TCD-vEEG同步監(jiān)測技術(shù)在睡眠中癲癇電持續(xù)狀態(tài)中的應(yīng)用

彭炳蔚，李嘉鈴，李小晶，朱海霞，梁 薇，梁惠慈

（廣州市婦女兒童醫(yī)療中心神經(jīng)內(nèi)科，廣東廣州 510120）

睡眠中癲癇電持續(xù)狀態(tài)（lectrical status epilepticus during sleep，ESES）是腦電圖（electroencephalogram，EEG）中的一種特殊的發(fā)作間期放電（interictal epileptic discharges，IEDs）現(xiàn)象［1-2］。它是指睡眠誘發(fā)的接近持續(xù)的棘慢波發(fā)放，一般用慢波睡眠期EEG 棘慢波指數(shù)（spike wave index，SWI）表示放電數(shù)量［3］。ESES 的發(fā)病率較低，約占癲癇患兒的0.2%～1.0%。雖然ESES具有一定自限性，但是病程中造成的認(rèn)知損傷卻難以恢復(fù)［4］。ESES 與認(rèn)知損傷的關(guān)系是什么樣的？ESES 患兒的認(rèn)知損傷的機制是什么？一直是擺在人們面前的難題。眾所周知，腦的功能依賴于足夠的血流灌注，越來越多的證據(jù)表明神經(jīng)血管藕聯(lián)是微觀神經(jīng)元活動實現(xiàn)腦功能的重要環(huán)節(jié)，簡單地說，人腦通過神經(jīng)元活動-神經(jīng)血管藕聯(lián)-腦血流改變-相應(yīng)腦區(qū)腦代謝改變-認(rèn)知活動的模式工作的［5-6］。TCD-vEEG 同步監(jiān)測技術(shù)是一個能夠同時監(jiān)測生理或病理神經(jīng)元活動時的腦血流動力學(xué)變化的無創(chuàng)檢查［7-9］。既往我們通過TCD-vEEG同步監(jiān)測發(fā)現(xiàn)正常兒童非快速動眼（non-rapid eye movement，NREM）睡眠時存在規(guī)律穩(wěn)定的血流動力學(xué)變化［10］。我們推測NREM 期接近持續(xù)的IEDs 通過改變NREM 睡眠期的腦血流來影響兒童的認(rèn)知活動。在該研究中，我們通過對一批ESES病例進(jìn)行TCD-vEEG 同步監(jiān)測，多維度分析不同程度認(rèn)知損傷的ESES 患兒NREM 期的EEG 及腦血流動力學(xué)變化，探討ESES 病人的IEDS-腦血流-認(rèn)知損傷之間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 研究對象

納入我院2017 年8 月至2019 年3 月的18 名臨床確診為ESES 的病人，滿足：①年齡：4～15 歲既往健康的兒童。②既往腦電圖至少一次滿足NREM 期棘波指數(shù)SWI≥85%，行TCD-vEEG 檢測時的SWI一定大于50%。③配合檢查，能夠安靜入睡，顳窗良好。TCD顯示雙側(cè)大腦中動脈頻譜正常，血流速度對稱。④頭顱MRI 檢查未見明顯結(jié)構(gòu)性異常。⑤體檢未發(fā)現(xiàn)全身各器官及神經(jīng)系統(tǒng)有異常。⑥所有患兒曾在無明顯主訴認(rèn)知倒退時或認(rèn)知改善后進(jìn)行過韋氏智力測試。⑦排除既往有染色體或代謝異常性疾病，出生窒息，宮內(nèi)感染，顱內(nèi)感染，缺血缺氧性腦病，中毒等可導(dǎo)致腦損傷的疾病，排除發(fā)現(xiàn)腦電圖異常前即存在精神運動發(fā)育遲緩的病史或智力行為異常者。對照組為2015 年1 月至2015 年3 月在我院保健的5～14 歲健康正常兒童32 例，無神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)心理疾患，智力正常，入組標(biāo)準(zhǔn)：①清醒期TCD 檢查為正常頻譜，②配合檢查，③EEG 為同年齡組正常范圍，④TCD 顯示雙側(cè)血流速度對稱。排除標(biāo)準(zhǔn)：①顳窗不良，②頻譜異常的顱內(nèi)動脈狹窄，③家庭成員有偏頭痛史，④神經(jīng)心理疾患：如ADHD、抽動、抑郁、焦慮等行為或情緒異常；⑤神經(jīng)系統(tǒng)疾?。喊d癇、腦炎、精神運動發(fā)育遲緩、偏頭痛等；⑥可能影響血流動力學(xué)的其它疾病：如頸椎病等。該研究獲我中心倫理委員會批準(zhǔn)，所有入組病例均知情同意。

