臨床腦電圖的基本特征及評價

魯在清

棗莊市市中區人民醫院特檢科 山東省棗莊市 277101

一、何謂臨床腦電圖？

借助腦電圖檢查，觀察并且判定腦電活動是否異常以及異常的程度和特征，乃至作為腦部疾病診斷或腦機能損害的依據，稱為臨床腦電圖。從臨床應用上來看，按照記錄時間的長短可以概括分為短程腦電圖檢查和長程腦電圖監測。所謂短程腦電圖檢查，一般是指腦電圖的記錄時間大約需要至少20～30 min，通常稱之為常規腦電圖。而長程腦電圖監測又分為兩種：一種是腦電圖的記錄過程需要持續較長時間，即動態腦電圖（ambulatory electroencephalography, AEEG，或稱腦電 Holter），例如24 h AEEG是指腦電圖持續記錄包括覺醒和整夜睡眠在內的全天過程，由于AEEG其中混入了難以避免的大量各種干擾偽差，故不容易做出準確鑒別；另外一種稱為錄像腦電圖（video-EEG,VEEG），即是在持續記錄腦電圖的同時，同步錄像被檢者的臨床表現，一般設定大約需要3～4 h，所以適合于臨床發作較頻繁的患者，而VEEG被認為是目前癲癇發作診斷與鑒別診斷最可靠的實驗室證據，但前提是必須具備詳細癥狀學與其同期腦電圖關系（關聯）的準確分析知識。總之，長程腦電圖監測是在常規腦電圖技術之上的發展和提高，當然也會帶來一些新的問題與挑戰，特別是對腦電圖的判讀水平提出了更高的要求[1]。再從腦電圖學來看，腦電圖所記錄到的是隨時間而變化的電位差曲線，本質上屬于自發性、動態的生物電現象，它直接反映了大腦的功能狀態，即意味著腦電圖包含極其豐富且變化多端的腦機能活動信息，而且同時與大腦內部和外部的諸多因素密切關聯。

因此，臨床腦電圖是一個極其復雜又很專業的領域，常常難于理解和掌握，并非淺顯易懂。倘若要認識和理解腦電圖，首先必須接受正規的腦電圖學培訓，不斷加深認識和勤于實踐，日積月累，才能慢慢體悟到最初啟蒙之后怎樣才是真正的“入門”。實際上，初學腦電圖的人通常會感到陌生和困惑，仿佛“云山霧罩”， 面對腦電圖不知道應該從何處入手。經驗表明，或許在初始時的學習，嘗試從腦電圖的基本特征作為切入點，循序漸進，步步為營，并且關注所涉及的病例實踐，經歷潛心修行，而后逐漸具備較準確判讀腦電圖的技能和理論觀點，因此說這是一個“水到渠成”的積累過程和結果，也確實是一項耗費心力的事業。但如果急于求成，淺嘗輒止，又不太重視規范的方法學及其實踐經驗，試圖尋找捷徑希望在短期內取得腦電圖“速成”，而最終也很可能是真正達不到所要求的腦電圖判讀水平，究其原因往往是“基礎不牢，地動山搖”。

二、影響腦電圖的主要外部因素

影響腦電圖的因素很多，大致上可分為內部因素與外部因素兩大類別。所謂內部因素，既有腦電圖本身的構成要素即其基本特征，也包括腦電活動多種多樣的表現，例如區域分布、出現方式、對稱與非對稱以及數量等。而影響腦電圖的外部因素，主要有下述幾種。

(1) 年齡差異

年齡屬于生物學的標識，腦電圖顯示有明顯的年齡依存性，是其最大的特點。所以，年齡不同，正常腦電圖的范圍也不相同，這在小兒時期尤其如此。與成年人比較，判讀小兒特別是新生兒腦電圖，通常在理論上還必須再接受特殊的嚴格訓練和積累一定的實踐經驗。實際上，即使是異常腦電圖也同樣顯示有年齡依存傾向。例如癲癇，其中頗具有代表性的是年齡依存性癲癇性腦病，它包括3種類型：早期嬰兒癲癇性腦病即大田原綜合征（與腦電圖爆發-抑制關聯）、West綜合征（與腦電圖高度失律關聯）、以及Lennox-Gastaut綜合征（與腦電圖彌漫性尖慢波關聯），而且在這3種類型之間隨年齡增加，可見出生后2～6個月時從大田原綜合征向West綜合征移行，在1～2歲從West綜合征向Lennox-Gastaut綜合征移行，被認為是由特定發育階段（年齡）的大腦規定其病狀內容。也就是說小兒癲癇其發作癥狀和腦電圖所見常因大腦的成熟程度背景而被修飾[2]。

(2) 意識狀態

覺醒與睡眠，屬于大腦的兩種不同意識水平的生理性狀態，也通常具有與之相對應的特征性腦電圖。如果臨床發生意識障礙，在腦電圖上最常見到的是廣泛性或彌漫性的異常慢波，而慢波化的演變程度大多數與意識障礙的嚴重程度呈平行關系。然而，有時也會見到腦電圖出現特殊波形的意識障礙，例如所謂的突發波昏迷（包括癲癇持續狀態）、α波昏迷、三相波昏迷等。另外，原因不明的急性意識障礙，此時盡管腦電圖呈現彌漫性或廣泛性異常，但根據其腦電圖異常特征，對于腦部損害的定位、定側以及推測其病因（腦器質性與非器質性）等可能仍然具有一定的提示意義。

