脑死亡患者脑电图频谱分析
发表时间:2009-11-18 浏览次数:776次
脑死亡患者脑电图频谱分析作者:章悦 作者单位:200040上海,复旦大学附属华山医院神经病学研究所 【摘要】 目的 通过对脑死亡患者脑电图进行定量分析,寻找敏感可靠的脑死亡诊断标准。方法 对17例确诊为脑死亡患者及5例临床脑死亡患者进行脑电图频谱分析,并与13例非脑死亡患者的脑电图资料进行比较。结果 脑死亡组的脑电功率值显著低于非脑死亡组(均P<0.01)。临床脑死亡组脑电功率值介于脑死亡组与非脑死亡组之间,脑电功率值高者预后较好,脑电功率值低者预后较差。结论 脑电图频谱分析可能对脑死亡的判断、特别是临床脑死亡患者预后的判断有一定价值。 【关键词】 脑死亡 脑电图 频谱分析 Spectrum analysis of the EEG in patients with brain death ZHANG Yue, SUN Bing, WU Xun-yi, et al.the Institute of Neurology, Huashan Hospital Affiliated to Fudan University,Shanghai 200040,China Abstract:Objective To quantify the EEG data in patients with brain death, expecting to obtain a criteria with high sensitivity and specificity for the diagnosis of brain death. Methods Analyzed the EEG data obtained from 17 brain dead cases and 5 clinical brain dead cases with spectrum analysis and made comparison with that from 13 non- brain dead cases. Results The EEG electric power of the brain dead group was significantly lower than that of non-brain dead group (P<0.01). The EEG electric power of the clinical brain dead group was higher than that of dead group, but lower than that of non-brain dead group. Higher EEG electric power implicated better prognosis while lower one was associated with poor outcome. Conclusion Spectrum analysis of the EEG may be a valuable examination for prognostic judgment of brain death,special for judgment of outcome in clinical brain death. Key words:brain death; EEG; spectrum analysis 脑电图(EEG)是诊断脑死亡重要的检查手段,WHO以EEG静息或等电位作为脑死亡定性诊断标准已经沿用了多年,仍有很多不足之处。定量EEG是计算机对脑电进行时域和频域计算和显示的技术。这种新技术在脑死亡的研究不多。因此,本研究采用频谱分析方法来探寻可靠、敏感的脑死亡诊断指标。1 对象与方法 1.1 对象 系2005年2月~2006年3月复旦大学附属华山医院神经内科病房、神经内科急诊室、内科急诊室和中心重症监护病房(ICU)的中枢神经功能受损的患者35例,参照1995年美国神经病学会(AAN)的脑死亡标准[1]和日本厚生省标准[2],临床判定项目包括:意识状态、角膜反射、瞳孔对光反射、头眼反射、前庭眼反射、咳嗽反射、咽反射、睫状体脊髓反射及无呼吸试验。排除标准包括:严重的电解质紊乱,酸中毒和内分泌紊乱;镇静药、氨基糖甙类、三环抗抑郁药、抗胆碱能药、抗癫疒间药、化疗药和神经肌肉接头阻滞剂等药物中毒、低温、收缩压≤90 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)以及其他能够预见到的干扰脑死亡判断的因素。确诊试验为床旁EEG检查并符合一定技术标准[3],诊断标准为EEG静息电位。根据以上判定标准,将35例患者分为3组:(1)脑死亡组:17例,完全符合脑死亡判定标准,EEG示静息电位。男11例,女6例;年龄21~82岁,平均(47.8±20.1)岁;病程3 d~1周;诊断为脑出血7例,蛛网膜下腔出血5例,脑梗死2例,呼吸心跳骤停2例,电击伤1例。(2)临床脑死亡组:5例,临床表现符合脑死亡判定标准,EEG为非静息电位。男3例,女2例;年龄16~85岁,平均(51±30.4)岁;疾病诊断、病程及EEG结果见表1。(3)非脑死亡组:13例,临床表现和EEG结果均不符合脑死亡判定标准。男7例,女6例;年龄17~84岁,平均(55.6±24.5)岁;病程3 d~5年;诊断为脑炎5例,脑出血3例,脑梗死、CO中毒、安定中毒、颅内多发病变、运动神经元病各1例。EEG 示以α波为主1例,β波为主1例,θ波为主8例,δ波为主3例。表1 临床脑死亡组患者EEG检查结果(略) 1.2 方法 1.2.1 脑电数据采集 采用美国Neuroscan公司Nuamp便携式脑电图仪,参照国际10/20系统安置电极,用盘状电极进行描记,记录电极位于Fp1、Fp2、F3、F4、F7和F8处,电极间距>10 cm,接地电极置于FpZ处,参考电极置于耳垂A1和A2;电极间电阻<5 kΩ;描记≥30 min。 