臨床腦電圖的基本特征及評價

魯在清

棗莊市市中區(qū)人民醫(yī)院特檢科 山東省棗莊市 277101

一、何謂臨床腦電圖？

借助腦電圖檢查，觀察并且判定腦電活動是否異常以及異常的程度和特征，乃至作為腦部疾病診斷或腦機能損害的依據(jù)，稱為臨床腦電圖。從臨床應(yīng)用上來看，按照記錄時間的長短可以概括分為短程腦電圖檢查和長程腦電圖監(jiān)測。所謂短程腦電圖檢查，一般是指腦電圖的記錄時間大約需要至少20～30 min，通常稱之為常規(guī)腦電圖。而長程腦電圖監(jiān)測又分為兩種：一種是腦電圖的記錄過程需要持續(xù)較長時間，即動態(tài)腦電圖（ambulatory electroencephalography, AEEG，或稱腦電 Holter），例如24 h AEEG是指腦電圖持續(xù)記錄包括覺醒和整夜睡眠在內(nèi)的全天過程，由于AEEG其中混入了難以避免的大量各種干擾偽差，故不容易做出準(zhǔn)確鑒別；另外一種稱為錄像腦電圖（video-EEG,VEEG），即是在持續(xù)記錄腦電圖的同時，同步錄像被檢者的臨床表現(xiàn)，一般設(shè)定大約需要3～4 h，所以適合于臨床發(fā)作較頻繁的患者，而VEEG被認(rèn)為是目前癲癇發(fā)作診斷與鑒別診斷最可靠的實驗室證據(jù)，但前提是必須具備詳細(xì)癥狀學(xué)與其同期腦電圖關(guān)系（關(guān)聯(lián)）的準(zhǔn)確分析知識。總之，長程腦電圖監(jiān)測是在常規(guī)腦電圖技術(shù)之上的發(fā)展和提高，當(dāng)然也會帶來一些新的問題與挑戰(zhàn)，特別是對腦電圖的判讀水平提出了更高的要求[1]。再從腦電圖學(xué)來看，腦電圖所記錄到的是隨時間而變化的電位差曲線，本質(zhì)上屬于自發(fā)性、動態(tài)的生物電現(xiàn)象，它直接反映了大腦的功能狀態(tài)，即意味著腦電圖包含極其豐富且變化多端的腦機能活動信息，而且同時與大腦內(nèi)部和外部的諸多因素密切關(guān)聯(lián)。

因此，臨床腦電圖是一個極其復(fù)雜又很專業(yè)的領(lǐng)域，常常難于理解和掌握，并非淺顯易懂。倘若要認(rèn)識和理解腦電圖，首先必須接受正規(guī)的腦電圖學(xué)培訓(xùn)，不斷加深認(rèn)識和勤于實踐，日積月累，才能慢慢體悟到最初啟蒙之后怎樣才是真正的“入門”。實際上，初學(xué)腦電圖的人通常會感到陌生和困惑，仿佛“云山霧罩”， 面對腦電圖不知道應(yīng)該從何處入手。經(jīng)驗表明，或許在初始時的學(xué)習(xí)，嘗試從腦電圖的基本特征作為切入點，循序漸進，步步為營，并且關(guān)注所涉及的病例實踐，經(jīng)歷潛心修行，而后逐漸具備較準(zhǔn)確判讀腦電圖的技能和理論觀點，因此說這是一個“水到渠成”的積累過程和結(jié)果，也確實是一項耗費心力的事業(yè)。但如果急于求成，淺嘗輒止，又不太重視規(guī)范的方法學(xué)及其實踐經(jīng)驗，試圖尋找捷徑希望在短期內(nèi)取得腦電圖“速成”，而最終也很可能是真正達(dá)不到所要求的腦電圖判讀水平，究其原因往往是“基礎(chǔ)不牢，地動山搖”。

二、影響腦電圖的主要外部因素

影響腦電圖的因素很多，大致上可分為內(nèi)部因素與外部因素兩大類別。所謂內(nèi)部因素，既有腦電圖本身的構(gòu)成要素即其基本特征，也包括腦電活動多種多樣的表現(xiàn)，例如區(qū)域分布、出現(xiàn)方式、對稱與非對稱以及數(shù)量等。而影響腦電圖的外部因素，主要有下述幾種。