(3) 精神活動與外界刺激

在常規腦電圖，其基礎條件限定為覺醒、安靜閉眼狀態，此時在成年人可以觀察到作為某種較高程度同步性的α波。但是，在睜眼（視覺刺激）、精神作業（例如做心算）或精神緊張時，則顯示α波的同步性降低、振幅減低甚至α波消失，這被稱為α波阻滯（α-attenuation）現象。其他外界刺激例如聲音、疼痛等也可引起α波類似的變化，只是這種反應不如在睜眼時更加顯著和典型。此外，在發生精神疾病癥狀時，選擇腦電圖檢查其主要目的是有助于臨床與類似的腦部器質性疾病所致的精神障礙作鑒別診斷等。

(4) 腦部疾病

在腦機能障礙表現為臨床癥狀和體征時，即稱為腦部疾病。腦部疾病與腦電圖之間的關聯，大概可以分為下述幾種：①直接聯系，目前認為最具有代表性的疾病是癲癇，癲癇的本質是由于腦部突發性放電（以腦電圖出現棘波、尖波為代表）所致，而癲癇發作與腦部短暫性突發性放電之間（常具有特征性的發作類型和腦電圖模式）直接相關聯。如果上述兩者之間缺少因果聯系，則可判定該發作屬于非癲癇性事件。②間接聯系，主要指腦電圖背景活動異常（例如δ、θ波增加或增多），此時盡管腦電圖的敏感性較高，提示有腦機能損害，但屬于非特異性異常。例如，在腦器質性（如腦炎、腦血管病、腦腫瘤、腦外傷以及老年期癡呆等）疾病，或者腦外疾病（如心臟疾患、代謝性及中毒等）引起繼發性腦損害時，其腦電圖“共同”的表現主要是背景活動異常慢波，故絕大多數沒有病因學提示作用。③多樣性聯系，即指臨床特征與腦電圖模式之間的關聯具有疾病診斷或病因提示意義。目前已知除某些癲癇綜合征外，還有某些疾病與腦電圖之間的關聯現象得到確認，例如煙霧病與過度換氣試驗終止后再次慢波化，肝性腦病與典型三相波，亞急性硬化性全腦炎與周期性復合波，Creutzfeldt-Jakob病與周期性同步放電現象等[2]。④聯系尚不確定，這是指由于腦波的波形變異，或與臨床表現缺少密切關聯，或臨床意義尚不明確的少數現象，例如14 Hz及6 Hz陽性棘波、發育不成熟的棘慢波、中線θ節律、小尖棘波、睡眠紡錘變異等。總之，對腦部疾病與腦電圖之間關系的理解，也往往涉及相關性評價，至少需要關注其符合邏輯的分析和解釋。

三、腦電圖的基本特征及評價

腦電圖即使很復雜且變化多樣，但從物理學角度來看，這種直接從頭皮記錄的腦電活動屬于近似正弦波的電現象。因此，腦電圖本身也應具有周期、振幅、位相及波形等構成要素，或者將這些構成要素看作是其基本特征。

(1) 周期（頻率）

腦波的周期（period）是指由一個波的波谷到下一個波的波谷之間的橫向（持續時間或時限）距離，即為該波的周期（ms）數值。但通常采用換算法，即采用頻率（Hz或周波數c/s）來代表其相應的周期（如 3 Hz=333.3 ms，11 Hz=90.9 ms，20 Hz=50 ms），這主要是從肉眼測量及計算應該較為簡便易行來考慮的。當然，在某些時候腦波的周期也同樣被關注，例如對于棘波、尖波或復合波等特殊波形，不僅測量其頻率，在必要時則同時測量并標注其相應的周期數值。

采用測量頻率，便引申出了關于腦波的分類。所謂腦波的分類，通常是按照頻率及其波形（正弦波樣）來劃分，例如Walter（1944）曾建議的腦波分類，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），這是傳統分類法的典型代表之一，又因為是采用肉眼觀察和識別，簡便易行，但稍顯粗略。此后，數字化腦電圖儀的分類法（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），可見在傳統分類法的基礎上，采用計算機能夠方便快捷地對腦波進行更為嚴謹細致的分類。

此外，一般以α波作為基準，將頻率比α波慢的θ、δ波統稱為慢波（slow wave），而頻率比α波快的β、γ波統稱為快波（fast wave）。倘若腦波的波形不是正弦波樣時，則不能僅用頻率描述該波，還必須考慮其波形。

