定量腦電圖在監測大腦中動脈重度狹窄側腦灌注中的應用

羅林婷 宋志彬 王琴 王春艷 鄭國良

南方醫科大學附屬小欖人民醫院1神經內科，2放射科（廣東中山528415）

缺血性卒中的發病率、病死率、致殘率及再發率均高，隨著人們生活方式的改變及人口老齡化，缺血性卒中的發病年齡有提前趨勢［1］，因此國內外對其研究日益重視。顱內大動脈狹窄，特別是大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）狹窄，是缺血性腦血管病常見的獨立高危因素之一［2］。

腦電圖是一種臨床上應用廣泛的電生理檢測方法，能敏感地監測到腦血流下降引起的腦細胞代謝紊亂和神經元異常電活動［3］。定量腦電圖（quantitative electroencephalography，QEEG）是將腦電參數量化使結果更加客觀，增加其診斷的準確性及敏感性。目前國內外有許多研究已證實QEEG 與血管狹窄程度的相關性，而在臨床上常常會發現一些“大梗死，小癥狀”和“小梗死，大癥狀”的患者，筆者認為缺血性卒中的臨床癥狀及預后不僅僅歸結于血管狹窄程度，個體側支循環、腦循環儲備力、腦代謝儲備力的差異，即腦灌注的差異對缺血性卒中的發生、臨床癥狀及預后的嚴重程度有更重要的意義。

CT 灌注（CT perfusion，CTP）目前已廣泛用于臨床腦灌注的測量。由于對比劑濃度和衰減之間的線性關系，CTP 可以提供相對準確的灌注參數［4］。高培毅等［5］認為，急性腦梗死的發生，其血流變化經歷了3 個時期：一是由于腦灌注壓的下降引起的局部腦血液動力學異常的改變；二是腦循環貯備力失代償性，導致灌注下降造成的神經元功能改變；三是腦血流量進一步下降超過腦代謝儲備力，最后發生不可逆的神經元形態學改變，即腦梗死。前面兩個時期則被稱為腦梗死前期。

本研究的目的是以CTP 作為腦灌注參考標準，通過QEEG 監測MCA 重度狹窄患者的腦電生理參數，比較不同腦灌注組間QEEG 參數，評估QEEG 與腦灌注的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2016年2月至2018年8月南方醫科大學附屬中山小欖人民醫院神經內科收治MCA 重度狹窄患者60 例，其中男39 例，女21 例，年齡40～77 歲，平均60.8 歲。納入標準：（1）經數字減影血管造影術（digital subtraction angiography，DSA）檢查證實單側MCA 重度狹窄或閉塞（狹窄率＞70%）；（2）能配合行頭顱CT、MR、CTP 及腦電圖等檢查；（3）年齡18 ～85 歲。排除標準：（1）頭顱CT 證實為腦出血、蛛網膜下腔出血；（2）血管炎檢查可能為血管炎所致狹窄；（3）在住院期間或資料收集期內接受血運重建術；（4）對側顱內大動脈及椎基底動脈中重度狹窄（狹窄率＞50%）；（5）同側頸內動脈中重度狹窄（狹窄率＞50%）導致的串聯病變。本研究經南方醫科大學附屬中山小欖人民醫院倫理委員會批準，所有入選患者均簽署知情同意書。

1.2 分組根據DSA 檢查篩選符合入選標準的單側MCA 重度狹窄患者，頭顱CT 排除其他疾病，頭顱MR 可有新發缺血性卒中，NIHSS 評分小于5 分，根據CTP 腦梗死前期定義分組：Ⅰ0 期：TTP、MTT、rCBF 和rCBV 均 正 常。Ⅰ1 期：達 蜂 時 間（TTP）延長，平均通過時間（MTT）、rCBF 和局部腦血容量（rCBV）正常。Ⅰ2 期：TTP 和MTT 延長，rCBF 輕度下降，rCBV 升高。Ⅱ1 期：TTP、MTT 延長以及rCBF 下降，rCBV 基本正常或輕度下降。Ⅱ2 期：TTP、MTT 延長，rCBF 和rCBV 下降［5］。腦梗死前期Ⅰ期=Ⅰ0 期+Ⅰ1 期+Ⅰ2 期，腦梗死前期Ⅱ期=Ⅱ1 期+Ⅱ2 期，有新發梗死灶者即為腦梗死期。

