急性缺血性脑卒中定量脑电图特征与CT灌注成像参数的相关性

刘秀颖，蓝瑞芳

广西壮族自治区钦州市第一人民医院神经内科，钦州535000

2017 年《急性缺血性卒中血管内治疗影像评估中国专家共识》［1］指出，脑卒中是严重威胁我国人民健康的重大疾病，在所有新发的脑卒中患者中，70%是缺血性脑卒中，每年我国新发急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）患者超过200 万。目前CT 和MRI技术为脑卒中的诊断提供了巨大的帮助，但研究［2］表明，无论是颅脑CT还是MRI均无法做到实时监测脑缺血性病变区域变化。定量脑电图（quantitative EEG，QEEG）将常规脑电图检测的基本要素通过频域或时域分析，利用函数模型转化为各种量化的参数，使得临床分析更加客观［2-3］。脑电图检查较为简便，能够在床旁实现并动态观察脑部异常放电情况。传统观点认为QEEG 有实时监测的优点，但是空间分辨率较低，定位脑卒中病变部位的价值不大［4］。但近年来研究［5］发现，QEEG 的异常δ 波与梗死中心对应，而θ 波和静息电活动则与缺血半暗带、脑水肿及神经功能分离相关，这些发现均肯定了QEEG 检查在缺血性脑卒中的定位价值。研究［6］还发现，QEEG不仅能够判断缺血性脑卒中的发生，还能反映病灶大小和病情严重程度。

脑CT 灌注成像作为一种准确评估脑部血流动力学变化的技术已经在临床上展开。在脑卒中诊断方面，不仅要早期发现缺血性病变区域，还要实时监测缺血性病变区域的血流动力学变化，因此CT 灌注成像就显得尤为重要。本研究分析AIS 患者QEEG 特征与CT 灌注成像参数之间的关联，以期为AIS患者的临床诊断提供帮助。

1 资料与方法

1.1 临床资料

本研究为横断面对照研究，共纳入2014 年3 月至2016年6月钦州市第一人民医院收治的AIS患者92例，年龄50～85岁。纳入标准：①符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》［7］的诊断标准。②给予急诊头颅CT检查。③首次发病，发病后立即被送往本院进行救治。④患者及家属知情同意并签署同意书。排除标准：①既往存在卒中史或癫痫等病史者。②短暂性脑缺血发作、后循环缺血者。③存在蛛网膜下腔出血、外伤引起出血者。④腔隙性脑梗死或者颅后窝梗死者。⑤有脑发育障碍、精神发育迟滞、药物滥用及中枢神经系统感染性疾病史等患者。本研究获得钦州市第一人民医院伦理委员会的批准［伦审（科）第201407号］。

1.2 方法

1.2.1 CT 灌注成像检查 采用双源128 层CT 机（飞利浦，荷兰）进行头颅CT 平扫，根据扫描结果确定缺血性病变区域和CT 灌注成像感兴趣区域。使用双腔高压注射器于肘正中静脉以4.5～5.0 mL/s 的速率注射40 mL 非离子型对比剂（碘帕醇和碘佛醇，含碘370 g/L）；而后以相同速率注射35 mL 生理盐水。在对比剂注射后延迟5 s 进行感兴趣区域同步扫描，具体参数为：JOG 模式，球管电压80 kV，电流125 mA，每秒1 圈，层厚5 mm，时间间隔0.4 s，扫描长度120 mm，矩阵512×512。获得感兴趣层面160幅图像，采用EBW 软件进行CT灌注成像图像处理，在异常灌注缺血区分别对称地手工勾画感兴趣区域，用镜像的方法分别测量缺血性病变区域和对侧区域的脑血 容 量（cerebral blood volume， CBV）、 脑 血 流 量（cerebral blood flow，CBF）、平均通过时间（mean transit time，MTT）和峰值时间（time to peak，TTP）等血流动力学参数。

