综述:脑电图监测创伤性脑损伤患者与颅内压相关的大脑皮层电活动的系统综述

《Frontiers in Neurology》:Electroencephalography for monitoring cortical electrical activity related to intracranial pressure in patients with traumatic brain injury: a systematic review

【字体: 时间:2026年05月26日 来源:Frontiers in Neurology 2.8

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  重症监护病房(ICU)中,以颅内压(ICP)为导向的创伤性脑损伤(TBI)患者治疗始终是一项持续性的挑战。患者通常处于镇静状态,治疗重点在于预防由ICP升高及脑血流量(CBF)下降所致的继发性脑损伤。尽管ICP监测能够为继发性恶化提供重要信息,但其对于TBI后

  
重症监护病房(ICU)中,以颅内压(ICP)为导向的创伤性脑损伤(TBI)患者治疗始终是一项持续性的挑战。患者通常处于镇静状态,治疗重点在于预防由ICP升高及脑血流量(CBF)下降所致的继发性脑损伤。尽管ICP监测能够为继发性恶化提供重要信息,但其对于TBI后复杂且动态变化的颅内过程所能提供的认识有限,并且存在并发症风险,如出血和感染。因此,整合无创高级监测手段以理解这一过程具有必要性。脑电图(EEG)监测提供了一种先进的无创方法,可实时测量局灶性大脑电活动,且对皮层氧供不足及代谢缺陷尤为敏感。探讨EEG模式紊乱与传统有创ICP测量之间的关系,可能为颅内高压的病理生理机制提供有价值的见解,并可能为未来在ICP管理中应用持续脑电图(cEEG)铺平道路。迄今为止,尚无系统综述评估成年TBI患者中EEG与ICP之间的关系。本系统综述依据系统评价和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)指南开展。3项研究专门报告了创伤后癫痫发作与ICP的发生关系,另有1项研究报告了EEG活动与ICP之间的方向性关系。总体而言,关于EEG与ICP关系的证据及相关研究均较为匮乏。这一现状突显出开展系统性、样本量充分的研究以阐明二者相互作用及其潜在病理生理机制的必要性。
1 Introduction

本文围绕中重度创伤性脑损伤(TBI)患者在重症监护病房(ICU)中的颅内压(ICP)管理问题展开。作者指出,中重度TBI具有较高的病死率与致残率,原发性脑损伤后可触发复杂的细胞及生化级联反应,进而导致继发性脑水肿与创伤后癫痫发作。当前临床管理重点在于预防和控制ICP升高,以维持适当的脑灌注压(CPP)。然而,常规ICP监测依赖脑室内或脑实质内有创传感器,虽然可用于识别颅内高压,却难以充分揭示颅内高压形成与演变的动态机制,且存在出血、感染等并发症风险。基于此,作者提出需要引入更具信息量的无创监测工具,以便更早识别继发性恶化。

在此背景下,脑电图(EEG)被视为一种具有潜力的高级无创监测技术。持续脑电图(cEEG)已被推荐用于危重患者的癫痫活动识别、脑缺血监测、镇静深度评估及预后判断。文章强调,ICP升高可通过降低CPP进一步减少脑血流量(CBF),并影响脑组织氧供与代谢需求;在此过程中,脑血流自动调节可能发生紊乱,神经源性调控机制的重要性上升。由于特定皮层节律能够反映神经元功能状态,且对氧代谢障碍敏感,因此EEG可能成为反映ICP变化过程及继发性脑损害早期征象的间接指标。本文的核心目的即为系统评估成年中重度TBI患者中EEG变化与ICP之间的关系,并探讨EEG在ICP多模态管理中的潜在价值。

2 Methods

2.1 Search strategy

本系统综述按照系统评价和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)规范实施。研究人员在PubMed、Embase和Scopus三个数据库中进行了系统性文献检索,最终检索日期为2025年9月26日,并追溯至各数据库可获得的最早记录。检索策略围绕3个主题构建:创伤性脑损伤、脑电图(EEG)以及颅内压(ICP),同时结合主题词与同义词进行扩展。该检索设计旨在尽可能全面地覆盖TBI患者中EEG与ICP相关研究。

