注意缺陷多动障碍儿童与正常儿童的频率竞争涨落图比较

孔庆梅　王玉凤 [摘　要]目的：探讨注意缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder,ADHD）患儿与正常儿童间频率竞争图的差别。方法：运用频率竞争涨落图技术、视觉注意力变量测试（Visu al TOVA）和Conners父母调查问卷对符合DSM-Ⅲ-R诊断标准的29名ADHD患儿和29名正常儿童进行对照研究。结果 ：正常儿童的α波协同结构是以10 Hz为优势频率，9 Hz为准优势频率，而ADHD患儿是以9 Hz为优势频率，8、10 Hz为准优势频率。ADHD患儿的α波协同结构左移，优势频率存在慢化趋势。ADHD患儿10 Hz成分较正常儿童明显减低（P<0.05）；10 Hz成分越少，认知速度越慢，注意力维持时间越短，反应稳定性越差(r=0.32～0.40，P<0.05)。ADHD患 儿的颞区12、13 Hz成分越多，Conners量表的焦虑因子分数越高（r=0.37～0.44，P<0.05）。结论：ADHD患儿α波 协同结构不良，脑自组织能力差。 [关键词]频率竞争涨落；α波；轻微脑损伤综合征；脑电描记术 [中图分类号]R748　　[文献标识码]A [文章编号]1000-1530（2000）06-0547-04 A study on the competitive frequency-fluctuation structure of attention deficit hyperactivity disorder and normal control children KONG Qing-Mei,WANG Yu-Feng (Mental Health Institute of Peking University,Beijing　100083,China) ABSTRACT　Objective:To investigate the difference of competitive frequency -fluctuation structure between attention deficit hyperactivity disorder(ADHD) children and normal children.Methods:The frequency-fluctuation structure,visual test of variables of attention(TOVA) and Conners' behavior scale of 29 ADHD children diagnosed by the DSM-Ⅲ-R criteria were compared with those of 29 normal controls.Results:The predominant frequency of normal children's alpha synergetic structure was 10 Hz,and ADHD's was 9 Hz,which was slower.The second frequency of the normal was 9 Hz,but ADHD had two second frequencies,which were 10 Hz and 8 Hz.ADHD had significantly less 10 Hz activity than normal controls（P<0.05）.The children with less 10　Hz activity had longer response time and more reponse time variation of visual TOVA(r=－0.32～－0.40，P<0.05).The more the 12Hz and 13 Hz activity ADHD had on temporal region,the higher the anxiety factor scores of Conners' scale they got（r=0.37～0.44，P<0.05）.Conclusion:ADHD have inappropriate alpha synergetic structure,and poor brain self-organizing ability. KEY WORDS　Competitive frequency-fluctuation structure；Alpha waves;Attention deficit disorder with hyperactivity;Electroencephalography 　　注意缺陷多动障碍　（　attention deficit hyper- activity disorder，ADHD）是儿童期常见的行为障碍，一般学龄儿童的发病率为3%～5%，表现为与年龄不相称的注意力不集中、 冲动及过度活动，可同时合并其它多种心理病理表现，严重影响患儿的家庭社交关系及学业水平 [1]。 　　