(1) 年齡差異

年齡屬于生物學(xué)的標(biāo)識，腦電圖顯示有明顯的年齡依存性，是其最大的特點。所以，年齡不同，正常腦電圖的范圍也不相同，這在小兒時期尤其如此。與成年人比較，判讀小兒特別是新生兒腦電圖，通常在理論上還必須再接受特殊的嚴(yán)格訓(xùn)練和積累一定的實踐經(jīng)驗。實際上，即使是異常腦電圖也同樣顯示有年齡依存傾向。例如癲癇，其中頗具有代表性的是年齡依存性癲癇性腦病，它包括3種類型：早期嬰兒癲癇性腦病即大田原綜合征（與腦電圖爆發(fā)-抑制關(guān)聯(lián)）、West綜合征（與腦電圖高度失律關(guān)聯(lián)）、以及Lennox-Gastaut綜合征（與腦電圖彌漫性尖慢波關(guān)聯(lián)），而且在這3種類型之間隨年齡增加，可見出生后2～6個月時從大田原綜合征向West綜合征移行，在1～2歲從West綜合征向Lennox-Gastaut綜合征移行，被認(rèn)為是由特定發(fā)育階段（年齡）的大腦規(guī)定其病狀內(nèi)容。也就是說小兒癲癇其發(fā)作癥狀和腦電圖所見常因大腦的成熟程度背景而被修飾[2]。

(2) 意識狀態(tài)

覺醒與睡眠，屬于大腦的兩種不同意識水平的生理性狀態(tài)，也通常具有與之相對應(yīng)的特征性腦電圖。如果臨床發(fā)生意識障礙，在腦電圖上最常見到的是廣泛性或彌漫性的異常慢波，而慢波化的演變程度大多數(shù)與意識障礙的嚴(yán)重程度呈平行關(guān)系。然而，有時也會見到腦電圖出現(xiàn)特殊波形的意識障礙，例如所謂的突發(fā)波昏迷（包括癲癇持續(xù)狀態(tài)）、α波昏迷、三相波昏迷等。另外，原因不明的急性意識障礙，此時盡管腦電圖呈現(xiàn)彌漫性或廣泛性異常，但根據(jù)其腦電圖異常特征，對于腦部損害的定位、定側(cè)以及推測其病因（腦器質(zhì)性與非器質(zhì)性）等可能仍然具有一定的提示意義。

(3) 精神活動與外界刺激

在常規(guī)腦電圖，其基礎(chǔ)條件限定為覺醒、安靜閉眼狀態(tài)，此時在成年人可以觀察到作為某種較高程度同步性的α波。但是，在睜眼（視覺刺激）、精神作業(yè)（例如做心算）或精神緊張時，則顯示α波的同步性降低、振幅減低甚至α波消失，這被稱為α波阻滯（α-attenuation）現(xiàn)象。其他外界刺激例如聲音、疼痛等也可引起α波類似的變化，只是這種反應(yīng)不如在睜眼時更加顯著和典型。此外，在發(fā)生精神疾病癥狀時，選擇腦電圖檢查其主要目的是有助于臨床與類似的腦部器質(zhì)性疾病所致的精神障礙作鑒別診斷等。

(4) 腦部疾病

在腦機能障礙表現(xiàn)為臨床癥狀和體征時，即稱為腦部疾病。腦部疾病與腦電圖之間的關(guān)聯(lián)，大概可以分為下述幾種：①直接聯(lián)系，目前認(rèn)為最具有代表性的疾病是癲癇，癲癇的本質(zhì)是由于腦部突發(fā)性放電（以腦電圖出現(xiàn)棘波、尖波為代表）所致，而癲癇發(fā)作與腦部短暫性突發(fā)性放電之間（常具有特征性的發(fā)作類型和腦電圖模式）直接相關(guān)聯(lián)。如果上述兩者之間缺少因果聯(lián)系，則可判定該發(fā)作屬于非癲癇性事件。②間接聯(lián)系，主要指腦電圖背景活動異常（例如δ、θ波增加或增多），此時盡管腦電圖的敏感性較高，提示有腦機能損害，但屬于非特異性異常。例如，在腦器質(zhì)性（如腦炎、腦血管病、腦腫瘤、腦外傷以及老年期癡呆等）疾病，或者腦外疾病（如心臟疾患、代謝性及中毒等）引起繼發(fā)性腦損害時，其腦電圖“共同”的表現(xiàn)主要是背景活動異常慢波，故絕大多數(shù)沒有病因?qū)W提示作用。③多樣性聯(lián)系，即指臨床特征與腦電圖模式之間的關(guān)聯(lián)具有疾病診斷或病因提示意義。目前已知除某些癲癇綜合征外，還有某些疾病與腦電圖之間的關(guān)聯(lián)現(xiàn)象得到確認(rèn)，例如煙霧病與過度換氣試驗終止后再次慢波化，肝性腦病與典型三相波，亞急性硬化性全腦炎與周期性復(fù)合波，Creutzfeldt-Jakob病與周期性同步放電現(xiàn)象等[2]。④聯(lián)系尚不確定，這是指由于腦波的波形變異，或與臨床表現(xiàn)缺少密切關(guān)聯(lián)，或臨床意義尚不明確的少數(shù)現(xiàn)象，例如14 Hz及6 Hz陽性棘波、發(fā)育不成熟的棘慢波、中線θ節(jié)律、小尖棘波、睡眠紡錘變異等?？傊瑢δX部疾病與腦電圖之間關(guān)系的理解，也往往涉及相關(guān)性評價，至少需要關(guān)注其符合邏輯的分析和解釋。

