摘要

這是一項多病例研究，涉及67例被診斷為創傷性腦損傷(TBI)的患者，他們接受z評分神經反饋(nbb)治療。大多數患者被診斷為輕度創傷性腦損傷，並在腦損傷後的一年內得到治療。少數患者被診斷為更嚴重的TBI，並在頭部受傷事件發生一年後接受治療。大部分患者主訴頭痛、認知障礙，部分患者出現頭暈、重疊抑鬱等症狀。對那些抱怨有認知問題的患者進行了計算機化認知測試(NeuroTrax, Inc.)，在十次NFB訓練前後進行分析。在NFB治療期間，收集患者的主觀反應，以判斷其症狀是否有改善。此外，為了觀察QEEG異常的客觀改善，在每次NFB會話開始前完成QEEG圖。隨後的分析顯示，67例患者中的59例(88%)在10次NFB治療中注意到症狀的主觀改善，其中大多數患者報告在1-3次NFB治療後症狀有所改善。54例患者QEEG圖也有客觀改善(80%)，表現為過度β活動減少和/或δ或δ功率正常化。

45名患者完成了NFB前後的神經認知測試，其中34名患者(76%)有顯著的認知增強(全球認知評分增加3-30分)。這些結果是非常令人鼓舞的，表明z評分LORETA NFB對創傷性腦損傷患者具有很高的康複潛力。

關鍵字

Neurofeedback;創傷性腦損傷;z分數;LORETA;腦電圖;QEEG

簡介

盡管TBI的發生率相對較高，但可用的治療方法是有限的。藥物治療、認知行為治療、物理治療和職業治療是TBI患者康複的常用方法。以神經反饋(NFB;也被稱為腦電圖-生物反饋)，多年來一直被認為是一種潛在的治療方式。這種類型的生物反饋使用實時顯示的腦電圖來說明大腦活動，並允許我們通過減少過度的快波或慢波來自我調節大腦腦電圖活動，這可能經常在TBI患者中看到。這種過慢或過快的腦電圖活動的自我調節與TBI症狀的減輕和臨床恢複有關。Z-score低分辨率電磁斷層掃描分析(LORETA) 19電極(蓋係統)nbb是最近才引入市場的(應用神經科學公司)。由於在[1]治療過程中使用了更多的電極(頭皮傳感器)，該係統有可能獲得更快的結果。在Z-Score NFB中，與年齡匹配的健康受試者的實時比較用於數據獲取和治療[2]。這項技術最近被證明是許多神經精神疾病的有效治療方法，包括:慢性疼痛、抑鬱、中風康複和認知功能障礙[3-5]。 The potential advantage of neuromodulation over pharmacotherapy is its ability of bypassing the digestive tract to interact almost directly with dysregulated neurons. This creates the opportunity to potentially lower side effects while increasing therapeutic gains.

我們之前的臨床研究已經證實了LORETA Z-score nbb在癲癇、阿爾茨海默病、自閉症譜係障礙、注意缺陷多動障礙等神經精神疾病患者中的有效性[6-10]。最近發表的論文[11,12]報道了NFB對TBI患者的認知功能、MRI異常和生活質量的顯著改善。nfb後發現皮質灰質(GM)體積和皮質白質(WM)束[11]的分數各向異性(FA)顯著增加。蒙特利爾大學[13]組在一項對正常誌願者進行的隨機研究中也報告了類似的MRI發現。其他小組也報道了NFB在TBI患者治療中的有益作用[12,14]。

本文中來自我的臨床數據表明，LORETA Z-score NFB治療對TBI患者有很好的療效。

材料和方法

67名被診斷為TBI的患者參與了這項研究，年齡在16到71歲之間。患者是在一個神經學診所的門診環境中看到的。所分析的大多數患者是在機動車事故保單或工人補償(WC)下就診的，隻有少數人是在商業健康保險或自付基礎上就診的。大多數患者被診斷為mTBI，並在受傷之日起的幾個月內就診。然而，有少數患者在我的診所就診，並接受NFB治療長達4年之久。此外，一些患者被診斷為嚴重的TBI，在神經反饋啟動前需要長時間的住院和康複。他們中的大多數人都出現了一係列典型的症狀，包括頭痛、記憶和認知問題、抑鬱和頭暈。神經會診後，患者通常接受腦電圖/定量腦電圖測試和計算機化認知測試(NeuroTrax, Inc.)。隨後，患者接受約10次NFB治療，頻率為每周1 - 2次，有時為每天。然而，少數患者如果在10次治療後病情有所改善，並希望繼續治療以進一步減輕症狀，則接受更多的NFB治療。 After 10 NFB sessions, follow up NeuroTrax cognitive testing was conducted in order to see if any cognitive improvement was noted. At the same time, a follow up EEG/QEEG was completed and compared to pre-NFB testing in order to see if any correction of previously identified QEEG abnormalities was found. Additionally, patient subjective response (if any improvement was noted) to NFB was recorded.

