摘要" 總結(jié)腦損傷后意識障礙病人的腦電圖變化以及腦電圖結(jié)合其他監(jiān)測方法的研究進(jìn)展，并展望未來腦電圖監(jiān)測技術(shù)在腦損傷后意識障礙病人中的應(yīng)用。評估腦損傷后意識障礙病人的意識水平具有重要意義，目前多種監(jiān)測評估方法都不太滿意。腦電圖作為一種腦功能監(jiān)測的重要手段，具有無創(chuàng)、動(dòng)態(tài)、簡單實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，在危重病人腦部疾病的診斷、監(jiān)測和預(yù)后方面具有非常重要的作用。

關(guān)鍵詞" 腦損傷；意識障礙；腦電圖；昏迷；腦功能評估；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.19.014

意識是一個(gè)多方面的概念，既包括覺醒，即由腦干調(diào)節(jié)的警覺狀態(tài)，也包括意識內(nèi)容，即對任何想法、感覺或情緒的主觀體驗(yàn)。嚴(yán)重腦損傷后，部分病人可能出現(xiàn)不同程度的意識障礙（disturbance of consciousness，DOC），如昏迷、無反應(yīng)覺醒綜合征（unresponsive wakefulness syndrome，UWS）、最低意識狀態(tài)（minimally conscious state，MCS）?；杳允侵覆∪说囊庾R完全喪失，既不能被喚醒，缺乏覺醒-睡眠周期，也不能對外界刺激作出反應(yīng)的狀態(tài)，是一種以覺醒度改變?yōu)橹鞯膰?yán)重意識障礙。UWS和MCS病人則存在不同程度的覺醒和意識內(nèi)容的障礙。如何準(zhǔn)確判斷意識障礙病人目前的意識狀態(tài)及其動(dòng)態(tài)變化，一直是困擾神經(jīng)科醫(yī)師的難題。目前用于診斷疾病的影像學(xué)技術(shù)［如頭顱CT、磁共振成像（MRI）］對意識評估相對不足。臨床診斷和評估病人病情主要基于行為量表，如昏迷恢復(fù)量表修訂版（Coma Recovery Scale-revised，CRS-R），但存在較高的誤診率，即使是UWS與MCS之間也很難識別。由于MCS病人比UWS病人具有更大的神經(jīng)功能恢復(fù)潛力，因此，準(zhǔn)確地評估有利于臨床醫(yī)生對意識障礙病人進(jìn)行準(zhǔn)確有效的治療。

腦電圖（electroencephalogram，EEG）能通過記錄大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞的突觸后電位反映腦細(xì)微結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化和功能的改變，確定病人大腦皮質(zhì)-丘腦通路是否完整來判斷腦部的損傷程度。通過EEG也能夠顯示CT、MRI等難以描述的腦功能異常狀態(tài)，其顯示異常的嚴(yán)重程度也與格拉斯哥昏迷量表評分和預(yù)后有良好的相關(guān)性。Rossetti等［1］研究表明，EEG在昏

基金項(xiàng)目" 山西省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（No.202003021211060）

作者單位" 1.山西醫(yī)科大學(xué)附屬第五臨床醫(yī)學(xué)院（太原 030012）；2.山西省人民醫(yī)院（太原 030012）

通訊作者" 張剛利，E-mail：Zhanggangli1973@163.com

引用信息" 屈楠，張剛利.腦損傷后意識障礙病人腦電圖監(jiān)測的研究進(jìn)展［J］.中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2024，22（19）：3539-3543.

迷病人的覺醒預(yù)判中非常重要。作為一種非侵入性的皮層電活動(dòng)監(jiān)測方法，EEG對昏迷病人非常適用，是臨床醫(yī)生評估意識障礙病人意識狀態(tài)的重要方法?，F(xiàn)就近年來EEG在腦損傷意識障礙病人病情評估中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1" 意識障礙病人的靜息EEG表現(xiàn)

