轻型脑外伤患者的定量脑电图变化

陈祚胜，唐向阳，袁良津，张玉琴

轻型脑外伤即轻型外伤性脑损伤（mild traumatic brain injury，mTBI），是指头颅受到较轻的外伤打击导致的脑实质损害，主要指脑震荡或更轻的脑损伤。典型的脑震荡是指头部遭受外力打击后，脑组织被剪切或挤压。最初的创伤可导致一系列延迟的神经退行性事件，包括弥漫性轴索损伤、兴奋性炎性级联的激活和神经元变性。虽然m TBI最初的损害可能较小，但慢性神经退行性影响可能会在损伤后持续数周或数月，并可能导致认知、感觉和精神功能障碍[1]。2014年世界卫生组织报告全球每年的发病率约600/10万[2]，发病率如此之高，m TBI已被视为公共卫生问题。从2000年到2012年美国军事行动中报告的266 000例脑损伤中，超过75%被归类为mTBI，这凸显mTBI是美国军方的一个重大健康问题[3]。我国关于轻型脑损伤的流行病学调查不多。随着中国现代化的进程，交通、建筑事业的高速发展以及运动损伤、意外事故和自然灾害等致伤因素的存在致使脑外伤发生率越来越高。颅脑损伤在日常生活中和战时皆为常见的损伤，占全身各部位损伤总数的20%左右。本研究探求定量脑电图（quantitative electroencephalogram，qEEG）对mTBI功能改变的预测作用，报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2016年6月至2018年6月在本院门诊和住院治疗的m TBI患者97例为m TBI组，男65例，女32例；年龄16～50岁，平均（34.7±10.31）岁；交通事故54例，坠落伤25例，打击伤18例。纳入标准：参照美国康复医学会（American Congress of Rehabilitation Medicine，ACRM）脑损伤委员会制定的mTBI的诊断标准[4]；30 min后格拉斯哥昏迷评分（Glasgow coma scale，GCS）13～15分；意识障碍时间＜30 m in；创伤后遗忘的持续时间（post-traumatic amncsia，PTA）＜ 24 h；仅有轻微的头痛、头晕等自觉症状；头颅CT或MRI排除脑实质弥漫性或局灶性损伤征象；均不伴有颅脑骨折。所有患者均在外伤后3 d内就诊，行头颅MRI检查；临床症状有头痛、头晕、恶心及烦躁、焦虑不安、睡眠障碍等。同期选择与mTBI组年龄、性别等相匹配的健康对照者80例为对照组，男58例，女22例；平均年龄（35±11.21）岁。所有受试者均为右利手，排除既往有神经精神疾病史、脑外伤、癫痫、手术史、头痛史、失眠史、焦虑症家族史等。该研究获得医院伦理委员会批准，所有受试者均知情同意。

1.2 方法

qEEG检查方法：应用美国X ltek公司生产的EEG-32U脑电图仪，按国际10～20法安放电极，记录16个导联，描记均在白天进行，常规单、双极导联法描记，描记中进行睁、闭眼和过度换气等诱发实验，时间常数0.3，灵敏度为10 μm/ms，阻抗设置为10 kΩ，采样频率为250 Hz，相对波段功率频带设置为δ波1～4 Hz，θ波4～8 Hz，a波8～13 Hz，采集基线平稳、无伪差的相应波段进行分析。

1.3 统计学处理

采用SPSS20.0统计软件分析数据，计量资料以（均数±标准差）表示，t检验，Fisher精确检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组全脑区α、θ、δ波比较

97例m TBI患者各脑区的θ、δ频段相对功率值在左前额、右前额、左额叶、右额叶、左前颞、右前颞、左中颞、右中颞、左颞叶、右颞叶共10个位点较对照组明显升高，均有显著性差异（均P=0.000），见表1。m TBI组的左前额、右前额、左额叶、右额叶、左前颞、右前颞、左中颞、右中颞、左颞叶、右颞叶、左中央、右中央、左顶叶、右顶叶、左枕叶、右枕叶各脑区α波段功率值均低于对照组，以枕区最明显，差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表2。

