第三章 脑功能检查

第一节 脑电图检查

脑电图(electroencephalogram,EEG)是将大脑神经元细胞的生物电活动通过脑电描记器加以记录和描记。自1924年德国的神经精神病学家Hans Berger开始研究人类脑电图以来,脑电图学在全世界范围得到迅速的发展和应用,1947年国际脑电图和临床电生理学会成立。由于癫痫样放电随机性很大,常规脑电图一般记录时间为20~40分钟,常常难以捕捉到癫痫样放电,所以目前使用率呈逐年下降趋势。

随着电子技术的发展,目前常用的EEG监测的方式有动态脑电图监测、视频脑电图监测、全夜多导脑电图监测、无线视频脑电图监测、网络视频脑电图监测、埋藏电极视频脑电图监测和振幅整合脑电图监测。

一、脑电图学原理

脑电活动起源于大脑皮质,当神经元兴奋时,细胞膜对离子的通透性发生改变,细胞膜对Na+的通透性增高,产生动作电位和突触后电位。在细胞不同部位的突触所产生的电位,被总和在细胞体的膜电位中。由于锥体细胞的树突几乎伸延至大脑皮质的各层,引导在皮质深层的细胞体及穿过皮质全厚度的树突的突触后电位所产生的电流流动,同时这些神经元群接受同样的传入冲动,有相同方向和同步的电位改变,从而使神经元所产生的电流在空间总和,形成脑电活动。

通过头皮表面电极记录下来的大脑皮质锥体细胞及其树突突触后电位的总和,是大脑皮质细胞群的自发性、节律性电活动。皮质的节律性活动取决于从中央起搏点来的同步化冲动。丘脑的投射神经元发出纤维到大脑皮质的多数区域,这些纤维发出分支回到丘脑,终止在丘脑投射神经元,丘脑中间神经元的纤维也终止在数个投射神经元上,与丘脑投射神经元组成网络系统。丘脑投射神经元发射兴奋冲动到皮质神经元和抑制的中间神经元,中间神经元发出冲动抑制大量的投射神经元,于是产生一个放电节律活动。中脑网状激活系统可能通过直接干扰皮质神经元的活动及通过影响起搏点冲动的丘脑中间神经元而中断节律的皮质活动产生。上行性网状激活系统的强直性活动的增加或减少,能引起节律的皮质活动消失。人类的皮质节律活动可被醒觉、注意集中、思睡和睡眠而取消。下脑干结构有抑制上行性网状激活系统的去同步化作用。当脑干损害,网状结构的去同步化作用减少,另一些中枢的同步化作用增强时,便可产生异常的节律活动。

二、脑电图的种类

(一)动态脑电图监测

动态脑电图监测(ambulatory EEG monitoring,AEEG)或称便携式脑电图监测,通常可连续记录24小时左右,又称24小时脑电图监测。

1.优点

记录时间长,可连续记录24小时或更长时间,因而阳性率高。

2.缺点

①监测中如出现发作,医师不能观察到发作时的临床表现,难以确定发作性质或发作类型;②监测期间病人活动多,环境复杂,造成干扰伪差多,不易判断干扰来源,导致临床误判;③不能及时修理接触不良或脱落的电极或其他仪器故障,导致监测失败。

3.适应证

①特别适用于临床怀疑为癫痫发作而常规脑电图无阳性发现者;②发作频率相对稀少、短程脑电图记录不易捕捉到发作者;③或发作以主观感觉为主,缺乏可观察到的客观体征;④或癫痫发作已经控制,准备减停抗癫痫药物前或完全减停药物后复查脑电图。

(二)视频脑电图监测

视频脑电图监测(Video-EEG,VEEG)又称录像脑电图监测,是在脑电图设备基础上增加了同步视频设备,从而同步拍摄病人的临床情况。

1.优点

通过录像观察发作时的临床表现,与同步脑电图记录对照分析,能明确诊断发作性质和发作类型。监测时间可以根据设备条件和病情需要灵活掌握,从数小时至数天不等,如EEG监测目的是用于癫痫诊断和药物治疗,一般监测数小时(4小时左右)且记录到一个较为完整的清醒-睡眠-觉醒过程的EEG多能满足临床诊治的需要,其阳性率与24小时动态脑电图相似,是目前诊断癫痫最可靠的检查方法。

2.缺点

VEEG有电缆线与主机连接,病人活动不方便,儿童难以耐受长时间监测;摄像镜头监测范围有限;需要在医院内进行监测,影响病人的正常生物周期和发作规律。

3.适应证

适用于各种发作性症状的诊断,鉴别癫痫及非癫痫性发作,确定发作类型,判断发作起源部位;特别适用于发作频繁的病人。监测时间可根据病人情况、监测目的灵活掌握,一般日间监测3~4小时(包括剥夺睡眠-睡眠和清醒期记录),癫痫样发放的检出率可达83%。

