定量腦電圖在健康人群中的應用研究*

藺雪梅,王克平,段康麗,邵 景,周 翔,盧慧君,鄭明娟,史利萍,劉 營,吳松笛

西安市第一醫院(西安710002)

定量腦電圖(Quantitative electroencephalography, qEEG)是利用數學和計算機技術將原始腦電圖數量化，克服了傳統肉眼分析的主觀性干涉，使腦電圖的結果能用定量數字進行表達，與常規腦電圖相比更簡單、客觀、量化，能夠準確反應腦功能狀態。近幾年來，qEEG在神經及精神學科領域的應用越來越受到關注[1-2]，但鮮有對健康人群的報道。為此本研究以35～60歲健康人群為基礎，檢測其腦電功率特征，為早期發現腦功能異常提供有價值的客觀依據。

對象與方法

1 研究對象 對2016年4月至2016年6月間西安市某高校教師正常體檢，根據問卷和體檢結果：①無明顯失眠、健忘史；②無過度吸煙、飲酒史；③無腦外傷史；④血壓、血脂、血糖、肝腎功能、心電圖等均正常；⑤2周內未服用對腦電圖有影響的精神活性藥物。均為右利手。將問卷和體檢結果均正常的73例35～60歲的正常成人納入研究，其中男性32例，女性41例；并根據有無偶飲酒史分為健康組45例(男23例，女22例)和偶飲酒(3個月以上不定時飲酒1次或1年內飲酒不超過4次，酒量不定) 組28例(男16例，女12例)，兩組年齡(平均50歲)、性別無統計學差異。研究對象均簽署知情同意書。

2 研究方法 受試者在安靜、半暗、電屏蔽檢查室內進行，在保持安靜、閉目、舒適坐位狀態下檢測，由同一位腦電圖醫師進行檢查。采用TrueScan32型腦電信號采集儀，按照國際通用的10～20導聯設置，在FPl、FP2、F3、F4、C3、C4、P3、P4、01、02、F7、F8、T3、T4、T5、T6、Cz、Fz、Pz位置使用電極帽(Electrocap International)，安放19導單極導聯(坐立閉眼)采樣30 min，頻率為256 Hz。將腦電信號按頻率分為δ(1.0～4.0 Hz)，θ(4.0～8.0 Hz)，α(8.0～12.0 Hz)，β(12.0～25.0 Hz)，高β(25.0～30.0 Hz)，γ(30.0～40.0 Hz)，高γ(40.0～50.0 Hz)，α1(8.0～10.0 Hz)，α2(10.0～12.0 Hz)，β1(12.0～15.0 Hz)，β2(15.0～18.0 Hz)，β3(18.0～25.0 Hz)，γ1(30.0～35.0 Hz)，γ2(35.0～40.0 Hz) 頻段。分析軟件為NeuroGuide，選取不小于1 min的受試者平穩腦電信號(無肌電/眼電等干擾)，獲得定量腦電信號指標：①δ波、θ波、α波、β波和γ波等各頻段的絕對值和相對值；②各頻段每Hz的絕對值和相對值；③各頻段(δ/θ、δ/α、δ/β、δ/高β、θ/α、θ/β、θ/高β、α/β、α/高β、β/高β)的比值。并將上述各項指標與紐約大學醫學院的正常人腦電信號庫(與年齡、性別匹配的健康成年人)做比對，得出Z值(Z-scores)[3]。

結 果

1 健康組與偶飲酒組腦電絕對功率值比較 偶飲酒組β、β1、β2、β3和高β頻段絕對功率分別在P4、T3、T6；P4、01、T4、T6；T3、T6；F3、F4、C3、C4、T3、T6、和C3、C4、P4、T6、Pz導聯顯著低于健康組(P<0.05)，γ頻段在FP2、F4、和Fz導聯顯著低于健康組(P<0.05)，見表1。

2 健康組與偶飲酒組腦電相對功率值比較 偶飲酒組α1頻段相對功率在FPl、FP2、F3、F4、C3、C4、P3、P4、01、02、F7、T3、T5、T6、Cz、Fz導聯顯著高于健康組 (P<0.05)，α2頻段相對功率在F3、F4、C4、F8、T6、Cz、Fz導聯顯著低于對照組(P<0.05)，見表2。

3 健康組與偶飲酒組各波段Hz絕對值和相對值比較 偶飲酒組各波段每Hz絕對值除β、β1、β2、β3和高β波在各腦區顯著低于健康組(P<0.05)外，δ波頻段在F3導聯、γ2波頻段在F8和FP2導聯和α波頻段在T6導聯均顯著低于健康組(P<0.05)；各波段每Hz相對值僅γ2和高γ波頻段F8導聯顯著低于健康組(P<0.05，圖1)。

4 健康組與偶飲酒組各頻段比值比較 兩組間δ/θ、δ/α、δ/β、δ/高β、θ/α、θ/β、θ/高β、α/β、α/高β、β/高β的比值差異無統計學意義。

5 健康組與偶飲酒組各項指標Z值的變化 偶飲酒組12例β/高β的Z值≥3，健康組2例Z值≥3，差異有統計學意義(P<0.05)，余各項指標Z值差異無統計學意義。

表1 健康組與偶飲酒組腦電絕對功率值比較(μV Sq)

注：與偶飲組比較，*P<0.05，△P<0.01

表2 健康組與偶飲酒腦電相對功率值比較(%)