1.2.2 数据分析方法 定性:使用Matlab 6.5.1进行脑电信号回放,经两名EEG医师分析得出结果。定量:取单道记录的EEG 30 s(10000点)作快速傅立叶变换(FFT)、频谱分析,采取的EEG数据段剔除伪迹。频谱分析指标:计算0.5~30 Hz波段频谱的总和,即α频率、β频率、θ频率和δ频率的能量谱。 1.2.3 随访 随访自2005年2月~2006年12月,共21个月,终点为死亡。 1.2.4 统计学方法 数据以均数±标准差(x±s)表示,计量资料采用t检验。2 结 果 2.1 各组脑电功率值的比较 见表2。脑死亡组各导联的脑电功率值明显低于非脑死亡组(均P<0.001);临床脑死亡组的脑电功率值介于脑死亡组与非脑死亡组之间。表2 各组患者各导联的脑电功率值的比较(略)注:与非脑死亡组比较*P<0.001 2.2 随访结果 脑死亡组均在脑电检查后1周内死亡;非脑死亡组1例3个月死亡,余均存活;5例临床脑死亡患者的脑电功率值和预后见表3。例 1、例2、例5各导联脑电功率值和非脑死亡组接近,预后相对较好;例3脑电功率值介于脑死亡组和非脑死亡组之间,至随访终期呈植物状态存活;例4各导联的脑电功率值与脑死亡组相近,脑电检查后3 d死亡。表3 临床脑死亡患者各导联脑电功率值及随访结果(略)3 讨 论 国内外研究发现,部分临床表现符合脑死亡诊断标准的患者仍存在脑电活动。有报道[4]10例临床判断脑死亡的患者中3例存在低幅的(4~10 μV)β和θ波;也有报道[5]11例脑死亡患者中,4例EEG显示慢波加平坦波改变。本研究显示5例临床脑死亡患者存在不同程度的脑电活动。有研究[6,7]认为,临床脑死亡实际上是脑干死亡,存活的大脑皮质神经细胞仍可发出脑电信号;也有归咎于研究设计不符合标准的[8],但最主要的因素是伪迹[4]。拟诊脑死亡的患者EEG至少30 min保持静息电位或等电位,但临床上拟诊为脑死亡的患者往往身处ICU,身体或周围有各种电子仪器如监护仪、呼吸机和注射推进器等,随着EEG仪的灵敏程度提高,记录到的EEG充斥各种电磁噪声以及患者身体其他细胞的电活动,或其他环境因素带来的伪迹。因此,传统的脑电定性诊断的准确性受到挑战。本研究中5例临床脑死亡患者存在脑电活动,影响了脑死亡的诊断。因此,脑死亡的定量指标对临床治疗和判断预后更为重要。 定量EEG是计算机对脑电进行时域和频域计算和显示的技术。本研究采用的频谱分析法以FFT为基础进行脑电功率值的计算,对信号适应性强,物理意义明显,因此得到广泛应用。本研究发现,脑死亡组患者各导联的脑电功率值基本<0.2 μV2,而非脑死亡组患者各导联的脑电功率值>0.4 μV2,两组间差异具有统计学意义(均P<0.001),与定性诊断相符。临床脑死亡组5例患者的脑电功率值差异较大,其中有3例与非脑死亡组接近,1例介于脑死亡组和非脑死亡组之间,1例接近脑死亡组;他们的预后与脑电功率值有相关性。3例脑电功率值与非脑死亡组相近的患者预后相对比较好,其中1例已能正常生活;1例脑电功率值介于脑死亡组和非脑死亡组的患者处于植物人状态;而脑电功率值和脑死亡组接近的1例患者3 d后死亡。显示波谱功率值较高的患者预后较好;波谱功率值较低的患者预后较差。 脑死亡的诊断主要依赖于EEG定性诊断,由于伪迹的影响,定性诊断无法提供脑死亡的确凿证据。对于这部分临床脑死亡患者,EEG频谱分析对预后判断具有一定价值,是对定量EEG的补充解释。因此建议对拟诊脑死亡的患者不仅要进行传统的脑电定性诊断,还应对脑电数据进行频谱分析,以提高诊断准确性,指导临床的治疗及对预后的判断。【参考文献】 [1]AAN. Practice parameters for determining brain death in adults (Summary statement)[J]. Neurology,1995,45: 1012. [2]铃木忠 著.欧阳嶷 译. 脑死亡判定法[J]. 日本医学介绍,2002,23:456. [3]Ernst. Electroencephalography[M]. 5th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005.479. [4]刘灵慧,陈善成,李冬娜,等. 动态脑电图诊断脑死亡10例报告[J].暨南大学学报, 2004,25:230. [5]庄晓芸,黄华品,郑安,等. 动态脑电图对脑死亡诊断的应用价值[J].临床神经电生理学杂志, 2003,12:27. [6]Bell MD, Moss E, Murphy PG. Brainstem death testing in the UK——time for reappraisal[J]? British Journal Anaesthesia,2004,92: 633. [7]Waters CE, French G, Burt M. Difficulty in brainstem death testing in the presence of high spinal cord injury[J]. British Journal Anaesthesia,2004,92:760. [8]胡克琦,陈谦学,叶应湖. 脑死亡病人的脑电图监测[J].中国临床神经外科杂志, 2003,8:105. [9]Nuwer MR. Assessing digital and quantitative EEG in clinical settings[J]. Clin Neurophsiol, 1998,15:456.