失匹配负性电位联合脑电功率谱峰频率ABCD模型对意识障碍患者预后的预测价值.pdf

现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.13失匹配负性电位联合脑电功率谱峰频率 ABCD 模型 对意识障碍患者预后的预测价值汤冉冉1王鑫2罗坤1 新疆医科大学第一附属医院（1神经外科，2重症医学科）新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000【摘要】目的探讨失匹配负性电位（MMN）联合脑电功率谱峰频率 ABCD 模型对重度脑损伤患者预后的预测价值。方法收集 2022 年 6 月至 2023 年 1 月入住新疆医科大学第一附属医院重症监护病房意识障碍的患者 58 例，于发病 7 d 内行事件相关诱发电位联合脑电功率谱峰频率 ABCD 模型检查，随访 6 个月，按格拉斯哥预后量表评分分组，12 分为预后不良组，35 分为预后良好组。分析一般资料及 MMN 波幅和 ABCD模型与患者预后之间的关系。使用受试者工作特征曲线下面积对每个潜在的预测因子进行评估。结果 纳入的58 例患者中，35 例患者预后良好，21 例患者预后不良。单因素分析显示 MMN、脑电功率谱峰频率 ABCD 模型与患者 6 个月后预后相关。而两组患者的年龄、性别、格拉斯哥昏迷评分、病因、受伤部位之间的差异无统计学意义（P0.05）。多因素 logistic 回归分析显示，MMN 较高波幅（OR=0.023，95%CI为 0.0030.174）是患者预后良好的独立预测因子，脑电功率谱峰频率 A 模型（OR=2.429，95%CI为 0.23624.992）是患者预后不良的独立预测因子。结论MMN 较高波幅和脑电功率谱峰频率 B、C、D 模型是预测重度脑损伤患者预后良好的指标。【关键词】意识障碍；事件相关电位；脑电描记术；预后Prognostic value of mismatch negative combined with EEG power spectrum peak frequency ABCD model in patients with consciousness disorderTang Ranran1,Wang Xin2,Luo Kun11Department of Neurosurgery,2Department of Critical Care Medicine,the First Affiliated Hospitalof Xinjiang Medical University,Urumqi City,Xinjiang Uygur Autonomous Region,830000,ChinaCorresponding author:Luo Kun,Email:【Abstract】ObjectiveTo explore the prognostic value of mismatch negative(MMN)combined with EEG power spectrum peak frequency ABCD model in patients with consciousness disorder.MethodsA total of 58 patients with consciousness disorder admitted to the intensive care unit of the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University from June 2022 to January 2023 were enrolled in the study.Within 7 days of onset,event related potentials combined with EEG power spectral peak frequency ABCD model examination were performed.They were followed up for 6 months and divided into poor prognosis group and good prognosis group according to the Glasgow outcome scale.The relationship between general data,MMN amplitude and ABCD model and patient prognosis was analyzed.Each potential