EEG能反映大腦神經(jīng)元群自發(fā)性、節(jié)律性的腦電活動(dòng)。正常人最主要的腦電背景頻率是處于后頭部的α節(jié)律；當(dāng)正常人處于閉眼、睡眠等生理性抑制狀態(tài)時(shí)，也可多見廣泛性稍低波幅的β節(jié)律；在睡眠狀態(tài)時(shí)可見一些δ節(jié)律等。而對于意識障礙病人，EEG的多種成分都會(huì)出現(xiàn)變化。通常病情嚴(yán)重的意識障礙病人在EEG中會(huì)表現(xiàn)出θ或δ腦電波形的普遍減慢，并伴有癲癇樣活動(dòng)、暴發(fā)抑制和α-昏迷模式等異常。當(dāng)腦組織出現(xiàn)輕度缺血時(shí)，在EEG上可見α節(jié)律和β節(jié)律逐漸減慢，隨后θ波、δ 波逐漸增加［2］，同時(shí)也可能出現(xiàn)癲癇樣放電。比如一側(cè)性節(jié)律性δ活動(dòng)，散發(fā)性癲癇樣放電，一側(cè)性周期樣放電或全面性周期樣放電［3］。缺血加重后，EEG背景甚至出現(xiàn)彌散衰減，暴發(fā)-衰減或暴發(fā)-抑制等圖型［4］。除此之外，腦電反應(yīng)性（electroencephalogram reactivity，EEG-R）的喪失和EEG不連續(xù)或完全抑制則是嚴(yán)重腦病的特征，常與不良預(yù)后有關(guān)［5］。

Westhall等［6］根據(jù)美國臨床神經(jīng)生理學(xué)學(xué)會(huì)提出的術(shù)語對昏迷病人的EEG進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化解讀，將EEG分為高度惡性EEG（抑制、周期性放電抑制、爆發(fā)-抑制）、惡性（癲癇樣放電、癲癇發(fā)作或癲癇持續(xù)狀態(tài)、低電壓＜20 μV，病理或無反應(yīng)性背景）和良性（無惡性特征）。Westhall等［6］將此標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于心臟驟停后昏迷病人的EEG解讀后表明，EEG模式為任意1項(xiàng)高度惡性EEG或者任意2項(xiàng)惡性EEG，都提示預(yù)后不良，特異性分別為100%和96%。但是此標(biāo)準(zhǔn)中的良性EEG特征在檢測良好預(yù)后方面的敏感性有限。因此，F(xiàn)enter等［7］將此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改良，將EEG中出現(xiàn)的不連續(xù)、低電壓或前后波幅反轉(zhuǎn)歸為良性EEG特征，發(fā)現(xiàn)采用改良的EEG標(biāo)準(zhǔn)能更精準(zhǔn)地識別出可能達(dá)到良好結(jié)果的病人，但此標(biāo)準(zhǔn)能否適用其他類型意識障礙病人的預(yù)后評估仍有待研究。

隨著昏迷病人病情的發(fā)展，意識障礙病人EEG也會(huì)隨著病人病情的變化而改變，并且發(fā)病不同時(shí)期記錄的EEG對病人的預(yù)后價(jià)值也不同。因此，EEG檢查的時(shí)機(jī)至關(guān)重要。為了評估危重病人腦電模式的恢復(fù)，有指南指出至少需要進(jìn)行2次腦電監(jiān)測（第1次在腦損傷后24 h進(jìn)行，第2次在腦損傷后48～72 h進(jìn)行）或進(jìn)行連續(xù)腦電監(jiān)測，以正確評估意識障礙病人的預(yù)后［8］。

2" 意識障礙病人睡眠相關(guān)EEG的改變

睡眠是人類最重要的生理特征之一。正常的睡眠結(jié)構(gòu)和睡眠紡錘波的出現(xiàn)需要皮質(zhì)及皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)的參與。美國睡眠醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)將人的睡眠分為兩個(gè)階段：非快速眼動(dòng)睡眠（non rapid eye movement，NREM）和快速眼動(dòng)睡眠（rapid eye movement，REM）。與清醒病人相比，MCS病人夜間正常睡眠減少，白天嗜睡［9］，而UWS病人的睡眠周期受損更嚴(yán)重，睡眠階段僅在白天出現(xiàn)［10］。在睡眠階段，紡錘波的存在可表明丘腦功能完整性，慢波和REM睡眠的出現(xiàn)提示腦干功能完好，而睡眠模式的晝夜節(jié)律則提示下丘腦功能的完整。與正常人相比，意識障礙病人會(huì)出現(xiàn)晝夜節(jié)律嚴(yán)重受損以及正常睡眠和清醒間隔的中斷導(dǎo)致睡眠碎片化，這些變化尤其會(huì)出現(xiàn)在MCS及UWS病人中［11-14］。而為了獲得更好的結(jié)果，必須記錄48～72 h的EEG或多導(dǎo)睡眠圖（polysomnogram，PSG）以獲得用于分析的腦電數(shù)據(jù)［12］。

