脑电图在癫痫诊断中的应用

脑电图检查在癫痫诊断中的应用,湘雅医院 李国良,Biosignal,人體上有 Action Potential 的地方，即有電流，接上Transducer 後，可測得生理訊號。,脑电图原理,通过放置适当的电极，借助电子放大技术，将脑部神经元的自发性生物电活动放大100万倍，将脉冲直流电转变为交流电并记录下来的脑电活动。,脑电活动的起源,头皮记录的脑电图电位变化：源自皮质大锥体细胞顶树突突触后电位的总和节律变化：丘脑和脑干网状结构系统与大脑皮质相互作用的结果,脑电图在癫痫诊断中的应用价值,帮助鉴别发作性质：癫痫性或非癫痫性发作帮助诊断癫痫发作类型和癫痫综合征了解部分性发作的起源和传播过程评价首次癫痫发作后复发的可能性有助于判断治疗反应，作为减药、停药的参考,脑电图诊断的局限性,记录到癫痫样放电不一定都诊断为癫痫少数正常人也存在癫痫样放电脑电图正常不能完全排除癫痫放电部位隐蔽，头皮EEG记录不到异常放电稀少，在有限的记录时间内未能捕捉到 癫痫样放电的频度与临床发作的严重程度不完全一致有些发作频繁而间期放电稀少（如某些额叶癫痫）有些间期大量放电而发作不频繁（如儿童良性癫痫）对各种不典型脑电图表现需要仔细甄别正常或良性变异型图形与癫痫样放电的鉴别不典型的癫痫样异常，特别是发作期异常的识别,脑电图记录方法,定量脑电图或脑电地形图不能用于癫痫的诊断！,REEG,AEEG,VEEG,脑电图记录的主要技术要求,电极记录电极数目：1619个或更多，8导不能满足癫痫诊断的需要特殊部位记录：如蝶骨电极带通滤波：0.5Hz70Hz（窄带滤波将引起波形失真）纸速：常规为3cm/s（1.5cm/s的慢纸速影响波形分析）描记时间：常规清醒脑电图记录时间不应少于30 分钟睡眠诱发应延长时间，至少包括慢波睡眠、期,电极位置：国际1020系统,1020系统的原则是头皮电极点之间的相对距离以10%与20%来确定，并采用两条标志线。一条称为矢状线，是从鼻根到枕外隆凸的连线，从前向后标出5个点：Fpz、Fz、Cz、Pz、Oz，Fpz之前与Oz之后线段长度占全长10%，其余各点间距离均占全长的20%。另一条称为冠状线，是两外耳道之间的连线，从左到右也标出5个点：T3、C3、Cz、C4、T4。T3和T4外侧各占10%，其余各点间距离均占全长20%。,电极位置：国际1020系统,电极数较多电极位置与头颅的大小和形状成比例，不同记录之间具有可比性与解剖部位基本吻合（前颞例外）,International 10-20 system,Fp = frontopolar or prefrontal（額前叶）F = frontal（額叶）C = central（額叶中心沟）T = temporal（顳叶）P = parietal（頂叶）O = occipital（枕叶）A = ear or mastoid,單号代表左側F3 = left mid-frontalP3 = left parietal雙号代表右側T4 = right temporalA1 = right earZ (zero) 代表中線Cz = vertex,导联设置,单极导联: 各记录电极与参考电极之间的电位差（理论上参考电极为零电位）耳电极参考平均参考导联Cz不能作为参考电极双极导联: 两个记录电极之间的电位差纵联横联环联定位诊断时应使用参考导联和多种双极导联显示，互为印证，才能得出正确的结论,Electroencephalogram (EEG),electro = electrical; encephalo = brain; gram(ma) = picture Each channel records the potential difference between two