振幅整合脑电图对非创伤性意识障碍患儿预后的预测价值

徐秀梅，王 婷，郭渠莲，陈 桃，杨义玲，李 刚，刘 斌

西南医科大学附属医院 儿二科(泸州 646000)

意识障碍是大脑皮层或脑干上行网状系统功能异常的结果。格拉斯哥昏迷量表(Glasgow coma scale，GCS)是应用最广泛的意识评估方法，也是预测预后的良好指标[1-2]。但对于存在智力损害、语言或运动功能障碍、气管插管、使用神经肌肉阻滞剂的患儿，GCS对意识的判断结果可能出现偏差[3]。脑电图是评价脑功能状态的敏感指标，对脑功能异常能进行一定程度定性、定位。随着神经电生理技术发展，振幅整合脑电图(amplitude integrated electroencephalogram，aEEG)作为脑电图的简化模式，抗干扰能力更强，图形简单易判读，适用于重症患者的床旁长程监测[4-6]。aEEG最初目的是用于成年患者在癫痫持续状态和心脏骤停后脑活动的长程监测，现在最广泛用于评估新生儿脑损伤的严重程度和确定预后。aEEG的严重程度和异常持续时间对新生儿脑损伤的神经功能预后具有高度预测作用[7-8]。目前关于儿童的aEEG研究报道较少。本研究旨在讨论aEEG在非创伤性意识障碍患儿的病情评估及预后预测。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2017年1月至2018年4月西南医科大学附属医院儿科入院72 h内存在意识障碍的患儿。纳入标准：1)年龄为生后29 d至14岁；2)入院后72 h内行aEEG检查，同时儿童改良GCS评估14分及以下者；3)无早产、严重创伤、颅脑器质性病变、遗传代谢性疾病、精神或心理疾病等既往病史；4)监测结果无严重的干扰伪迹；5)住院或随访期间未接受外科手术治疗。

1.2 方法

1.2.1 aEEG参数设置及监测 本研究的设备采用美国Natus公司生产的脑功能监测仪NicoletOne进行监测。头皮电极采用盘状铜电极，参考国际10～20系统，安放F3～F4,C3～C4,T3～T4,P3～P4共8个记录电极，分别收集额区、中央区、颞区及顶部的皮层电活动。以Cz作为参考电极，避开头皮输液针位置，磨砂膏清洁头皮后，用电极膏及弹力帽固定电极片。头发较长的女性患儿，用头绳捆绑头发，注意露出双侧矢状旁连线及双侧颞连线。电极阻抗不超过20 Ω，高频滤波40 Hz，低频滤波0.5 Hz，灵敏度10 μV/mm，走纸速度6 cm/h。带阻启用，振幅以半对数方式压缩，10 μV及以下呈线性显示，10 μV以上呈对数压缩显示。每次监测持续4 h及以上。监测过程同步开启视频，并对可疑的临床发作、医护人员的操作及家属的护理进行事件标记。

1.2.2 aEEG图形的判读 由2名具有中级或以上专业技术职称的脑电图医生共同判读监测结果。判读标准[9]：1)正常 aEEG：振幅正常(波谱带上边界>10 μV,下边界>5 μV)；2)轻度异常aEEG：振幅轻度异常(波谱带上边界>10 μV,下边界<5 μV；或上边界<10 μV，下边界>5 μV)，或振幅正常但伴有癫痫样电活动的aEEG；3)重度异常aEEG：振幅重度异常(波谱带上边界<10 μV,下边界<5 μV)伴或不伴有癫痫样电活动，或振幅轻度异常但伴有癫痫样电活动。癫痫样电活动的aEEG图形表现为上下边界值突然升高，并伴有波谱带变窄，随后脑电活动短暂抑制。癫痫活动分类[10]：1)单个癫痫活动；2)频发癫痫活动；3)癫痫持续状态。

1.2.3 儿童改良GCS评分分类 儿童改良GCS评分标准参考文献[3]，对患儿最佳语言反应、睁眼、最佳运动反应进行评估。将评估结果分为3类，13～14分为轻度昏迷，9～12分为中度昏迷，3～8分为重度昏迷。

1.2.4 预后评估 电话随访家属，通过儿童脑功能分类量表(pediatric cerebral performance category scale，PCPC)评估患儿远期预后情况。由于严重疾病或受伤后，大脑是最不容易完全恢复的器官。而且长期住院以及康复治疗有利于神经恢复，因此将发病6个月后作为远期预后的随访终点[11-12]。1级：正常；2级：轻度残疾；3级：中度残疾；4级：严重残疾；5级：昏迷或植物状态；6级：脑死亡。预后结果分类：1～3级预后良好；4～6级预后不良。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 患儿一般资料