1.2.2 脑电图检查 患者完成CT灌注成像检查返回病房后立即进行QEEG 检查，使用数字化脑电图监测系统（Nihon Kohden，日本），按照10/20 系统安放电极，做16导联单极采样（Fp1、Fp2、F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T3、T4、T5、T6），GND 为参考电极，A1、A2 为耳电极，每次QEEG 监测时间不少于2 h。每例患者以10 s为一个单元，于无伪迹波段进行采样，间断选取6 个采样单元，取其均值。计算α 波指数、θ 波指数、δ 波指数、慢波指数、α/δ 相对功率比（α/δ power ratio，ADR）、（δ+θ）/（α+β）相对功率比［（δ+θ）/（α+β） power ratio，DTABR］、脑 对称 指 数（brain symmetry index，BSI）。脑电图频段划分标准：δ波（1.0～3.9 Hz）、θ 波（4.0～7.9 Hz）、α 波（8.0～13.9 Hz）、β 波（14.0～29.9 Hz）。

1.2.3 神经功能评定 于患者入院后采用美国国立卫生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）对其神经功能缺损情况进行评分，得分范围0～25分，得分越高说明神经缺损越严重。

1.3 统计学分析

采用SPSS 20.0 软件进行分析，定量资料采用x±s 表示，定性资料采用n（%）表示。缺血性病变区域与对侧区域比较采用配对t检验。QEEG特征、CT扫描灌注成像参数和NIHSS 评分三者之间相互关系采用Pearson 相关性分析。P＜0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

92 例AIS 患者中男60 例、女32 例，平均年龄（68.55±8.73）岁，NIHSS评分（13.17±6.54）分。

2.2 缺血性病变区域和对侧区域的CT 灌注成像参数、QEEG特征比较

AIS患者缺血性病变区域与对侧区域相比，CBF减少（P=0.000），MTT（P=0.000）和TTP（P=0.000）延长，δ波指数（P=0.000）、慢波指数（P=0.000） 和BSI （P=0.000）升高，ADR（P=0.000）和DTABR（P=0.000）降低，差异具有统计学意义（表1）。

表1 AIS 患者缺血性病变区域和对侧区域的CT 灌注成像参数、QEEG特征比较Tab 1 Comparison of CT perfusion imaging parameters and QEEG features between ischemic and contralateral regions of the AIS patients

2.3 CT 灌注成像参数、QEEG 特征和NIHSS 评分之间的相关性分析

Pearson 线性相关性分析显示，MTT 与δ 波指数、慢波指数、BSI 呈正相关，与ADR、DTABR 呈负相关（均P=0.000）；TTP 与δ 波指数、慢波指数、BSI 呈正相关，与ADR、DTABR 呈负相关（均P=0.000）；CBF 与δ 波指数、慢波指数、BSI 呈负相关（均P=0.000），与ADR（P=0.000）、DTABR（P=0.022）呈正相关（表2）。

表2 AIS患者缺血病变区域CT灌注成像参数与QEEG特征的相关性分析Tab 2 Correlation analysis between CT perfusion imaging parameters and QEEG features in the ischemic area of AIS patients

进一步分析NIHSS 评分与CT 灌注成像参数及QEEG特征之间的相关性（表3），发现NIHSS 评分与CBF、ADR、DTABR 呈负相关，与MTT、TTP、δ 波指数、慢波指数和BSI呈正相关（均P=0.000）。

表3 缺血病变区域CT 灌注成像参数、QEEG 特征与NIHSS 评分相关性分析Tab 3 Correlation analysis of CT perfusion imaging parameters，QEEG features and NIHSS scores in the ischemic area

3 讨论

AIS作为临床上常见的一种疾病，具有起病急、进展快、病情重、致残率和致死率高的特点。早期确定缺血性病变区域及其灌注情况，对于制定治疗方案和评估预后具有重要意义。CT 虽然可以很好地确定缺血病灶，但是在发病初期相当一部分缺血病灶由于缺血程度不同难以在CT 上得到很好的展现。CT 灌注成像是判断缺血性病变区域血流状态的一种检查手段，通过注射造影剂能够观察脑部血流状态。研究［8］发现，脑卒中急性期即使有血管代偿和侧支循环的形成，血流通过细小的侧支循环到达病灶区域的速度较慢，无法满足受累脑组织正常的代谢需求，通过CT 灌注成像观察不同脑部区域的血流动力学变化可以很好地确定病灶区域。脑电图是记录脑部自发形成的生物电位情况，临床上常用于癫痫、脑炎、颅内占位性病变活动的检查和诊断。研究［9］发现，当脑组织血流中断时间超过3 s 时，脑电图即在该区域出现异常变化。AIS患者因机体产生大量的氧自由基，能够对患者神经元细胞产生损伤，导致患者出现脑水肿等一系列病理生理变化［10-11］。由于AIS 患者早期病情进展迅速，及时动态地确定缺血性病变区域的变化对于评估治疗效果和临床预后具有重要意义。在动态监测方面，脑电图作为一种较为简便的手段，在临床上较容易实现，但是目前对于其监测效果仍存在争论［12-13］。CT 灌注成像在评估缺血性病变区域血流灌注情况方面效果较好，但是无法做到实时监测。因此，研究QEEG 特征和CT 灌注成像之间的相关性对于后期应用QEEG 进行缺血性脑卒中动态监测并指导临床治疗具有积极意义。

