【摘要】 神經(jīng)系統(tǒng)損傷是糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，臨床表現(xiàn)形式多種多樣，常見(jiàn)有意識(shí)障礙、癲癇、腦水腫、腦血管意外、代謝性腦病、認(rèn)知功能障礙等。糖尿病腦損傷的早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)治療對(duì)患者的預(yù)后具有重要影響。腦電圖（electroencephalography，EEG）是一種無(wú)創(chuàng)且便捷的腦功能檢查方法，能夠反映大腦皮層中眾多神經(jīng)細(xì)胞的電生理活動(dòng)，對(duì)腦功能的評(píng)估及癲癇的診斷具有重要意義。本文圍繞EEG在DM腦損傷患者中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述。

【關(guān)鍵詞】 糖尿病 腦損傷 腦電圖

Application of Electroencephalogram in Patients with Diabetic Brain Injury/ZHOU Bin. //Medical Innovation of China， 2025， 22（05）： -164

[Abstract] Nervous system injury is one of the most serious complications of diabetes mellitus （DM）， and its clinical manifestations are varied， including consciousness disorder， epilepsy， cerebral edema， cerebrovascular accident， metabolic encephalopathy， cognitive dysfunction， etc. Early detection and timely treatment of diabetic brain injury have an important impact on the prognosis of patients. Electroencephalography （EEG） is a non-invasive and convenient method of brain function examination， which can reflect the electrophysiological activities of many nerve cells in the cerebral cortex， and is of great significance for the evaluation of brain function and diagnosis of epilepsy. This article reviews the application of EEG in DM patients with brain injury.

[Key words] Diabetes mellitus Brain injury Electroencephalogram

First-author's address： Department of Pediatric Intersive Care Center， Xiamen Children's Hospital， Xiamen 361006， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2025.05.038

糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）是在遺傳、免疫、環(huán)境、飲食及生活習(xí)慣等多因素作用下，胰島素出現(xiàn)絕對(duì)或相對(duì)缺乏，從而導(dǎo)致糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝異常的一種代謝性疾病，臨床上以血糖升高為主要表現(xiàn)，可造成多種急慢性并發(fā)癥而影響患者生命健康[1]。目前全世界約有5億人患有DM，預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將增加25%[2]，而全球用于DM的直接衛(wèi)生支出已達(dá)7 600億美元，預(yù)計(jì)到2030年，將增至8 250億美元[3]。DM已成為一種長(zhǎng)期且嚴(yán)峻的社會(huì)公共衛(wèi)生健康問(wèn)題。

DM造成的急慢性并發(fā)癥涉及神經(jīng)、腎臟、心血管和眼睛等多器官。其中神經(jīng)系統(tǒng)損害最為特殊，急劇的血糖濃度變化不僅可造成腦細(xì)胞的損傷，同時(shí)還能對(duì)腦血管造成損害，引起多種腦功能病變[4]。DM所致的腦功能損害形式多種多樣，包括意識(shí)障礙、癲癇、腦水腫（cerebral edema，CE）、腦血管意外（cerebrovascular accident，CVA）、代謝性腦病、認(rèn)知功能障礙等[5-8]，不同的腦損傷之間不僅有著相似的發(fā)病機(jī)制，同時(shí)還互為因果。早期發(fā)現(xiàn)并評(píng)估腦功能損傷程度，對(duì)DM的預(yù)后具有重要意義。

1 DM腦損傷的形式及發(fā)病機(jī)制

CE是DM急性期常見(jiàn)的一種腦損傷形式，多見(jiàn)于糖尿病酮癥酸中毒（diabetic ketoacidosis，DKA）患者。有研究表明，DKA患者中CE的患病率約為1.44%[5]，而CE致DM兒童的死亡率高達(dá)50%～90%[9]。輕度的CE可導(dǎo)致患者出現(xiàn)頭痛、頭暈、精神倦怠等不適，重度的CE可導(dǎo)致患者出現(xiàn)意識(shí)障礙，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致認(rèn)知和記憶功能損傷。目前研究認(rèn)為，DM患者出現(xiàn)CE的機(jī)制與以下因素有關(guān)：（1）腦細(xì)胞炎癥性損傷。當(dāng)血糖急劇升高時(shí)，神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)外滲透壓顯著改變，使神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)氧代謝增加，導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化增強(qiáng)、活性氧產(chǎn)生和抗氧化酶失活，造成細(xì)胞代謝異常和腦細(xì)胞膜穩(wěn)定性破壞，從而引起腦細(xì)胞水腫，患者可在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)意識(shí)障礙[10]。（2）腦血管調(diào)節(jié)功能障礙。高血糖引起的腦血管高滲透性和酸中毒狀態(tài)可刺激腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中Na-K-Cl協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性，使它們受到損傷，導(dǎo)致腦血管調(diào)節(jié)功能異常。同時(shí)還可以導(dǎo)致血管活性物質(zhì)的釋放異常，使腦血管通透性增加，導(dǎo)致CE發(fā)生[11]。（3）缺血再灌注損傷。在DM急性期腦細(xì)胞呈缺氧脫水狀態(tài)，如果在短時(shí)間內(nèi)予以大量低滲性液體補(bǔ)液治療，腦細(xì)胞可出現(xiàn)缺血再灌注損傷，引起腦細(xì)胞水腫而加重意識(shí)障礙[12]。同時(shí)，發(fā)病年齡、起病的急緩、血糖水平、酸中毒程度及治療時(shí)機(jī)等因素均會(huì)對(duì)DM患者CE嚴(yán)重程度及預(yù)后產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

