腦電監測技術在腦梗死患者預后評估中的應用研究進展

楊玉婷 李 英 周文勝△ 周芝文△

1)湖南師范大學附屬第一醫院(湖南省人民醫院)，湖南 長沙 410000 2)湖南省人民醫院(湖南師范大學附屬第一醫院)，湖南 長沙 410000

腦卒中是第二位導致人類死亡的原因，其與惡性腫瘤以及心臟疾病共同構成了人類三大致死性的疾病，其發病率、病死率隨著年齡的增長而增加。隨著人口老年化的加劇，腦卒中造成的危害日趨嚴重。腦卒中是構成人類致殘的首要疾病，在腦卒中患者中約2/3的幸存者遺留不同程度的功能殘疾[1]。作為臨床醫師對于腦卒中患者預后的準確預測可以為患者盡早制定針對性的治療方案及康復方案，避免了醫療資源的浪費。目前對于腦卒中預后的評估主要依靠影像學檢查及臨床評分，無論是影像學檢查還是臨床評分均有一定的局限性，影像學檢查無法在床邊進行，臨床評分有一定的主觀性，且其臨床體征往往出現在病情變化之后，具有一定的滯后性。腦電監測作為一種實時電生理監測工具，最早用于癲癇的診斷，能準確、客觀地判斷腦功能的變化，具有敏感、可在床邊進行檢查、無創、可持續監測的優點，近年來越來越多關于卒中后腦電圖改變的相關研究，進一步增強了對腦電圖的認識。大量研究表明腦卒中患者的腦電圖改變具有一定的特征性，且腦梗死患者不同的預后與早期的不同腦電圖改變具有一定的相關性。本文回顧了近年來腦電監測技術在腦梗死領域的相關研究，總結了腦梗死患者腦電圖的改變以及與其預后的相關腦電改變，并展望未來腦電監測技術在腦卒中領域的應用。

1 腦電圖產生的生理基礎

腦電活動的產生主要來自于大腦皮質的第3～5層的大錐體細胞，當大量大錐體細胞同時活動產生突觸后電位時，就可通過頭皮電極記錄到明顯的電位變化，從而形成腦電圖。此外，間腦的網狀激活系統對于腦電活動的產生也有很大影響。然而，無論是大腦皮質還是間腦的電活動形成均以細胞代謝為基礎，因此，任何影響神經細胞代謝的因素均可能引起腦電活動的變化[2]。

2 腦電圖變化與腦血流的關系

腦梗死患者由于梗死區域腦血流的改變引起該區域細胞代謝發生改變從而引起腦電的改變。研究表明大腦皮質的正常腦血流量(CBF)為80～100 mL·100 g-1·min-1[3]，腦電波在CBF下降到25～30 mL·100 g-1·min-1時開始發生明顯改變，此時主要表現為背景頻率變慢，出現較高波幅的θ波，當缺血時間進一步延長或血流進一步減少時，腦電波變為不規則的低波幅δ波；當CBF下降至17 mL·100 g-1·min-1時，此時的腦電圖則表現為α波、β波完全消失，出現不規則δ波，所有導聯均呈現出低電壓；當CBF進一步下降至10～12 mL·100 g-1·min-1時，腦細胞死亡，腦電圖表現為電靜息[4]。然而，對神經元激活與腦血流量相互作用的確切機制仍未完全了解。

3 腦梗死患者的預后與腦電變化的關系

腦電圖分析分為定性腦電圖分析和定量腦電圖分析，定性腦電圖通過頻率、波幅和皮層電極的位置來判斷腦梗死的部位及神經細胞缺血的嚴重情況。定量腦電圖是利用計算機對腦電數據進行快速傅里葉變換處理，通過波段功率、對稱指數、相對功率比等發現腦功能的變化。由于腦梗死患者缺血區域的血流及時恢復后，腦電也很快恢復，且腦電的恢復要先于神經功能的恢復[5]，這就為腦電監測預測腦梗死患者的預后提供了可能。

