过度换气诱发试验对儿童脑电图的影响：文献综述

殷全喜 李虎 韩淑娟

菏泽市第三人民医院神经电生理室 山东省菏泽市 274031

脑电图（electroencephalography，EEG)是经头皮电极采集与记录的局部神经元自发性、节律性的电活动。由于癫痫发作具有多种形式且发作时间无法预测，常规EEG常常记录不到异常电活动。所以，有必要做一些诱发试验来提高异常活动和癫痫样放电的检出率。过度换气（hyperventilation, HV）诱发试验，可以提高常规脑电图的阳性率和癫痫样放电率，是一种比较安全、实用的生理性脑电图诱发方法。儿童大脑尚在发育阶段，对HV很敏感，阅图的结果很有可能发生误判，本文将HV诱发试验对脑电图的影响综述如下。

生理基础及禁忌症

持续过度换气使体内二氧化碳排出量增加，被试者出现低碳酸血症及轻度呼吸性碱中毒，从而引起反射性脑血管收缩，导致脑血流量减少，氧和葡萄糖供应减少，脑神经细胞功能下降。低碳酸血症使血浆游离钙浓度降低，可有口干、四肢麻木、头晕，甚至手足搐搦等症状。而神经元在缺氧、低钙等因素的影响下兴奋性增高，惊厥阈值降低，癫痫患者容易引起癫痫样放电甚至临床发作［1-4］。

急性脑卒中、近期颅内出血、大血管严重狭窄、烟雾病、颅内压增高、严重心肺疾病、镰状细胞病、临床情况危重的患者及年老体弱者不应采用过度换气诱发试验［1-3］。

HV诱发试验方法

1.常规方法 嘱被检者坐位或站立位，闭目状态下连续 3 min 深呼吸，而且要求在深呼吸时尽力呼气，呼吸频率20～25次/min，换气量为正常的5～6倍。小儿患者不合作时可以逗引吹纸条或者吹风车，对高度怀疑癫痫的患者，如果3 min未能获得阳性结果，可以适当延长至5 min。过度换气停止后还应至少记录 3 min，或继续记录直到异常脑电活动恢复至过度换气前的基线水平为止。若考虑HV诱发试验不达标，则可在间隔5 min 以后再重复进行一次［1-3］。

2.改良方法与效果 陈雪涛等［5］在空军招飞选拔过程中将两种过度换气诱发方法进行比较研究，HV优化方法在既往HV的基础上，佩戴呼吸阻力器（佩戴口罩或特殊的由飞行员供氧面罩改制的面罩），以增加 HV时的阻力，把呼吸频率由既往的40次/min提高到60次/min，持续时间为1 min，起到了加强呼吸肌主动用力，强化HV诱发效果的作用。HV持续时间缩短为1 min 后，由于呼吸频率加快，再辅助全身用力呼吸，在短时间内即可建立脑癫痫样缺氧状态，而且由于受检者能够坚持，能很好地保持这种状态的稳定性，直到完成诱发过程。HV优化法在招飞行员的脑电图检查中总淘汰率为6%，而既往法为1.4%，优化法较既往法提高约4%，表明HV方法优化后，显著提高了选拔效果。赵卫明等［6］使用改进型呼吸测定仪，只用鼻孔呼气CO2浓度设置合适（2.5%～3.5%），结果显示总阳性率可达86%，与患者自行过度呼吸时的阳性率30%和用换气节拍器时患者的阳性率52%相比，可以大大提高癫痫患者异常波的检出率（P＜0.01）。

Arain等［7］对癫痫患者每天进行一次3 min的HV诱发试验，所有患者都被要求张口过度换气3 min，然后观察5 min，如果癫痫发作发生在HV期间或HV完成后3 min内，被认为是由HV诱发的。结果显示每天一次的HV诱导癫痫发作的发生率几乎是不做HV诱发的6倍。HV成功诱发部分癫痫发作的平均时间为3 d。而Jonas等［8］对所有患者每天记录8 h，在脑电图技术人员的监督下，在EKG监测下，每天进行最多一次HV，过度呼吸6 min，闭眼，最低呼吸频率为20次/min，如果癫痫发作发生在HV期间或在HV完成后5 min内，则被认为是HV诱发的，结果表明诱发的癫痫发作率是自发发作率的9倍。

