脑损伤后情感损害与视觉事件相关电位P300的相关性研究

孙会艳  李  强

赤峰学院  附属医院，内蒙古 赤峰 024000

基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZY16249)

作者简介：孙会艳，Email：shy1980_1981@163.com

【摘要】  目的  初步探讨脑外伤后情感损害与视觉事件相关电位P300的相关性。方法  对14例脑外伤患者和10例正常对照被试进行事件相关电位检测并与焦虑自评量表、抑郁自评量表的评分进行比较。结果  脑外伤后情感损害与P3a波幅呈负相关，部分被试出现与P3a潜伏期P3b波幅呈负相关，与P3b潜伏期呈负相关。结论  视觉事件相关电位P300，尤其是P3a波幅，可以作为脑外伤后情感损害评价的客观指标之一。

【关键词】  脑损伤；事件相关电位；焦虑；抑郁；脑外伤后情感损害

【中图分类号】  R651.1^＋5    【文献标识码】  A    【文章编号】  1673-5110(2018)13-1401-06  DOI：10.12083/SYSJ.2018.13.331

SUN Huiyan，LI Qiang

Affiliated Hospital of Chifeng University，Chifeng 024000，China

【Abstract】  Objective  To preliminary discuss the correlation between the emotional damage after traumatic brain injury and visual event related potential P300.Methods  14 cases of brain injury and 10 cases of normal control subjects were used to detect the event related potential and Self-rating Anxiety Scale(SAS)，Self-rating Depression Scale(SDS)for comparison.Results  The emotional damage after traumatic brain injury was negatively correlated with P3a amplitude，part of the subjects were negatively correlated with latency of P3a and amplitude of P3b，and negatively correlated with latency of P3b.Conclusion  The visual event related potential P300，especially P3a amplitude，can be used for one of the objective indexes for evaluation of the emotional damage after traumatic brain injury.

【Key words】  Brain injury；Event related potential；Anxiety；Depression；Emotional damage after traumatic brain injury

    脑外伤(traumatic brain injury，TBI) 是全世界病死率、发病率和致残率最高的疾病之一。脑外伤后会引起一系列的神经症状、体征及智力、记忆功能障碍，可能与脑外伤后造成人体大脑灰质和白质的损伤有关^[1]；脑外伤后亦会出现心理情绪异常和情感认知功能的损伤，与伤后脑组织血液循环血管壁通透性及血脑屏障、神经通路神经递质等发生病变相关性较大。有研究显示，前额叶皮质损伤的患者，伤后存在情感及社会功能认知障碍^[2]。脑外伤后焦虑、抑郁严重影响到疾病恢复期的康复疗效，常使患者适应生活、回归社会能力降低，生活质量评分下降^[3]。脑外伤常引起不同程度的永久性功能障碍。经司法鉴定，甚至构成伤残。因此，在临床治疗、康复领域，脑外伤后情感损害的评估具有重要意义。司法鉴定中，存在伪装情感损害，对于此方面的评定需要有客观的评判方法来进行鉴别，因此，对于颅脑损伤后情感改变的客观评价在法医学中的应用也非常必要。

    神经电生理学-事件相关电位在颅脑损伤客观研究方法中占有一定的地位，其中P300 被认为是与认知活动密切相关的波成分，也是研究应用最为广泛和最有价值的波成分^[4]。大脑情感认知功能的脑电生理检测技术中，事件相关电位P300是较为客观的指标之一，其中大脑信息加工时有效资源动员的程度和受试者对靶刺激的注意程度，可以在P300的波幅值中有所反映，而大脑对外界刺激进行分类、编码、识别的速度，可以用P300的潜伏期来评价。有研究发现，轻度脑外伤后5周，事件相关电位检测听觉P300波幅降低 ^[5]。国外学者研究，创伤后应激障碍、无情型人格障碍患者焦虑抑郁的情感损害，其P300 波幅和潜伏期异常^[6-7]，精神分裂症患者情感损害其P300的波幅也下降的表现 ^[8]。在国外，P300是用来监测情感调整情况的指标之一^[9-10]。国内也有学者对广泛性焦虑症、精神分裂症后情感损害的P300 变化进行了研究^[11-13]。P300可以用于情感损害的诊断、预防及动态监测。但目前，尚无利用事件相关电位P300客观评价脑外伤后情感损害的相关研究。本研究在前期颅脑损伤后情感损害评定初探的基础上^[14]，采用事件相关电位(event related potential，ERP) 对 TBI 脑外伤组的认知功能进行分析，采用焦虑自评量表(self-rating anxiety scale，SAS)、抑郁自评量表(self-rating depression scale，SDS) 进而对其合并的情感障碍进行评价。从而，对脑外伤后情感损害与视觉事件相关电位P300的相关性进行初步探讨。