目前，意識障礙病人的睡眠特征仍存在爭議且并未得到充分研究。在MCS病人的NREM2和慢波睡眠（SWS）階段中能觀察到紡錘波和不規(guī)則的睡眠-覺醒周期，這在UWS病人中很少觀察到［15］。Mertel等［10］對32例意識障礙病人的睡眠模式進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，88%的MCS病人及56%的UWS病人存在REM睡眠。62%的UWS病人和21%的MCS病人不存在紡錘波。所有的UWS病人沒有表現(xiàn)出晝夜睡眠節(jié)律，關(guān)于意識障礙病人睡眠特征的研究目前仍較少。但已有研究表明，K-復(fù)合體、慢波震蕩和REM睡眠是意識障礙病人潛在預(yù)后良好的睡眠因素［13，16］。

而在昏迷病人中，觀察到的睡眠EEG的NREM睡眠特征與病人意識損傷嚴(yán)重程度相關(guān)，同時(shí)也可作為一項(xiàng)獨(dú)立指標(biāo)預(yù)測急性昏迷病人的意識恢復(fù)［17］。研究表明，病人從昏迷向良好預(yù)后的演變與病人重新睜眼和晝夜節(jié)律的重新出現(xiàn)有關(guān)［15］。Arnaldi等［13］研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)化睡眠可以早期預(yù)測昏迷病人有良好的預(yù)后，這種預(yù)測因素甚至比病人的臨床表現(xiàn)和年齡因素更加有效。因此，正常睡眠-覺醒周期的重新出現(xiàn)對昏迷病人的恢復(fù)具有重要意義。此外，在昏迷病人中可監(jiān)測到一種多存在于額葉區(qū)、中央?yún)^(qū)、頂葉區(qū)且常伴有頂尖波出現(xiàn)的12～14 Hz的紡錘形節(jié)律，稱“紡錘型昏迷”［18］。紡錘型昏迷病人的預(yù)后主要與病變損傷部位有關(guān)，當(dāng)伴有明顯的腦干功能異常時(shí)往往提示預(yù)后不良。在一項(xiàng)針對44例重型顱腦損傷意識障礙病人的研究中，出現(xiàn)紡錘形昏迷的病人與沒有這些特征的對照組病人相比表現(xiàn)出了更高的行為反應(yīng)性［19］。因此，紡錘形昏迷的出現(xiàn)可能是昏迷病人良好預(yù)后的標(biāo)志之一。

最近，歐洲神經(jīng)病學(xué)學(xué)會(huì)［20］基于睡眠模式以及使用人工智能（AI）對EEG進(jìn)行分析后發(fā)布了《歐洲神經(jīng)病學(xué)學(xué)會(huì)昏迷和其他意識障礙診斷指南》，提示SWS或NREM的存在可能比睡眠紡錘波更能準(zhǔn)確鑒別UWS和MCS。在MCS病人中，其睡眠模式具有與健康病人相似的神經(jīng)生理學(xué)特征、EEG、眼電圖（EOG）和肌肉緊張度的晝夜變化。而UWS病人僅表現(xiàn)出睜眼和閉眼的EEG/行為體征。因此，分析意識障礙病人的睡眠模式能更好地區(qū)分UWS和MCS［21］。此外，由于重型腦損傷病人EEG和PSG模式與正常人不同，因此，有必要進(jìn)行研究以確定意識障礙病人睡眠和EEG/PSG模式的具體標(biāo)準(zhǔn)。

鑒于在昏迷病人中清醒恢復(fù)和睡眠組織之間已被證明可能存在聯(lián)系，改善睡眠節(jié)律障礙的治療方法可能會(huì)對此類病人有良好的效果。莫達(dá)非尼是一種用于輔助治療阻塞性睡眠呼吸暫停的中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮劑，目前已證明可能對昏迷病人殘余認(rèn)知功能的改善產(chǎn)生積極影響［22］。還有一些研究建議使用食欲素激動(dòng)劑，食欲素是一種改善晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)并減少日常過度嗜睡的下丘腦神經(jīng)肽，可能有助于促進(jìn)昏迷病人的覺醒［23］。