CVA是一種急性腦血管疾病，根據(jù)發(fā)病機(jī)制可分為缺血性和出血性?xún)深?lèi)。在兒童和青少年DKA患者中，其患病率為0～7%[13]。DKA所致的高血糖及嚴(yán)重酸中毒狀態(tài)可引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，引發(fā)全身炎癥反應(yīng)及激活凝血纖溶系統(tǒng)，造成血管功能障礙、凝血功能異常，從而引起腦血管出血、缺血風(fēng)險(xiǎn)[14-15]。同時(shí)，由于DM補(bǔ)液治療，腦灌注恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)缺血再灌注損傷，可能加重CVA[16]。

代謝性腦病是指在沒(méi)有原發(fā)性結(jié)構(gòu)功能障礙的情況下，由于腦代謝受損而引起的彌漫性或整體腦功能障礙[17]。臨床上可表現(xiàn)為定向力障礙、精神行為異常、意識(shí)障礙等，甚至可出現(xiàn)驚厥、去腦強(qiáng)直。研究表明，DM患者出現(xiàn)CE時(shí)可使Na-K-Cl共轉(zhuǎn)運(yùn)及小膠質(zhì)細(xì)胞激活，而腦缺血再灌注損傷可導(dǎo)致腦細(xì)胞乳酸水平升高，N-乙酰天冬氨酸（NAA）/肌酸（Cr）水平降低[7]，這些細(xì)胞功能異常均可導(dǎo)致腦血管炎癥性損傷、腦血管通透性改變，從而使腦細(xì)胞代謝異常。

認(rèn)知功能障礙是DM患者遠(yuǎn)期并發(fā)癥，是一種不可逆的腦組織損害。磁共振成像研究表明，DM急性期可引起大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞增生和小膠質(zhì)細(xì)胞激活，以海馬體中病變最為突出，導(dǎo)致海馬體微結(jié)構(gòu)永久性改變，從而影響認(rèn)知功能[8]。此外，DM可導(dǎo)致大腦皮層的神經(jīng)元永久性丟失，使學(xué)習(xí)及記憶識(shí)別功能受損[18]。相關(guān)研究還表明，DM患者大腦結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力損傷與患者發(fā)病年齡、低血糖發(fā)作、高血糖程度、DKA發(fā)病次數(shù)、血糖控制情況等密切相關(guān)[19]。

糖尿病性癲癇（epileptic seizures due to diabetes，ESD）是指糖尿病伴發(fā)癲癇或癲癇持續(xù)狀態(tài)[20]，其在非酮癥性高血糖癥（non-ketotic hyperglycemia，NKH）患者中較為常見(jiàn)，發(fā)病率高達(dá)15%～40%[21]，多見(jiàn)于老年人，常以局灶性發(fā)作為主要表現(xiàn)形式[22]。ESD的產(chǎn)生與以下因素有關(guān)：（1）氧化應(yīng)激。迅速發(fā)生的高血糖及高滲狀態(tài)，使神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)氧代謝增加，神經(jīng)元細(xì)胞膜鈉鉀泵功能出現(xiàn)異常，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈉離子蓄積、鉀離子丟失，神經(jīng)元細(xì)胞異常去極，激發(fā)皮層神經(jīng)元異常放電，出現(xiàn)癲癇發(fā)作[23]。同時(shí)腦細(xì)胞能量代謝異常，腦細(xì)胞中的葡萄糖轉(zhuǎn)化為三梨醇、果糖增多，而肌醇減少，可致腦細(xì)胞水腫，促使癲癇發(fā)作。（2）腦部微血管病變。長(zhǎng)期DM導(dǎo)致不同程度的腦動(dòng)脈硬化和腦功能受損，局部腦血流的調(diào)節(jié)功能下降，其可能是癲癇發(fā)作的基礎(chǔ)因素。同時(shí)，血糖過(guò)高時(shí)血漿纖維蛋白原含量明顯增加，血小板易聚集，血流動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生改變，使得血液處于高凝狀態(tài)，加重了局部缺血和微循環(huán)障礙。并且，神經(jīng)系統(tǒng)小動(dòng)脈及靜脈出現(xiàn)透明樣病理改變和功能失調(diào)，血流自動(dòng)調(diào)節(jié)受損加重腦缺血缺氧損害，神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)環(huán)境破壞導(dǎo)致相應(yīng)功能變化，成為對(duì)代謝紊亂敏感和易導(dǎo)致異常放電的“癲癇細(xì)胞”，導(dǎo)致癲癇發(fā)作[24]。（3）免疫異常。研究發(fā)現(xiàn)在ESD患者中發(fā)現(xiàn)有谷氨酸脫羧酶自身抗體存在，因此，有學(xué)者認(rèn)為免疫功能異常參與了ESD的發(fā)生[25]。

