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腦電生理儀新進(jìn)展

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山東省淄博市職業(yè)病防治院 宗莉

腦電地形圖（BEAM）、腦誘發(fā)電位（BEP）和腦“Holter”是當(dāng)前腦電生理臨床檢查的三種重要手段，為上述目的又發(fā)展了一系列科學(xué)儀器，并被世界各地同行迅速接納。下面對(duì)這三種儀器作一簡(jiǎn)介。

一、腦電地形圖儀

來(lái)自不同記錄通道的腦電圖（EEG）信號(hào)經(jīng)A/D變換數(shù)字化后，利用計(jì)算機(jī)對(duì)不同記錄通道的數(shù)值作頻域分析、時(shí)域分析、統(tǒng)計(jì)分析及對(duì)特殊波形處理后，轉(zhuǎn)換為不同等級(jí)的灰階，再以不同的彩色作腦電地形圖（BEAM）顯示在一個(gè)橢圓的平面上，此即二維腦電地形圖。這是由Lehmann最先創(chuàng)立的。其配置與一般無(wú)紙腦電圖機(jī)大體相同，但至少要配置16導(dǎo)電極，且打印機(jī)能輸出彩色圖形。國(guó)內(nèi)外已推出16-19導(dǎo)聯(lián)的BEAM儀，且發(fā)展趨勢(shì)是將無(wú)紙化腦電圖機(jī)和BEAM儀合為一體。

美國(guó)哈佛大學(xué)的Duffy發(fā)展建立了顯著性概率地形圖（SPM）等技術(shù)，國(guó)際上也正在朝此方向進(jìn)展，有的進(jìn)口儀器上已能實(shí)現(xiàn)。以下介紹其中二種方法。

1．t統(tǒng)計(jì)SPM：一幅這種SPM圖形中的每個(gè)元素就是“兩組不同的BEAM數(shù)陣之間有關(guān)該元素平均值的t統(tǒng)計(jì)值。典型的SPM應(yīng)以對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組比較。建構(gòu)t統(tǒng)計(jì)SPM的步驟如下：首先，每組的主數(shù)陣是按照逐點(diǎn)疊加的原則而得出的，即將該組的各數(shù)陣中有關(guān)同一點(diǎn)的數(shù)值加在一起，并計(jì)算出各點(diǎn)的均數(shù)和變異，這樣每組都 可以它們構(gòu)成兩個(gè)新的數(shù)陣，分別代表各自的一般統(tǒng)計(jì)資料。然后，基于兩組的均數(shù)陣和變異陣，就可計(jì)算矩陣中各點(diǎn)的t統(tǒng)計(jì)值，這些t值就構(gòu)成了研究所需要的新數(shù)陣。有關(guān)矩陣中各元素在大腦表面的空間分布并沒(méi)有改變，因面，t統(tǒng)計(jì)SPM確實(shí)可以將兩個(gè)在腦電活動(dòng)方面具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的區(qū)域區(qū)分開(kāi)來(lái)。

2．z統(tǒng)計(jì)SPM：z轉(zhuǎn)換是用來(lái)表示一個(gè)觀測(cè)指標(biāo)與一對(duì)照組有關(guān)該指標(biāo)的均數(shù)相比，究竟偏離幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。因而，它從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的角度來(lái)衡量一個(gè)指標(biāo)與對(duì)照組中該指標(biāo)均數(shù)的差異大小。通過(guò)將一位受檢者的BEAM數(shù)陣與一對(duì)照組的均數(shù)和變異BEAM數(shù)陣進(jìn)行比較，就可計(jì)算出該受檢者各點(diǎn)的z轉(zhuǎn)換值。逐點(diǎn)的z轉(zhuǎn)換值構(gòu)成一個(gè)新的z值數(shù)陣，并保留了BEAM 圖像中各點(diǎn)的空間分布位置。這樣，通過(guò)z統(tǒng)計(jì)SPM，我們就可以確定該受檢者的腦電活動(dòng)在哪些區(qū)域與對(duì)照組具有顯著性差異。建構(gòu)SPM的目的是以z或t轉(zhuǎn)換值來(lái)描述有關(guān)腦電活動(dòng)地形圖分布中的區(qū)域性差異。但是，SPM本身卻不一定能評(píng)估群體組間或個(gè)體組間的總體水平差異。組間總體差異最好由多元統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。