Deymed Truscan 32 (Deymed Diagnostic, Payette, ID)腦電圖設備與Neuroguide QEEG/ nbb(應用神經科學公司)軟件相結合。NFB方案包括表麵反饋和LORETA (NF1/ NF2)反饋，在交替方案中，同時關注症狀清單，包括:注意力、注意力集中問題、執行功能問題和短期記憶、頭痛、抑鬱和焦慮。大多數患者的初始和後續評估使用了一種市售的計算機化神經認知測試電池(NeuroTrax Corp, Bellaire, TX)。Neurotrax公司的認知測試是一種計算機化的神經心理評估，將患者與年齡和教育程度相匹配的健康對照組進行比較，均值為100，標準差為15。QEEG分析使用市售Neuroguide軟件(Applied Neuroscience, Inc.)完成，之前記錄了19通道數字EEG。

在之前用Deymed, Truscan 32 (Deymed Diagnostic, Payette, ID)記錄EEG後，選擇大約1-3分鍾的無偽影閉眼腦電圖片段，並進行進一步的QEEG分析。NFB療法包括每周(或每天)一次或兩次30分鍾的療程，使用聽覺和/或視覺反饋。

為了定位頭皮腦電圖活動的深層皮層源，采用了低分辨率電磁斷層掃描分析(LORETA)[15]。

結果

67例既往診斷為創傷性腦損傷的患者納入本研究。在67例患者中，59例(88%)患者報告他們的症狀在10次NFB療程內得到了主觀改善。然而，大多數患者注意到在NFB治療的前三個療程內，他們的症狀得到了改善。在67例患者中，54例(80%)患者在10次NFB療程中發現了之前確定的QEEG異常的客觀改善。TBI患者最初的QEEG異常通常包括額葉和顳葉區delta和/或theta功率過高，額葉和枕葉β功率增加，以及高或低相幹。在67例完成10次NFB治療的患者中，隻有3例(4%)患者的症狀沒有得到改善，他們之前確定的QEEG異常也沒有得到改善。45名患者(67名患者中)能夠完成nfb前後的計算機化認知測試。其他TBI患者要麼沒有認知問題，要麼在10次NFB療程後沒有完成後續認知測試。在45例患者中，34例(76%)患者的Neurotrax, Inc.測試的全球認知評分(GCS)至少提高3分。45名患者中有30名(67%)患者在認知測試(至少3分或以上)和QEEG的客觀改善上有改善，在10次NFB療程中也報告了主觀改善。 A few representative cases will be discussed in more detail in order to illustrate results of NFB therapy.

案例1

一名17歲男性，有兩次輕微腦震蕩(最後一次是2年前)和可能重疊的注意缺陷障礙的曆史被視為谘詢。由於高中表現不佳，可能有重疊的抑鬱和行為問題，患者和他的母親從亞特蘭大來考慮nbb。他最初的計算機化認知測試(NeuroTrax)顯示，他的全球認知得分(GCS)低於預期(預期得分為100)-90.9(表1)，記憶力得分為89.3，執行功能得分為85.6。在開始Z-score LORETA nbb後，他的認知有了主觀改善(感覺更敏銳)，情緒也有所改善。10次NFB治療後，認知評分明顯改善(GCS-101.5)。額外的10次(總共20次)NFB使他的GCS增加到108.8，比第一次測試高出了近18分。最初的QEEG顯示額葉和顳葉θ波功率升高，以及額葉α和β功率升高(圖1a)。額葉和顳葉θ波功率升高可能見於認知障礙患者，包括ADD。額葉α波升高常見於抑鬱症患者。焦慮患者可能會出現額葉β偏高。此外，振幅不對稱，相幹和相位滯後的異常也被注意到。附加TBI鑒別分析顯示TBI概率指數為97.5%，TBI嚴重程度指數為5.23，證實了既往腦震蕩的證據。 LORETA imaging showed electrical dysregulation of the anterior cingulate and right temporal region-including several Brodmann’s areas (BA): BA 20, 24 and 37 (Figures 1 B and 1C).