3" 意識障礙病人的定量腦電圖（QEEG）指標(biāo)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前通過計(jì)算機(jī)將原始EEG形所顯示的功率、幅度、復(fù)雜性和信號間關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進(jìn)行分析，形成量化參數(shù)來判斷其是否與病人的意識水平相關(guān)，即QEEG。使用QEEG分析和解讀比醫(yī)生直接讀取EEG圖形更加簡便和易于掌握，并可能提高預(yù)測病人昏迷后恢復(fù)的能力［24-25］。一項(xiàng)研究通過聯(lián)合低頻功率、腦電復(fù)雜性進(jìn)行評估，準(zhǔn)確地將33%被定義為UWS的病人重新分類為MCS。另一項(xiàng)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研究利用機(jī)器學(xué)習(xí)從268例意識障礙病人中提取了EEG特征，如頻譜密度、排列熵和功率譜密度，對UWS和MCS病人進(jìn)行了更準(zhǔn)確的分類?？梢娕c傳統(tǒng)EEG相比，QEEG可以更準(zhǔn)確地評估意識障礙病人的意識狀態(tài)，鑒于QEEG在臨床方面顯示出了良好的應(yīng)用前景，未來可以更多地應(yīng)用于意識障礙病人的意識評估與監(jiān)測。

4" 意識障礙病人與外部刺激相關(guān)的EEG變化

在外部力量的刺激下，大腦活動(dòng)可能會(huì)發(fā)生變化，這些變化可以用EEG記錄下來，這就是EEG-R。EEG-R可以提示感覺神經(jīng)傳導(dǎo)通路的完整性。研究表明，EEG-R能早期且準(zhǔn)確地評估神經(jīng)系統(tǒng)功能的恢復(fù)，已被作為評估預(yù)后的標(biāo)志物之一［26］。記錄到EEG-R提示病人預(yù)后相對較好。對于這種外部刺激造成的大腦變化中，UWS病人只能顯示初級皮層的激活，通常只能激活初級聽覺皮層以響應(yīng)簡單的聽覺刺激。MCS病人則能表現(xiàn)出包括額頂葉皮質(zhì)在內(nèi)的高階區(qū)域的功能激活［27］。Marino等［28］對50例意識障礙病人進(jìn)行意識功能評估，結(jié)果提示部分高階區(qū)域的功能激活也可能出現(xiàn)在部分初次被評估為UWS的病人中，與MCS組相似，這些病人顯示出相對更好的功能結(jié)果，隨著病情的發(fā)展最終過渡到了MCS。最近，Bouchereau等［29］對116例重度腦損傷病人的研究也表明，早期EEG-R的定量指標(biāo)與重型顱腦損傷病人清醒及3個(gè)月意識水平獨(dú)立相關(guān)。因此，EEG-R在意識障礙病人的恢復(fù)過程中有重要的指示作用。

在《心臟驟停后腦電圖反應(yīng)性檢測的國際共識》中，有專家根據(jù)以往施加給病人刺激類型、重復(fù)刺激次數(shù)和持續(xù)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)第1次提出了檢查EEG-R測試方法的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)［30］，具體標(biāo)準(zhǔn)：按順序給予拍手、呼叫病人姓名、按壓病人甲床來施加刺激，也可額外擠壓斜方肌或摩擦胸骨。每種刺激至少重復(fù)3次，且每次刺激的持續(xù)時(shí)間至少為5 s。需排除肌電活動(dòng)、軀體運(yùn)動(dòng)反應(yīng)和眨眼偽差干擾的節(jié)律性或周期性放電。監(jiān)測時(shí)使用國際10-20系統(tǒng)至少16個(gè)電極、電阻阻抗低于5 kΩ來記錄EEG-R。此方法適用于各種類型所致的昏迷病人。各種刺激所引起的EEG反應(yīng)可能表現(xiàn)為陣發(fā)性高波幅的慢波信號爆發(fā)、廣泛性低波幅去同步化快波或頂尖波等波形，監(jiān)測過程中EEG變化至少重復(fù)出現(xiàn)2次，即認(rèn)為存在EEG-R。在監(jiān)測過程中使用標(biāo)準(zhǔn)的EEG-R刺激方法可以保證EEG-R對意識障礙病人意識評估的準(zhǔn)確性、有效性和實(shí)用性。