predictor was evaluated using the area under the curve of receiver operating characteristic.ResultsOf the 58 patients included,35 cases had a good prognosis and 21 cases had a poor prognosis.Univariate analysis showed that MMN and EEG power spectrum peak frequency ABCD models were related to the prognosis of patients after 6 months.There was no significant 论著DOI:10.3969/j.issn.1672-0458.2024.01.001通讯作者：罗坤，Email:现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.14difference in age,gender,Glasgow coma scale,etiology and injury site between the two groups(P0.05).Multivariate logistic regression analysis showed that high MMN amplitude(OR=0.023,95%CI 0.003-0.174)was an independent predictor of good prognosis,and EEG power spectrum peak frequency A model(OR=2.429,95%CI 0.236-24.992)was an independent predictor of poor prognosis.ConclusionHigh MMN amplitude and EEG power spectrum peak frequency B,C,D models are indicators for predicting the good prognosis of patients with severe brain injury.【Key words】Consciousness disorders;Event-related potentials;Electroencephalography;Prognosis自发脑电图活动和诱发电位的分析是意识障碍患者仪器评估的基础。在过去的几年里，用于预测和检测严重脑损伤后意识恢复的脑电图相关研究出现了前所未有的激增，大家试图寻找更好的监测手段，帮助临床医生评估患者预后1。失匹配负性电位（mismatch negativity,MMN）作为事件相关电位（event-related potential,ERP）的一种，因其不需要明显的行为反应，且在无定向注意的前提下也可诱发，是自动的潜意识，所以可作为评估意识状态的量化工具之一2。有研究表明，越来越多的证据提示在创伤性颅脑损伤（traumatic brain injury,TBI）和心脏骤停所致的昏迷中，MMN 有正性预后预测价值，即 MMN 的保留代表患者对听觉刺激存在前意识层面的认知3。脑电功率谱峰频率 ABCD 模型（以下简称 ABCD 模型）是基于中央环路模型与中央丘脑放电模式而提出的新型检测手段，国际临床神经生理学联盟专家组共识中指出，脑电功率谱 ABCD模型是唯一临床可用的植物状态与最小意识状态的诊断分型方法4。本研究旨在探讨 MMN 和脑电功率谱峰频率 ABCD 模型对脑损伤后意识障碍患者预后的预测价值。资料与方法一、一般资料收集 2022 年 6 月至 2023 年 1 月入住新疆医科大学第一附属医院监护病房意识障碍的患者 58 例，其中颅脑外伤后昏迷患者 25 例，出血性和缺血性脑卒中后昏迷患者33例。本研究符合 赫尔辛基宣言，患者家属签署知情同意书。纳入标准：(1)格拉斯哥昏迷评分（Glasgow coma score,GCS）8 分；(2)发病 1 周内；(3)昏迷病因明确并排除了各种原因的可逆性昏迷。排除标准：(1)使用镇静安眠药、抗癫痫药、抗精神病药、麻醉药和神经肌肉接头阻滞药等严重影响脑电活动药物者，需要至少停药 1 h，或满足相关药物半衰期；(2)有其他严重影响预后的疾病者（如心力衰竭、呼吸衰竭、多器官功能衰竭或恶性肿瘤等）；(3)植入心脏起搏器的患者；(4)未成年者（即年龄 18 岁的患者）；(5)临床资料不全、失访的患者。