(2) 振幅

所謂振幅（amplitude）是指腦波的電位或波幅，通常用微伏（μV）表示。關于腦電圖的振幅，一般的規定是＜25 μV稱為低幅，25～75 μV稱為中幅，75～150 μV 稱為高幅，≥150 μV稱為極高幅。從測量振幅，引申出如何識別和確認腦波歸屬的問題。實際上，在腦電圖中除了單形態類似正弦波的波形之外，尚有許多由不同周期的腦波疊加融合所構成的復合波。對此，可參照這樣的建議：倘若是單形態的腦波其振幅≥10 μV，或者慢復合波（θ、δ波）的振幅≥20 μV，此時均作為一個腦波看待[2-3]。換言之，對于如何來確定一個腦波？采用測量其振幅的方法，也較為簡便可行。

(3) 位相

所謂位相（phase）又稱為極性，在腦電圖學中特別規定，腦波的記錄曲線顯示向基線上方偏轉的形態，即稱為陰性波，而向基線下方偏轉的形態則稱為陽性波，因此便有陰性波、陽性波、雙相波以及三相波等的區別。例如，規定棘波或尖波在多數情況下呈現為陰性波，即顯示其波尖向上的尖銳波形。作為背景活動的各種腦波，因其波形類似正弦波，故無需再作位相（極性）規定，而主要是關注其位相關系。

判斷位相關系，主要涉及對于腦波定位（即判斷其起始）的需要。所謂位相關系，在狹義上是指判斷腦波之間是否有“時間差”，通常是觀察和比較兩個部位（對稱腦區、相鄰腦區）或全部腦區出現的某一特定相似波形（例如棘波、慢波、3 Hz棘慢復合波）時，判斷部位之間是否有先后順序出現即所顯示的時間差異。如此，則有某一腦波在兩部位之間顯示同位相（同步）、不同位相和位相倒置3種現象。一般來說，在判斷和測量腦波的位相差異時，大多采用其相差的時間ms來表示。例如，通過精確測量左右中央區之間棘波的時間差，便可以判斷，倘若該棘波的時間差≤6 ms，提示屬于原發性兩側同步，而時間差≥9 ms則提示屬于繼發性兩側同步[2]。

(4) 波形

波形（wave form）是指一個腦波的形狀。由于腦電圖不是嚴格意義上的正弦波，也顯示或多或少的波形變異。α波、β波一般呈正弦波樣，慢波（θ、δ波）常見不規則也仍被看作與正弦波相似，而棘波、尖波具有尖銳的波形（特別是其陡峭的上升支）而區別于其他背景活動。國際上規定，腦波周期的時限為20～70 ms（約1/50～1/14 s）的尖銳波形稱為棘波，周期的時限為70～200 ms（約1/14～1/5 s）者則稱為尖波，這是棘波與尖波之間最具有特征性的區別。

按照IFSECN規定，在腦電圖中除了“波”這一術語之外，所謂活動（activity）是指腦電圖的波或者波的連續出現，而節律（rhythm）則是指由周期大致恒定的波構成的腦電活動，例如α節律、β活動、棘節律等。因此，廣義上腦電圖的“波”是包括“活動”和“節律”的。此外，所謂復合波（complex）是指具有特征性的波形，或反復出現相當恒定的波形，并且與背景活動有區別的兩個或兩個以上的波相連續。如棘慢復合波、尖慢復合波、K綜合波等。背景活動（也有的沿用習慣稱為基礎節律或稱主要頻率）被定義為在某種正常或異常腦電圖波形出現時構成其背景，而且據此可以與這些特定波型相區別的腦電活動[3-4]。

(5) 注意事項

在肉眼觀察、識別以及測量和確認腦波（其整個過程可稱為判讀）時，首先應明確了解腦電圖記錄條件和被檢者的狀態等基礎信息。其中腦電圖技術必須嚴格，符合相關標準，而且盡可能減少干擾偽差。如果技術參數設置不合理將直接導致腦波失真，甚至會造成誤判，值得注意。如高頻濾波采用30 Hz，則30 Hz以上頻率的振幅衰減至少30%，波形變鈍且減低；時間常數采用0.1 s，則對應1.6 Hz以下慢波的振幅衰減至少30%，慢波數量被減少。

另一方面，臨床上應用腦電圖檢查，則需對腦電圖所見進行客觀的完整描述。其中，對于異常腦電圖的描述，可以大致分為背景活動異常與突發性異常（棘波、尖波、棘慢復合波等）兩大類，由此再擴展細分下去。簡而言之，這是基于關注腦波的頻率成分與波形判斷為主導所形成的描述性敘述模式，并逐漸成為傳統被沿用下來。從實踐上來看，客觀描述腦電圖的動態變化，或者通過其描述可以逼真還原腦波本身的一些特征，這樣的描述性腦電圖也確實便于理解和實際應用。再者，經驗表明，能夠準確判讀腦電圖，也絕非易事。這是因為迄今對于臨床腦電圖的判讀，仍然一定程度上受到判讀者的主觀性和經驗性的影響，特別是當遇到復雜疑難、罕見腦電圖病例時更是這樣。也就是說，判讀者的經驗及水平起到關鍵作用，所以即使曾經接受過正規腦電圖培訓且考核合格，也僅是基礎而已。事實上，過去的經歷和見識，都將成為現在的基礎，專業基礎總是前提條件，而專業水平則是其結果和境界，天道酬勤，這在臨床腦電圖領域尤其如此。