1．1  研究对象  脑外伤组的纳入标准：脑外伤组的纳入标准：额、颞叶脑外伤，GCS＜13分，外伤后6个月，符合中国精神障碍分类与诊断标准第 3 版(CCMD-3)。排除标准：脑外伤后6个月内，除额颞叶其他脑叶损伤，不符合CCMD-3焦虑抑郁诊断标准。正常对照的纳入标准：身体健康，未发现任何器质性病变证据，临床常规检查未发现精神障碍和智能缺陷，无酒精或药物滥用史，无精神活性物质使用史。排除标准：既往有脑部疾病、精神障碍等病史，有精神活性物质使用史。研究中所有受试者均为右利手，视力正常，对本研究知情同意，能合作完成实验。

    共纳入2015-10—2016-06门诊被试，脑外伤组14例，正常组10例。男19例，女5例；年龄27～71(48.71±11.75)岁，受教育时间5～15(9.04±3.43)a，均为汉族。

1．2.1  情感损害的评价：焦虑自评量表(SAS)：采用4级评分，分界值为50分，49分以下为无焦虑，其中50～59分为轻度焦虑，60～69分为中度焦虑，70分及以上为重度焦虑。抑郁自评量表(SDS)：20个项目，分为4级评分的自评量表。标准：49分以下为无抑郁；轻度抑郁：50～59分，中度抑郁：60～69分，重度抑郁：70分及以上。

1．2.2  事件相关电位P300测定：对全部受试者采用美国Neroscan公司生产的EEG/ERP脑电记录仪NeuroScan 4.5系统。按照国际脑电图学会建议的10-20系统法放置电极，将作用电极置于FZ、FCz，参考电极置于A1＋A2，电极与皮肤阻抗＜5 kΩ。全部被试者视力良好，坐于椅上，保持注意力集中。使用视觉Oddball法，被试距刺激屏75 cm。共4组，每组有120个刺激，靶刺激、新异刺激各12.5%，标准刺激75%；刺激间隔为600 ms，刺激呈现时间为150 ms。各参数均由技术专家调试、校正认可。滤波带宽为0.05～250 Hz，连续采样，采样频率(A/D Rate)为500 Hz。将实验得到的ERP CNT文件进行离线分析，去除眼电干扰，数字滤波使用0.5～40 Hz。P300分析窗口－200～800 ms，主要选取FZ、FCz点进行数据处理，累计叠加靶刺激正确反应次数，分别测量波幅和潜伏期。被动测试，不必操作。先进行试验性检查，待其掌握后进行正式检查。记录事件相关电位一系列波形，测定 P3a、P3b 波幅和潜伏期。实验前 12 h 禁茶、禁咖啡，保证足够睡眠。

1．3  统计学方法  所有数据采用 SPSS 16.0 统计软件进行处理，计量资料采用均数±标准差(x±s)表示，变量间比较采用t检验，相关性分析用线性相关性分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2．1  受试者一般资料  脑外伤组与正常组，性别(χ²＝0.873)、年龄(F＝0.05)和受教育时间(F＝0.518)，差异均无统计学意义(P＞0.05)。

2．2  受试者ERP记录  正常组与脑外伤组靶刺激和非靶刺激FZ、FCz电极P300波见图1，正常组与脑外伤组靶刺激和新异刺激FZ、FCz电极P300波见图2。

