局灶性癲癇圍發作期心率變異性變化特點

孫建奎,王群

(1.安陽地區醫院 神經內一科,河南 安陽 455000;2.首都醫科大學附屬北京天壇醫院 神經病學中心,北京 100070)

癲癇是大腦神經元異常過度放電引起的神經功能失調綜合征,具有發作性、短暫性、重復性和刻板性特征。癲癇發作常伴有心率變化,其原因可能和心臟自主神經系統功能改變有關[1]。有研究發現癲癇可以損傷心臟自主神經系統,進而對心臟功能產生影響[2]。而且不同部位和側別起始的癲癇圍發作期心率變化可能不同[1],是否心臟自主神經系統功能改變也存在差異。本研究旨在通過分析局灶性癲癇發作前期、發作期、發作后期心率變異性指標探討:局灶性癲癇圍發作期心臟自主神經調節情況;不同部位和側別局灶性癲癇圍發作期心臟自主神經調節差異。為局灶性癲癇的預警、治療以及癲癇性猝死預防等提供線索。

1 材料和方法

1.1 病例和發作選擇

收集2014年9月至2019年9月在首都醫科大學附屬北京天壇醫院癲癇科連續進行術前評估的局灶性癲癇患者102例,男68例,女34例,年齡5.5～56歲,平均(27.1±7.4)歲。96例患者每例選擇2次發作,6例患者每例選擇1次發作,共計198次發作,發作類型均為局灶性發作,無繼發全面性強直-陣攣發作,其中單純部分性發作(simple partial seizure,SPS)10例,復雜部分性發作(complex partial seizure,CPS)92例。病理明確90例,海馬硬化37例,局灶性皮質發育不良(focal cortical dysplasia,FCD)19例,節細胞膠質瘤10例,皮質發育不良6例,腦軟化灶6例,海綿狀血管瘤5例,腦灰質異位2例,膠質增生2例,少突膠質細胞瘤、神經節細胞瘤、星形細胞瘤各1例;病理性質不詳12例。

1.2 腦電圖和心電圖記錄

應用Neurofax EEG-1200腦電圖儀(日本光電株式會社,東京,日本),采樣率1 000 Hz,按照10-20國際導聯安置系統安置頭皮電極,同步心電的2個電極分別安置在左右鎖骨中線第二肋間。

1.3 圍發作期定義

癲癇發作起始時刻由1位獲得中國抗癲癇協會腦電圖高級證書的神經病學專家及1位獲得資質的腦電圖技師決定。發作起始:腦電活動改變或癥狀出現,任何一個首先發生即認為發作起始。發作終止:發作期腦電變化,如異常放電終止,轉為慢波或腦電抑制等。發作前期:發作起始前60 s。發作期:發作起始至發作終止。發作后期:發作終止后120 s。

1.4 RR間期測量和心率變異性計算方法

手動測量相鄰兩個心電圖的RR間期,選擇時間段:發作前60 s,發作期,終止后60 s;計算相鄰正常心跳間期差值平方和的均方根(the square root of the mean squared differences of successive NN intervals,RMSSD)。

1.5 致癇灶側別和部位確定

依據癥狀、影像(磁共振和PET-CT)、視頻腦電圖、皮質腦電圖或立體定向腦電圖結果(見表1)。顳葉內側癲癇:起源于顳葉內側結構的癲癇,顳葉內側結構即位于側副溝以內的內側顳葉結構,包括鉤回、杏仁核、海馬旁回(內嗅皮質和外嗅皮質)和海馬復合體(海馬、齒狀回及海馬下托)等。顳葉外側癲癇:起源于顳葉外側結構的癲癇。顳葉外側結構:位于基底部的梭狀回和位于顳葉外側的顳上、中、下回。顳葉外癲癇:額葉癲癇、頂葉癲癇和枕葉癲癇。

表1 所選局灶性癲癇病例致癇灶部位和側別(n)

1.6 統計學處理

應用IBM SPSS 25.0統計軟件進行統計分析。計數資料:統計描述用頻數、百分比表示。計量資料:統計描述用中位數和四分位數[M(P25,P75)]表示。統計推斷:秩和檢驗,兩樣本用Mann-Whitney檢驗,多個樣本用Kruskal-Wallis檢驗。以P=0.05為統計學差異判斷標準。

