脑电图(electroencephalogram，EEG)是一种通过放置在头皮上的电极记录大脑神经元自发性电活动的无创性检查技术。将大脑神经元细胞的生物电活动通过脑电描记器加以记录和措记，是从颅外头皮或颅内记录到的局部神经元电活动的总和，从而反映大脑的功能状态，在神经科、精神科等领域具有重要的临床应用价值。
一、基本原理
脑电图与心电图的原理一致，是将生物电活动经放大加以描记大脑神经元在活动时会产生微弱的电信号，这些信号通过颅骨和头皮传导到体表。脑电图通过多个电极（通常固定在特制的电极帽上）捕捉这些电信号，经放大器处理后，以波形图的形式呈现，反映大脑不同区域的电活动节律和强度。
最近20年来，随着电子计算机技术的发展，脑电图仪已逐步从传统的模拟信号记录发展到数字化信号采集和显示。目前，数字化脑电图正在迅速替代传统的有纸脑电图记录方法而在临床广泛普及。
二、主要类型及应用场景
根据检查目的和记录时长，脑电图可分为以下几类：
常规脑电图：记录时间较短（通常 20~30 分钟），适用于初步筛查大脑电活动异常，如癫痫发作间期的异常放电、脑炎等。
动态脑电图：（24 小时或更长时间）患者携带便携式记录设备，在自然生活状态下连续记录脑电图，可提高癫痫等发作性疾病的检出率，尤其适合发作频率低、难以捕捉的情况。
视频脑电图（VEEG）：同步记录脑电图和患者的行为活动（通过摄像头），能精准对应电活动异常与临床发作表现，是诊断癫痫、判断发作类型及定位致痫灶的 “金标准”，广泛用于癫痫术前评估。
睡眠脑电图：记录睡眠过程中的脑电活动，结合睡眠分期，用于诊断睡眠障碍（如睡眠呼吸暂停、发作性睡病）及睡眠中出现的癫痫发作。
三、脑电图记录
1、常规脑电图记录
虽然脑电图技术在最近取得了显著的进步，但常规的发作间期脑电图仍是诊断和治疗癫痫疾病的最基本检查。
头皮电极：安置在头皮上用以导出脑电活动的导体称之为头皮电极，要求应该是良好的导体，易于安置、固定，不会给患者带来痛苦，不易磨损。临床用于颅外脑电图记录的电极有柱状电极、盘状电极、针电极和耳电极。
电极安放：根据国际脑电图学会的建议，头皮脑电图记录常规使用10%~20%系统确定电极的安放位置，简称“10-20系统”。
导联设置：脑电图的放大器由前置电压放大和后置功率放大两部分组成。脑电图的前置放大器通过多级连续电压放大，可将微弱的脑电信号放大数百万倍，一般用单极导联和双极导联。
常用诱发试验：脑电图诱发试验(activation)的目的是通过各种生理性或非生理性的方式诱发异常波，特别是癫痫样波的出现，提高脑电图的阳性率。应根据患者的具体情况增加其他方式的诱发试验，以尽可能发现有诊断意义的脑电图改变。
脑电图分析脑电图的波形是由频率、波幅、位相、波形等基本要素组成。正常时脑电图波形整齐，呈正弦形，频率及波幅与年龄、描记部位、受检者意识状况等有关。脑电图结果的分析必须结合临床。检查前尽量停服抗癫痫药及镇静安眠药，以免影响检查结果。
2、动态脑电图监测
动态脑电图监测(ambulatory EEG monitoring，AEEG)是指患者在24小时正常活动下携带监测设备进行脑电监测，也称为便携式脑电图监测、脑电Holter。AEEG监测的优点是记录时间长，可连续24小时记录或更长时间，捕捉到异常放电或发作的概率高；监测期间患者可相对自由活动，不需要药物诱导睡眠或剥夺睡眠，不影响自然生物周期及发作规律。
3、录像脑电图监测