2.3 随访结果

随访3年后，qEEG异常的97例患者中出现反复发作头痛的77例（79.3%），失眠58例（59.7%），焦虑60例（61.8%）。

3 讨论

m TBI是一个复杂的病理过程，导致神经功能障碍，可表现为明显的脑电改变，持续时间在脑损伤后几小时到几星期不等。除急性和亚急性阶段，mTBI的病理特征是脑弥漫性轴索损伤涉及白质以及简化在大脑皮质神经元的树突结构，神经损伤的相对缺乏往往导致不同的和微妙的皮质萎缩或稀释度[5]。脑外伤后伴随脑微循环动力学和流变性改变，影响脑功能障碍的发生、发展和恢复。主要为脑血流的变化、微血管舒缩功能变化、脑微血管超微结构的改变、神经调节的改变、局部化学调节的改变等几方面。在任何阶段的标准MRI中都不会出现严重程度阈值以下的影响，弥散张量成像可能探测到这些更细微的结构扰动，但这些成像技术在实践中并不常用，且还处于早期使用阶段。所以寻求能够早期预测m TBI的工具尤为重要，而脑外伤的这些病理生理改变必然会导致患者脑电活动的异常。

qEEG利用定量技术，独立或结合分析脑电图的频率、振幅、相干性、功率、相位和对称性等特征。qEEG功率谱分析技术是借助计算机，采用快速傅立叶转换（fast Fourier transform，FFT）等方法，将原始脑电图脑电波幅随时间的变化转化为脑电功率随频率的变化，从而直接观察α、β、θ、δ频段脑电波的分布与变化情况[6]。qEEG功率谱分析技术可以观察各频段脑波的功率信息，对脑波进行定量分析，是传统目测脑电图分析方法的重要补充与改进，是临床科研的得力手段[7]。qEEG的特异性和可靠性是临床应用的关键，qEEG对发现m TBI缺乏特异性，比如精神疾病、脑外伤病史的患者[8]。可靠性也不常被报告，稳定的检测可靠性缺陷也是限制qEEG广泛临床应用的一个重要因素[9]。但qEEG在mTBI诊断上仍然是一个潜在的有趣应用，但它还不足以应用于常规临床检查[10]。qEEG可反映脑电振幅的改变情况，通过双侧顶叶的电极，检测脑皮质的神经电生理功能和变化状态；还能反映脑血流灌注情况，且与脑缺血缺氧程度呈正相关，因此，可以通过振幅整合脑电图边界、频谱形态等定量化参数指标，使其成为精准客观的临床指标[11]。目前国内外研究认为δ、θ的绝对频带可作为临床近期评估预后的指标；δ活动可作为评估远期预后的最佳指标，反映神经细胞的功能状态。因此，δ和θ频率相关参数变化情况，可客观反映患者脑细胞的病理生理情况，且通过动态监测和综合评判可有效获得临床的客观可靠性[12]。

