腦電圖在腦損傷和顱內(nèi)炎癥性疾病的應(yīng)用☆

袁裕鈞 吳瓊 范玉穎 王華

腦電圖（electroencephalogram,EEG）可以對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)各種損傷做出評(píng)估。任何病因引起的腦功能損傷,包括腦出血、腦梗塞、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)變性病、遺傳代謝性腦病、腦發(fā)育不良、缺氧缺血性腦病、代謝紊亂、昏迷等，都能在EEG上早期甚至即刻出現(xiàn)異常反應(yīng)，而且EEG可以持續(xù)監(jiān)測(cè)病程演變和治療反應(yīng)。此外，腦電圖可常規(guī)應(yīng)用于高?；颊叩哪X電監(jiān)測(cè)，以評(píng)估其腦功能及腦損傷情況（如復(fù)蘇后昏迷的所有患者）[1]腦電圖監(jiān)測(cè)有幾種常見的方法，包括常規(guī)腦電圖、動(dòng)態(tài)腦電圖、連續(xù)腦電圖監(jiān)測(cè)（continuous electroencephalogram,cEEG）、視頻腦電圖、皮質(zhì)腦電圖等，臨床上根據(jù)需求選擇不同的腦電圖檢測(cè)方法。

1 腦電圖在腦血管病導(dǎo)致腦損傷的應(yīng)用

1.1 在蛛網(wǎng)膜下腔出血遲發(fā)型腦缺血的應(yīng)用遲發(fā)型腦缺血（delayed cerebral ischemia，DCI）是蛛網(wǎng)膜下腔出血后最常見的致殘性并發(fā)癥，通常在蛛網(wǎng)膜下腔出血后的4～14 d內(nèi)出現(xiàn)[2]，如果能在早期的識(shí)別DCI可以使很多患者從中獲益。EEG可以對(duì)腦功能進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)腦缺血的反應(yīng)是可靠且可預(yù)測(cè)的，因此可應(yīng)用cEEG來(lái)預(yù)測(cè)DCI的發(fā)生[3]。ROSENTHAL等[4]的研究表明，cEEG可以在臨床癥狀出現(xiàn)前24 h預(yù)測(cè)出DCI的發(fā)生。DCI的早期cEEG改變?yōu)閬喤R床缺血的早期階段，其可發(fā)展為持續(xù)性或惡化以至于最終出現(xiàn)相應(yīng)臨床癥狀。腦缺血導(dǎo)致皮層擴(kuò)散去極化，這種去極化在顱內(nèi)腦電圖中表現(xiàn)為短暫性腦電抑制，隨著時(shí)間的推移，這種重復(fù)擴(kuò)散去極化將最終導(dǎo)致梗塞[5-6]。以下幾種腦電圖改變提示有腦缺血的可能：①局部慢波增多或快波減少。這種局部慢波特點(diǎn)為 δ（<4 Hz）或 θ（4～7 Hz）波的增多，其提示持續(xù)惡化或背景出現(xiàn)質(zhì)的改變。②相對(duì)α功率變異（relative alpha power variability，RAV）或 α-δ 頻率比（alpha-to-delta power ratio，ADR）降低。③癲癇樣放電增多。包括散發(fā)性癲癇樣放電，一側(cè)性節(jié)律性δ活動(dòng)，一側(cè)性周期樣放電或全面性周期樣放電[4]。cEEG可縮短DCI的檢出時(shí)間，通過(guò)靜脈輸液亞硝酸鹽后可以誘發(fā)DCI，在僅經(jīng)過(guò)2 h的持續(xù)腦電圖檢測(cè)后，他們發(fā)現(xiàn)在未發(fā)生DCI的患者其腦電圖的ADR顯著增加，而那些發(fā)展成DCI的患者ADR輕微下降或沒有變化[7]。