    正常组和脑外伤组的每一受试者在 FZ、FCz点均可引出P3a、P3b波，2组受试者FZ点潜伏期、波幅比较见表 1～4。P3a潜伏期和波幅及P3b波幅差异有统计学意义(P＜0.05)，且脑外伤组均值及标准差均大于正常组。

    有研究认为，脑外伤患者病情平稳后常常表现出不同程度的认知和心理障碍，外伤后情感改变的情况，例如焦虑抑郁，占较大比例^[5，15]。有学者对轻度脑外伤的成年患者进行纵向研究，患者外伤当时存在昏迷，外伤后6个月检测其认知功能为正常，又在外伤后36个月再次进行神经心理量表和载脂蛋白E基因分型检测，患者的认知功能仍无异常^[16]，表明脑外伤后6个月病情已经稳定，因此，本研究将脑外伤后6个月设置为研究时点。

 

Figure 1  The P300 waves at the FZ、FCz electrodes of target stimulate and standard stimulate in

 

Figure 2  The P300 waves at the FZ、FCz electrodes of target stimulate and extraneous stimulus in

 

表1  正常组与脑外伤组靶刺激和标准刺激FZ电极的Spearman非参数相关性检验  (x±s)

Table 1  Spearman nonparametric correlation test of P3 waves at the FZ electrode of target stimulate and

P3波	正常组	脑外伤组	SAS r值(P值)	SDS r值(P值)
P3aLat	349.000±28.004	359.000±25.600	0.671(0.000)**	0.647(0.001)**
P3aAmp	2.177±3.619	1.191±4.114	－0.675(0.000)**	－0.649(0.001)**
P3bLat	407.000±43.387	397.000±22.950	0.385(0.063)	0.358(0.086)
P3bAmp	1.876±2.618	0.488±4.683	－0.762(0.000)**	－0.740(0.000)**

  注：P3aLat：P3a latency，P3a潜伏期；P3aAmp：P3a Amplitude，P3a波幅；P3bLat：P3b latency，P3b潜伏期；P3bAmp：P3b Amplitude，P3b波幅；SAS：self-rating anxiety scale，焦虑自评量表；SDS：self-rating depression scale，抑郁自评量表，^** P＜0.05

 

表2  正常组与脑外伤组靶刺激和标准刺激FCz电极的Spearman非参数相关性检验  (x±s)

Table 2  Spearman nonparametric correlation test of P3 waves at the FCz electrode of target stimulate and

P3波	正常组	脑外伤组	SAS r值(P值)	SDS r值(P值)
P3aLat	340.000±29.356	358.000±24.390	0.760(0.000)**	0.731(0.000)**
P3aAmp	3.131±3.383	1.057±5.225	－0.752(0.000)**	－0.729(0.000)**
P3bLat	404.000±39.772	396.000±29.600	0.391(0.059)	0.360(0.084)
P3bAmp	1.291±2.199	0.784±5.102	－0.268(0.206)	－0.200(0.359)

              注：^** P＜0.05

表3  正常组与脑外伤组靶刺激和新异刺激FZ电极的Spearman非参数相关性检验  (x±s)

Table 3  Spearman nonparametric correlation test of P3 waves at the FZ electrode of target stimulate and

P3波	正常组	脑外伤组	SAS r值(P值)	SDS r值(P值)
P3aLat	404.000±27.268	398.210±33.040	0.015(0.943)	0.057(0.790)
P3aAmp	6.262±8.121	2.328±6.618	－0.678(0.000)**	－0.653(0.001)**
P3bLat	437.000±29.101	498.000±44.640	0.914(0.000)**	0.898(0.000)**
P3bAmp	5.504±9.706	3.511±8.423	－0.669(0.000)**	－0.642(0.001)**

              注：^** P＜0.05

表4  正常组与脑外伤组靶刺激和新异刺激FCz电极的Spearman非参数相关性检验  (x±s)

Table 4  Spearman nonparametric correlation test of P3 waves at the FCz electrode of target stimulate and extraneous stimulus in Health control subjects and traumatic brain injury patients

