山东省枣庄市市中区人民医院* 鲁在清
·学习园地·
关于脑电图的诱发试验
山东省枣庄市市中区人民医院* 鲁在清
脑电图记录的基本状态,即指被检者在安静、闭眼、觉醒时的状态。但是,某些患者在此状态观察不到异常脑波,或仅显示很轻度的脑电图异常,而在特定的生理性或生化学的躯体内外环境发生变化时,才显示出脑电图异常或者异常的程度被增强。
在脑电图记录方面的诱发试验(methods of activation),是指采用多种方法解散被检者的安静、闭眼、觉醒状态,比较其试验前后脑波变化的方法。因此,就是以试验前的脑电图作为参照(基准),观察试验过程以及试验后的脑波变化。那么,对待脑电图变化,遂做出判断是属于正常范围或界限范围(borderline)的脑波变化,还是属于异常反应的所见。
换言之,所谓诱发(赋活)试验,也就是指为了在有限的检查时间内提高效率、诱发及观察到异常脑波而采用的有效措施和方法。
临床脑电图日常检查所采用的诱发试验,通常包括睁闭眼试验、过度呼吸、闪光刺激以及睡眠试验。除此之外,其他试验方法例如图形刺激、剥夺睡眠或药物诱发等,在确实有必要时才考虑选择应用或者联合应用。
试验方法是让处于安静、闭眼、觉醒状态的患者睁眼大约10秒钟,然后闭眼,同时观察其脑电图变化。作为正常反应,往往见到α波的衰减(attenuation)或抑制(blocking)。
睁闭眼试验具有如下的作用:通过睁眼,进行确认α波的衰减或抑制。伴随α波衰减或抑制,判断这种反应有否左右差异,慢波或突发性异常波是否出现等,对背景脑电图进行详细比较。另外,皮质局限的突发性异常波采用睁眼难以被抑制,而广泛性(中央脑性)的突发性异常波则有睁眼容易被抑制的倾向,因而有助于两者的鉴别[1]。
倘若出现μ波,遂加以确认。μ波的确认方法如下:(1)给与患者“请睁眼”的指示。(2)一边注意患者眨眼等,一边让其维持睁眼状态,确认μ波出现及其部位。(3)依旧让患者维持睁眼状态,嘱患者握拳,确认μ波消失。当μ波在一侧出现时,则嘱患者在其对侧握拳,同样确认μ波消失。(4)依旧让患者维持睁眼状态,嘱患者松拳,确认μ波再度出现。(5)给与患者“请闭眼”的指示。
采用睁闭眼试验,有时可诱发出现癫癎性的突发性异常波,特别是在刚闭眼后有容易诱发广泛性棘慢综合波、高振幅慢波的倾向。
在脑电图显示低振幅图型,α波不明显时,采用睁闭眼试验可以鉴别是觉醒还是思睡状态的脑电图所见。可用于与发作性睡病的鉴别,在发作性睡病可见由于睁眼α波被增强的所谓反常性α波抑制(paradoxical a-blocking)。但是,即使是健康人在困倦感强烈时也有反常性a波抑制的现象,所以尚需要注意。
此外,采用睁闭眼试验,还容易做出对α节律以外的背景脑波活动的评价。
是指在安静闭眼觉醒状态,让患者以每分钟20~30次的速度,做以呼气为主的深呼吸,同时观察其脑电图变化。对于幼小儿童,可以采取让其一边吹薄纸片,一边施行过度呼吸试验的记录。
作为过度呼吸试验的诱发效果,可以有突发性异常波的出现或增强,以及广泛性或者局限性慢波的出现或增强。
在过度呼吸试验,特别重要的突发性异常波,是癫癎失神发作病例出现的3Hz棘慢综合波,在许多时候还引起临床上的意识丧失发作。此外,在癫癎复杂部分发作的颞部棘波,则很少能够被过度呼吸试验所诱发。
采用过度呼吸诱发,可见在大多数小儿(特别是10岁以下)和一部分成人显示脑电图的慢波化和振幅增大,此种现象称为慢高化反应(build up)。在健康者,即使过度呼吸试验或多或少地出现一些慢波,试验停止后慢波也会快速消失,一般在30秒内恢复到过度呼吸前的波形。
作为非突发性慢波,特别重要的是慢高化反应。若过度呼吸持续进行2~3分钟,在大多数小儿和一部分成年人显示脑电图的慢波化和振幅的增大。此种变化即使在健康人也可以观察到。
慢高化反应发生机制的观点,如下所述。通过进行以呼气为主的深呼吸(过度呼吸)即可产生:(1)血液中的CO2浓度降低,逐渐形成呼吸性碱中毒。(2)若血液发生呼吸性碱中毒的变化,由于稳态性改变而反射性引起脑血管收缩。一般认为,在脑出血、血栓形成、脑肿瘤等患者,由于稳态作用变差,所以容易出现慢高化反应现象。(3)若脑血管收缩,脑的循环血流量便减少。假如血管发生梗塞或血栓,则循环血流量的减少会更加明显。(4)脑的循环血流量减少,则血管周围的神经细胞即发生缺血。(5)如果神经细胞发生缺血,神经细胞便出现机能降低。由过度呼吸所致脑电图慢波化的成因,被认为是发生继发性缺氧症或低碳酸血症等的结果。(6)倘若这种神经细胞机能低下尚能代偿,则在脑电图上见不到慢高化反应。但如果是大脑发育尚未成熟(幼儿及儿童)、或者代偿能力低下时,在脑电图上便出现慢高化反应。
