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294 Cheon-Sik Kim. Analysis of Continuous Monitored EEG Patterns ORIGINAL ARTICLE Korean J Clin Lab Sci. 2017;49(3):294-299 https://doi.org/10.15324/kjcls.2017.49.3.294 pissn 1738-3544 eissn 2288-1662 Analysis of the Continuous Monitored Electroencephalogram Patterns in Intensive Care Unit Cheon-Sik Kim Departments of Neurology, Asan Medical Center, 05505, Seoul, Korea 집중치료실에서지속적뇌파검사의뇌파패턴분석 김천식 서울아산병원, 신경과 The aim of this study was to detect the status of epilepticus and seizure based on the initial patterns observed in the first 30 minutes of continuous electroencephalogram (ceeg) monitoring. An ceeg was recorded digitally using electrodes applied according to the International 10 20 System. The EEG data were reviewed from January 2014 to December 2015. The baselines of the EEG patterns were characterized by lateralized periodic discharges, generalized periodic discharges, burst suppression, focal epileptiform, asymmetric background, generalized slowing, and generalized periodic discharges with a triphagic wave. The etiology was classified into five categories. The subjects of this study were 128 patients (age: 56.9±17.5 years, male:female, 74:54). The mean ceeg monitoring duration was 5.5±5.1 (min:max, 1:33) days. The EEG pattern categories included lateralized periodic discharges (N=7), generalized periodic discharges (N=10), burst suppression (N=6), focal epileptiform (N=19), asymmetric background (N=24), generalized slowing (N=51), and generalized periodic discharges with a triphagic wave (N=11). The etiological classifications of the patients with status epilepticus were remote symptomatic (N=4), remote symptomatic with acute precipitant (N=9), acute symptomatic (N=6), progressive encephalopathy (N=2), and febrile seizure (N=1). ceeg monitoring was found to be useful for the diagnosis of non-convulsive epileptic seizures or status epilepticus. The seizure was confirmed by the EEG pattern. Key words: Electroencephalogram monitoring, Status epilepticus, EEG pattern Corresponding author: Cheon-Sik Kim Departments of Neurology, Asan Medical Center, Seoul 05505, Korea Tel: 82-2-3010-4997 Fax: 82-2-3010-6819 E-mail: dpel-kcs@daum.net This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright 2017 The Korean Society for Clinical Laboratory Science. All rights reserved. Received: July 12, 2017 Revised: July 24, 2017 Accepted: July 27, 2017 서론뇌파검사는비침투성으로뇌기능을평가하는데매우유용한검사이다. 