一、脑电图总论
1.脑电图的概念及基本成分 脑电图(electroencephalogram)是脑组织生物电活动通过脑电图仪放大(约放大100万倍)记录下来的曲线,由不同的脑波活动组成。脑波与其他任何波如光波、电波一样有频率、波幅、位相和波形四个基本成分。
(1)频率:一个波从它离开基线到返回基线,或者从一个波底到下一个波底所需要的时间为周期,通常用毫秒(ms)来表示;每秒出现的周期数称为频率,以次/秒(c/s)或赫兹(Hz)来表示。频率及周期的测量标准为:①选择基线稳定的部分进行测量。②凡波的下降支未回到基线但等于或大于上升支的2/3为一个波。③当前波波底过深,后波下降支虽不及上升支的2/3,但下降支已回到基线者,后波应算为一个波。脑电图中的单个电位差称“波”,数个相同的波连续出现称为活动,同一频率的脑波重复出现持续达1秒钟以上者称为节律。不过在脑电图实际工作习惯中仍有将波、活动、节律统称为波者。
脑波按照频率可分为以下几种:
α波:频率8~13c/s即8~13Hz。
β波:频率超过13c/s,通常为14~30c/s。
θ波:频率4至不足8c/s,通常为4~7c/s。
δ波:频率不足4c/s或周期超过250毫秒。
β波因频率高于α波又称快波,θ波及δ波频率低于α波统称慢波。
(2)波幅:波幅又名振幅或电压,代表脑部电位活动的大小,系指波峰到波谷垂直高度,用微伏(μV)表示。测量方法如下:①当波的上升点与下降点均在同一水平线上时,波顶到波底的垂直距离为波幅。②波的上升起点与下降支终点不在同一基线上时,从波峰向基线作一垂直线,此线与波之起点和终点连线相交,其交点至波峰的距离为波幅。③复合波(系指2个以上的波所构成的脑波)的波幅为波的最高处到波谷间的垂直线高度。根据上述方法测得波幅高度的毫米数后,换算成微伏表示。
换算公式为:
波幅(μV)=所测波幅高度标准电压高度×标准电压微伏数
大多数脑电图室采用标准电压,5mm相当于50μV,因此
波幅=所测波幅高度毫米数5mm×50μV
临床上把25μV以下的波幅称为低波幅,25~75μV称为中波幅,75~150μV称为高波幅,超过150μV称为极高波幅。
(3)相位:一个波由基线偏转可产生位相。向基线一侧偏转的称为单相波,向上偏转称负相波,向下偏转称正相波。一个波由基线先向一侧偏转而后向另一侧偏转称双相波。一个波由基线反复向两侧偏转多次称多相波。两个导程的描记中其波幅间的时间关系可产生位相差,如两个导程的波幅同时由基线向上或向下偏转而位相差等于0°时,称同位相或同步,反之产生位相差称不同位相或不同步。如两个导程的波同时向基线相反的方向偏转,位相差等于180°时,称位相倒转。
(4)波形:波形就是波的形状,它与波的频率、波幅和位相诸因素密切相关。这些因素的不同组合构成不同的波形,如正弦波、类正弦波、半弧状波、锯状波、复合波与多形波等。
2.脑电图常见的生理和病理波
(1)α波:频率8~13c/s,波形呈正弦波,波幅10~100μV。由头皮电极所导者偏低,针电极波幅偏高,成人100μV,儿童有时可达150μV。枕部波幅最高,其次为顶、额部,最低处在颞部。α波在安静及闭目时出现最多,波幅亦最高,在精神活动如心算、思考问题时受抑制,睁眼则消失。α波是正常成人脑电图的基本节律,全脑均可出现,主要在枕部,其次为顶部,而颞部最少。α波波幅出现周期由小到大,又由大到小的调幅现象,呈纺锤形或梭形,每一调幅现象持续1~10秒,两个调幅之间有低波幅β波相间,称沉静期,时间在2秒以内。
(2)β波:频率14~30Hz,波幅5~30μV,平均20μV左右,多呈不规则出现,主要分布于额区和中央区,其次为颞区,在枕部出现于沉静期,与α节律共同构成调幅现象。约6%的正常成人以β波为基本节律。β波在精神活动、情绪紧张和睁眼时增多,当肢体运动或受触觉刺激,可使对侧半球β波产生抑制。
