù)測(cè)中線結(jié)構(gòu)移位的ROC曲線分析

圖2 健側(cè)后頭部DAR和臨床評(píng)分判斷中線結(jié)構(gòu)移位的ROC曲線

大面積腦梗死是一類具有高致死率的神經(jīng)危重疾病，也稱惡性大腦中動(dòng)脈梗死，經(jīng)常發(fā)生高顱壓甚至腦疝，去骨瓣減壓手術(shù)可以降低病死率，但是手術(shù)時(shí)機(jī)存在爭(zhēng)議。美國神經(jīng)重癥學(xué)會(huì)推薦在發(fā)病后24～48 h、腦疝發(fā)生前進(jìn)行[10]。Akins等[11]的研究表明，通過密切的神經(jīng)功能檢查和神經(jīng)影像學(xué)評(píng)估，可以減少60%的去骨瓣手術(shù)，而不增加死亡率。徐鋒等[12]推薦的手術(shù)指征為中線結(jié)構(gòu)位移≥5 mm。在臨床實(shí)踐中，EEG具有可在床旁連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)本研究的結(jié)果，臨床醫(yī)師可重點(diǎn)關(guān)注大面積腦梗死患者健側(cè)后頭部DAR的演變趨勢(shì)，判斷中線結(jié)構(gòu)變化，決定去骨瓣減壓術(shù)的時(shí)機(jī)。

本研究關(guān)注EEG定量參數(shù)與大面積腦梗死中線結(jié)構(gòu)移位之間的相關(guān)性，在國內(nèi)外其他研究中較少出現(xiàn)。國內(nèi)外既往研究主要通過EEG視覺判讀，利用EEG的不同頻帶的分布特征，在大面積腦梗死發(fā)病早期預(yù)測(cè)惡性病程。Burghaus等[13]分析25例大面積腦梗死患者的EEG，發(fā)現(xiàn)病灶區(qū)域δ活動(dòng)消失，出現(xiàn)θ和快β活動(dòng)提示良好預(yù)后，梗死側(cè)半球出現(xiàn)全面性慢波活動(dòng)提示惡性病程。楊慶林等[14]的研究表明，EEG發(fā)現(xiàn)無δ波的區(qū)域性衰減可在病程早期特異性地提示大面積腦梗死，并且與腦疝等不良預(yù)后相關(guān)。Shreve等[15]使用256導(dǎo)高密度電極陣列EEG，發(fā)現(xiàn)在發(fā)病數(shù)小時(shí)內(nèi)，梗死體積與兩側(cè)大腦半球的α/δ功率比值顯著負(fù)相關(guān)，作者據(jù)此認(rèn)為EEG有助于在發(fā)病早期識(shí)別大面積腦梗死。Jiang等[16]通過前瞻性納入50例大面積腦梗死患者，發(fā)現(xiàn)健側(cè)θ功率能夠預(yù)測(cè)出院時(shí)和6個(gè)月死亡，值得注意的是，該研究同樣證實(shí)qEEG參數(shù)較GCS評(píng)分的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性更高。

本研究為回顧性橫斷面研究，存在一些難以避免的缺陷：①入排標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，最終納入分析的病例數(shù)量偏少，減弱了統(tǒng)計(jì)效力；②神經(jīng)影像掃描距EEG檢查存在時(shí)間間隔，在此期間，EEG理論上仍可能發(fā)生變化；③多數(shù)患者僅完成常規(guī)EEG檢查，因此無法研究同一患者EEG隨中線結(jié)構(gòu)移位增加的變化趨勢(shì)；④考慮到過多的變量數(shù)影響統(tǒng)計(jì)效力，僅選擇qEEG分析最為常用的DAR，未研究除DAR以外的參數(shù)。

綜上所述，健側(cè)后頭部DAR與大面積腦梗死中線結(jié)構(gòu)移位相關(guān)。在估測(cè)中線結(jié)構(gòu)移位方面，健側(cè)后頭部DAR比GCS評(píng)分、NIHSS評(píng)分更加敏感。臨床醫(yī)師可利用EEG監(jiān)測(cè)大面積腦梗死患者的神經(jīng)功能，并且應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注健側(cè)后頭部腦電的演變，以輔助臨床決策。未來應(yīng)建立前瞻性隊(duì)列，通過長程EEG監(jiān)測(cè)，探索大面積腦梗死的EEG變化趨勢(shì)與中線結(jié)構(gòu)移位之間的關(guān)系。

【點(diǎn)睛】通過對(duì)急性大面積腦梗死患者EEG的回顧性分析發(fā)現(xiàn)健側(cè)后頭部qEEG指標(biāo)DAR可以反映患者中線結(jié)構(gòu)移位，該指標(biāo)優(yōu)于NIHSS評(píng)分和GCS評(píng)分。