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1、2023脑电图在ICU缺氧缺血性脑损伤结局预测中的价值介绍尽管心脏骤停后的治疗有所改善但仍有大约一半的心脏骤停幸存者死亡或在日常生活中仍然依赖他人。当患者在镇静药物清除后仍未苏醒时，由于预期结果不佳而停止生命维持治疗（WLST）是最有可能的死亡原因。对神经系统结果的可靠预测可以防止徒劳的ICU治疗，并应遵循多模式方法。脑电图是一种广泛使用的辅助技术，越来越多地用于神经预测。脑电图为床边记录大脑神经元和突触功能提供了一种非侵入性方法。挑战包括信号的复杂性、需要特定的专业知识来解释、伪影的风险、确保记录的最佳时机、将传统脑电图术语转化为治疗意义，以及在多模态预测模型中实施脑电图。通过这篇叙述性回顾
2、，我们总结并讨论了脑电图在预测心脏骤停后昏迷患者神经系统结果中的价值.病理生理学考虑人脑中的能量和氧储备是有限的，需要持续灌注以保证充足的ATP供应。全身缺血后第一分钟内ATP水平接近零。突触功能的变化（即神经元向其他神经元传递化学信号的过程）是脑缺血的最早后果之一，即使在灌注水平适度降低的情况下，也可能在几秒钟内发生。早期突触衰竭是由于突触前损伤和递质释放受损所致。突触活动的消失可能是可逆的。然而，如果不及时恢复脑灌注，即使膜电位得以保留，突触传递的紊乱也可能成为永久性的。ATP耗尽的另一个结果是，神经元质膜离子泵可能无法维持离子梯度，导致大量Na、Ca+2+和Cl离子流入，以及K流出，膜电
3、位损失。渗透活性颗粒（钠、氯化物）的净流入量大于流出量（钾）,导致细胞内渗透压增加，促使水进入细胞，导致细胞毒性水肿。缺血去极化后，会引发一系列复杂的事件，包括自由基形成、线粒体功能障碍、蛋白酶激活、基因表达改变和炎症。脑循环恢复后，能量代谢的恢复可能会恢复突触功能和膜电位，具体取决于剩余血流量、缺血持续时间和（延迟）再灌注的程度。尽管再灌注是神经元功能恢复的先决条件，但它也可能通过再灌注损伤引发继发性组织损伤。再灌注损伤的程度与原发性缺血事件的严重程度和持续时间成正比。脑电图信号脑电图信号代表来自大群皮质神经元的抑制性和兴奋性突触后电位的总和。大部分电活动由锥体神经元产生，其细胞体位于大脑皮
4、层的第3层和第5层。尽管单个神经元的突触电流非常小，但并行排列的许多神经元的同步突触活动会产生可以在头骨处测量的电压差。由于皮质突触活动对能量消耗高度敏感，因此脑电图对脑缺氧或缺血很敏感。停循环后10到40秒内，脑电图变为等电点，反映大量皮质突触衰竭（图1）。正如心脏骤停后最初几个小时内的深度昏迷并不一定妨碍功能的完全恢复一样，早期等电脑电图也并不妨碍大脑功能的恢复。然而，脑电图活动必须在小时的时间尺度上得到充分改善。24小时内没有相关脑电图改善总是与不良结果相关。相反，随着12小时内恢复到连续的生理节律，神经学预后通常良好。图1发生心室颤动(VF)的患者的脑电图记录，如红色心电图记录所示(t
5、=O时)。心室颤动开始26秒后，脑电图变为等电点。34秒时开始胸外按压，并产生脑电图伪影。不同脑电图模式的意义2013年，美国临床神经生理学协会(ACNS)标准化了重症监护脑电图模式报告的术语。该术语于2021年更新。对于心脏骤停后的预测，脑电图振幅、连续性和反应性是最重要的特征。节律和周期性模式(RPP)可能意味着抗癫痫治疗的指征。心脏骤停后常见的脑电图模式示例如图2所示。图2脑电图模式示例。A:正常电压连续脑电图（如果在心脏骤停后12-24小时内观察到，与良好结果密切相关）。B:2Hz的广义周期性放电的演变（无相关预测价值，抗癫痫治疗的效果不确定）。C:抑制背景图案上的广义周期性放电，D:
