定量脑电图趋势图在颈内动脉重度狭窄患者脑功能状态评估中的应用及其对短期内发生急性闭塞风险的预测价值(附1例报告)

吉思媱,王岩,陆叶婷,朱翔毅,徐敏,胡小伟

EEG提供连续、实时、非侵入性的脑功能测量,其在颈动脉内膜切除术期间在梗死发展之前识别缺血方面具有确定作用[1]。2015年美国临床神经生理学会发布的《成人和儿童危重患者连续脑电图监测共识》建议将连续EEG作为识别脑缺血的辅助工具,并将定量EEG(QEEG)作为缺血监测的一部分[2]。传统的EEG分析使用目测分析法,该方法对神经电生理学专业知识要求高,需专业培训方能准确判读,具有较强的主观性,且数据分析耗费大量人力和时间。QEEG是将原始EEG图形通过频域或时域分析,将EEG基本参数(频率、节律、波幅和波形等)通过函数模型转化为量化参数,得到参数变化的趋势图。该方法分析结果更加客观,易于理解,更可以实现床旁实时读图,即时指导临床诊疗[3]。本研究在影像学检查基础上,利用QEEG趋势图监测并评估1例颈内动脉重度狭窄患者脑缺血阈值状态下的脑功能损伤情况,以探讨QEEG对颈内动脉重度狭窄患者脑功能状态的评估能力和短期内闭塞风险的预测价值。

1 临床资料

患者,男性,84岁,因“反复头晕十余年加重2周”于2021年7月5日入院。患者十余年间出现反复发作性头晕,体位改变可诱发,无其他伴随症状。近2周病情加重,外院头颅MRI+DWI(2021-6-17)示左侧侧脑室旁新近腔隙性梗死灶。既往有高血压病史20年余,正规服药。入院查体:血压151/77 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),心率73次/min,意识清楚,语言流利,对答切题,颅神经(-),右侧肢体轻瘫试验(+)。病理征(-),深浅感觉无异常,脑膜刺激征(-),共济运动(-)。实验室检查:EEG(2 h):6～7 Hz的低中波幅θ活动增多,以左侧半球颞区为著(图1A)。QEEG(30 min):左侧半球6～7 Hz的θ频段的慢波持续存在,显著多于右侧半球,且相应波幅明显增高;两侧半球1～4 Hz的δ频段慢波无明显差异(图1B)。颈部血管彩色超声示左侧颈内动脉重度狭窄(图2A)。头颅MRI+DWI示左侧顶叶及半卵圆中心有新发腔隙性梗死(图2B)。7月8日行CTP+CTA(图2D、2E)示左侧颈内动脉重度狭窄,左侧中动脉供血区感兴趣区域脑血流量(CBF)27～28 mL/(100 mL·min)[右侧对称区域35～36 mL/(100 mL·min)],但CT灌注成像(CTP)各参数伪彩图显示两侧半球无明显差异(图2D)。初步诊断:(1)脑梗死(小动脉闭塞型);(2)颈内动脉重度狭窄。给予双抗、调脂等治疗。7月9日患者突发右侧肢体无力、言语不能。神经系统体格检查:神清、混合性失语、伸舌右偏,双侧瞳孔等大等圆,直径3 mm,对光反射稍迟钝,双侧眼球活动正常,四肢肌力检查不能配合,粗测左侧肢体肌力Ⅴ级,右侧肢体肌力0级,病理征右侧(+),余体格检查不能配合。NIHSS评分13分。复查头部CTA+CTP(图2F、2G)示左侧大脑半球显著缺血性低灌注,左侧中动脉供血区感兴趣区域CBF 14～15 mL/(100 mL·min),CTP参数伪彩图显示两侧半球对称区域明显差异(图2F);左侧颈内动脉急性闭塞。考虑患者高龄、近期脑梗死,静脉溶栓和血管内治疗风险大,家属要求保守治疗。后行CT平扫(图2C)示左侧大脑半球大面积梗死伴水肿。7月30日出院时,患者神志朦胧,不能言语,留置胃管,左侧上下肢肌力Ⅴ级,右上下肢肌力0级。出院后进一步行康复治疗,出院10个月后随访,mRS评分4分,Barthel指数15分。

