简单说说脑电图

简单说说脑电图（上篇）强调一下，本文开头讲的原理、导联组合、脑电极性以及电场等，可能会让大家觉得枯燥无味又晦涩难懂。但这正是脑电图的理论基础，不搞懂这些，就无法真正看懂脑电图，就不能忽悠别人而只能被别人忽悠。基本原理要说脑电图，首先得简单了解脑电图的原理。脑电图根据电极放置于颅内或颅外，可分为头皮电极脑电图、颅内电极脑电图。这里讲的是大家经常接触到的头皮电极脑电图。脑电图跟心电图、肌电图一样，是利用仪器来记录电活动。头皮电极脑电图是从头皮上将脑部的自发性电活动加以放大记录而获得的图形。脑电信号经过放大器（因为脑电信号非常微弱，为mv或uv级别，而且得经过颅骨和头皮的衰减，所以需要经过数百万倍的放大才能显示出来）、滤波器（减少干扰）最后形成我们所看到的图形。敏感性与走纸速度先吐槽一下：本来以为敏感性与走纸速度很容易说明白，等到写的时候突然发现不知道如何说清楚，大家可结合以往的心电图知识来理解。我们先来回顾一下心电图。要注意的是，平时大家都知道心电图两条纵线间（1mm）表示0.04s，那是因为走纸速度为25mm/s。也就是说每过1s心电图纸走了25mm。同样的，当标准电压1mv=10mm时，两条横线间（1mm）表示0.1mv。脑电图也是同样的道理。脑电图一般采用的走纸速度为（走纸速度对应的是横轴）30mm/s，也就是说30mm=1s。而脑电图的敏感性（纵轴）单位为uv/mm，敏感性一般采用的是10uv/mm，也就是说1mm=10uv。一般心电图横向纵向都有格子，而且走纸速度以及敏感性都是按照固定标准来的。反正横轴1小格就是0.04s，纵轴1小格就是0.1mv。但是脑电图一般都是没画格子的，走纸速度和敏感性会根据实际情况调整。但是大家也别急，正规的脑电图右下角都会有个标尺（类似地图上的比例尺），标尺就是为了说明其走纸速度及敏感性。文字太多，把大家都绕晕了。还是看图吧。也有的是这样表示的：无论如何，总归会通过标尺告诉你横轴多长是1s，纵轴多长是多少uv。电极放置位置现在头皮电极脑电图常规使用的是国际10-20系统。10-20系统包括19个记录电极和2个参考电极。首先在头皮表面确定两条线，一条为鼻根至枕外粗隆的前后连线为100%，另一条为双耳前凹之间的左右连线为100%。两者在头顶的交点为Cz电极的位置。从鼻根向后10%处为FPz（额极中线），从FPz向后每20%为一个电极的位置，依次为Fz（额中线）、Cz（中央中线）、Pz（顶中线）及Oz（枕中线）。Oz与枕外粗隆的间距为10%。双耳前凹连线距左耳前凹10%处为T3（左中颞）电极位置，以后向右每20%放置一个电极，依次为C3（左中央）、Cz、C4（右中央）和T4（右中颞）。T4距右耳前凹间距为10%。从FPz通过T3至Oz的连线为左颞连线，从FPz向左10%为FP1（左额极），从FP1每向后每20%放置一个电极，依次为F7（左前颞）、T3（左中颞）、T5（左后颞）及O1（左枕），其中T3为此线与双耳前凹连线的交点，O1距Oz为10%。右颞连线与此相对应，从前向后依次为FP2（右颞极）、F8（右前颞）、T4（右中颞）、T6（右后颞）、O2（右枕）。从FP1至O1和从FP2至O2各做一连线，为左、右矢状旁连线，从FP1和FP2向后每20%为一个电极位点，左侧一次为F3（左额）、C3（左中央）、P3（左顶）和O1（左枕），右侧依次为F4（右额）、C4（右中央）、P4（右顶）和O2（右枕）。在10-20系统中，FPz和Oz不包括19个记录点内。这么一大段文字大家都看晕了，没关系，有图有真相，大家还是看图吧。采用这个系统有什么好处呢？第一，电极位置的排列与头颅的大小和形状成比例，就是无论你是头大头小或者头颅头型变异，放置的位置都有可比性，因为它是根据自身头部的百分比放置的；第二，与解剖部位基本吻合，但前颞例外，F7和F8分别位于双侧额下回的后方，并不是真正的前颞区（见下图）。有了图大家应该很容易理解了，但是问题又来了，记不住啊。