摘要：目的探讨发作性头痛的脑波涨落图特征，为航空航天作业人员选拔提供参考方法。方法应用脑波涨落图技术分析了20例临床诊断为发作性头痛的患者在7～12Hz频段脑波优势频率涨落特征和该频段脑波的功率涨落功率谱特征。其中男性13例，女性7例，年龄在17～37岁。结果在发作期，与头痛相对应的导联，脑波7～12Hz频段各频率出现优势涨落概率高低依脑波频率由慢到快依次分布，即按7、8、9、10、11及12Hz顺序排列。且由各频率优势涨落组成的有限概型的相对熵值为92.25%±3.41%，该频段功率涨落在1.86mHz和4.65mHz出现优势功率谱峰。在间歇期，脑波7～12Hz频段各频率优势涨落概率高低依脑波频率由慢到快依次分布现象消失，相对熵值下降为69.08%±4.16%，功率涨落在1.86mHz功率谱峰消失，在4.65mHz功率谱峰降低，在0.93mHz出现优势功率谱峰。结论此结果为发作性头痛提供了可参考的功能性评价指标，也对航空航天作业人员选拔有参考意义。

中图分类号：R338.1文献标识码：A

文章编号：1002-0837(2000)01-0025-04

A Fluctuographic Analysing of EEG in Patients with Paroxysmal Headache

ZHUO Chuan-dai,HAN Dong-xu,LIU Yue-hong,ZHAI Yi-juan

(Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China)

abstract:Objective To offer reference of the screening procedure for aircrew and astronaut selection.Method The competitive frequency-fluctuation characteristics of the dominant frequency in the band of 7～12 Hz in EEG and power density spectra of α band power-fluctuation were analyzed with a newer system of electroencephalofluctuographic technology in 20 patients (male 13,female 7,aged 17～37 years) with paroxysmal headache.Result During episodes of headache in the affected sites the cumulated dominant fluctuation probability of each frequency components was in the order of 7,8,9,10,11,12 Hz from high to low;The relative entropy value was 92.25%±3.41%;Two peaks having at least 25% higher value than those of its neighbors were observed at 1.86 mHz and 4.65 mHz in power density spectra of power-fluctuation.During the intervals of episodes the above-mentioned probability character disappeared;The relative entropy value was decreased to 69.08%±4.16%;A new peak was found at 0.93 mHz in spectra power-fluctuation,with a reduction in peak value power at 4.65 mHz.Conclusion It not only offered a parameter for pathophysiological and functional evaluation of paroxysmal headache,but also provided reference of the screening procedure for aircrew and astronaut selection.

Key words：paroxysmal headache；electroencephalofluctuographic technology；entropy

发作性头痛不仅会影响航空航天作业人员的工作效率，而且也会影响飞行安全，因此，在选拔时就应排除有发作性头痛的候选者。但是，在发作性头痛非发作期间，EEG变化特征不明显，仅靠主诉又不能很好地排除有发作性头痛候选者入选。为此，本研究探索用脑波涨落图方法，分析发作性头痛发作期和非发作期的特征，借以为航空航天作业人员选拔提供可参考的依据。

方法

被试者临床明确诊断为发作性头痛的患者20例，其中男性13例，女性7例，年龄17～37岁，平均19±5岁。皆有发作性头痛史，且近期皆有发作，临床诊断为发作性头痛，临床CT影象检查无异常发现。检查前3d停药。

脑波数据采集采用日本光电生产的空心柱形Ag/AgCl桥式电极，极化电位符合EEG记录要求；按国际脑电图学会10/20制电极安放法取F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6等12个部位，单极导联，A1和A2 连接作为参考，头皮电阻小于5KΩ。用CFM-8D型脑电监测仪放大和采集闭眼安静状态下的EEG信号，采样频率100Hz，每2.1s为一个数据样本，连续采集512个样本。

