睡眠聯(lián)合腦電監(jiān)測對重癥患者意識狀態(tài)改變的預報價值

徐斌 元小冬 王連輝 馬倩 薛晶 張萍淑

1 華北理工大學附屬開灤總醫(yī)院神經(jīng)內科 河北省唐山市 063000

2 河北省神經(jīng)生物機能重點實驗室 河北省唐山市 063000

意識改變對于重癥患者確定治療方案和判斷預后具有非常重要的意義[1-4]。發(fā)生意識改變的患者治療難度大、致殘率高、死亡率高[5]，因此對于患者意識變化進行早期預測具有非常重要的臨床意義。然而，目前尚沒有一種技術方法能夠對患者意識狀態(tài)的改變進行早期預測[6]。腦電圖作為診斷腦損害和腦死亡的重要技術方法[7-9]，能否對于意識改變進行預測尚處于研究中。我們試圖通過定量腦電圖監(jiān)測技術與非直接接觸式無感睡眠監(jiān)測技術相結合的方法對于預測重癥患者的意識狀態(tài)改變進行研究，以期為此類患者的早期診斷和改善其預后提供臨床客觀依據(jù)。

資料與方法

一、研究對象

連續(xù)收集2020 年11 月至2021 年12 月在開灤總醫(yī)院神經(jīng)重癥加強治療病房診治的不同意識狀態(tài)患者81 例，其中男63 例，女18 例，年齡（65.9±14.5）歲；依據(jù)格拉斯哥昏迷評分法（Glasgow coma scale,GCS），將不同程度意識障礙患者分為清醒組19 例（急性缺血性腦血管病患者18 例、腦出血1 例，GCS 評分為15 分）、嗜睡組48 例（急性缺血性腦血管病患者35 例、腦出血9 例、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染4 例，GCS 評分為9～14 分）、昏迷組14 例（急性缺血性腦血管病患者13 例、腦炎1 例，GCS 評分為5～8 分）。本項研究符合《赫爾辛基宣言》，經(jīng)開灤總醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準同意（編號2020011），且患者監(jiān)護人對本研究知情同意。

納入標準：(1)臨床資料收集完整；(2)視頻腦電監(jiān)測時間≥4 h；(3)非直接接觸式無感睡眠智能監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測時間≥10 h；(4)定量腦電監(jiān)測與睡眠智能監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測時間段一致。排除標準：(1)進行定量腦電監(jiān)測時應用冰毯、冰帽降溫及應用鎮(zhèn)靜、催眠、麻醉類藥物者；(2)行顱腦手術者；(3)有精神類疾病史者；(4)腦死亡者。

二、研究方法

(1)一般資料收集 收集患者一般資料，包括性別、年齡、吸煙情況、飲酒情況、高血壓史、糖尿病史、高脂血癥史、高同型半胱氨酸血癥史等。

(2)非直接接觸式無感睡眠智能監(jiān)測 患者入院常規(guī)應用睡眠云平臺智能監(jiān)測系統(tǒng)與配套設施進行長時程無感連續(xù)監(jiān)測，收集報告數(shù)據(jù)進行分析。主要選取監(jiān)測指標包括夜間總睡眠時間、入睡后清醒時間、睡眠效率（%）、睡眠潛伏期、快速眼動睡眠潛伏期（REM）、非快速眼動期（NREM）、REM 期、淺睡期、深睡期的睡眠時間和占比、呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea-hypopnea index，AHI）、睡眠期的心率等。

(3)定量腦電圖監(jiān)測 患者入院24～48 h 應用北京太陽電子科技有限公司生產(chǎn)的SOLAR3000N 型神經(jīng)中央監(jiān)護分析系統(tǒng)進行4～6 h 長時程連續(xù)視頻腦電監(jiān)測（continuous video electroence-phalogram,CVEEG），采用國際10/20 系統(tǒng)安放16 導聯(lián)單極記錄法記錄左右側前額區(qū)（Fp1、Fp2）、額區(qū)（F3、F4）、中央?yún)^(qū)（C3、C4）、頂區(qū)（P3、P4）、枕區(qū)（O1、O2）、前顳區(qū)（F7、F8）、中顳區(qū)（T3、T4）、后顳區(qū)（T5、T6）的腦電數(shù)據(jù)。參考電極為雙側乳突，低頻濾波為0.5 Hz，高頻濾波為35 Hz，時間常數(shù)為0.3 s，各導聯(lián)阻抗為20 kΩ 以內。由兩名從事腦電生理學與睡眠操作和診斷的專職人員應用腦功能分析軟件分析各導聯(lián)α（8～13 Hz）、θ（4～7 Hz）、δ（1～3 Hz）、β（14～20 Hz）腦波絕對功率值，計算各導聯(lián)、全腦平均α/θ、α/(δ+θ)腦波絕對功率比值，進行腦電分析，在患者腦電監(jiān)測與睡眠監(jiān)測重疊時間內，選取腦電最典型、異常程度最高的一屏腦電進行定量分析。