1.2 在缺血性腦卒中的應(yīng)用蛛網(wǎng)膜下腔出血或急性缺血性腦卒中會(huì)導(dǎo)致短暫的血管痙攣，從而出現(xiàn)缺血，而拯救缺血半暗帶是臨床醫(yī)師最關(guān)心的。而急性缺血性腦卒中引起的血管痙攣的患者血壓會(huì)降低，應(yīng)用血管加壓素誘導(dǎo)血壓增加是挽救繼續(xù)缺血腦組織的方法之一[8]。但用血管加壓素來(lái)增加血壓會(huì)出現(xiàn)并發(fā)癥，如腦梗死、心肌缺血和腦水腫[9]。cEEG對(duì)腦血流變化敏感，是一種無(wú)創(chuàng)的可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血壓升高的新方法。因此可以通過(guò)cEEG來(lái)評(píng)估顱腦血流量（cerebral blood flow，CBF）。在腦電圖檢測(cè)期間發(fā)現(xiàn)隨著CBF的降低，快的腦電頻率先減少，而慢的腦電頻率逐漸增多。因此可通過(guò)cEEG監(jiān)測(cè)來(lái)評(píng)估CBF的改善情況[10]。NEWEY等[11]曾觀察3例腦卒中患者，在輸注腎上腺素前的腦電圖顯示廣泛性持續(xù)慢波，且病灶側(cè)更明顯 ，輸注腎上腺素后，腦電圖顯示病灶側(cè)腦電圖雖仍為慢波，但頻率增快，腦電圖的改變提示在注射腎上腺素后CBF得到優(yōu)化。同樣研究證明，在進(jìn)行頸內(nèi)動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)中腦電圖檢測(cè)提示腦電波頻率的變化與CBF的增加同步，當(dāng)CBF下降到35 mL/（100g·min）時(shí)，快的腦電頻率首先消失。當(dāng)CBF小于 8～10 mL/（100g·min）時(shí)，腦電圖可顯示電抑制，也意味著有腦死亡的情況[12]。因此提示通過(guò)cEEG可以更方便快捷的檢測(cè)缺血性腦卒中患者CBF情況。

2 腦電圖在心臟疾病導(dǎo)致腦損傷的應(yīng)用

2.1 在心搏驟停后評(píng)估腦損傷預(yù)后的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì)每年都有超過(guò)125000名美國(guó)人因心搏驟停（cardiac arrest，CA）在醫(yī)院成功復(fù)蘇[13]，是否有腦損傷在心搏驟停后至關(guān)重要,在幸存者中，神經(jīng)功能障礙很常見，并與死亡率和生活質(zhì)量下降有關(guān)[14]。在昏迷患者中，多達(dá)1/3患者的腦電圖在發(fā)作期或發(fā)作間期可出現(xiàn)改變，這些異常腦電圖表現(xiàn)從驚厥性癲癇發(fā)作到非周期性癲癇樣放電不等。有指南指出對(duì)于腦損傷預(yù)后判斷更注重于腦電圖的背景特征的描述，如抑制、反應(yīng)性和連續(xù)性，以及癲癇的發(fā)展[1]。有研究表明,在未進(jìn)行治療性低體溫而復(fù)蘇成功后腦電圖中，雙頻譜指數(shù)<40（對(duì)原始腦電圖數(shù)據(jù)的頻率和振幅的計(jì)算總結(jié)得出）、爆發(fā)抑制、周期樣放電、癇性放電、刺激誘發(fā)節(jié)律性周期樣放電，提示預(yù)后較差，而節(jié)律性δ活動(dòng)可提示較好的預(yù)后[15]。SIVARAJU等[16]的研究表明，連續(xù)24 h的低電壓或爆發(fā)抑制型始終與不良預(yù)后相關(guān)。電壓抑制（<10 μV），或低電壓（<20 μV），在心搏驟停后昏迷小于24 h的患者中不總是意味著預(yù)后不良，但在大于24 h后的患者卻總提示預(yù)后不良；正常背景并且無(wú)異常癲癇樣放電有70%預(yù)后良好的機(jī)會(huì)。

2.2 在新生兒心臟外科手術(shù)后對(duì)早期腦損傷的評(píng)估因嚴(yán)重先天性心臟病（congenital heart disease，CHD）而在早期接受心臟外科手術(shù)的新生兒，其腦損傷和神經(jīng)發(fā)育受損的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有所增加[17]。因此，腦電圖尤其是振幅整合腦電圖（amplitude-integrated electroencephalogram，aEEG）越來(lái)越多地用于新生兒心臟手術(shù)前后的腦功能監(jiān)測(cè)和評(píng)估[18]。然而，關(guān)于腦活動(dòng)和腦損傷之間的關(guān)系仍然缺乏確切研究。如果一些腦電圖特征可以被確定為新生兒腦損傷的標(biāo)志，這可能為需要心臟手術(shù)的新生兒的預(yù)后和護(hù)理提供更可靠依據(jù)。CLAESSENS等[19]的研究表明，在使用體外循環(huán)心臟手術(shù)后，異常的腦活動(dòng)（例如，背景模式或發(fā)作期放電）可以預(yù)測(cè)新的腦損傷。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，生后早期的腦活動(dòng)異常與術(shù)前腦損傷有關(guān)。因此，腦電圖有助于早期識(shí)別出更易發(fā)生腦損傷的新生兒。不正常的腦電背景模式與腦損傷的關(guān)系有兩種解釋，其一，如同異常放電，不正常的腦電背景模式可能是針對(duì)腦損傷所做出的快速的腦電反應(yīng)，其二，不正常的腦電背景是腦不成熟或易損性的信號(hào)[20]。

