临床脑电图的基本特征及评价

鲁在清

枣庄市市中区人民医院特检科 山东省枣庄市 277101

一、何谓临床脑电图？

借助脑电图检查，观察并且判定脑电活动是否异常以及异常的程度和特征，乃至作为脑部疾病诊断或脑机能损害的依据，称为临床脑电图。从临床应用上来看，按照记录时间的长短可以概括分为短程脑电图检查和长程脑电图监测。所谓短程脑电图检查，一般是指脑电图的记录时间大约需要至少20～30 min，通常称之为常规脑电图。而长程脑电图监测又分为两种：一种是脑电图的记录过程需要持续较长时间，即动态脑电图（ambulatory electroencephalography, AEEG，或称脑电 Holter），例如24 h AEEG是指脑电图持续记录包括觉醒和整夜睡眠在内的全天过程，由于AEEG其中混入了难以避免的大量各种干扰伪差，故不容易做出准确鉴别；另外一种称为录像脑电图（video-EEG,VEEG），即是在持续记录脑电图的同时，同步录像被检者的临床表现，一般设定大约需要3～4 h，所以适合于临床发作较频繁的患者，而VEEG被认为是目前癫痫发作诊断与鉴别诊断最可靠的实验室证据，但前提是必须具备详细症状学与其同期脑电图关系（关联）的准确分析知识。总之，长程脑电图监测是在常规脑电图技术之上的发展和提高，当然也会带来一些新的问题与挑战，特别是对脑电图的判读水平提出了更高的要求[1]。再从脑电图学来看，脑电图所记录到的是随时间而变化的电位差曲线，本质上属于自发性、动态的生物电现象，它直接反映了大脑的功能状态，即意味着脑电图包含极其丰富且变化多端的脑机能活动信息，而且同时与大脑内部和外部的诸多因素密切关联。

因此，临床脑电图是一个极其复杂又很专业的领域，常常难于理解和掌握，并非浅显易懂。倘若要认识和理解脑电图，首先必须接受正规的脑电图学培训，不断加深认识和勤于实践，日积月累，才能慢慢体悟到最初启蒙之后怎样才是真正的“入门”。实际上，初学脑电图的人通常会感到陌生和困惑，仿佛“云山雾罩”， 面对脑电图不知道应该从何处入手。经验表明，或许在初始时的学习，尝试从脑电图的基本特征作为切入点，循序渐进，步步为营，并且关注所涉及的病例实践，经历潜心修行，而后逐渐具备较准确判读脑电图的技能和理论观点，因此说这是一个“水到渠成”的积累过程和结果，也确实是一项耗费心力的事业。但如果急于求成，浅尝辄止，又不太重视规范的方法学及其实践经验，试图寻找捷径希望在短期内取得脑电图“速成”，而最终也很可能是真正达不到所要求的脑电图判读水平，究其原因往往是“基础不牢，地动山摇”。

二、影响脑电图的主要外部因素

影响脑电图的因素很多，大致上可分为内部因素与外部因素两大类别。所谓内部因素，既有脑电图本身的构成要素即其基本特征，也包括脑电活动多种多样的表现，例如区域分布、出现方式、对称与非对称以及数量等。而影响脑电图的外部因素，主要有下述几种。

(1) 年龄差异

年龄属于生物学的标识，脑电图显示有明显的年龄依存性，是其最大的特点。所以，年龄不同，正常脑电图的范围也不相同，这在小儿时期尤其如此。与成年人比较，判读小儿特别是新生儿脑电图，通常在理论上还必须再接受特殊的严格训练和积累一定的实践经验。实际上，即使是异常脑电图也同样显示有年龄依存倾向。例如癫痫，其中颇具有代表性的是年龄依存性癫痫性脑病，它包括3种类型：早期婴儿癫痫性脑病即大田原综合征（与脑电图爆发-抑制关联）、West综合征（与脑电图高度失律关联）、以及Lennox-Gastaut综合征（与脑电图弥漫性尖慢波关联），而且在这3种类型之间随年龄增加，可见出生后2～6个月时从大田原综合征向West综合征移行，在1～2岁从West综合征向Lennox-Gastaut综合征移行，被认为是由特定发育阶段（年龄）的大脑规定其病状内容。也就是说小儿癫痫其发作症状和脑电图所见常因大脑的成熟程度背景而被修饰[2]。

(2) 意识状态

觉醒与睡眠，属于大脑的两种不同意识水平的生理性状态，也通常具有与之相对应的特征性脑电图。如果临床发生意识障碍，在脑电图上最常见到的是广泛性或弥漫性的异常慢波，而慢波化的演变程度大多数与意识障碍的严重程度呈平行关系。然而，有时也会见到脑电图出现特殊波形的意识障碍，例如所谓的突发波昏迷（包括癫痫持续状态）、α波昏迷、三相波昏迷等。另外，原因不明的急性意识障碍，此时尽管脑电图呈现弥漫性或广泛性异常，但根据其脑电图异常特征，对于脑部损害的定位、定侧以及推测其病因（脑器质性与非器质性）等可能仍然具有一定的提示意义。

