婴幼儿脑电图λ波的产生机制及其临床意义*

王晓璐， 孙瑞迪， 罗小青， 匡光涛， 余晓莉， 江 军

华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院(武汉市妇幼保健院)临床神经电生理室，武汉 430016

λ波是清醒期出现在枕区的双相或三相尖波，正向成分最突出，波幅一般不超过50 μV。在扫视复杂图形、间断闪光刺激、注视明亮物体时易引出，闭眼状态消失[1]。λ波最常见于儿童期，是一种正常生理波。在临床工作中需要正确识别λ波，并将其与异常放电区分。

在临床的脑电图监测中，发现部分婴幼儿患者静息态在双侧枕区出现高大“棘慢波样图形”，且该图形在低频1～3 Hz间断闪光刺激(intermittent photic stimulation，IPS)中频繁出现，需要首先排除λ波可能，但在常规脑电图检测中因患者年龄小，无法进行睁闭眼试验，不易获得长时间的失对焦状态。本研究希望通过对“棘慢波样图形”的分析，探讨λ波的产生机制及其临床意义，并发现更简单有效且适用于低龄儿童的λ波识别方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2019年7月～10月于武汉市儿童医院行视频脑电图检查的4个月～2岁的患儿共475例，其中出现“棘慢波样图形”的患儿5例，年龄分别为5月、5月、6月、11月、1岁11月，临床诊断分别为发育迟缓、急性肠胃炎伴婴幼儿良性惊厥、癫痫、热性惊厥、癫痫，无其他基础疾病。“棘慢波样图形”均在双侧枕区出现，在1～3 Hz低频IPS中频繁出现，除此以外，脑电图检查结果均未见其他异常。5名患儿年龄集中在5个月～1岁11个月，其他年龄未见。

1.2 方法

数据采集使用Nihon Kohden公司的Neurofax脑电图仪EEG-1200。IPS使用Neurofax脑电图仪配置的LS-120AK闪光刺激控制器，最大闪光能量1.28 J/次，IPS在暗室条件下进行，闪光时间10 s，休息时间10 s，闪光频率为1、2、3、6、9、12、15、18、21 Hz，闪光期间为获得更多的“棘慢波样图形”，要求被试者睁眼面对闪光刺激器。采用MATLAB软件进行后处理。

由于“棘慢波样图形”整体时限在300 ms左右，且出现在低频闪光刺激中。在IPS期间脑电图中，以闪光脉冲作为触发点，对1、2、3 Hz低频IPS下双侧枕区的脑电数据，取触发后300 ms作为时间窗口，采用叠加平均方法对同一频率下的脑电信号进行锁时分析。由于每种频率的闪光时间为10 s，锁时分析的叠加次数为该频率的10倍。

将所有静息态的“棘慢波样图形”标记，与上述叠加后的波形进行相关性分析。相关系数的绝对值在0.5～0.8为显著相关，大于0.8为高度相关。

2 结果

2.1 睁眼状态及3 Hz IPS刺激下脑电图信号相关性分析

图1可见患儿静息态、睁眼状态下枕区有“棘慢波样图形”，该图形在IPS期间增多，波形固定，且局限于双侧枕区。其单独出现的示例(图1左侧)，波幅可达140 μV，第1个负向成分频率为14.3 Hz。在闪光刺激中出现的示例(图1右侧)波幅可达130 μV，第1个负向成分频率为24.4 Hz。该患儿在高频闪光刺激下可见节律同化。对静息态与IPS刺激下的叠加图形进行相关性分析，其相关系数为(0.85±0.03)，为高度相关。说明可以用IPS研究的结果推断自发性λ波的机制。

图1 原始脑电图信号Fig.1 Original EEG signal

2.2 不同频率闪光刺激下的锁时分析结果

图2为5月龄患儿脑电信号的锁时分析图。将分别在1、2、3 Hz低频IPS下的双侧枕区脑电信号采用叠加平均方法进行锁时分析，得到刺激相关图形。图中可以看出，在不同的频率刺激下其波形潜伏期基本一致，波幅略有差别，这可能由于叠加次数有限造成的。故可以认为该图形可以由IPS诱发，是低频IPS诱发光驱动中的视觉相关诱发电位(visual evoked potential，VEP)成分。其第1个负向成分N1，潜伏期为70 ms左右，时限在40 ms左右，时限小于棘波的70 ms；第1个正向成分P1，潜伏期为90 ms左右。

图2 不同频率IPS下的脑电图锁时分析Fig.2 EEG time-locked analysis at different IPS frequencies

2.3 不同患儿的锁时分析结果

图3为本组5例患儿在2 Hz的IPS下双侧枕区脑电信号的锁时分析结果。图中可以看出，清醒期在双侧枕区出现“棘慢波样图形”的患儿，其锁时分析结果也是“棘慢波样图形”，其中第1个负向成分N1时限基本在70 ms以内，“棘慢波样图形”整体时限在300 ms左右，故在1～3 Hz低频IPS中由于闪光间隔大于333 ms，较易诱发该图形。所有患儿在更高频率的IPS中均出现光驱动反应。不同年龄的“棘慢波样图形”潜伏期不同。同为5月龄的2例患儿，其潜伏期存在较大的个体差异。但图中N1和P1的潜伏期明显短于标准闪光VEP(1岁内婴儿P1潜伏期一般在200 ms左右)，因此可能与标准闪光VEP的起源不同有关。

图3 不同患儿的脑电图锁时分析Fig.3 EEG time-locked analysis of different children

3 讨论

在临床的脑电图监测过程中，有时难以区分枕区的棘慢波和λ波，尤其是婴幼儿的枕区，会出现类似“棘慢波样图形”，该图形的“棘波”成分一般波幅较低，时限小于70 ms，“慢波”成分波幅较高，可达140 μV，且具有闭眼时消失、在低频IPS期间频繁出现的特征。但对于婴幼儿以及不能听指令的儿童，仅在睁眼状态下，如何有效鉴别“棘慢波样图形”与入波成为困扰临床工作的一个问题。