一堆字母跟数字，那些数字似乎还很混乱（有的是1、2，有的是3、4，有的是5、6）。我开始学习这些导联时，也不知道吐槽了多少遍。但没关系，跟大家说说命名规则，就很容易记了。英文字母表示的是对应脑叶的英文缩写，大家应该好记。关于数字，奇数代表的是左边，偶数代表的是右边。数字不是连续的，那是因为设计者在设计时为了增加电极数目（如有必要）而预留了位置代码。大家再看看刚才那两个图：除了起点位置的距离是10%之外，其余都是20%（这也是10-20名字的由来）。如果在这些20%中再增加电极，也就是所有距离都是10%，那就变成下面这样子：看见没有，所有数字（数字的顺序是横向的）都是连续的了（注意这个图的黑底白字，T7、T8就是T3、T4，P7、P8就是T5、T6。为啥在这里改了，那是美国脑电图协会建议修改的，为啥这样修改，在这里就不说了，大家有兴趣可以自己去看看相关文献：AmericanClinicalNeurophysiologySociety（原著），秦兵（译）.美国临床脑电图学指南（5）标准电极位置命名指南.癫癎与神经电生理学杂志.2011,20(6):377-378.上面这个图太复杂，那看个简单的：同一冠状线（横向）数字由中间向两边递增。同一矢状线（纵向）两个电极中点新增的电极名称就是前后两个电极名称联用。依然记不住怎么办？纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，去你们医院的脑电图室帮忙贴电极，贴十几次或者几十次你们就记住了！简单说说脑电图（下篇）脑电信号的极性脑电图通道显示的是两个输入端的电位差值。按照规定，这两个输入端标记为G1、G2。按照规定，定义一个通道为首先输入到G1然后再输入到G2。例如，C3-T3通道，就是G1为C3电极，G2为T3电极。按照定义，负相电位波峰向上，正相电位波峰向下（似乎跟常识相反，肌电图也是如此）。G1端输入的是负相电位，G2端为零电位，G1与G2的电位差为负相，波形向上。G1端输入的是正相电位，G2端为零电位，G1与G2的电位差为正相，波形向下。相反，G1端为零电位，G2端输入的是正相电位，G1与G2的电位差为负相，波形向上（复习一下数学知识，G1为0，G2为正数，G1减去G2，差为负数）。G1端为零电位，G2端输入的是负相电位，G1与G2的电位差为正相，波形向下（G1为0，G2为负数，G1减去G2，差为正数）。这里千万不能晕，看不懂多看几遍就懂了。上面都是经过简化的，现实情况下，可能G1与G2都有电位，他们之间的电位差就是形成的图形。详细的可参见下图：参考电极及导联组合前面说了脑电图通道显示的是两个输入端（G1-G2）的电位差值。理论上来说，我们希望选取的参考电极（G2端）为零电位（没有任何脑电或其他生物电活动），那么脑电图上的图形就直接反映了我们所要记录的脑电信号（G1端）。如下面这个图：但是现实情况下，人体表面几乎没有零电位的部位，所以我们只能选取受各种生物电场影响较小且较少运动的部位作为参考电极的位置。现在常用的是耳极参考电极和平均参考电极。1.耳极参考电极耳极参考电极采用左右耳垂作为G2端，分别标记为A1、A2。对于左侧大脑半球，分别以Fp1、F3……作为G1端，A1（左耳垂）为G2端，对于右侧大脑半球，分别以Fp2、F4……作为G1端，A2（右耳垂）为G2端。就形成了Fp1-A1、F3-A1……Fp2-A2、F3-A2……各导联组合形成的耳极参考电极的脑电图。但是这种接法的缺点是容易受到邻近部位脑电活动的干扰而造成耳极参考电极活化（G2端不为零电位），如果头部运动影响耳垂，也同样会造成耳极参考电极活化。如下图，A2活化（A2活化是因为T4异常放电传给A2。为啥会传给A2？因为T4很靠近A2，大家回顾电极放置位置那个图）。A2带的是负相电位，而Fp2、C4、O2不带电（电位为零，简化来说，其实不准确），就形成了下面这个图形。难以理解的话回顾下面这个图。