지속적비디오뇌파검사는컴퓨터기술과업그레이드된네트워크환경, 많은데이터를저장할수있는서버공간등이발달하면서일반검사뿐만아니라집중치료실에서다양한환자하게사용되고있다. 일반뇌파검사의경우기록시간이 30 분정도로발작의심이되는환자에서경련파를기록하기에는 시간이충분하지않다. 일반뇌파검사로경련이의심되는중환자실환자 50% 에서만경련파를찾을수있다고알려져있다 [1]. 지속적비디오뇌파검사는환자의상태를비디오로기록하면서뇌파를동시에기록할수있어서중첩성또는비발작성중첩성뇌전증환자 [2], 경련이나비정상적인이상행동, 진정중뇌파의변화, 뇌졸중, 뇌압상승으로인한코마상태유지약물조절, 발작의빈도측정, 의식의변화등을진단하는데매우유용한검사이다 [3]. 집중치료실에서최초로경련이발생했던환자를

Korean J Clin Lab Sci. Vol. 49, No. 3, September 2017 295 대상으로지속적비디오뇌파검사를 24시간기록시 88%, 48시간기록시 93% 의환자에서경련파를찾을수있었다는보고가있다 [4]. 지속적으로 30분동안경련이발생하거나그이상계속되는발작상태를중첩성뇌전증이라고하며, 이는응급질환이고신경학적으로심한장애발생과사망률이높은질환이다. 중첩성뇌전증환자의사망률은 22%, 비발작성중첩성뇌전증환자는 48% 로사망률이매우높은질환으로보고되고있다 [5-7]. 집중치료실에입원해있는코마환자의 8 48% 가중첩성뇌전증이나비발작성중첩성뇌전증이발생했다는보고가있다 [8,9]. 집중치료실에서지속적비디오뇌파검사를시행하는목적은뇌기능의정확한상태를확인하여중첩성뇌전증또는비발작성중첩성뇌전증환자들에게적절한약물선택과농도조절로최대한빠른시간에경련을종료시키는데있다. 지속적비디오뇌파검사의경우최소 4시간에서수일간검사가지속되는검사이다. 제한된검사장비와고비용으로인해검사를시행하지못하거나, 검사도중중단해야하는경우가발생한다. 본연구의목적은집중치료실에서경련이의심되는환자를대상으로경련발생유무와사망률및경련유발원인등을파악하고자하였다. 또한, 제한된이동식뇌파장비를효율적으로사용하기위해초기 30분이내의뇌파패턴을분석하여뇌파검사기간을단축하거나지속여부를파악하고자하였다. 재료및방법 1. 연구대상 2014년 1월부터 2015년 12월까지서울A대학병원집중치료실에입원한환자중지속적비디오뇌파검사를시행한환자 150명중 128명의초기 30분뇌파의패턴과발작존재여부및사망률, 발병원인에따른뇌파패턴을분석하였다. 지속적비디오모니터링기간이 24시간미만인경우, 신생아및소아환자, 검사시작부터경련을일으키는뇌파패턴을가진환자 22명은본연구에서제외시켰다. 2. 연구방법 1) 지속적비디오뇌파검사 (1) 뇌파전극과콜로디온집중치료실에서지속적비디오뇌파검사를위해사용하는전극은디스크컵형태의골드전극 (Natus, Galway, Ireland) 을사용하였고, 부착용풀은일반뇌파검사시사용하는전극풀을사용하지않고두피에견고하게부착할수있는콜로디온 (Mavidon, Rivera, Florida, USA) 을사용하였다. 집중치료실에서지속적비디오뇌파검사시행시인공산물등을관리하기위해하루에 1번이상전극및뇌파상태를점검하고, 두피마름을방지하기위해뇌파용젤을디스크컵전극에주입하였다. (2) 뇌파몽타주몽타주는두개의전극사이의전위차에의해그려진채널들로구성된하나의묶음이다. 집중치료실에서지속적비디오뇌파검사를위한뇌파몽타주는국제표준 10 20 시스템에따른이중바나나몽타주 (double banana montage, Fp1-F7, F7-T7, T7-P7, P7-O1, Fp2-F8, F8-T8, T8-P8, P8-O2, Fz-Cz, Cz-Pz) 로부중심부체인 (parasagital chain) 으로구성하였다. (3) 비디오뇌파검사장비지속적비디오뇌파검사장비 (Stellate, Quebec, Canada) 는비디오가동기화되어있어서발작현상, 환자의이상행동등을실시간으로관찰할수있도록하였고, 이전시간에기록된데이터들을검토할때도뇌파기록과비디오가동시에녹화되면서이전데이터를검토할수있도록하였다. (4) 네트워크환경집중치료실에셋팅된지속적비디오뇌파검사는네트워크를통하여뇌파판독실에서실시간으로판독이가능할수있도록하였고, 기록중발작이나이상행동시환자의상태에따라항뇌전증약이나기타필요한약물을수시로조정할수있도록하였다. 2) 뇌파패턴분석모든환자의처음 30분이내의뇌파패턴을분석하였고, 뇌파판독은신경과전문의가하였다. 뇌파의패턴은주기적방전파, 전반적주기적방전파, 버스트억제파, 초점뇌전증파, 비대칭배경파, 전반적서파, 삼상성형태의일반화된주기적방전파등 7 가지범주로분류하였다. 지속적비디오뇌파검사를시행한환자의처음 30분에나타난주요뇌파패턴에따라 2가지환자군으로분류하였다 [10]. 고위험군은국소화된주기적방전파, 전반적주기적방전파, 버스트억제파, 초점뇌전증파로분류하였고, 저위험군은비대칭배경파, 전반적서파, 삼상성형태의일반화된주기적방전파로분류하였다. 3) 원인에따른중첩성뇌전증분석중첩성뇌전증을원인에따라 5가지형태로분류하였다 [11]. 1) 원발성증상성 (remote symptomatic, RS): 신경학적손상은있으나특별한유발요인없이경련이발생한경우, 2) 급성원발성증상성 (remote symptomatic with acute precipitant,