3 腦電圖在腦損傷后對(duì)意識(shí)狀態(tài)評(píng)估的應(yīng)用

近年來(lái)重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展使得大量的急性腦損傷患者得以存活。一些患者在損傷后第一天就恢復(fù)了，一些患者進(jìn)入植物人狀態(tài)，而另一些患者則永久喪失腦干功能（腦死亡）[21]。aEEG已廣泛應(yīng)用于新生兒重癥監(jiān)護(hù)室，用于評(píng)估缺氧缺血性腦病新生兒的腦損傷。良好的aEEG模式（持續(xù)正常電壓）提示6個(gè)月后神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后相對(duì)較好，其敏感性為93.6%，特異性為85.2%。不良的aEEG模式（持續(xù)極低電壓、爆發(fā)抑制或平坦波）表明6個(gè)月神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后差，敏感性和特異性分別為76.5%和100%。然而，中間模式（正常不連續(xù)電壓）對(duì)良好和不良預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值有限[22]。反應(yīng)性腦電圖（reactive EEG，EEG-R）或無(wú)反應(yīng)性腦電圖對(duì)意識(shí)受損患者的預(yù)后判斷同樣有著非常重要價(jià)值[23]。EEG-R可定義為頭皮記錄的腦電活動(dòng)對(duì)感覺外界刺激的彌漫性和短暫變化。這種刺激可能是聽覺的、傷害性或視覺。此時(shí)腦電頻率或振幅會(huì)隨著刺激而有所改變。有EEG-R的患者意味預(yù)后較好，而缺乏EEG-R意味著較差的預(yù)后[24-25]，其可能反映了皮層或皮層下結(jié)構(gòu)的廣泛損傷。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，EEG-R與丘腦環(huán)和丘腦-腦干環(huán)路的結(jié)構(gòu)和功能完整性有關(guān)。丘腦及其與皮層的反復(fù)聯(lián)系在腦節(jié)律的產(chǎn)生和維持中起著不可或缺的作用，這些節(jié)律是腦電測(cè)量大腦功能的基礎(chǔ)[23]。有研究根據(jù)腦電頻帶能量來(lái)預(yù)測(cè)腦損傷患者的意識(shí)水平，通常將頻帶分為4大類：β（>13 Hz）、α（8～13 Hz）、θ（4～7 Hz）和 δ（0.5～3 Hz），特別是 α與意識(shí)水平呈正相關(guān)，而低的頻率與意識(shí)水平負(fù)相關(guān)[26]。而對(duì)于意識(shí)障礙患者，α頻帶的出現(xiàn)意味著預(yù)后的良好[27]。而隨著腦部血流量的減少，腦電圖出現(xiàn)快頻率波減少（β波和α波）、慢頻率波增多（θ波）或更慢頻率波增加（β波）、最后EEG出現(xiàn)抑制，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)元不可逆性損傷[28]。

