連續(xù)腦電圖監(jiān)測在創(chuàng)傷性腦損傷中的應(yīng)用☆

陳毅 姜呈 王澤寧 任海軍

創(chuàng)傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）的發(fā)生率占全身各部位創(chuàng)傷的9%～21%，是全球致殘和致死的主要原因之一[1]。CT和 MRI是TBI主要的輔助檢查方式，但二者不能準(zhǔn)確反映腦細(xì)微結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化和功能的改變，而腦電圖（electroencephalogram，EEG）恰好彌補了這個局限?；颊逧EG的不同可以直觀地顯示出腦功能的變化情況，從而明確病情程度、病變部位等相關(guān)信息，所以EEG對TBI患者，尤其是非結(jié)構(gòu)性腦損傷患者的診斷和監(jiān)測發(fā)揮著重要作用[2]。因此，本文就連續(xù)腦電圖（continuous electroencephalogram，CEEG）監(jiān)測在TBI中的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 EEG的概述

腦電是腦細(xì)胞群自發(fā)的節(jié)律性電活動，任何引起細(xì)胞代謝異常的因素均會導(dǎo)致腦電活動的改變，并且可以通過EEG反映出來[3]。EEG通常分為常規(guī)EEG、動態(tài)EEG和視頻EEG，后兩者監(jiān)測時間更長，屬于CEEG，臨床醫(yī)生可根據(jù)患者不同的病情程度進(jìn)行合適地選擇。EEG對大腦代謝異常、缺血、缺氧和神經(jīng)功能異常較為敏感，作為一種非侵入性床旁可行的皮層活動監(jiān)測方法，EEG對TBI患者，特別是處于昏迷狀態(tài)，難以實施可靠、易行臨床檢查的患者來說，尤為適用[4]，其既可以簡便、安全、實時地對患者病情進(jìn)行一個初步的評估，還有助于發(fā)現(xiàn)繼發(fā)性腦損傷的存在與否[5]。同時，EEG監(jiān)測對于評估TBI患者的預(yù)后具有重要的臨床意義，一般來說，圖像變化慢而單調(diào)的患者往往比圖像變化快而多變的患者的預(yù)后更差[6]。此外，重度創(chuàng)傷性腦損傷（severe brain injury，sTBI）患者的多模態(tài)監(jiān)測（multimodal monitoring，MMM）是近年一個快速發(fā)展的研究領(lǐng)域，它通過多參數(shù)、多角度監(jiān)測，為sTBI患者提供了個體化精準(zhǔn)治療的基礎(chǔ)，許多研究支持在接受MMM的TBI患者中增加EEG監(jiān)測[7]。遺憾的是，EEG結(jié)果可能因外部因素影響或是判讀人員主觀性而產(chǎn)生偏差，并且，單一圖像特征是無法精準(zhǔn)判斷TBI的復(fù)雜病情[8]。因此，原始EEG結(jié)果的分析及結(jié)合多種圖像特征對TBI患者疾病的診斷和預(yù)后評估是不容忽視的。

2 CEEG在TBI中的臨床應(yīng)用

2.1 CEEG數(shù)據(jù)的量化CEEG監(jiān)測期間會生成大量數(shù)據(jù)，逐一讀圖必然耗費大量人力和時間。所以，研究者們使用定量腦電圖（quantitative electroencephalogram，QEEG）技術(shù)將原始腦電圖形量化，以實現(xiàn)在床旁實時讀圖，指導(dǎo)臨床工作。QEEG是指在原有腦電圖基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機與數(shù)學(xué)的方法將原本隨時間變化的腦電波轉(zhuǎn)化為隨頻率變化的數(shù)字化信號，從而量化相關(guān)參數(shù)，旨在腦功能損傷的可逆階段檢測出中樞神經(jīng)系統(tǒng)的異常以及功能障礙，從而及時止損[9]。計算機輔助的EEG分析和解讀比醫(yī)生直接讀取原始EEG數(shù)據(jù)具有更大的優(yōu)勢，無論是獲取具體測量值，執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，還是識別腦電圖活動類型和模式的微妙變化。

QEEG常見的參數(shù)定義包括如下[10]：①總功率，指在一定頻率范圍內(nèi)總的絕對功率；②絕對功率，各頻帶（α、β、θ、δ）下計算出的實際腦電功率；③相對功率，把總功率看為100%，各頻帶功率所占總功率的百分比；④平均功率，指各頻帶下的中位頻率，該頻率兩側(cè)的功率各占此頻帶功率的50%；⑤不對稱性，兩側(cè)半球兩個對應(yīng)導(dǎo)聯(lián)之間的總絕對功率和不同頻帶下絕對功率變化的對稱程度；⑥δ比率，指單元功率譜內(nèi)δ波段功率與α和β波段功率之和的比值，是慢波與快波成分之比；⑦變異性，中位數(shù)絕對偏差與中位數(shù)的比值。在QEEG測量中，腦電信號的頻率隨以下因素而變化:①皮層神經(jīng)元的數(shù)量；②丘腦皮層回路的完整性；③來自網(wǎng)狀系統(tǒng)“自下而上”激活的影響。