共77名患儿符合纳入标准，其中，4例失访，73例意识障碍患儿进行了aEEG监测、同期儿童改良GCS评分以及6个月后电话随访神经发育结果。患儿平均月龄为(50.65±15.28)月，男48例(65.8%)，女25例(34.2%)，监测时程(7.88±3.87)h。疾病组成：颅内感染24例(32.9%)，自发性脑出血5例(6.8%)，中毒性脑病25例(34.2%)，癫痫10例(13.7%)，脑血管瘤2例(2.7%)，自身免疫性脑炎2例(2.7%)，缺氧缺血性脑病5例(6.8%)。

2.2 监测与评估结果

aEEG判读结果正常8例(11.0%)，轻度异常24例(32.9%)，重度异常41例(56.2%)。异常aEEG中，发现癫痫样活动者共34例(46.6%)，其中单个癫痫8例(11.0%)，频发癫痫6例(8.2%)，癫痫持续状态20例(27.4%)，不伴有临床表现的癫痫持续状态12例(16.4%)。儿童改良GCS评分判定为轻度昏迷12例(16.4%)，中度昏迷10例(13.7%)，重度昏迷51例(69.9%)。轻度昏迷组，aEEG正常3例(4.1%)，轻度异常9例(12.3%)，不存在aEEG重度异常者。中度昏迷组，aEEG均异常，轻度异常8例(11.0%)，重度异常2例(2.7%)。重度昏迷组，正常aEEG有5例(6.8%)，轻度异常7例(9.6%)，重度异常39例(53.4%)(表1)。6个月随访神经发育结果，儿童PCPC 1级4例(5.5%)，2级13例(17.8%)，3级17例(23.3%)，4级15例(20.5%)，5级7例(9.6%)，6级17例(23.3%)。其中，1～3级为预后良好，共34例(46.6%)；4～6级为预后不良，共39例(53.4%)。

表1 不同昏迷程度患儿的aEEG结果

2.3 aEEG、儿童改良GCS与预后

aEEG图形判读正常者均预后良好(100.0%)，轻度异常者有21例(87.5%)预后良好，3例(12.5%)预后不良，而重度异常者仅4例(9.8%)预后良好，其余均预后不良(90.2%)。轻度昏迷患儿11例(91.7%)预后良好，1例(8.3%)预后不良；中度昏迷患儿8例(80.0%)预后良好，2例(20.0%)预后不良；重度昏迷14例(27.5%)预后良好，37例(72.5%)预后不良(表2)。

表2 aEEG、儿童改良GCS与预后

2.4 两种评估方式分别与预后的Spearman等级相关分析

在0.01水平，双侧检验提示两种评估方式与预后的相关性明显，而且aEEG与预后的相关系数(r=0.775，P<0.001)，儿童改良GCS与预后的相关系数(r=0.626，P<0.001)，提示aEEG与预后的相关性较儿童改良GCS更为明显。而单独以癫痫样活动的分类，经统计分析得出癫痫活动与预后无相关性(r=0.209，P=0.178)(表3)。

表3 aEEG、儿童改良GCS、癫痫样活动与预后的Spearman相关分析

注：**表示在0.01级别(双尾)，相关性明显

2.5 两种评估方式的ROC曲线特征

以PCPC 1～3级为预后良好的指标，4～6级为预后不良，aEEG预测预后的曲线下面积AUC为0.934[95%CI(0.814，0.987)，P<0.001]，提示预测准确性高，最佳截断值为轻度异常，灵敏度、特异度分别为0.957、0.900，阳性预测值、阴性预测值分别为0.917、0.947。儿童改良GCS的曲线下面积AUC为 0.772[95%CI(0.618，0.886)，P<0.001]，提示预测准确性较好，最佳截断值为中度昏迷，灵敏度、特异度分别为0.913、0.600，阳性预测值、阴性预测值分别为0.724、0.857(表4)。aEEG与儿童改良GCS的ROC曲线对比分析，曲线下面积之差为0.198[95%CI(0.023，0.373)]，表明aEEG是比儿童改良GCS评分更好的评估方式，差异有统计学意义(P=0.027)(图1)。

表4 aEEG、儿童改良GCS与预后的ROC曲线分析

图1 ROC曲线对比分析注：aEEG与儿童改良GCS曲线下面积之差为0.198[95%CI(0.023，0.373)，P=0.027]