296 Cheon-Sik Kim. Analysis of Continuous Monitored EEG Patterns RSAP): 경련을일으킬수있는원인과함께신경학적손상이동반된경우, 3) 급성증상성 (acute symptomatic, AS): 경련과동시에급격한신경학적손상이발생한경우, 4) 진행성뇌병증 (progressive encephalopathy, PE): 경련과동반된신경학적으로진행성질환이동반된경우, 5) 열성경련 (febrile seizure, FS): 고열이동반된경련으로분류하였다. 128명의환자중중첩성뇌전증이발생한 22명의원인에따른뇌파의패턴을분석하였다. 4) 통계처리통계처리는 SPSS version 21.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을사용하였다. 발작유무에따른두그룹간의비교는독립표본 t-검정으로하였고, 중첩성뇌전증이발생한 22명의뇌파패턴별사망률을분석하였다. 발작유무에따른각뇌파패턴을통하여발작발생위험도를회귀분석이분형로지스틱을통하여분석하였다. 결과집중치료실에서지속적비디오뇌파검사를시행한 128명의환자나이는발작이없었던군은 57±17.3이였고, 발작이있었던군은 54.8±19.0였다. 남녀비율은발작이없었던군은남자 가많았고, 발작이있었던군은여자가많았으며, 이는통계적으로유의하였다 (p=0.038). 지속적비디오뇌파검사를시행한기간은발작이있었던군과없었던군사이에통계적으로유의성은없었으나 (p=0.353), 발작이있었던군의검사기간이 1일정도길었다 (Table 1). 초기 30분이내의뇌파패턴을분석한결과발작이없었던군 (N=106) 은전반적서파 (47.1%) 가가장많았고, 비대칭적뇌파패턴 (21.7%) 이많았다. 발작이있었던군은초점뇌전증파형 (27.2%), 전반적주기적방전파 (22.7%), 버스트억제파 (18.1%) 가많았다. 삼상성형태의일반화된주기적방전파와비교해경련이발생할위험도는버스트억제파의경우 18배, 주기적방전패턴은 12배높았다 (Table 2). 22명의경련군중사망자는 9명으로 40.9% 였다. 초기 30분이내의뇌파패턴과관련하여사망률을분석하면주기적방전파 7명중 2명이사망하였고, 전반적주기적방전파는 10명중 2 명, 버스트억제파는 6명중 3명, 초점뇌전증파는 19명중 2명이사망하였으며, 사망자모두고위험군환자들이었다 (Table 3). 중첩성뇌전증환자의원인은원발성증상성 (N=4), 급성원발성증상성 (N=9), 급성증상성 (N=6), 진행성뇌병증 (N=2), 열성경련 (N=1) 이었다 (Table 4). Table 1. Demographics of patients of continuous EEG monitoring Seizure Absent (N=106) Seizure Present (N=22) p-value Age (year) 57±17.3 54.8±19.0 0.855 Sex (male:female) 67:39 7:15 0.038* Height (cm) 164.6±9.7 159.9±10.8 0.101 Weight (kg) 62.0±13.1 53.7±10.8 0.007 EEG Duration (day) 5.3±4.8 6.1±6.7 0.353 p<0.05, p-values were calculated by t-test, *chi-square test. Abbreviation: EEG, electroencephalogram. Table 2. Rate of electrographic seizures as a function of initial continuous EEG pattern Initial EEG recording Seizure absent (N=106), (%) Seizure present (N=22), (%) EXP ( ) (95% CI) p-value Lateralized periodic discharges 3 (2.8) 4 (18.1) 12.0 (0.61 45.90) 0.043 Generalized periodic discharges 5 (4.7) 5 (22.7) 6.0 (0.55 29.09) 0.047 Burst suppression 2 (1.9) 4 (18.1) 18.0 (0.80 65.65) 0.034 Focal epileptiform 13 (12.3) 6 (27.2) 4.8 (0.27 10.58) 0.171 Asymmetric background 23 (21.7) 1 (4.5) 0.30 (0.01 2.18) 0.523 Generalized slowing 50 (47.1) 1 (4.5) 0.18 (0.00 0.98) 0.240 GPD with triphagic wave 10 (9.4) 1 (4.5) 1 0.001 p-values were calculated by logistic regression. Abbreviation: 95% CI, 95% coefficients interval; GPD, generalized periodic discharges.