注：與偶飲組比較，*P<0.05，△P<0.01

圖1 健康組與偶飲酒組各波段Hz絕對值和相對值比較

討 論

腦電圖是大腦皮質細胞腦電活動的總和，反映腦功能狀態。20世紀80年代美國學者 Duffy首先實現了腦電圖的定量分析。目前qEEG在臨床診斷與研究中已用于精神病、癲癇、藥物定量分析等領域，對缺血缺氧性腦病、代謝性腦病、中毒性腦損傷、認知功能異常、獲得性中樞神經系統代謝障礙及大腦不同生理狀態等的研究具有較高的價值，并已漸漸應用于臨床[4-6]。

酒精對腦神經的影響主要表現為抑制作用。中樞神經系統中最可能的酒精作用靶受體之一是γ-氨基丁酸A型(GABA-A)，該受體是配體門控離子通道，GABA作用于該受體引起氯離子內流，產生超級化，達到抑制神經傳導的作用。Chan報告GABA通過鈣離子通道介導皮質和皮質神經元的超極化，使δ活動增加。長期酗酒者早期表現為皮質功能障礙，后期為皮層縮萎，因此，腦電圖主要表現為慢波增多、快波減少，其慢波增多的可能原因是腦組織引起神經細胞能量代謝障礙，影響突觸后電位的釋放，產生較多的慢波[7-10]。既往的研究發現，酗酒者(或酒精依賴)qEEG的改變主要是δ、θ和α頻段功率(降低)的改變[11-12]。Coutin等[13]對191例男性酗酒者進行qEEG分析，結果發現僅7例qEEG正常，異常率為96.3%，其中81例(42.4%)δ、θ頻段的絕對功率和相對功率降低，而β頻段的絕對功率和相對功率是增加的；33例(17.3%)顯示僅δ、θ頻段的絕對功率和相對功率降低；29例(15.2%)中27例顯示β頻段的絕對功率和相對功率增加，2例只有相對功率增加；28例(14.7%)δ、θ和α頻段的絕對功率和相對功率降低；6例(3.14%)α頻段的絕對功率和相對功率降低；3例(1.57%)θ和α頻段的絕對功率和相對功率降低；并經MRI證實，δ、θ波(頻段)功率下降與皮層萎縮有明顯的相關性。也有研究者發現，酗酒者α1波絕對功率有明顯改變，而α2波的絕對功率沒有發生改變；隨著酒精濃度的增高，受試者出現精神興奮時各位點α頻段的絕對功率增加最明顯[14]。馬玉寶等[15]報告適量酒精可使健康青年人各腦區α1頻段相對功率百分比升高，而α3、δ頻段相對功率百分比降低。最近Jaramillo等[16]報告大學生酒精消費者定量腦電圖研究結果：在腦中央區β頻段絕對功率增加，額葉和中央頂部β頻段平均頻率減低，θ頻段并無改變。本研究結果顯示，偶飲酒組在大腦多個頻段β、高β和γ頻段絕對功率均有明顯減低，α1頻段相對功率均明顯增加，α2頻段則明顯減低，說明偶飲酒者腦電絕對功率值主要表現為全腦區β、高β和γ活動減少，而相對功率則全腦區α1動增多和α2活動減少，表明qEEG可較靈敏的識別出大腦結構和代謝出現異常之前的腦功能變化。本研究結果與文獻結果不完全一致，可能與酒精消費量不同及選擇人群的年齡范圍不一致有關。

由于絕對功率值的個體差異比較大，難以有一個標準的診斷，相對功率值可以消除各種干擾，是一個比較穩定的指標。目前國內大多數研究者常用δ+θ/α+β等值作為分析指標，該值增大則表示慢波增多，快波減少。本研究選用多項功率比值，保持各個頻段處于在一個基線。本研究結果顯示偶飲酒組α/β、α/高β比值高于健康組；δ/θ、δ/α、δ/β、δ/高β、θ/α、θ/β、θ/高β、β/高β比值低于健康組，但兩組間比較均無顯著性差異，究其原因，可能與樣本選擇的比值不同有關，不同研究者對比值的研究存在一定差異。

Z值是與正常人數據庫的均值和方差比對后得出值，它可以更好地反應出病人的參數與正常人參數的差異，越接近0越好，通常以±3為界。本研究發現，兩組人群在全腦各頻段的絕對值、相對值及多項功率比值的Z值均有一定比例出現異常(增強或減弱)，僅偶飲酒組β/高β的Z值有統計學意義。雖然兩組的Z值多無統計學差異，但對每個體非常有意義，特別是對健康及亞健康人群，能夠及早發現腦功能受損的微小變化，有助于提高人們對腦功能障礙的認識，促使我們及早干預，提高生存質量。

qEEG作為一種實用、簡便、價廉和無創傷工具，能夠反映大腦生物電活動的變化，在可逆階段檢測出腦功能障礙，并能突出在目測原始EEG 時難以發現的某些特征。本研究對健康人群腦功能分析結果表明qEEG可以對健康人腦功能受損早期精準定位。更為有意義的是，本研究篩查出偶飲酒者的qEEG不同于健康者的qEEG，并提示這類人群存在潛在認知障礙的風險。隨著研究的深入，腦電信號定量分析一定會在體檢中心中發揮更大作用。

當然，本研究還存在一些不足之處，如樣本量較少、地域的限制、缺乏性別、年齡分層，需要在今后的工作中努力完善這些不足。