本研究结果显示，与对侧区域相比，缺血性病变区域CBF 减少，MTT 和TTP 延长，δ 波指数、慢波指数和BSI 升高，ADR 和DTABR 降低，进一步证实了CT 灌注成像和QEEG 在AIS 中的诊断价值。研究［14］显示，QEEG能够敏感地监测脑血流下降引起的脑细胞代谢紊乱和神经元异常放电活动，特别是δ 波变化指数（即δ 波指数在缺血性脑卒中急性期的变化），可以作为对患者预后的良好预测指标。动物实验表明，当人为抑制大脑血液循环后，首先出现α 波功率增加，β 波功率下降，约15 s后α 波功率开始下降，δ 波功率开始升高，25 s 后δ 波也开始下降，30 s 后开始出现电静息，恢复循环后60～90 s各波逐渐恢复［15］。可见随着脑血流的下降，无法满足正常脑细胞活动时，脑电图即开始发生相应改变。Pearson线性相关性分析显示，MTT 和TTP 均与δ 波指数、慢波指数、BSI呈正相关，与CBF、ADR、DTABR呈负相关，证实了CT 灌注成像参数与QEEG 特征之间存在较强的相关性。有研究［15］分析不同脑血流量与QEEG 之间的关系发现，当脑血流低于35 mL/（100 g·min）时快β 波节律消失，脑血流量低于18 mL/（100 g·min）时开始出现δ波节律，低于10 mL/（100 g·min）时脑电图出现全面抑制。在QEEG 特征方面，常用于缺血性脑卒中评估的指标主要有相对功率比和BSI，其中ADR 和DTABR 较为常用，是公认和较为准确稳定的评估及预测指标。BSI通过脑电图功率频谱分析和转化计算获得，代表大脑左右半球功率频谱的差异，能够量化评估两侧半球在频率分布、波幅大小方面的差异。BSI 变化范围为0～1，越接近0 代表差异越小，越接近1 代表差异越大。研究［16］表明，在AIS 中，当BSI＞0.270 时，患者缺血性病变区域神经功能缺损较严重，预后较差。

脑卒中发生脑电图异常与灌注不足时脑组织的神经生理变化有关。神经血管耦合减少和缺血半暗区脑血流量减少可引起慢波活动增加，快波活动衰减。脑血流量的大幅下降导致低频率波活动增加，后者与进行性神经元死亡有关［17］。研究［18］显示，谷氨酸浓度（兴奋性神经递质）的异常可能与20～30 mL/（100 g·min）的CBF水平有关，且与存活的神经元产生δ波有关。以上研究均说明早期通过QEEG 和CT 灌注成像监测缺血性病变区域血流变化和脑电图异常可评估患者神经功能缺损情况，本研究中NIHSS评分和各指标之间的相关性也证实了这一点。

本研究分析了QEEG 特征和CT 灌注成像参数之间的相关性及两者与NIHSS 评分的相关性，发现QEEG 能够作为动态监测AIS 缺血性病变区域变化的一项可靠技术手段，也能够早期动态评估患者神经功能缺损情况，及时指导临床调整治疗策略。但限于样本量较小，后期这一结论需要加大样本量进一步论证；另外，由于脑电图设备型号各异，不同的参数导联均会影响QEEG 的空间特异性和准确性，各厂家采用的QEEG 参数及算法也大不相同。

综上所述，AIS 患者的QEEG 特征与CT 灌注成像参数之间存在相关性，早期动态监测QEEG 能够有效评估患者缺血灶变化和神经元损伤情况。