Korean J Clin Lab Sci. Vol. 49, No. 3, September 2017 297 Table 3. Outcomes of initial EEG pattern in patients with status epilepticus (N=22) EEG pattern Died New deficit RTB Lateralized periodic discharges (N=4) 2 2 Generalized periodic discharges (N=5) 2 1 2 Burst suppression (N=4) 3 1 Focal Epileptiform (N=6) 2 3 1 Asymmetric background (N=1) 1 Generalized slowing (N=1) 1 GPD with triphagic wave (N=1) 1 Abbreviation: RTB, return to baseline. Table 4. Comparison of two groups of patients with status epilepticus according to etiology (N=22) Etiology High risk group (N=18) Low risk group (N=4) RS 3 1 RSAP 8 1 AS 5 1 PE 1 1 FS 1 0 Abbreviation: RS, remote symptomatic; RSAP, remote symptomatic with acute precipitant; AS, acute symptomatic; PE, progressive encephalopathy; FS, febrile seizure. 고찰지속적비디오뇌파검사의적응증은발작성또는비발작성중첩성뇌전증, 비정상적인이상행동, 코마세라피, 심정지, 중추신경계감염, 경막하혈종및허혈성뇌졸중, 코마환자등다양하다 [12-14]. 집중치료실에서지속적비디오뇌파검사를시행한환자의 8 35% 가중첩성뇌전증이발생했다는보고가있고 [15,16], 많게는 48 68% 까지보고되고있다 [1,6]. 본연구는집중치료실에입원한환자중지속적비디오뇌파검사를시행한 150명중 128명을대상으로분석하였고, 이중발작성또는비발작성중첩성뇌전증을가진환자는 22명으로전체환자의 17.1% 였다. 이전보고에의하면비발적성중첩성뇌전증환자는 4% 48로보고되고있다. 본연구에서는중첩성뇌전증환자 22명중 13명이비발작성중첩성뇌전증환자로 59% 였고 [6,17], 이는이전의보고보다많았다. 중첩성뇌전증을일으키는가장흔한원인은뇌혈관질환, 뇌종양, 감염, 항뇌전증약물조절실패, 진행성염증환자등에서많이발생한다고알려져있다 [18]. 본연구에서비발작성중첩성뇌전증환자가많았던이유는급성뇌염환자, 헤르페르바이러스감염환자가많았고, 이로인해이전보고보다많은것으로생각되어진다. 비발작성중첩성뇌전증은환자가외관상특별한움직임이나경련증상이없기때문에지속적비디오뇌파검사를진행하지않았다면중첩성뇌전증에대한치료를할수없는상황으로환자에게심각한신경학적손상을가져올수있다. 중첩성뇌전증은지속적비디오뇌파검사기간이길수록, 성인보다는소아가사망률이높은것으로알려져있다 [19,20]. 본연구에서중첩성뇌전증을가진환자의평균비디오뇌파검사기간은 6.1±6.7일이고, 경련이없는환자는 5.3±4.8일로중첩성뇌전증을가진환자의검사기간이하루정도길었다. 중첩성뇌전증을가진 22명의환자중 9명이사망하였고, 이들의모니터링뇌파검사기간은 12.3±9.8 일이었다. 본연구에서도이 전에보고된연구와동일하게비디오뇌파검사기간이길수록사망률이높았으며, 이는치료기간이길어질수록환자신체장기의기능저하, 체내대사성장애, 감염등이사망률을높였으리라생각되어진다. 초기 30분이내의뇌파패턴중저위험군인비대칭성파형, 전반적서파, 전반적주기적삼상성파형은중첩성뇌전증발생위험성은낮았고, 고위험군인주기적방전파, 전반적주기적방전파, 버스트억제파, 초점뇌전증파형의중첩성뇌전증발생위험성은정상뇌파패턴과비교시높았다. 보고에의하면주기적방전파, 버스트억제성파, 초첨뇌전증파뇌파패턴을가진환자가경련을일으키는비율이높다고알려져있고 [8,10], 본연구에서도고위험성군이중첩성뇌전증을일으키는비율이높았다. 발작이발생된환자군이상대적으로적어검사기간과성별을통하여보정된값또한고위험성군에서중첩성뇌전증을일으키는위험도가높았다. 집중치료실에서지속적비디오뇌파검사의경우 1일에서최장 33일까지검사를진행하였고, 이는경련유무을확인하기위한목적이많다. 지속적비디오뇌파모니터링검사는비용이비싸고, 제한된장비로인해검사대기를지연시킨다. 전체환자 128명중전반적서파환자는 51명중 1명, 비대칭적배경파환자 24명중 1명의환자에서경련이발생하였다. 저위험군의경련발생률은낮았으나, 고위험군의경련발생률은 50% 이상으로매우높았다. 이는초기뇌파패턴확인으로환자의경련발생예측이가능하고, 저위험군과고위험군에따라장기간의지속적비디오뇌파모니터링기간이줄어들수있으리라생각된다. 원인별지속적중첩성뇌전증은급성원발성증상성이 9명으로가장많았고, 급성증상성 6명, 원발성증상성 4명, 진행성뇌병증 2명, 열성경련 1명이었다. 급성으로발생한 15명중 5명은뇌졸중, 4명이뇌염, 3명이헤르페스바이러스감염, 2명이박테리아감염, 1명이급성심정지환자였고, 이중사망자는 6명으로사망률은 40% 였다. 급성환자의 15명중 8명은 8월에서 2월사이초기인플레인자바이러스나헤르페스바이러스의심으로