普通脑电图检查作为一种无创性手段，已广泛应用于ADHD的病理机制的研究中。ADHD患儿的脑电图异常率为50%～60% ，主要表现为慢波活动增多，α波活动相对减少[2，3]。 　　α波是安静状态下人脑电活动的主要背景波，是人脑处于空闲和预备状态的反应，频率范围在8～13 Hz[4]。普通脑电图研究将α波作为一个整体进行统计分析，目前尚缺乏对α波不同频率成分进行精细分析的资料。 　　本文采用一种新的研究技术——频率竞争涨落图，是以脑巨系统理论和自组织论为依据，以α波系统为研究对象，应用电子计算机技 术，对α波的能量涨落过程进行扫描，根据各频率成分能量占优势的概率，判断优势频率和准优势频率，分析α波协同结构的特点。与普 通脑电图相比，频率竞争涨落图不仅对α波的能量分布情况进行精细分析，而且强调不同成分之间复杂的竞争和协同关系，即脑的自组织 过程[5]。 　　虽然在ADHD电生理研究方面有一些成果，然而缺乏对患儿脑α波协同结构分析的资料。本研究通过ADHD患儿与正常儿童的频 率竞争涨落图的比较，分析两组间α波协同结构的差异，从而探讨ADHD患儿的脑自组织能力。 1　对象及方法 1.1　研究对象 　　病例组为我院儿童精神科门诊符合DSM-Ⅲ-R诊断标准的29例8～14岁的ADHD儿童，其中男16例，女13例，平均（ 10.0±1.7）岁。IQ>85分。排除精神分裂症、情感性精神障碍、孤独症等其它精神病性障碍，以及癫痫等脑器质性疾 病。 　　对照组为医院附近小学中与病例组年龄相差不超过6月、性别相同的正常儿童29例，平均（9.8±1.6）岁。两组年龄差异无 显著性（P＞0.05）。 1.2　研究方法 1.2.1　频率竞争涨落图检查　采用中国华阳国际技术公司生产的HY9212型脑电超慢涨落分析仪，电极安置参照国际10/2 0制的12导单极（F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6），参考电极为左右耳垂（A1，A 2），连续采集患儿清醒、安静、闭目状态下18 min的脑电图，分析每导脑波在18 min内α波6个单频（8、9、10、11、12、13 Hz）能量占优势的概率，找出优势频率和准优势频率。 1.2.2　视觉TOVA检查　该检查使用美国Greenberg教授设计开发的一种持续性操作测试软件，采用上或下方有一个黑 洞的白色方块作靶或非靶目标，要求被试者对靶目标作出反映。该方法不受学业水平和言语差异的影响，通过靶刺激遗漏率、非靶刺激的 误反应率、反应时、反应时的变化等指标客观评定被试者的注意力、冲动、认知加工过程的速度，以及反应的稳定性等方面的问题 [6]。 1.2.3　Conner问卷　是应用最广的ADHD临床症状评定量表。采用父母填写问卷。通过问卷可得出六个因子分，即行为问 题因子、学习问题因子、躯体问题因子、多动因子、焦虑因子、多动指数。 1.2.4　统计处理方法　采用独立样本t检验方法分析数据，非正态分布资料采用独立样本非参数检验。 2　结果 2.1　ADHD患儿与正常儿童间各α波成分优势概率的比较 　　比较ADHD患儿与正常儿童不同导联的各α波成分的优势概率（表1）。可见在双侧中央区（C3、C4）、右前颞区（F8）、 双侧后颞区（T5、T6），ADHD组的10 Hz优势概率比正常对照组低，差异具有显著性（P<0.05）；额区（F3、F4）、左侧顶区（P3）、枕区（O1、O2 ）、左前颞区（F7），ADHD组的10　Hz优势概率也比正常对照组低（P<0.1）；ADHD组的13　Hz优势概率 在右后颞区（T6）高于正常对照组，差异具有显著性（P<0.05）。另外左中央区（C3）8　Hz、右后枕区（O2）1 2　Hz的优势概率ADHD组有比正常对照组高（P<0.1）。 表1　ADHD患儿与正常儿童不同导联各α波成分优势概率的 比较（%， ±s，仅列出P<0.1的导联） Table 1　The dominant probability of alpha components at different leads of ADHD and normal children （%， ±s， only the leads with P value less than 0.1 showed）

