丙泊酚對成年癲癇患者左側(cè)大腦新皮質(zhì)與邊緣系統(tǒng)立體定向腦電圖的影響

［摘要］"目的

探究不同效應(yīng)室濃度丙泊酚對成年癲癇患者左側(cè)大腦新皮質(zhì)與邊緣系統(tǒng)立體定向腦電圖（SEEG）的影響。

方法"選擇2021年1月—2022年12月于我院癲癇外科行機(jī)器人立體定向輔助左側(cè)顱內(nèi)電極植入術(shù)后擇期電極拔除的患者14例，根據(jù)植入電極位置將患者分為新皮質(zhì)組和邊緣系統(tǒng)組，記錄并比較兩組患者術(shù)中丙泊酚效應(yīng)室濃度分別為0、2、3、4、5 mg/L（后簡稱D1～D5濃度）時SEEG的δ、θ、α、β、γ波各波段功率范圍和功率百分比，以及δ-γ、θ-γ、α-γ、β-γ相位幅度耦合（PAC）的調(diào)制指數(shù)（MI）。

結(jié)果"D2～D5濃度時，邊緣系統(tǒng)組和新皮質(zhì)組患者立體定向腦電圖γ波功率范圍顯著低于D1濃度時（F=15.13、20.33，t=4.33～8.72，P＜0.05）；D3濃度時，邊緣系統(tǒng)組患者α波功率百分比顯著高于D1、D2濃度時（F=23.38，t=5.52、9.38，P＜0.05）；D3～D5濃度時，邊緣組患者θ-γ、α-γ PAC MI均顯著低于D1濃度時（F=13.64、18.77，t=7.62～17.68，P＜0.05）。

結(jié)論"丙泊酚可以引發(fā)成年癲癇患者左側(cè)大腦新皮質(zhì)及邊緣系統(tǒng)的SEEG γ波功率范圍降低以及邊緣系統(tǒng)SEEG θ-γ、α-γ的PAC降低。

［關(guān)鍵詞］"癲癇；二異丙酚；腦皮層電圖；邊緣系統(tǒng)；電極，植入；立體定位技術(shù)；腦電描記術(shù)

［中圖分類號］"R741.04;R742.1

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］"A

Effect of propofol on the stereotactic electroencephalography of the left cerebral neocortex and limbic system in adult patients with epilepsy

ZHANG Rui， XIE Zhi， GUO Hui， GONG Deshan， LU Yuemei， WANG Jun， ZHOU Xuqing

（Department of Anesthesiology， Shanghai Deji Hospital， Qingdao University， Shanghai 200331， China）

［ABSTRACT］Objective To investigate the effect of different effect compartment concentrations of propofol on the ste-

reotactic electroencephalography （SEEG） of the left cerebral neocortex and limbic system in adult patients with epilepsy. Me-thods Fourteen patients undergoing elective electrode removal following robot-guided stereotactic implantation of left intracerebral electrodes in the Department of Epilepsy Surgery at our hospital from January 2021 to December 2022 were selected. Patients were divided into neocortex group and limbic system group according to the location of electrodes in the brain. The power range and percentage of δ， θ， α， β， and γ waves on SEEG at the intraoperative effect compartment concentrations of propofol of 0， 2， 3， 4， and 5 mg/L （concentrations of D1-D5） as well as the modulation index （MI） of phase-amplitude coupling （PAC） in the wave bands of δ-γ， θ-γ， α-γ， and β-γ were recorded and compared between the two groups.

Results The power ranges of γ wave on SEEG of the left limbic system and cerebral neocortex were significantly lower at the concentrations of D2-D5 than at the concentration of D1 （F=15.13，20.33，t=4.33-8.72，Plt;0.05）. The power percentage of α wave in the left limbic system was significantly higher at the concentration of D3 than at the concentrations of D1 and D2 （F=23.38，t=5.52，9.38，Plt;0.05）. The MI of PAC in θ-γ and α-γ in the left limbic system decreased significantly at the concentrations of D3-D5 compared with at the concentration of D1 （F=13.64，18.77，t=7.62-17.68，Plt;0.05）.

Conclusion Propofol decreases the power range of γ wave on SEEG of the left cerebral neocortex and limbic system and lowers PAC of θ-γ and α-γ on SEEG of the left limbic system in adult patients with epilepsy.