298 Cheon-Sik Kim. Analysis of Continuous Monitored EEG Patterns 시작하여초기치료가늦어짐으로인해사망이나신경학적손상이심각한상태까지이르는경우가많았다. 이연구의제한점은전체환자중중첩성뇌전증이발생한환자가 22명으로연구대상환자수가적었고, 특정뇌파패턴의환자가상대적으로적어통계적분석에제한점이있었다. 또한, 사용되는약물조절에따라지속적비디오뇌파검사기간이차이가있을수있으리라생각되나약물조절과관련한뇌파의변화는분석하지못했다. 이러한연구의한계점에도불구하고특정뇌파패턴이경련발생유무를미리예측할수있는지표가될수있고, 지속적비디오뇌파검사를통하여초기뇌파패턴이중첩성뇌전증환자를구별할수있는예측인자가될수있었다. 요약 이연구의목적은중첩성뇌전증을발견하고, 처음기록된 30 분뇌파패턴을통하여경련가능성을알아보고자한다. 국제표준 10 20법을통하여전극을부착하였다. 2014년 1월부터 2015년 12월까지중환자실에입원한경련의심환자를대상으로하였다. 뇌파의패턴은주기적방전파, 전반적주기적방전파, 버스트억제파, 초점뇌전증파, 비대칭배경파, 전반적서파, 삼상성형태의일반화된주기적방전파등 7 가지범주로분류하였다. 원인별분류는 5가지범주로구분하였다. 전체 128명중평균나이는 56.9±17.5였고, 남 : 여비율은 74:54명이였다. 평균뇌파검사기간은 5.5±5.1일이었고최장 33일이였다. 주기적방전파 (N=7), 전반적주기적방전파 (N=10), 버스트억제파 (N=6), 초점뇌전증파 (N=19), 비대칭배경파 (N=24), 전반적서파 (N=51), 3상형태의일반화된주기적방전파 (N=11) 이었다. 중첩성뇌전증환자의원인은원발성증상성 (N=4), 급성원발성증상성 (N=9), 급성증상성 (N=6), 진행성뇌병증 (N=2), 열성경련 (N=1) 이었다. 지속적뇌파모니터링검사는중첩성뇌전증을발견하는데유용한검사이고, 뇌파패턴을통하여경련발생유무를확인할수있었다. Acknowledgements: None Funding: None Conflict of interest: None REFERENCES 1. Pandian JD, Cascino GD, So EL, Manno E, Fulgham JR. Digital video-electroencephal-ographic monitoring in the neurological-neurosurgical intensive care unit: clinical features and outcome. Arch Neurol. 2004;61(7):1090-1094. 2. Amantini A, Carrai R, Lori S, Peris A, Amadori A, Pinto F. et al. Neurophysiological monitoring in adult and pediatric intensive care. Minerva Anestesiol. 2012;78(9):1067-1075. 3. Herman ST, Abend NS, Bleck TP, Chapman KE, Drislane FW, Emerson RG. et al. Consensus statement on continuous EEG in critically ill adults and children, part I: Indications. J Clin Neurophysiol. 2015;32(2):87-95. 4. Claassen J, Mayer SA, Kowalski RG, Emerson RG, Hirsch LJ. Detection of electrographic seizures with continuous EEG monitoring in critically ill patients. Neurology. 2004;62(10): 1743-1748. 5. Treiman DM, Meyers PD, Walton NY, Colling C, Rowan AJ, Handforth A. et al. A comparison of four treatments for generalized convulsive status epilepticus. Veterans Affairs Status Epilepticus Cooperative Study Group. N Engl J Med. 1998; 339(12):792-798. 