4 腦電圖在顱內(nèi)炎癥性疾病的應(yīng)用

4.1 在NMDAR腦炎的應(yīng)用腦炎是一種引起腦功能紊亂的疾病，急性期可表現(xiàn)為頭痛、發(fā)燒、意識(shí)改變、認(rèn)知障礙、癲癇發(fā)作，甚至精神癥狀。腦炎患者的腦電圖模式通常為廣泛性非特異性腦異常，包括背景減慢、節(jié)律性慢波活動(dòng)（θ或 δ活動(dòng)）、或者有棘波發(fā)放[29]。MEI等[30]在一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了一種特殊腦電圖模式，被定義為快β刷（extreme beta brush,EBB），是由20～30 Hz頻率的低波幅快β波疊加在廣泛、有節(jié)律的中高波幅 θ波（4～7 Hz）或 δ波（1～3 Hz）之上，研究發(fā)現(xiàn)EBB模式通常在局部同步或非同步或陣發(fā)出現(xiàn)，并且這種波在腦脊液檢出抗體陽(yáng)性的患者更容易出現(xiàn)，且更容易出現(xiàn)癲癇發(fā)作，推測(cè)EBB更容易出現(xiàn)在重度腦炎患者并且預(yù)示著出現(xiàn)癲癇的風(fēng)險(xiǎn)更大。眾所周知，NMDAR 腦炎（anti-N-methyl-D-aspartate receptor，NMDAR）是臨床上最常見的一種自身免疫性腦炎，腦電圖中δ刷是其標(biāo)志性腦電圖特征，并且提示其病情重，預(yù)后差[31]。然而，在原始EEG上識(shí)別δ刷需要有豐富經(jīng)驗(yàn)的腦電圖醫(yī)師，且有δ刷的患病率<30%，因此它可能不是一個(gè)敏感的預(yù)后因素[32]，需要探索額外的腦電圖標(biāo)記物來(lái)測(cè)量抗NMDAR腦炎的嚴(yán)重程度和預(yù)后。JIANG等[33]想通過(guò)定量腦電圖研究NMDAR腦炎，但其研究結(jié)果表明，qEEG未能反映NMDAR腦炎的臨床嚴(yán)重程度，但頂葉部分的腦電圖頻帶可能會(huì)在早期階段識(shí)別出長(zhǎng)期的預(yù)后結(jié)局，其較窄的振幅整合頻帶提示較好的結(jié)果。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染早期，患者有明顯的電生理紊亂，這些電生理改變與認(rèn)知功能下降有關(guān)，腦電圖出現(xiàn)病理改變（如 δ、θ、或棘慢復(fù)合波）對(duì)預(yù)測(cè)其后遺癥的發(fā)生有重要價(jià)值。尤其對(duì)年輕患者時(shí)，當(dāng)認(rèn)知狀態(tài)沒有完全恢復(fù)，腦電圖有助于評(píng)估疾病的初始嚴(yán)重程度和預(yù)測(cè)長(zhǎng)期結(jié)果[34]。

4.2 在單純皰疹病毒性腦炎的應(yīng)用腦電圖在單純皰疹病毒性腦炎的患者中同樣有診斷價(jià)值，尤其在疾病進(jìn)展的某個(gè)階段出現(xiàn)或消失的一側(cè)性周期樣癲癇樣放電（lateral periodic epileptic discharge,PLEDs）。在顳區(qū)出現(xiàn)棘波或慢波對(duì)其有診斷價(jià)值，尤其是顳區(qū)單側(cè)PLEDs是單純皰疹病毒性腦炎的關(guān)鍵診斷線索。在單純單純皰疹病毒性腦炎患者中，最初出現(xiàn)的癲癇樣發(fā)作與6個(gè)月的不良臨床結(jié)果顯著相關(guān)。但如果期初發(fā)作形式表現(xiàn)為全面強(qiáng)直-陣攣發(fā)作，或癲癇持續(xù)狀態(tài)卻與臨床結(jié)果無(wú)關(guān)[35]。

4.3 在新型冠狀病毒感染后評(píng)估腦功能改變的應(yīng)用自2020年初以來(lái)，世界一直在經(jīng)歷由嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）引起的冠狀病毒疾病（COVID-19）災(zāi)難性大流行[36]，而腦電圖的應(yīng)用讓我們對(duì)COVID-19感染后腦功能情況有了更進(jìn)一步的了解。最近COVID-19患者癲癇發(fā)作的報(bào)告越來(lái)越多[37-39]。并且 SHREYA等[40]對(duì) 22例COVID-19患者進(jìn)行研究，其發(fā)現(xiàn)COVID-19患者有多種癲癇樣的腦電圖異常，相當(dāng)一定比例的患者會(huì)檢測(cè)到癲癇發(fā)作。KATRINA等[41]曾對(duì) 177例COVID-19患者的腦電圖報(bào)告進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其腦電圖改變無(wú)明顯特異性，而是背景活動(dòng)的紊亂，如廣泛性和局灶性的慢波，以及節(jié)律性或周期性癲癇樣異常放電。ANTONY等[42]的研究同樣發(fā)現(xiàn)上述異常，他們認(rèn)為這種非特異性異常提示存在局部腦功能障礙，是皮層應(yīng)激下非特異性腦病的表現(xiàn)。并且腦電圖中額區(qū)異常似乎是常見的COVID-19腦病的表現(xiàn)，推測(cè)，額葉腦電圖的發(fā)現(xiàn)是由COVID-19的直接腦參與引起，而更多的彌漫性變化可能是由任何一個(gè)系統(tǒng)受累或彌漫性病毒參與導(dǎo)致腦部受累。

綜上，目前腦電圖的應(yīng)用越來(lái)越受到各個(gè)科室的重視，尤其通過(guò)量化腦電圖，可快速發(fā)現(xiàn)異常腦電圖活動(dòng)，醫(yī)護(hù)人員可以經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可掌握，并且腦電圖為一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)性檢查，方便快捷，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠并且準(zhǔn)確率高的檢查，因此使腦電圖的應(yīng)用得到更廣泛應(yīng)用。