(三)全夜多导脑电图监测

有AEEG和VEEG两种形式。

AEEG是在便携式记录盒的基础上增加眼动、心电、呼吸、血氧等特殊放大器和传感器,进行夜间多导睡眠监测。

VEEG在配备上述多导生理监测设备和睡眠分析软件后也可用于全夜多导睡眠监测,全夜多导监测主要用于睡眠障碍的诊断,如睡眠呼吸暂停综合征、发作性睡病等,有时也可用于癫痫的诊断和鉴别诊断。

(四)无线视频脑电图监测

使用无线蓝牙技术,病人随身携带脑电图放大器和特殊的无线发射装置,并有供摄像头自动跟踪拍摄的标志。监测时脑电图主机可接收无线发射的脑电信号。脑电信号和视频信号在主机内的处理和回放过程与上述VEEG相同。本方法的最大优点是病人具有了更大的活动空间。

(五)网络视频脑电图监测

将多台VEEG仪器连接成一个局域网,通过中心站可控制和调阅各台终端机的数据进行分析,或通过网络远程传输会诊。

(六)埋藏电极视频脑电图监测

采用VEEG监测,进行头皮电极和颅内埋藏电极同步记录。蝶骨电极或卵圆孔电极可通过导管针将软导线的微球形电极送入卵圆孔附近。颅内埋藏电极则通过外科颅骨钻孔或开窗术,将皮层电极和(或)深部电极置于目标位置。在录像监测下连续记录数小时至数天,直至监测到3~5次甚至更多的典型发作。埋藏电极监测可记录到起源于深部结构的发作,干扰小,记录质量高,定位准确,是癫痫术前定位的重要方法。

三、脑电图的基本成分

脑电图系两个记录电极间脑细胞群综合电位差的描记,这些电位差描记成连续的正弦样波形,具有周期、频率、波幅、位相和波形的改变。

(一)周期和频率

周期是指一个波从开始到终止的时间,单位为ms;频率为1秒内相同周期的脑波重复出现的次数,单位为Hz或周期/秒(c/s)。频率的测量是从每一个脑波的波谷至下一个波谷或从波峰至下一个波峰。当一个脑波的前后起点不在一个水平线上时,如下降支的垂直高度不及上升支垂直高度的1/2,则作为一个波测量,否则算作两个波。当数个波连续出现者称之为活动,当同一频率的脑波重复出现持续1秒或1秒以上称之为节律,持续1~5秒为短程节律,持续5秒以上为长程节律。

国际上通常以Walther分类法将脑电波频率分为α、β、δ、θ四个主要频带,其中α、β频带称为快波频段,δ、θ称为慢波频段(图3-1)。

图3-1 四个主要脑电波频率

1.δ波

频率0.5~3.9Hz,波幅10~20μV。为新生儿及3个月内婴儿主要的脑电活动波。

2.θ波

频率4~7.9Hz,波幅20~40μV。为婴幼儿主要的节律性活动波。年长儿两侧前部有较多的θ波,瞌睡时可见θ波阵发性活动。

3.α波

频率8~13.9Hz,波幅10~100μV。大脑各区均有,但以枕部最明显。α节律是成人和年长儿童清醒闭目时主要的正常脑电活动,儿童的α波及节律随年龄增长而逐渐明显。

4.β波

频率14~30Hz,波幅约5~20μV,以额、颞和中央区较明显。β波的出现一般表示大脑皮层处于兴奋状态。当患儿紧张时,或应用地西泮、苯巴比妥治疗时可见β波增多。

(二)波幅

波幅也称电压,是以微伏(μV)为单位测定任意两个电极之间的电位差,一般确定标准状态下1mm=10μV。脑波的波幅变化受到年龄、个体差异、时间、状态、导联组合方式等多种因素影响,儿童EEG的波幅总体上比成人高出一个级别。正常学龄前和学龄期儿童EEG的枕区波幅常可达75~150μV;睡眠期θ和δ频段的慢波可超过300μV。

(三)位相

是指同一部位在同一导联中所导出的脑波,于前后不同时间里的波的位置。波顶朝上的称负相波,波顶朝下的称正相波。通常在两侧半球相应部位的脑波是同位相的。同侧半球两个相邻的部位也基本上是同位相的。同侧前头部和后头部可以有90度的位相差,顶颞区左右部位也可存在位相差。在有脑局部病变时,异常棘、尖波或δ波的位相倒置可作为定位的参考。