1.2 研究方法

1.2.1 TCD-EEG 同步 監(jiān)測利用多模監(jiān)測設(shè)備，將TCD 信號，EEG 信號及視頻輸入同一臺電腦顯示。按國際10～20 標(biāo)準(zhǔn)法貼線安放電極。接地導(dǎo)線至于Fpz，雙側(cè)耳電極為參考電極，在雙眼旁邊各放置1 個眼動電流圖（EOG）電極，EOG 的排除標(biāo)準(zhǔn)為50 μv，阻抗水平＜5 k阻，濾波為0.1～20 Hz，另在同一塊三角肌處放置2 個肌電電極，采樣率1 000 Hz/s，濾波為70～200 Hz/s。采用美國NicoletOne 數(shù)字化腦電圖儀記錄EEG，均以剝奪睡眠自然入睡，記錄清醒和睡眠期腦電圖，記錄清醒安靜閉目狀態(tài)下基本EEG 背景15 min，然后記錄睡眠至少進(jìn)入Ⅲ期（AASM 法判斷）。同時應(yīng)用TCD 固定頭架固定2MHzTCD 監(jiān)測探頭。TCD 監(jiān)測探頭在合適的位置，采用德國DWL2000 彩色經(jīng)顱多普勒儀記錄。經(jīng)右側(cè)顳窗檢測大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA），深度45～55 cm，平均血流速度（mean cerebral blood flow velocity，MCBFV）由系統(tǒng)自動計算，所有信號與腦電圖監(jiān)測同步同時記錄（圖1），形成一條全程的MCBFV 趨勢曲線。

1.2.2 TCD-vEEG 數(shù)據(jù)分析 根據(jù)腦電圖表現(xiàn)將MCBFV 曲線分為清醒期，N1-N2 期（輕睡期），N3 期（深睡期）［11］，記錄深睡期MCBFV 的峰值（CBFVm peak deep）和谷值（CBFVm valley deep），計算深睡期MCBFV 的平均值（MCBFVm）=（MCBFV的峰值+谷值）/2、深睡期的MCBFV 波動=（深睡期MCBFV 峰值-深睡期MCBFV 谷值）/深睡期MCBFV 谷值，通過橫縱兩個維度體現(xiàn)深睡期的血流動力學(xué)變化（圖2）。

1.3 分 組

1.3.1 臨床評價 所有患兒根據(jù)臨床發(fā)作情況、家長主訴的患兒認(rèn)知表現(xiàn)、日常生活能力評分及醫(yī)生實際訪視結(jié)果被分為3 級。1 級：患兒近3 月內(nèi)無明顯的癲癇發(fā)作且認(rèn)知發(fā)育水平同ESES 診斷前的狀態(tài)。2 級：患兒近3 月內(nèi)出現(xiàn)發(fā)作，雖認(rèn)知損害存在，具有行為異?；?qū)W習(xí)下降，或認(rèn)知倒退在恢復(fù)中，但日常生活能力正常或邊緣水平。3 級：患兒出現(xiàn)明顯的認(rèn)知功能改變的情況（包括獲得性的語言理解或語言表達(dá)異常及智力倒退），患兒日常生活能力輕度及以上級別損害。

