闭合性轻度脑外伤事件相关电位地形图的初步研究
作者：陈伦斌 刘乃河
单位：510080 广州市，广东省人民医院神经电生理室
关键词：脑损伤；脑图；脑电描记术▲
实用医学杂志000116摘 要：目的：对比闭合性轻度脑外伤患者和正常人事件相关电位(P300)地形图，寻找出患者精神心理和智力改变的客观依据。方法：测定24例闭合性轻度脑外伤患者和14例正常人P300地形图。结果：正常组P300高波幅区相对集中于Cz附近的椭圆形区域内，重复试验分布更集中于Cz为中心的小范围内。脑外伤组则从Cz向两侧颞后播散，重复试验向整个后头部移动。结论：闭合性轻度脑外伤其大脑皮层和皮层下结构中的微细结构受损害而使整合功能被削弱。
闭合性轻度脑外伤在临床上十分常见，其损伤后相当长的时间内往往留有一系列的精神心理障碍和智力改变，如精神不易集中，健忘，易疲劳，感情易波动等，临床上找不到明显形态学改变的证据。对这种被称为脑外伤后综合征的解释尚未达成共识，李正义[1]和刘乃河等[2]都曾通过脑电图(EEG)和脑电地形图(BEAM)观察到有明显的生理学改变。本文应用事件相关电位(ERP)，又称P300作为检测大脑知觉，识别和判断能力的客观指标，从另一个侧面了解脑外伤后临床表现的神经生理学基础。
, 百拇医药
1 资料与方法
1.1 临床资料 脑外伤组24例，男13例，女11例，年龄20～48岁，其中8例经头颅CT或MRI扫描未见有脑实质性异常病灶，神经系统检查均未见定位体征；正常人组共14例，男9例，女5例，年龄21～48岁，平均34.5岁，无中枢神经系统疾病及精神病史，神经系统检查正常。
1.2 检测条件 采用丹麦Concerto TM地形图仪，按国际10%～20%系统放置电极，右耳垂放参考电极，Fpz接地线。声刺激信号为单声钝音Tone，强度80dB，刺激频率为1Hz，期待波的刺激信号频率为2 kHz，非期待波为1 kHz，后者有规律地出现，出现率为80%，前者随机出现，占20%，钝声升降时间为10ms，平台时间50ms，迭加300次。低频滤波1Hz，高频滤波80Hz，灵敏度100μV，分析时间800ms，受试者选择接受两类刺激中不规则的2kHz钝音刺激，其反应就是P300成份。
, 百拇医药 检查时受试者静坐在椅子上，全身肌肉放松，闭目，保持觉醒状态及注意力集中，实验前向受试者说明检查目的和要求，交待在两种音调中识别出音调高和次数少的声音，并默记其总数，先进行预试验，待其掌握后进行正式试验。检测结束后，核对其所计次数与计算机显示的次数的符合程度，以了解其合作与否及计算能力。
1.3 分析方法 使用两套触发和刺激系统和两个完全独立的分析时间窗口，来进行识别电位的检测。采集完毕后，由计算机按预先设计的头部电极分布进行脑表面P300瞬时电压成像，P300信号取值为P3a，波幅以零线以上正峰值计，然后打印出绝对值分布地形图及z检验地形图。
1.4 统计方法 每一次检测结果按一份资料处理，分别对两组首次和重复试验的均值作t检验，检查其均数差异的意义。
2 结果
2.1 正常人组 第1次试验的P300波形较尖锐，分化良好，见表1，潜伏期的均值为290.3ms，较高电位区分布相对集中于中央区中线附近的椭圆形区域内，尤其以Cz为最高，见表2。第2次试验，波形分化更好，潜伏期288.3ms，较第1次缩短2.0ms，较高电位区分布稍向双侧颞后区移动，而高电位区更集中于Cz为中心的小范围内，见C3，C4，P3，P4，Fz，Cz，Pz，Oz各点波幅较第1次上升3%～11%，Pz上升最高，见表2，而额颞区各点P300的波幅则分别下降了3%～34%，Fp1和F7下降幅度最大，分别为26%和34%。
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表1 正常对照组与脑外伤组波形分化程度(例) 试验
次数
组别
例
数
分化
良好
分化
不良
不良率
%
χ2值
第1次试验
, 百拇医药
正常组
14
14
0
0.00
脑外伤组
24
17
7
29.17
5.83
第2次试验
正常组
, 百拇医药
14
14
0
0.00
脑外伤组
24
14
8
33.30
5.91
2.2 脑外伤组 第1次试验P300波形分化不良，见表1，表现为波幅低平，易受背景活动的影响，甚至完全淹没在背景活动中，潜伏期为313.1ms，较正常对照组延长22.8ms，较高波幅区则以中央区为中心向双侧颞后区延伸，幅值反而较正常对照组高，见表3。第2次试验，潜伏期进一步延长至322.0ms，较第1次增加8.9ms，较高波幅区的分布向整个后头部移动，幅值比第1次试验普遍明显降低，甚至低于正常对照组第1次试验数据，下降幅度为5%～54%，超过20%以上的有Fp1(54%)，Fp2(42%)，F4(25%)，F3(48%)，Fz(21%)，C4(21%)，Cz(20%)，T4(21%)，唯有T3点的波幅奇异地上升38%。可能因样本数量较少，两组间瞬时电压均值差异无显著性。表2 正常对照组P300瞬时电压均值(μV) 试验次数