三、統(tǒng)計學方法

應用SPSS 20.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。符合正態(tài)分布的計量資料以（）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用q檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以M（P25,P75）表示，組間比較采用非參數(shù)檢驗；意識相關的腦電指標的危險因素分析采用logistic 回歸分析，采用多元逐步回歸分析腦電指標的睡眠危險因素。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、3 組間各項監(jiān)測指標分析結果

清醒、昏睡、昏迷3 組間性別、年齡、身高、體重、舒張期血壓、吸煙史、飲酒史、高血壓病史、糖尿病史、高脂血癥病史、高同型半胱氨酸血癥等差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。3 組間收縮期血壓差異有統(tǒng)計學意義[(150±22)mmHg、(159±21)mmHg、(144±24)mmHg，P=0.042）]（1mmHg=0.133 kPa）。在睡眠監(jiān)測指標中3 組間REM 期睡眠時間[(156±29)min、(148±34)min、(124±27)min，P=0.017）、REM 期占比[(24.9±4.7)%、(23.5±5.3)%、(19.6±4.5)%，P=0.012]差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），其它睡眠監(jiān)測指標均無統(tǒng)計學差異（P均>0.05）。3 組間有統(tǒng)計學差異的腦電指標除表1 中指標外，還有C3-δ指數(shù)[(0.29±0.16)、(0.36±0.14)、(0.42±0.18)，P=0.037]、C4-δ 指數(shù)[(0.31±0.15)、(0.37 ±0.14)、(0.44±0.17)，P=0.042]、T4-δ 指數(shù)[(0.31± 0.16)、(0.39±0.15)、(0.45±0.18)，P=0.031]、P4-δ 指數(shù)[(0.33±0.16)、(0.38±0.13)、(0.46±0.18)，P=0.042），其它腦電指標均無統(tǒng)計學差異（P均>0.05）。

表1 3 組間腦電相關指標比較

續(xù)表1

二、意識狀態(tài)的腦電生理學多因素logistic 回歸分析

以清醒與嗜睡為因變量主要篩選出F4-δ、F4-慢波指數(shù)、F8-δ、F8-θ、F8-(δ+θ)左/右、F8-α指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、T3-α3、T4-α 左/右、T5-(δ+θ)左/ 右,Wald 值分別為0.017、0.019、0.047、0.030、0.048、0.034、0.018、0.039、0.023、0.044，OR值分別為0.957、14.111、0.938、0.884、0.312、0.000、73.894、1.831、32.295、0.220，P均<0.05。

以嗜睡與昏迷為因變量主要篩選出F4-δ、F4-α2、F4-α/(δ+θ)、F4-α 指數(shù)、F4-慢波指數(shù)、F4-δ 指數(shù)、F4-θ 指數(shù)、C4-δ 指數(shù)、F8-δ、F8-θ、F8-α2、F8-α 指數(shù)、F8- 慢波指數(shù)、F8-δ 指數(shù)、F8-θ 指數(shù)、T4-δ、T4-θ、T4-α2、T4-α3、T4-α 左/右、T4-(δ+θ)左/右、T4-α 指數(shù)、T4- 慢波指數(shù)、T4-δ 指數(shù)等指標，Wald 值分別為5.899、5.161、5.063、4.849、5.480、5.088、5.120、4.279、4.008、4.606、4.025、3.952、4.263、4.455、3.876、5.819、5.216、4.340、4.229、6.601、5.529、4.713、5.843、4.343，OR值分別為1.277、0.326、5.017、0.075、1.655、1.255、1.0410、1.068、1.356、1.302、0.226、0.931、0.367、0.780、0.700、1.674、1.551、0.111、0.049、0.038、1.507、0.052、1.881、0.080，P均<0.05。