electrodes.,蝶骨电极的位置,T1和T2的位置,特殊电极的位置,主要用于提高颞叶癫痫的阳性率,脑电图描记程序,记录病人的一般情况记录描记参数的设定和修改情况EEG记录前一般不应减停抗癫痫药物（外科手术前评估时除外）描记过程中的诱发试验睁闭眼试验：诱发某些枕叶癫痫或全面性癫痫的放电过度换气：诱发癫痫样放电和（或）发作，特别是失神发作闪光刺激：诱发光敏现象或诊断光敏性癫痫睡眠诱发：对各种癫癎样放电都有较好的诱发效果描记过程中注意观察和记录病人的临床表现,强调脑电图记录的规范化操作!,脑电图分析要素,频率波幅波形时相和位相关系异常波出现的方式异常波的空间（部位）分布异常波的时间（状态）分布对各种刺激的反应性,频 率,某种脑波在一秒钟内重复的次数(Hz或c/s)分为4个频带：（delta）频带 ： 3.5Hz以下 （theta）频带： 47.5Hz（ alpha）频带 ： 813Hz （beta ）频带： 13Hz以上,波 幅,一个波的高度，用微伏（V）来表示低波幅：75V上述对波幅的分级不适用于儿童EEG,波 形,根据脑波沿基线偏转的次数分为单相波双相波三相波根据波形分为正弦样波多形性波弓形波（梳状波）棘波尖波,由2个或2个以上相连续的波组成复合波棘慢复合波尖慢复合波多棘波多棘慢复合波,极性和位相,负相（negative）：当G1的电位相对于G2为负相时，引出向上的波形。大多数癫痫样放电为负相波正相（positive）：当G1的电位相对于G2为正相时，引出向下的波形。位相倒置（phase reversal）双极导联描记相邻的两个放大器有一个公用电极该公用电极分别进入两个放大器的G1和G2端口，并显示出相反的极性位相倒置的脑波定位于该公用电极部位,Localization: Phase Reversal,FP1-F7,F7-T3,T3-T5,FP1-F7,棘波尖波的极性,脑波的空间分布,全面性（generalization)：脑波活动出现在双侧半球的各个脑区，左右半球相应区域频率及波幅基本对称，但前后脑区的波幅可有差别弥漫性（diffuse)：脑波活动出现在双侧半球的各个脑区，但波形、波幅或频率有不固定、非持续性的不对称及不同步现象局灶性（location or focus)：限局在某一局部的特殊脑电活动，可涉及不同的范围一侧性(unilateral)：出现于一侧半球或以一侧半球为主的异常电活动对称性(symmetry)：双侧大脑半球各对应区域脑电活动的波形、波幅、位相和频率基本相同（反之为非对称性）,某些生理性脑波具有特定的空间分布和状态相关性,脑波的出现方式,散发(random)：单个无规则出现的脑波阵发(paroxysm)：突出于背景并持续一段时间的脑波节律(rhythm)：三个或三个以上波形、频率、波幅相似的脑波连续出现短程：小于1秒中程：1 3秒长程：大于3秒周期性(periodic)：某种突出于背景的脑波或波群以相似的间隔重复出现,双侧额区局灶性散发棘慢复合波，左右不对称,左颞叶棘波,广泛性（全面性）多棘慢复合波阵发,全面性3Hz棘慢复合波节律暴发,右侧半球周期性复合慢波发放（周期性一侧性癫痫样放电，PLED）,多灶性尖波,反应性,正常健康人对于各种生理刺激具有反应性，表现为一定的脑电变化在描记EEG时，给予受试者一定的生理刺激，例如，视觉刺激、听觉刺激以及体感刺激等,从而观察受试者对于该刺激的反应是否正常。,反应性,正常人EEG对于某些生理刺激具有特定的反应性，如睁眼引起枕区节律阻滞一侧肢体运动引起对侧中央区节律抑制在EEG记录中给予受试者一定的生理刺激，观察受试者对该刺激的反应是否正常,根据EEG分析要素确定脑波,正常人四种基本的脑电波,频率/Hz81314 300.5 34 7,波幅/V201005 2020 200100 150,特 征安静闭眼时，枕叶、顶叶活动时，额叶深 睡睡眠、困倦,波在人清醒、安静并闭眼时出现，常具有波的“梭形”波群变化。当睁开眼睛或受到其他刺激时， 波立即消失，这一现象称波阻断。