二、腦誘發(fā)電位儀

是在EEG基礎(chǔ)上，運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新穎技術(shù)。EEG和腦誘發(fā)電位（BEP）雖同屬腦電活動(dòng)信號(hào)，但兩者有很大的區(qū)別。EEG是腦組織中神經(jīng)元和神經(jīng)纖維自發(fā)性的腦電活動(dòng)。EEG是將這種自發(fā)性的電位活動(dòng)通過(guò)頭顱電極引出、直接放大，進(jìn)行描記所得。在EEG檢查中，所作的誘發(fā)試驗(yàn)（如睜閉眼、過(guò)度換氣、閃光、睡眠或藥物）所得到腦電信號(hào)，仍然是EEG，不屬BEP性質(zhì)。BEP是腦組織對(duì)外部預(yù)置的特殊條件刺激（如某種聲、光或其它設(shè)定條件的刺激）所作出的特定反應(yīng)。它具有對(duì)信號(hào)刺激的密切相關(guān)性和時(shí)相概念，是個(gè)體對(duì)特定條件所作出的生理性和心理性反應(yīng)的綜合。由于BEP通常弱于EEG，在一般記錄條件下，BEP信號(hào)被EEG背景噪音所掩蓋，無(wú)法觀察到，因此，必須運(yùn)用計(jì)算機(jī)的某種技術(shù)（如疊加和平均技術(shù)），擴(kuò)大信號(hào)（BEP）和噪音（EEG）的比例，使BEP從EEG背景中提取出來(lái)。所以，在記錄手段上，BEP不同于EEG的單純的直接放大，而必須應(yīng)用同步疊加技術(shù)；而在記錄條件上，BEP必須具有相應(yīng)的信號(hào)刺激，并且在BEP和刺激信號(hào)之間建立起嚴(yán)密的時(shí)相關(guān)系。此外，EEG和BEP的波型特征和分析方法也很不相同。由此可見(jiàn)，EEG和BEP是完全不同的兩種腦電信號(hào)。

這里特別要介紹一下，用于精神病和心理學(xué)的長(zhǎng)潛伏期電位。除以上介紹視、聽(tīng)、觸三種長(zhǎng)潛伏期電位外，還有一種特殊的長(zhǎng)潛伏期電位，又稱(chēng)認(rèn)知電位，事件相關(guān)電位。它由英國(guó)人Walter發(fā)現(xiàn)。它和以上介紹的普通BEP的主要不同：認(rèn)知電位是由有意賦予具有某些心理意義的刺激，利用多個(gè)或多樣刺激或利用刺激的變化引起的電位，此電位不單是生理過(guò)程的電位變化，主要反映了人的認(rèn)知過(guò)程的心理活動(dòng)。認(rèn)知電位又可分為以下4種。

1．關(guān)聯(lián)性負(fù)變（CNV），它是在S1和S2兩個(gè)特定刺激條件下形成的。

2．P300：引出P300最簡(jiǎn)單的刺激序列是Oddball序列。

3．N400：圖案作業(yè)作誘發(fā)。

4．失配性負(fù)波。美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家最近研制的專(zhuān)用BEP儀上大多能建立以上功能中的一種或二種。

三、腦電“Holter”儀

此詞來(lái)自心電Holter即動(dòng)態(tài)腦電長(zhǎng)時(shí)間記錄儀。它一般配置3-16個(gè)電極，應(yīng)具有存儲(chǔ)24小時(shí)腦電信號(hào)的能力。一般單個(gè)導(dǎo)聯(lián)24小時(shí)的數(shù)據(jù)量是8.64M字節(jié)，16導(dǎo)程則是138M字節(jié)。如此海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，放大器的小型化及放大器的供電是腦電“Holter”的關(guān)鍵技術(shù)。近年大多采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。目前腦電“Holter”記錄器的發(fā)展趨勢(shì)是利用閃速存儲(chǔ)卡或是1.8英寸的小硬盤(pán)。

腦電“Holter”儀也有多種類(lèi)型。近年主要出現(xiàn)并應(yīng)用以下二種方法。

1．視頻腦電圖監(jiān)測(cè)（VEEG）：此種方法又可分為近距離和遠(yuǎn)距離二種。近距離（通常指醫(yī)院內(nèi)）VEEG系指在使用至少10個(gè)導(dǎo)程的EEG給病人記錄的同時(shí)，進(jìn)行電視攝像，兩者在時(shí)間上必須同步。近年研制的儀器通常為彩色錄像及有分離屏幕技術(shù)，即用一個(gè)廣角鏡頭監(jiān)護(hù)全身，用另一個(gè)特寫(xiě)鏡頭監(jiān)測(cè)面部，真實(shí)地再現(xiàn)病人面部表情、植物神經(jīng)變化及全身情況，可顯示出腦電活動(dòng)與臨床表現(xiàn)的相互聯(lián)系。操縱VEEG裝置時(shí)，通常由一名醫(yī)生對(duì)一名病人，也可在一個(gè)自動(dòng)監(jiān)護(hù)室同時(shí)對(duì)數(shù)名病人進(jìn)行觀察。

