睡眠纺锤波的异常改变：文献综述

菏泽市第三人民医院 殷全喜 谢颂世 韩志娟

睡眠纺锤波减弱或消失，在提示脑功能障碍的同时，经CT或MRI证实往往伴随着器质性改变；极度纺锤波多和智力低下、精神发育迟滞、癫痫等相关联；在较重颅脑外伤、植物状态等昏迷患者，纺锤波的出现对患者病情的转归，对临床预后有积极的提示意义；在纺锤波昏迷患者，给予刺激出现Ｋ-综合波等反应时，表明脑电觉醒度增加，提示预后相对良好。本文对此综述如下。

生理性睡眠纺锤波

1.定义 睡眠纺锤波以中央区、顶部优势，左右两侧基本对称并大致同步出现，有时可见调幅现象，波幅＜100 μV，一般不超过150 μV，不持续出现，两侧大致对称。给予声音、痛觉等刺激时，出现K-综合反应或纺锤波可消失。睡眠纺锤波最早第7周左右可以出现，出生2个月后未出现，为脑电活动发育轻度延迟，3个月还没有出现为异常。

2.生理性纺锤波的发生机制 睡眠纺锤波在丘脑的后外侧腹侧核形成，通过投射系统投射到大脑皮层，由纺锤波对称性维持机构控制左右两个发生区，以保持纺锤波的对称性；另外，从其他系统内纺锤波发生区输入兴奋性刺激和抑制性刺激，其作用是维待纺锤波的均衡性和限制纺锤波的持续性，被称为纺锤波持续限制机构。因此，正常的生理性纺锤波对称性出现，需要纺锤波出现机构、对称性维持机构和持续限制机构等三者的功能均正常［1］。

睡眠纺锤波分型［1］

1.对称性纺锤波 纺锤波以中央区、顶部优势，左右两侧基本对称，并大致同步出现，有时可见调幅现象，波幅＜100 μV，一般不大于150μV，不持续出现。

2.不完全性交替性纺锤波（推荐使用：纺锤波波幅交替优势） 凡大于2岁的小儿，在10 s内的某一瞬间，在对称部位中一侧性纺锤波减弱；而在另一瞬间在对称部位中另一侧纺锤波减弱。

3.完全性交替性纺锤波（推荐使用：纺锤波交替消失） 凡大于2岁的小儿，在10 s内的某一瞬间，在对称部位中一侧性纺锤波消失；而在另一瞬间，在对称部位中另一侧纺锤波消失。

4.不完全懒惰性纺锤波（推荐使用：一侧性纺锤波恒定减弱） 在对称部位中，一侧纺锤波波幅或频率恒定地低于另一侧，双侧波幅差＞50%，或频率差 ＞2 Hz［2］。

5.完全性懒惰性纺锤波（推荐使用：一侧性纺锤波恒定消失） 在对称部位中，一侧性纺锤波消失。只要不是恒定地在一侧缺失，应视为正常［3］。

6.完全性缺失性纺锤波 在睡眠脑电图中未见纺锤波出现者。脑电图睡眠描记20 min以上，如无纺锤波时再通过声响及皮肤刺激的反应来排除纺锤波的假性缺失［2］。

7.极度纺锤波 焦明德等［1］认为纺锤波呈现高波幅化（平均波幅＞100μV），周江堡等［4］认为极度纺锤波波幅＞200 μV；极度纺锤波分布广泛：前额、额区、中央区，甚至颞枕区可见，极度纺锤波持续时间3～5 s，极度纺锤波频率范围较广，可达6～18 Hz。极度纺锤波的波幅一般很高，有时频率较正常纺锤波稍慢，一个简易识别这种波形的方法，就是纺锤波的持续时间超过一张脑电图记录纸（大于10 s）时，即可视为极度纺锤［5］。

8.延长性纺锤波 凡大于2岁的小儿，纺锤波的持续时间大于2 s者，但是波幅＜100μV，即为延长性纺锤波。

9.纺锤波昏迷 纺锤波昏迷是指脑电图显示睡眠纺锤波及不规则的β波、少量的θ波，临床上呈昏迷者［6］。给予声音、痛觉等刺激时，纺锤波可短暂减弱，部分患者呈涟波、顶尖波等改变，但患者仍处于昏迷状态［7］。

对称性纺锤波、纺锤波波幅交替优势、纺锤波交替消失、延长性纺锤波等属于正常范畴。

一侧性纺锤波恒定减弱、一侧性纺锤波恒定消失、完全性缺失性纺锤波、极度纺锤波、纺锤波昏迷等属于异常范畴。

异常纺锤波的临床意义

1.纺锤波不对称的定位意义 戴琴和刘乃河［8］观察的25例儿童睡眠纺锤波不对称的脑电图分别为脑炎、脑萎缩、脑出血、脑挫伤患者，纺锤波波幅降低的部位与CT提示的病变部位基本一致。有2例脑炎患者CT提示额区局灶性低密度改变，而脑电图则是同侧额、中央、顶区纺睡波波幅明显低于对侧，脑电图异常范围大于CT异常范围。纺锤波波幅一侧性或局灶性明显降低与纺锤波一侧性或局灶性缺失有同样的意义，均能提示脑内存在器质性的病变。由于上述脑内病损，致使皮层细胞大量软化，坏死或皮层细胞数目的减少，脑细胞电活动的同步化程度降低，使纺锤波波幅下降，正常纺锤波出现的部位一般是额中央、顶区，所以，纺锤波异常对发现上述部位的病变，有一定的意义，戴琴和刘乃河［8］的研究结果也证实了这一点。