2.2 Eligibility criteria

纳入标准主要涉及研究对象、结局指标、研究设计及全文可得性。研究对象须为存在ICP监测指征的TBI患者,且排除18岁以下儿童患者。仅因麻醉诱导而呈现EEG爆发抑制模式并作为降低ICP二线治疗策略的研究亦被排除,因为本文重点在于识别继发性恶化的早期信号。结局方面,纳入研究必须直接报告EEG与ICP之间的关系,EEG数据需来自持续脑电图(cEEG)或定量脑电图(qEEG);脑功能监测(CFM)、侵入性颅内EEG不予纳入,但皮下EEG可接受。ICP监测方式限于脑室外引流(EVD)或脑实质内探头。研究设计方面,非原创性研究、病例报告、病例系列、动物研究及体外模型均被排除。若无法获取全文或非英文文献,同样不予纳入。

2.3 Study selection process

文献筛选由两位研究者独立完成,先对题目与摘要进行初筛,再进行全文复核;此外,还对相关综述的参考文献进行补充检索,以减少遗漏。筛选过程中如出现分歧,则通过讨论达成一致。研究使用Rayyan平台支持独立筛查流程。该过程体现出较为规范的系统综述方法学框架,有助于降低选择偏倚。

2.4 Data extraction

数据提取同样由两位研究者独立进行,重点提取发表年份、研究设计、样本特征,以及EEG与ICP关系的具体结果。关于最终纳入信息的取舍,则经讨论形成共识。该部分显示作者更关注不同研究中EEG-ICP关联形式的异同,而不仅是单纯的效应量汇总。

2.5 Quality assessment

纳入研究的方法学质量采用Joanna Briggs Institute(JBI)队列研究质量评价清单进行评估。该工具包含11个条目,以“是”“否”“不清楚”或“不适用”进行判定,并据肯定项总数将研究分为低质量、中等质量或高质量。4项纳入研究中,3项被评为高质量,1项为中等质量。作者说明,质量评价结果未用于决定纳入与否,而是用于后续证据解释。这表明本文在方法学上重视证据质量分层,但并未因质量差异提前排除潜在相关研究。

3 Results

检索共获得873条记录,去重后余684条进入题目与摘要筛选阶段,最终30篇文章接受全文审查。结合参考文献追溯后,最终纳入4项研究。总体来看,符合条件的原始研究数量极少,提示该领域证据基础较为薄弱。

3.1 ICP and post-traumatic seizures

这一部分主要总结创伤后癫痫发作与ICP之间的关系。Vespa等的一项较大样本研究显示,尽管患者接受苯妥英预防治疗,伤后第1周仍有超过1/5患者出现创伤后癫痫发作,且多为非惊厥性发作。该研究比较了发作日与非发作日的平均ICP,未发现显著差异;发作前、发作中及发作后的序列变化亦未观察到明确的ICP或CPP变化。然而,在组间比较中,癫痫发作组的平均ICP反而更低,而CPP更高,提示癫痫发作与ICP的关系并不简单,也未能形成一致的动态关联结论。

McNamara等则探讨了急性ICP升高是否伴随亚临床癫痫发作。该研究在神经重症患者中分析急性ICP升高事件前后EEG表现,结果未发现棘波、尖波或电图性癫痫发作,定量脑电图(qEEG)频谱分析在ICP峰值前后亦未见明显变化。由于该研究监测时间较短,且未采用持续脑电图,作者认为其可能无法捕捉与脑自动调节失衡相关、具有延迟性的EEG变化。

另一项Vespa等的研究则得出了不同结果。研究者在有癫痫发作与无癫痫发作的匹配TBI患者中比较发现,癫痫发作组平均ICP更高,且ICP > 20 mm Hg的持续时间更长。进一步的个体内分析显示,发作期平均ICP高于发作间期,且发作期出现ICP升高的比例明显增加。值得注意的是,癫痫发作发生时间呈双峰分布,分别集中于伤后早期与晚期,且两个高峰均伴随ICP升高。不过,癫痫发作类型或持续时间与ICP升高幅度之间未见相关性。该结果提示,癫痫活动可能与发作性ICP升高密切相关,并支持“癫痫发作先于ICP升高”这一可能方向,但其机制尚不清楚,可能涉及发作相关脑血流量增加或细胞外脑水肿加重。