(3) 精神活动与外界刺激

在常规脑电图，其基础条件限定为觉醒、安静闭眼状态，此时在成年人可以观察到作为某种较高程度同步性的α波。但是，在睁眼（视觉刺激）、精神作业（例如做心算）或精神紧张时，则显示α波的同步性降低、振幅减低甚至α波消失，这被称为α波阻滞（α-attenuation）现象。其他外界刺激例如声音、疼痛等也可引起α波类似的变化，只是这种反应不如在睁眼时更加显著和典型。此外，在发生精神疾病症状时，选择脑电图检查其主要目的是有助于临床与类似的脑部器质性疾病所致的精神障碍作鉴别诊断等。

(4) 脑部疾病

在脑机能障碍表现为临床症状和体征时，即称为脑部疾病。脑部疾病与脑电图之间的关联，大概可以分为下述几种：①直接联系，目前认为最具有代表性的疾病是癫痫，癫痫的本质是由于脑部突发性放电（以脑电图出现棘波、尖波为代表）所致，而癫痫发作与脑部短暂性突发性放电之间（常具有特征性的发作类型和脑电图模式）直接相关联。如果上述两者之间缺少因果联系，则可判定该发作属于非癫痫性事件。②间接联系，主要指脑电图背景活动异常（例如δ、θ波增加或增多），此时尽管脑电图的敏感性较高，提示有脑机能损害，但属于非特异性异常。例如，在脑器质性（如脑炎、脑血管病、脑肿瘤、脑外伤以及老年期痴呆等）疾病，或者脑外疾病（如心脏疾患、代谢性及中毒等）引起继发性脑损害时，其脑电图“共同”的表现主要是背景活动异常慢波，故绝大多数没有病因学提示作用。③多样性联系，即指临床特征与脑电图模式之间的关联具有疾病诊断或病因提示意义。目前已知除某些癫痫综合征外，还有某些疾病与脑电图之间的关联现象得到确认，例如烟雾病与过度换气试验终止后再次慢波化，肝性脑病与典型三相波，亚急性硬化性全脑炎与周期性复合波，Creutzfeldt-Jakob病与周期性同步放电现象等[2]。④联系尚不确定，这是指由于脑波的波形变异，或与临床表现缺少密切关联，或临床意义尚不明确的少数现象，例如14 Hz及6 Hz阳性棘波、发育不成熟的棘慢波、中线θ节律、小尖棘波、睡眠纺锤变异等。总之，对脑部疾病与脑电图之间关系的理解，也往往涉及相关性评价，至少需要关注其符合逻辑的分析和解释。

三、脑电图的基本特征及评价

脑电图即使很复杂且变化多样，但从物理学角度来看，这种直接从头皮记录的脑电活动属于近似正弦波的电现象。因此，脑电图本身也应具有周期、振幅、位相及波形等构成要素，或者将这些构成要素看作是其基本特征。

(1) 周期（频率）

脑波的周期（period）是指由一个波的波谷到下一个波的波谷之间的横向（持续时间或时限）距离，即为该波的周期（ms）数值。但通常采用换算法，即采用频率（Hz或周波数c/s）来代表其相应的周期（如 3 Hz=333.3 ms，11 Hz=90.9 ms，20 Hz=50 ms），这主要是从肉眼测量及计算应该较为简便易行来考虑的。当然，在某些时候脑波的周期也同样被关注，例如对于棘波、尖波或复合波等特殊波形，不仅测量其频率，在必要时则同时测量并标注其相应的周期数值。

采用测量频率，便引申出了关于脑波的分类。所谓脑波的分类，通常是按照频率及其波形（正弦波样）来划分，例如Walter（1944）曾建议的脑波分类，包括δ波（0.5～3.5 Hz）、θ波（4～7 Hz）、α波（8～13 Hz）、β波（14～25 Hz）、γ波（26 Hz以上），这是传统分类法的典型代表之一，又因为是采用肉眼观察和识别，简便易行，但稍显粗略。此后，数字化脑电图仪的分类法（1990年代），例如δ波（0.5～3.9 Hz）、θ 波（4.0～7.9 Hz）、α1（8.0～8.9 Hz）、α2（9.0～10.9 Hz）、α3（11.0～12.9 Hz）、β 波（13.0～30.0 Hz），可见在传统分类法的基础上，采用计算机能够方便快捷地对脑波进行更为严谨细致的分类。

此外，一般以α波作为基准，将频率比α波慢的θ、δ波统称为慢波（slow wave），而频率比α波快的β、γ波统称为快波（fast wave）。倘若脑波的波形不是正弦波样时，则不能仅用频率描述该波，还必须考虑其波形。