三、意識相關腦電因素與睡眠監(jiān)測指標相關性的分析結果

分別將前述logistic 分析篩選出的與意識狀態(tài)相關的30 項腦電指標為y，以睡眠監(jiān)測指標為x，對主要影響意識狀態(tài)相關腦電因素的睡眠監(jiān)測指標分別進行多元逐步回歸分析，結果見表2，P均<0.05。

討 論

大量研究表明腦電生理學監(jiān)測對于睡眠和意識狀態(tài)改變的診斷具有重要意義[10-12]，但對于準確預測清醒重癥患者發(fā)生嗜睡和昏迷等意識狀態(tài)改變的特征尚需進一步研究[13]。同樣，睡眠監(jiān)測作為睡眠狀態(tài)改變診斷的金標準[14]，其對重癥患者意識改變的診斷價值還不清楚[15]。本研究顯示在睡眠監(jiān)測指標中清醒、嗜睡、昏迷三種意識狀態(tài)組之間僅REM期睡眠時間和REM 期睡眠時間占比逐漸降低，特別是昏迷組低于嗜睡組。同時，在腦電生理學監(jiān)測指標中，嗜睡組和昏迷組電極Fp1、Fp2、F3、F4、F7、F8、T3、T4 的α 指數(shù)、α、α1、α2、α/θ、α/(δ+θ)，C3、C4、O1、O2、T5、T6、P3、P4電極的α2、α/θ、α/(δ+θ)均明顯降低，而這兩組間沒有差異。但嗜睡和昏迷組的F3-δ 指數(shù)、C3-δ 指數(shù)、C4-δ 指數(shù)、T4-δ 指數(shù)、P4-δ 指數(shù)均升高，而且嗜睡組的T4-α 左/右、P4-α 左/右高于昏迷組。logistic 分析結果顯示F4-慢波指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、T4-α 左/右是發(fā)生嗜睡的高危因素，F(xiàn)4-α/(δ+θ)、T4-δ、T4-θ、T4-(δ+θ)左/右、T4-慢波指數(shù)是嗜睡發(fā)展為昏迷的高危因素。同時，多元逐步回歸結果顯示心率變異指數(shù)、睡眠期平均心率、總睡眠時間、心血管健康指數(shù)、呼吸期最快呼吸、睡眠期平均呼吸等睡眠監(jiān)測指標是這些高危因素的主要交互影響因素。因此，通過這種非直接接觸式睡眠監(jiān)測技術與腦電生理學監(jiān)測相接合，可以更好地預測重癥患者意識狀態(tài)的改變，從而為制定個體化臨床診療方案提供依據(jù)。

在本研究結果中，在清醒、嗜睡、昏迷三種意識狀態(tài)組的睡眠監(jiān)測指標中，三種意識狀態(tài)組間僅REM 期睡眠時間和REM 期睡眠時間占比均逐漸降低，特別是昏迷組低于嗜睡組，提示REM 期睡眠與意識狀態(tài)改變有關，但其機制尚需進一步研究。同時，在監(jiān)測的腦電生理學指標中，F(xiàn)p1、Fp2 電極的α 指數(shù)、α、α1、α2、α/θ、α/(δ+θ)，F(xiàn)3、F4 的α 指數(shù)、α、α1、α2、α/θ、α/(δ+θ)，F(xiàn)7、F8 的α 指數(shù)、α、α1、α2、α/θ、α/(δ+θ)，C3、C4 的α2、α/θ、α/(δ+θ)，O1、O2 的α/θ、α/(δ+θ)，T3、T4 的α 指數(shù)、α、α1、α2、α/θ、α/(δ+θ)，T5、T6 的α1、α2、α/θ、α/(δ+θ)，P3、P4 的α2、α/θ、α/(δ+θ)均表現(xiàn)為嗜睡組和昏迷組明顯降低；同樣，嗜睡組和昏迷組的F3-δ 指數(shù)、C3-δ 指數(shù)、C4-δ指數(shù)、T4-δ 指數(shù)、P4-δ 指數(shù)均升高，說明腦電生理學指標對于預測清醒重癥患者發(fā)生嗜睡具有重要的指導意義。同樣，在監(jiān)測的腦電指標中，嗜睡組的T4-α 左/ 右、P4-α 左/ 右高于昏迷組；而嗜睡組的Fp1-α3、Fp2-α、F4-α、F4-α 指數(shù)、F8-α 指數(shù)、C3-α2、C3-α、C3-α 指數(shù)、O1-α1、O1-α2、O1-α、O1-α 指數(shù)、T3-α 左/右、T3-(δ+θ) 左/ 右、T4-α、T5-α、T5-α 指數(shù)、T6-α、T6-α 指數(shù)、P3-α1、P3-α、P3-α 指數(shù)、P4-α2 低于清醒組，提示這些腦電指標對于預測意識狀態(tài)的改變具有重要意義。

