额叶、颞叶肿瘤事件相关电位P3的研究
中华物理医学与康复杂志1999年第3期第21卷论著
作者：许春伶 谭郁玲 赵旭 侯东亮
单位：许春伶 100050 北京友谊医院神经内科；谭郁玲 北京神经外科研究所；赵旭 国防科工委514医院脑电图室；侯东亮 新疆哈密地区医院
关键词：许春伶；谭郁玲；赵旭；侯东亮
【摘 要】 目的 研究额叶、颞叶肿瘤患者事件相关电位P3各项参数的变化特点,探讨P3的发生源。方法 采用视觉分辨刺激序列测查P3,选取额叶、颞叶肿瘤占位患者各15例。结果 颞叶肿瘤占位患者P3潜伏期、地形图等参数变化明显,而额叶则无明显变化。结论 由此推断颞叶皮层对P3的发生有重要贡献。通过分析P3潜伏期、波幅、面积及地形图各项参数,认为P3潜伏期、地形图可以较好地反映脑内处理器激活的时间和程度,以及P3与各脑叶的关系,是研究P3的可靠的、客观的参数。
【中图号】
StudyofP3waveinfrontalandtemporallobetumor
XUChunling,TANYuling,ZHAOXu,etal.
DepartmentofNeurology,BeijingFriendshipHospital,Beijing100050
【Abstract】 Objective ToobservethefeatureofP3inthepatientswithfrontalandtemporallobetumorandinvestigatethesourcesofP3.Methods VisualdiscriminationstimulusparadigmwasusedtoexplorethechangeofP3wavein15patientswitheitherfrontalortemporallobetumor.Results ThefrontallobetumorhadnoeffectonP3,whilethetemporallobetumorinduceddistinctchangeinP3latencyandtopography.Conclusion ThetemporallobecontributestothegenerationofP3.ByanalyzingP3latency,amplitude,areaandtopography,P3latencyandtopographyaresubjectiveandreliableindexestoreflecttheactionofbrainandtherelationshipofP3wavewithdifferentbrainregions.
【Keywords】 Brainneoplasms Evokespotentials Cognitiondisorders
事件相关电位P3是反映大脑高级认知过程的内源性成分,被称为认知电位,它不受刺激的物理特性的影响,可以将认知心理过程通过电信号表达出来［1,2］。近30年来,作为评定各种疾病（尤其脑病）认知功能障碍的指标,在临床和基础方面,得到了广泛的研究。目前在P3研究中对于P3的脑内发生源尚存争议,我们欲通过研究额叶、颞叶占位患者P3的变化,对P3的发生源做一初步探讨。在P3测量方面,我们同时观察了P3的潜伏期、波幅及P3面积,并采用多导记录的方式,观察了P3地形图的变化,从多个侧面对P3进行了研究,并且对各参数的可靠性及意义作了初步探讨。现将结果报告如下。
1 资料和方法
1.1 一般资料
选取额叶、颞叶肿瘤占位患者各15例,年龄18～60岁,无意识障碍,无失语或明显的视觉障碍。伴有偏瘫者,要求肌力在IV级以上。无高血压、糖尿病等疾病,行P3检查前,未服用任何药物（表1）。选取正常健康对照15例,年龄、性别及文化程度与患者组相匹配（P＞0.05）。
表1 额叶、颞叶肿瘤占位患者的一般资料
组别例数性别 （男/女）年龄 （岁）文化程度 （初等/中等/高等.人）肿瘤性质 （例）肿瘤大小 （cm2）位置 （左侧/右侧.例）病程额叶159/1626～59 平均39.56/5/4胶质瘤159～1498/71月～14年颞叶1511/419～59 平均41.14/7/4胶质瘤10脑膜瘤3
囊肿 215～1727/81月～8年1.2 方法
使用国防科工委514医院和507所联合研制开发的事件相关电位测试系统进行P3测试,采用视觉分辨刺激序列,靶刺激、非靶刺激、新奇刺激出现概率分别为15%、70%和15%,图像呈现时间为300ms,间隔时间2s。采用多导记录方式,按国标10～20系统安放电极,记录F3、Fz、F4、C3、Cz、C4、P3、Pz、P4、O1、O2、T3、T4、T5、T6等15导脑电信号及左侧眼动电位（EOG）。以FPz点接地,双耳垂连线作参考。头皮电阻小于5kΩ。系统滤波范围为0.5～30Hz,靶刺激共叠加50次,采样速度为200Hz,分析时间共1300ms包括刺激发生前分析时间100ms。受试者首先接受练习,掌握测试方法后进行正式检查。每例重复测试2次,以按键的方式对靶刺激进行反应,按键错误次数大于5次（＞10%）者资料作废,取2次Cz导的P3平均值进行分析处理。P3峰潜伏期测量从刺激开始到P3峰最高点之间的时间。当P3出现双峰时,取波峰最高处的值为P3的潜伏期,当两个波峰等高时,取P3波上升支和下降支二者延长线的交点作为测量潜伏期的标志点。P3波幅测量由基线到峰点的垂直距离,若P3分裂为双峰,以最高点的值作为P3波幅值。P3面积的计算方法是:P3地形图可反映P3产生到终止的时间历程,最大的分布部位,脑区激活范围。全部数据均采用SPSS统计软件进行统计处理。各项以正常对照组的均值加减两倍的标准差（s）为正常值范围。