HV诱发试验的正常和异常反应

1.HV诱发试验的正常反应：过度换气的正常反应为引起双侧同步的高波幅慢波“建立”（build-up）或慢波反应，包括δ波和θ波，同时α波的波幅增高，频率减慢［1-3］。通常青少年和成人慢波活动在前头部突出，如额部间断性节律性 δ 活动（frontal intermittent rhythmic delta activity，FIRDA），而儿童可在前头部或后头部突出，如枕部或枕部间断性节律性δ活动（occipital intermittent rhythmic delta activity，OIRDA）。虽然间断性节律性δ活动（Intermittent rhythmic delta activity，IRDA）表明有弥漫性脑功能不良，但仅在过度换气第2～3分钟出现的IRDA应视为正常现象，在IRDA 图形中偶可混有比较尖的波形，多为背景活动中的高波幅α或β波，不应解释为癫痫样放电［3-4］。此外，α节律经常仅在过度换气后首先明确地出现，可能是因为放松作用。有时在一份EEG记录中，α节律仅出现在过度换气早期，可能与患者在此时注意力转移有关［3-4］。

2.HV 诱发试验的异常反应［1-4］：(1) 出现棘波、尖波等癫痫样放电；(2) 出现两侧明显不对称的慢波等；(3) 慢波早期出现和延迟消失，过度换气开始的最初30 s内出现慢波反应称为早期出现（early break），过度换气停止 30 s后仍有明显慢波活动称为延缓反应（delay activity）或延迟消失。福山幸夫等［9］认为，正常儿童的慢活动应在HV停止后60 s内消失。早期出现和延迟消失这两种情况均属于非特异性表现，反映脑血管调节功能不良，在成人为轻度异常，但在小儿通常没有明确的临床意义。

HV慢高化反应的分度参考标准及表现形式

1.HV慢高化反应的分度参考标准［2］

(1) 轻度慢高化反应：①在2 min内出现广泛性、阵发性或持续性少至中量75～100 μV慢活动或节律，且波幅越来越高（≥100 μV），频率越来越慢；②在2 min后出现≥100 μV慢活动或节律，且波幅越来越高，频率越来越慢。(2) 中度慢高化反应：①在1 min内出现广泛性、阵发性或持续性中至较多量75～100 μV慢活动或节律，且波幅越来越高（≥150 μV），频率越来越慢；②在1～2 min内出现≥100 μV慢活动或节律，且波幅越来越高（≥150 μV)，频率越来越慢；③在2 min后出现100～150 μV慢活动或节律，且波幅越来越高，频率越来越慢。(3) 重度慢高化反应：①在1 min内出现广泛性、阵发性或持续性较多量100～150 μV慢活动或节律，且波幅越来越高（≥200 μV），频率越来越慢；②在1～2 min内出现≥150 μV慢活动或节律，且波幅越来越高（≥200 μV），频率越来越慢；③在2 min后出现150～200 μV慢活动或节律，且波幅越来越高，频率越来越慢。

2.HV诱发试验阳性表现形式

金晓青等［10］研究癫痫患者的HV阳性表现可分为以下5种形式：①自然描记时阴性转化为阳性（即净增），年龄越小净增率越高，主要是因为低碳酸血症直接作用于脑，或间接通过脑血管收缩引起脑部缺血、缺氧，在患儿身上的效应较成人更灵敏、更显著。②慢波增加，常以两额区为著，成人比率较高，但由于此类变化为非癫痫特异性变化，其临床诊断意义不大。③发作波增加，以失神小发作较多见，均呈阵发性表现。④自然描记时的慢波异常转化为发作波异常，这种波型的转化为临床癫痫诊断提供了依据。⑤自然描记时发作波异常转化为慢波异常。