(四)波形

1.正弦波

波峰和波谷都比较圆钝,负相和正相成分大致相当,正常的α、δ、θ波均为正弦波。

2.弓形波

又称梳状节律,波形一端圆钝而另一端尖锐,如同弓形,儿童的α节律或睡眠纺锤波可呈弓形波。

3.双相波

脑波沿基线上下各有1次偏转,形成正-负或负-正双相,波形可为尖波或慢波。

4.三相波

脑波沿基线上下各有3次偏转,形成负-正-负三相尖波或尖慢复合波图形。

5.多相波

脑波沿基线上下有多次偏转,形成多位相的波群,通常为多棘波或多棘慢复合波。

6.切迹波

有些脑波的波峰形成一个小的凹陷,但深度没有达到该脑波高度的1/2,形成带切迹的波形。少数α节律带有切迹,称为双峰形α节律。

7.棘波

是癫痫性放电最特征性的表现之一,它的出现表示脑部有刺激性病灶。突出于背景活动,时限为20~70ms,多数波幅大于100μV,主要成分为负相;也可为正-负或负-正双相。正相棘波多数没有明确的临床意义(新生儿期除外)。

8.尖波

波峰尖而波底宽,上升支陡峭,下降支稍缓,常下降至基线以下后回至基线。尖波时限在70~200ms,<3岁儿童可达300~500ms,多数为负相,也可为正相。

9.复合波

由两个或两个以上波组成,如棘慢复合波、尖慢复合波或多棘慢复合波,由棘波和慢波组成或尖波和慢波组成。均为负相波,正相波出现者极少见。如广泛性双侧同步3Hz棘慢复合波节律暴发常伴有失神发作;1.5~2.5Hz的棘慢复合波多见于不典型失神,发放常不甚规律;3.5~5Hz的棘慢复合波则多见于青少年特发性全面性癫痫。多棘慢复合波由几个棘波和一个慢波所组成,常为成串连续出现或不规则出现。棘波波幅高低不一,但一般不超过慢波的波幅高度。常预示有痉挛发作,是肌阵挛性癫痫最具特征的波形之一。

10.重叠波

又称复形慢波,系在较慢的波上重叠波幅较低,频率较快的波。

11.多形性波

多为δ频段的慢波,波形畸变不规则,上升支和下降支不对称,常有不规则的切迹或重叠波。

四、脑电图的记录方法

(一)电极安放

根据国际脑电图学会建议,头皮脑电图记录常规使用10%~20%系统确定电极的安放位置,简称国际10-20系统。包括19个记录电极和2个参考电极。首先在头皮表面确定两条基线,一条为鼻根至枕外粗隆的前后连线为100%,另一条为双耳前凹之间的左右连线为100%。二者在头顶的交点为Cz电极的位置。从鼻根向后10%处为额极中线(FPz),从FPz向后每20%为一个电极的位置,依次为额中线(Fz)、中央中线(Cz)、顶中线(Pz)、枕中线(Oz)。其中Oz与枕外粗隆的间距为10%。双耳前凹连线距左耳前凹10%处为左中颞(T3)电极位置,以后向右每20%放置一个电极,依次为左中央(C3)、中央中线(Cz)、右中央(C4)和右中颞区(T4)。T4距右耳前凹间距为10%(图3-2)。

图3-2 10-20系统

(二)注意事项

儿童脑电图记录的设备和方法与成人基本相同,但有儿童的特点,需注意以下方面:

1.国际10-20系统适用于儿童,但儿童在记录过程中容易活动,最好用火棉胶固定盘状电极。

2.幼儿脑电活动的电压较高,要适当调整灵敏度(10~20μV/mm)。但对低波幅快波或新生儿仍应使用7~10μV/mm的灵敏度。

3.记录要尽可能包括睁闭眼状态。3个月以上不能合作的小儿,家长可用手遮盖其眼睛记录后头部优势节律。能合作的小儿可通过吹风车或纸条来完成过度换气试验。

4.尽可能记录到睡眠期,包括困倦、入睡、觉醒的过程,应标明自然睡眠,剥夺睡眠或其他特殊睡眠状态,必要时可应用镇静剂。但睡眠脑电图不能取代清醒期脑电图。

5.由于发热对脑电图背景活动的影响可持续到退热之后数天,对热性惊厥患儿的脑电图检查应在体温正常后7~10天进行,以准确评价基础状态下的背景活动。

6.新生儿可适当减少电极数目,但至少应该9导,包括FP1、FP2、C3、C4、T3、T4、O1、O2、Cz。参考电极放在耳垂(A1/A2)或乳突(M1/M2)。

(三)诱发试验

1.睁闭眼试验

记录患儿清醒放松闭目状态下枕区的α节律,睁眼α节律受到阻滞,代之以去同步化的低波幅快波。每隔10s左右让患儿闭眼30s左右,如此反复2~3次。检查时室内光线适应,不宜过暗。