圖1 MCBFV 趨勢曲線分析示例Fig.1 TCD parameters analysis through the MCBFV（CBFVm）dynamic curve

圖2 不同的ESES 模式Fig.2 Two kinds of ESES terms:Near-ESES and Asymmetric ESES

1.3.2 腦電圖分析 根據(jù)既往多次腦電圖表現(xiàn)，明確ESES 前期和ESES 期的腦電圖模式，ESES 前期的腦電圖模式（pre-ESES）分為3 型：①雙側(cè)同步對稱癲癇灶（bilateral synchronous epileptogenic foci，BSEF）；②雙側(cè)不對稱癲癇灶（bilateral asynchronous foci，BAEF）；③多灶（multiple epileptogenic foci，MEF）。ESES 模式分為2 型：①絕對同步波及全導(dǎo)廣泛性（near-ESES），②不對稱ESES（Asym-ESES）。SWI 計算根據(jù)第一個睡眠周期中SWI［計算方法：SWI=總棘慢復(fù)合波持續(xù)時間（min）/總NREM 睡眠時間（min）］。

1.3.3 臨床診斷 根據(jù)ILAE 的診斷標(biāo)準(zhǔn)將患兒臨床診斷為獲得性癲癇性失語（Landau-Kleffner syndrome，LKS）：ESES 伴獲得性失語；BECT（Benign childhood epilepsy with centrotemporal spikes）：ESES 以rolandic 區(qū)為主，僅有睡眠期的發(fā)作，發(fā)作次數(shù)不多；BECT 變異型：ESES 以rolandic 區(qū)為主，伴特殊表現(xiàn)的臨床發(fā)作（負(fù)性肌陣攣、呆滯發(fā)作、口咽部失用），

1.4 統(tǒng)計分析

SPSS17.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，分類資料的比較，采用Fisher 精確檢驗；兩組計量資料的均數(shù)比較，如果每一組資料都呈正態(tài)分布并且方差齊性用t檢驗；如果每一組資料都呈正態(tài)分布但方差不齊采用校正t檢驗；多組均數(shù)比較，各組定量資料都正態(tài)分布并且方差齊性采用One way-ANOVA進(jìn)行分析，方差分析有統(tǒng)計學(xué)意義時采用LSD 法進(jìn)行兩兩比較，以P＜0.05 作為具有統(tǒng)計學(xué)差異。反之用Kruskal WallisH檢驗。

2 結(jié)果

2.1 病例的一般特征分析

18 例ESES 病人，其中男11 人，女7 人，年齡4～12（7.33±2.43）歲。診斷BECT7 例，BECT 變異型6 例，其余5 例為LKS（其中一例檢查時經(jīng)丙球激素治療已無臨床癥狀）。根據(jù)臨床評價，6 例為1 級無明顯認(rèn)知損害組，6 例為2 級輕微認(rèn)知損害組，6 例為3 級嚴(yán)重認(rèn)知損害組。根據(jù)ESES 前的腦電圖（pre-ESES）分為MEF7 例，BAEF7 例，BSEF4 例。根據(jù)ESES 模式分為Asym-ESES10 例，Near-ESES8 例。所有病例SWI 在60%～95%，平均（85.22±10.33）%；深睡期MCBFV 波動在7%～31%，平均（17.98±7.27）%；深睡期MCBFVm 在60～137.5（92.81±21.53）cm/s。所有病例的匯總數(shù)據(jù)如表1。SWI、深睡期MCBFVm、深睡期MCBFV波動經(jīng)單樣本Kolmogorov-Smirnov 檢驗顯示P＞0.05，均為正態(tài)分布且方差齊性。

對照組深睡期MCBFVm 為（58±8）cm/s，波動＜5%。與正常兒童相比，深睡期MCBFVm 顯著增高（t=6.464，P＜0.01），深睡期MCBFV 波動顯著增高（t=7.579，P＜0.01）。