研究认为λ波的出现，与IPS中光驱动的出现具有强相关性(P<0.001)[2]。在临床中，我们也发现，多数具有光驱动的患者，容易出现λ波。而造成困扰的“棘慢波样图形”除在睁眼的静息态频繁出现，在IPS期间也会频繁出现，且似乎与闪光具有锁时关系。为了证明这一点，我们对IPS的双侧枕区脑电图信号进行锁时分析，使用诱发电位常用的叠加平均方法。叠加后的图形与静息态的图形具有高度相关性，所以使用IPS研究的结果可进一步研究自发性λ波的机制。本研究结果可以看出，在同一个个体的不同闪光频率下得出的叠加波形较为稳定，具有VEP的性质，可以证实该图形可由低频IPS诱发，表明它是一种具有VEP性质的λ波，但与常见的λ波波形不同，可能是一种λ波变异型。与枕区棘慢波放电比较，在同一患者出现的该λ波，其波形时限固定，例如该λ波整体时限在300 ms左右，且局限于枕区；而枕区棘慢波有时会波及邻近导联，且波形时限有变化，例如棘慢波时限可在200～500 ms内随机出现。

Koji等[3]在一项使用偶极子的研究中发现，λ波与P100在视觉皮层有共同的神经起源。但本研究结果显示所有患儿的N1和P1的潜伏期均明显短于标准闪光VEP，所以该λ波不一定与标准闪光VEP的起源相同。类似的研究也表明，出现记录到的λ波时100%出现枕区正向尖波(positive occipital sharp，POST)，而在记录到POST的情况下，72%的患儿出现λ波，这表明两种波之间有密切的联系，可能拥有共同的枕叶皮层起源[4]。但由于二者外在的诱发因素不同，也有学者认为对λ波的解释不能直接用于对睡眠期POST的解释。本研究中出现高大λ波的这5名患儿，有4名有惊厥病史，1名发育迟缓，所以未经叠加即显示出自发或诱发高大λ波，可能反映了婴幼儿枕叶皮层兴奋性更高。枕区对于视觉系统功能很重要，而脑电图是识别皮质功能障碍的重要工具。λ波的存在与枕区其他生理波类似，可能涉及枕叶及其他皮层网络，这些网络可对不同状态敏感或在刺激下被特异性激活，其内在机制对于枕叶新皮层的功能异常具有重要的临床意义[5]。视神经脱髓鞘可以影响VEP和λ波，出现VEP推迟的患者如果出现明显的λ波，则该λ波会出现λ潜伏期增加。视神经中的纤维参与了最终作用于皮层VEP的视网膜信息传递通路，也同样作用于λ波的传输[6]。λ波的存在可以被视为一种神经元高兴奋状态存在的证据。在这种状态下，用光刺激触发癫痫放电的概率比没有λ波时更大[7]。在过去的十年里，已有多个研究表明偏头痛患者视皮层生物电活动在偏头痛周期中发生了显著变化，特别是使用皮层VEP推断视觉皮层神经元的活动。不同于单一视觉先兆，具有复杂神经系统先兆的患者发作间期VEP振幅的增加，提示了潜在的真正的持续性视觉皮层过度兴奋性[8]。据报道，头痛儿童的脑电图异常，包括棘波、尖波、慢波和光阵发性反应增强[9]。

对认知过程的电生理测量一般需要特定范式，这就是经典的事件相关诱发电位(event-related potential，EPR)。而基于VEP可提出一个新的、不需要依赖于一系列严格诱发事件的、在自然条件下即可进行的认知实验，即注视相关诱发电位(Fixation-related potentials，FRPs)，λ波就是FRPs中最众所周知的一员[10]。有研究发现，空间频率和扫视的幅度对λ波波幅有显著影响[11]。婴幼儿在脑电图检测过程中，由于位于一个新的环境，好奇心驱使他们更多更大幅度地扫视周围环境，这也可能造成在婴幼儿年龄段出现更高波幅的λ波。

本研究在5月～1岁11月的不同年龄下的IPS锁时分析波形，其潜伏期和波幅都不相同。即使同年龄的患儿，也存在较大个体差异，所以对这种λ波，没有特别固定的波形，需要在同一个患儿的脑电图中对比确定。“棘慢波样图形”时限在300 ms左右，所以需要用3 Hz及以下IPS完整诱发。在VEP的年龄相关研究中发现从出生2周的婴儿到3岁的儿童，在以本人为参考的比较中，随年龄增加，VEP成分变得更加复杂，波幅与年龄呈U型相关，在开始的6个月波幅随年龄增加而增加，之后随年龄增加而下降。这也部分解释了在婴幼儿期易出现高大的“类棘慢波样图型”λ波的原因[12]。

综上所述，在脑电图检测中如遇这种双侧枕区的“棘慢波样图形”时，需要加做1～3 Hz的IPS试验，试验中应要求患者尽可能睁眼面对闪光刺激器，如果在IPS期间可以诱发该图形，则可以证明该“棘慢波样图形”是一种λ波。该λ波具有视觉诱发电位的性质，未经叠加即显示出自发或诱发λ波，可能反映了儿童枕叶皮层兴奋性更高。所以，临床实践中一方面要根据诱发因素和波形的不同来区别放电与λ波，另一方面也需要结合临床表现具体分析其临床意义。本研究尚存在样本量较小的不足，因此，下一步我们将增加样本量并进行组间对照、VEP对照研究，进一步通过实验研究分析高频率闪光刺激与光驱动的机制。