图1 患者EEG检查结果A:10 s的原始EEG,双极纵联,左侧半球颞区为著6～7 Hz的低中波幅的θ活动,较右侧增多。B:QEEG趋势图显示,a和a’分别为左、右半球(去除导联额极FP1和FP2)节律性频谱图,图中x轴(横轴)显示为30 min(以下x轴均相同),y轴为1～25 Hz频率分布,色标z轴为功率,单位是波幅与频率比值(μV/Hz);b和b’分别为左、右半球快速傅立叶转换(FFT)频谱图,y轴为0～20 Hz的频率分布,色标z轴为功率,单位是波幅平方根与频率比值(SQRT)(μV/Hz);c和c’分别为左、右半球振幅整合EEG(aEEG),y轴(纵轴)为波幅,蓝色曲线代表左半球,红色曲线代表右半球,重叠部分为粉色;d～g’为FFT的功率谱趋势图,d和d’分别为左、右各半球1～4 Hz(深蓝),e和e’分别为左、右各半球4～8 Hz(黄色),f和f’分别为左、右各半球8～13 Hz(绿色),g和g’分别为左、右各半球13～20 Hz(浅蓝)的频段功率谱分布,功率谱单位是μV。患者左侧4～8 Hz(θ频段)慢波明显增加,其次为8～13 Hz,其中8 Hz左右的慢α波数量和波幅亦为左侧半球优势。左侧半球6～7 Hz的θ频段的慢波明显多于右侧半球(蓝、白、红色箭头所示),而且相应的波幅也明显增高(黑色箭头所示)。

图2 左侧颈内动脉闭塞前后影像学资料A:颈部彩色多普勒示左侧颈内动脉极重度狭窄(直径狭窄率91.4%,易损斑块);B:DWI示左侧顶叶及半卵圆中心急性腔隙性梗死灶;C:CT平扫示左侧颈内动脉急性闭塞致大面积梗死;D:颈内动脉闭塞前CTA示左侧颈内动脉起始处及C1段混合斑块,管腔中-重度狭窄;E:颈内动脉急性闭塞后CTA示左侧颈内动脉起始处闭塞;F:颈内动脉闭塞前CTP各参数伪彩图显示两侧半球无明显差异;G:颈内动脉急性闭塞后CTP示供血区显著缺血、低灌注(平均通过时间、对比剂峰值时间、达峰时间明显增加,脑血容量和CBF下降)。

2 讨 论

大脑功能通过特定频率振荡在EEG上显示,所有频率都由网状激活系统调制。位于第Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ层的锥体神经元对低氧条件(例如缺血)极为敏感,从而导致EEG模式异常变化。EEG变化与CBF密切相关(图3)。当正常CBF下降到大约25～35 mL/(100 mL·min)时,EEG首先失去较快的频率,然后当CBF下降到17～18 mL/(100 mL·min)时,较慢的频率逐渐增加,代表了一个关键的缺血阈值,在该阈值时神经元可能继续失去跨膜梯度,导致细胞死亡,即梗死[4]。以上可以解释本例患者EEG出现持续的、较慢频段的θ活动,提示缺血脑功能损害明显。第一次CTP检查时发现左侧中动脉供血区感兴趣区域CBF 27～28 mL/(100 mL·min),尽管EEG和CTP检查不同步,仍然提示脑功能接近缺血阈值。一旦脑缺血严重至临床或影像学上变得明显,多为不可逆[5],既往EEG评估缺血时脑功能的作用可能被忽略,其可以在脑缺血损伤可逆时检测并指导积极治疗脑缺血。QEEG趋势图能够较原始EEG快速、准确、直观的反映瞬时大脑功能变化,可用于辅助诊断和监测病情进展情况,对是否需要进一步选择个体化的干预治疗、预防卒中发生有一定的价值。QEEG使用数学或统计算法分析和压缩数小时的传统多通道原始EEG数据,以在单个屏幕上生成计算机化图形,创建更简单和连贯的患者脑功能可视化图形[6]。本文报道的1例重度颈内动脉狭窄患者CTP伪彩图尚未出现两侧半球间明显差异时,QEEG趋势图已显示患侧半球持续的θ活动较健侧显著增多,提示缺血状态下的脑功能损害,推测患者此时CBF可能处于缺血与梗死的临界状态。患者3 d即发生颈内动脉急性闭塞,梗死形成,继而预后不佳,应属典型案例。QEEG趋势图可能在快速、直观评估重度颈内动脉狭窄患者的脑功能状态和预测梗死发生方面具有潜在的价值。