三、腦電圖的基本特征及評價

腦電圖即使很復(fù)雜且變化多樣，但從物理學(xué)角度來看，這種直接從頭皮記錄的腦電活動屬于近似正弦波的電現(xiàn)象。因此，腦電圖本身也應(yīng)具有周期、振幅、位相及波形等構(gòu)成要素，或者將這些構(gòu)成要素看作是其基本特征。

(1) 周期（頻率）

腦波的周期（period）是指由一個波的波谷到下一個波的波谷之間的橫向（持續(xù)時間或時限）距離，即為該波的周期（ms）數(shù)值。但通常采用換算法，即采用頻率（Hz或周波數(shù)c/s）來代表其相應(yīng)的周期（如 3 Hz=333.3 ms，11 Hz=90.9 ms，20 Hz=50 ms），這主要是從肉眼測量及計算應(yīng)該較為簡便易行來考慮的。當(dāng)然，在某些時候腦波的周期也同樣被關(guān)注，例如對于棘波、尖波或復(fù)合波等特殊波形，不僅測量其頻率，在必要時則同時測量并標(biāo)注其相應(yīng)的周期數(shù)值。

采用測量頻率，便引申出了關(guān)于腦波的分類。所謂腦波的分類，通常是按照頻率及其波形（正弦波樣）來劃分，例如Walter（1944）曾建議的腦波分類，包括δ波（0.5～3.5 Hz）、θ波（4～7 Hz）、α波（8～13 Hz）、β波（14～25 Hz）、γ波（26 Hz以上），這是傳統(tǒng)分類法的典型代表之一，又因為是采用肉眼觀察和識別，簡便易行，但稍顯粗略。此后，數(shù)字化腦電圖儀的分類法（1990年代），例如δ波（0.5～3.9 Hz）、θ 波（4.0～7.9 Hz）、α1（8.0～8.9 Hz）、α2（9.0～10.9 Hz）、α3（11.0～12.9 Hz）、β 波（13.0～30.0 Hz），可見在傳統(tǒng)分類法的基礎(chǔ)上，采用計算機能夠方便快捷地對腦波進行更為嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的分類。

此外，一般以α波作為基準(zhǔn)，將頻率比α波慢的θ、δ波統(tǒng)稱為慢波（slow wave），而頻率比α波快的β、γ波統(tǒng)稱為快波（fast wave）。倘若腦波的波形不是正弦波樣時，則不能僅用頻率描述該波，還必須考慮其波形。

(2) 振幅

所謂振幅（amplitude）是指腦波的電位或波幅，通常用微伏（μV）表示。關(guān)于腦電圖的振幅，一般的規(guī)定是＜25 μV稱為低幅，25～75 μV稱為中幅，75～150 μV 稱為高幅，≥150 μV稱為極高幅。從測量振幅，引申出如何識別和確認(rèn)腦波歸屬的問題。實際上，在腦電圖中除了單形態(tài)類似正弦波的波形之外，尚有許多由不同周期的腦波疊加融合所構(gòu)成的復(fù)合波。對此，可參照這樣的建議：倘若是單形態(tài)的腦波其振幅≥10 μV，或者慢復(fù)合波（θ、δ波）的振幅≥20 μV，此時均作為一個腦波看待[2-3]。換言之，對于如何來確定一個腦波？采用測量其振幅的方法，也較為簡便可行。

(3) 位相

所謂位相（phase）又稱為極性，在腦電圖學(xué)中特別規(guī)定，腦波的記錄曲線顯示向基線上方偏轉(zhuǎn)的形態(tài)，即稱為陰性波，而向基線下方偏轉(zhuǎn)的形態(tài)則稱為陽性波，因此便有陰性波、陽性波、雙相波以及三相波等的區(qū)別。例如，規(guī)定棘波或尖波在多數(shù)情況下呈現(xiàn)為陰性波，即顯示其波尖向上的尖銳波形。作為背景活動的各種腦波，因其波形類似正弦波，故無需再作位相（極性）規(guī)定，而主要是關(guān)注其位相關(guān)系。