通過頭皮測量，由一組皮層神經(jīng)元產(chǎn)生的EGG信號可以作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連通性動態(tài)指標(biāo)。TBI會造成腦功能生理紊亂，隨著損傷程度加重，腦結(jié)構(gòu)（包括白質(zhì)和皮質(zhì)）也會受到損傷，這類損傷就可以經(jīng)QEEG處理后得到的腦電頻率和相干性的變化加以評估。雖然TBI患者特定的QEEG結(jié)果不盡相同，但也存在不少一致的觀點[11]：如平均α波頻率降低，θ波活動增加或者θ/α比率增高，前皮層和后皮層區(qū)域的α波和β波功率差異減少，額葉和顳葉區(qū)域的相干性增加和相位減少等都有助于患者疾病的診斷。眾多研究[12]已發(fā)現(xiàn)QEEG參數(shù)在預(yù)測中、重度TBI患者預(yù)后方面提供了有用的信息，對指導(dǎo)臨床治療具有重大意義。例如，EEG絕對功率的各項參數(shù)與預(yù)后均呈正相關(guān)，其中以中位α功率相關(guān)性最強，中位α功率值較高的TBI患者預(yù)后較好。目前的研究表明[13]，QEEG在評估和監(jiān)測TBI引起的持續(xù)性腦功能障礙方面具有重要的臨床意義。

2.2 CEEG與TBI的診斷與預(yù)后癲癇是TBI患者常見并發(fā)癥，尤其是對于年齡較大、臨床分級差或TBI后伴腦挫傷、顱內(nèi)血腫、顱骨凹陷性骨折等情況患者，其發(fā)作風(fēng)險很高。驚厥性癲癇發(fā)作?？梢酝ㄟ^典型的臨床癥狀確診，而非驚厥性癲癇（nonconvulsive seizures，NCSz）發(fā)作的臨床表現(xiàn)隱匿，不易在第一時間被識別，但是可以通過EEG監(jiān)測來診斷[14-15]。而且，NCSz發(fā)作在TBI患者中很常見。據(jù)統(tǒng)計，約三分之一的sTBI患者出現(xiàn)過NCSz[16-19]，其可能與 TBI后神經(jīng)特異性烯醇化酶升高、腦谷氨酸和乳酸丙酮酸升高、顱內(nèi)壓升高、腦組織缺氧、占位效應(yīng)增加和海馬受壓有關(guān)[20-21]。因此，對TBI患者進(jìn)行EGG監(jiān)測十分必要。常規(guī)EGG監(jiān)測一般記錄時間為20～40 min，通常只能監(jiān)測到某一時間段腦電異常情況，時間及空間分辨能力較為局限，從而可能導(dǎo)致錯誤結(jié)論。例如，在較短的標(biāo)準(zhǔn)記錄時間內(nèi)可能無法辨認(rèn)睡眠圖形的自主變化，或是一些特征性腦電圖，如爆發(fā)抑制的出現(xiàn)可能會誤導(dǎo)對患者預(yù)后的判斷。許多TBI患者在傷后1周內(nèi)間歇性發(fā)作癲癇，在常規(guī)EEG上表現(xiàn)可能不明顯，與CEEG監(jiān)測相比，約一半患者可能會漏診NCSz的發(fā)作[22]。特別是對于昏迷患者，更加需要持續(xù)的腦電監(jiān)測才能捕捉到癲癇發(fā)作[23]。因此，CEEG監(jiān)測已被推薦用于TBI患者的癲癇監(jiān)測。研究表明[24]，TBI后至少需要24～72 h CEEG來監(jiān)測癲癇發(fā)作。EEG所顯示的背景活動、變異圖像和睡眠結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)，既對患者的診斷具有指導(dǎo)意義，也可作為患者預(yù)后的評估信息[25]。

MOURA等[26]認(rèn)為，所有 TBI患者都應(yīng)當(dāng)考慮進(jìn)行EEG監(jiān)測。發(fā)生TBI時，由于腦部組織結(jié)構(gòu)被破壞，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)機能降低，皮層下和中線結(jié)構(gòu)及神經(jīng)細(xì)胞功能受損，從而會引起相應(yīng)的EEG改變[27]——背景基本頻率的減慢是腦功能受損的基本表現(xiàn)；腦挫裂傷一般表現(xiàn)為輕中度彌散性異常，而顱內(nèi)血腫患者多合并有腦挫傷和顱內(nèi)壓升高，臨床上多伴有昏迷，EEG可表現(xiàn)為彌漫性慢波背景上的局限性異常改變；sTBI患者EGG改變則通常表現(xiàn)為受傷初期處于嚴(yán)重抑制狀態(tài)，顯示普遍性低波幅或平坦波，若傷后好轉(zhuǎn)，則腦波波幅增高，出現(xiàn)不規(guī)則的彌漫性波，基本節(jié)律常慢至1次/s以下，節(jié)律完全消失；患者伴有上位腦干損傷時，可見雙側(cè)同步化的陣發(fā)性慢波，下位腦干損傷時可呈去同步化表現(xiàn)，為低波幅快波波型。