图3 CBF与EEG及病理生理的关系

本例CTP伪彩图未能快速识别脑灌注下降,如果计算CTP各参数具体值则存在感兴趣区域选择偏倚,且不能连续监测。连续EEG床边采集并生成QEEG数据可以实时反映脑功能状态。研究[7]表明,EEG的敏感性高于影像学检查,QEEG可以快速反映大脑功能和代谢的异常状态,在脑血流减少导致脑损伤的情况下尤其敏感。颈内动脉重度狭窄患者早期缺血状态下的脑功能损伤在QEEG中的表现形式与蛛网膜下腔出血的迟发性脑缺血类似。目前,TCD、临床查体和DSA是诊断迟发性脑缺血的主要方法,但上述方法不敏感,不能连续使用。因此,迟发性脑缺血往往没有被发现,或者被发现得太晚,无法进行有效干预。研究[5,8]表明,持续EEG监测可能有助于早期发现迟发性脑缺血。目前监测脑缺血和脑功能多采用α波/δ波、δ+θ/α+β和α波变异性等量化参数,采取部分导联,无法克服EEG空间分辨率的不足[5,9]。本例采用标准导联(考虑瞬目伪差多,仅排除额极FP1/FP2导联)节律性频谱图,联合振幅aEEG和FFT的频谱、功率谱趋势图显示,更为快速和直观。节律性频谱图是Persyst算法专有的定量EEG工具[10],其图形显示对EEG频率和功率信号执行分析的输出值。由于EEG中常见多个频段的节律性脑电活动,因此节律性在四个频段(1～4 Hz、4～9 Hz、9～16 Hz、16～25 Hz)中计算,并同时显示在同一个y坐标轴上(1～25 Hz),突出呈现在给定时间段具有最高幅度和节律性的彩色密度光谱阵列的频率分量,从而强调某一优势频段,例如本例左侧半球6～7 Hz的θ节律突出显示在4～9 Hz频段范围内。aEEG通过对原始EEG波幅低变化信号经过滤波、振幅整合和时间压缩,以半对数形式表现和分析的方法[3],描述EEG在压缩时间尺度上经过滤波、校正后获得平滑曲线。本研究aEEG进一步验证左侧半球异常慢波的脑电活动波幅亦明显高于健侧半球。FFT频谱、功率谱均是应用广泛的QEEG,本研究不同之处在于分别显示两侧半球δ、θ、α、β各频段功率谱,进一步表明左侧半球θ频段脑电活动显著多于健侧半球。

鉴别诊断方面,本例颈内动脉重度狭窄的EEG模式需与颈内动脉系统TIA的EEG变化相鉴别。后者以卒中样的神经体征和症状为特征,发作间期EEG多为正常或轻度非特异性异常,持续时间多数不超过1 h,发作时可有同侧半球频率稍减慢,即多数在θ频段范围;如发作持续时间超过24 h,同侧颞区常出现δ活动。如CT和MRI正常,EEG出现一侧半球明显慢波活动,可能提示局部血流灌注降低[11-12]。本例颈内动脉极重度狭窄出现患侧颞区为著持续性θ活动,临床表现和持续时间均不支持颈内动脉系统TIA的诊断。另外本病需要与正常老年人颞区慢波相鉴别。正常老年人也可见颞区慢波、特别是前、中颞区的局部慢波活动增多,多为3～8 Hz的θ波短阵发放,在觉醒状态下不明显,多出现于中、老年人思睡期与浅睡期中[13],与本例患者清醒期、持续的θ频段的慢波节律不同。

综上所述,联合神经影像学检查的QEEG趋势图可能有助于早期、快速识别颈内动脉重度狭窄患者缺血状态下的脑功能损伤,甚至可能对患者短期内发生急性动脉闭塞具有潜在的预测价值。但本文为个案报道,需要更大样本的队列研究进一步探讨QEEG在失代偿性颈内动脉重度狭窄中的应用价值。

作者贡献说明吉思媱负责病例采集、分析及撰写、修改文章;王岩、陆叶婷、朱翔毅、徐敏进行文章修改;胡小伟提出选题、研究设计、指导文章修改,提供研究经费