,Normal Alpha Reactivity,Normal Alpha Reactivity,Eyes Closed,Generalized Beta Activity,睡眠与EEG,睡眠和觉醒的昼夜周期性交替是人类生存的必要条件。 觉醒与脑干网状结构上行激动系统的活动有关。 睡眠具有正相睡眠(=脑电波呈现同步化慢波时相)和异相睡眠(=脑电波呈现去同步化快波时相)两种时相状态。 睡眠两时相的转换为：由浅睡(慢波睡眠)深睡(快波睡眠)浅睡。每晚可重复45次的周期性过程。,睡眠分期,NREM （思睡期）：波解体，波增多 （浅睡期）：顶枕部3-8Hz高幅顶尖波， 睡眠纺锤波 （中睡期）：高波幅 波占20-50， 少量睡眠纺锤波 （深睡期）：以高波幅 波为主，50REM 睡眠深，但EEG近似于清醒状态,Brain Waves in Sleep,Drowsy,Light sleep (stage I)/ Vertex Sharp Transients,Light sleep (stage II)/ K-Complex,Light sleep (stage II)/ Sleep Spindles,Deep sleep (stage III),Deep sleep (stage IV),癫痫人群常规EEG发作间期癫痫样放电的阳性率在40%左右,提高癫痫EEG阳性率的方法延长记录时间（长程EEG监测）增加记录电极数目增加特殊位置的电极（如蝶骨电极等）诱发试验睡眠诱发过度换气诱发节律性闪光刺激诱发减停抗癫痫药物诱发（仅用于癫痫外科术前评估）,Activations,RoutineEye opening and closureHyperventilationIntermittent photic stimulation1, 5, 10, 15 & 20 Hzeyes openeyes closedeyes closure,OptionalSleep deprivationSedated sleepSpecific methods of seizure precipitationvideo gamesvisual patternsAED withdrawal,注意良性变异型脑波和伪差的识别,容易与癫痫样放电混淆的良性变异型脑波,可出现在正常人群或各种神经系统病变者与临床症状之间无明确关系不属于癫痫样放电不具有重要的临床诊断意义常见的如:6和14Hz的正性棘波中颞节律性放电6Hz棘-慢波综合小棘、尖波 ,6Hz和14Hz正相棘波,14Hz或6Hz正相棘波,节律性颞区Theta暴发（精神运动变异型）,小棘波,婴儿睡眠期Rolandic区小棘波,脑电图中伪差的识别,伪差：混入脑电信号中的非脑源性信号伪差的来源生理性信号（心电、肌电、眼球或眼睑运动、血管搏动、呼吸、出汗等）仪器和电极干扰（电极或导线接触不良、仪器接地不良等）环境中的电磁干扰（50Hz交流电、静电、高频电子脉冲等）日常活动引起的各种节律或非节律性运动伪差带来的问题掩盖脑电图形，影响分析有时被误判为“癫痫样放电”，造成假阳性结果，导致临床误诊伪差的识别注意分析在波形、分布、演变过程等方面与真正脑波活动的区别了解病人当时的活动状态增加EKG、EMG、EOG记录，帮助排除其他生物电干扰在难以确定时慎下结论，必要时复查,心电伪差（O1电极脱落在左侧肩部）,F8电极接触不良,激光玩具枪脉冲引起的局部“快波节律”（分布不合理，在双侧枕区和左侧前颞区）,手机信号的干扰,节律性拍打引起类似“棘慢波节律”的伪差,类似散发“棘波”的伪差，分布不合理（P4、O1和T5）VEEG证实为家长拍打患儿,癫痫样放电,癫痫样放电的定义：大脑神经元群的 异常超同步化放电癫痫样放电的识别：明显区别于背景活动的阵发性脑电活动根据是否伴有临床发作分为发作间期放电发作期放电根据起源部位分为局灶性（或多灶性）放电全面性放电 