6、癫痫样爆发的爆发抑制，E:BSIB的经典和现实示例。它满足BSIB的所有标准，因为爆发是双边同步的，突发间隔平坦，幅度高（100V）并且突发形状的相关系数高（0.75）。（&D和E这三个指标都是不良结果的可靠预测因子，无论时间如何，并且对抗癫痫药物治疗有抵抗力）oF:脑电图受到抑制（如果在心脏骤停后12-24小时观察到，则为不良结果的可靠预测因子。背景幅度抑制（10V）脑电图表明结果不佳，具体取决于心脏骤停后的时间点。即使对于预后良好的患者，如果突触及时恢复，在心脏骤停后的最初几个小时内，抑制模式也可能是短暂的。如果在骤停后持续超过24小时脑电图抑制被认为是不良结果的可靠预测指标。然而，文献中
7、描述了少数具有抑制模式的患者，但最终康复了（定义为格拉斯哥结果量表（GOS）3）-5（心脏骤停后3个月时）或脑功能类别（CPC）I-2（心脏骤停后1个月后）。心脏骤停后12-24小时内振幅正常的连续模式表明神经功能恢复良好的可能性很高。心脏骤停后的前24小时内，脑电图对预后良好和不良的患者的区分度最高，此后背景振幅对预后良好或不良的预测的敏感性降低。这是因为，几乎所有患者在24小时后都会出现一些脑电图背景活动，即使是患有严重脑病且预后不佳的患者也是如此。显然，随着时间的推移，严重缺氧后脑病患者的突触活动可以恢复到一定程度，并具有可测量的脑电图节律，但没有临床相关的大脑功能恢复。检测预后不良患者
8、的敏感性在心脏骤停后12小时最高，此后逐渐下降。如果心脏骤停后12小时内出现连续的EEG模式，则与良好的结果相关。在后来的时间点，预测良好结果的特异性急剧下降。背景连续性根据ACNS,如果记录的10%以上但少于50%存在抑制或衰减，则EEG被定义为不连续。爆发抑制(BS)由抑制和正常电压活动的交替周期组成，50-99%的记录由抑制组成。在心脏骤停后的第一天，经常会观察到不连续模式和BS模式，这是由缺氧缺血脑损伤或其他因素，例如镇静剂引起的。不连续脑电图没有相关的预测价值。BS与不同程度的脑损伤有关。镇静剂清除后BS模式的持续存在与不良结果相关。BS的患病率随着心脏骤停后时间的推移而降低，表明一
9、些患者脑电图活动(部分)恢复。具有相同爆发的BS(BSIB)是一种独特的病理性脑电图模式。如果爆发的前500毫秒相同，则认为爆发是相同的，无论爆发的后续幅度或持续时间如何。BSIB与大脑皮层和海马体和丘脑等更深层次大脑结构的严重和广泛损伤有关。BSIB与不良结果密切相关，但尽管有这种脑电图模式，许多病例报告仍描述了良好的神经系统结果。背景反应性脑电图反应性定义为脑电图背景幅度或频率响应外部刺激的瞬时变化。可以使用不同的刺激，包括听觉、视觉和伤害性刺激。根据刺激的类型，测试多种途径。对听觉刺激的反应需要外周和中枢听觉通路的完整性。视觉刺激测试视网膜和视觉皮层之间的通路。疼痛刺激通过疼痛投射通路投
10、射到体感皮层。丘脑皮质投射参与所有这些途径。脑电图反应性测试对心脏骤停后结果预测的价值结果存在分歧。反应性测试可能会提高预测良好结果的敏感性，但在预测不良结果时作用有限。节律和周期性模式节律和周期性模式（RPP）被定义为形态相对均匀的波形的重复.根据波形之间的间隔，可以将其分为有节奏的（无间隔）或周期性的（波形之间有间隔）。尽管不同研究对癫痫发作和癫痫持续状态的定义有所不同，但据报道，多达三分之一的心脏骤停后昏迷患者出现了符合癫痫发作或癫痫持续状态标准的RPPo报告的死亡率为80-100%o目前尚不清楚是否所有RPP都代表一种可以用抗癫痫药物治疗以改善预后的病症，还是仅仅是严重脑损伤的一种附带