HV对脑电图的影响

1.癫痫样放电的敏感性

李巍等［11］观察156例拟诊癫痫患者中，安静状态下常规EEG痫样放电33%，HV诱发痫样放电43%，HV诱发癫痫样放电率增加10%。Raybarman等［12］对275份脑电图分析发现，只有11.6%的HV显示癫痫样放电。Kane等［13］观察的3 170例疑似癫痫患者中，HV中387例（12.2%）出现癫痫样放电。金晓青等［10］观察的921例HV阳性患者中，发作波占67.3%（620例），比自然描记时净增409例，占全组病例的24.3%，几乎1/4的病例是通过HV而获得EEG诊断依据的，充分说明HV对提高癫痫EEG诊断的重要价值。EEG对痫癫的诊断与定位虽然有重要价值，但不能确定病因。有癫痫临床发作但无癫痫样活动脑电图者，即使增加诱发试验，做动态脑电图、视频脑电图检查，仍有一定比例的假阴性，与癫痫放电灶太小、太深和儿童存在认知功能障碍等有关。Jonas等［8］研究表明逐渐减少抗癫痫药物剂量，增加了HV对顽固性癫痫患者癫痫发作的诱发作用。接受逐渐减少抗癫痫药物剂量的患者HV诱发放电的比例高达69%。

2.HV+ 蝶骨电极

吴国英等［14］研究表明，蝶骨电极加过度换气与常规描记比较，痫样放电检出率提高到66.0%，比常规电极提高19.2%，蝶骨电极加过度换气对提高各型癫痫样放电检出率均有非常显著的意义，尤其对复杂部分性发作。付秀军［15］观察120例蝶骨电极加做过度换气视频脑电图监测，阳性率为87.5%，较正常监测的阳性率80%，高出7.5%。白洪蕊等［16］研究结果显示，蝶骨电极检测的复杂部分性发作的异常率较常规描记提高了37.93%，蝶骨电极+HV检测较常规电极检测提高了44.83%，检测失神发作的异常率较常规描记提高了33.33%，蝶骨电极+HV检测较单纯蝶骨电极检测提高了38.89%。黄莘莘等［17］观察108例发作性头痛患者常规头皮电极EEG非特异性异常32 例（29.6%），痫样放电3例（2.8%），而蝶骨电极加过度换气非特异性异常49例（45.4%），痫样放电10例（9.3%），蝶骨电极加过度换气与常规头皮电极比较，其痫样放电和非特异性异常检出率分别提高15.8%和6.5%。常规头皮电极多反映大脑表浅部位的某些区域的点活动，而蝶骨电极对大脑颅底部、颞叶内侧面及深部病变的探查弥补了常规电极的不足，蝶骨电极加做HV，可以将HV诱发的脑颅底部、颞叶内侧面异常放电，通过蝶骨电极记录下来，故更有实用价值。

3.HV 与失神发作

廖中华［18］观察53例失神发作中26例有典型失神癫痫样放电，即弥漫性、同步的高幅3 Hz棘慢综合波。金晓青等［10］研究显示在各年龄组中，失神小发作的阳性率均较高，其余各型发作的阳性率亦与年龄有关，儿童高于成人。叶玲等［19］在对典型与不典型失神发作儿童的脑电图及临床研究中表明，典型失神组72例患儿中进行HV试验的有68例，其中诱发发作60例（88%），不典型失神组患儿年龄较小，能配合做HV试验的患儿仅有11例，其中4例（36%）诱发失神发作，两组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。张小莉［20］研究的85例失神癫痫患儿发作间期和发作期的脑电图分别有77例（90.59%）和85例（100.00%）HV诱发试验呈阳性（P＜0.05）；HV中分别有26例（30.59%） 和85例（100.00%）出现痫波（P＜0.05）。HV是已知的诱发儿童失神癫痫发作的有效方法，但它在其他类型癫痫中引起癫痫发作的有效性，特别是在标准脑电图描记期间，仍然存在争议。Kane等［13］观察了59例出现临床广泛性发作的病例，其中有54例为失神发作。HV试验对诱发典型失神发作非常敏感，其原因可能是失神发作和其伴发的EEG变化对酸碱平衡变化特别敏感，由HV试验引发的呼吸性碱中毒足可以诱发此类癫痫发作。