1.3 研究方法

1.3.1 患者基本資料收集收集患者姓名、性別、年齡、高血壓病史、糖尿病病史、心臟病病史、血脂異常病史、吸煙史及主要臨床癥狀。其中合并高血壓病患者有51 例（85.0%），糖尿病患者43 例（71.7%），血脂異常患者48 例（80.0%）、合并心臟病患者11 例（18.3%），吸煙史27 例（45.0%）。主要臨床癥狀：其中表現一側肢體乏力麻木22 例（36.7%），言語含糊10 例（16.7%），TIA 發作11 例（18.3%），頭暈15 例（25%），無明顯癥狀12 例（20%）。其中24 例患者頭顱MR 提示發現新發梗死病灶，其中29 例提示陳舊性腔隙性腦梗死，7 例未見明顯異常。

1.3.2 CTP成像檢查CTP成像檢查采用Philips256層螺旋CT，為減少碘氟醇過敏，在術前15 min 左右靜脈推入10 mg 地塞米松，采用高壓注射器高壓快速團注法經肘前靜脈注入碘氟醇，注射速率5.0 mL/s，總量50 mL，注射完畢后立即以同樣的速率再注射20 mL 的生理鹽水。腦灌注掃描模式：管電壓80 kV，管電流100 mAs，掃描22 個循環，循環時間2.05 s，掃描時間0.55 s，層厚5 mm，以基底節區層面為感興趣區，覆蓋范圍32.2 mm。掃描體位為患者仰臥，眼眶一乳突連線為基線，以基底節區為中心掃描。頭顱和身體正中矢狀面于臺面中線重合。灌注圖像采用應用Brain Perfusion 4.0 灌注分析軟件進行圖像后處理，先應用程序對圖像行自動校正處理，后手工選取流入動脈（MCA）和流出靜脈（一般選擇上矢狀竇），得到時間密度曲線圖，然后計算機自動繪制反映腦組織灌注功能的偽彩圖，去除血管對數據的干擾后測量基底節及顳葉的病變側及正常側的腦血容量（CBV）、腦血流量（CBF）、平均通過時間（MTT）及灌注達峰時間（TTP）參數值，在所有顯示基底節和顳葉的掃描層面內，分別取2 個感興趣區（ROI），ROI 內避免包含直徑＞2 cm 的梗死區；然后自動產生鏡像對稱的CBV、CBF、MTT 和TTP 的數值，最后取狹窄側與正常側參數值的比值即獲得相對灌注參數（rCBV、rCBF）。根據定義分成：腦梗死前期Ⅰ期、腦梗死前期Ⅱ期和腦梗死期（圖1）。

圖1 MCA 重度狹窄患者的CTP 分組圖像Fig.1 CTP group image of patients with severe middle cerebral artery stenosis

1.3.3 腦電圖檢查使用美國Nicolet 公司生產的Nicolet one 16 導腦電圖檢查儀進行記錄。按照國際10/20 系統，首先安裝頭皮碟狀電極，采用常規雙極導聯、耳極作為參考電極描記，采用頻率≥2 000 Hz，控制各導聯電阻在10 kΩ，提前囑所有患者清洗頭發，需要在患者清醒、閉目、安靜狀態下，記錄約10～30 min，然后由兩名經驗豐富的腦電圖醫師選取患者平靜呼吸后基線平穩、無偽跡的30 s腦電圖數據（圖2），經濾波后用計算機進行分析，通過快速傅立葉轉換，分別得到16 個腦區的δ 波、θ 波、α 波、β 波的絕對功率，再計算出慢波化指數（delta and theta/alpha+ beta ratio，DTABR）、腦電圖空間對稱指數（spatial brain symmetry index，sBSI）及腦電時間對稱指數（temporal brain symmetry index，tBSI）。DTABR=δ+θ/α+βδ、θ 、α及β表示30 s 內δ、θ 、α及β的實際功率值，N（i i=1，2，3，4…。N）代表導聯的數目，M（j j=1，2，3，4…。M）所分的頻帶（α、β、δ、θ），K=2?M［6］。

圖2 MCA 重度狹窄患者的腦電圖Fig.2 EEG of patients with severe cerebral artery stenosis

1.4 統計學方法應用SPSS 19.0 軟件進行3 組間差異比較使用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD 檢驗，相關性分析采用Spearman 相關分析，計數資料比較采用χ2檢驗。