局部继发全面性放电,背景活动异常不是癫痫诊断必须或特异性的指标,癫痫样放电的特点,发作间期多数为比较典型的癫痫样放电（尖波、棘波、棘慢波复合波、多棘慢波复合等）多数为散发或短阵节律性发放某些儿童癫痫睡眠期可有长时间持续放电，但没有临床发作发作期多数发作类型的发作期放电与间期放电不同（肌阵挛、失神等发作类型除外）在波形、节律、波幅等方面明显区别于背景活动在发作过程中多数具有动态演变过程,发作间歇期癫癎样放电(IEDs)特征,出现方式：明显突出于背景脑电活动；呈现一过性出现，大多数的 IEDs是单个或者孤立的反复出现，但偶尔表现为连续节律性出现；在相同的部位反复出现。波形特点：IEDs可以分为尖样波或者复合波，如尖波、棘波、棘慢波复合、多棘慢波复合等，其中棘波与尖波的区分并不非常重要。极性：绝大多数情况下，IEDs的极性为负性。出现范围：局灶性IEDs出现在一定的局灶范围，往往能被附近的数个电极同时记录到。如果是全面性放电则往往累及所有的电极。,发作期异常放电的特征,癫癎发作期脑电图的核心是阵发性的电活动或者电抑制。,ICTAL EEG,Always abnormal in generalized seizuresAlmost invariably abnormal during a partial seizures especially with loss of consciousnessMight be normal for simple partial seizuresShould be correlated with behavioral changes,Inter-ictal Epileptiform Patterns,Idiopathic EpilepsiesGeneralized3 Hz spike-and-wavePolyspikesAtypical spike-and-wavePartial / FocalBenign focal epilepsy of childhood with centrotemporal spikesBenign focal epilepsy of childhood with occipital spikes,Symptomatic EpilepsiesGeneralizedHypsarrhythmiaSlow spike-and-waveParoxysmal fast activityMultiple independent spike foci Partial / FocalTemporalFrontalCentro-parietalOccipitalMidline,癫痫样波,棘波：波形尖锐，升降线急而直，频率在12Hz以上，2 个波以上称多棘波。常见于癫痫。尖波：近似棘波，上升快下降慢，频率在12Hz以下，常见于癫痫。棘慢综合波：由棘波和波或波相连的波。典型失神小发作见到3次/秒的棘慢波；2个以上棘波与慢波相连称多棘慢波，常见于肌阵挛发作。尖慢综合波：尖波与慢波相结合，意义同上。高峰节律紊乱：为杂乱的高波慢波、棘波、尖波及棘慢综合波组成，见于West综合征,常见的癫痫样放电,局灶性放电和全面性放电的起源,Partial Onset Seizure Left Temporal,Generalized Onset Seizure,常见癫痫发作类型的脑电图特征,部分性发作发作期EEG提示异常电活动起源于一侧大脑半球的局部区域,发作期局灶性异常放电的特征,发作期异常放电并没有固定的模式。发作期的放电包含了起源、逐渐进展和发作后表现。进展包含了波幅的演变、频率的演变、波形的演变和放电区域的演变等几个方面。局灶性发作的癫癎样放电的起源部位对于癫癎源的定位具有重要的意义。,发作间期局灶性癫癎样放电特征,颞叶起源的癫癎样放电：绝大多数为内侧颞叶的癫癎样放电，最常见于青春期和成人期。