11、现象，在这种情况下治疗是无效的。心肺复苏后脑电图癫痫持续状态的治疗(TELSTAR)试验表明，至少48小时内的强化抗癫痫治疗与未经选择的RPP患者的预后改善无关，因此对于大多数RPP心脏骤停后昏迷的患者可能是徒劳的。尤其是在大量患有全身性周期性放电的患者中，没有任何益处。然而，探索性亚组分析显示，符合真正电图癫痫持续状态标准的RPP患者可能受益。背景连续性、RPP出现时间和反应性已被提议作为RPP导致心脏骤停后昏迷患者的结果预测因素。计算机辅助脑电图分析心脏骤停后数天的连续脑电图监测会产生大量脑电图数据。这些原始脑电图记录的传统视觉分析通常被认为是黄金标准，但非常耗时,并且需要专业知识和经验。
12、自动化分析可以减轻视觉分析的负担，并避免观察者内部和观察者之间的差异。对原始脑电图信号的计算辅助分析还可以促进脑电图衍生指数的计算，并揭示肉眼隐藏的定量信息。近年来，人们对定量脑电图测量的发展越来越感兴趣，并且已经描述了许多脑电图衍生指数.双频谱指数(BlS)是时域和频域的脑电图参数的加权和，呈现从O到100的无量纲数。已经发表了几项研究，使用不同的截止值来预测术后不同时间点的不良结果。此外，还使用了不同的指标，包括平均值、最大或最小BIS值（I截止值越低，特异性越高，但灵敏度会降低。在最佳阈值32下，汇总敏感性为85%,特异性为86%,但置信区间较宽。在ICU环境中心脏骤停后使用BIS具有局
13、限性。与电气设备和起搏器类似，肌肉活动的干扰可能会错误地升高BISo由于无法获得未经处理的脑电图信号，大多数混杂因素仍未被检测到。背景连续性指数（BCI）和爆发抑制幅度比（BSAR）是简单的脑电图测量，分别量化未用于抑制的脑电图比例以及爆发和抑制之间的幅度比。这些措施可以准确预测不良结果。对于这两个指标，仍然需要对数据段进行目视检直,因为伪影剔除算法无法排除一些高振幅伪影，从而存在对不良结果进行不适当预测的风险。早期脑恢复指数（CRI）基于九个定量脑电图特征：-比（ADR）、信号功率、香农精、相干性、规律性、每分钟爆发次数、平均爆发相关性、最大爆发相关性，以及大于08的爆发相关性分数。CRI的
14、修订版基于更多的EEG特征或深度学习。在大量人群中，经修订的CRI可以预测不良结果，在停药后12小时的敏感性为66%,在24小时的灵敏度为60%,特异性为100%o脑电图慢波活动（1Hz）是睡眠的正常特征，也发生在全身麻醉期间。心脏骤停后预后不良的患者在丙泊酚镇静期间无法产生这些慢波。慢波活动可以转化为范围从0到80的C趋势指数。在丙泊酚镇静期间，主要是在心脏骤停后的前12-24小时内，可以以高灵敏度和特异性预测不良结果。此外，心脏骤停后12小时内连续慢波活动的恢复与良好结果有关。仅使用前额电极简化少蒙太奇就足以记录这种慢波活动。待确定。这些定量测量的临床效用和可靠性仍有脑电图对结果预测的价值
15、脑电图是预测算法中的强大工具。脑电图的预后率在骤停后的前12-24小时内最高。在骤停后12小时内开始脑电图记录，识别出心脏骤停预后不良患者的机会为55%,12-24小时内和24小时后分别下降至36%和24%o尽管敏感性随着时间的推移而降低，但特异性仍然很高。高度恶性、恶性和良性脑电图术语是几年前引入的。尽管广泛使用，但该术语可能会令人困惑，因为它确实代表了一种价值判断，而不是脑电图的客观描述。此外，它不包括各种脑电图模式的强时间依赖性。我们建议使用ACNS命名法，它的优点是对原始脑电图信号进行清晰且可重复的描述，为预测提供最客观的信息。表1总结了不良结果的EEG预测因素。在多模式预测中的作用欧
16、洲复苏委员会和欧洲重症监护医学学会关于复苏后治疗的指南推荐采用多模式方法来预测缺氧后昏迷患者的结果。这种多模式方法应包括临床检查、电生理学、生物标志物和影像学的参数。当组合来自不同领域的测试时，结果可能一致或不一致。一致检验可以提高特异性并降低错误悲观预测的风险,但也可能被解释为多余。预测的不一致主要反映了选择性脑损伤。心脏骤停后的临床检查重点是意识检测、肌阵挛状态和脑干反射评估。脑干反射持续缺失与不良预后密切相关。脑干反射反映脑干功能，而脑电图则记录皮质活动。因此，尽管脑电图受到严重干扰，脑干反射仍然完好无损。双侧体感诱发电位(SSEP)的缺失是心脏骤停后神经系统不良结果的强烈指示。SSEP