除了認知和行為的改善，還實現了對之前確定的QEEG異常的校正(圖2)。

案例2

這是一名33歲的女性，在MVA之後(2.5年前)在我的辦公室評估了她的健忘(記名字的問題)、找詞困難、抑鬱和頻繁頭痛的症狀。症狀在被追尾後開始，可能伴有短時間持續的意識喪失(LOC)。她的工作包括正常的大腦核磁共振成像。病人是前足球運動員，曾代表美國女子足球國家隊。她最初的QEEG圖顯示枕骨β功率增加，顳葉δ和θ功率升高。此外，還發現了多個相幹性(次相幹性)異常(圖3A)。

LORETA成像顯示右側顳葉多個Brodmann區(BA)電調節異常，包括ba21、22和41(圖3B)。NeuroTrax計算機化測試證實她存在認知問題，在記憶、注意力、語言功能和GCS-83.9評分低於預期(表2)。

在完成第一個療程的NFB治療(10次)後，患者報告其症狀明顯改善，包括頭痛頻率和強度降低。重複的QEEG顯示顳δ和θ能量降低，以及枕β過度表達(圖4)。後續的認知測試顯示她的記憶、注意力和語言功能有所改善(表2)。由於該患者對進一步繼續NFB治療感興趣，在幾個月的時間內共完成了39次治療。

表1:17歲，有腦震蕩和ADD病史。在NFB開始前(左起第一個垂直列)和完成10和20個NFB療程後(第二和第三列)完成NeuroTrax電腦化認知測試。

圖1:17歲，既往有腦震蕩和重疊ADD和行為問題- QEEG顯示額葉和顳葉θ和α功率升高(紅色)，額葉β功率和右側顳葉δ功率增加。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

圖一B和C:17歲男性，有腦震蕩病史，右側顳葉add區電調節失調，LORETA為紅色(B)，前扣帶為藍色(C)。

圖2:17歲，既往有腦震蕩和重疊ADD和行為問題-隨訪QEEG(10次NFB療程後)顯示先前升高的額葉和顳葉θ波和α功率(紅色)改善，額葉β功率和右側顳葉δ功率增加。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

表2:33歲女性，既往腦震蕩。在NFB啟動前(左垂直列)和完成10個療程後(右垂直列)完成NeuroTrax電腦化認知測試。紅色代表較低的認知疼痛。

案例3

這位63歲的男性在被車撞傷一個月後出現在我的辦公室。他是一名行人，在街上行走時被擊中，左膝受傷，持續時間很短。在我去我辦公室的時候，他說他經常頭痛、抑鬱、健忘，還有睡眠問題。NFB啟動前的QEEG顯示額葉和顳葉δ和θ功率顯著增加(圖5)和相幹異常(超相幹)。附加的TBI鑒別分析證實了腦震蕩後綜合征的診斷(圖6)。pre - nbb Neurotrax測試顯示，在GCS-74.4測試的大多數領域，認知得分較低。

經10次NFB治療後，患者症狀明顯改善。此外，後續QEEG顯示校正了之前確定的腦圖異常(圖7)。

10次NFB後重複的NeuroTrax測試顯示認知測試顯著改善，尤其是記憶力(表3)，改善超過22點。

圖3:33歲女性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題——QEEG顯示顳葉δ功率升高，枕葉β功率增加(紅色)和相幹性異常。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

圖3 B:LORETA, 33歲，女性，有mTBI病史，右側顳葉電失調區顯示為紅色。

例4

這是一名55歲的男性獄警一年前，他被一名囚犯襲擊後到我的診所就診。在襲擊過程中，他臉部和頭部多處受傷，並伴有LOC。此外，他身體的其他部位也需要進行多次手術，包括在他的四肢進行頸椎手術和整形手術。他的症狀包括頭痛和伴有認知問題的抑鬱。他還被診斷出患有創傷後應激障礙。腦CT和MRI顯示正常。初始腦圖顯示額葉和顳葉δ和θ功率增加(圖8)。在NFB啟動之前，QEEG顯示額葉和顳葉δ和θ功率增加，以及相幹性異常(超相幹性)。附加的TBI鑒別分析證實了腦震蕩後綜合征的診斷(圖9)。Pre-NFB Neurotrax測試顯示認知得分較低，特別是在注意力和執行功能(表4)和信息處理速度(IPS性能太低，無法確定)。10次NFB後，除了主觀改善外，IPS顯著增加(表5)，並記錄了注意力(IPS仍然很低，但高於最低評分閾值)。最終，該患者被WC批準進行額外的NFB治療，並總共完成了70次治療。

