嬰幼兒腦電圖λ波的產(chǎn)生機(jī)制及其臨床意義*

王曉璐， 孫瑞迪， 羅小青， 匡光濤， 余曉莉， 江 軍

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬武漢兒童醫(yī)院(武漢市婦幼保健院)臨床神經(jīng)電生理室，武漢 430016

λ波是清醒期出現(xiàn)在枕區(qū)的雙相或三相尖波，正向成分最突出，波幅一般不超過50 μV。在掃視復(fù)雜圖形、間斷閃光刺激、注視明亮物體時易引出，閉眼狀態(tài)消失[1]。λ波最常見于兒童期，是一種正常生理波。在臨床工作中需要正確識別λ波，并將其與異常放電區(qū)分。

在臨床的腦電圖監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)部分嬰幼兒患者靜息態(tài)在雙側(cè)枕區(qū)出現(xiàn)高大“棘慢波樣圖形”，且該圖形在低頻1～3 Hz間斷閃光刺激(intermittent photic stimulation，IPS)中頻繁出現(xiàn)，需要首先排除λ波可能，但在常規(guī)腦電圖檢測中因患者年齡小，無法進(jìn)行睜閉眼試驗，不易獲得長時間的失對焦?fàn)顟B(tài)。本研究希望通過對“棘慢波樣圖形”的分析，探討λ波的產(chǎn)生機(jī)制及其臨床意義，并發(fā)現(xiàn)更簡單有效且適用于低齡兒童的λ波識別方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2019年7月～10月于武漢市兒童醫(yī)院行視頻腦電圖檢查的4個月～2歲的患兒共475例，其中出現(xiàn)“棘慢波樣圖形”的患兒5例，年齡分別為5月、5月、6月、11月、1歲11月，臨床診斷分別為發(fā)育遲緩、急性腸胃炎伴嬰幼兒良性驚厥、癲癇、熱性驚厥、癲癇，無其他基礎(chǔ)疾病?！凹訄D形”均在雙側(cè)枕區(qū)出現(xiàn)，在1～3 Hz低頻IPS中頻繁出現(xiàn)，除此以外，腦電圖檢查結(jié)果均未見其他異常。5名患兒年齡集中在5個月～1歲11個月，其他年齡未見。

1.2 方法

數(shù)據(jù)采集使用Nihon Kohden公司的Neurofax腦電圖儀EEG-1200。IPS使用Neurofax腦電圖儀配置的LS-120AK閃光刺激控制器，最大閃光能量1.28 J/次，IPS在暗室條件下進(jìn)行，閃光時間10 s，休息時間10 s，閃光頻率為1、2、3、6、9、12、15、18、21 Hz，閃光期間為獲得更多的“棘慢波樣圖形”，要求被試者睜眼面對閃光刺激器。采用MATLAB軟件進(jìn)行后處理。

由于“棘慢波樣圖形”整體時限在300 ms左右，且出現(xiàn)在低頻閃光刺激中。在IPS期間腦電圖中，以閃光脈沖作為觸發(fā)點，對1、2、3 Hz低頻IPS下雙側(cè)枕區(qū)的腦電數(shù)據(jù)，取觸發(fā)后300 ms作為時間窗口，采用疊加平均方法對同一頻率下的腦電信號進(jìn)行鎖時分析。由于每種頻率的閃光時間為10 s，鎖時分析的疊加次數(shù)為該頻率的10倍。

將所有靜息態(tài)的“棘慢波樣圖形”標(biāo)記，與上述疊加后的波形進(jìn)行相關(guān)性分析。相關(guān)系數(shù)的絕對值在0.5～0.8為顯著相關(guān)，大于0.8為高度相關(guān)。

2 結(jié)果

2.1 睜眼狀態(tài)及3 Hz IPS刺激下腦電圖信號相關(guān)性分析

圖1可見患兒靜息態(tài)、睜眼狀態(tài)下枕區(qū)有“棘慢波樣圖形”，該圖形在IPS期間增多，波形固定，且局限于雙側(cè)枕區(qū)。其單獨出現(xiàn)的示例(圖1左側(cè))，波幅可達(dá)140 μV，第1個負(fù)向成分頻率為14.3 Hz。在閃光刺激中出現(xiàn)的示例(圖1右側(cè))波幅可達(dá)130 μV，第1個負(fù)向成分頻率為24.4 Hz。該患兒在高頻閃光刺激下可見節(jié)律同化。對靜息態(tài)與IPS刺激下的疊加圖形進(jìn)行相關(guān)性分析，其相關(guān)系數(shù)為(0.85±0.03)，為高度相關(guān)。說明可以用IPS研究的結(jié)果推斷自發(fā)性λ波的機(jī)制。