录像脑电图监测(video-EEG，VEEG)又称视频脑电图监测，是在长程脑电图监测的基础上增加1~2个摄像头，同步拍摄患者的临床情况。监测时间根据设备条件和病情需要灵活掌握，从数小时至数天不等。VEEG适用于各种发作性症状的诊断，鉴别癫痫及非癫痫性发作，确定发作类型，判断发作起源部位，特别适用于发作频繁的患者。VEEG在癫痫的诊断方面有着非常重要的意义，目前在各癫痫中心已作为常规应用。
4、埋藏电极VEEG监测
主要用于癫痫外科术前定位诊断。采用32导以上VEEG监测，同步记录头皮电极、半侵入式深部电极和颅内埋藏电极记录。记录的时间不定，在录像监测下连续记录数小时至数天，直到监测到3~5次乃至更多的典型临床发作。埋藏电极监测可记录位于深部结构的发作起源，干扰小，记录质量好，是癫痫术前定位的重要方法。
四、正常脑电图
1、正常清醒的脑电图形
脑电波是一些自发的有节律的神经电活动，其频率变动范围在每秒1－30次之间的，可划分为四个波段，即δ（＜4Hz）、θ（4－7Hz）、α（8－13Hz）、β（14－30Hz）。除此之外，在觉醒并专注于某一事时，常可见一种频率较β波更高的γ波（＞30Hz），波幅范围不定；而在睡眠时还可出现另一些波形较为特殊的正常脑电波，如驼峰波、σ波、λ波、κ-复合波、μ波等。
常见波段：
δ波：当人在婴儿期或智力发育不成熟、成年人在极度疲劳和昏睡或麻醉状态下，可在颞叶和枕叶记录到该波段。
θ波段：少年（10－17岁）的脑电图中的主要成分，在成年人意愿受挫或者抑郁以及精神病患者中θ波极为显著。
α波：它是正常人脑电波的基本节律，如果没有外加的刺激，其频率是相当恒定的。人在清醒、安静并闭眼时该节律最为明显，受到刺激后α波即刻消失。
β波：当精神紧张和情绪激动或亢奋时出现此波，当人从噩梦中惊醒时，原来的慢波节律可立即被该节律所替代。
λ波：是清醒期出现在枕区的双相或三相尖波，呈倒三角形或锯齿状，散发或连续出现。在清醒睁眼扫视时，如果处于暗环境下，或令被试者闭眼，或让被试者注视一张白纸，λ波会消失，但这些情况对异常尖波通常没影响。
儿童后头部慢波：正常小儿后头部可有数量不等的慢波活动，以枕区最突出，称为儿童后头部慢波(posterior slow waves in children)，属正常发育现象，进入青春期后消失。
2、正常睡眠期脑电图形
思睡期慢波活动：思睡期慢波活动出现在思睡期向浅睡眠期过渡时，成人以低-中波幅θ活动，以中央、顶区为著，可扩散到全头部，也可散发出现。
顶尖波：顶尖波又称驼峰波，是浅睡期(NREM睡眠I期)的一个标志，并可延续到睡眠纺锤期，即NREM睡眠Ⅱ期的早期。波形为以负相成分为主的尖波，多数波峰较钝如驼峰状，少数很尖。典型的顶尖波双侧对称同步。
睡眠纺锤：睡眠纺锤又称σ节律，是进入NREM睡眠Ⅱ期的标志，并可延续到NREM睡眠Ⅲ期，波形为12~14Hz的梭形节律。
K-综合波：K-综合波出现于NREM睡眠Ⅱ期并可延续到Ⅲ期，主要分布在顶区或额区，但常扩展至脑电图的各个导联。
睡眠期枕区一过性正相尖波：睡眠期枕区一过性正相尖波为睡眠中出现于枕区的4~5Hz正相尖波（POSTS），最多见于青少年及成年人(15~35岁)，常伴有成人脑电图的图形。
3、睡眠周期
正常睡眠周期分为两个主要时相，即非快速眼动睡眠(non-rapid eye movement sleep， NREM)，又称慢波睡眠(slow sleep)，和快速眼动睡眠(rapid eye movement sleep，REM)，又称快波睡眠(fast sleep).NREM期根据睡眠深度进一步分成I~IV期详见表1。整个睡眠过程周期性变化。