6. DeLorenzo RJ, Waterhouse EJ, Towne AR, Boggs JG, Ko D, DeLorenzo GA. et al. Persistent nonconvulsive status epilepticus after the control of convulsive status epilepticus. Epilepsia. 1998;39(8):833-840. 7. Brophy GM, Bell R, Claassen J, Alldredge B, Bleck TP, Glauser T. et al. Guidelines for the evaluation and management of status epilepticus. Neurocrit Care. 2012;17(1):3-23. 8. Claassen J, Jette N, Chum F, Green R, Schmidt M, Choi H,Jirsch J. et al. Electrographic seizures and periodic discharges after intracerebral hemorrhage. Neurology. 2007;69(13):1356-1365. 9. Vespa PM, Nuwer MR, Nenov V, Ronne-Englstrom E, Hovda DA, Bergsneider M. et al. Increased incidence and impact of nonconvulsive and convulsive seizures after traumatic brain injury as detected by continuous electroencephalographic monitoring. J Neurosurg. 1999;91(5):750-760. 10. Claassen J, Mayer SA, Kowalski RG, Emerson RG, Hirsch LJ. Detection of electrographic seizures with continuous EEG monitoring in critically ill patients. Neurology. 2004;62(10): 1743-1748. 11. Maytal J, Shinnar S, Moshe S, Alvarez LA. Low morbidity and mortality of status epilepticus in children. Pediatrics. 1989; 83(3):323-331. 12. Bernard SA, Jones BM, Horne MK. Clinical trial of induced hypothermia in comatose survivors of out-of-hospital cardiac arrest. Ann Emerg Med. 1997;30(2):146-153. 13. Badjatia N, Kowalski RG, Schmidt JM, Voorhees ME, Claassen J, Ostapkovich ND. et al. Predictors and clinical implications of shivering during therapeutic normothermia. Neurocrit Care. 2007;6(3):186-191. 14. Plestis KA, Loubser P, Mizrahi EM, Kantis G, Jiang ZD, Howell JF. Continuous elec -troencephalographic monitoring and selective shunting reduces neurologic morbidity rates in carotid endarterectomy. J Vasc Surg. 1997;25(4):620-628. 15. Jordan KG. Neurophysiologic monitoring in the neuroscience intensive care unit. Neurol Clin. 1995;13(3):579-626. 16. Towne AR, Waterhouse EJ, Boqqs JG, Garnett LK, Brown AJ, Smith JR. et al. Prevalence of nonconvulsive status epilepticus in comatose patients. Neurology. 2000;54(2):340-345. 17. Shafi MM, Westover MB, Cole AJ, Kilbride RD, Hoch DB, Cash SS. Absence of early epileptiform abnormalities predicts lack of

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