圖1 原始腦電圖信號Fig.1 Original EEG signal

2.2 不同頻率閃光刺激下的鎖時分析結(jié)果

圖2為5月齡患兒腦電信號的鎖時分析圖。將分別在1、2、3 Hz低頻IPS下的雙側(cè)枕區(qū)腦電信號采用疊加平均方法進(jìn)行鎖時分析，得到刺激相關(guān)圖形。圖中可以看出，在不同的頻率刺激下其波形潛伏期基本一致，波幅略有差別，這可能由于疊加次數(shù)有限造成的。故可以認(rèn)為該圖形可以由IPS誘發(fā)，是低頻IPS誘發(fā)光驅(qū)動中的視覺相關(guān)誘發(fā)電位(visual evoked potential，VEP)成分。其第1個負(fù)向成分N1，潛伏期為70 ms左右，時限在40 ms左右，時限小于棘波的70 ms；第1個正向成分P1，潛伏期為90 ms左右。

圖2 不同頻率IPS下的腦電圖鎖時分析Fig.2 EEG time-locked analysis at different IPS frequencies

2.3 不同患兒的鎖時分析結(jié)果

圖3為本組5例患兒在2 Hz的IPS下雙側(cè)枕區(qū)腦電信號的鎖時分析結(jié)果。圖中可以看出，清醒期在雙側(cè)枕區(qū)出現(xiàn)“棘慢波樣圖形”的患兒，其鎖時分析結(jié)果也是“棘慢波樣圖形”，其中第1個負(fù)向成分N1時限基本在70 ms以內(nèi)，“棘慢波樣圖形”整體時限在300 ms左右，故在1～3 Hz低頻IPS中由于閃光間隔大于333 ms，較易誘發(fā)該圖形。所有患兒在更高頻率的IPS中均出現(xiàn)光驅(qū)動反應(yīng)。不同年齡的“棘慢波樣圖形”潛伏期不同。同為5月齡的2例患兒，其潛伏期存在較大的個體差異。但圖中N1和P1的潛伏期明顯短于標(biāo)準(zhǔn)閃光VEP(1歲內(nèi)嬰兒P1潛伏期一般在200 ms左右)，因此可能與標(biāo)準(zhǔn)閃光VEP的起源不同有關(guān)。

圖3 不同患兒的腦電圖鎖時分析Fig.3 EEG time-locked analysis of different children

3 討論

在臨床的腦電圖監(jiān)測過程中，有時難以區(qū)分枕區(qū)的棘慢波和λ波，尤其是嬰幼兒的枕區(qū)，會出現(xiàn)類似“棘慢波樣圖形”，該圖形的“棘波”成分一般波幅較低，時限小于70 ms，“慢波”成分波幅較高，可達(dá)140 μV，且具有閉眼時消失、在低頻IPS期間頻繁出現(xiàn)的特征。但對于嬰幼兒以及不能聽指令的兒童，僅在睜眼狀態(tài)下，如何有效鑒別“棘慢波樣圖形”與入波成為困擾臨床工作的一個問題。

研究認(rèn)為λ波的出現(xiàn)，與IPS中光驅(qū)動的出現(xiàn)具有強(qiáng)相關(guān)性(P<0.001)[2]。在臨床中，我們也發(fā)現(xiàn)，多數(shù)具有光驅(qū)動的患者，容易出現(xiàn)λ波。而造成困擾的“棘慢波樣圖形”除在睜眼的靜息態(tài)頻繁出現(xiàn)，在IPS期間也會頻繁出現(xiàn)，且似乎與閃光具有鎖時關(guān)系。為了證明這一點，我們對IPS的雙側(cè)枕區(qū)腦電圖信號進(jìn)行鎖時分析，使用誘發(fā)電位常用的疊加平均方法。疊加后的圖形與靜息態(tài)的圖形具有高度相關(guān)性，所以使用IPS研究的結(jié)果可進(jìn)一步研究自發(fā)性λ波的機(jī)制。本研究結(jié)果可以看出，在同一個個體的不同閃光頻率下得出的疊加波形較為穩(wěn)定，具有VEP的性質(zhì)，可以證實該圖形可由低頻IPS誘發(fā)，表明它是一種具有VEP性質(zhì)的λ波，但與常見的λ波波形不同，可能是一種λ波變異型。與枕區(qū)棘慢波放電比較，在同一患者出現(xiàn)的該λ波，其波形時限固定，例如該λ波整體時限在300 ms左右，且局限于枕區(qū)；而枕區(qū)棘慢波有時會波及鄰近導(dǎo)聯(lián)，且波形時限有變化，例如棘慢波時限可在200～500 ms內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn)。