［KEY WORDS］ Epilepsy; Propofol; Electrocorticography; Limbic system; Electrodes， implanted; Stereotaxic techniques; Electroencephalography

大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)在人類意識活動中發(fā)揮重要作用。人類及動物因不同麻醉藥物出現(xiàn)意識消失的過程中，大腦皮質(zhì)、丘腦、腦干等結(jié)構(gòu)間聯(lián)接會發(fā)生暫時中斷［1-3］。但全身麻醉改變大腦網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、引起意識消失的機(jī)制目前尚未完全明了。大腦活動電信號中包含大量信息，可以反映腦功能狀態(tài)。目前多使用代表淺表神經(jīng)元活動的表面腦電圖研究全身麻醉對人類腦電活動的影響，其中頭皮腦電圖（EEG）和皮質(zhì)腦電圖（ECoG）均不能直接監(jiān)測腦皮質(zhì)下的電活動。立體定向腦電圖（SEEG）腦電信號抗干擾能力強(qiáng)，可用于監(jiān)測人腦海馬、直回、杏仁核、胼胝體、島葉等顱內(nèi)深部組織腦電信號，其克服了EEG和ECoG的缺點(diǎn)，目前大多數(shù)綜合癲癇中心已轉(zhuǎn)向使用SEEG監(jiān)測腦電活動［4-5］。反映大腦意識狀態(tài)的關(guān)鍵腦電活動可能隱藏在不同腦電頻率的交互變化中［6］，這種變化多通過交叉頻率耦合（CFC）進(jìn)行分析。相位-幅度耦合（PAC）是CFC的一種類型，其可在一定程度上反映大腦總體微觀和宏觀上的神經(jīng)編碼和信息處理過程。經(jīng)研究比較，調(diào)制指數(shù)（MI）較適宜評估PAC的耦合強(qiáng)度［7］。因此，本研究應(yīng)用SEEG監(jiān)測丙泊酚麻醉過程中癲癇患者大腦新皮質(zhì)與邊緣系統(tǒng)MI等指標(biāo)變化，以探討不同效應(yīng)室濃度的丙泊酚對成年癲癇患者大腦新皮質(zhì)及邊緣系統(tǒng)不同頻率腦電以及PAC的影響。

1"對象與方法

1.1"研究對象

選擇2021年1月—2022年12月于我院癲癇外科行擇期顱內(nèi)電極拔除術(shù)的成年癲癇患者?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn)：①機(jī)器人立體定向輔助左側(cè)顱內(nèi)電極植入術(shù)后，擇期行顱內(nèi)電極拔除術(shù)者；②美國麻醉醫(yī)師協(xié)會（ASA）分級［8］Ⅰ～Ⅱ級者；③年齡18～60歲者；④體質(zhì)量指數(shù)為18.0～29.9 kg/m2者?；颊吲懦龢?biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重心肺疾病者；②丙泊酚輸注過程中癲癇發(fā)作者；③全身麻醉過程中因循環(huán)波動或呼吸抑制終止丙泊酚輸注者。最終入組患者共14例，年齡20～33歲。根據(jù)電極植入位置將患者分為新皮質(zhì)組和邊緣系統(tǒng)組，每組7例患者。新皮質(zhì)組患者，男4例，女3例，年齡（25.57±4.99）歲，ASAⅠ級4例，ASAⅡ級3例；邊緣系統(tǒng)組患者，男5例，女2例，年齡（30.00±10.92）歲，ASAⅠ級3例，ASAⅡ級4例。兩組患者上述基線資料比較無顯著差異（P＞0.05）。