表1 18 例ESES 病人的臨床特征一覽Table 1 Demographic and clinical characteristics of all 18 ESES patients

2.2 不同臨床分級的TCD-vEEG 參數(shù)評價

通過Fisher 精確檢驗，我們可以發(fā)現(xiàn)臨床分級與臨床診斷譜系密切相關(guān)（P=0.002）。以臨床分級分組，可見不同臨床分級間ESES 模式，pre-ESES 模式呈現(xiàn)差異趨勢，限于數(shù)據(jù)太小，未作統(tǒng)計檢驗。通過單因素方差分析，我們發(fā)現(xiàn)不同臨床分級間SWI 的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=3.996，P＜0.05），進(jìn)行LSD 兩兩比較，發(fā)現(xiàn)主要是在無明顯認(rèn)知損害組與嚴(yán)重認(rèn)知損害組間（P=0.013；表2）。而對于MCFV 及MCFV 波動兩個重要的腦血流動力學(xué)參數(shù)，從數(shù)值上看具備差異趨勢，可惜樣本量有限，導(dǎo)致檢驗效能不足。

2.3 ESES 模式與SWI 和TCD 參數(shù)的關(guān)系評價

通過ESES 模式分組，發(fā)現(xiàn)ESES 模式與SWI的差異不明顯，但是不同ESES 模式間的MCBFV波動存在差異，且有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（t=2.885，P=0.011），提示Near-ESES 模式對深睡期MCBFV波動影響較大（表3）

表2 不同臨床分級之間的定量數(shù)據(jù)間的差異Table 2 Quantitative data differences among different clinical level （n=6，±s）

表2 不同臨床分級之間的定量數(shù)據(jù)間的差異Table 2 Quantitative data differences among different clinical level （n=6，±s）

1）1 vs.3 P=0.013

表3 不同ESES 模式之間SWI 及腦血流參數(shù)的差異Table 3 Different SWI and CBF parameters between different ESES patterns （±s）

表3 不同ESES 模式之間SWI 及腦血流參數(shù)的差異Table 3 Different SWI and CBF parameters between different ESES patterns （±s）

3 討論

3.1 研究設(shè)計及主要發(fā)現(xiàn)

ESES 是一組具有相似腦電圖特征的疾病。其病因可能是癥狀性的或特發(fā)性的［12］。它可出現(xiàn)在一系列具有共同病理生理學(xué)基礎(chǔ)的兒童癲癇綜合征中，統(tǒng)稱為ESES 相關(guān)綜合征，包括癲癇伴慢波睡眠期持續(xù)棘慢波（CSWS）、獲得性癲癇性失語（LKS）、兒童良性癲癇伴中央顳區(qū)棘波（BECT）變異型、BECT［13-14］。ILAE 對ESES 的SWI 沒有劃定具體標(biāo)準(zhǔn)，臨床上采用的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)是＞85%［13］。我們的病例SWI 為常規(guī)剝奪睡眠腦電圖1 個睡眠周期來計算，至少一次SWI ＞85%，是滿足ILAE的標(biāo)準(zhǔn)的。我們病例入組時排除了所有癥狀性及結(jié)構(gòu)性的病因，根據(jù)ILAE 的診斷標(biāo)準(zhǔn)，我們對病例進(jìn)行了癲癇綜合征的診斷，由于CSWS 與ESES在文獻(xiàn)中經(jīng)常混用，我們的病例診斷未采用該名稱，因此從病因角度，我們的病例屬于“特發(fā)性”一類，其認(rèn)知損害的影響因素主要是IEDs。由于臨床譜系的差異，同是ESES，其認(rèn)知損害程度可能有較大區(qū)別，我們的病例雖然有限，但是通過統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)臨床分級與臨床譜系顯著相關(guān)。