腦梗死患者的定性腦電圖雖無特異性改變，但具一定的特征性，腦電圖異常改變逐漸減少或消失、臨床癥狀逐漸改善者預后較好；反之，腦電圖呈進行性加重改變、臨床癥狀無明顯好轉，提示預后不良。BENTES等[6]對151例前循環腦卒中患者的腦電圖研究發現，定性腦電圖分析中的背景活動減慢、背景不對稱和周期性放電是腦梗死患者12個月時不良功能結局(改良Rankin評分≥3分)的預測因子。額葉間歇性節律性δ活動(FIRDA)通常在兩個半球上同步出現，不受外部刺激的抑制[7]，FIRDA產生考慮與腦代謝改變、腦結構損害有關，FIRDA不對稱提示潛在的腦部病變。FIRDA出現在多種神經疾病的腦電圖檢查中，但在彌漫性腦損傷中最明顯[8]。研究表明腔隙性腦梗死腦電圖可表現為正常或輕微的局灶性θ波；大面積的大腦皮質下腦梗死患者的腦電圖表現為病灶部位處腦電活動受抑制，α波、β波減弱或消失，出現以前顳區及顳區最明顯的δ波，同時對側額葉可出現節律性或間歇性的δ波，考慮病灶側水腫腦組織形成腦疝壓迫對側腦組織所致[9]。病灶對側持續存在的δ波提示急性腦梗死患者的不良預后[9]。α波的保留是缺血區神經元存活和良好預后的標志[10-12]。還有研究表明在急性腦梗死患者的腦電圖中腦電活動表現為θ波、δ波較少，且α、β波未被抑制的患者在腦梗死1 a后的預后較好；反之，θ、δ波持續且明顯的患者在發病1 a后的預后較差，且其值越高腦功能損害越嚴重，該值可隨著腦功能的改變而變化[13]。在因腦血管病所致昏迷的患者中α波、β波減少及θ波增多常提示預后不良[14]；δ波可預測遠期預后，θ波增加可提示近期預后不良[15]。在腦梗死預后的研究中還發現，睡眠紡錘波的有無、Synek分級、腦電反應性均與大面積腦梗死患者的預后具有相關性，且三者與大面積腦梗死預后的相關性中特異性最高的是腦電反應性，靈敏度最高的是睡眠紡錘波[16]。

在過去的20 a里，腦卒中的腦電圖分析已經從傳統腦電圖發展到使用定量技術，提供更快、更準的卒中后預后評估指數[17]。定量腦電圖，如頻譜邊緣頻率、相對波段功率、腦對稱指數等指標，相對于普通腦電圖，其能夠量化分析，簡化了讀圖步驟，避免了普通腦電圖讀圖時的主觀性，大大改善了對腦電圖的理解，從而可以更好地對腦卒中導致的大腦功能損傷的嚴重程度進行臨床分類。

腦電圖相對功率比是指頻帶組合或兩組頻帶間的絕對功率比值，絕對功率值是指通過將原始腦電圖的波幅大小經快速傅里葉轉換為α、β、θ、δ頻帶功率的具體數值。相對功率比能定量地反映不同組腦電波之間的分布及比例，敏感的發現腦功能的變化[18]。在腦梗死預后相關的研究中研究最多的相對功率有δ∶α功率比(DAR)、(δ+θ)/(α+β)功率比(DTABR)、相對α波功率(RAP)等。研究表明DAR、RAP均與30 d后的美國國立衛生研究院卒中量表(NIHSS)評分顯著相關。卒中后72 h內的定量腦電圖數據與卒中后3個月的改良Rankin評分(mRS)有顯著相關性，DAR具有增強床邊評估腦病理生理和預測腦卒中進展及判斷腦梗死患者預后的能力[19]。此外，還有研究表明DAR對急性腦卒中患者的運動恢復具有預測作用[17，20]。DTABR與腦卒中患者6個月后的改良Rankin評分(mRS)具有相關性，提示定量腦電圖可預測腦梗死患者的死亡或失能情況[21]。定量EEG研究表明對腦梗死患者不良功能結局最強的獨立預測因子是高DTABR和低RAP[22]。β絕對功率是近期預后的獨立預測因素，定量腦電圖β絕對頻帶功率越高的患者，近期預后越好[23]，δ和θ絕對頻帶功率能夠檢測出腦梗死患者早期出現的神經功能變化，δ和θ絕對功率越低，相應的患者的預后越好[24]。