(1)正常反应:

一般睁眼1秒内,枕区节律受到抑制,称为α阻滞或枕区节律抑制。儿童发育期的枕区生理性慢波(插入性慢波或后头部慢波活动)在睁眼后也随α节律一起被抑制。闭眼1~1.5秒内枕区节律恢复,儿童睁眼的枕区节律抑制现象在5~6月时开始出现,随年龄的增长而变得明显,3岁时出现部分抑制,6~10岁左右抑制完全。

(2)异常反应及临床意义:

在睁眼1秒后α节律才被阻滞称为潜伏期延迟,闭眼1.5秒后α节律才出现称为后作用延长,属于非特异性的轻度异常反应,没有确切的临床意义。α阻滞不完全或完全不抑制见于视力障碍或枕叶病变,一侧性改变更有意义。

2.过度换气

过度换气引起脑电图改变的最直接原因是低碳酸血症。检查时患儿呈坐位或站立位,最好不要采取卧位。在闭目状态下连续做3分钟深呼吸,频率在20~25次/分钟,换气量约为正常的5~6倍,不合作患儿可逗引其吹字条或风车。

(1)正常反应:

一部分儿童可引起广泛的中-高波幅慢波,包括δ、θ波,同时伴有α波的波幅增高或频率减慢。儿童后头部或前头部慢波突出,如同OIRDA;青少年或成人前头部比较突出,如同FIRDA。这种IRDA在过度换气2~3分钟出现视为正常现象。

(2)异常反应及临床意义:

慢波早期出现(开始30秒内)和延迟消失(停止30秒后还出现),属于轻度非特异性异常,反应脑血管调节功能不良,在成人为轻度异常,在儿童多数没有明确的临床意义;一侧性慢波增强或明显不对称的慢波反应(两侧慢波波幅差超过50%),在小儿表现为不出现慢波反应或慢波波幅较低的异常有异常结构性病变或局部脑功能障碍;出现癫痫样放电,HV时诱发双侧对称同步3Hz棘慢波节律发放最敏感,常常提示典型失神发作(图3-3)。

图3-3 患儿男,6岁,癫痫失神发作

HV 3分钟左右诱发典型失神发作,EEG显示为广泛性3Hz左右高-极高波幅棘慢波发放,额区波幅最高,同期患儿表现为动作停止

3.闪光刺激

测试应在较暗的环境下进行,并应在过度换气结束至少3分钟后开始。被检者坐位,闪光刺激器置于眼前距离鼻根30cm的地方,令其注视刺激器中心。刺激程序为1、2、4、6、8、10、12、14、18、20、60、50、30、25Hz,每串闪光刺激持续10秒,间隔7秒。包括睁眼、闭眼、合眼3种状态。

(1)正常反应:

光驱动反应,即枕区节律与刺激频率同步,或是刺激频率的倍数或分数。

(2)异常反应:

光敏性反应(PPR):前头部为主的广泛性棘慢波、多棘慢波;后头部为主的双侧性放电;限局在双侧枕区或限局在一侧枕区。光惊厥反应(PCR):在EEG出现广泛性放电的同时,伴有临床癫痫发作,多见于光敏性癫痫或特发性全身癫痫。

4.睡眠诱发

睡眠对于癫痫放电或癫痫发作有激发作用。一般先进行剥夺睡眠诱发,婴幼儿比平时晨醒提前1~2小时即可,10岁以下的儿童可剥夺4~5个小时,10岁以上的儿童可全夜禁睡;5月以下婴儿自然睡眠即可;入睡困难者可适当使用10%水合氯醛等药物诱导睡眠。

五、正常儿童脑电图

(一)觉醒期脑电图特征

儿童脑电图随着年龄的增长而有以下变化:①频率由慢变快;②由不规则变为规则;③由不对称变为对称;④波幅由低变高;⑤由不稳定到稳定;⑥对光反应从无到有。见表3-1。

表3-1 正常儿童觉醒期脑电图

1.早产儿

为普遍性低平和缺乏节律性的波型。间歇性出现缓慢的0.5~2 Hz的δ活动。

2.足月新生儿

新生儿脑电活动的频率范围很宽,从低波幅的8~15Hz快波到0.5~7Hz的低-高波幅慢波可以混合出现,但任何频率的节律性连续发放均为异常。正常新生儿可有数量不等的散发棘波、尖波,主要出现在额区、中央区或颞区。