本研究重點探討ESES 的認(rèn)知損害，因此認(rèn)知損害評價成為研究的基礎(chǔ)。該研究中，我們采取神經(jīng)心理測試與家長主訴相結(jié)合的方式進(jìn)行認(rèn)知評價。韋氏智力測試是普遍采用的認(rèn)知評估量表，更為客觀。但由于入組的部分患兒治療前認(rèn)知損傷嚴(yán)重以致難以完成韋氏智力量表檢測，這部分患兒則只能采用治療后認(rèn)知損傷恢復(fù)時再進(jìn)行測定，智力測試值不能反映患兒最嚴(yán)重的損傷情況；而且韋氏智力測試受到重復(fù)測量必須超過6 個月的限制，我們的臨床分級以3 月為界，所以難以依據(jù)測試結(jié)果的客觀分值評價短期內(nèi)患兒的認(rèn)知損傷。家長主訴雖然具有一定主觀性，但ESES 的認(rèn)知損傷卻常常是家長看病治療的動力，家長的主訴能夠在一定程度反映患兒認(rèn)知損傷的狀況。因此，該研究中，臨床分級主要以家長主訴和醫(yī)生訪視結(jié)果，而韋氏智力量表檢測則提供認(rèn)知基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。通過我們的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)所有病例的智商均不高，但臨床分級1 級的病人智商基本是正常的。臨床2、3 級的病人最佳狀態(tài)的智力水平許多尚未達(dá)到正常水平，3 級病人的日常生活能力均有受損，而且家長主訴突出。

ESES 的NREM 期的IEDs 持續(xù)頻繁，發(fā)作可能輕微，但認(rèn)知倒退顯著，現(xiàn)有的證據(jù)都表明腦電圖的異常是ESES 認(rèn)知倒退的原因［15］。腦電圖異常發(fā)病年齡越小，持續(xù)時間越長，SWI 越高，則認(rèn)知損害更為嚴(yán)重［16］。但臨床隨訪研究也發(fā)現(xiàn)，異常腦電活動的程度與患兒認(rèn)知損傷的程度并不絕對平行［17］。說明存在除SWI 以外的因素導(dǎo)致神經(jīng)心理損傷。通過我們的研究，我們發(fā)現(xiàn)除了SWI 外，深睡期的腦血流動力學(xué)變化也可能是認(rèn)知的重要影響因素。而ESES 模式對深睡期MCBFV 波動影響顯著。

深睡期的MCBFV 波動是一個我們通過TCD的檢測參數(shù)直接計算的指標(biāo)，定義為“（深睡期MCBFV 峰值-深睡期MCBFV 谷值）/深睡期MCBFV 谷值”。我們認(rèn)為本研究中的深睡期CBFV 波動反映的就是NREM 期持續(xù)的IEDs 通過神經(jīng)血管藕聯(lián)機制而呈現(xiàn)的腦血流動力學(xué)反應(yīng)。以往研究表明正常健康兒童從清醒至睡眠經(jīng)歷著腦血流動力學(xué)的變化，輕睡期較清醒期增高，隨睡眠加深，CBFV 逐漸下降至基線水平，深睡期時的CBFV的波動基本小于5%［9-10］。而ESES 病例NREM 期的CBFV 波動在7%～31%，平均17.98%于水平，深睡，表明ESES 病例的血流動力學(xué)變化是不同于健康兒童的，即IEDs 會影響腦血流。