4.HV 与颞叶癫痫

Arain等［7］观察了54例癫痫患者HV的EEG，其中颞叶癫痫45例，额叶癫痫6例，其他类型癫痫3例。HV诱发出癫痫发作的患者均为颞叶癫痫，表明颞叶癫痫发作比额叶癫痫发作更容易由HV诱发，6例额叶癫痫患者中没有一例诱发出癫痫发作，但样本量太小，不具有统计学意义。Jonas等［8］研究表明，在相同的临床环境下，HV对颞叶癫痫发作具有特定的诱发作用。范艳华［21］研究表明，HV对失神和精神运动型癫痫最有诊断价值。金晓青等［10］认为HV诱发的复杂部分性发作在青少年中居其他类型之首，但随着年龄增长其阳性率下降明显。

5.HV 与烟雾病

烟雾病（moyamoya disease，MMD）是一种慢性血管闭塞性疾病，其特征为双侧颈内动脉末端及大脑中动脉和大脑前动脉起始部进行性狭窄或闭塞，以及颅底软脑膜及穿通动脉等小血管代偿增生形成脑底异常血管网。MMD是儿童常见的脑血管疾病，多为缺血型。异常慢活动在过度换气中出现，大约50%患儿在过度换气停止20～60 s后，出现弥漫性、不规则、极高波幅慢活动，持续30 s以上，前头区最明显。这种现象称为慢波“重建”（re-build up）［23-24］。罗小青等［22］观察了12例MMD患儿，HV诱发试验均异常，其中4例出现慢波“重建”。一些作者研究并报道的MMD患儿，HV中出现慢波“建立”，HV后出现“重建”图像，并明确指出患烟雾病的儿童在做脑电图检测时，应避免做HV诱发试验［13,23-24］。

脑电图重建现象的机制尚不清楚，但有研究提出了一种可能的机制：HV过程中的电生理积累是基于通气过度导致的二氧化碳动脉分压降低和脑灌注降低［24］。氧合血红蛋白浓度逐渐升高，HV 5～7 min后降低，当氧合血红蛋白减少，脱氧血红蛋白增加时，再生成现象发生。在脑血管反应性受到干扰的区域，HV后区域脑血流减少。因此，局部脑缺氧和氧代谢紊乱在HV后再生成现象的发生中起着重要作用。“重建”不仅是缺血缺氧的表现，也是MMD中特有的低氧缺氧的表现。Kaciński等［25］研究指出不仅在MMD的初步诊断中，而且在术后病例的评估中，HV后脑电图的评估也是一个非常重要的工具。

6.儿童HV中出现的慢高化反应

有研究指出，由于儿童神经系统尚未发育完善，因而过度换气脑电图出现慢波是一种正常的生理反应现象，年龄越小出现的概率越大，慢波的波幅越高；在小儿 HV 诱发试验中，不管其中慢波数量多少，儿童过度换气中出现的慢波不应视为异常，甚至慢波爆发均无病理意义，对诊断癫痫的价值不大；对称性双侧慢波无论波幅高低、出现早晚、有无节律，均认为是正常脑电图，除儿童过度换气中出现的恒定慢波不对称现象视为异常外，不能把阵发性的慢波作为痫样放电［18,26-28］。而 Raybarman 等［12］研究 275 名儿童在HV期间都没有引起临床癫痫发作。在对儿童全面性癫痫的常规临床脑电图研究中，HV的“诱发”价值受到了质疑。崔彦民［29］指出HV诱发试验在小儿癫痫样放电检出率中高于成人的机制可能为：(1) 小儿做HV试验时一般都非常投入，而成人则一般没有小儿那样投入，HV效果小儿要明显优于成人；(2) 小儿机体恒定机能不够完善，脑电图尚不稳定，HV时容易出现慢波的同时更容易出现癫痫样放电；(3) 小儿癫痫灶周围神经元群异常放电的阈值可能较成人低，更容易诱发出癫痫样放电。

小 结

HV诱发试验在严控禁忌症的前提下，在呼吸量达标的情况下，是一种比较安全实用的生理性脑电图诱发方法。HV可以提高癫痫样放电率。儿童比成年人对HV更加敏感，由于儿童在HV中的反应较大，判读时要谨慎，不要误判。在HV的同时加做蝶骨电极等项目，可以进一步提高EEG癫痫样放电检出率。