3.2~3个月婴儿

足月后头3个月是人类EEG从围产期向婴儿图形转变的关键期,背景活动全部转为连续性活动,为广泛性2~4 Hz的不规则慢波。

4.3~12个月婴儿

背景活动睁眼以δ和θ混合的慢波活动,闭眼以θ波为主。生后3~4个月出现特征性的成熟性变化,枕区优势节律形成。

5.幼儿期

背景活动于清醒闭眼记录中枕区优势节律明显。1岁半以前以θ波占优势,1岁半以后以α波占优势,声、光刺激具有抑制作用。个体之间频率变化范围较大,可在5~10Hz之间波动。此期还有散在δ波分布于枕区。

6.学龄前期

3岁以后枕区节律在8 Hz左右,是脑电活动随大脑发育的第一次飞跃,即从θ活动到α节律变化的时期。这个时期电压较高,调幅发育不良,枕顶区有2~4Hz慢波插入。

7.学龄期儿童

背景活动枕区可见8~13Hz的α节律,调幅发育良好。12岁时其枕区α节律已成人化。

(二)睡眠脑电图特征

正常人睡眠可分为两个时相:非快速眼动睡眠(NREM)和快速眼动睡眠(REM)。由NREM开始,表现为无眼球快速运动,仅有眼球缓慢运动,无肢体运动,肌电存在,呼吸及心率规则,按其睡眠深度又可分为思睡期、浅睡期、中睡期、深睡期,最后进入REM。

正常儿童睡眠脑电波与觉醒时变化一样,也有其发育过程。足月新生儿EEG已能区别安静睡眠(quiet sleep,QS)和活动睡眠(active sleep,AS),QS相当于NREM,AS相当于REM,新生儿入睡时首先多出现REM,然后进入NREM,到1岁时才转为由NREM入睡。

1.思睡期(Ⅰ期)

处于嗜睡状态,背景节律逐步解体,变慢,波幅降低,以中央、顶、枕区为主。足月儿2个月后可出现2~6Hz慢波活动,自6~8个月开始,逐渐出现思睡期特征波形,即阵发性4Hz θ节律。幼儿思睡期的重要标志是在中央、顶区反复出现阵发性广泛性4~6Hz高波幅θ节律,即催眠性θ节律,在枕区也可见到。有时出现一些慢波夹棘波阵发或6Hz良性棘慢复合波(又称幻影棘慢波)或6~7Hz的正相棘波,一般不应视为异常。3~5岁儿童思睡期可见明显的枕区α节律解体过程。6岁以后思睡期的节律性θ活动暴发减弱,出现明显的α节律解体。青春期具有典型的α节律解体过程,出现持续时间较长的低波幅快、慢混合波,并出现顶尖波和枕区一过性正相尖波。

2.浅睡期(Ⅱ期)

顶尖波又称驼峰波,是进入浅睡期的一个标志,并可延续到中睡期。生后5个月左右可出现高波幅的顶尖波和低波幅的K-综合波(由一个顶尖波和一串纺锤波组成)。幼儿期NREM睡眠分期已相当清楚,出现十分突出的顶尖波为进入Ⅰ期睡眠的标志,3岁时顶尖波波幅最高,在中央、顶区最明显,多为三相波或多相波。3~5岁的顶尖波和K-综合波的尖波成分更突出。学龄期儿童的顶尖波波幅很高、很尖,易误诊为Rolandic区棘波,鉴别点是顶尖波仅出现在浅睡期。12岁后波幅减低,转为负相顶尖波。

3.中睡期(Ⅲ期)

此期的主要特点为纺锤波的出现。新生儿在双顶区可出现12~15Hz的纺锤波,但因波幅较低不易辨认。2个月后纺锤波逐渐明显,波幅可达50μV持续1~2秒,有时可达3~5秒,3个月时都应出现纺锤波,主要位于中央、顶区,左右可不同步。6~7个月后纺锤波波幅可达100μV,以后波幅逐渐降低,婴儿期的纺锤波形常表现为负相成分较尖而正相部分圆钝。幼儿期的纺锤频率13~14Hz,波幅又再次增高。学龄前期睡眠纺锤较少表现为尖波形态。学龄期儿童睡眠纺锤更趋成熟。

4.深睡期(Ⅳ期)

此期特点为纺锤波的消失,出现与成人相同的两侧不同步的高波幅δ波和4~6Hz的中-高波幅θ波。

5.REM期

处于相当深的睡眠,双眼球有60~70Hz急速协同运动,呼吸不规则,脉搏、血压有波动,肌电消失。出生时REM睡眠约为50%,3~5个月减少到40%,1~2岁减少到30%。婴儿REM睡眠期在中央、顶区可见3~4Hz、100~150μV的慢波活动,有时慢波之前有一个小棘波。幼儿期和学龄前期以低-中波幅去同步化快波并混有较多慢波。学龄期慢波活动减少,去同步化程度增加,以α、β和θ频带的混合波形为主。