二、方法一般资料收集：符合条件的患者纳入此项研究，收集患者年龄、性别、脑损伤原因、脑损伤部位、GCS 评分等基线资料。所有患者行 MMN 及 ABCD模型等检查。临床量表评估：由两名固定的神经专科医师分别独立对每例患者行 GCS 评分（睁眼反应 14 分，言语反应 15 分，运动反应 16 分）。MMN 评估：佩戴弹性脑电电极帽，电极安放位置参照国际脑电图 10-20 标准，记录电极置于 Pz、Cz、Fz，前额正中为地线，电极间阻抗小于 5 k。受试者戴上耳机并接受双耳的短音刺激。刺激持续时间 50 ms，刺激间隔 1.2 s。MMN 由偏差刺激减去标准刺激，150250 ms 之间的负向最高点为准，峰值的潜伏期由横坐标进行测量。脑电功率谱峰频率 ABCD 模型评估：佩戴脑电电极帽，注入导电胶，记录 3 分钟的 19 导脑电图，选取 Cz、C4、C3、Pz、P3、P4 六个导联进行判读，自动生成脑电峰频率功率谱 ABCD 模型。其中 A 型是指丘脑皮层完全损害（患者处于植物生存状态），B 型是指丘脑皮层严重损害（患者处于最小意识状态），C 型是指丘脑皮层中度损害（患者处于意识模糊状态），D 型是指丘脑皮层功能正常（患者表现为意识清醒）。随访方式：患者发病 6 个月后，由固定医师对患者进行床边或电话随访，评定其格拉斯哥预后分级（Glasgow outcome score,GOS）或死亡终点，对于 6 个月内死亡的患者按 GOS 1 级，纳入预后不良组。GOS 分级：1 级为死亡；2 级为持续植物状态；3 级为严重残疾，生活不能自理，需他人照顾；4 级为中度残疾，生活能够自理，但不能工作或学习；5现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.15级为恢复良好，可重返工作或学习，但可能有各种轻度后遗症。本研究将 GOS 12 级定义为预后不良，GOS 35 级定义为预后良好。三、统计学分析采用 SPSS 22.0 统计软件对本研究所有数据进行分析处理。符合正态分布的计量资料采用均数标准差（）表示，组间比较采用t检验；计数资料采用例数和百分数表示，比较采用检验。用二元logistic 回归分析计算各项标准与意识障碍预后的相关性，各项标准对预后判断的准确性采用受试者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲线下面积（area under curve,AUC）表示。P55 岁者28 例。按照病因进行分类，颅脑外伤 25 例，脑血管病33例（其中脑出血21例，大面积脑梗死12例）。按病变部位进行分类，皮层弥漫性病变 21 例，皮层下病变 37 例（皮层下局灶性病变 24 例，原发脑干病变 13 例）。随访 6 个月后预后良好（GOS2 级）35 例，预后不良（GOS 2 级）23 例。预后良好患者中，其中 GOS 3 级 19 例，GOS 4 级 12 例，5 级 4例；23 例预后不良患者中，包括 8 例患者死亡。二、预后良好组与预后不良组一般资料及 MMN波幅和 ABCD 模型比较预后良好组MMN波幅高于预后不良组（P0.05），两组ABCD模型比较差异具有统计学意义（P55 岁1612GCS 评分(例)0.21535 分221868 分135病因(例)0.949脑出血129脑梗死93颅脑外伤1411病变部位(例)0.111皮层弥漫性147皮层下局灶性168原发性脑干58双侧 MMN 波幅()1.7060.4960.6860.2720.026ABCD 模型0.012A 型(即植物生存状态)2021B、C、D 型(即有意识状态)152现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.16四、MMN 和 ABCD 模型预测患者预后的准确性分析MMN 波幅以 1 V 为截断值，预测患者预后的灵敏度分别为 85.7%，特异度为 76.2%，AUC 为0.901（95%CI为 0.8240.978）；脑电功率谱峰频率ABCD 模型预测患者预后的灵敏度为 42.9%，特异度90.5%，AUC 为 0.667（95%CI为 0.5250.809）。见图 1。二者对意识障碍患者预后有较好的意义，其中 MMN 的灵敏度较高，而 ABCD 型分型的特异度较高。5001 000 ms，可以由听觉、视觉及触觉等作为诱发刺激，对于 DOC 患者通常听觉通路保存较好，故而本研究中患者均采用的听觉诱发刺激，MMN 的出现通常发生在 50 ms 的偏差刺激之内，并在 100150 ms之后达到峰值，主要集中在头皮的前中部。