圖4:33歲女性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題- 10次NFB後QEEG顯示枕葉β功率(紅色)和顳葉δ和θ功率增加有所改善。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

表3:63歲男性，既往腦震蕩。在NFB啟動前(左垂直列)和完成10個療程後(右垂直列)完成NeuroTrax電腦化認知測試。紅色表示異常低的認知得分。

在兩年的隨訪中，他的神經trax測試GCS沒有改變。然而，他的認知評分在注意力方麵有輕微改善，在IPS方麵有更多的提高(表5)。總體而言，盡管在他受傷一年後開始接受NFB治療，但該患者的表現明顯增強。

信息處理速度-太低而無法確定。

例5

這是一名19歲的男性音樂家，在我的辦公室被發現在打曲棍球時頭部受傷(1年前)。無LOC報告，但患者在受傷期間出現眩暈。腦部MRI顯示正常。從那以後，他報告說經常頭痛、抑鬱、記憶力和多任務處理問題。NFB啟動前的QEEG顯示額葉和枕葉β功率顯著增加(圖11)輕度相幹性和LORETA異常(圖12)(超相幹性)。nf - b前的NeuroTrax測試顯示，包括記憶、執行功能和IPS在內的許多領域的認知得分較低(表6)。10次nf - b後的QEEG顯示，之前發現的β功率過高(圖13)和LORETA異常有所改善。除了主觀改善外，後續的NeuroTrax測試也顯示認知評分正常化(注意力除外)。

圖5:63歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題- NFB開始前QEEG顯示額葉和顳葉delta和θ功率顯著增加，相幹性異常(超相幹性)。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

表4:55歲男性，既往腦震蕩。NFB啟動前完成NeuroTrax計算機化認知測試。紅色表示異常低的認知得分。

案例6

這是一名21歲的女大學生，在我的辦公室接受了評估她在3年前的MVA中遭受了嚴重的創傷性腦損傷。患者被發現處於昏迷狀態，需要在ICU長時間住院，隨後進入康複設施。她最初的大腦成像(大腦CT)顯示左額葉和左顳葉出血的證據。她隨後的主要症狀包括頭痛、抑鬱、焦慮和殘餘認知問題。腦圖分析顯示(圖14)證據顯示額葉和顳葉delta和θ能量、枕葉β能量和超相幹性增加。最初的NeuroTrax測試顯示記憶評分為66.8分(表7)。10次NFB治療後，患者報告其症狀有所改善，包括抑鬱/焦慮、頭痛和認知能力。重複的認知測試顯示她的記憶評分正常化(表7)。

圖6:63歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題，經TBI鑒別分析確診為腦震蕩後綜合征。

圖7:63歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題——10次NFB後QEEG顯示先前發現的異常有所改善。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

圖8:55歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題- NFB開始前QEEG顯示額葉和顳葉delta和θ功率顯著增加，相幹性異常(超相幹性)。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

表5:55歲男性，既往腦震蕩。在NFB治療10次後(左縱列)和NFB治療2年後(右縱列)完成NeuroTrax電腦化認知測試。紅色的值是異常的低認知得分。

表6:19歲男性，既往腦震蕩。在NFB治療前(左縱列)和10次NFB治療後(右縱列)完成NeuroTrax電腦化認知測試。紅色為NFB治療開始前記錄的異常低認知評分。

圖9:55歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題，經TBI鑒別分析確診為腦震蕩後綜合征。

10次NFB後的QEEG顯示先前發現的異常有所改善(表15)。

討論

6例入選病例包括2例被診斷為嚴重TBI需要住院治療的患者和4例mTBI患者。其中一名患者在受傷後一個月內就診，但其餘患者在創傷後三年才到我的辦公室進行評估。在診斷為最嚴重的創傷性腦損傷的患者中，隻有一位出現了異常的腦成像(在受傷後不久進行評估)。其餘患者的大腦CT或MRI正常，盡管QEEG分析能夠確認TBI的早期診斷。在我們之前的一篇論文中，我們已經報道了QEEG在確認輕度創傷性腦損傷(mTBI)[16]診斷中的臨床作用。