综合上述研究,创伤后癫痫发作与ICP之间存在潜在联系,但现有结果并不一致。不同研究在人群构成、监测方式、数据采样时长以及分析策略上的差异,可能是导致结论不统一的重要原因。

3.2 ICP and EEG background patterns

Sanz-García等研究了EEG背景活动与ICP之间的方向性关系。该研究纳入21例成人神经重症患者,其中15例为TBI患者、6例为蛛网膜下腔出血患者。研究将同步EEG-ICP记录划分为5 s时间窗,并计算频谱熵以及相对δ波(rDelta)、相对θ波(rTheta)和相对α波(rAlpha)功率等频谱指标,再利用Granger因果关系(GC)方法量化两类时间序列之间依赖关系的强度与方向。

结果显示,在20例患者中,EEG指向ICP的方向性关系占优势,即EEG特征对后续ICP变化具有更高比例的显著预测能力;仅少数患者该关系较弱或不存在,另有1例TBI患者表现为ICP先于EEG变化。总体上,EEG→ICP的显著GC时间占比均值为38%,部分患者超过50%,且最常见于rAlpha频段,其次为rDelta和rTheta频段,特征时间滞后约为25–50 s。研究者据此提出,这种由EEG领先ICP的关系可能反映神经血管耦合过程,即皮层神经活动改变先行,随后引发脑血管反应及ICP波动。

此外,该研究还分析了镇静药物对EEG-ICP方向性关系的影响。无论是否给予镇静追加剂量,或是否处于持续静脉镇静状态,显著GC时间占比均变化不大,提示药物处理对总体方向性指标影响有限。但作者同时指出,在未观察到明确GC的时段,麻醉药物可能通过抑制或干扰神经血管耦合而使EEG活动与ICP波动解耦。需要强调的是,该研究并未专门分析颅内高压发作期间的EEG变化,因此其结果更适合说明一般状态下的EEG-ICP动态联系,而不能直接外推至明确颅内高压状态下的病理过程。

4 Discussion

讨论部分指出,本系统综述最终仅纳入4项研究,其中3项发表于2010年前,且样本量普遍偏小,说明TBI患者EEG与ICP关系仍缺乏高质量、系统性的证据。3项研究聚焦创伤后癫痫发作与ICP,结论并不一致;1项较新的研究则提示EEG背景活动在时间上常先于ICP变化,可能体现神经血管耦合,但并未聚焦颅内高压发作本身。作者据此认为,若要将EEG真正纳入个体化ICP管理框架,仍需深入理解颅内高压与皮层电活动之间的相互作用。

文章进一步指出,当前有创ICP监测虽已被纳入国际指南,但其证据等级与总体证据强度仍有限。鉴于严重TBI后继发性脑损伤过程复杂,仅依赖ICP单一指标难以实现精准管理。相较之下,EEG作为实时、无创、可连续监测的神经生理工具,可能有助于早期识别脑灌注下降、代谢失衡及神经元功能受损。作者结合非创伤性神经重症研究背景指出,EEG缓慢化、低频功率增加及波幅衰减等变化,可能先于临床恶化出现,提示其有望成为继发性恶化的早期信号来源。

对于纳入研究之间的分歧,讨论中提示多种可能解释,包括回顾性数据与前瞻性设计差异、持续监测与间断监测差异、是否关注短时动态变化、是否充分控制镇静和抗癫痫药物等混杂因素。尤其是癫痫发作与ICP的关系,既可能是发作诱导脑血流与脑容积变化所致,也可能反映更复杂的神经化学和代谢耦联过程。因此,目前尚不能简单断言是ICP升高诱发癫痫发作,还是癫痫发作导致ICP升高,不同情境下二者关系可能并不相同。

5 Conclusion

结论部分认为,在接受ICP监测的TBI患者中,创伤后癫痫发作与ICP升高之间的关系仍不明确。现有研究仅提示神经元电活动可能在时间上先于ICP变化,但针对明确颅内高压事件期间的专门EEG分析仍然缺乏。未来需要开展样本量充足、设计规范的多模态监测研究,以进一步阐明EEG-ICP关系,并推动建立整合个体化EEG-ICP阈值的早期精准干预策略。
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