判斷位相關(guān)系，主要涉及對于腦波定位（即判斷其起始）的需要。所謂位相關(guān)系，在狹義上是指判斷腦波之間是否有“時間差”，通常是觀察和比較兩個部位（對稱腦區(qū)、相鄰腦區(qū)）或全部腦區(qū)出現(xiàn)的某一特定相似波形（例如棘波、慢波、3 Hz棘慢復(fù)合波）時，判斷部位之間是否有先后順序出現(xiàn)即所顯示的時間差異。如此，則有某一腦波在兩部位之間顯示同位相（同步）、不同位相和位相倒置3種現(xiàn)象。一般來說，在判斷和測量腦波的位相差異時，大多采用其相差的時間ms來表示。例如，通過精確測量左右中央?yún)^(qū)之間棘波的時間差，便可以判斷，倘若該棘波的時間差≤6 ms，提示屬于原發(fā)性兩側(cè)同步，而時間差≥9 ms則提示屬于繼發(fā)性兩側(cè)同步[2]。

(4) 波形

波形（wave form）是指一個腦波的形狀。由于腦電圖不是嚴(yán)格意義上的正弦波，也顯示或多或少的波形變異。α波、β波一般呈正弦波樣，慢波（θ、δ波）常見不規(guī)則也仍被看作與正弦波相似，而棘波、尖波具有尖銳的波形（特別是其陡峭的上升支）而區(qū)別于其他背景活動。國際上規(guī)定，腦波周期的時限為20～70 ms（約1/50～1/14 s）的尖銳波形稱為棘波，周期的時限為70～200 ms（約1/14～1/5 s）者則稱為尖波，這是棘波與尖波之間最具有特征性的區(qū)別。

按照IFSECN規(guī)定，在腦電圖中除了“波”這一術(shù)語之外，所謂活動（activity）是指腦電圖的波或者波的連續(xù)出現(xiàn)，而節(jié)律（rhythm）則是指由周期大致恒定的波構(gòu)成的腦電活動，例如α節(jié)律、β活動、棘節(jié)律等。因此，廣義上腦電圖的“波”是包括“活動”和“節(jié)律”的。此外，所謂復(fù)合波（complex）是指具有特征性的波形，或反復(fù)出現(xiàn)相當(dāng)恒定的波形，并且與背景活動有區(qū)別的兩個或兩個以上的波相連續(xù)。如棘慢復(fù)合波、尖慢復(fù)合波、K綜合波等。背景活動（也有的沿用習(xí)慣稱為基礎(chǔ)節(jié)律或稱主要頻率）被定義為在某種正?；虍惓ＤX電圖波形出現(xiàn)時構(gòu)成其背景，而且據(jù)此可以與這些特定波型相區(qū)別的腦電活動[3-4]。

(5) 注意事項

在肉眼觀察、識別以及測量和確認(rèn)腦波（其整個過程可稱為判讀）時，首先應(yīng)明確了解腦電圖記錄條件和被檢者的狀態(tài)等基礎(chǔ)信息。其中腦電圖技術(shù)必須嚴(yán)格，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而且盡可能減少干擾偽差。如果技術(shù)參數(shù)設(shè)置不合理將直接導(dǎo)致腦波失真，甚至?xí)斐烧`判，值得注意。如高頻濾波采用30 Hz，則30 Hz以上頻率的振幅衰減至少30%，波形變鈍且減低；時間常數(shù)采用0.1 s，則對應(yīng)1.6 Hz以下慢波的振幅衰減至少30%，慢波數(shù)量被減少。

另一方面，臨床上應(yīng)用腦電圖檢查，則需對腦電圖所見進行客觀的完整描述。其中，對于異常腦電圖的描述，可以大致分為背景活動異常與突發(fā)性異常（棘波、尖波、棘慢復(fù)合波等）兩大類，由此再擴展細(xì)分下去。簡而言之，這是基于關(guān)注腦波的頻率成分與波形判斷為主導(dǎo)所形成的描述性敘述模式，并逐漸成為傳統(tǒng)被沿用下來。從實踐上來看，客觀描述腦電圖的動態(tài)變化，或者通過其描述可以逼真還原腦波本身的一些特征，這樣的描述性腦電圖也確實便于理解和實際應(yīng)用。再者，經(jīng)驗表明，能夠準(zhǔn)確判讀腦電圖，也絕非易事。這是因為迄今對于臨床腦電圖的判讀，仍然一定程度上受到判讀者的主觀性和經(jīng)驗性的影響，特別是當(dāng)遇到復(fù)雜疑難、罕見腦電圖病例時更是這樣。也就是說，判讀者的經(jīng)驗及水平起到關(guān)鍵作用，所以即使曾經(jīng)接受過正規(guī)腦電圖培訓(xùn)且考核合格，也僅是基礎(chǔ)而已。事實上，過去的經(jīng)歷和見識，都將成為現(xiàn)在的基礎(chǔ)，專業(yè)基礎(chǔ)總是前提條件，而專業(yè)水平則是其結(jié)果和境界，天道酬勤，這在臨床腦電圖領(lǐng)域尤其如此。