. Two-independents-samples nonparametric tests for skew distribution. 　　比较ADHD患儿与正常儿童各α波成分的全脑平均优势概率（表2），可见ADHD组10 Hz全脑平均优势概率比正常对照组低，差异具有显著性（P<0.05）。而其它成分的平均优势概率两组间差异无显著性。 表2　ADHD患儿与正常儿童两组间、两组内部各α波成分全脑平均优势概率的比较（%， ±s） Table 2　The mean dominant probability of alpha components of ADHD and normal children（%， ±s）

2.2　ADHD患儿与正常儿童α波协同结构的比较 　　两组儿童都以8、9、10 Hz活动为主，11、12、13 Hz活动相对较低。对8、9、10 Hz的平均优势概率进行两组内部配对t检验（表2）。正常儿童的8 Hz优势概率比9、10 Hz优势概率均低，差异具有显著性（P<0.05），10　Hz与9　Hz的优势概率差异无显著性（P>0.1），但10　Hz优势概率（35.87±21.19）%有比9　Hz优势概率（32.70±17.65）%高的趋势，所以正常儿童是以10　Hz为优势频率，9　Hz为准优势频率；ADHD患儿的9　Hz优势概率比8、10　Hz均高（P<0.1），9　Hz为优势频率，8　Hz与10　Hz优势概率差异无显著性，8　Hz和10　Hz共同作准优势频率。 　　根据两组儿童各α波成分的全脑平均优势概率作α波能量分布曲线图（图1）。由图可见ADHD患儿与正常儿童相比，α波能量分布曲线左移。 f， alpha components. 图1　ADHD患儿与正常儿童α波能量分布曲线 Figure 1　The alpha energy distribution curves of ADHD and normal children 2.3　各α波成分与视觉TOVA测试结果、Conners量表因子分之间的相关性分析 　　将TOVA测查结果、Conners量表因子分与各频率脑波的优势概率作相关分析。10 Hz成分与TOVA的反应时、反应时变化呈负相关，即10 Hz优势概率越低，ADHD患儿TOVA测试的反应时越长、反应时变化越大，相关系数为－0.32～－0.40（P<0. 05）；颞区的快α波与Conners量表的焦虑因子分呈正相关，即颞区的12、13 Hz优势概率越高，ADHD患儿Conners量表的焦虑因子分数越高，相关系数为0.37～0.44（P<0.05）。 3　讨论 3.1　ADHD患儿α波协同结构不良 　　人脑这个巨系统是靠子系统的相互竞争和协同作用才得以实现其各种功能，这就是人脑的自组织能力，脑波是人脑自组织特性的生物 表现。通过自组织，α波协同结构中形成优势频率和准优势频率，而其它频率的活动相对较低 [5]。 　　黄明廷等[7] 1991年发现正常成人的α波协同结构以10　Hz为优势频率，以11　Hz为准优势频率，而神经衰弱患者的α波虽然也是以10 　Hz为优势频率，但准优势频率却比正常人明显低，为9　Hz。提示神经衰弱患者的α波出现了潜在的慢化趋势，脑功能状态差。周 传岱[8] 1992年研究急性缺氧状态下健康被试者的α波自组织特征，发现缺氧反应严重、缺氧耐力差时，多频率成分竞争，优势频率慢化，能 量涨落近似均匀分布在诸成分上，出现不稳定的脑自组织结构。 　　本研究中正常儿童的α波协同结构是以10　Hz为优势频率，9　Hz为准优势频率，正常儿童与正常成人的优势频率相同。而A DHD患儿α波协同结构的优势频率慢化(9 Hz)、准优势频率出现多频（8　Hz和10　Hz）竞争化、慢α和快α均增加,能量分散。这样在协同结构中，各成分之间的相对 优势关系即序结构紊乱，多频竞争化，提示ADHD患儿α波协同结构不良，脑自组织能力降低。 3.2　ADHD患儿α波优势频率慢化 　　常规脑电图研究发现ADHD患儿与正常儿童相比，δ、θ波活动增多，而α波活动相对减少，脑电图表现慢化[2，3] 。本研究发现在α波范围，ADHD患儿与正常儿童相比也存在慢化趋势，正常儿童α波能量曲线的最高点在10　Hz，而ADHD患 儿的最高点在9　Hz，ADHD患儿α波协同曲线左移。 　　一般认为脑电活动频率越慢，说明脑神经元兴奋性越低、反应性越差[4] 。对于ADHD儿童的普通脑电图慢活动过多的解释是脑功能成熟迟缓。因为较年幼的正常儿童慢波活动亦较常见，随着儿童年龄的增长 ，慢波活动逐渐减少，到青少年后期，脑电图才基本稳定[3]。本研究中ADHD儿童的α波系统优势频率慢化，也提示脑发育迟缓。 　　