正常儿童脑电图判断标准可概括为以下几点:①觉醒状态不出现高幅广泛性δ波;②慢波不恒定的出现在某一脑区;③自然睡眠中不出现50μV以上的广泛性β波;④睡眠时两侧峰波、K综合波、纺锤波及快波不恒定,在一侧缺乏或减弱;⑤不出现发作性脑波。

六、新生儿脑电图

(一)背景活动

新生儿的脑电活动取决于大脑的成熟度,其背景活动要结合记录时的状态和睡眠周期来分析。同时要注意患儿的各种病理状态和药物对EEG背景的影响。根据新生儿脑电图发育特点,背景活动通常从连续性、对称性和同步性、变化性和反应性进行分析。

1.连续性

(1)非连续图形(trace discontinuous,TD):

TD是一种非常不成熟的图形,见于CA28周以下的极早产儿,表现在低于10~20μV的低平背景上,间断出现中-高波幅的暴发性波群。两次暴发之间的低平段持续10~20秒,暴发段由不规则的慢波、棘波、尖波构成,持续1~3秒左右,左右半球可同步或不完全同步。

(2)交替图形(trace alternant,TA):

TA也是一种不成熟背景活动,低波幅段和高波幅段交替出现,新生儿脑电发育到CA34周左右,从TD转为TA,一般在CA36周的清醒期、活动睡眠期和CA44周后的安静睡眠期应该再出现TA图形。

(3)连续图形:

脑电活动在记录过程中始终保持一定的波幅而无明显波动。在CA35周左右,清醒期和AS期为持续低-中波幅混合波。随着发育成熟,在CA40~44周比较稳定。

2.对称性和同步性

正常新生儿起自两侧半球相应部位的脑波在波幅和波形上应大致对称,如双侧波幅差持续超过2∶1视为不对称,TD、TA图形高波幅段出现时间相差超过1.5~2秒则视为不同步。

3.变化性和反应性

正常EEG背景活动应随觉醒-睡眠状态而变化,一般CA37周新生儿在各种状态下均应对刺激(外界声、光或躯体感觉刺激)产生非特异性反应。

(二)觉醒-睡眠周期

胎龄30周之前出生的早产儿没有明确的觉醒-睡眠周期。胎龄32周开始出现睡眠周期,37周后可明确区分。分为安静睡眠期(QS)、活动睡眠期(AS)和不确定睡眠(IS)。安静睡眠时,面部肌肉放松,眼睛闭合,呼吸均匀,会有偶尔的惊跳和轻微的嘴动外,几乎没有其他活动。活动睡眠眼睛在闭合状态下,仅偶尔短暂睁一下,眼睑有时颤动,经常见眼球在眼睑下快速运动,常伴有一些其他肢体活动,如微笑、皱眉或吸吮动作。快速眼动只有在AS期发育为连续性图形时才出现,因此在CA29周以前很少有快速眼动。一般来说,安静睡眠和活动睡眠时间各占一半。

(三)不成熟波形

1.δ刷

指非常缓慢的δ波(0.3~1Hz)上复合一些低波幅快波,看起来像刷子一样,是早产儿脑电图不成熟的重要标志。中央、枕及颞区多见,前头部相对较少。早产儿的δ刷早在CA28周时就可以出现,32周时明显,主要出现在安静睡眠期。在CA35~38周先后从清醒、活动睡眠及安静睡眠期消失,在CA42周典型的δ刷在AS期应该消失,CA44周后在任何状态下均不应再出现,否则考虑发育不成熟。

2.Rolandic区正相尖波

又称中央区正相尖波,出现在一侧或双侧中央区或中线区,波宽100~250ms,波幅50~150μV的正相尖波,或负-正双相,正相为主的尖波,可单发或短程连续发放。可见于正常早产儿,但CA32周后应消失。异常的中央区正相尖波是早产儿脑白质损伤的早期标志,与早产儿脑室内出血、脑梗死、脑积水、HIE有关。

3.颞区正相尖波

多位于中颞区,可见于正常早产儿。在CA33周后逐渐减少,CA39~40周减少至0.75%。足月儿颞区正相尖波的波形与Rolandic区正相尖波相似,如清醒期或AS期增多(>1次/分)则属于异常,与脑室周围白质软化、颅内出血、脑梗死、低血糖、低血钙、窒息、HIE等脑损伤有关。

4.额区一过性尖波

为高波幅(>150μV)宽大的负正双相一过性尖波。早在CA20周就可以出现,CA34~36周时明显,足月生后4周亦可见到。足月儿在清醒期和AS期出现过多的额区一过性尖波属于非特异性的成熟延迟,可见于新生儿HIE、脑膜炎、代谢性脑病等。