Koji等[3]在一項使用偶極子的研究中發(fā)現(xiàn)，λ波與P100在視覺皮層有共同的神經(jīng)起源。但本研究結(jié)果顯示所有患兒的N1和P1的潛伏期均明顯短于標(biāo)準(zhǔn)閃光VEP，所以該λ波不一定與標(biāo)準(zhǔn)閃光VEP的起源相同。類似的研究也表明，出現(xiàn)記錄到的λ波時100%出現(xiàn)枕區(qū)正向尖波(positive occipital sharp，POST)，而在記錄到POST的情況下，72%的患兒出現(xiàn)λ波，這表明兩種波之間有密切的聯(lián)系，可能擁有共同的枕葉皮層起源[4]。但由于二者外在的誘發(fā)因素不同，也有學(xué)者認(rèn)為對λ波的解釋不能直接用于對睡眠期POST的解釋。本研究中出現(xiàn)高大λ波的這5名患兒，有4名有驚厥病史，1名發(fā)育遲緩，所以未經(jīng)疊加即顯示出自發(fā)或誘發(fā)高大λ波，可能反映了嬰幼兒枕葉皮層興奮性更高。枕區(qū)對于視覺系統(tǒng)功能很重要，而腦電圖是識別皮質(zhì)功能障礙的重要工具。λ波的存在與枕區(qū)其他生理波類似，可能涉及枕葉及其他皮層網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)可對不同狀態(tài)敏感或在刺激下被特異性激活，其內(nèi)在機(jī)制對于枕葉新皮層的功能異常具有重要的臨床意義[5]。視神經(jīng)脫髓鞘可以影響VEP和λ波，出現(xiàn)VEP推遲的患者如果出現(xiàn)明顯的λ波，則該λ波會出現(xiàn)λ潛伏期增加。視神經(jīng)中的纖維參與了最終作用于皮層VEP的視網(wǎng)膜信息傳遞通路，也同樣作用于λ波的傳輸[6]。λ波的存在可以被視為一種神經(jīng)元高興奮狀態(tài)存在的證據(jù)。在這種狀態(tài)下，用光刺激觸發(fā)癲癇放電的概率比沒有λ波時更大[7]。在過去的十年里，已有多個研究表明偏頭痛患者視皮層生物電活動在偏頭痛周期中發(fā)生了顯著變化，特別是使用皮層VEP推斷視覺皮層神經(jīng)元的活動。不同于單一視覺先兆，具有復(fù)雜神經(jīng)系統(tǒng)先兆的患者發(fā)作間期VEP振幅的增加，提示了潛在的真正的持續(xù)性視覺皮層過度興奮性[8]。據(jù)報道，頭痛兒童的腦電圖異常，包括棘波、尖波、慢波和光陣發(fā)性反應(yīng)增強(qiáng)[9]。

對認(rèn)知過程的電生理測量一般需要特定范式，這就是經(jīng)典的事件相關(guān)誘發(fā)電位(event-related potential，EPR)。而基于VEP可提出一個新的、不需要依賴于一系列嚴(yán)格誘發(fā)事件的、在自然條件下即可進(jìn)行的認(rèn)知實驗，即注視相關(guān)誘發(fā)電位(Fixation-related potentials，F(xiàn)RPs)，λ波就是FRPs中最眾所周知的一員[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，空間頻率和掃視的幅度對λ波波幅有顯著影響[11]。嬰幼兒在腦電圖檢測過程中，由于位于一個新的環(huán)境，好奇心驅(qū)使他們更多更大幅度地掃視周圍環(huán)境，這也可能造成在嬰幼兒年齡段出現(xiàn)更高波幅的λ波。

本研究在5月～1歲11月的不同年齡下的IPS鎖時分析波形，其潛伏期和波幅都不相同。即使同年齡的患兒，也存在較大個體差異，所以對這種λ波，沒有特別固定的波形，需要在同一個患兒的腦電圖中對比確定?！凹訄D形”時限在300 ms左右，所以需要用3 Hz及以下IPS完整誘發(fā)。在VEP的年齡相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)從出生2周的嬰兒到3歲的兒童，在以本人為參考的比較中，隨年齡增加，VEP成分變得更加復(fù)雜，波幅與年齡呈U型相關(guān)，在開始的6個月波幅隨年齡增加而增加，之后隨年齡增加而下降。這也部分解釋了在嬰幼兒期易出現(xiàn)高大的“類棘慢波樣圖型”λ波的原因[12]。

綜上所述，在腦電圖檢測中如遇這種雙側(cè)枕區(qū)的“棘慢波樣圖形”時，需要加做1～3 Hz的IPS試驗，試驗中應(yīng)要求患者盡可能睜眼面對閃光刺激器，如果在IPS期間可以誘發(fā)該圖形，則可以證明該“棘慢波樣圖形”是一種λ波。該λ波具有視覺誘發(fā)電位的性質(zhì)，未經(jīng)疊加即顯示出自發(fā)或誘發(fā)λ波，可能反映了兒童枕葉皮層興奮性更高。所以，臨床實踐中一方面要根據(jù)誘發(fā)因素和波形的不同來區(qū)別放電與λ波，另一方面也需要結(jié)合臨床表現(xiàn)具體分析其臨床意義。本研究尚存在樣本量較小的不足，因此，下一步我們將增加樣本量并進(jìn)行組間對照、VEP對照研究，進(jìn)一步通過實驗研究分析高頻率閃光刺激與光驅(qū)動的機(jī)制。