伴随过度呼吸试验出现的慢波,一般在额部、中央部等显著,枕部较不明显。另外,慢波有明显的左右差异或者局限性出现时,与慢波广泛性出现时相比,其属于异常波的可能性很大。
在判定过度呼吸的诱发效果时必须考虑年龄因素。在成人,伴随过度呼吸试验出现显著的高振幅慢波化属于异常所见。慢高化反应在过度呼吸试验停止后持续出现30秒以上时亦属于异常。在烟雾病(moyamoya),由过度呼吸试验所致显著的高振幅慢波的慢高化反应,在过度呼吸结束后一度消失,经过十数秒而再次发生慢高化反应(re-build up),被认为是较特征性的异常反应。
在过度呼吸所出现的慢波,一般在各种类型癫癎或脑器质性损害时变得显著。
过度呼吸试验尚有禁忌。在急性期的心肌梗塞、脑血管疾患、重症肝肺疾患、脑动脉瘤等,由过度呼吸可能出现严重症状时应禁止实施过度呼吸试验。另外,低血糖、低氧、高体温、高气压等可以促进慢高化反应出现。
还需要注意,强调对过度呼吸试验操作过程的标准化也很重要[2]。
对安静闭眼觉醒状态的患者,采用3~30Hz范围的频率,各给予持续10秒钟的闪光刺激,并观察脑电图的变化。
试验方法通常是让患者维持闭眼状态,在其眼前15~30cm处视野中央设置闪光刺激器进行强烈闪烁照射,每间隔10秒钟,输出持续时间10秒钟的各种频率的闪光。一般使用白色光,而认为红色、橙色光最有效,也有光与图形刺激组合的方法。1次闪光持续时间为0.1~10毫秒,其强度大约为10万烛光。闪光刺激的闪光频率,例如使用3、6、9、10、11、12、13、14、15、18、21、27、30Hz。在闪光刺激试验中让患者维持觉醒状态,同时又注意观察脑电图以及临床症状的变化,在某个频率的闪光刺激终止10秒钟后,再转移到下一个闪光频率进行刺激,一般是由低频率逐渐转换到高频率。
由闪光刺激所致脑电图的变化有光驱动反应(photic driving),即指伴随闪光刺激与之应答的形式,是在顶、枕部的脑波出现与之相同频率、或与之有谐调关系频率的波形。光驱动反应被认为是伴随闪光刺激的视觉中枢的应答表现,属于一种正常反应。例如,当采用 10Hz的闪光刺激,引起10Hz的应答波时,被称为基本节律驱动反应(fundamental driving);倘若引起20Hz或30Hz的应答波,则被称为高谐调驱动反应(harmonic driving);而假如出现5Hz的应答波时,又被称为低谐调驱动反应(subharmonic driving)。
试验引起光驱动反应的有效刺激频率,一般是接近于脑电图背景活动占优势的波的频率,因此便受到年龄和个体差异的很大影响。闪光刺激的有效刺激频率,成年人大多在10~20Hz,而在小儿一般为3~8Hz。倘若被检者的大脑活动水平低下,则光驱动反应的高谐调波难以出现。而在基础节律慢波化的癫病患者,也难以出现光驱动反应的高谐调波。
光驱动反应有助于被检者视觉系统有无机能障碍的诊断。例如,作为光驱动反应,即使在健康人也会有一些左右差异。但是,光驱动反应仅在一侧枕部出现,而对侧枕部全然见不到时,提示视束交叉后存在障碍。若仅给与一侧的眼闪光刺激,发生光驱动反应,然而在另一侧眼的闪光刺激却不发生光驱动反应时,可以推测另一侧的眼有视力障碍。但是也有时仅在患侧显著出现光驱动反应,或者仅局限于患侧的颞、枕部出现异常波。
在某些癫痫,特别是具有肌阵挛发作、失神发作的患者,通过闪光刺激试验,常在枕部诱发出现局限性棘波,或者诱发出现两侧性高振幅突发性异常波。因为在这样的病例也有不少诱发出现临床发作,若再持续实施闪光刺激,也有时会过渡到全身性强直阵挛性发作,所以应该慎重实施。
采用闪光刺激,在脑电图上出现以棘慢综合波为主的突发波的现象,被称为光痉挛反应(photo convulsive response)或光突发反应(photo-paroxysmal response)。由闪光刺激所诱发的异常波,以多棘慢波或棘慢波最多见,大多数呈左右对称、同步出现,以额、中央部为主。有时也可见所诱发的突发波显示左右差异、或者为局限性棘波Ill。特别需要注意的是,这种突发性异常波与闪光刺激频率不一定呈1对1的对应关系,在闪光停止后而棘波并不随之终止,自身持续性地残存一些突发波。