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Fp1
Fp2
F3
F4
C3
C4
P3
P4
Fz
Cz
F7
F8
T3
T4
, 百拇医药
Pz
Oz
第1次试验
2.98
3.19
5.28
5.54
5.57
6.15
4.66
5.16
5.67
6.54
, 百拇医药
3.11
2.71
2.49
3.66
5.98
3.24
第2次试验
2.20
3.04
4.67
5.51
5.74
6.33
, http://www.100md.com
5.56
5.82
6.26
6.91
2.07
2.48
2.11
3.22
6.63
4.03
t值
0.36
0.30
, 百拇医药
0.41
0.02
0.17
0.16
0.93
0.55
0.21
0.31
0.75
0.19
0.66
0.71
0.57
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0.70
表3 脑外伤组P300瞬时电压均值(μV) 试验次数
Fp1
Fp2
F3
F4
C3
C4
P3
P4
Fz
Cz
F7
, 百拇医药
F8
T3
T4
Pz
Oz
第1次试验
2.69
2.78
5.55
5.71
6.17
6.91
5.77
, http://www.100md.com
6.42
6.30
7.20
2.74
2.58
2.17
3.44
7.02
4.94
第2次试验
1.23
1.60
4.67
, 百拇医药
4.30
5.84
5.49
6.21
5.76
4.89
5.79
2.44
1.33
2.99
2.73
6.45
4.44
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t值
1.45
1.12
0.91
1.47
0.29
1.27
0.34
0.50
1.35
0.98
0.38
1.63
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1.29
0.88
0.39
0.46
3 讨论
事件相关电位(ERP)是人平均诱发电位的晚成分，是一个正相期待波，通常出现于刺激后300 ms左右，故称之为P300，它是估计人的识别功能和判断能力受损程度比较有价值的客观指标之一。本实验正常人P300波形分化良好，潜伏期290.3ms，中央顶部所记录的P300波幅最高，重复性佳，与文献[6～8]对国人正常P300所描述的特征相符合。P300瞬时电压分布地形图的表现也与此基本一致。另外我们还注意到P300对重复刺激的反应是潜伏期略为缩短，波形分化更加清晰，陡峭，波幅亦略为升高；重复试验时P300地形图则是高波幅区更集中于中央顶区。这些变化与P300是对刺激进行识别，判断和推理所产生的内源性电活动这一特点相一致。说明脑细胞接受重复刺激后，其综合协调和推理判断的能力进一步加强，与人们认识事物的规律相吻合。是否表明人们的认知积累也是有一定的(非成比例的)电活动的量的反映?尚需要更深入的观察研究。轻度脑外伤的患者P300与正常人有明显的差异，表现为潜伏期延长，波形分化不良，重复性差。地形分布图表现高电压区域较弥散，而重复刺激时弥散范围更大。本组资料首次刺激波幅反而比正常人高，重复刺激时，幅值明显下降，甚至低于正常人首次刺激时的数据，但T3点的幅值却奇特地升高，而且比正常人升高的幅度大2.5倍。以上结果说明，轻度脑外伤后脑的整合，推理和判断的功能是有所削弱的，其兴奋和抑制的水平也变得极不稳定，而且易于疲劳。这些可能正是脑外伤后一系列精神心理障碍和智能改变的神经生理学基础。我们和国内一些作者都曾观察到脑外伤后脑地形图与脑电图有弥漫性或局限性改变，本组24例中也有18例脑电图轻度或中度异常，主要是基本频率变慢。这些神经生理学改变的基础。可能是受伤时通过力的梯度效应，使参与P300发生的皮层及皮层下结构中的亚微结构受到了损害。国内外的大量研究已证实，轻度脑外伤后血脑屏障的结构，脑血流的自动调节，神经递质和氧自由基的产生都有不同程度的改变。
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关于P300的发现机制尚不清楚，目前认为主要有三种：一是认为起源于两侧的颞叶[3]，二则认为起源于丘脑[4]，三是认为有皮层和皮层下结构参与的综合反应[5]。本实验结果观察到的正常P300的高波幅区主要集中于中央顶的中线周围为中心的椭圆形区域内，并不呈现广泛性分布或局限于某有关皮层区域内，但在脑外伤组(脑的综合功能有所削弱)重复试验时左颞P300的波幅却又比较突出起来，这些现象似乎与第三种观点相吻合。本实验结果表明P300可作为评价脑外伤后综合心理功能和智力改变的客观指标。■
参考文献：
[1]李正义，张承浩，安世德，等.44例颅脑外伤后神经症脑电图与临床关系探讨.广州：中南六省脑电图与临床神经生理学术会议论文集，1989.126.