2 结 果
2.1 事件相关电位P3的变化
额叶、颞叶占位P3潜伏期较对照组潜伏期延长,但仅颞叶占位P3潜伏期较对照组差异有显著性（P＜0.05）。额叶、颞叶分别有4例、6例P3潜伏期异常,P3潜伏期的异常率为26.67%和40%。两组P3波幅较对照组减低,面积较对照组减小,但与对照组比差异均无显著性。P3波幅的异常率为6.1%和13.3%,额叶、颞叶组中无1例P3面积异常。额叶、颞叶组P3潜伏期、波幅和面积在不同年龄、文化程度、病程、肿瘤大小及良恶性肿瘤患者之间差异无显著性（表2）。
表2 额叶、颞叶占位患者靶刺激P3与对照组比较（
组别例数P3潜伏期（ms）波辐（μV）面积额叶组15424.33±73.3114.38±6.67371.92±186.31颞叶组15425.33±54.36*12.09±7.49351.97±154.22对照组15383.33±26.9017.29±6.05425.83±168.22注:经t检验,与对照组比较*P＜0.05
2.2 P3地形图的变化
从正常对照组P3地形图中可以看出,P3持续的时间历程为370～415ms,在400ms左右有高波幅,主要分布于中央顶区偏右侧,在P3的时间过程中,额区、颞区、中央顶区激活明显（图1,4）。额叶组地形图与对照组比较,表现为顶区P3波幅降低,P3潜伏期略延长,额区及顶中央区激活范围较对照组略减小（图2,5）。颞叶地形图除表现为P3波幅降低,潜伏期延长外,主要表现为脑区激活范围减小,其中额区、颞区（尤其左颞）激活不明显,中央顶区激活范围缩小（图3,6）。图1 正常对照组P3图形
图2 额叶组与正常组P3图形
图3 颞叶组与正常组P3图形
a区段示P3活动及能量变化 b区段示P3峰值能量图4 正常对照组P3地形图
a区段示P3活动及能量变化 b区段示P3峰值能量图5 额叶肿瘤占位组P3地形图
图6 颞叶肿瘤占位组P3地形图
3 讨 论3.1 P3发生源的探讨
P3成分到底是由哪一脑区产生的?人们用多种方式对P3的发生源进行了研究。通过脑内植入电极的方式,记录脑内P3样波,分析其与头皮记录的P3波的关系;根据头皮记录的P3波的分布特点来推测P3的发生源;用脑磁图（MEG）记录内源性成份的磁场分布;观察不同脑区受损后,头皮记录P3的变化特点;动物实验研究。不同侧面的研究,虽然为探讨P3的发生源提供了大量的信息,但目前P3发生源尚无定论,仍是事件相关电位研究中的一个关键问题。目前对于P3发生源主要有以下三种观点:①P3的发生源在间脑;②在海马及颞叶中部;③在大脑皮层。
研究不同脑区受损伤后头皮记录P3的变化特点,是探讨P3发生源的一个重要方法,本文从这一方面出发,着重研究了额叶、颞叶肿瘤占位患者的P3变化特点。实验结果显示,额叶损伤患者,P3潜伏期和波幅与对照组比较,无统计学差异,地形图仅表现为中央区激活范围略缩小,与对照组的差异不明显。可见额叶损伤,没有明显改变靶刺激P3的各项参数,这与Knight的研究结果相一致［3］。在注意分辨任务中,额区与注意力的集中有关,这点通过正电子发射断层扫描（PET）被证实［4］。新奇刺激P3a产生于非预期的、新奇的、意外的刺激,而其在额区最明显,说明额区在感觉分辨任务中负责集中注意力,这与额区损伤后P3a受损相一致［5］。由此可见,额叶损伤不影响靶刺激P3（即P3b）成分,因此,推测额区不是头皮记录P3的主要发生源。
颞叶占位,P3潜伏期明显延长（P＜0.05）,P3波幅降低（P＞0.05）,地形图显示颞叶组皮层P3在顶、中央区激活范围明显缩小,前额区无明显的激活。因为P3潜伏期可能反映了处理器激活的时间,而地形图可以反映脑区处理器激活的数量和程度及P3与各脑叶的关系［6］,由此可见,颞叶损伤患者其头皮P3处理器激活的程度和时间均受影响。最近的研究认为,头皮P3主要由顶叶及颞-顶联合区决定［7,8］,以上P3的变化可能是颞叶占位影响了颞-顶联合区的功能或使其纤维联系发生障碍。P3并非是脑内某一特定的结构决定的,而是多起源的,P3可能代表着与认知功能有关、分布广泛而又功能上紧密联系的大脑皮层的同步系列活动。目前尚不能肯定颞叶占位到底影响了P3发生的哪一个环节,但是通过本实验的研究结果,可以提出颞叶皮层对于P3的发生有重要贡献。
3.2 P3各测量参数的比较
3.2.1 P3潜伏期
P3潜伏期是反映大脑认知功能变化的重要指标,研究认为P3潜伏期反映了对刺激进行判断、记忆提取、比较和识别的过程,与刺激评估有关［9］,P3潜伏期的延长,反映了各种脑病所致的认知功能的障碍。从本实验的结果中可以看出,三组中P3潜伏期的标准差小,变异范围较小,潜伏期比较稳定。因各家采用的实验方法不同,P3潜伏期对于认知障碍的检出率在13%～80%之间［10］,本文中额叶、颞叶组P3潜伏期的异常率分别为26.67%和40%,是较可靠的评价指标。
3.2.2 P3波幅