(3)θ波:频率4~7Hz(或周期125~250毫秒),波幅10~40μV,正常成年人在额颞区可见少数低波幅θ波。
(4)δ波:频率0.5~3Hz(或周期超过250毫秒),正常成年人仅有少数散在低幅δ波,主要见于额区。慢波(θ波及δ波)增多见于下列两种情况:
1)正常情况:婴儿、儿童的清醒期以及各种年龄的睡眠期。
2)病理状态:有两种表现。①局限性慢波增多,见于癫痫部分性发作、脑肿瘤、脑脓肿、脑外伤性血肿、伴有脑软化的血管病等。②弥漫性慢波增多,出现于感染、中毒、低血糖、颅内压增高、脑部弥漫性病变。
(5)顶尖波:此波又称驼峰波,频率3~8Hz,波幅100~300μV的双相或三相锐波,两侧同步对称,单个出现或连续出现,主要见于顶区及中央区,此波常见于刚入睡时出现。
(6)后头部孤立性慢波:频率3~4Hz,波幅50~150μV,一般不超过200μV,波形呈三角形,多为负波,主要分布于一侧或两侧枕区。此波若与前面的α波连在一起,易被误认为尖-慢复合波。后头部孤立波多见于儿童及青年,成年人较少出现。此波在睁眼时减少,过度换气时增多,睡眠时消失。
(7)纺锤波:此波又称睡眠梭形波、σ(Sigma)波,频率12~14Hz,波幅20~100μV,此波见于正常人中睡期,最先出现于中央、顶区及枕区,继之向前额及前颞区扩散。
(8)K复合波:此波是由顶尖波与σ节律组成的复合波,系在浅睡或中度睡眠期被突然的声音刺激所诱发。
(9)棘波:这是一种病理波,周期为20~80毫秒,波的上升支及下降支均极陡峭,形状如棘,故名棘波。波幅多在100μV以上,若波幅在50μV以下者称为小棘波。棘波是大脑皮质神经细胞受刺激,过度兴奋的表现,见于癫痫,包括症状性和原发性癫痫。
(10)尖波:尖波又称锐波,其波形与棘波相似,但下降支缓慢,周期较长,通常为80~200毫秒,波幅在100μV以上。尖波出现的临床意义与棘波大致相同。
(11)棘-慢复合波:系由棘波和慢波组合而成,即在棘波之后跟随一个200~500毫秒的慢波,或在慢波的上升支重叠有棘波。慢波波幅通常在100~200μV。棘-慢复合波的周期包括棘波和慢波所占时间之和,波幅按最高处计算。一般认为,棘波代表皮质的兴奋,慢波代表皮质或皮质下的抑制过程。棘-慢复合波见于癫痫。
(12)尖-慢复合波:系由一个尖波和一个慢波组成的复合波,慢波周期在500~1000毫秒。尖-慢复合波亦见于癫痫。
(13)高幅失律:为不规则的高波幅慢波,中间杂以棘波和尖波,一般不形成典型的棘-慢和尖-慢复合波,见于婴儿痉挛症。
(14)爆发性抑制活动:系指在平坦活动的背景上,突然出现高波幅慢波,可并发尖波,是大脑皮质下广泛损害的表现,见于脑炎极期或麻醉过深。
(15)平坦活动:又称电沉默现象,为各种频率电活动均有严重程度的抑制,见于大脑严重损害及极度昏迷患者。
(16)懒波:是指在某一区域或一侧半球的α波、β波、睡眠梭形波的减弱或消失,减弱或消失的部位多为器质性病变的部位。
3.脑电图的描记方法
(1)电极位置:常用电极位置有19个,即左前额FP1、右前额FP2、左额F3、右额F4、左中央C3、右中央C4、左顶P3、右顶P4、左枕O1、右枕O2、左前颞F7、右前颞F8、左中颞T3、右中颞T4、左后颞T5、右后颞T6、头顶正中C2、左耳垂A1、右耳垂A2。放置部位的测量方法可参考国际脑电图学会建议的10~20系统放置法。
(2)导联方法