P3波	正常组	脑外伤组	SAS r值(P值)	SDS r值(P值)
P3aLat	408.100±20.388	397.710±45.870	－0.073(0.736)	－0.055(0.797)
P3aAmp	3.279±6.502	2.189±6.815	－0.668(0.000)**	－0.646(0.001)**
P3bLat	438.900±23.732	494.920±53.780	0.855(0.000)**	0.839(0.000)**
P3bAmp	2.412±5.749	2.961±7.788	－0.03(0.891)	－0.102(0.636)

              注：^** P＜0.05

      认知障碍的客观研究中，脑电生理检测技术-事件相关电位P300应用最为广泛。目前，在焦虑症、抑郁症认知加工特点的研究中，P300也是客观检测方法之一。P300 波是ERP 的内源性成分，起源于皮层或皮层下结构，具有多源性，反映大脑在识别刺激时对刺激事件编码、分类和识别的速度，此成分波不受刺激的物理特性影响，是客观反映大脑认知功能的指标之一^[17]。P300的潜伏期受多种变量的影响，另外，年龄、性别等人口学资料及受教育等社会心理学因素均是影响脑外伤后情感损害的危险指标^[18]。本研究中，P300与脑外伤组年龄、性别、受教育程度差异均无统计学意义。

    P3a和P3b是P300研究中P3波的亚成分。DEBATISSE等^[19]研究发现，74%的抑郁症患者P3a异常，而研究海湾战争后应激性障碍显示P3b的波幅异常。因此，本研究分别记录P3a 和P3b，以了解TBI后情感损害事件相关电位P300 各个成分的变化，以及反映的不同认知加工过程特点。P3a 起源于颞顶叶皮层，是唤醒机制中的一个重要成分，是反映认知自动加工过程的客观指标之一^[20]。CLARK等^[21]研究认为，在焦虑症患者中P3a发生改变，因此，P3a可以用于客观地鉴别焦虑症和抑郁症^[22-26]。P3b 起源于海马，是反映对任务相关刺激的主动性注意，主要参与注意资源分配和记忆更新资源分配^[18]。本研究中实验组P3a 的波幅均大于对照组，且2组差异有统计学意义，脑外伤后情感损害与P3a波幅呈负相关，部分被试出现与P3a潜伏期P3b波幅呈负相关，与P3b潜伏期呈负相关。提示TBI患者存在认知情感的改变。目前认为，TBI 患者的认知损害与皮质或皮质下的神经元的损害可能相关。事件相关电位P300，尤其是P3a波幅，可以作为脑外伤后情感损害评价的客观指标之一。

    有研究^[27]认为，6%～77%患者脑外伤后就出现焦虑、抑郁，而1 a后出现抑郁的比例在70%以内不等^[27-30]。学者们提出焦虑和抑郁是由器质和情感两种因素造成，即是对疾病的情感反应，也与神经系统的病变有关^[30-32]。目前临床上评价焦虑和抑郁的量表中，SAS和SDS测评便捷，而且能够进行定性和定量的研究，因此应用广泛^[33]。本研究中，应用SAS 和 SDS对脑外伤病情稳定后(6个月)情感进行检测，焦虑和抑郁的临床表现以轻度为主，但二者的共病率较高，提示临床上应加强对TBI合并此两种情感障碍的协同干预。

    本研究通过探讨视觉P300 的变化，发现TBI后情感损害的认知加工特点、P300可以用于脑外伤后情感损害的客观评价。本文虽然可以说明一定问题，但样本量仍然过少，可能具有一定局限性。鉴于本研究收集材料的局限性，尚值得扩大样本量研究，并对情感损害的严重程度分级进行研究。

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(收稿2018-04-03  修回2018-04-08)

本文引用信息：孙会艳，李强．脑损伤后情感损害与视觉事件相关电位P300的相关性研究[J]．中国实用神经疾病杂志，2018，21(13)：1401-1406.DOI：10.12083/SYSJ.2018.13.331