遠(yuǎn)距離（指醫(yī)院外）VEEG方法為先在頭皮上安放電極及一個(gè)發(fā)射器，然后從一個(gè)天線接收發(fā)射器傳來(lái)的腦電訊號(hào)，由熒光屏顯示。這樣，受試者仍可在某地室內(nèi)自由活動(dòng)，同時(shí)攝像機(jī)將病人的情況拍攝下來(lái)，在熒光屏上顯示；如果患者正出現(xiàn)疾病發(fā)作的情況，發(fā)作類(lèi)型及腦電改變可同步出現(xiàn)。但是該方法不能離開(kāi)這個(gè)房間的限制，一般也只有一臺(tái)攝像機(jī)。筆者曾在日本東京的癲癎中心考察，他們則安置有16臺(tái)攝像機(jī)，可從不同角度同時(shí)攝像，由計(jì)算機(jī)控制追蹤病人的情況，即使如此，也只能在一個(gè)房間的范圍里活動(dòng)。

2．動(dòng)態(tài)腦電圖監(jiān)測(cè)（AEEG）：此方法將電極安放在病人頭皮上后，導(dǎo)線可插在帶有放大器的腰盒上，起初只有1、2個(gè)道，后來(lái)增加至4道，最新的已有8道。如需作16道描記則可同時(shí)使用兩只腰盒。腰盒內(nèi)除放大器外，還有錄音帶以供記錄腦電訊號(hào)。如遇各種情況如發(fā)作或疾病先兆，可速撳按鍵（或處于24小時(shí)監(jiān)測(cè)狀態(tài)）。在記錄完畢后將磁帶放入重放系統(tǒng)，監(jiān)視器可重現(xiàn)腦電訊號(hào)供臨床診斷，也可與普通腦電圖儀聯(lián)接，將需要的部分記錄于紙。AEEG記錄時(shí)病人可隨意進(jìn)行活動(dòng)，可持續(xù)記錄24小時(shí)毋需人照顧，呈自然態(tài)的，最接近于日常生活。缺點(diǎn)是導(dǎo)數(shù)受限，在看到腦電異常時(shí)不能了解病人發(fā)作的情況，有時(shí)不易區(qū)分眼動(dòng)偽跡、睡眠波與異常波。

腦電“Holter”儀作為一種新型的升級(jí)換代產(chǎn)品，與EEG等比較，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：

1．經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)腦電監(jiān)測(cè)，可同時(shí)捕捉到病人的異常腦電波形和臨床發(fā)作情況，供醫(yī)生診斷參考。

2．可以幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地識(shí)別偽差。因?yàn)镋EG是一種非常微弱的信號(hào)，容易受到外界因素的干擾，如病人輕微的動(dòng)作，別人的走動(dòng)等，借助“Holter”，特別是視頻腦電識(shí)別這些偽差，就變得輕而易舉。

3．更直接地觀察病人。

4．人類(lèi)有1/3的時(shí)間是在睡眠中度過(guò)的，而很多疾病又往往與睡眠障礙有關(guān)。目前，“Holter”儀是作睡眠分析的可靠依據(jù)。英國(guó)等腦電“Holter”儀在中國(guó)省一級(jí)醫(yī)院中已得到應(yīng)用。

臨床醫(yī)學(xué)的技術(shù)發(fā)展離不開(kāi)腦電生理儀器的幫助。伴隨著中國(guó)各項(xiàng)改革的深入，醫(yī)藥分開(kāi)等新措施的出臺(tái)，醫(yī)療器械行業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時(shí)也將面臨前所未有的機(jī)遇，因而市場(chǎng)仍看好。

1 劉名順，閆寶云，董全勝，等主編.現(xiàn)代實(shí)用腦電地形圖學(xué).北京中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2013：173-174.

2 劉青蕊,黃寶晨,孫吉林主編,實(shí)用臨床電生理學(xué).北京中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2006：1-5.

（2013-09-06收稿）

山東省淄博市科技局（2014）及淄博市精神病醫(yī)院科研基金資助項(xiàng)目

*郵政編碼：255100

**通訊作者

10.3969/j.issn 1672-0458.2014.02.018