[2]刘乃河，于连国，林新伟，等.闭合性脑外伤脑电地形图改变初步观察.脑电图与神经精神疾病杂志，1990，6：86.
, 百拇医药
[3]Holinger DP,Faux SF,Shenton ME,et al. Reversed t emporal region
asymmetries of P300 topography in left-and right-hande d schizophrenic subjects. Electroenceph Clin Neurophysiol,1992,84(6):532～537.
[4]Onofrj M,Curstola L,Malatesta G,et al. Delayed P3 event-related potentials (ERPs) in thalamic hemorrhage. Electroenceph Clin Neurophysiol,1992,8 3(1):52～61.
[5]Aredt G,Hefter H,Jablonowski H. Acoustically evoked event-related potentials in HIV-associated dementia. Electroenceph Clin Neurophysiol,1993,86(3):152～160.
[6]赵宗彦，宋蓓，于玫.事件相关电位中P300的研究. 脑电图与神经精神 疾病杂志，1989，5：78.
[7]叶维真，扬任民.肝豆状核变性患者与正常人的P300ERPs比较. 脑电图与神经精神疾病杂志，1991，7：90.
[8]张军，李诚，吴建中.单一用药癫痫患者P300研究. 脑电图与神经精神疾病杂志，1991，7：92., 百拇医药
单位：510080 广州市，广东省人民医院神经电生理室
关键词：脑损伤；脑图；脑电描记术▲
实用医学杂志000116摘 要：目的：对比闭合性轻度脑外伤患者和正常人事件相关电位(P300)地形图，寻找出患者精神心理和智力改变的客观依据。方法：测定24例闭合性轻度脑外伤患者和14例正常人P300地形图。结果：正常组P300高波幅区相对集中于Cz附近的椭圆形区域内，重复试验分布更集中于Cz为中心的小范围内。脑外伤组则从Cz向两侧颞后播散，重复试验向整个后头部移动。结论：闭合性轻度脑外伤其大脑皮层和皮层下结构中的微细结构受损害而使整合功能被削弱。
闭合性轻度脑外伤在临床上十分常见，其损伤后相当长的时间内往往留有一系列的精神心理障碍和智力改变，如精神不易集中，健忘，易疲劳，感情易波动等，临床上找不到明显形态学改变的证据。对这种被称为脑外伤后综合征的解释尚未达成共识，李正义[1]和刘乃河等[2]都曾通过脑电图(EEG)和脑电地形图(BEAM)观察到有明显的生理学改变。本文应用事件相关电位(ERP)，又称P300作为检测大脑知觉，识别和判断能力的客观指标，从另一个侧面了解脑外伤后临床表现的神经生理学基础。
, 百拇医药
1 资料与方法
1.1 临床资料 脑外伤组24例，男13例，女11例，年龄20～48岁，其中8例经头颅CT或MRI扫描未见有脑实质性异常病灶，神经系统检查均未见定位体征；正常人组共14例，男9例，女5例，年龄21～48岁，平均34.5岁，无中枢神经系统疾病及精神病史，神经系统检查正常。
1.2 检测条件 采用丹麦Concerto TM地形图仪，按国际10%～20%系统放置电极，右耳垂放参考电极，Fpz接地线。声刺激信号为单声钝音Tone，强度80dB，刺激频率为1Hz，期待波的刺激信号频率为2 kHz，非期待波为1 kHz，后者有规律地出现，出现率为80%，前者随机出现，占20%，钝声升降时间为10ms，平台时间50ms，迭加300次。低频滤波1Hz，高频滤波80Hz，灵敏度100μV，分析时间800ms，受试者选择接受两类刺激中不规则的2kHz钝音刺激，其反应就是P300成份。
, 百拇医药 检查时受试者静坐在椅子上，全身肌肉放松，闭目，保持觉醒状态及注意力集中，实验前向受试者说明检查目的和要求，交待在两种音调中识别出音调高和次数少的声音，并默记其总数，先进行预试验，待其掌握后进行正式试验。检测结束后，核对其所计次数与计算机显示的次数的符合程度，以了解其合作与否及计算能力。
1.3 分析方法 使用两套触发和刺激系统和两个完全独立的分析时间窗口，来进行识别电位的检测。采集完毕后，由计算机按预先设计的头部电极分布进行脑表面P300瞬时电压成像，P300信号取值为P3a，波幅以零线以上正峰值计，然后打印出绝对值分布地形图及z检验地形图。
