重症脑损伤昏迷患者重复经颅磁刺激治疗前后的局部脑电图平均功率和慢波功率变化情况*

孙 杰，万 健

上海市浦东新区人民医院急诊与重症医学科，上海 200120

昏迷是一种严重的神经功能障碍，是重症脑损伤(SBI)患者常见的临床表现之一[1]。根据格拉斯哥昏迷评分法(GCS)相关标准，将伤后昏迷时间超过6 h或醒后出现再次昏迷的现象定义为SBI[2]。纠正休克、清创、抗感染及必要的手术干预是SBI的主要治疗方法。据统计，虽然目前SBI昏迷患者的促醒方法较多，但大多处于探索状态，确切且具有临床有效性的促醒机制尚未明确[1]。为改善SBI患者的脑功能，有学者将重复经颅磁刺激(rTMS)技术应用于SBI的临床治疗，效果较好，目前rTMS已成为脑损伤治疗领域的重要方法之一[3-5]，但就SBI昏迷患者的促醒治疗而言，rTMS是否有效，仍缺乏权威的循证依据。部分研究证实，rTMS对SBI昏迷患者的治疗有一定积极作用[6-9]。本研究旨在探讨rTMS治疗前后SBI昏迷患者的局部脑电图(EEG)平均功率和慢波功率变化情况，以期为该病的临床治疗提供理论与实践依据，现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年1月至2021年3月本院重症监护病房(ICU)收治的处于昏迷状态(GCS评分<9分)的SBI患者38例为研究对象，其中男23例，女15例；年龄23～75岁，平均(50.67±11.45)岁；病程1～5个月，平均(2.87±1.34)个月；临床诊断：脑出血24例，大面积脑梗死10例，脑外伤4例。所有研究对象均无rTMS治疗史、过敏史及禁忌证，临床资料完整，均签署知情同意书。本研究符合《赫尔辛基宣言》自愿、保密、有益、公平等医学研究准则。

1.2方法 经颅磁刺激治疗仪(型号MagTD)购自武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司，输出脉冲频率：0.1～100.0 Hz(允许总误差±5.0%)，可选配MEP(EMG)模块。行rTMS治疗前2 h，所有患者除基础用药(如降血压、降血糖、降血脂药物等)治疗外均暂停相关的营养神经药物治疗与康复治疗。

rTMS治疗步骤共4步，(1)运动阈值(MT)确定：确定电极间距(≥2 cm)后将电极贴于患者拇短展肌，并选择合适的rTMS治疗位置。刺激位置为双侧M1运动区，共连续刺激10次(5次刺激强度为80%MT，5次刺激强度为MT，即肌电值>50 μV)，若上述两种刺激强度均未引出相应的运动电位，则将刺激强度调至45%最大输出强度进行治疗。(2)rTMS治疗前EEG采集：选定SBI昏迷患者的头部及双侧耳垂为EEG图像采集位置，用酒精擦拭去脂、降阻抗，特制电极帽(TMS兼容，19导)和电极的放置是基于头骨解剖标志的20%和10%标准化测量值，接着选定参考电极(耳垂电极)并注入导电膏，确保每导阻抗<5 kΩ时采集EEG，采集时间≥20 min。(3)rTMS治疗：刺激位置为左侧额叶背外侧区(F3位置)，刺激频率为15 Hz，总刺激时间为15 min，间歇时间10 s。(4)rTMS治疗后EEG采集：rTMS治疗结束后，首先关闭经颅磁刺激治疗仪，继续采集EEG数据，采集时间及方法同rTMS治疗前。

1.3观察指标 比较rTMS治疗前后的EEG平均功率和慢波功率，观察通道共5个，即Fp1、F3、C3、F7和T3。慢波功率采用慢波比(DTR)表示，计算公式： DTR=(δ+θ)/(α+β+δ+θ)。

2 结 果

2.1SBI昏迷患者rTMS治疗前后5个观察通道上的平均功率比较 rTMS治疗后，SBI昏迷患者Fp1、F3、C3、F7和T3通道上的平均功率较rTMS治疗前均明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 SBI昏迷患者rTMS治疗前后5个观察通道上的平均功率比较