3.2 可能機制與研究不足

為什么ESES病人在NREM期存在明顯的CBFV波動？頭皮腦電圖記錄的是宏觀水平的大腦活動，在一定時間內(nèi)腦電活動是相對穩(wěn)定的，這是腦功能具有可重復(fù)性和預(yù)測性的基礎(chǔ)［18］。通過對健康兒童NREM 期腦血流變化的研究，表明正常兒童在深睡期腦血流變化也是相對穩(wěn)定的。神經(jīng)血管藕聯(lián)的基礎(chǔ)研究表明神經(jīng)元的活動是腦血流的基礎(chǔ)，而腦血流是神經(jīng)功能的基礎(chǔ)，神經(jīng)元活動與腦血流間通過神經(jīng)血管藕聯(lián)機制調(diào)控［5-6］。而ESES 的異常腦電活動集中在NREM 睡眠期，我們猜想ESES 可能影響NREM 期的腦血流動力學(xué)，宏觀反應(yīng)為CBFV 波動，導(dǎo)致CBFVm 增高。本研究證實了這一點。大鼠模型的研究顯示NREM 期中的海馬環(huán)路與清醒不同，如果NREM 期中正常節(jié)律干擾或神經(jīng)元點燃可能引起學(xué)習(xí)和記憶的缺陷［18］。NREM 期在學(xué)習(xí)和記憶中扮演了重要的角色已經(jīng)獲得人們的公認(rèn)［18］。兒童期是大腦皮質(zhì)突觸形成階段，在此階段，大量軸突發(fā)生和大腦基本網(wǎng)絡(luò)形成。在這一腦發(fā)育活躍期，NREM 睡眠期過度的癲癇樣活動，如ESES 可能影響NREM 期神經(jīng)功能聯(lián)系，從而引發(fā)神經(jīng)心理障礙［19］。然而，ESES 如何影響神經(jīng)功能卻不得而知。本研究提示我們ESES 患兒在NREM 期的接近持續(xù)的IEDs通過影響神經(jīng)血管藕聯(lián)機制從而引起腦血流改變，繼之腦代謝及腦功能受損，是臨床上出現(xiàn)不同程度的認(rèn)知損傷的可能機制。

研究表明癲癇發(fā)作可以引起神經(jīng)血管藕聯(lián)單元的損害，腦血流自我調(diào)節(jié)機能的破壞，從而發(fā)生延遲的神經(jīng)-血管藕聯(lián)的損害［20-21］。對于IEDs 的有關(guān)神經(jīng)血管藕聯(lián)機制的研究較少。最近的癲癇鼠的同步腦電-近紅外的研究表明IEDS 的腦血流反應(yīng)從棘波前持續(xù)至棘波后，逐漸恢復(fù)至基線水平，不同的模型在血流變化的形態(tài)、波幅，持續(xù)時間存在差異［22］。通過本研究，我們發(fā)現(xiàn)對于ESES病人而言，不同的ESES 模式對腦血流動力學(xué)的影響是不同的。腦血流動力學(xué)變化與ESES 的認(rèn)知損害間極可能有關(guān)，尚需要進(jìn)一步研究。

然而，本研究的樣本量較小，導(dǎo)致血流動力學(xué)參數(shù)未在不同臨床分級間的差異顯示統(tǒng)計學(xué)意義，也導(dǎo)致腦電模式與臨床分級之間的差異未顯示統(tǒng)計學(xué)意義，是本研究的局限所在。不過通過數(shù)據(jù)仍可以看出變化趨勢，有待下一步增加病例數(shù)和樣本量進(jìn)一步深入研究。

3.3 結(jié)論及前景

綜上，本研究再次證實睡眠中的IEDs 是導(dǎo)致ESES 認(rèn)知損害最直接的原因，與正常兒童比較，ESES 病例CBFV 波動和深睡期MCBFVm 均顯著增高，凸顯了NREM 期持續(xù)IEDs 對腦血流動力學(xué)的影響，其中ESES 模式與深睡期的CBFV 波動密切相關(guān)。通過對ESES 患兒的TCD-EEG 研究，為探討ESES 患兒的認(rèn)知損傷機制提供了新的視野，我們推測神經(jīng)血管藕聯(lián)可能是ESES 引發(fā)認(rèn)知損害的重要機制，特別對于嚴(yán)重?fù)p傷的患兒，可以從神經(jīng)藕聯(lián)機制中尋找新的治療靶點。