1.2"研究方法

患者入手術(shù)室后行心電圖、無創(chuàng)血壓及脈搏氧飽和度監(jiān)測，鼻導(dǎo)管吸氧2 L/min，開放左上肢外周靜脈輸注復(fù)方電解質(zhì)注射液?；颊哳^部包扎紗布拆除后清潔前額，粘貼腦電雙頻指數(shù)（BIS）傳感器并連接至BIS監(jiān)測儀。將患者顱內(nèi)埋置電極外露部分連接至視頻腦電監(jiān)測儀，排除手術(shù)室內(nèi)腦電干擾信號后監(jiān)測并記錄腦電數(shù)據(jù)?；颊甙锌剌斪⒈捶樱x擇Marsh模式，將丙泊酚效應(yīng)室濃度從0 mg/L（后簡稱D1濃度）依次增加至2、3、4、5 mg/L（簡稱D2～D5濃度），待效應(yīng)室濃度穩(wěn)定30 s后，記錄各濃度點(diǎn)患者腦電圖。描記腦電圖結(jié)束后，根據(jù)患者生命體征及BIS監(jiān)測數(shù)值調(diào)整丙泊酚效應(yīng)室濃度，患者繼續(xù)行顱內(nèi)電極拔除術(shù)。對兩組患者術(shù)中不同丙泊酚效應(yīng)室濃度時的腦電圖δ、θ、α、β、γ波各波段功率范圍及功率百分比，以及δ-γ、θ-γ、α-γ、β-γ PAC的MI進(jìn)行分析。

1.3"統(tǒng)計學(xué)處理

使用MATLAB和Prism軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用Dunnett t檢驗。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2"結(jié)""果

2.1"患者在不同丙泊酚效應(yīng)室濃度下SEEG各波段功率范圍比較

單因素方差分析結(jié)果顯示，兩組患者在D2～D5丙泊酚效應(yīng)室濃度時SEEG γ波較D1時功率范圍明顯下降（F=15.13、20.33，t=4.33～8.72，P＜0.05）。見表1。

2.2"患者在不同丙泊酚效應(yīng)室濃度下SEEG各波段功率百分比比較

單因素方差分析結(jié)果顯示，邊緣系統(tǒng)組患者在D3丙泊酚效應(yīng)室濃度時，SEEG α波段功率百分比相較D1、D2時明顯升高（F=23.38，t=5.52、9.38，P＜0.05）。見表2。

2.3"患者在不同丙泊酚效應(yīng)室濃度下SEEG δ-γ、θ-γ、α-γ、β-γ PAC MI比較

單因素方差分析結(jié)果顯示，邊緣系統(tǒng)組患者在D3～D5丙泊酚效應(yīng)室濃度時，θ-γ、α-γ PAC MI較D1時均顯著性降低（F=13.64、18.77，t=7.62～17.68，P＜0.05）。見表3、圖1。

3"討""論

研究證明，癲癇是一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)疾?。?］，癲癇網(wǎng)絡(luò)中任一結(jié)構(gòu)的活動改變都可對其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，引發(fā)癲癇活動發(fā)作［10-11］。大腦神經(jīng)元興奮性異常增高及過度同步化放電是癲癇發(fā)病的基礎(chǔ)［12］。有研究顯示丘腦通過將大腦新皮質(zhì)區(qū)及邊緣系統(tǒng)的電活動同步化，使海馬和皮質(zhì)間放電進(jìn)行了連接，從而在癇樣電活動向全腦發(fā)放的過程中起到關(guān)鍵性作用［13-14］。研究顯示多種全身麻醉劑會破壞大腦皮質(zhì)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［1，15］。丙泊酚作為目前應(yīng)用最為廣泛的全麻藥品，不僅可引起患者腦電波的改變，還對腦網(wǎng)絡(luò)微狀態(tài)、復(fù)雜度、功能連通性以及拓?fù)涮卣鳟a(chǎn)生影響［16-18］，特別是可使健康人左側(cè)大腦半球特定以及非特定性丘腦皮質(zhì)系統(tǒng)的功能連接發(fā)生差異性變化［19-20］。因此，本研究觀察了不同效應(yīng)室濃度丙泊酚對成年癲癇患者左側(cè)大腦新皮質(zhì)與邊緣系統(tǒng)立體定向腦電活動的影響。