有研究表明，MMN 可以反映患者的被动注意及大脑皮层对信息的早期加工能力，对昏迷患者的觉醒具有很高的预测能力8-9，然而其对预测预后价值的研究相对较少。本研究发现，MMN 波幅较高时，患者预后较好；MMN 波幅降低时，提示大脑综合功能或者对外界信息的处理能力有所降低，这与临床表现相吻合。Forgacs 等10提出，皮质丘脑完整性相关的皮质活动的动态机制和心脏骤停后急性缺氧脑损伤的结果相关，并提出了中央环路模型，证实弥漫性脑损伤后苍白球被解除抑制，从而使中央丘脑沉没，导致丘脑皮层功能传入缺失。Edlow 等11在分析了急性严重创伤性脑损伤丘脑皮层功能的相关电生理学，并根据其脑电波特征将其划分为 ABCD 四型。其中 A 型指脑电图背景中以 delta 波为主（频率 4 Hz），提示患者丘脑皮层完全损害（处于植物生存状态）；B 型脑电图背景以 theta 波为主（频率范围为 48 Hz）)，提示丘脑皮层严重损害（患者处于最小意识状态）；C 型是指脑电图背景以 theta 波和 beta 波（波形频率范围为 1324 Hz）为主，提示丘脑皮层中度损害（患者脱离最小意识状态）；D 型指脑电图背景中 alpha 波和 beta 波（频率范围是 813 Hz）为主，提示丘脑皮层功能正常（患者意识清醒）。ABCD 模型是一种简洁且计算上更简单的分类方案，该方案基于急性脑外伤患者中 theta和/或 alpha 振荡的存在来推断丘脑皮层的完整性。ABCD 模型能够预测意识状态，它可以作为诊断生物标志物，例如用于检测隐蔽意识，弥补 GCS 不能准确区分植物状态与最小意识状态的不足。本研究中，脑电功率谱峰频率 ABCD 模型的 A 型患者往往提示不良预后，峰值频率越高，提示患者预后越好，表 2意识障碍患者预后的二元 logistic 回归分析变量值标准误Wald 值P值OR值(95%CI)常量3.0191.5263.9150.048MMN 波幅-3.7861.04013.2640.0010.023(0.0030.174)ABCD 模型0.8881.1890.5570.4552.429(0.23624.992)讨论颅脑损伤（即脑外伤、脑卒中、缺血缺氧性脑病、心脏骤停等多种原因所导致的不同程度的脑损伤）后患者可表现为不同程度的意识障碍(disorders of consciousness，DOC)2,5。对于 DOC 的评估手段多种多样，选择哪几种评估指标，以提高预测预后的准确性，已成为指导患者治疗即预后评估的重要问题。传统的 GCS 评分虽然操作简单、应用广，但由于其预测患者预后的阳性预测值不高，预测准确性较差6-7，急需扩展评估方式，更好地评估患者意识状态。MMN 是 ERP 的早期成分，是标准刺激减去偏差刺激的 ERP 获得的负性波形成分，刺激间隔为图 1MMN 和 ABCD 模型预测患者预后的 ROC 曲线1-特异性曲线来源MMNABCD 分型参考线敏感度1.00.80.60.40.200.2 0.4 0.6 0.8 1.0现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.17但此种评估方式仍有一定缺陷，根据 ABCD 模型对峰频率组合进行分类，有 10.6%不可分类，例如仅有 beta 峰，而没有伴随的 theta 波或 alpha 波，这种缺点未来还需要进一步研究。本研究选取了 MMN 和脑电功率谱峰频率 ABCD模型对脑损伤后意识障碍患者进行预后评估，58 例患者中预后良好患者，MMN 波幅及脑电功率谱峰频率与预后不良患者有明显统计学差异。并经单因素分析显示 MMN、脑电功率谱峰频率 ABCD 模型与患者 6 个月后预后相关，多因素 logistic 回归分析显示，MMN 较高波幅和脑电功率谱峰频率 BCD 模型是患者预后良好的独立预测因子。二者共同评估，可以更好地指导 DOC 患者后期治疗，对于 MMN 波幅较高且脑电背景频率 4 Hz 的患者可以尝试脊髓电刺激或脑深部电刺激等手术方式，促进患者意识恢复12。由于本研究的样本量较小，且存在个体差异，还需要进一步扩大样本量，同时可以采集意识障碍患者原始脑电图，进行定量分析，并加入体感诱发、脑干听觉诱发等神经电生理监测手段，更加精准地预测意识障碍患者的预后，为下一步诊疗提供依据。参考文献1Giacino JT,Kalmar K,Whyte J.The JFK Coma Recovery Scale-Revised:measurement characteristics and diagnostic utilityJ.Arch Phys Med 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