連續腦電圖監測在創傷性腦損傷中的應用☆

陳毅 姜呈 王澤寧 任海軍

創傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）的發生率占全身各部位創傷的9%～21%，是全球致殘和致死的主要原因之一[1]。CT和 MRI是TBI主要的輔助檢查方式，但二者不能準確反映腦細微結構的動態變化和功能的改變，而腦電圖（electroencephalogram，EEG）恰好彌補了這個局限?；颊逧EG的不同可以直觀地顯示出腦功能的變化情況，從而明確病情程度、病變部位等相關信息，所以EEG對TBI患者，尤其是非結構性腦損傷患者的診斷和監測發揮著重要作用[2]。因此，本文就連續腦電圖（continuous electroencephalogram，CEEG）監測在TBI中的臨床應用現狀進行綜述。

1 EEG的概述

腦電是腦細胞群自發的節律性電活動，任何引起細胞代謝異常的因素均會導致腦電活動的改變，并且可以通過EEG反映出來[3]。EEG通常分為常規EEG、動態EEG和視頻EEG，后兩者監測時間更長，屬于CEEG，臨床醫生可根據患者不同的病情程度進行合適地選擇。EEG對大腦代謝異常、缺血、缺氧和神經功能異常較為敏感，作為一種非侵入性床旁可行的皮層活動監測方法，EEG對TBI患者，特別是處于昏迷狀態，難以實施可靠、易行臨床檢查的患者來說，尤為適用[4]，其既可以簡便、安全、實時地對患者病情進行一個初步的評估，還有助于發現繼發性腦損傷的存在與否[5]。同時，EEG監測對于評估TBI患者的預后具有重要的臨床意義，一般來說，圖像變化慢而單調的患者往往比圖像變化快而多變的患者的預后更差[6]。此外，重度創傷性腦損傷（severe brain injury，sTBI）患者的多模態監測（multimodal monitoring，MMM）是近年一個快速發展的研究領域，它通過多參數、多角度監測，為sTBI患者提供了個體化精準治療的基礎，許多研究支持在接受MMM的TBI患者中增加EEG監測[7]。遺憾的是，EEG結果可能因外部因素影響或是判讀人員主觀性而產生偏差，并且，單一圖像特征是無法精準判斷TBI的復雜病情[8]。因此，原始EEG結果的分析及結合多種圖像特征對TBI患者疾病的診斷和預后評估是不容忽視的。

2 CEEG在TBI中的臨床應用

2.1 CEEG數據的量化CEEG監測期間會生成大量數據，逐一讀圖必然耗費大量人力和時間。所以，研究者們使用定量腦電圖（quantitative electroencephalogram，QEEG）技術將原始腦電圖形量化，以實現在床旁實時讀圖，指導臨床工作。QEEG是指在原有腦電圖基礎上，結合計算機與數學的方法將原本隨時間變化的腦電波轉化為隨頻率變化的數字化信號，從而量化相關參數，旨在腦功能損傷的可逆階段檢測出中樞神經系統的異常以及功能障礙，從而及時止損[9]。計算機輔助的EEG分析和解讀比醫生直接讀取原始EEG數據具有更大的優勢，無論是獲取具體測量值，執行數據轉換，還是識別腦電圖活動類型和模式的微妙變化。

QEEG常見的參數定義包括如下[10]：①總功率，指在一定頻率范圍內總的絕對功率；②絕對功率，各頻帶（α、β、θ、δ）下計算出的實際腦電功率；③相對功率，把總功率看為100%，各頻帶功率所占總功率的百分比；④平均功率，指各頻帶下的中位頻率，該頻率兩側的功率各占此頻帶功率的50%；⑤不對稱性，兩側半球兩個對應導聯之間的總絕對功率和不同頻帶下絕對功率變化的對稱程度；⑥δ比率，指單元功率譜內δ波段功率與α和β波段功率之和的比值，是慢波與快波成分之比；⑦變異性，中位數絕對偏差與中位數的比值。在QEEG測量中，腦電信號的頻率隨以下因素而變化:①皮層神經元的數量；②丘腦皮層回路的完整性；③來自網狀系統“自下而上”激活的影響。

通過頭皮測量，由一組皮層神經元產生的EGG信號可以作為神經網絡連通性動態指標。TBI會造成腦功能生理紊亂，隨著損傷程度加重，腦結構（包括白質和皮質）也會受到損傷，這類損傷就可以經QEEG處理后得到的腦電頻率和相干性的變化加以評估。雖然TBI患者特定的QEEG結果不盡相同，但也存在不少一致的觀點[11]：如平均α波頻率降低，θ波活動增加或者θ/α比率增高，前皮層和后皮層區域的α波和β波功率差異減少，額葉和顳葉區域的相干性增加和相位減少等都有助于患者疾病的診斷。眾多研究[12]已發現QEEG參數在預測中、重度TBI患者預后方面提供了有用的信息，對指導臨床治療具有重大意義。例如，EEG絕對功率的各項參數與預后均呈正相關，其中以中位α功率相關性最強，中位α功率值較高的TBI患者預后較好。目前的研究表明[13]，QEEG在評估和監測TBI引起的持續性腦功能障礙方面具有重要的臨床意義。