与此不同,反复的闪光刺激很多时候在脑电图上不出现清晰(明确)的突发性异常波,反而在颜面或四肢出现与闪光频率一致的肌阵挛现象,这被称为光肌阵挛反应(photo myoclonic response)。此时,在脑电图上出现高振幅的棘慢综合波样的肌电图干扰。当闪光刺激停止,与刺激相一致,棘慢综合波样的肌电图干扰即终止。因此,光肌阵挛反应是即使在健康者也可以见到的应答反应,由于睁眼或闪光刺激停止而被抑制。另外,肌阵挛也有时会扩展至全身,有必要注意。
让安静闭眼觉醒状态的患者睡眠,观察其脑电图变化。睡眠诱发试验可以大致上分为自然睡眠法和药物睡眠法。
自然睡眠法,通过睁闭眼试验来确认患者处于安静、闭眼、觉醒状态,然后关闭检查室的照明灯,等待患者自然入睡。大多数人即使在白天假如维持10~15分钟的闭眼状态,便容易自然入睡。在一定需要自然睡眠时,应预先指示患者在检查前夜缩短睡眠时间。在睡眠诱发特别重要的是思睡期,患者由觉醒状态转入睡眠,再由睡眠状态向觉醒移行时的脑电图,需要确切详细地记录和观察。
药物睡眠法是对于幼小儿或不合作的患者,大多是在不得已的时候施行。药物诱导的睡眠通常会出现接近深睡眠状态的连续性脑电图所见,难以获得入睡期的脑电图记录,以及可见快波混入等问题。常用的睡眠药物,包括口服例如司可巴比妥0.1~0.2g,异戊巴比妥钠0.1~0.2g,小儿可选择水合氯醛或三氯福司糖浆等,或者选择肌肉注射苯海拉明、静脉注射安定等方法。最好是口服给药,可以大致上获得像自然睡眠时的脑电图所见。
在等待患者入睡之后,安装电极、开始脑电图记录。通常进行一定时间(15~20分钟)的脑电图记录,然后让患者觉醒,尽可能记录到觉醒时的脑电图。
睡眠诱发,对于在安静时不明确;而睡眠之后变得明显出现的癫痫性异常波,特别是复杂部分发作的颞部棘波的检出是不可缺少的诱发试验。颞部棘波在思睡(困倦)~纺锤波期容易出现,在比其更深的睡眠和REM期则有棘波减少的倾向。再者,有夜间发作的病例也多数会诱发出异常波。
一般在癫癎性异常波中,棘波或棘慢综合波等在安静时不够清晰,而在睡眠之后大多有明显出现的倾向。根据Gibbs等(1947)的报告,觉醒时脑电图异常波的出现率为36%,睡眠时则达到82%[1]。
睡眠脑电图对癫癎的诊断有用,据说除失神发作以外的癫癎性异常波的出现率较高。因此,在疑似癫癎的病例,或者在觉醒时脑电图见不到癫癎性异常波的病例,便需要做睡眠脑电图记录。
采用睡眠试验,含有棘波的突发性异常波容易被诱发,但觉醒时作为异常波而存在的慢波成分,由于睡眠所致的脑电图背景活动的变化,反而会变得不够明显。伴随表浅性病变而出现的多形性δ波不太受到睡眠的影响。由深部性病变所造成的传导性δ波,在思睡时往往变得一过性显著,但一般是随着睡眠加深而消失。在大脑有局限性损害时,也常会出现睡眠中的峰波、纺锤波、K复合波等一侧性缺如的懒波现象。
一般认为,采用睡眠癫癎性突发波被诱发是一种释放现象(release phenomenon)所造成的。因为由于睡眠(或麻醉)而导致以脑干网状结构为中心的上行性激活系统的机能降低,在中脑上部的大脑皮质和边缘系统(与复杂部分发作有关)等从其支配下被解放出来,而成为突发波产生的合适条件[1]。
需要注意的是,在复杂部分发作和睡眠呼吸暂停综合症、发作性睡病、周期性嗜睡症、夜惊症、梦游症等睡眠障碍的病例,睡眠诱发试验具有特别重要的意义。其中,适合做睡眠多导生理记录的疾患也不少。在复杂部分发作的睡眠记录时,应该注意耳垂电极的活性化。而采用双极导联确认焦点的定位时容易判断耳垂的活性化,在必要时还可选择AV导联法、或者把参考电极变更为没有被活性化的耳垂等的描记方法。
1 大熊辉雄.临床脑波学.第4版。柬京:医学害院,1991:43-53.
2 大熊辉雄.临床脑电图学.第5版.周锦华,译.北京:清华大学出版社,2005:34-43.
(2013-收稿)
* 邮政编码:277101
10.3969/j.issn 1672-0458.2014.01.016