絕大多數患者(88%)報告在10次NFB療程內tbi相關症狀明顯改善，其中許多患者在1-3次療程後表示改善。通過計算機化認知測試，他們中的許多人還發現有客觀的認知改善。此外，這種類型的NFB康複治療能夠改善大多數在最初的NFB前評估中發現的TBI患者QEEG異常。最有趣的事實是，接受NFB治療的患者來自曆史上最“耐藥”的治療組，包括WC和汽車損傷病例。正如我們所知，由於與可能的永久性殘疾相關的預期補償(二次增益)，許多在這種情況下的患者不太可能得到臨床改善。因此，這種療法可能成為許多保險公司的興趣，因為它可能被證明是非常經濟有效的。此外，LORETA Z-score NFB似乎在各種TBI病例中都有效，無論開始治療的時間(損傷後一年或一年以上)和TBI的嚴重程度(輕度或重度)。

圖10:53歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題——10次NFB後QEEG顯示先前發現的異常有所改善。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

圖11:19歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題- NFB開始前QEEG顯示額枕β功率顯著增加，輕度相幹性異常(超相幹性)。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

圖12 A, B:19歲男性LORETA有腦震蕩史，左側顳葉(BA- 38)電調節失調區為紅色(A)，前扣帶(BA-32)為藍色(B)。

圖13:19歲男性，有mTBI病史，隨後出現頭痛和認知問題——10次NFB後QEEG顯示先前確定的β功率異常有所改善。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

這項研究的一個可能的缺點是缺乏更大的對照組來與實驗性NFB處理進行比較。這是由於缺乏適當的資金，但我們希望在未來我們也能夠進行一個對照研究。然而，還有一些額外的發現證實了NFB治療的有效性。其中一個事實是，在我們辦公室就診但沒有參加NFB治療的一名TBI患者在重複電腦化認知測試中也沒有改善(NFB前的GCS為69.1，重複評分為69.8)。該患者至少可以部分地被認為是本療法的對照之一。另外兩名患者因之前的mTBI而來我辦公室就診，但當時進行了正常的計算機化認知測試，隨後因第二次受傷出現mTBI症狀而來我辦公室就診，並顯示認知測試明顯惡化(第一例患者在第二次受傷前- gcs -99，第二次受傷後GCS-70;第二例患者第二次損傷前GCS-93，第二次損傷後GCS-73)。還有一小部分患者對NFB治療沒有反應，無論是主觀上還是客觀上，或者在治療結束後，在NeuroTrax測試中沒有發現改善。此外，NeuroTrax的製造商已經對該係統的可靠性進行了廣泛的測試。為了最大限度地減少跨階段學習，開發了三種不同形式的NeuroTrax認知測試，它們具有相同的心理測量特性，但項目不同。 Equivalence of three alternative forms was demonstrated to have acceptable test-retest reliability coefficients as well as alternative form reliability coefficients.

圖14:21歲男性，既往有嚴重創傷性腦損傷，隨後出現頭痛和認知問題- NFB開始前QEEG顯示額葉和顳葉delta和theta顯著增加，枕骨β功率和相幹性異常(超相幹性)。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

表7:21歲女性，有嚴重創傷性腦損傷病史。NeuroTrax電腦化認知測試在NFB治療前(左縱列)和10次NFB治療後(右列)完成-見下圖NFB治療前的低記憶評分。

圖15:21歲男性，先前患有嚴重的腦外傷，隨後出現頭痛和認知問題——10次NFB後QEEG顯示先前發現的異常有所改善。綠色表示絕對功率和相對功率在一個標準差內，黃色表示兩個標準差內，紅色表示三個標準差內。

該研究的初步結果在國際神經反饋與研究學會(ISNR) 2014年會議上發表，隨後發表在[17]摘要上。總之，這些治療結果是非常令人鼓舞的，在未來，一個更大的安慰劑對照研究可能有助於進一步證明這種類型的NFB在TBI患者治療中的有效性。

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Aritcle類型:研究文章

引用:Koberda JL (2015) LORETA z評分神經反饋在創傷性腦損傷患者康複中的有效性。神經生物學雜誌1(4):doi http://dx.doi.org/10.16966/2379- 7150.113

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出版的曆史:

收到日期:2015年8月27日

接受日期:2015年9月7日

發表日期:2015年9月10日