1)单极导联:描记时,一个电极为作用电极,放在需要检查部位的头皮上与另一参考电极(即想象中的零电位)相连。常用参考电极部位是耳垂。单极导联就是把上述头皮电极分别与耳垂电极相连记录脑电图。
2)双极导联:是把头皮上两个作用电极相连在一起记录两电极间的相对电位差。
单极导联的特点是:①记录下来的电位差接近绝对值,故波幅较恒定。②对皮质下病变较易发现,但定位不够准确,易受干扰,产生伪差。双极导联的特点是:①较易发现皮质局灶性病变,定位较准确。②受干扰较小,伪差较少,但对深部位病变不够敏感。因此,单极与双极导联各有优缺点,可互相弥补。常用双极导联方法有三种:
内外联:①DFP1-T3;②FP2-T4;③T3-O1;④T4-O2;⑤FP1-C3;⑥FP2-C4;⑦C3-O1;⑧C4-O2。
外侧联:①FP1-F7;②FP2-F8;③F7-T3;④F8-T4;⑤T3-T5;⑥T4-T6;⑦T5-O1;⑧T6-O2。
内侧联:①FP1-F3;②FP2-F4;③F3-C3;④F4-C4;⑤C3-P3;⑥C4-P4;⑦P3-O1;⑧P4-O2。
(3)诱发试验:常用的有两种方法。
1)睁闭眼试验:是在描记过程中嘱受检查者睁眼3~5秒后,再闭眼10~15秒,反复3次。正常情况下,睁眼时α节律减弱或消失,减弱称为部分抑制,消失称为完全抑制。睁闭眼试验通常在单极导联进行,因单极导联枕部α波明显,便于观察。
2)过度换气:嘱受检查者以每分钟20~25次的速度深呼吸,持续3分钟,使体内二氧化碳排出量增加,血中碱度相对增高,引起脑毛细血管收缩,神经细胞相对缺氧,以及γ-氨酪酸水平降低,脑抑制作用减弱。在正常情况下,大多数成年人逐渐出现α波增多,波幅增高,部分正常人在深呼吸1分钟后出现较多θ波活动,深呼吸停止后半分钟内消失,α波逐渐恢复正常。
(4)描记程序
1)定标:定标电压一般常以50μV等于0.5cm为标准,描记10秒。
2)试笔:将各导程均通联至一对电极,描记同一部位的脑波,观察其波形、波幅是否一致。(https://www.daowen.com)
3)单极导联:常包括两侧额、中央、顶、枕和颞10个部位,记录2~4分钟,并在单极导联中做睁闭眼试验。
4)双极导联:每个导联方法记录1~2分钟。
5)过度换气试验:受检查者在安静、闭目情况下做完上述描记后,可选择单极导联或双极导联进行过度换气试验,并在过度换气停止后至少再记录2分钟。
6)记录:整个记录时间一般不少于20分钟,描记结束后在每份脑电图的封面上除记录受检查者的姓名、年龄、性别、诊断、记录日期、住院或门诊号、脑电图编号外,还要写明定标电压及走纸速度(通常用3cm/s的送纸速度)。
4.正常脑电图
(1)成人正常脑电图:80%的正常成人脑电图以α波为基本节律,α波在枕区最多,波幅亦最高,两侧枕部波幅差不超过20%,频率多为10~12Hz,频率波动不超过1.5Hz。睁眼及精神活动时α波受抑制。β波主要分布于额及中央区,波幅在30μV以下。θ波仅散在见于颞区,波幅低。此外,部分正常人以β波为基本节律,频率多为16~25Hz,波幅20~30μV,分布于全头。还有一部分正常人表现为低波幅脑电图,全图均为低波幅,α波及β波相对较少,而θ波较多。
(2)儿童正常脑电图:正常儿童脑电图有5个特点。
1)6个月以前以δ波活动占优势,6个月以后虽有δ波活动,但以θ波活动占优势,波幅一般为20~50μV;1~3岁,δ波逐渐减少,θ波增多,波幅为30~60μV,后头部出现α波;4岁以前θ波较α波明显;5~6岁,α波与θ波的数量大致相等;7岁以后α波占优势。
2)儿童的α波波幅较高,可达150μV,较易出现两侧波幅不对称。
3)睁闭眼试验:α波节律抑制现象随年龄增加而增高。
4)过度换气试验:深呼吸1分钟后可出现高波幅δ波活动。