1.4 统计方法 每一次检测结果按一份资料处理，分别对两组首次和重复试验的均值作t检验，检查其均数差异的意义。
2 结果
2.1 正常人组 第1次试验的P300波形较尖锐，分化良好，见表1，潜伏期的均值为290.3ms，较高电位区分布相对集中于中央区中线附近的椭圆形区域内，尤其以Cz为最高，见表2。第2次试验，波形分化更好，潜伏期288.3ms，较第1次缩短2.0ms，较高电位区分布稍向双侧颞后区移动，而高电位区更集中于Cz为中心的小范围内，见C3，C4，P3，P4，Fz，Cz，Pz，Oz各点波幅较第1次上升3%～11%，Pz上升最高，见表2，而额颞区各点P300的波幅则分别下降了3%～34%，Fp1和F7下降幅度最大，分别为26%和34%。
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表1 正常对照组与脑外伤组波形分化程度(例) 试验
次数
组别
例
数
分化
良好
分化
不良
不良率
%
χ2值
第1次试验
, 百拇医药
正常组
14
14
0
0.00
脑外伤组
24
17
7
29.17
5.83
第2次试验
正常组
, 百拇医药
14
14
0
0.00
脑外伤组
24
14
8
33.30
5.91
2.2 脑外伤组 第1次试验P300波形分化不良，见表1，表现为波幅低平，易受背景活动的影响，甚至完全淹没在背景活动中，潜伏期为313.1ms，较正常对照组延长22.8ms，较高波幅区则以中央区为中心向双侧颞后区延伸，幅值反而较正常对照组高，见表3。第2次试验，潜伏期进一步延长至322.0ms，较第1次增加8.9ms，较高波幅区的分布向整个后头部移动，幅值比第1次试验普遍明显降低，甚至低于正常对照组第1次试验数据，下降幅度为5%～54%，超过20%以上的有Fp1(54%)，Fp2(42%)，F4(25%)，F3(48%)，Fz(21%)，C4(21%)，Cz(20%)，T4(21%)，唯有T3点的波幅奇异地上升38%。可能因样本数量较少，两组间瞬时电压均值差异无显著性。表2 正常对照组P300瞬时电压均值(μV) 试验次数
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Fp1
Fp2
F3
F4
C3
C4
P3
P4
Fz
Cz
F7
F8
T3
T4
, 百拇医药
Pz
Oz
第1次试验
2.98
3.19
5.28
5.54
5.57
6.15
4.66
5.16
5.67
6.54
, 百拇医药
3.11
2.71
2.49
3.66
5.98
3.24
第2次试验
2.20
3.04
4.67
5.51
5.74
6.33
, http://www.100md.com
5.56
5.82
6.26
6.91
2.07
2.48
2.11
3.22
6.63
4.03
t值
0.36
0.30
, 百拇医药
0.41
0.02
0.17
0.16
0.93
0.55
0.21
0.31
0.75
0.19
0.66
0.71
0.57
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0.70
表3 脑外伤组P300瞬时电压均值(μV) 试验次数
Fp1
Fp2
F3
F4
C3
C4
P3
P4
Fz
Cz
F7
, 百拇医药
F8
T3
T4
Pz
Oz
第1次试验
2.69
2.78
5.55
5.71
6.17
6.91
5.77
, http://www.100md.com
6.42
6.30
7.20
2.74
2.58
2.17
3.44
7.02
4.94
第2次试验
1.23
1.60
4.67
, 百拇医药
4.30
5.84
5.49
6.21
5.76
4.89
5.79
2.44
1.33
2.99
2.73
6.45
4.44
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t值
1.45
1.12
0.91
1.47
0.29
1.27
0.34
0.50
1.35
0.98
0.38
1.63
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1.29
0.88
0.39
0.46
3 讨论