以Fp2-A2为例，FP1为G1，A2为G2，Fp1为零电位（一直线），A2为负相电位（负相波峰向上，带电是因为电极活化），Fp2-A2（G1-G2）就形成了波峰向下的图形。C4-A2、O2-A2也是同样的道理。而T4-A2为啥没波形？因为T4与A2靠得很近，A2的电位是由T4传递活化，T4与A2电位大致相等，电位差为零。如下图。2.平均参考电极平均参考电极是将头皮的每个记录电极分别串联一个电阻，再并联，经过这种处理，头皮各点的电位被削弱并平均，电位接近于零。也就是平均参考电极（缩写为AV，看到这个词千万别乱想）作为G2端。但是如果某一个头皮记录电极有非常高的电位，上述处理无法将其完全消除，平均参考电极带了电位（参考电极活化），形成的脑电图形也会受到影响，跟耳极参考电极活化是一样的道理。3.导联组合上面提到的两种导联方法都属于单极导联，就是将头皮电极的某一点（G1）分别与一个参考电极（G2）相连接。这种接法的缺点也说了，所以还有别的接法，叫双极导联。双极导联是将两个记录电极分别作为G1、G2端所形成的脑电图形。下面这种接法叫双极纵联，就是将各个头皮记录电极从前向后头接尾、尾接头分别作为G1、G2端（Fp1-F3、F3-C3,……Fp1-F7、F7-T3）。类似的还有双极横联。双极导联可以避免参考电极活化引起的图形失真的影响，而且在局灶性放电时，可以形成特殊的脑电图形——位相倒置。大家看下面这个图，C4带负电，而其他电极不带电。在C4-P4通道上，C4为G1端，P4为G2端，C4-P4波峰向上（负电向上）；而在F4-C4通道上，恰恰相反，F4为G1端，C4为G2端，F4-C4波峰向下（正电向下，F4为零电位，C4为负电，F4减去C4，0减去一个负数，得出一个正数）。因此在头接尾、尾接头的双极导联中，便形成了这种「针锋相对」的位相倒置图形。这种图形有利于异常放电的定位。注意的是，位相倒置的定位必须是这种头接尾、尾接头的双极导联才成立（为什么？就是由于前面分析的其形成的原理）。大家再来看看前面说到的耳极（A2）活化的图形：前面说A2活化因为T4的电位传给A2，怎么验证呢？看双极纵联就知道了。Fp2-T4、T4-O2形成了位相倒置（这个图的排序个人觉得不是特别好，更好的是Fp1-T3、T3-01、Fp4-T4、T4-O2，这样位相倒置才明显。如上面举的位相倒置的图形）。但是双极导联也有其缺点，就是当相邻的两个电极的脑电活动比较同步时，会产生抵消现象（G1、G2电位相同，电位差为零）。各种导联组合各有其优缺点，所以标准脑电图要求至少有三种联结方式（纵联、横联、参考导联）。现在都是采用数字化记录（电脑记录），在其相应的阅图软件上可以调用不同导联组合。电场及定位神经内科医生们都知道，神经系统疾病诊断原则一般都是「先定位、后定性」，由此可知定位的重要性。脑电图对于癫痫样放电（尖波、棘波）的定位十分重要。某一部位的脑电波可形成一定的电场，其范围可通过适当的导联组合反映出来。当你对着平静的水面投下一颗石头时，会在水面以石头落水点为中心向四周扩散形成一圈圈的波纹。脑电信号形成的电场也是同样的道理。如下图，C3为局灶放电起源，它向周边扩散，形成一个电场，电场逐渐减弱，这个电场可以在脑电图通过适当的导联组合反映出来。例如下面这个图，P8电位最高，其在耳极参考导联上形成的负相电位波幅最高，向周围扩散，形成一个电场，故与其相邻的导联（T8、O2）也带了负电，但其波幅较P8低（电场扩散过程中，电压逐渐减弱）。而在双极导联上，其图形是这样子的（主要T8-P8通道与P8-O2形成位相倒置）：由这两个图形大家可以看出，位相倒置是应用双极导联时辨别局灶放电部位的主要方法；而波幅是应用参考导联时辨别局灶放电部位的主要方法。啰啰嗦嗦讲了这么多，终于把既是重点又是难点的基础理论简略说完了。一大堆电学相关的东西，可能大家看得又烦又乱。但是掌握了这些，相当集齐了七颗龙珠，就可以召唤神龙了。所以如果还没看懂的同学，建议反复多看几遍。要练成盖世神功，是得经过无数的刻苦练习的。古龙在《天涯·明月·刀》中关于傅红雪有这么一段话：拇指叹道