95%頻譜邊緣頻率(SEF95%)是一種監測腦功能的簡單的量化指標，SEF95%是指總功率譜的95%時的最高邊界頻率。頻譜邊緣頻率將頻率及功率譜兩個因素相結合。把功率譜簡化為一個單一參數，從而可快速顯示功率以及頻率的移動。在腦電圖監測中δ、θ等慢波所占比例越高，SEF95%越低。研究表明SEF95%對于遠期預后判斷有顯著意義，患者的95%頻譜邊緣頻率越高，遠期預后越好[23，25]。

腦對稱指數(BSI)指雙側大腦半球定量腦電圖的波幅和功率譜之間的差異，其值在0～1之間。研究表明BSI與腦梗死恢復期患者的運動功能恢復存在相關性，BSI越接近0，其運動功能的恢復越好；反之，BSI值越接近1，其運動功能恢復越差，預后越差[26]。在一項對22名有重癥急性腦卒中患者的研究中，入院時BSI與28 d mRS呈正相關，低BSI與1個月存活率之間存在顯著的正相關[27]。成對導出的腦對稱指數(pdBSI)在6個月時與殘疾(mRS≥2)獨立相關[28]。

研究表明δ波變化指數(ADCI)與腦梗死患者的預后相關。FINNIGAN等[29]在對11例腦卒中患者進行的一項小規模研究中計算了腦梗死急性期的定量腦電圖的ADCI，發現增量功率下降的患者比增量功率增加的患者預后更好。δ波變化指數與腦梗死30 d后的NIHSS評分顯著相關。

大腦的電微狀態是指短時間內頭皮電壓分布保持半穩定性，反映了大規模網絡節點之間的活動具有準同時性，微狀態代表了自發性意識加工的結構鏈。通過將腦電圖的3D電位地形圖分為腦電微狀態分為A、B、C、D四類[30]。近年來有研究表明腦電微態B的保存與NIHSS評分的減少有關[31]。

4 總結與展望

腦電圖能反映腦梗死患者的腦缺血情況，評估腦梗死患者的預后[32]。隨著時間的推移，腦卒中的定量腦電分析也得到進一步的改進，目前正在嚴格整合腦連接技術[33]，其中一個重點研究課題就是腦卒中后病變區域與周圍區域之間全腦連通性。考慮到關于腦卒中后中樞神經系統變化的復雜性，近年來的腦電圖研究大多集中在腦卒中后功能恢復的各個階段的具體分析方法上，以更好地描述腦卒中后腦電活動的改變。在腦梗死急性期，量化的慢波頻率和快波頻率的變化是潛在評估腦卒中損傷嚴重程度和康復可能性的強有力的臨床指標[34-35]。隨著卒中發展到亞急性和慢性階段，特別是腦功能開始恢復時，全腦(功能)連接性測量在解決大腦如何重組病變腦區和未受影響腦區之間的神經聯系方面變得更加重要[36-37]。與這些技術的應用并行的是卒中后多模式(神經影像學和腦電圖)監測的出現，以努力實現更有針對性的、個體化的神經康復模式。隨著腦電監測技術的發展以及對于腦電的深入認識，在未來研究中可提出更多、更精確的與腦卒中預后相關的腦電監測指標[38]。