2.睡眠纺锤波的恢复与预后 戴琴和刘乃河［8］观察发现，脑电图表现为单纯的纺锤波不对称的患儿，纺锤波恢复快（恢复标准是双侧纺锤波波幅基本对称），合并背景脑电活动异常的病例多为脑萎缩、脑炎、脑出血等患者，这些病例脑实质病变较重，脑功能损害程度亦较重，纺锤波恢复慢或无恢复，临床预后较差。所以纺锤波波幅的不对称，结合背景脑电活动的情况，对评估脑部疾患的转归和临床预后有一定的意义。周江堡等［4］研究发现急性弥漫性脑病比慢性脑病纺锤波缺失更常见，在随访中发现，慢性脑病变患儿缺失的纺锤波无一例恢复，而急性脑病变者大多随临床症状好转而重现，甚至在异常慢波背景消失之前即已恢复正常，持续不恢复者多存在脑内持久器质性损害，提示纺锤波的恢复对评估急性脑病变的转归有一定意义。

3.睡眠纺锤波与疾病的关系

(1)脑瘫、癫痫、智能低下：李倩等［9］观察的智力低下患儿睡眠纺锤波异常率96%，智力评分均在70以下，且临床上都具有典型智能障碍患儿所特有的表现，充分表明睡眠纺锤波的形成与智能发育有明显的相关性。李珂娟等［10］观察指出，脑性瘫痪者中合并智能低下纺锤波以极度纺锤波和双侧缺失多见。耿梅等［11］指出极度纺锤波可以作为临床观察智能低下儿童的指征之一，一旦发现极度纺锤波的存在，应充分了解脑部病变的复杂性、多灶性及脑功能障碍程度，有助于其预后，对明确病变性质有着重要意义。刘敏和石靖［12］研究显示极度纺锤波在癫痫、脑瘫、热性惊厥、抽动症等多种疾病中出现率无明显差异，表明极度纺锤波的出现似无病因学方面的意义，属于非特异性脑电现象。但是耿梅等［11］研究显示在39例儿童中，智力低下者极度睡眠纺锤波出现率为43.5%，与对照组比较差异有统计学意义，提示极度纺锤波与智力低下密切相关。耿梅等［13］研究发现，一侧半球睡眠纺锤波缺失的癫痫患儿，并非都有明显的临床定位体征，但CT检查却证实睡眠纺锤波缺失侧有颅内病变可能，提示单侧纺锤波缺失时，不论临床有无定位体征均有进一步检查的必要性。脑电图是脑细胞功能最直接的反映，癫痫脑电图发现睡眠纺锤波缺失者易伴智力低下。临床上任何类型的癫痫发作都是对脑功能的一种损伤，对睡眠纺锤波也有一定影响。张庆松和袁启香［14］观察的呈极度纺锤波脑电图的患儿32例，其中智力低下和适应行为缺陷者分别占62.50%，脑性瘫痪占31.25%，而癫痫发生率占50.00%，较对照组（脑电图正常纺锤波）差异均有统计学意义（P＜0.05），表明极度纺锤波脑电图与智力低下和适应行为缺陷、脑性瘫痪、癫痫发作密切相关。结果提示，凡有小儿极度纺锤波脑电图，应作智力和行为评定，凡有脑性瘫痪，癫痫、智力低下和行为缺陷者，也应行睡眠和清醒脑电图全过程检查。这对社会文化型智力低下和边缘型智力低下的诊断和鉴别诊断都具有参考意义。

(2)精神分裂症：边云等［15］对精神分裂症患者的睡眠研究分析显示无论用药与否，纺锤波密度与健康对照组相比均明显减少，差异具有统计学意义（P＜0.001）。提示Ⅱ期睡眠纺锤波密度减少可能是精神分裂症特征性改变。

(3)颅脑创伤：Sorrentino等［16］研究表明，颅内压持续超过22 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）将显著增加患者的病死率和预后不良率。吴翔等［17］研究观察了50例颅脑创伤患者，并对睡眠纺锤波和颅内压的关系进行了统计学分析，结果表明纺锤波出现时，患者的颅内压基线水平明显下降（由24.08 mmHg下降至18.70 mmHg），即颅内压低于22 mmHg 可能是颅脑创伤患者预后改善的原因之一。研究还发现，在纺锤波消失后，颅内压可再次升高，但仍有低于纺锤波出现前的趋势，且颅内压持续低于22 mmHg，这对颅脑创伤患者的预后改善亦有积极作用。纺锤波的出现与颅脑创伤患者预后改善相关的另一个原因，可能是脑顺应性的改善和颅内代偿空间的增加。在纺锤波出现时，脉搏波的波幅值显著下降，这反映了在纺锤波出现时脑顺应性的改善。并且发现此波与患者的预后呈现正相关关系。通过对纺锤波出现前、后以及试验组（出现纺锤波）与对照组（未出现纺锤波）的各项参数对比分析后发现，纺锤波出现时，包括颅内压值、脑顺应性、脑代偿空间在内的生理参数均呈现明显改善，这可能导致患者最终预后的提高，但其具体机制尚有待于进一步研究。