功能性核磁共振成像顯示，丙泊酚誘導(dǎo)可以使人體無意識狀態(tài)下的大腦皮質(zhì)-皮質(zhì)下耦合短暫減少［21］。丙泊酚通過改變丘腦皮質(zhì)功能連接，導(dǎo)致大腦皮質(zhì)在特定頻段的神經(jīng)振蕩發(fā)生變化［3］。PURDON等［22］認(rèn)為，大腦皮質(zhì)慢δ波振蕩和α波振蕩是丙泊酚麻醉患者意識消失的標(biāo)志性腦電變化。研究顯示丙泊酚麻醉后大腦皮質(zhì)α、δ和θ波功率顯著增加，但高、低頻γ波功率均顯著降低［2，22-23］。γ波參與加工大腦認(rèn)知和記憶活動，并與癲癇發(fā)作密切相關(guān)［24］。本研究結(jié)果顯示，丙泊酚麻醉后，成年癲癇患者左側(cè)邊緣系統(tǒng)及大腦新皮質(zhì)均出現(xiàn)γ波功率范圍的降低，且邊緣系統(tǒng)α波功率百分比升高，但未發(fā)現(xiàn)δ、θ波功率范圍變化。

高頻與低頻腦電信號間協(xié)調(diào)工作是神經(jīng)系統(tǒng)實現(xiàn)正常大腦功能的重要基礎(chǔ)，其中θ-γ PAC參與人體產(chǎn)生記憶的過程［25-26］。腦疲勞會減弱腦網(wǎng)絡(luò)緊密程度，使δ-γ PAC在前額葉區(qū)、頂葉區(qū)、枕葉區(qū)發(fā)生顯著下降［27］。在癲癇發(fā)作區(qū)或癲癇發(fā)作期，γ波與不同低頻波（δ、θ、α、β波）的PAC明顯高于正常組織［28-29］。溫昕等［30］使用丙泊酚麻醉大鼠后發(fā)現(xiàn)丘腦皮質(zhì)耦合關(guān)系減弱，腦區(qū)間通訊減少。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)丙泊酚效應(yīng)室濃度為3、4、5 mg/L時，成年癲癇患者左側(cè)邊緣系統(tǒng)的SEEG θ-γ、α-γ PAC MI均顯著低于清醒時，與上述結(jié)果相互印證。

本研究結(jié)果與既往研究的結(jié)論不完全相符，考慮原因如下：①既往研究對象多為無神經(jīng)系統(tǒng)疾患的成人或動物，本研究對象為難治性癲癇患者，不同研究對象的腦電圖可能存在差異；②由于難治性癲癇手術(shù)適應(yīng)證及病灶位置的限制，本研究樣本量偏小，可能使結(jié)果產(chǎn)生誤差；③本研究在達(dá)到相應(yīng)丙泊酚效應(yīng)室濃度后腦電圖采樣時間較短，有可能對腦電數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響；④既往研究大多使用監(jiān)測淺表神經(jīng)元活動的表面腦電圖進(jìn)行腦電圖數(shù)據(jù)分析，而本研究采用了進(jìn)入大腦深處腦電采樣的SEEG，使結(jié)果受外界影響更小，更為精準(zhǔn)；⑤大腦新皮質(zhì)及邊緣

系統(tǒng)各包含不同腦區(qū)（如海馬、杏仁核等），本研究未單獨(dú)分析每個獨(dú)立腦區(qū)，而是綜合分析這些腦區(qū)組成的新皮質(zhì)系統(tǒng)和邊緣系統(tǒng)兩組腦電信號的總和，因此可能與別的研究結(jié)果產(chǎn)生差異。

綜上所述，丙泊酚對成年癲癇患者左側(cè)大腦新皮質(zhì)SEEG無明顯影響，但可引發(fā)患者左側(cè)邊緣系統(tǒng)γ波功率及θ-γ、α-γ的PAC降低。我們今后的研究應(yīng)著重于擴(kuò)大樣本量，并將SEEG監(jiān)測結(jié)果與EEG、EcoG監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較，以進(jìn)一步完善本研究的結(jié)論。

倫理批準(zhǔn)和知情同意：本研究涉及的所有試驗均已通過上海德濟(jì)醫(yī)院倫理審查委員會的審核批準(zhǔn)［文件號（2021）臨審（001）號］。所有試驗過程均遵照《人體醫(yī)學(xué)研究的倫理準(zhǔn)則守則》的條例進(jìn)行。受試對象或其親屬已經(jīng)簽署知情同意書。

作者聲明：張蕊、謝致、郭輝、龔德山、陸月梅參與了研究設(shè)計；張蕊、謝致、王軍、周旭卿參與了論文的寫作和修改。所有作者均閱讀并同意發(fā)表該論文，且均聲明不存在利益沖突。

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（本文編輯"范睿心"厲建強(qiáng)）