EEG數(shù)據(jù)還和TBI患者的預(yù)后密切相關(guān)。當(dāng)EEG上出現(xiàn)彌漫性變化，如出現(xiàn)反應(yīng)性喪失和睡眠-覺醒周期的缺乏，可能預(yù)示著不良預(yù)后，并表明可能累及腦干。當(dāng)EEG出現(xiàn)局限性變化，如缺乏δ波或在24 h內(nèi)出現(xiàn)更快頻率的波則與良好預(yù)后相關(guān)，而單側(cè)顯著、持續(xù)的δ波減緩或持續(xù)存在的α波頻率降低，以及其他形態(tài)的變化，如大面積腦梗死的腦電圖RAWOD模式或周期性一側(cè)癲癇樣放電（periodic lateralized epileptiform discharge，PLEDs）等，往往提示患者臨床預(yù)后不良[28-29]。對于伴有嚴(yán)重疾病患者來說，其神經(jīng)系統(tǒng)受損的風(fēng)險很高，如果延誤治療，可能導(dǎo)致永久性神經(jīng)功能障礙，但目前很少有技術(shù)可以持續(xù)監(jiān)測大腦功能。CEEG通過監(jiān)測大腦的電活動，能夠無創(chuàng)、連續(xù)地反映腦功能的變化，并且能在床旁進(jìn)行，彌補了危重患者臨床檢查受限的不足。它能夠?qū)Πòd癇發(fā)作、局部缺血、顱內(nèi)壓增高、腦出血、缺氧、低血壓以及酸中毒等在內(nèi)，可能導(dǎo)致全腦病變的突發(fā)急性事件及時地報警，可用于估計腦功能何時有受損的風(fēng)險，或者何時已經(jīng)出現(xiàn)損傷，以便在損傷發(fā)展到不可逆的程度之前進(jìn)行干預(yù)，這很好地豐富了 TBI患者的 MMM[7]。

2.3 CEEG的局限性不容忽視的是，在評估CEEG信號時需要考慮大量的混雜因素。因為EEG記錄在傷后的不同時間段進(jìn)行，可能會被手術(shù)、影像學(xué)檢查和其他事件反復(fù)中斷，這可能降低了創(chuàng)傷后癲癇的實際發(fā)作率。同時，鎮(zhèn)靜劑、麻醉劑、抗精神病藥和其他藥物可能對EEG有不同程度的影響，甚至是正常狀態(tài)時的變化，如慢波睡眠，與缺血時的變化相似。在重癥加強護理病房（intensive care unit，ICU）中，EEG信號還受到各種偽影的影響，胸部叩擊，病床的移動，以及來自其他監(jiān)測設(shè)備造成的偽影都會影響EEG信號。因此，原始EEG依然是評估腦功能的黃金標(biāo)準(zhǔn)。任何基于QEEG參數(shù)的算法都應(yīng)該包括原始EEG，供現(xiàn)場或遠(yuǎn)程熟悉EEG判讀的工作人員審閱[30]。

3 總結(jié)與展望

CEEG可床旁監(jiān)測TBI患者的腦電波變化狀態(tài)，為判斷腦功能情況提供重要線索，定量分析CEEG提供的參數(shù)，獲取有用信息，可以為臨床醫(yī)療工作者正確診斷、評估病情和采取恰當(dāng)?shù)尼t(yī)療措施提供參考依據(jù)。與傳統(tǒng)的評估手段相比，CEEG監(jiān)測對TBI患者的預(yù)后評估結(jié)果更加準(zhǔn)確，并可實現(xiàn)動態(tài)觀察，且操作簡單、無創(chuàng)、可重復(fù)，可謂是評估TBI患者預(yù)后的一種敏感而有效的臨床監(jiān)測方法，值得臨床推廣應(yīng)用。雖然目前EEG的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但在TBI患者的臨床監(jiān)測中，我們?nèi)孕枰嗟幕A(chǔ)研究。考慮到TBI患者原發(fā)性損傷的復(fù)雜多樣性，并發(fā)的器官功能障礙以及繼發(fā)性損傷的進(jìn)展，單個EEG參數(shù)在預(yù)測TBI患者嚴(yán)重程度上受到限制，結(jié)合多種EEG特征更有助于預(yù)測TBI患者的預(yù)后。因此，今后的研究應(yīng)多致力于識別EEG多個參數(shù)的組合，深入探索EEG異常與TBI之間的神經(jīng)生物學(xué)聯(lián)系，以進(jìn)一步提高TBI后EEG預(yù)測的準(zhǔn)確性，探討不同參數(shù)和變化趨勢對TBI患者的臨床意義及影響。