有关ADHD发育迟缓的假说，最初是从临床角度提出来的，表现为：（1）行为幼稚；（2）过度的活动在多年后逐渐消失。这一 学说不仅得到普通脑电图的有利支持[2，9，10]，而且在α波频率竞争涨落图进一步得到验证，说明了ADHD的生物学基础。 3.3　10 Hz成分与认知过程的关系 　　本研究发现10 Hz脑波与视觉TOVA测试的总反应时、总反应时变化呈负相关。反应时和反应时的变化是评价被试者认知操作水平的两个重要指标。 反应时长意味着反应速度降低，认知加工过程慢；反应时变化大意味着反应稳定性差，注意力维持时间短。10 Hz成分的优势概率越高，意味着认知速度快，反应稳定性好，注意力维持时间越长；反之，10 Hz成分的优势概率越低，意味着认知速度减慢，注意力维持时间短，反应稳定性差。 　　10 Hz脑波是正常人脑α波的优势频率，以10　Hz为优势频率的脑功能状态应是高工效的状态。ADHD患儿10　Hz脑波优势概率 比正常儿童低，大脑可能没有处于良好的功能状态，导致患儿表现出反应速度慢，注意维持时间短，反应稳定性差，认知操作测试的结果 差。 3.4　快α波（12　Hz、13　Hz）与焦虑症状的关系 　　普通脑电图研究认为焦虑症患者脑电兴奋性增高，抑制过程减弱[2]。SPECT研究发现焦虑症患者存在颞叶功能障碍[11]。 　　本研究中，ADHD患儿颞区12 Hz、13 Hz的优势概率与Conners量表焦虑因子分呈正相关。快α波增多说明神经元兴奋性过高，也就是说ADHD的焦虑症状与颞区神 经元兴奋性过高、抑制性过低，稳定性差有关。这与上述成人焦虑症的脑电图和影像学研究的结论相符。 　　既往关于ADHD儿童合并焦虑的脑电图研究不多。Boutros等[12]研究发现脑电图表现为14　Hz和6　Hz正性棘波的ADHD患儿合并焦虑症状的发生率比较高，但未能说明脑区的差别。 　　本研究从电生理角度提示ADHD患儿颞区快α波越多，合并焦虑症状越严重，为ADHD合并症状的研究提供了一个新的线索。 基金项目：卫生部临床学科重点项目(97-020218）资助。 孔庆梅(北京大学精神卫生研究所，北京　100083) 王玉凤(北京大学精神卫生研究所，北京　100083) 参考文献 1，王玉凤，陶国泰.儿童多动综合征.见:沈渔邨主编.精神病学[M].第3版.北京:人民卫生出版社,1994.808-81 6 2，侯　沂.精神疾病的脑电图.见:陈国田，曹起龙主编.简明神经电生理诊断学[M].北京:科学技术文献出版社，1998.1 61-176 3，Matsuura　M,Okubo　Y,Toru　M,et al.A cross-national EEG study of children with emotional and behavioral problems:a WHO collaborative study in the Western Pacific region[J].Biol Psychiatry,1993,34:59-65 4，John R.Hughes．临床实用脑电图学.第2版.马仁飞译.北京:人民卫生出版社，1997.51 5，梅　磊.ET-脑功能研究新技术[M].北京:国防工业出版社，1995.75-80 6，Greenberg LM.An objective measure of methylphenidate response:clinical use of the MCA[J].Psychopharmacol Bull,1987,23:279-282 7，黄明廷，周传岱,白延强,等.神经衰弱的大脑涨落图分型[J].中级医刊,1991，26:9 8，周传岱，徐国林，朱治平，等.急性缺氧状态人脑α波自组织特征分析[J].航天医学与医学工程，1992,5(4):245 -249 9，何　渝，侯　沂，王玉凤,等.行为问题及注意力缺损伴多动儿童脑电图跨国研究[J].中国心理卫生杂志，1991,5(4) ，150-154 10，侯　沂.十年来我国儿童多动综合征的脑电图研究[J].中国心理卫生杂志.1997,11(3)，168-170 11，李惠春，黄鉴政，孙　达，等.焦虑症患者单光子发射计算机断层研究[J].中国神经精神疾病杂志,1998,24(5): 258-260 12，Boutros N,Fristad M,Abdollohian A.The fourteen and six positive spikes and attention-deficit hyperactivity disorder[J].Biol Psychiatry,1998,44(4):298-301 收稿日期：2000-02-23