表1.睡眠分期
五、异常脑电图
脑电图异常分为背景活动异常和阵发性异常。一般来说，背景活动异常属于非特异性异常，与弥漫性脑功能障碍的程度有关，但缺少病因学和病理学的特异性。阵发性异常则是突出于背景活动的短暂异常波发放，常与癫痫类发作性疾病有密切关系。
1、背景活动异常背景活动
指的是在一份脑电图记录中持续存在或占优势的脑电活动。背景活动异常包括正常脑波活动减少或消失、脑电活动频率的改变(慢波增多或快波增多)、节律的改变(正常节律消失或出现异常节律性活动)、波幅的改变(明显增高或降低)、波形明显改变(如多形性慢波)等，也包括脑电活动空间分布和时间分布的异常。
2、阵发性异常
临床上常将波、尖波、棘慢复合波、尖慢复合波、多棘慢复合波等阵发性异常称为癫痫样放电(epileptiform discharges)，脑电图的局灶性慢波、棘波等异常波形常可提示脑内异常病灶的部位。
3、发作间期癫痫样放电的特征
癫痫(epilepsy)是以反复癫痫发作为特征的慢性神经系统疾病或综合征，癫痫发作(epilepticseizure)是脑内神经元阵发性异常超同步化电活动的临床表现。这种异常电活动可通过头皮脑电图或颅内脑电图记录到，称为癫痫样放电。因此，脑电图是癫痫诊断中最重要的实验室检查方法。
发作期间癫痫样放电的特征：①棘波、尖波、尖慢复合波常见于癫痫；②3Hz棘慢波综合易为过度换气诱发，常见于典型失神发作；③多棘波常见于肌阵挛及强首阵挛发作；④尖慢复合波常见于癫痫发作；⑤多棘慢复合波常见于肌阵挛癫痫；⑥高幅失律多见于婴儿疼挛、苯丙酮酸尿症等患者。
50%以上患者在癫痫发作的间期记录到癫痫样放电，放电的不同类型则通常提示不同的癫痫综合征。双侧同步对称，每秒3次、重复出现的高波幅棘慢复合波提示失神发作。
癫痫样放电中包含了很多和癫痫诊断分型有关的信息，应在了解各型癫痫临床发作和脑电图特点的基础上全面分析，包括放电的时间和空间分布、波形特点、与生物周期、环境和状态的关系等。这些对寻找发作诱因，确定发作类型和综合征诊断都很有价值。
图2.常见的正常及异常脑电图波形
六、癫痫患者的脑电波
癫病患者的脑电图，需要观察：（1）阵发性异常脑电图(a)发作间歇期期的阵发性异常脑电图。(b)发作期的阵发性异常脑电图。（2）基本节律异常。棘波(图3、图4)棘慢复合波(图5)阵发性节律波(图6)等，各种波的变异(variation)情况分别如图所示。
1、发作间歇期的阵发性异常脑电图
理论上部分性发作应存在病源性病灶(epileptogenic lesion),在相应病灶内可出现棘波、尖波、棘慢复合波等阵发性异常脑电图。全身性发作出现双侧同步性、左右对称的阵发性异常波。部分发作继发全身发作时,出现局限性阵发性异常脑电图及一些左右非对称的双侧阵发性异常波。
2、发作期的阵发性异常脑电图
发作时连续出现棘波、棘慢复合波及各种频率的节律波。
基本节律异常 有广泛的慢波化及不规则化等以及伴有由于引起癫病发作的原发性疾病(脑性瘫痪等)所致的脑萎缩而出现的左右差异。
图3.极性不同的各种单发性棘波与尖波
图4.各种棘波的出现形式
图5.棘慢复合波与尖慢复合波的种类与出现方式
图6. 阵发性节律波(棘波,不包括尖波)
参考文献
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