(4)植物状态患者：景芸芸等［18］观察研究的28例植物状态患者中，意识恢复11例，未恢复l7例。脑电图上出现睡眠纺锤波者12例，其中9例意识恢复；未出现纺锤波者16例，其中2例恢复意识。脑电图有纺锤波的患者意识恢复率高于无纺锤波者，差异有统计学意义（P＜0.01）。有纺锤波但意识未恢复的，分别是外伤后、大面积烧伤导致心脏停跳、一氧化碳中毒等患者。睡眠纺锤波与患者意识恢复之间有一定的相关性，可较准确预测植物状态患者的意识恢复能力，可作为临床评估植物状态患者意识恢复能力的辅助方法。

(5)纺锤波昏迷：卢洁［7］观察的8例纺锤波昏迷结果显示，监测时给予患者针刺等感觉刺激时有5例纺锤波短暂减弱，且有顶尖波出现，临床好转出院，3例则始终以纺锤波及不规则的β波为主，无睡眠NREM-REM周期、无顶尖波出现，临床均死亡。表明无顶尖波出现，纺锤波持续存在者预后较差。张华等［19］观察发现，若对患者给予刺激时纺锤波暂时消失，或出现K综合波，表明脑电图上的觉醒度增加，虽然临床无行为觉醒表现，但提示预后相对良好。如各种睡眠图形恢复对外界刺激的反应，则表明病情有所恢复。如昏迷进一步加深，则纺锤波等睡眠图形出现频率变慢，波形畸变，数量减少。脑电图监测有助于评估昏迷患者的病情及预后。

异常纺锤波的发生机制

1.过度纺锤波和延长性纺锤波 属于纺锤波的出现过剩，是由于钫锤波持续限制机构的功能低下所致，主要是丘脑的腹侧前核、外侧腹侧核，后外侧腹侧核以及基底神经节的尾状核等纺锤波抑制系统的功能低下造成的；此外，纺锤波对称性维持机构的存在也很重要，通过此机构将一侧发生区的过剩活动传向对侧对称部位，结果造成两侧发生区都出现过剩活动。此时，活动水平高的一方发生区决定着两半球的节律［1］。

2.完全性缺失性纺锤波和一侧性纺锤波消失属于纺锤波的出现低下，是由于纺锤波的出现机构功能低下所致，主要是丘脑的外侧核、丘脑-皮质系的功能低下以及在皮层投射区的广泛性损害造成的［1］。

3.纺锤波交替消失 属于纺锤波的对称性缺失，是由于纺锤波对称性维持机构的功能低下所致，主要是丘脑的背内侧核、腹内侧核、内侧下核等功能低下造成的。此外，不完全性懒惰性纺锤波和不完全性交替性纺锤波属于生理性纺锤波还是属于异常性纺锤波，主要取决于其持续性和恒定性，具有持续性或恒定性者，则接近于完全性懒惰性纺锤波和完全性交替性纺锤波，可视为异常性纺锤波；相反，若无持续性或恒定性时，接近于对称性纺锤波［1］。

4.精神分裂症患者纺锤波密度减少的机制尚不明确，可能涉及丘脑抑制通路的去极化反应和/或丘脑皮质系统的影响。Halassa等［20］认为r-氨基丁酸（GABA）与高度联系的丘脑网状系统是纺锤波产生的触发点。纺锤波同步化受到神经皮质反馈的调节，去皮质后会导致异步纺锤波，所以丘脑活动的失同步可以终止纺锤波［21］。

5.纺锤波昏迷发生的机理可能为丘脑下部或中脑脑干损害引起上行网状激活系统受损，导致兰斑核内部的去甲肾上腺素受损，不能维持脑电觉醒状态［22］。

小 结

1.一侧睡眠纺锤波减弱或消失，在提示脑功能障碍的同时，减弱或消失侧往往伴随着器质性改变。

2.极度纺锤波多见于智力低下、精神发育迟滞、癫痫等。

3.在较重的脑部病变，如：脑炎、脑出血、颅脑外伤、植物状态等昏迷患者，纺锤波的出现对患者病情的转归，对临床预后有积极的提示意义。

4.纺锤波昏迷患者，给予刺激出现Ｋ-综合波或高幅阵发性慢波，表明脑电觉醒度增加，临床虽无行为觉醒，但提示预后相对良好。

5.当发现纺锤波的异常改变时，一定要做进一步检查，如CT、MRI等。