2 結果

2.1 CTP 結果經2 名5年以上工作經驗的放射科醫生分別閱60 例入選患者CTP 片確認灌注分組，最終確認腦梗死前期Ⅰ期患者21 例，腦梗死前期Ⅱ期患者15 例，腦梗死期患者24 例，3 組患者一般資料差異無統計學意義（表1）。

2.2 腦電圖結果

2.2.1 3 組QEEG 參數的比較3 組腦電圖tBSI、sBSI、DTABR 比較差異有統計學意義（F = 12.077，P = 0.000；F = 19.051，P = 0.000；F = 3.486，P =0.037）。各組間比較，tBSI 在組間比較差異有統計學意義（P=0.026，P=0.000，P=0.038）；sBSI 在組間比較差異有統計學意義（P = 0.028，P = 0.000，P=0.044）；DTABR 在腦梗死前期Ⅰ和腦梗死期比較差異有統計學意義（P = 0.011），在腦梗死前期Ⅰ期和腦梗死前期Ⅱ期及腦梗死前期Ⅱ期和腦梗死期比較差異無統計學意義（P=0.190，P=0.305）（表2）。

表1 3 組患者的一般資料比較Tab.1 Comparison of general data among three groups of patients 例（%）

表2 3 組間各QEEG 指數的比較Tab.2 Comparison of QEEG indices among three groups ±s

表2 3 組間各QEEG 指數的比較Tab.2 Comparison of QEEG indices among three groups ±s

注：與腦梗死前期Ⅰ期相比，*P＜0.05

腦梗死前期Ⅰ期腦梗死前期Ⅱ期腦梗死期F 值P 值tBSI 0.099±0.006 0.105±0.007*0.110±0.007*12.077 0.000 sBSI 0.087±0.050 0.096±0.010*0.104±0.011*19.051 0.000 DTABR 0.614±0.088 0.654±0.096 0.684±0.084*3.486 0.037

2.2.2 QEEG參數與不同腦灌注程度的相關性腦電圖tBSI、sBSI、DTABR與腦灌注下降程度呈正相關（r=0.552，P=0.000；r=0.626，P=0.000；r=0.316，P=0.000），即與腦灌注程度呈負相關（圖3 ～5）。

圖3 腦電圖sBSI 與腦灌注程度的相關性Fig.3 Correlation between sBSI and cerebral perfusion

圖4 腦電圖tBSI 與腦灌注程度的相關性Fig.4 Correlation between tBSI and cerebral perfusion

圖5 腦電圖DABTR 與腦灌注程度的相關性Fig.5 Correlation between DABTR and cerebral perfusion

3 討論

MCA 是頸內動脈的延續，其皮層支主要供應大腦半球背外側的前2/3，一旦發生嚴重狹窄或閉塞，高致殘率及死亡率給家庭及社會帶來極大的負擔［7］。MCA 重度狹窄，多為動脈粥樣硬化所致，其形成的過程中，機體會形成相應的側支循環以改善狹窄血管周圍的血液供應，及時或完全形成側支循環的可以避免腦梗死，而來不及代償或代償不足的則發生腦梗死［8］。目前尚無定量評價側支循環代償優劣的方法，而血管狹窄后側支循環的代償建立直接影響相應供血區域的腦灌注情況。所以臨床上常常出現相同血管狹窄程度的患者，其臨床癥狀多種多樣，可沒有任何臨床癥狀，也可發生不同程度的腦梗死，而這些不同臨床轉歸主要取決于血管狹窄后的腦灌注情況。

腦電圖是一種能夠有效反映腦缺血后腦功能的監測工具，相關研究［9］表明，腦電圖能在患者腦缺血尚未出現臨床癥狀時就可捕捉到異常腦電波。QEEG 通過對常規腦電圖的頻率、節律、波幅、波形等進行頻域或時域分析，用特定函數模型轉化為具體量化參數，讓分析結果更加客觀。研究表明，隨著腦灌注減少，細胞代謝下降或大腦皮層功能減退時，腦電波表現為頻率變慢或出現慢波（δ或θ波），而且，皮層機能越低下，腦波頻率越慢［10］。所以慢波化指數越高提示局部腦組織缺血越明顯，即局部腦灌注下降越明顯［11-12］。腦電對稱指數（BSI）是通過計算機快速傅里葉轉換腦電圖功率頻譜分析所得，其主要代表左右大腦半球功率譜的差異，量化評估兩側大腦半球在頻率分布和波幅大小方面的差異。其數值越接近0 代表對稱性越好，越接近1 表示對稱性越差［6］。本研究對MCA 重度狹窄側各CTP 組的tBSI、sBSI、DTABR進行了比較，發現3 個QEEG 參數均與腦灌注呈負相關，隨著血管狹窄側腦灌注的下降，tBSI、sBSI 值逐漸增大，在各組間兩兩比較差異有統計學意義，提示血管狹窄側腦灌注下降越明顯，與正常側大腦半球功率譜差異越大，對稱性越差。DTABR 值也隨著腦灌注的下降逐漸增大，在腦梗死前期Ⅰ和腦梗死期比較差異有統計學意義，提示血管狹窄側腦灌注越低，腦電頻率越慢，局部腦組織機能越差。

