腦狀態指數在顱腦外傷患者意識狀態監護中的應用價值

程錦珍, 吳惠平, 單愛軍, 項 威, 周仲輝, 朱彩云, 林育青

(廣東省深圳市人民醫院(暨南大學第二臨床醫學院) 骨科, 廣東 深圳, 518000)

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腦狀態指數在顱腦外傷患者意識狀態監護中的應用價值

程錦珍, 吳惠平, 單愛軍, 項 威, 周仲輝, 朱彩云, 林育青

(廣東省深圳市人民醫院(暨南大學第二臨床醫學院) 骨科, 廣東 深圳, 518000)

目的 評價腦狀態指數(CSI)在量化顱腦外傷患者意識障礙中的應用價值。方法 3名專科醫生分別對218例顱腦外傷患者的意識狀態進行格拉斯哥昏迷評分(GCS), 并以腦狀態監測儀檢測其CSI值。觀察GCS與CSI的相關性。以GCS人工評估結果為標準，調查各種意識狀態的CSI分布區間，評價以CSI數值判定意識狀態的準確性。結果 3名專科醫師GCS評分一致性良好(P>0.05)。GCS水平與CSI值呈正相關(r=0.819,P<0.001)。意識狀態從清醒、嗜睡、模糊、淺昏迷、昏迷至深昏迷, CSI呈線性降低趨勢。ROC分析顯示CSI對各種意識狀態判定均有統計學意義(P<0.001)。判定效率采用ROC曲線下面積表示，從高到低依次為深昏迷、清醒、昏迷、嗜睡、淺昏迷和模糊。結論 CSI可準確、實時、客觀地監測腦功能損害程度。

CSI; GCS; 顱腦損傷; 意識狀態

顱腦外傷患者多有昏迷，臨床通常以生命體征、格拉斯哥昏迷評分(GCS)、瞳孔大小來判斷意識狀態。GCS是目前評價意識障礙度的常用方法[1], 但該方法并不能很好地滿足臨床護理工作的需求。一方面, GCS需要由專業知識熟練的醫師或專科護士完成，普通護理人員往往不具備這樣的能力; 另一方面，醫師GCS評估患者意識狀態的頻數有限，無法實現實時動態監測。本研究探討以腦狀態監測(CSM)監護儀采集顱腦外傷患者腦狀態指數(CSI), 通過CSI評估患者意識狀態的可行性，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

意識狀態CSI區間范圍調查：選取2011年3月—2014年12月收治住院治療的顱腦外傷患者218例，其中男143例，女75例; 年齡4～73歲，平均38±17.7歲。所有患者均在外傷后24 h內就診。致傷原因：交通意外傷97例，高處墜落傷52例，壓砸傷31例，暴力打擊傷21例，摔傷17例。

CSI可靠性驗證：選取2015年1—12月顱腦外傷患者109例，其中男71例，女38例; 年齡8～68歲，平均31±19.2歲。交通意外傷48例，高處墜落傷27例，壓砸傷16例，暴力打擊傷13例，摔傷5例。納入標準：有腦外傷史，未經藥物治療，排除其他精神疾病。本研究經本院倫理委員會論證批準，取得患者或家屬的知情同意，并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 意識狀態CSI區間范圍調查

1.2.1.1 入院患者意識狀態的評估：患者入院后進行各項生命體征檢查，由3名資深的腦外科醫師分別對患者進行意識狀態GCS評分，來判斷患者此時是清醒、嗜睡、模糊、淺昏迷、昏迷還是深昏迷。意識狀態評分標準[2-4]: GCS 15分為清醒, GCS 13～14分為嗜睡, GCS 9～12分為模糊, GCS 6～8分為淺昏迷, GCS 3～5為昏迷, GCS 3分為深昏迷。3名醫師在對患者意識狀態判定過程中，若有1名醫生的判定結果與其他2名醫生判定結果不同，則遵循少數服從多數的原則確定該患者的意識狀態; 若3名醫師的判定結果均不相同，則放棄該研究病例。統計分析3名專科醫師對6種意識狀態評估標準的一致性。

1.2.1.2 CSM監測及數據采集: CSM監護儀采用UP-8000意識水平多參數監護儀(子機由丹麥丹密特公司提供，主機由深圳市科技局掛牌注冊的深圳科瑞康麻醉深度實驗室提供)進行。該儀器子機以數據線通過連接在患者前額部、顳部及耳后乳突部的電極片獲取患者的自然腦電信號，經模糊邏輯分析器導出的CSI量化患者的腦功能狀態及意識水平，所獲得的數據經無線傳導至腦狀態監測儀主機獲得實時監測圖像并存留數據。在醫師對患者進行GCS評分之前，以CSM儀持續監測患者CSI 10 min, 監測頻率為1次/min, 取其平均值作為患者的CSI檢測值。