2 腦電圖（electroencephalography，EEG）的作用及波形特點(diǎn)

DM患者出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)損傷的表現(xiàn)形式多種多樣，如何早期識(shí)別并動(dòng)態(tài)評(píng)估對(duì)患者的預(yù)后具有重要意義。EEG是一種無(wú)創(chuàng)且便捷的腦功能檢查方法，對(duì)人大腦功能狀態(tài)的變化有很高的敏感度，能夠反映大腦皮層中眾多神經(jīng)細(xì)胞的電生理活動(dòng)，對(duì)腦功能的評(píng)估及癲癇的診斷均有重要意義[26]。

振幅腦電圖（amplitude-electroencephalography，aEEG）是近幾十年發(fā)展起來(lái)的腦電技術(shù)，通過(guò)記錄單通道腦電信號(hào)，能在床旁長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行腦功能監(jiān)測(cè)[27]。與傳統(tǒng)EEG相比，其使用的電極少，操作方便，可對(duì)腦電背景波形進(jìn)行分類(lèi)，圖形直觀(guān)，結(jié)果容易判讀，并且其受外界環(huán)境干擾較少，能客觀(guān)直接反映腦功能狀態(tài)。目前，aEEG已廣泛應(yīng)用于腦功能監(jiān)測(cè)，能判斷腦發(fā)育情況、明確腦損傷嚴(yán)重程度及預(yù)測(cè)損傷結(jié)局[28-29]。

EEG是通過(guò)記錄大腦皮層神經(jīng)元群體的電位差變化來(lái)反映腦功能狀態(tài)。其以波形的形式呈現(xiàn)，而不同的波形代表著不同的生理或病理狀態(tài)。EEG中常見(jiàn)的波形有以下幾種：（1）α波。其頻率8～13 Hz，波幅20～100 μV，多見(jiàn)于成年人的清醒放松狀態(tài)。α波主要分布在枕葉和頂葉區(qū)域，其波幅較高，反映了大腦皮層神經(jīng)元的同步化放電活動(dòng)，當(dāng)個(gè)體進(jìn)入深度放松、閉眼靜息或即將入睡時(shí)，α波會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)；而當(dāng)個(gè)體處于警覺(jué)狀態(tài)或進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)時(shí)，α波會(huì)受到抑制。（2）β波。頻率13～30 Hz，波幅通常較低，為5～20 μV，是大腦在正常覺(jué)醒狀態(tài)下的主要波形。β波可分為低頻和高頻兩個(gè)子頻段，分別稱(chēng)為β1和β2。β1波主要出現(xiàn)在額葉和中央?yún)^(qū)，與運(yùn)動(dòng)控制和主動(dòng)注意有關(guān)，β2波則廣泛分布在整個(gè)皮層，與認(rèn)知加工、警覺(jué)性和工作記憶等功能密切相關(guān)。當(dāng)個(gè)體處于緊張、焦慮或?qū)Ｗ顟B(tài)時(shí)，β波的活動(dòng)增強(qiáng)。（3）δ波。頻率低于

4 Hz，波幅較大，可達(dá)到20～200 μV，主要出現(xiàn)在深度睡眠階段和非快速眼動(dòng)睡眠的第二階段。在清醒狀態(tài)下，δ波的出現(xiàn)通常與嚴(yán)重的腦損傷、中毒或代謝紊亂等病理情況有關(guān)。此外，嬰兒和幼兒的大腦中也存在大量的δ波，隨著年齡的增長(zhǎng)，δ波的波幅逐漸減小。（4）θ波。頻率為4～8 Hz，波幅一般在10～60 μV，主要出現(xiàn)在兒童和成年人的睡眠過(guò)程中。θ波與深層睡眠、學(xué)習(xí)記憶過(guò)程有關(guān)，異常的θ波可能出現(xiàn)在特定的睡眠障礙或認(rèn)知功能下降中。當(dāng)大腦前額區(qū)域出現(xiàn)5～7 Hz中-高波幅的正弦樣θ節(jié)律并持續(xù)1 s以上，稱(chēng)作額中線(xiàn)θ（frontal midline theta，F(xiàn)MT）震蕩[30]。