3 讨论

意识障碍的病因复杂，重症患儿的病情变化快，如何能快速准确而且客观地评估患儿的病情尤为重要。aEEG是一种床旁化脑功能监护仪，具有动态监测的功能。因其具有无创、形式简化、图形直观、结果客观以及抗干扰性能较普通脑电图仪更强的特点，已经成为新生儿重症监护病房常用的脑功能监护手段。普通脑电图需要判读脑电波的波形、波幅、频率及其演变规律。而aEEG是对脑电波同时进行时间和波幅的压缩，经过数字化处理形成的带状趋势图。当aEEG表现为重度异常，如癫痫持续状态、爆发抑制、上边界持续低于5 μV，甚至电静息，均提示患儿病情极其危重，需要紧急干预。Toet等[13]研究指出，抗惊厥药物治疗后脑电活动可能被抑制，但抑制程度取决于脑损伤的严重程度。大部分患儿的异常aEEG模式在24 h内恢复正常，只有重度缺氧缺血性脑病患儿出现持续的重度异常aEEG。因此，aEEG可以比较快速、直观、准确地反应脑损伤程度，动态地评估患儿病情。随着患儿病情的发展，及时持续监测病情变化和治疗反应，特别是对昏迷或应用神经肌肉阻滞剂的患者来说有重要的临床意义。同时也可为患儿治疗方案的选择以及与家属沟通提供较为准确的客观依据。

由于aEEG的图形判读简单，非专业神经电生理人员经过短期训练也能很好掌握[4,14]。近年来，重症监护病房中应用aEEG动态监测意识障碍患者脑功能状态和评估预后的研究报道逐渐增多。在评估神经预后方面，有研究[15]显示，aEEG是一种有效预测急性脑损伤后昏迷存活的工具，正常aEEG是6个月后神经预后良好的指标。本研究中aEEG图形判读正常者均预后良好，而重度异常组多数预后不良。两种评估方式与6个月后神经预后的相关性良好，并且aEEG与预后的相关系数(r=0.775，P<0.001)更大，提示aEEG与预后的相关性更明显。因此，aEEG是预测意识障碍患儿预后的新指标，而且预测的准确性较儿童改良GCS更好。ROC曲线分析结果显示，aEEG最佳截断值为轻度异常，其预测预后的灵敏度、特异度分别为0.957、0.900。儿童改良GCS最佳截断值为中度昏迷，预测预后的灵敏度、特异度分别为0.913、0.600，提示儿童改良GCS是预测意识障碍患儿预后的敏感指标，但是特异度不高。本研究中部分患儿监测过程接受了抗惊厥治疗，这类药物会使GCS评分假性降低，昏迷程度判断过重，降低儿童改良GCS预测预后的特异度。ROC曲线对比分析，aEEG与儿童改良GCS曲线下面积之差为0.198[95%CI(0.023，0.373)，P=0.027]，前者曲线下面积明显大于后者，提示aEEG预测非创伤性意识障碍患儿预后的能力较儿童改良GCS更好。这与朱玲等[16]的研究结果不同。分析其原因，本研究对象为非创伤性昏迷患者，疾病组成不同，而且监测时间较长，每次持续4～18 h。另外，监测环境为有家属陪护的普通监护病房。这些因素都可能影响评估结果。

癫痫活动是脑损伤的重要表现之一，持续的癫痫放电会引起脑细胞缺氧水肿，加重脑损伤。尽早发现癫痫活动，及时治疗，可以减轻脑损伤程度。aEEG作为简化的神经电生理监测模式，具有长程脑电监测功能，癫痫样放电检出率高[8]。持续时间在30 s以内的癫痫样放电将难以被aEEG发现，但是严重的aEEG与原始脑电图的一致率可达到100.0%[17]，这解释了本研究中重度异常aEEG比率较高，尤其是癫痫持续状态检出率达到27.4%。本研究在新生儿常用的双通道(C3、C4、P3、P4)的基础上，增加了额区(F3、F4)和颞区(T3、T4)4个导联，可以提高癫痫波的检出率[18]。床旁脑电监测存在更多干扰的可能，为避免各种干扰伪迹被误诊为癫痫样放电，aEEG仪通过滤波处理，并且将原始脑电图按半对数压缩后呈现，减少了部分伪差对整体趋势的影响。与脑电监测同时开启的视频功能和事件标记功能尽可能地排除各种护理操作造成的干扰。对于有同步原始脑电图功能的aEEG，可结合脑电图进一步甄别，从而提高癫痫检出的准确率。何超等[19]对60例成年意识障碍患者的研究分析得出，aEEG可以对生存预后进行预测，但是癫痫波与生存预后没有相关性。本研究中，各种癫痫活动分类与预后相关性分析提示，癫痫活动分类预测意识障碍患儿发病6个月后神经预后差异无统计学意义(r=0.209，P=0.178)。有相关研究[20]表明，头部外伤后出现癫痫的患儿住院时间延长，而且外伤1周后出现癫痫的患儿预后不良。因此，aEEG对癫痫样放电，特别是癫痫持续状态，可以早发现、早诊断、早治疗，有助于患儿病情恢复。

综上所述，aEEG是一种新型的床旁神经电生理监测手段，有利于儿科医生及时准确地评估患儿病情，并且可以为预测非创伤性意识障碍患儿发病6个月后的神经发育预后提供客观依据。但是本研究受条件限制，没有对年龄、性别等混杂因素与预后的相关性进行分组研究，为明确本研究结果，仍需要更多大样本前瞻性研究。