1.2.1.3 分析GCS與CSI的關系：根據GCS水平來確定患者的意識狀態，分別評估各種意識狀態患者GCS與CSI數值的相關性。

1.2.1.4 統計6種意識狀態CSI的分布范圍：以3名專科醫師GCS評分判定的意識狀態作為標準，分別統計各種意識狀態CSI的分布范圍。

1.2.2 CSI判定意識狀態可靠性驗證

重新選擇109名顱腦損傷新入院患者，先用CSM儀監測CSI 10 min, 監測頻率為1次/min, 取CSI平均值，根據CSI值來判定患者的意識狀態; 然后由3名專科醫師進行GCS評分判定患者的意識狀況，醫師間評估結果不一致時，遵循少數服從多數的原則確定該患者的意識狀態。以人工評估的結果為標準, ROC統計分析CSI判定患者意識狀態的效率。

1.3 統計學方法

采用SPSS 19.0統計學軟件進行統計學分析。3名醫生GCS評分一致性評價采用二分類變量CochranQ檢驗; 相關分析采用Spearman直線回歸分析; 各意識狀態CSI分布范圍為偏態分布資料，用四分位數間距描述; 6種意識狀態CSI值組間比較采用方差分析; 用ROC分析評價CSI判定患者意識狀態的效率。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 3名專科醫師意識狀態評估的一致性分析

218例患者經3名專科醫師GCS評分后，各種意識狀態的評估、分布狀況見表1。結果顯示, 3名專科醫師在運用GCS對6種意識狀態判定方面均呈現良好的一致性(P>0.05)。

2.2 各種意識狀態GCS評分與CSI的相關性

218例患者6種意識狀態的GCS與CSI數據見表2。每種意識狀態GCS與CSI呈顯著正相關(P<0.001), 其中深昏迷和清醒的相關系數最高，模糊意識的GCS分值與CSI相關系數相對最低，整體上6種意識狀態GCS水平與CSI值呈正相關(r=0.819,P<0.001)。

表1 3名醫生GCS評分一致性評價(二分類變量Cochran Q檢驗)

表2 GCS評分與CSI的相關性(Spearman)

2.3 各種意識狀態CSI分布范圍

以人工GCS評分判定的意識狀態作為標準，統計6種意識狀態CSI的分布范圍，結果見圖1。各意識狀態組間CSI值有顯著差異(P<0.001)。意識狀態從清醒至深昏迷, CSI呈線性降低，即隨著顱腦損傷的逐漸加重, CSI數值相應減低。

圖1 各意識狀態CSI分布范圍(四分位)

2.4 CSI判定意識障礙的效率

109例新入院顱腦損傷患者分別用人工GCS評分、儀器CSI兩種方法判斷其意識狀態，以人工方法判定結果為對照, ROC曲線分析顯示, CSI對于各種意識狀態判定有顯著意義(P<0.001), CSI判斷6種意識狀態的效率見圖2、表3。

3 討 論

顱腦損傷是一種死亡率和致殘率較高的常見多發病，而意識評估與監測，對于顱腦損傷患者的臨床治療和護理意義深遠。目前主要依靠床旁神經系統體檢，其中應用較為廣泛的是GCS評分，而GCS評分的可靠性依賴于評價者的主觀經驗[5]。近年來有學者嘗試用CSM來量化昏迷深度及監測腦功能損害程度。腦功能狀態監測儀是一種通過自適應的神經模糊推論系統來對腦電信號進行分析，最終輸出CSI值來表示患者的意識狀態的儀器。但是有關CSI與GCS的關系，深入研究報道不多, CSI在意識障礙患者康復護理中的價值也鮮見研究。

圖2 CSI判定各意識狀態ROC曲線

顱腦外傷昏迷患者恢復意識是患者康復過程中的一個重要轉折點，準確判斷這類患者的意識狀態，并通過動態監測意識狀態來評估預后，有著重要的臨床意義。目前GCS昏迷評分是最常用于顱腦損害昏迷患者病情及預后的量表，但是GCS評分在應用時與臨床醫師的知識、經驗等有關。為了保障本研究的可靠性，選擇了技術熟練的3名專科醫師承擔GCS評分工作，并且對3名醫師GCS評分結果的一致性進行了考查。統計分析顯示, 3名專科醫師對于各種意識狀態的判斷標準有著良好的一致性。另一方面，考慮到治療過程可能會對GCS評分產生影響、GCS評分刺激后可能會影響CSI的檢測，故本研究的病例采用剛入院尚未接受任何治療的患者，并且是先用CSM采集患者CSI數據，然后再進行GCS人工評分。