2.2SBI昏迷患者rTMS治疗前后5个观察通道上的DTR比较 rTMS治疗后，SBI昏迷患者Fp1、F3、C3、F7和T3通道上的DTR较rTMS治疗前均明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 SBI昏迷患者rTMS治疗前后5个观察通道上的DTR比较

2.3rTMS治疗后的EEG比较 纳入的38例SBI昏迷患者均有不同程度的EEG异常现象，其中中高幅慢波者8例，占21.05%(8/38)，θ阵发型EEG 12例，占31.58%(12/38)。在予以rTMS治疗后，慢波、波幅异常显著减少，EEG波形分化明显改善，见图1。

注：A为rTMS治疗后5个观察通道的EEG平均频率；B为rTMS治疗后5个观察通道的EEG DTR。

3 讨 论

完全意识丧失有3种类型，即昏迷、晕厥和心搏骤停，其中按照严重程度又可将昏迷分为4种，即轻度、中度、重度和过度昏迷[9-11]。既往研究发现，绝大多数的SBI昏迷患者均伴有明显的EEG异常表现，如暴发抑制型、平坦型、中高幅慢波型等[3-6]，本研究所纳入的38例SBI昏迷患者中，中高幅慢波者占21.05%。BONANNI等[7]研究发现，中高幅慢波相对常见、多发，本研究结果与其类似。相较于SBI的其他诊断方法而言，EEG具有可连续检测、价格低廉、可床旁操作、无创等优点，其参数包括频率、波形、波幅、相位等[5，12-15]。

为了获得更全面的EEG相关数据，本研究选取Fp1、F3、C3、F7和T3 5个通道作为数据采集点。结果发现，rTMS治疗能有效改善SBI昏迷患者EEG平均功率及DTR，减少慢波及波幅异常，波形分化明显改善，提示rTMS可作为SBI昏迷患者治疗的有效方法。rTMS技术的磁刺激设备最大磁场强度应不低于1 Tesla，且具备冷却系统[8-9]。rTMS技术是通过电磁感应原理，使储能电容快速向刺激线圈放电，而在此条件下，刺激线圈的电流所产生的磁场与生物组织(如颅骨及其他组织)感应，形成脉冲电流，产生脉冲磁场，引起神经细胞兴奋活动，实现疾病治疗的目的[16-17]。对于SBI昏迷患者而言，rTMS治疗可引起脑电活动振荡，但其影响有区域、频率限制。研究发现，rTMS治疗所引起的脑电活动频率多集中在α、β频带上，且行EEG检查时要想获得有效的SBI昏迷患者的相关脑部信息，rTMS治疗的刺激频率需控制在8～12 Hz(α振荡反应)[10]。EEG按频率速度快慢可分慢波、α波(8～13 Hz)和快波3种，慢波又称病理波，即在正常的生理状态下不会出现的波，多在睡眠时出现，其异常状况通过多种形式表现，如尖波、棘波等[11-13]。通过对rTMS治疗后的平均功率分析发现，F3和C3这两个通道上的平均功率下降趋势最明显，原因可能与这两个通道距离rTMS治疗位置较近有关；也可能是本研究rTMS治疗时间较短，无法引起Fp1、F7和T3通道的EEG明显变化。尽管如此，通过对慢波的比较，可以得出局部EEG的改善与rTMS治疗有关这一结论。

综上所述，对SBI昏迷患者实施rTMS治疗能有效改善患者的脑功能，有一定的促醒作用，rTMS可作为该病潜在的促醒治疗方法之一。但本研究存在不足之处，首先是刺激部位选择了左侧额叶背外侧区，可能存在遗漏；其次是样本量较少，结果可能存在偏倚；最后是刺激频率固定在15 Hz，忽略了其他频率对脑功能潜在的影响。因此，在后续的研究中将会改进上述不足，对结果进行进一步验证。