3 不同形式DM腦損傷的EEG特點(diǎn)

DM患者EEG表現(xiàn)與其腦功能損傷形式有關(guān)。對(duì)于DM急性CE患者，因腦細(xì)胞水腫、腦代謝異常，EEG可表現(xiàn)為腦波波幅彌漫性降低、慢波廣泛性增多[31]。有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)小鼠使用胰島素發(fā)生嚴(yán)重低血糖后出現(xiàn)CE表現(xiàn)，EEG中的θ和δ波幅逐漸降低，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)δ爆發(fā)完全抑制，即使低血糖恢復(fù)后CE仍可能繼續(xù)進(jìn)展[32]。因DM致腦細(xì)胞缺血、腦動(dòng)脈硬化，進(jìn)而出現(xiàn)腦血流障礙，導(dǎo)致腦細(xì)胞代謝速度減慢，導(dǎo)致EEG的頻率出現(xiàn)變化，EEG可表現(xiàn)為α波慢化，θ波增多[33-34]。對(duì)于認(rèn)知功能異常的患者，F(xiàn)MT的幅度高低可反映認(rèn)知功能的強(qiáng)弱。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)血糖濃度顯著升高時(shí)，F(xiàn)MT出現(xiàn)降低，長(zhǎng)期的高血糖狀態(tài)可導(dǎo)致患者的認(rèn)知功能減退[35]。ESD患者的EEG表現(xiàn)形式多樣，可表現(xiàn)為彌漫性慢波增多，額-顳區(qū)夾雜尖波和棘波發(fā)放，也可以表現(xiàn)為發(fā)作間期額區(qū)、顳區(qū)或枕區(qū)見(jiàn)少量中高幅幅欠規(guī)則尖波活動(dòng)、尖慢波發(fā)放[36-37]。

DM患者出現(xiàn)代謝性腦病時(shí)，EEG檢查可出現(xiàn)典型的三相波改變。三相波為1～2.5 Hz的中高波幅慢波，多出現(xiàn)在慢活動(dòng)（θ或δ）背景波上，其第一相為波幅較低的負(fù)相波，第二相為一個(gè)突出的正相波，第三相為時(shí)限長(zhǎng)于第二相的負(fù)相慢波[38]。三相波產(chǎn)生機(jī)制可能與皮層和丘腦神經(jīng)元之間形成異?！罢鹗幁h(huán)路”有關(guān)。研究表明：患者意識(shí)清楚，大腦無(wú)病癥時(shí)，EEG以α節(jié)律為主節(jié)律；患者輕度意識(shí)障礙時(shí)，EEG會(huì)出現(xiàn)廣泛θ節(jié)律；淺昏迷時(shí)，EEG會(huì)在慢波基礎(chǔ)上出現(xiàn)三相波；深度昏迷時(shí)，EEG會(huì)呈現(xiàn)高幅度δ波、發(fā)作波、爆發(fā)-抑制波，甚至發(fā)展為電靜息[39-41]。三相波的出現(xiàn)往往預(yù)示腦部出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p害，患者預(yù)后好壞主要取決于導(dǎo)致三相波的基礎(chǔ)疾病的可治愈程度，大多數(shù)患者預(yù)后不良，僅有極少數(shù)患者腦功能可恢復(fù)至原來(lái)水平。三相波出現(xiàn)后，如果通過(guò)積極的臨床干預(yù)，腦電波向θ活動(dòng)甚至α活動(dòng)發(fā)展，患者往往預(yù)后較好，如果δ波持續(xù)出現(xiàn)并且波幅逐漸降低、進(jìn)而出現(xiàn)爆發(fā)-抑制甚至普遍癲癇樣活動(dòng)，往往預(yù)后較差。

4 總結(jié)與展望

DM腦損傷形式多種多樣，其EEG表現(xiàn)也各不相同，在疾病早期及時(shí)進(jìn)行EEG檢查對(duì)評(píng)估腦功能狀態(tài)及預(yù)后具有重要意義。然而，目前臨床上對(duì)DM腦損傷患者的EEG檢查并不重視，同時(shí)也缺乏相關(guān)的前瞻性臨床研究進(jìn)一步分析DM腦損傷的EEG表現(xiàn)。因此，本文通過(guò)對(duì)EEG在DM腦損傷患者中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述，以提高臨床醫(yī)師對(duì)DM腦損傷的早期評(píng)估及治療能力，更好地促進(jìn)DM患者的康復(fù)。

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（收稿日期：2024-06-19） （本文編輯：陳韻）