同時，本研究logistic 分析結果顯示F4-δ、F4-慢波指數(shù)、F8-δ、F8-θ、F8-(δ+θ)左/右、F8-α 指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、T3-α3、T4-α 左/右、T5-(δ+θ)左/右,是發(fā)生嗜睡的主要相關因素，其OR值提示F4-慢波指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、T4-α左/右是清醒重癥患者發(fā)生嗜睡的高危因素。同樣，F(xiàn)4-δ、F4-α2、F4-α/(δ+θ)、F4-α 指數(shù)、F4-慢波指數(shù)、F4-δ 指數(shù)、F4-θ 指數(shù)、C4-δ 指數(shù)、F8-δ、F8-θ、F8-α2、F8-α 指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、F8-δ 指數(shù)、F8-θ 指數(shù)、T4-δ、T4-θ、T4-α2、T4-α3、T4-α 左/ 右、T4-(δ+θ) 左/ 右、T4-α指數(shù)、T4-慢波指數(shù)、T4-δ 指數(shù)等指標是重癥嗜睡患者發(fā)展為昏迷的主要相關因素，其OR值提示F4-α/(δ+θ)、F4- 慢波指數(shù)、T4-δ、T4-θ、T4-(δ+θ)左/右、T4-慢波指數(shù)是重癥嗜睡患者發(fā)生昏迷的高危因素。

為了進一步研究睡眠監(jiān)測指標對于與意識狀態(tài)改變相關腦電生理學指標的影響，本研究分別對前述logistic 分析篩選出的與意識狀態(tài)相關腦電指標的睡眠狀態(tài)監(jiān)測指標進行多元逐步回歸分析，結果顯示心率變異指數(shù)、睡眠期平均心率是Fp2-δ、F4-δ、F4-慢波指數(shù)、F8-δ、T4-慢波指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、T4-δ 總睡眠時間、心血管健康指數(shù)、REM 期潛伏時間是F3-δ 指數(shù)、C3-δ 指數(shù)、T5-δ指數(shù)，總睡眠時間、心血管健康指數(shù)是F4-α2、F4-α/(δ+θ)、F4-δ 指數(shù)、T4-δ 指數(shù)，總睡眠時間、心率變異指數(shù)、睡眠潛伏時間、入睡后清醒時間是F4-α 指數(shù)、F8-α 指數(shù)、T4-α指數(shù)、T6-α1，總睡眠時間、睡眠期平均呼吸、睡眠潛伏時間、入睡后清醒時間是F4-θ 指數(shù)、F8-θ 指數(shù)，總睡眠時間、睡眠潛伏時間、心血管健康指數(shù)是C3-θ指數(shù)、C4-δ指數(shù)、F8-α2、F8-δ指數(shù)，心率變異指數(shù)是F8-θ、T4-θ、T4-α3，心率變異指數(shù)、總睡眠時間、睡眠潛伏時間是T4-α2，呼吸期最快呼吸是T4-α左/右，睡眠期平均呼吸是T4-(δ+θ)左/右的主要交互影響因素。因此，心率變異指數(shù)、睡眠期平均心率、呼吸期最快呼吸等睡眠狀態(tài)監(jiān)測指標是F4-慢波指數(shù)、F8-慢波指數(shù)、T4-α 左/右這些重癥清醒患者發(fā)生嗜睡高危因素的主要影響因素，而總睡眠時間、心血管健康指數(shù)、心率變異指數(shù)、睡眠期平均心率、睡眠期平均呼吸頻率等睡眠狀態(tài)監(jiān)測指標是F4-α/(δ+θ)、F4- 慢波指數(shù)、T4-δ、T4-θ、T4-(δ+θ)左/右、T4-慢波指數(shù)這些重癥嗜睡患者發(fā)生昏迷高危因素的主要影響因素。

由此可見，通過這種非直接接觸式睡眠監(jiān)測技術與腦電生理學監(jiān)測相接合，可以更好地對患者意識狀態(tài)改變進行預測，并為意識狀態(tài)改變監(jiān)測預報新技術的研發(fā)提供了一種新的思路。