数据分析应用脑波涨落图分析程序进行数据分析，分析7～12Hz 频段频率涨落特征和该频段功率涨落功率谱(二次功率谱)特征。脑波涨落图方法是用概率分布函数来研究脑波频率涨落和功率涨落特征的一种方法，借以对脑功能作出评价。所谓频率涨落是指脑波优势频率的不断转化^［1］，在本研究中，表现为6个频率成分(即7、8、9、10、11和12Hz)在规定采样时间内交替占优势而形成的优势频率起伏涨落，频率的涨落范围为6Hz(频率分辨率为1Hz)。所谓功率涨落是指脑波同步峰功率值在采样时间内的起伏波动。

频率涨落特征分析：用每个频率成分在采样时间内占优势的几率(优势频率几率)累进曲线，构成该频段的频率涨落竞争图，用来表征频率涨落过程中的主次地位和相互关系。用计算该频段的频率涨落事件的熵值来定量评价优势频率的不确定性。计算方法如下：

设该频段的6个频率成分组成一个完备事件：A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁ A₁₂，对每个频率成分都给出了出现涨落优势的几率：P₇，P₈，P₉，P₁₀，P₁₁，P₁₂，则构成一个有限概型：

因诸成分出现涨落优势的几率之和等于1，则该有限概型的熵为：

H=-p_ilogp_ii=7,8,9,10,11,12

相对熵值为：

Q=H/H_max

H为该有限概型的熵值，H_max为该6个成分出现涨落优势成等几率分布时的熵值。相对熵值越大，则频率频率的不确定性就大，而有序度则越小。

功率涨落功率谱特征分析：取7～12Hz频段功率最大值，构成功率涨落图，分析其在0～237mHz范围内的功率谱特征。

结果

发作期的特征在20名患者的脑波记录中有3例是在发作情况下记录的。图1是3名患者全部导联的平均结果。不难发现，图中频率涨落优势几率累进曲线，由上到下，各频率成分依7，8，9，10，11，12顺序，由慢到快依次排列，两个相邻频率间的优势几率差值相当，使频率涨落竞争图呈“发散”型。7Hz频率成分占涨落优势，为主涨落成分，8Hz为次涨落成分，频率慢化明显，说明脑功能低下。3名患者12个部位的频率涨落相对熵平均值值见图2。可以看出，各导联的相对熵值都比较大，全脑平均为92.25%±3.41%，说明有序性差，脑自组织能力下降，出现功能调节紊乱。功率涨落功率谱分析发现，在1.86mHz和4.65mHz处出现功率谱优势峰。另外，发现在20～30mHz段，也出现功率谱优势峰。

图13名患者头痛发作期脑波优势频率涨落累计几率变化曲线

Fig.1The cumulative dominant frequency fluctuation probability curve of brain wave during episodes of headache for all derivations in 3 patients

图23名患者头痛发作期频率涨落相对熵变化(%)空间分布图示

Fig.2The relative entropy change(mean,S.D.) distribution of the competitive frequency fluctuating during episodes of headache for all derivations in 3 patients

间歇期的特征在间歇期17名患者脑波频率涨落也表现出共同特征，见图3和图4。图中数据为17名患者全部导联的平均结果。从图3看，发作期频率涨落的“发散”型结构解体了，变成以9Hz为主涨落成分，8Hz为次涨落成分的频率涨落竞争图。就各成分的序排列来看，间歇期与发作期也不同，曲线由上到下，频率成分不再是由慢到快依次排列了，慢成分7Hz排在了次涨落成分8Hz的下面。但是，它在辅助成分中却居首位。与发作期相比，各导联频率涨落相对熵值都比较小，平均为69.08%±4.16%,与发作期有差异明显 (P＜0.01)，说明有序性提高了，脑的自组织能力提高了。功率涨落功率谱分析发现，在间歇期，在0.93mHz处出现二次功率谱优势峰，而在发作期出现在1.86mHz处的二次功率谱优势峰现已消失，发作期在4.65mHz处出现二次功率谱优势峰也下降了。但在20～30mHz段的二次功率谱优势峰仍然存在。

图317名患者发作间歇期脑波优势频率涨落累计几率变化曲线

Fig.3The cumulative dominant frequency fluctuation probability curve of br