5.中央、颞区一过性负相尖波

是早产儿另一种尖波电活动。如果是异常尖波一般波形会比较尖锐或粗钝,往往在某一位置固定、反复出现波形比较刻板。足月儿一过性尖波增多(>1次/分可见于各种病理情况,属于非特异性异常,但多数与临床发作或电发作无关。

6.单一节律枕区δ、θ或颞区θ活动

多为双侧对称出现,持续时间2~60s或2~10s不等,枕区δ、θ最早出现在CA23~24周,CA30~33周达到高峰,CA35周后再持续出现则认为是不成熟表现。颞区θ节律可与枕区θ活动同时出现,也可以单独出现,出现高峰在CA30周,CA33周后逐渐减少。

7.中央、颞区δ活动

为间断出现的0.5~2Hz的δ活动,可为单一节律性发放或半节律性发放,是中央、颞区δ刷的基础,高峰出现在CA30周,CA33周后减少。

8.交替性背景节律

新生儿深睡期常有交替图形,尤其在静态睡眠期可见波幅较高的尖波、慢波,以至棘慢波混合短暂出现,在早产儿清醒期也可出现,此图与暴发抑制相似。二者主要区别是:交替图形中暴发间期的背景波幅大于5μV,而暴发抑制的间歇期无脑波或持续低电压小于5μV,超过20s以上,2个月逐渐消退。未成熟儿脑电图中还有散在分布的尖波、棘波,但不应局限在某一区域,若在足月后2个月仍然有负相尖波出现,不管其频度如何,均可定为异常。

七、新生儿异常EEG

(一)背景活动异常

1.轻度异常

背景活动成熟轻度延迟。①与实际CA相比,不连续部分有轻微过多不连续,即TA或TD图形轻度不连续;②有轻微过多不同步;③与CA相适应的波形或节律轻度缺乏(如枕区的δ活动);④轻微局灶性异常(如颞区或中央区有过多的尖波、局灶性电衰减)(图3-4)。

图3-4 轻度异常脑电图

患儿男,早产儿脑损伤,出生后71天,CA=40周+4天,后头部多量正/负相棘波及δ刷

2.中度异常

①与实际CA相比,背景活动中度不连续(暴发间隔时间在CA30周以下早产儿30秒以上,或在CA30周以上超过20秒,但均不超过60秒);②与CA相适应的波形或节律缺乏;③半球间持续不对称或不同步,不超过整个记录的50%;④持续普遍性电压降低,所有状态下背景活动电压低于25μV;⑤单一节律发放或其他形式的电发作,不伴重度背景异常(图3-5)。

图3-5 中度异常脑电图

患儿女,早产儿脑损伤,生后2个月6天,CA=41周,QS期额、中央中线θ节律,脑电成熟中度延迟

3.重度异常

①与实际CA相比,背景活动明显不连续(暴发间隔时间超过60秒);②半球间明显不同步或不对称,占整个记录的50%以上;③极度低电压(<5μV);④暴发-抑制型;⑤等电位型;⑥睡眠周期消失或紊乱。

(二)发作性异常

1.局部病灶型

常为中央区单一节律发放的5~10Hz尖波节律,波幅50~200μV不等,与临床上局灶性发作有关,但不意味着有局灶病变,常见于低钙血症、蛛网膜下隙出血。

2.局部假性发作型

表现为β、α、θ、δ样节律。除早产儿枕区可出现δ节律发放外,新生儿任何波形和频率的脑波长时间节律性发放都是异常现象,见于明显的中枢神经系统损害。临床上单纯性惊厥性呼吸暂停发作可为α样或β样节律,强直性惊厥可见δ样节律。

3.多灶型伴背景异常

其特点为两个或两个以上放电灶同时出现,在发作间期EEG背景通常是异常或低振幅。病理性棘、尖波可为多灶型,也可为局灶性。

4.低振幅基础上低频率放电

在持续广泛的低振幅基础上,可见波幅很低(50μV)的尖波以很低的频率(每0.5~2秒1次)反复出现,可为局灶性,也可为多灶性,与严重脑损害有关,如窒息、低血压、单纯疱疹病毒脑炎或细菌性脑膜炎。