5" EEG結(jié)合其他監(jiān)測方法的應(yīng)用

目前，國際上多建議采取多模式監(jiān)測技術(shù)來評估意識障礙病人的結(jié)果［31］。這種多模式方法應(yīng)該包括臨床檢查、電生理學(xué)、影像學(xué)等的參數(shù)。其中任何一項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)都能夠在一定程度上對病人進(jìn)行預(yù)后評估。EEG在這些監(jiān)測中也是不可或缺的一部分。由于病人腦損傷部位的不同，使用不同的監(jiān)測方法能反映不同的損傷部位和損傷程度。

雙側(cè)軀體感覺誘發(fā)電位（spinal somatosensory evoked potential，SSEP）可以反映丘腦和皮質(zhì)的聯(lián)系，主要監(jiān)測指標(biāo)為N20，是在腕部刺激正中神經(jīng)，在頭皮記錄到的軀體感覺皮質(zhì)最早出現(xiàn)的電活動(dòng)。SSEP的缺失是昏迷病人預(yù)后不良的有力指標(biāo)。Glimmerveen等［32］通過對619例心臟驟停后昏迷病人進(jìn)行EEG和SSEP研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，所有具有連續(xù)性正常電壓（＞20 mV）且EEG背景頻率＞8 Hz的意識障礙病人都保留了N20反應(yīng)，其余情況下的EEG模式與SSEP的存在均無相關(guān)性。因此，EEG背景模式不能預(yù)測SSEP是否存在。EEG模式和SSEP之間的差異可能反映了丘腦皮層或錐體間突觸的不同損傷。因此，將SSEP與EEG聯(lián)合使用可以增加意識障礙病人不良結(jié)果預(yù)測的敏感度。

腦干聽覺誘發(fā)電位（brainstem auditory evoked potentials，BAEP）能夠反映意識障礙病人腦干-聽覺通路的完整性。P300是一種BAEP成分，在異常刺激后300 ms左右出現(xiàn)。P300可以分為早期的P300a和P300b。P300a是從額葉腦區(qū)測量的，已被證明存在于UWS和MCS病人中［33］。而P300b位于頂葉腦區(qū)，與認(rèn)知處理和注意力相關(guān)［34］。P300a的潛伏期已被證明僅在MCS病人中按照通過不同聲音的復(fù)雜性（正弦音調(diào)、受試者名字等）被調(diào)制，表明其在檢測意識方面有一定作用［35］。而振動(dòng)觸覺和聽覺刺激則已被證明可在單個(gè)意識障礙病人中誘發(fā)不同的P300b反應(yīng)［33］。

目前認(rèn)為，信息的整合和分化是大腦復(fù)雜的神經(jīng)活動(dòng)模式及意識出現(xiàn)的基礎(chǔ)［36］。大腦網(wǎng)絡(luò)的整合能力也可以通過結(jié)合EEG和經(jīng)顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）來評估。通過結(jié)合這些技術(shù)，可以使用大腦的有效連接性來量化大腦對磁刺激的反應(yīng)，得出一種稱為擾動(dòng)復(fù)雜性指數(shù)（perturbational complexity index，PCI）的測量方法，該指數(shù)與大腦網(wǎng)絡(luò)的綜合能力有關(guān)。這項(xiàng)措施已被證明可以成功區(qū)分有意識和無意識病人，并區(qū)分因睡眠和麻醉而改變的意識狀態(tài)［37］。一項(xiàng)針對81例意識障礙病人的研究顯示，基于PCI的MCS病人分類成功率為94.7%［38］。盡管TMS-EEG技術(shù)具有很高的靈敏度，但目前用于臨床的研究還相對較少，需進(jìn)一步進(jìn)行研究。

6" 小" 結(jié)

EEG可以敏感、無創(chuàng)、實(shí)時(shí)地評價(jià)神經(jīng)重癥昏迷病人的腦功能和預(yù)測預(yù)后。使用多種監(jiān)測方法可獲得更多有關(guān)殘余意識程度的信息。綜合運(yùn)用EEG以及各種監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行腦功能評價(jià)以使其更為準(zhǔn)確地反映病人的腦功能變化，對病人的意識障礙程度做出更精準(zhǔn)的判斷。但EEG及其他各項(xiàng)電生理檢測均存在局限性，因此，尋找最佳的監(jiān)測指標(biāo)組合和監(jiān)測時(shí)相以達(dá)到最佳的敏感性和特異度仍需進(jìn)一步研究。

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（收稿日期：2024-03-18）

（本文編輯郭懷?。?/p>