额叶起源的癫癎样放电：可以见于任何年龄，清醒描记和睡眠描记都可以发现，在睡眠中更容易出现。枕叶起源的癫癎样放电：年龄依赖性，容易向后颞和顶部扩散，清醒和睡眠出现的几率差别不大。中央颞部起源的癫癎样放电：也称罗兰多区（rolando）放电，出现在儿童期。波形包括双相棘波，后面可有慢波成分，可以单侧或者双侧出现，思睡或者轻睡明显增加，甚至可以连续出现。,颞叶癫痫,左上图：发作间期,右下图：发作期,额叶癫痫,左上图：发作间期,下图：发作期,枕叶癫痫,左上图：发作间期,右下图：发作期,Rolandic区癫痫,左上图：发作间期,下图：发作期,Fp1 F7 F7 T3 T3 T5 T5 O1Fp2 F8 F8 T4 T4 T6 T6 O2Fp1 F3 F3 C3 C3 P3 P3 O1Fp2 F4 F4 C4 C4 P4 P4 O2 Fz Cz Cz Pz T1 T2 A1 A2 EKG Photic,Benign Epileptiform Discharges of Childhood,常见癫痫发作类型的脑电图特征,全面性发作发作期EEG从开始即为双侧半球广泛性放电,发作期全面性异常放电特征,全面性棘慢复合波节律：与发作间歇期棘慢复合波的波形一致，但发作期放电持续时间长，并且伴有意识的改变。全面阵发性快活动电抑制现象：突然出现的全面性电抑制，持续1秒左右或者数秒后出现快的低电压节律，演化为全面爆发性快活动，临床多见于强直发作或者全面性强直阵挛的强直期。全面性发作期放电可以突然终止，全面性棘慢复合波节律的往往突然中止，也可逐渐演变为慢波波型而渐回复正常，表现为频率的逐渐变慢和波幅的逐渐降低。,发作间期全面性癫癎样放电特征,棘慢复合波节律：出现频率一般在1-6Hz之间。发放频率低于3Hz的慢棘慢复合波节律提示为非典型失神发作、L-G综合征。等于3Hz发放节律提示为失神发作、失神癫癎。高于3Hz发放节律（3-5Hz）的则提示为肌阵挛发作和肌阵挛癫癎、仅有全面性强直阵挛发作的特发性全面性癫癎等。高幅失律：表现为正常脑电活动消失，全脑区弥漫性的慢波活动，慢波活动的多位于、的范围，并可夹杂有棘波、尖波或者棘慢复合波以及尖慢复合波。高度失律临床见于婴儿痉挛症。阵发性快波活动：可以出现在发作间歇期，但更多的出现在发作期。,强直阵挛发作（广泛性快波节律慢波插入发作后电抑制）,强直阵挛发作(发作间期)Generalized Spike-Wave,阵挛发作,强直发作（1020Hz快节律持续发放）,典型失神发作（双侧对称同步3Hz棘慢波节律爆发）,失神发作: 3 Hz Spike and Wave,不典型失神发作（广泛性2Hz左右慢棘慢波）,肌阵挛发作（广泛性多棘慢波爆发）,肌阵挛发作and Polyspike Wave,Jerk,Jerk,失张力发作（高波幅慢波广泛性电压抑制）,婴儿痉挛,左上图：发作间期，高度失律,右下图：痉挛发作广泛性快节律高波幅慢波低波幅快波,Lennox-Gastaut （L-G）综合征,脑电图的判读和解释,包括三个层次对脑电图记录的客观描述作出正常或异常程度的判定对脑电图结果的解释 (对临床诊断的提示意义 ),脑电图的规范化操作是正确判读脑电图的基础,癫痫专科医师应对脑电图有基本的掌握,成人脑电图判断标准,正常范围：与相应年龄段健康人特征相一致的脑电图边缘状态：正常背景活动的轻度量变。如两侧的波率不佳，波幅一过性不对称，慢波或者快波轻度增加，为非特异性改变轻度异常：背景活动的改变较边缘状态明显，为非特异性改变中度异常：背景活动的中等度改变和（或）出现异常性电活动，提示全面性或者局灶性脑功能异常重度异常：重度背景活动异常，出现异常放电。提示严重的弥散性脑功能异常,对于癫痫的诊断，指明EEG的具体异常特征比仅作出异常程度的判断更有意义！,儿童脑电图判断标准,正常： 清醒和睡眠期图形与实际年龄相符，各种状态下没有异常放电正常范围：多数为正常变异，和