八、EEG在儿科的临床应用价值

EEG检查作为脑功能障碍性疾病的辅助诊断工具,在围产期高危新生儿的监测、中枢神经系统发作性疾病的诊断与鉴别诊断、危重患儿脑功能监测、癫痫外科手术前致痫区定位、脑外伤及术后监测、脑死亡的辅助判断等方面均具有重要价值。儿童正常和异常脑电图的判断,必须熟悉不同年龄阶段儿童脑电图的特点和成熟变化。一般而言,边缘状态和轻度异常脑电图的临床意义不大。由于EEG记录反应神经元的电位变化,任何疾病只要累及神经元功能的程度相等,就会产生同样的脑电图异常,即一种脑电图异常可以由多种病因引起,故脑电图不能做病因诊断。

(一)评估新生儿大脑发育成熟水平

在准确计算新生儿CA的前提下,EEG显示的成熟水平落后于实际CA两周以上为异常。随着EEG计算机分析技术的发展,有可能对新生儿EEG建立频率和波幅的定量评价标准。脑电成熟不良图形多数是一过性的轻度异常,各种中枢神经系统病变都可影响EEG的成熟性,神经系统以外的病变也会对脑电成熟性产生一过性影响。一过性成熟不良一般无临床意义,但持续成熟不良甚至倒退的EEG改变则预示神经发育的问题。

(二)高危新生儿脑病的监测

围产期高危新生儿常见的早产儿脑白质损伤、HIE、颅内出血、颅内感染、胆红素脑病、低血糖脑病、新生儿惊厥发作等中枢神经系统疾病,脑电图监测可发现背景活动异常、发作性异常、状态结构和脑电图成熟异常等脑功能障碍的改变,对疾病的早期诊断、病情评估和预后判定方面具有重要作用。

(三)发作性疾病的诊断和鉴别诊断

EEG监测主要用于癫痫的诊断、鉴别诊断及癫痫术前评估。诊断性监测的主要目的是鉴别癫痫与非癫痫性发作,以及确定癫痫发作类型,协助临床合理选择抗癫痫药物治疗。术前监测则是为了了解癫痫发作的起源和扩散方式,为选择手术方式提供参考。

EEG在癫痫的诊断治疗方面可提供以下有用的信息:①确定发作性事件的性质是癫痫发作还是由其他原因所致的非癫痫性事件;②是什么类型的癫痫发作;③符合哪一种癫痫综合征;④寻找癫痫病人突然认知功能倒退的原因;⑤确定发作起源的部位;⑥评估病人有无癫痫外科的适应证;⑦估计首次癫痫发作后再次发作的可能性;⑧估计停用抗癫痫药物后癫痫复发的风险。

EEG诊断癫痫的敏感性和特异性受到很多因素的影响:①目前癫痫诊断的各种方法都缺乏特异性;②不同的EEG检测方法使癫痫样发放的检出率有很大差异,包括记录导联数目、记录时间长度、是否包括睡眠记录等;③癫痫的不同病因和年龄其阳性检出率不同;④癫痫病人首次常规脑电图记录只有29%~55%的阳性率,如定期反复记录阳性率逐步提高,到第4次EEG检查可发现90%癫痫样发放;⑤脑电图工作者的个人经验可影响检查结果,经验不足者可出现假阳性和假阴性结果,其中假阳性结果更常见。

(四)脑器质性疾病

1.脑炎

由于脑实质的炎症性改变导致弥漫性脑功能障碍,EEG表现为双侧弥漫性或局限性慢活动、一侧弥漫性慢活动、癫痫样发作波、三相波,以及α波、θ波和δ波波幅的降低或平坦。

2.代谢性脑病

严重心、肺、肝脏疾病和内分泌疾病所致脑缺氧、代谢紊乱均可影响脑功能,出现脑损害,脑电图可表现为α节律不明显或消失,双侧散在和(或)弥漫性θ波、δ波、三相波,伴或不伴癫痫样放电。

3.颅内占位病变

大多数病例可有一侧性或局灶性慢波,部分没有定位体征的半球占位性病变患儿,可经脑电图检查发现有局灶性改变,结合病史和进一步检查,可得到及时的诊断和治疗。

4.脑血管病

常规EEG检查对脑血管病的诊断并非必需,但是有短暂性脑缺血发作病史者,脑电图可提供重要的鉴别诊断信息。

(五)睡眠障碍性疾病

儿童睡眠-觉醒功能发育尚未成熟,易出现多种睡眠障碍,应用多导联睡眠脑电图进行全夜睡眠过程监测可与颞叶癫痫的表现相鉴别,如睡行症、夜惊、梦魇可发生于睡眠NREM3、4期或REM相,无典型癫痫样放电。此外,睡眠EEG监测对发作性睡病具有重要的诊断意义,发作性睡病表现为不可抗拒的发作性睡眠,发作皆在REM,清醒EEG大多正常,入睡一开始即可进入REM相,而正常人入睡先进入NREM,1~1.5小时后再进入REM相。

(陈光福 黄小琴)

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