17、反映丘脑-皮质连接。SSEP时的EEG背景模式不能预测SSEP反应的存在或缺失，但频率8Hz的连续正常电压EEG除外，其中SSEP反应始终存在。将SSEP和EEG结合将增加不良结果预测的敏感性，并可被视为互补。血液生物标志物通常与脑电图结果一致。心脏骤停后，具有高度恶性脑电图模式的患者中血清神经丝轻(NFL)血清水平最高，具有恶性模式的患者中水平较高，而在心脏骤停后具有良性脑电图模式的患者中血清神经丝轻(NFL)水平最低。背景模式和放电量均与NFL水平独立相关，但脑电图背景模式的相关性最强。在比较神经元特异性烯醇化酶和EEG模式时也得到了类似的结果。将NSE与EEG结合主要会增加预测算法的特异
18、性而不是敏感性。CT或MRI等成像技术对血管源性或细胞毒性水肿敏感。CT上的严重水肿与脑电图抑制有关。然而，使用深度学习模型，未选择的CT图像只能适度预测脑电图模式。此外，脑电图抑制仅与扩散MRI检测到的缺氧损伤存在中度相关性。脑电图在ICU中应用的挑战视觉EEG分析受参与者间变异性的影响。使用ACNS术语，语际一致性对于解释背景连续性几乎是完美的，但对于振幅的描述是公平的，对于节律和周期模式是适度的，在应用ERC/ESICM算法后，标准化的EEG背景分析能够准确预测预后不确定的大型患者队列中的好预后和差预后。镇静剂可以在减慢、调节脑电图振幅和诱导BS方面影响脑电图,但几乎不影响其对结果的预测
19、价值。在一项前瞻性研究中，估计了丙泊酚对结果预测的定性和定量脑电图测量的影响。丙泊酚通常用于心脏骤停后治疗的剂量，对振幅、连续性、主频率和爆发抑制振幅比影响很小。然而，丙泊酚并没有改变不良或良好结果的预测值。其他研究证实，尽管使用了体温过低或镇静剂，但脑电图在预测心脏骤停后的良好和不良结果方面具有稳健性。关于脑电图对结果预测的价值的研究因停止生命支持治疗（WLST）而自我实现的预言受到阻碍。一些研究具有中等至高的偏倚风险,主要是因为该研究是在方便的样本中进行的，而不是在具有足够患者数量的随机队列中进行，并且由于缺乏研究人员的盲法和使用正在调杳的EEG参数来决定WLST而造成混淆。然而，对于WL
20、ST罕见的人群，脑电图也是结果的可靠预测指标全蒙太奇连续脑电图分析是劳动密集型的,需要重症监护医师和神经科医生或临床电生理学家之间的密切合作。电极数量的减少将减轻蒙太奇的负担。使用10或6个电极而不是完整的蒙太奇不会改变结果预测或背景模式或RPP评估的准确性。连续脑电图监测的优点是及时评估脑电图的演变，并能够及早发现癫痫样特征。然而，连续监测需要大量资源，并非所有治疗心脏骤停患者的中心都具备这种能力。与连续脑电图相比，短暂间歇脑电图对于检测大群患有严重缺氧后脑病的癫痫样事件的敏感性较低且速度较慢。然而，对于结果预测，间歇性脑电图传达了相似的预后信息。一个可能的例外可能是患有真正的脑电图癫痫持续状态的患者亚组,他们可能对治疗有反应并从早期检测中受益。结论脑电图是早期预测的一个有价值的工具，能够预测大量昏迷的缺氧后脑病患者的结果。根据资源和专业知识，使用间歇性录音、有限剪辑或计算机辅助分析可能有助于克服在ICU中实施的障碍。来源：Hoedemaekers.ValueofEEGinoutcomepredictionofhypoxic-ischemicbraininjuryintheICU:anarrativereview.Resuscitation2023;epublishedJuly5th