(2) 振幅

所谓振幅（amplitude）是指脑波的电位或波幅，通常用微伏（μV）表示。关于脑电图的振幅，一般的规定是＜25 μV称为低幅，25～75 μV称为中幅，75～150 μV 称为高幅，≥150 μV称为极高幅。从测量振幅，引申出如何识别和确认脑波归属的问题。实际上，在脑电图中除了单形态类似正弦波的波形之外，尚有许多由不同周期的脑波叠加融合所构成的复合波。对此，可参照这样的建议：倘若是单形态的脑波其振幅≥10 μV，或者慢复合波（θ、δ波）的振幅≥20 μV，此时均作为一个脑波看待[2-3]。换言之，对于如何来确定一个脑波？采用测量其振幅的方法，也较为简便可行。

(3) 位相

所谓位相（phase）又称为极性，在脑电图学中特别规定，脑波的记录曲线显示向基线上方偏转的形态，即称为阴性波，而向基线下方偏转的形态则称为阳性波，因此便有阴性波、阳性波、双相波以及三相波等的区别。例如，规定棘波或尖波在多数情况下呈现为阴性波，即显示其波尖向上的尖锐波形。作为背景活动的各种脑波，因其波形类似正弦波，故无需再作位相（极性）规定，而主要是关注其位相关系。

判断位相关系，主要涉及对于脑波定位（即判断其起始）的需要。所谓位相关系，在狭义上是指判断脑波之间是否有“时间差”，通常是观察和比较两个部位（对称脑区、相邻脑区）或全部脑区出现的某一特定相似波形（例如棘波、慢波、3 Hz棘慢复合波）时，判断部位之间是否有先后顺序出现即所显示的时间差异。如此，则有某一脑波在两部位之间显示同位相（同步）、不同位相和位相倒置3种现象。一般来说，在判断和测量脑波的位相差异时，大多采用其相差的时间ms来表示。例如，通过精确测量左右中央区之间棘波的时间差，便可以判断，倘若该棘波的时间差≤6 ms，提示属于原发性两侧同步，而时间差≥9 ms则提示属于继发性两侧同步[2]。

(4) 波形

波形（wave form）是指一个脑波的形状。由于脑电图不是严格意义上的正弦波，也显示或多或少的波形变异。α波、β波一般呈正弦波样，慢波（θ、δ波）常见不规则也仍被看作与正弦波相似，而棘波、尖波具有尖锐的波形（特别是其陡峭的上升支）而区别于其他背景活动。国际上规定，脑波周期的时限为20～70 ms（约1/50～1/14 s）的尖锐波形称为棘波，周期的时限为70～200 ms（约1/14～1/5 s）者则称为尖波，这是棘波与尖波之间最具有特征性的区别。

按照IFSECN规定，在脑电图中除了“波”这一术语之外，所谓活动（activity）是指脑电图的波或者波的连续出现，而节律（rhythm）则是指由周期大致恒定的波构成的脑电活动，例如α节律、β活动、棘节律等。因此，广义上脑电图的“波”是包括“活动”和“节律”的。此外，所谓复合波（complex）是指具有特征性的波形，或反复出现相当恒定的波形，并且与背景活动有区别的两个或两个以上的波相连续。如棘慢复合波、尖慢复合波、K综合波等。背景活动（也有的沿用习惯称为基础节律或称主要频率）被定义为在某种正常或异常脑电图波形出现时构成其背景，而且据此可以与这些特定波型相区别的脑电活动[3-4]。

(5) 注意事项

在肉眼观察、识别以及测量和确认脑波（其整个过程可称为判读）时，首先应明确了解脑电图记录条件和被检者的状态等基础信息。其中脑电图技术必须严格，符合相关标准，而且尽可能减少干扰伪差。如果技术参数设置不合理将直接导致脑波失真，甚至会造成误判，值得注意。如高频滤波采用30 Hz，则30 Hz以上频率的振幅衰减至少30%，波形变钝且减低；时间常数采用0.1 s，则对应1.6 Hz以下慢波的振幅衰减至少30%，慢波数量被减少。

另一方面，临床上应用脑电图检查，则需对脑电图所见进行客观的完整描述。其中，对于异常脑电图的描述，可以大致分为背景活动异常与突发性异常（棘波、尖波、棘慢复合波等）两大类，由此再扩展细分下去。简而言之，这是基于关注脑波的频率成分与波形判断为主导所形成的描述性叙述模式，并逐渐成为传统被沿用下来。从实践上来看，客观描述脑电图的动态变化，或者通过其描述可以逼真还原脑波本身的一些特征，这样的描述性脑电图也确实便于理解和实际应用。再者，经验表明，能够准确判读脑电图，也绝非易事。这是因为迄今对于临床脑电图的判读，仍然一定程度上受到判读者的主观性和经验性的影响，特别是当遇到复杂疑难、罕见脑电图病例时更是这样。也就是说，判读者的经验及水平起到关键作用，所以即使曾经接受过正规脑电图培训且考核合格，也仅是基础而已。事实上，过去的经历和见识，都将成为现在的基础，专业基础总是前提条件，而专业水平则是其结果和境界，天道酬勤，这在临床脑电图领域尤其如此。