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        臨床腦電圖的基本特征及評(píng)價(jià)

        2022-12-29 03:22:58魯在清
        現(xiàn)代電生理學(xué)雜志 2022年3期
        關(guān)鍵詞:腦波正弦波腦電圖

        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(dòng)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(jī)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(shí)間的長(zhǎng)短可以概括分為短程腦電圖檢查和長(zhǎng)程腦電圖監(jiān)測(cè)。所謂短程腦電圖檢查,一般是指腦電圖的記錄時(shí)間大約需要至少20~30 min,通常稱之為常規(guī)腦電圖。而長(zhǎng)程腦電圖監(jiān)測(cè)又分為兩種:一種是腦電圖的記錄過程需要持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,即動(dòng)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(shí),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(shí)驗(yàn)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(shí)。總之,長(zhǎng)程腦電圖監(jiān)測(cè)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(huì)帶來一些新的問題與挑戰(zhàn),特別是對(duì)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(shí)間而變化的電位差曲線,本質(zhì)上屬于自發(fā)性、動(dòng)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(jī)能活動(dòng)信息,而且同時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)和勤于實(shí)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(shí)際上,初學(xué)腦電圖的人通常會(huì)感到陌生和困惑,仿佛“云山霧罩”, 面對(duì)腦電圖不知道應(yīng)該從何處入手。經(jīng)驗(yàn)表明,或許在初始時(shí)的學(xué)習(xí),嘗試從腦電圖的基本特征作為切入點(diǎn),循序漸進(jìn),步步為營,并且關(guān)注所涉及的病例實(shí)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(diǎn),因此說這是一個(gè)“水到渠成”的積累過程和結(jié)果,也確實(shí)是一項(xiàng)耗費(fèi)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn),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(dòng)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(dòng)多種多樣的表現(xiàn),例如區(qū)域分布、出現(xiàn)方式、對(duì)稱與非對(duì)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(shí),腦電圖顯示有明顯的年齡依存性,是其最大的特點(diǎn)。所以,年齡不同,正常腦電圖的范圍也不相同,這在小兒時(shí)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。實(shí)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(gè)月時(shí)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(shí)狀態(tài)

        覺醒與睡眠,屬于大腦的兩種不同意識(shí)水平的生理性狀態(tài),也通常具有與之相對(duì)應(yīng)的特征性腦電圖。如果臨床發(fā)生意識(shí)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(shí)障礙的嚴(yán)重程度呈平行關(guān)系。然而,有時(shí)也會(huì)見到腦電圖出現(xiàn)特殊波形的意識(shí)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(shí)障礙,此時(shí)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(duì)于腦部損害的定位、定側(cè)以及推測(cè)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(dòng)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(shí)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(shí),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(shí)更加顯著和典型。此外,在發(fā)生精神疾病癥狀時(shí),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(jī)能障礙表現(xiàn)為臨床癥狀和體征時(shí),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(dòng)異常(例如δ、θ波增加或增多),此時(shí)盡管腦電圖的敏感性較高,提示有腦機(jī)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?。ㄈ缧呐K疾患、代謝性及中毒等)引起繼發(fā)性腦損害時(shí),其腦電圖“共同”的表現(xiàn)主要是背景活動(dòng)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(yàn)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。總之,對(duì)腦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(píng)價(jià),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(píng)價(jià)

        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(dòng)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(gè)波的波谷到下一個(gè)波的波谷之間的橫向(持續(xù)時(shí)間或時(shí)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(cè)量及計(jì)算應(yīng)該較為簡(jiǎn)便易行來考慮的。當(dāng)然,在某些時(shí)候腦波的周期也同樣被關(guān)注,例如對(duì)于棘波、尖波或復(fù)合波等特殊波形,不僅測(cè)量其頻率,在必要時(shí)則同時(shí)測(cè)量并標(biāo)注其相應(yīng)的周期數(shù)值。

        采用測(cè)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?yàn)槭遣捎萌庋塾^察和識(shí)別,簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)能夠方便快捷地對(duì)腦波進(jìn)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(shí),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(cè)量振幅,引申出如何識(shí)別和確認(rèn)腦波歸屬的問題。實(shí)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(duì)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(shí)均作為一個(gè)腦波看待[2-3]。換言之,對(duì)于如何來確定一個(gè)腦波?采用測(cè)量其振幅的方法,也較為簡(jiǎn)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(dòng)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(duì)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(shí)間差”,通常是觀察和比較兩個(gè)部位(對(duì)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(shí),判斷部位之間是否有先后順序出現(xiàn)即所顯示的時(shí)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(cè)量腦波的位相差異時(shí),大多采用其相差的時(shí)間ms來表示。例如,通過精確測(cè)量左右中央?yún)^(qū)之間棘波的時(shí)間差,便可以判斷,倘若該棘波的時(shí)間差≤6 ms,提示屬于原發(fā)性兩側(cè)同步,而時(shí)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(gè)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(dòng)。國際上規(guī)定,腦波周期的時(shí)限為20~70 ms(約1/50~1/14 s)的尖銳波形稱為棘波,周期的時(shí)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(dòng)(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(dòng),例如α節(jié)律、β活動(dòng)、棘節(jié)律等。因此,廣義上腦電圖的“波”是包括“活動(dòng)”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(dòng)有區(qū)別的兩個(gè)或兩個(gè)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(dòng)(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(shí)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(dòng)[3-4]。

        (5) 注意事項(xiàng)

        在肉眼觀察、識(shí)別以及測(cè)量和確認(rèn)腦波(其整個(gè)過程可稱為判讀)時(shí),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(shí)間常數(shù)采用0.1 s,則對(duì)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(duì)腦電圖所見進(jìn)行客觀的完整描述。其中,對(duì)于異常腦電圖的描述,可以大致分為背景活動(dòng)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(kuò)展細(xì)分下去。簡(jiǎn)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(shí)踐上來看,客觀描述腦電圖的動(dòng)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(shí)便于理解和實(shí)際應(yīng)用。再者,經(jīng)驗(yàn)表明,能夠準(zhǔn)確判讀腦電圖,也絕非易事。這是因?yàn)槠駥?duì)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(yàn)性的影響,特別是當(dāng)遇到復(fù)雜疑難、罕見腦電圖病例時(shí)更是這樣。也就是說,判讀者的經(jīng)驗(yàn)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(shí)上,過去的經(jīng)歷和見識(shí),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。

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