本研究顯示218例患者入院時的腦功能狀態監測指數CSI值與GCS評分呈顯著正相關(r=0.819,P<0.001), 這與徐明等[5-7]的研究結果相似。本研究進一步細化分類發現，不同的意識狀態CSI值與GCS評分對應性有所差異，深昏迷和清醒的相關系數最高(r=0.955、0.936), 模糊相關系數相對最低(r=0.618)。以人工GCS評分判定的意識狀態為標準，調查各種意識狀態的CSI分布范圍。數據顯示，意識狀態從清醒到深昏迷，CSI值呈線性分布，CSI值從高至低逐漸降低。嗜睡(CSI 75～92)、模糊(CSI 59～79)、淺昏迷(CSI 38～62)、昏迷(CSI 9～39)的CSI區間分布范圍與相鄰的意識存在少量的重疊區間(即“灰區”)。即如果以CSI評估患者意識狀態，當CSI值落在“灰區”時，此時會被判定為2種意識狀態的過渡階段。如果從意識狀態定性的角度考慮可能會給理解上帶來一定的困難，但是從量變的角度出發，這樣的情況是客觀存在的，這也是CSI的優點所在[8-10]。

表3 CSI判定各意識狀態ROC曲線分析結果及診斷效率

在調查獲得各種意識狀態的CSI分布范圍后，本研究進一步與人工判定方法進行比對，驗證了CSI評估各種意識狀態的可靠性。若患者CSI檢測值落入“灰區”，則可定性判定為2種相鄰的意識狀態，該患者的GCS評分結果如果與其中一種意識狀態相符，則認為儀器法與人工方法判定結果一致。ROC分析表明：用CSI判定意識狀態意義顯著(P<0.001)。各種意識狀態判定效率從高到低依次為：深昏迷、清醒、昏迷、嗜睡、淺昏迷、模糊。ROC曲線面積0.995～0.695。模糊意識的評估效率之所以最低，可能與GCS評分的精準度有關，因為模糊意識的CSI分布區間的調查來源于GCS評分結果，而GCS評分結果與CSI的相關性也是6種意識狀態中最低的(r=0.618), 以致模糊CSI與嗜睡、淺昏迷CSI“灰區”重疊較多，從而也在一定程度上影響了CSI對于嗜睡、淺昏迷的診斷效率。

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Application value of cerebral state index in monitoring the consciousness state of patients with craniocerebral trauma

CHENG Jinzhen, WU Huiping, SHAN Aijun, XIANG Wei, ZHOU Zhonghui, ZHU Caiyun, LIN Yuqing

(DepartmentofOrthopedics,ShenzhenPeople′sHospital(TheSecondClinicalMedicalCollegeofJinanUniversity),Shenzhen,Guangdong, 518000)

Objective To investigate the value of cerebral state index (CSI) in monitoring the consciousness state of patients with brain trauma. Methods The consciousness sates of 218 patients with craniocerebral trauma were assessed by three experienced specialists by Glasgow Coma Scale (GCS), and the CSI of the patients were measured by Cerebral State Monitor. Correlation between GCS and CSI as well as the distribution of CSI in various consciousness defined by GCS were discussed. The predictive value of CSI in discriminating different conscious states of the patients was also analyzed. Results The Cochran Q test showed that there was a consistency of the GCS judged by three specialists (P>0.05), and the CSI of the patients was positively correlated with the GCS (r=0.819,P<0.001). A gradual decrease in the CSI was found across categories of the various consciousness states, including sobriety, somnolence, confusion, light coma, coma in moderate depth and deep coma. The receiver operating characteristic curve (ROC) analysis showed that CSI could significantly discriminate the different consciousness states of the patients (P<0.001). The area under the curve (AUC) for the consciousness was 0.995 for deep coma, 0.984 for sobriety, 0.815 for coma in moderate depth, 0.769 for somnolence, 0.768 for light coma and 0.695 for confusion, respectively. Conclusion CSI can be used to monitor the severity of craniocerebral trauma.

CSI; GCS; craniocerebral trauma; consciousness state

2017-02-03

廣東省深圳市衛生科技計劃項目(201202111)

R 651.1

A

1672-2353(2017)07-055-04

10.7619/jcmp.201707015