血管狹窄后由于側支循環形成等差異造成腦灌注不同，血管供應區組織缺血程度不同，提示局部腦電活動可能存在差異。筆者認為所有導致缺血機制的最后通路一定是腦灌注的下降。ALKHACHROUM 等［13］聯合QEEG 和經顱多普勒超聲證實了硬膜下血腫短暫性腦缺血發作的低灌流機制。SCHLEIGER 等［14］在QEEG 監測證實急性缺血性卒中血栓切除術后，腦灌注恢復后即刻改善的腦病理生理學。HAGHIGHI 等［15］也在患有嚴重抑郁癥的患者研究中，發現QEEG 與腦灌注之間的關聯。其他相關研究［16-21］也表明QEEG 在監測急性或慢性缺血性卒中患者腦功能的改變及預后評估中有重大的意義及臨床價值。與本研究結果發現的結論相吻合，進一步證實了QEEG 與腦灌注的相關性。

臨床上，大多以發病時間及血管狹窄進行分期，忽略了個體側支循環的差異。MCA 重度狹窄患者發生腦梗死的風險極高，所以對腦梗死前期的發現及監測意義重大，及早進行藥物預防或介入手術治療，可避免其向腦梗死期轉化，從源頭上減少致殘率及致死率。此外，MCA 重度狹窄患者即使已經發生腦梗死，由于腦灌注的差異，其病情的嚴重程度及預后也不同。筆者發現梗死灶周圍側支循環越差，即腦灌注下降越明顯，越容易發生進展性卒中，臨床預后也越差，致殘率越高。相關研究表明［22-23］，急性缺血性卒中早期腦電圖可預測卒中后癲癇的發生及預后。所以，筆者認為應用QEEG 監測腦灌注對于判斷患者病情嚴重程度及預后也有重要意義。

CTP 作為一種反應器官功能的影像學技術，是目前反映腦灌注的較可靠工具。CTP 的缺點包括價格昂貴、輻射劑量和造影劑注射，對腎功能障礙及危重癥患者的應用具有一定的局限性。QEEG 的主要優點是可重復性，由于沒有使用造影劑，可以根據需要重復多次測量，對急危患者還可床旁實時動態監測。低灌注是所有腦缺血機制的最后通路，筆者認為QEEG 在監測急危重癥患者腦灌注的變化方面有重要的臨床價值。

本研究仍存在一定局限性。首先，從單一機構抽取相對較小的樣本量，可能引入樣本偏差；其次是本研究入選病例均為單側MCA 重度狹窄患者，各組灌注差距較小，而入選腦梗死組患者NIHSS 評分較低，證明腦梗死期組血管狹窄側仍然存在一定的側支循環代償，并非完全沒有灌注；這可能是造成DTABR 在在腦梗死前期Ⅰ期和腦梗死前期Ⅱ期及腦梗死前期Ⅱ期和腦梗死期比較差異無統計學意義的原因；此外，定量腦電參數可能會受患者情緒狀態，前晚睡眠質量影響，腦電圖醫師在與患者溝通中已盡可能減小這些可能干擾腦電活動的因素。最后，本研究以CTP 評估灌注進行分組，由于各組間無明確參數值界定，主要靠肉眼識別光譜差異，可能存在一定主觀性，而且ROI是在CTP 圖像上手動繪制，這種手動測量是誤差的來源。在本研究中，為了減少誤差，兩名醫師分別對入選患者分組，根據大腦的解剖結構，ROI 盡可能放置CTP 圖像的相同位置。因此，在某種程度上減少一定的誤差。

綜上所述，QEEG 作為一種無創、客觀的檢查手段，對于指導腦灌注可能具有一定的意義，有助于臨床醫師及時發現腦梗死前期，監測MCA 重度狹窄患者腦灌注的改變，從而制定更加有針對性的治療方案，是一種很有前景的工具。