表1 2组额颞区θ频段、δ波段功率比较（±s）

表1 2组额颞区θ频段、δ波段功率比较（±s）

组别对照组m TBI组t值P值例数 左前额θimages/BZ_52_869_1864_901_1887.pngimages/BZ_52_1213_1864_1245_1887.pngimages/BZ_52_1559_1864_1591_1887.pngimages/BZ_52_1914_1864_1946_1887.pngδ右前额θ δ左额θ δ右额θ δ左前颞θ δ 80 97 10.3±3.6 21.1±6.2 13.78 0.000 9.3±1.7 24.2±8.7 15.08 0.000 7.8±2.5 21.6±6.3 19.09 0.000 8.9±1.6 25.8±7.8 19.044 0.000 11.7±3.9 22.2±5.1 15.12 0.000 9.4±1.5 23.5±6.6 18.71 0.000 12.6±4.5 21.0±6.4 9.89 0.000 8.2±1.1 24.9±6.5 22.70 0.000 9.5±3.2 20.7±4.3 19.30 0.000 7.0±1.4 21.1±7.2 17.24 0.000组别对照组m TBI组t值P值右前颞θimages/BZ_52_732_2241_765_2264.pngimages/BZ_52_1114_2241_1146_2264.pngimages/BZ_52_1491_2241_1523_2264.pngimages/BZ_52_1879_2241_1911_2264.pngδ左中颞θ δ右中颞θ δ左后颞θ δ右后颞θ δ 8.8±1.7 21.1±5.7 18.62 0.000 8.6±1.9 19.9±7.8 12.65 0.000 11.4±3.3 18.7±5.4 10.57 0.000 9.4±2.4 20.5±7.1 13.36 0.000 10.5±3.7 17.6±4.1 11.98 0.000 9.7±2.9 21.1±6.7 14.16 0.000 6.8±1.9 17.9±5.7 16.66 0.000 10.3±3.1 22.3±5.1 18.42 0.000 6.7±2.4 18.5±5.2 18.71 0.000 10.1±2.8 21.8±6.6 14.79 0.000

表2 2组各脑区α波段功率比较（±s）

表2 2组各脑区α波段功率比较（±s）

左额叶例数 左前额 右前额 右额叶 左顶叶 右顶叶 左枕叶 右枕叶组别对照组mTBI组t值P值80 97 9.1±1.2 8.1±1.2-5.52 0.000 8.9±2.8 8.2±1.4-2.16 0.030 8.8±2.7 8.3±1.1-1.67 0.090 9.0±1.8 8.2±1.3-3.43 0.010 8.9±1.5 8.4±1.2-2.46 0.020 9.4±2.0 8.3±1.4-4.29 0.000 9.2±1.7 8.3±1.2-4.12 0.000 9.3±1.2 8.6±1.1-4.04 0.000组别对照组mTBI组t值P值左中央 右中央 右前颞 右前颞 左中颞 右中颞 左颞叶 右颞叶8.0±1.5 8.0±1.2 0.00 1.000 9.2±1.3 8.1±1.5-5.15 0.000 9.1±2.3 8.1±1.8-3.24 0.010 9.0±1.2 8.2±1.6-3.70 0.010 9.1±1.3 8.2±1.4-4.40 0.010 8.9±1.4 8.3±1.6-2.63 0.010 9.3±1.1 8.3±1.2-5.73 0.000 9.2±1.2 8.2±1.7-4.43 0.000

既往的研究多关于中型和重型脑外伤，对m TBI的研究较少。Haneef等[9]统计分析1995～2015年间关于m TBI的文章，发现多数是关于神经心理方面、精神病学和物理学方面的研究，关于m TBI的诊断和预测方面的文献较少。从临床角度看，对m TBI的诊断和预测更具挑战性。这是由于急性症状经过休息后迅速缓解，并且神经影像学上缺乏损伤的客观证据[13]，所以，很难区分患者脑功能受损的程度，更难预测其后遗症状。快速、准确地检测m TBI，将会提高m TBI的诊断和预测减少对军事和社会的影响[14]。由于qEEG是一种新兴的mTBI检测技术，具有重要意义。然而，技术上的差距仍然存在，特别是在基于实地的环境中[15]。本研究基于实地的环境，利用研究者在神经电生理室的便利，在3年间收集较大的样本量。本研究提示多数mTBI患者早期脑电波就存在慢化改变，且这种改变主要发生在θ、δ和α频段内。这种脑电图特征的改变与脑损伤后组织病理改变相符合，而且与部分既往研究相符合。本研究发现m TBI组发生头痛、失眠和焦虑等并发症的几率分别为79.3%、59.7%、61.8%，进一步表明qEEG对脑外伤后综合征可能也有客观的预测作用，这也将是我们今后需要研究的方向。

总之，qEEG有助于临床发现和诊断m TBI，且有助于发现m TBI超早期的脑功能改变情况。因此，分析m TBI患者的qEEG可及早评估发现危险人群脑功能状况，对及时阻断m TBI恶化和迁延有重要的临床意义。