2 結果

2.1 發作前60 s、發作期、終止后60 s RMSSD全部發作比較

發作前60 s、發作期和終止后60 s 3組總體心率變異性時域參數RMSSD分布差異有統計學意義。兩兩比較:發作期和發作前60 s相比,P<0.001;發作期和終止后60 s相比,P<0.001;發作前60 s和終止后60 s相比,P=0.029<0.05,提示發作期心率變異性時域參數RMSSD最低,小于發作前60 s和終止后60 s,終止后60 s心率變異性時域參數RMSSD雖然有所回升,但仍小于發作前60 s,未恢復至發作前水平。見表2。

表2 局灶性癲癇圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

2.2 不同心率變化類型圍發作期RMSSD比較

心率增快發作前60 s、發作期和終止后60 s 3組總體心率變異性時域參數RMSSD分布差異有統計學意義,發作期心率變異性時域參數RMSSD降低。見表3。

表3 不同心率變化類型圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

2.3 不同發作類型圍發作期RMSSD比較

CPS發作前60 s、發作期和終止后60 s 3組總體心率變異性時域參數RMSSD分布差異有統計學意義,發作期心率變異性時域參數RMSSD降低。見表4。

表4 不同發作類型圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

2.4 不同發作時狀態圍發作期RMSSD比較

清醒期和睡眠期發作前60 s、發作期和終止后60 s 3組總體心率變異性時域參數RMSSD分布差異有統計學意義,發作期心率變異性時域參數RMSSD降低。發作期和發作前60 s RMSSD差值:清醒期[0.008 62(0.004 21,0.019 3)]和睡眠期[0.014 10(0.008 48,0.002 61)]相比差異有統計學意義(Z=4.261,P=0.039),睡眠期下降更明顯。見表5。

表5 不同發作時狀態圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

2.5 不同部位和側別局灶性癲癇RMSSD比較

顳葉內側癲癇發作前60 s、發作期和終止后60 s 3組總體心率變異性時域參數RMSSD分布差異有統計學意義,發作期心率變異性時域參數RMSSD降低(見表6);顳葉外側癲癇(見表7)和顳葉外癲癇(見表8)發作前60 s、發作期和終止后60 s 3組總體心率變異性時域參數RMSSD分布差異無統計學意義。3組發作右側和左側發作前60 s、發作期和終止后60 s心率變異性時域參數RMSSD相比差異無統計學意義。

表6 顳葉內側癲癇圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

表7 顳葉外側癲癇圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

表8 顳葉外癲癇圍發作期RMSSD比較[M(P25,P75),ms]

3 討論

心臟跳動的間距會有不同程度的變異,此差異稱為心率變異性。通過心率變異性可以分析和評估自主神經功能,而且簡單無創。目前最廣泛應用的分析方法主要有:時域分析和頻域分析。RMSSD即為時域分析方法,是最常用來做時域分析的短期心率變異性指標[3]。RMSSD與心率的短期、快速變化有關,可以反映迷走神經介導的心臟自主控制。有研究發現,RMSSD降低和癲癇性猝死(sudden unexpected death in epilepsy,SUDEP)風險增高有關[4],可以作為SUDEP風險的一個標志[5]。

本研究發現癲癇發作期RMSSD降低,低于發作前和終止后,提示發作期心臟迷走神經興奮性降低,心臟交感神經興奮性相對增高,這也可以解釋大多患者發作期心率增快[1]。而心率無變化或者心率減慢者發作期RMSSD無明顯變化,甚至一些心率減慢發作期和終止后RMSSD有所增加,提示此類患者迷走神經興奮下降不明顯。由此可以推測,自主神經對癲癇圍發作期心率變化是有影響的,表現為迷走神經興奮性降低。目前迷走神經刺激術可以有效減少癲癇發作,也可以從側面佐證這一推測。