P3波幅可能代表着用来处理刺激和任务信息的贮存记忆的激活［6］,波幅的降低,可能反映了大脑P3处理器激活程度的降低,输入信息的减少。Johson（1986）提出的P3波幅的三元公式（thetriarchicmodel）［11］,发现P3波幅受心理因素等的影响大,故变异范围较大。本实验中,额、颞两组P3波幅皆比对照组降低,以颞叶占位明显,但与对照组的差异均无显著性（P＞0.05）。与对照组相比,额叶仅有1例P3波幅异常（1/15）,颞叶有2例（2/15）。从本实验的结果及其它作者的研究来看,目前尚不能把P3波幅作为反映认知功能障碍的肯定性评价指标。
3.2.3 P3面积
本实验中测量了P3曲线下的面积,在额叶、颞叶组P3面积虽比对照组减小,但差异无显著性。由结果可以看出P3面积的标准差较大,变异范围大,在额叶、颞叶两组中无1例P3面积异常。因此其应用价值和意义尚有待进一步研究证明。
3.2.4 P3的地形图
观察P3的地形图,可以分析如下项目［12］:①P3的最主要头皮分布区域及P3波的幅度变化;②在P3的时间历程内,不同脑区的激活情况;③P3潜伏期的大致范围。本文分析了正常对照组、额叶、颞叶占位组的P3地形图变化,从结果可以看出,地形图除了能显示P3潜伏期及波幅的变化之外,可以形象地显示出在P3发生到终止的时间历程内,各脑区的激活情况,而这一点是其它测量参数所无法做到的。颞叶占位的地形图显示有明显的额区、左侧颞区、中央顶区电活动的不足,脑功能的降低。
因此,P3潜伏期及地形图的变化,可以为研究大脑的认知功能提供重要的信息,较好地反应脑内处理器激活的时间和程度,其中P3地形图更能形象地反映P3与各脑叶之间的关系,是研究P3的可靠的测量指标。而P3波幅、面积受心理因素等影响较大,变异范围大,尚需进一步研究如何控制各影响因素,以便获得可靠的结果。
参 考 文 献
1 suttonS,TuetingP,ZubinJ,etal.Informationdeliveryandthesensoryevokedpotential.Science,1967,155:1436-9.
2 MeadorKJ,HammondEJ,LoringDW.etal.Cognitiveevokedpotentials,anddisordersofrecentmemory.Neurology,1987,37:526-529.
3 KnightRT.Neurolmechanismsofevent-relatedpotentials:evidencefromhumanlesionstudies.in:Rohrbaugh,JW,Parasuraman,R,Johmson,Reds.Event-relatedbrainpotentials:bassicissuesandapplications.NewYork:OxfordUniversityPress,1990.3-18.
4 PosnerMI,PetersenSE.Theattentionsystemofthehumanbrain.AnnualReviewofNeuroscience,1990,13:25-42.
5 KnightRT.DecreasedresponsetonovelstimuliafterPrefrontallesionsinman.ElectroencephalogrClinNeurophasiol,1984,59:9-20.
6 JohnsonR.OntheneuralgeneratorsoftheP300componentoftheevent-relatedpotential.Psychophysiology,1993,30:90-97.
7 HalgrenE,BaudenaP,ClarkeJM,etal.Intracerebralpotentialstoraretargetanddistractorauditoryandvisualstimuli:I.superiortemporalplaneandparietallobe.ElectroencephalogrClinNeurophasiol,1995,94:191-220.
8 HalgenE,BaudenaP,ClarkeJM,etal.Intracerebralpotentialstoraretargetanddistractorauditoyandvisualstimuli.II.medial,lateralandposteriortemporallobe.ElectroencephalogrClinNeurophasiol,1995,94:229-250.
9 MccarthyG,DonchinE.Ametricforthought:acomparisonofP300latencyandreactiontime.Science,1981,211:77-79.
10 PrefferbaumA,FordJM,KraemerHC.Clinicalutilityoflonglatency"cognitive"event-relatedpotential（P3）:thecons.ElectroencephalogrClinNeurophasiol,1990,76:6-12.
11 JohsonR.Atroarchicmodelofauditoryevokedresponsesrecordedfromthehumanscalp.ElectroencephalogrClinNeurophasiol,1986,23:367-384.
12 刘名顺,闫宝云,董全胜,等.主编.实用脑电地形图学彩色图谱.天津:天津科学技术出版社,1994.
（收稿 1998-08-25 修回 1999-05-25）