5)睡眠脑电图:睡眠脑电图随睡眠过程而变化,睡眠过程有很多分类方法,最简单和实用的方法是把睡眠分为四期。
a.思睡期:α波减少,波幅降低,出现一些低波幅β波活动和θ波活动。
b.浅睡期:α波逐渐消失,出现很多低波幅4~7Hzθ波活动和顶尖波。
c.中睡期:出现睡眠梭形波和一些δ波,声音刺激可诱发K复合波。
d.深睡期:高波幅δ活动占优势,频率1~2Hz。
(3)药物对脑电图的影响
1)催眠药:巴比妥类、水合氯醛等药物一般治疗量出现很多快活动β波,剂量加大引起入睡则出现慢活动,同睡眠脑电图表现。
2)弱安定药:甲丙氨酯(眠尔通)、氯氮(利眠宁)、地西泮等药,一般治疗剂量出现很多快活动,并能抑制癫痫小发作异常波形。
3)强安定药(如氯丙嗪、利舍平)和抗抑郁药(如丙米嗪),一般治疗量可出现大量慢活动,长期大量服用,可有癫痫样放电。
4)抗癫痫药:苯妥英钠通过促使正常脑细胞内的钠离子排出到细胞外,稳定细胞膜电位,使癫痫病灶放电不向四周扩散,控制临床发作,但它不能抑制癫痫病灶的高频放电,因此,对脑电图上的癫痫灶放电无影响。其他抗癫痫药可使脑电图背景节律产生改变。
5.异常脑电图
(1)异常脑电图的范围
1)基本脑波在分布部位、两侧对称性和反应性等方面的异常。
2)基本波的频率比同龄者增快或减慢。
3)脑波波幅比正常人增高或减低。
4)慢波增多。
5)出现病理波。
(2)异常脑电图的表现形式
1)阵发性异常:指突然出现一串异常脑波,这种脑波与背景脑波有显著区别,并突然消失。
2)持续性异常。
3)对称性异常:指对称部位的异常脑波基本相同。
4)非对称性异常。
5)广泛性异常:①普遍性异常,即两侧各部位都有异常波,呈对称性。②弥漫性异常,即各部位有异常波,但两侧不对称。
6)局限性异常:异常波局限于某一区、某一叶或一侧半球。
7)诱发异常:指在闭目安静下描记的脑电图为正常,经诱发试验描记出异常脑电图者。如过度换气出现以下情况属异常:①深呼吸半分钟内出现高波幅θ波活动或δ波活动;②深呼吸停止后半分钟仍有明显θ波及δ波活动;③出现病理波;④在诱发中出现阵发性节律异常,尤其是高波幅δ节律;⑤两侧半球出现不对称的反应;⑥出现癫痫发作。
(3)广泛异常脑电图的分级
1)界限性异常:又称边缘性脑电图,指脑电图改变偏离正常界限、尚未达到轻度异常者。
2)轻度异常:①θ波活动增多,额、颞、顶部指数超过20%,波幅超过50μV或100μV;②δ波活动增多,散在出现,指数超过10%;③成人过度换气时出现中至高波幅θ活动;④α波波形不规则,调节差(频率波动范围超过2Hz),调幅不佳,两侧波幅差超过30%,枕部超过50%,α波泛化(全脑各区均为α波)、前移(额部α波波幅比枕部高),生理反应不明显或不对称;⑤各区出现高波幅β波活动。
3)中度异常:①θ波活动占优势;②中波幅δ波活动成串或持续出现;③自发或诱发出现病理波,如尖波、棘波、尖-慢、棘-慢复合波;④过度换气时出现高波幅δ波活动。
4)重度异常:①δ波活动占优势;②自发或诱发出现尖节律、棘节律或复合波节律;③高度失律;④出现爆发性抑制活动或平坦活动。
6.脑电图报告所包括的内容
(1)基本节律:指脑电图中的优势频率脑波,正常成年人是以枕区α节律为代表,在儿童或病理情况下可以是慢活动,报告内容应包括基本节律脑波幅、波形、分布、调节及调幅。
(2)快波:β波的频率、波幅及分布。
(3)慢波:包括θ波和δ波的频率、波幅、出现方式和部位。
(4)病理波:说明出现的部位、数量、方式和波幅。
(5)睁闭眼试验的反应。
(6)过度换气试验的反应。
(7)结论:根据上述各项内容最后写出脑电图所见的结论,如正常脑电图,广泛轻度、中度、重度异常脑电图。