癲癇可以影響心臟自主神經調節。癲癇發作引起心臟自主神經功能改變的可能機制為:神經元放電擴布至中樞自主神經網絡(島葉和內側前額葉皮質、杏仁核、中央核和終紋床核、丘腦視前區和下丘腦、中腦導水管周圍灰質、腦橋臂旁核K?lliker-Fuse區、孤束核、延髓網狀結構),自主神經過度興奮可以電脈沖形式傳輸至心臟,作用于心臟傳導系統,引起心肌細胞興奮。

癲癇發作時的狀態不同,對圍發作期心率變化影響可能不同,睡眠期更顯著[6]。有研究發現睡眠狀態下發作間期心率變異性異常和發作后腦電全面抑制(postictal generalized EEG suppression,PGES)有關,而PGES目前認為可能是SUDEP的一個生物學指標[7]。本研究發現清醒期發作前60 s RMSSD高于睡眠期,可能與清醒期交感神經興奮有關,可以解釋清醒期基線心率相對較高,基線心率清醒期明顯高于睡眠期;睡眠期發作期和發作前60 s RMSSD差值大于清醒期,該期RMSSD減低更著,提示睡眠期副交感神經興奮性降低更明顯,可以解釋該期心率變化相較清醒期更顯著。一項意大利的研究發現,睡眠期,尤其是快速眼球運動睡眠期時域和頻域心率變異性均明顯下降[8],提示交感和副交感神經系統失衡,其中高頻(high frequency,HF)下降最顯著,低頻(low frequency,LF)/HF比值增大,交感神經系統占優勢,也可以解釋睡眠期心率變化明顯大于清醒期。

發作類型[9-10]和癲癇病灶位置不同[11],圍發作期心率變化也存在差異。本研究發現CPS發作、內側顳葉癲癇發作期RMSSD下降明顯,而SPS發作、外側顳葉和顳葉外癲癇發作期RMSSD下降不明顯,提示CPS發作、內側顳葉癲癇發作期副交感活動明顯下降,交感活動相對增強。其原因可能為顳葉在自主神經網絡中起主要作用,但是確切機制尚不清楚,可能與癲癇放電易累及島葉、杏仁核、下丘腦等自主神經中樞的皮質和皮質下結構有關。但是也有研究未發現顳葉癲癇和顳葉外癲癇心率變異性存在顯著差異[12]。

癲癇灶側別不同對圍發作期心率變化的影響目前也有研究。本研究發現內側顳葉、外側顳葉和顳葉外癲癇右側和左側病灶發作期RMSSD差異無統計學意義,提示右側和左側大腦對心臟的自主神經調節可能無明顯差異。一些研究結論和本研究類似,未發現側別對癲癇圍發作期心率變異性的影響存在差異[13-14]。但也有研究發現,左側半球刺激引起心率減慢,右側半球刺激引起心率增快[15],提示右側半球主要參與心臟的交感神經調節,左側半球主要參與心臟的副交感神經調節。還有研究對顳葉癲癇發作間期心率變異性進行分析,發現左側顳葉癲癇LF和LF/HF比值降低以及HF增高[16],提示相對于右側顳葉癲癇,左側顳葉癲癇易發生心臟迷走神經張力增加?？傊?致癇灶側別是否會對心率變異性產生不同的影響,目前尚無定論,還需進一步的研究。

本研究選擇頭皮腦電圖,如果以立體定向腦電圖進行研究,則會對腦電擴布網絡的判斷更加精準,使癲癇發作和自主神經中樞調控機制研究更加準確,進一步揭示大腦活動尤其是癲癇異常放電對心臟自主神經影響的機制,為癲癇預警或者SUDEP預防提供幫助。

4 結論

心率增快類型癲癇發作、復雜部分性癲癇發作、顳葉內側癲癇發作期RMSSD明顯下降,提示副交感活性下降。心率無變化和心率減慢類型癲癇發作、單純部分性癲癇、顳葉外側癲癇和顳葉外癲癇發作期RMSSD無明顯降低。不同側別圍發作期心率變異性變化無明顯差異。睡眠期狀態下發生的癲癇發作期心率變異性下降相比清醒期顯著,提示睡眠期癲癇發作副交感活性下降更加明顯。