事件相关电位(ERP)是人平均诱发电位的晚成分，是一个正相期待波，通常出现于刺激后300 ms左右，故称之为P300，它是估计人的识别功能和判断能力受损程度比较有价值的客观指标之一。本实验正常人P300波形分化良好，潜伏期290.3ms，中央顶部所记录的P300波幅最高，重复性佳，与文献[6～8]对国人正常P300所描述的特征相符合。P300瞬时电压分布地形图的表现也与此基本一致。另外我们还注意到P300对重复刺激的反应是潜伏期略为缩短，波形分化更加清晰，陡峭，波幅亦略为升高；重复试验时P300地形图则是高波幅区更集中于中央顶区。这些变化与P300是对刺激进行识别，判断和推理所产生的内源性电活动这一特点相一致。说明脑细胞接受重复刺激后，其综合协调和推理判断的能力进一步加强，与人们认识事物的规律相吻合。是否表明人们的认知积累也是有一定的(非成比例的)电活动的量的反映?尚需要更深入的观察研究。轻度脑外伤的患者P300与正常人有明显的差异，表现为潜伏期延长，波形分化不良，重复性差。地形分布图表现高电压区域较弥散，而重复刺激时弥散范围更大。本组资料首次刺激波幅反而比正常人高，重复刺激时，幅值明显下降，甚至低于正常人首次刺激时的数据，但T3点的幅值却奇特地升高，而且比正常人升高的幅度大2.5倍。以上结果说明，轻度脑外伤后脑的整合，推理和判断的功能是有所削弱的，其兴奋和抑制的水平也变得极不稳定，而且易于疲劳。这些可能正是脑外伤后一系列精神心理障碍和智能改变的神经生理学基础。我们和国内一些作者都曾观察到脑外伤后脑地形图与脑电图有弥漫性或局限性改变，本组24例中也有18例脑电图轻度或中度异常，主要是基本频率变慢。这些神经生理学改变的基础。可能是受伤时通过力的梯度效应，使参与P300发生的皮层及皮层下结构中的亚微结构受到了损害。国内外的大量研究已证实，轻度脑外伤后血脑屏障的结构，脑血流的自动调节，神经递质和氧自由基的产生都有不同程度的改变。
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关于P300的发现机制尚不清楚，目前认为主要有三种：一是认为起源于两侧的颞叶[3]，二则认为起源于丘脑[4]，三是认为有皮层和皮层下结构参与的综合反应[5]。本实验结果观察到的正常P300的高波幅区主要集中于中央顶的中线周围为中心的椭圆形区域内，并不呈现广泛性分布或局限于某有关皮层区域内，但在脑外伤组(脑的综合功能有所削弱)重复试验时左颞P300的波幅却又比较突出起来，这些现象似乎与第三种观点相吻合。本实验结果表明P300可作为评价脑外伤后综合心理功能和智力改变的客观指标。■
参考文献：
[1]李正义，张承浩，安世德，等.44例颅脑外伤后神经症脑电图与临床关系探讨.广州：中南六省脑电图与临床神经生理学术会议论文集，1989.126.
[2]刘乃河，于连国，林新伟，等.闭合性脑外伤脑电地形图改变初步观察.脑电图与神经精神疾病杂志，1990，6：86.
, 百拇医药
[3]Holinger DP,Faux SF,Shenton ME,et al. Reversed t emporal region
asymmetries of P300 topography in left-and right-hande d schizophrenic subjects. Electroenceph Clin Neurophysiol,1992,84(6):532～537.
[4]Onofrj M,Curstola L,Malatesta G,et al. Delayed P3 event-related potentials (ERPs) in thalamic hemorrhage. Electroenceph Clin Neurophysiol,1992,8 3(1):52～61.
[5]Aredt G,Hefter H,Jablonowski H. Acoustically evoked event-related potentials in HIV-associated dementia. Electroenceph Clin Neurophysiol,1993,86(3):152～160.
[6]赵宗彦，宋蓓，于玫.事件相关电位中P300的研究. 脑电图与神经精神 疾病杂志，1989，5：78.
[7]叶维真，扬任民.肝豆状核变性患者与正常人的P300ERPs比较. 脑电图与神经精神疾病杂志，1991，7：90.
[8]张军，李诚，吴建中.单一用药癫痫患者P300研究. 脑电图与神经精神疾病杂志，1991，7：92., 百拇医药