2.2 CEEG與TBI的診斷與預后癲癇是TBI患者常見并發癥，尤其是對于年齡較大、臨床分級差或TBI后伴腦挫傷、顱內血腫、顱骨凹陷性骨折等情況患者，其發作風險很高。驚厥性癲癇發作常可以通過典型的臨床癥狀確診，而非驚厥性癲癇（nonconvulsive seizures，NCSz）發作的臨床表現隱匿，不易在第一時間被識別，但是可以通過EEG監測來診斷[14-15]。而且，NCSz發作在TBI患者中很常見。據統計，約三分之一的sTBI患者出現過NCSz[16-19]，其可能與 TBI后神經特異性烯醇化酶升高、腦谷氨酸和乳酸丙酮酸升高、顱內壓升高、腦組織缺氧、占位效應增加和海馬受壓有關[20-21]。因此，對TBI患者進行EGG監測十分必要。常規EGG監測一般記錄時間為20～40 min，通常只能監測到某一時間段腦電異常情況，時間及空間分辨能力較為局限，從而可能導致錯誤結論。例如，在較短的標準記錄時間內可能無法辨認睡眠圖形的自主變化，或是一些特征性腦電圖，如爆發抑制的出現可能會誤導對患者預后的判斷。許多TBI患者在傷后1周內間歇性發作癲癇，在常規EEG上表現可能不明顯，與CEEG監測相比，約一半患者可能會漏診NCSz的發作[22]。特別是對于昏迷患者，更加需要持續的腦電監測才能捕捉到癲癇發作[23]。因此，CEEG監測已被推薦用于TBI患者的癲癇監測。研究表明[24]，TBI后至少需要24～72 h CEEG來監測癲癇發作。EEG所顯示的背景活動、變異圖像和睡眠結構等數據，既對患者的診斷具有指導意義，也可作為患者預后的評估信息[25]。

MOURA等[26]認為，所有 TBI患者都應當考慮進行EEG監測。發生TBI時，由于腦部組織結構被破壞，網狀結構機能降低，皮層下和中線結構及神經細胞功能受損，從而會引起相應的EEG改變[27]——背景基本頻率的減慢是腦功能受損的基本表現；腦挫裂傷一般表現為輕中度彌散性異常，而顱內血腫患者多合并有腦挫傷和顱內壓升高，臨床上多伴有昏迷，EEG可表現為彌漫性慢波背景上的局限性異常改變；sTBI患者EGG改變則通常表現為受傷初期處于嚴重抑制狀態，顯示普遍性低波幅或平坦波，若傷后好轉，則腦波波幅增高，出現不規則的彌漫性波，基本節律常慢至1次/s以下，節律完全消失；患者伴有上位腦干損傷時，可見雙側同步化的陣發性慢波，下位腦干損傷時可呈去同步化表現，為低波幅快波波型。

EEG數據還和TBI患者的預后密切相關。當EEG上出現彌漫性變化，如出現反應性喪失和睡眠-覺醒周期的缺乏，可能預示著不良預后，并表明可能累及腦干。當EEG出現局限性變化，如缺乏δ波或在24 h內出現更快頻率的波則與良好預后相關，而單側顯著、持續的δ波減緩或持續存在的α波頻率降低，以及其他形態的變化，如大面積腦梗死的腦電圖RAWOD模式或周期性一側癲癇樣放電（periodic lateralized epileptiform discharge，PLEDs）等，往往提示患者臨床預后不良[28-29]。對于伴有嚴重疾病患者來說，其神經系統受損的風險很高，如果延誤治療，可能導致永久性神經功能障礙，但目前很少有技術可以持續監測大腦功能。CEEG通過監測大腦的電活動，能夠無創、連續地反映腦功能的變化，并且能在床旁進行，彌補了危重患者臨床檢查受限的不足。它能夠對包括癲癇發作、局部缺血、顱內壓增高、腦出血、缺氧、低血壓以及酸中毒等在內，可能導致全腦病變的突發急性事件及時地報警，可用于估計腦功能何時有受損的風險，或者何時已經出現損傷，以便在損傷發展到不可逆的程度之前進行干預，這很好地豐富了 TBI患者的 MMM[7]。

2.3 CEEG的局限性不容忽視的是，在評估CEEG信號時需要考慮大量的混雜因素。因為EEG記錄在傷后的不同時間段進行，可能會被手術、影像學檢查和其他事件反復中斷，這可能降低了創傷后癲癇的實際發作率。同時，鎮靜劑、麻醉劑、抗精神病藥和其他藥物可能對EEG有不同程度的影響，甚至是正常狀態時的變化，如慢波睡眠，與缺血時的變化相似。在重癥加強護理病房（intensive care unit，ICU）中，EEG信號還受到各種偽影的影響，胸部叩擊，病床的移動，以及來自其他監測設備造成的偽影都會影響EEG信號。因此，原始EEG依然是評估腦功能的黃金標準。任何基于QEEG參數的算法都應該包括原始EEG，供現場或遠程熟悉EEG判讀的工作人員審閱[30]。

3 總結與展望

CEEG可床旁監測TBI患者的腦電波變化狀態，為判斷腦功能情況提供重要線索，定量分析CEEG提供的參數，獲取有用信息，可以為臨床醫療工作者正確診斷、評估病情和采取恰當的醫療措施提供參考依據。與傳統的評估手段相比，CEEG監測對TBI患者的預后評估結果更加準確，并可實現動態觀察，且操作簡單、無創、可重復，可謂是評估TBI患者預后的一種敏感而有效的臨床監測方法，值得臨床推廣應用。雖然目前EEG的應用已經十分廣泛，但在TBI患者的臨床監測中，我們仍需要更多的基礎研究。考慮到TBI患者原發性損傷的復雜多樣性，并發的器官功能障礙以及繼發性損傷的進展，單個EEG參數在預測TBI患者嚴重程度上受到限制，結合多種EEG特征更有助于預測TBI患者的預后。因此，今后的研究應多致力于識別EEG多個參數的組合，深入探索EEG異常與TBI之間的神經生物學聯系，以進一步提高TBI后EEG預測的準確性，探討不同參數和變化趨勢對TBI患者的臨床意義及影響。