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二0 年月
华中科技大学博士学位论文

多范式 ERP 智商推断方法及法医学应用
摘要
【背景】重型颅脑损伤(severe traumatic brain injury, sTBI)患者临床治疗终结后往往
遗留广泛的认知功能损害,如注意缺陷、记忆减退、失语、计算不能等。智能障碍作
为认知功能损害的最终表现可能长期持续存在。法医学鉴定时,准确有效地评估智能
损害程度与伤残鉴定结论密切相关。中国修订韦氏成人智力量表(WAIS-RC)是使用
最多的神经心理学测评工具,但该量表依赖伤者的言语和行为反应能力,对一些存在
言语功能障碍、运动功能障碍或不完全配合的伤者采用标准化 WAIS-RC 测试常极为
困难甚至无法施测,有时测验获得的 WAIS-RC 结果与鉴定所见临床表现明显不符。
事件相关电位(Event-related potentials, ERP)作为评估大脑神经电生理活动的客观指
标不仅可以实时检测大脑的认知功能,而且较少受被试主观动机的影响。文献报道一
些特异性 ERP 成分可以反映信息加工速度、注意力和工作记忆更新,并与神经心理学
测评量表存在显著相关性。因此,探讨使用多范式 ERP 技术评定智能损害严重程度的
具体方法及其应用于法医学领域的可行性具有重要意义。
【目的】参考 WAIS-RC 的测试内容,编制符合 ERP 检测要求的视/听觉 Oddball 任务、
图片再认、图片命名和数字计算共五个刺激范式,选择健康志愿者和重型颅脑损伤志
愿者为研究对象,观察各刺激范式所引出的 ERP 波形特征及其与 WAIS-RC 的相关性,
并建立利用多个 ERP 指标推断智商的多元回归模型。
【方法】采用 Neuroscan ERP 仪对 29 名重型颅脑损伤患者(外伤组,其中男性 22 人,
女性 7 人)和 46 名健康志愿者(对照组,其中男性和女性各 23 人)进行视觉和听觉
Oddball 任务、图片再认、图片命名和数字计算五个刺激范式的实时检测及离线分析,
并以 WAIS-RC 测定被试的智力水平;比较各刺激范式引出的 ERP 成分特征及其与
WAIS-RC 的相关性并筛选合适的 ERP 自变量建立多元回归方程。
【结果】(1)外伤组被试的 WAIS-RC 各分测验量表分、IQ 及 MQ 均值均显著低于对
照组,下降约两个标准差(P﹤)。(2)Oddball 范式引出的视觉 P300 包括 P2、
N2 和 P3 成分,听觉 P300 包括 N1、P2、N2 和 P3 成分,视觉 P3 潜伏期长于听觉 P3;
外伤组 P300 波形分化不良,波幅和潜伏期较对照组明显降低和延长(P<);视、
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听觉 P3 潜伏期与 FIQ 呈负相关(r≈-~-, P<)。(3)图片再认范式的
靶与非靶刺激呈现后可记录到潜伏期无显著性差异的二个正向波(P170 和 P500),靶刺
激的 P500 波幅明显高于非靶(P﹤);外伤组各成分的波幅、潜伏期均明显降低和
延长(P﹤)。对照组和外伤组的 P500 潜伏期与 FIQ 呈显著负相关(r=-~-,
P﹤)。(4)图片命名 Go/Nogo 范式引出的 ERP 波形包括 N1pn、P2pn、N2pn 和 P3pn
成分,靶刺激 P3pn 潜伏期较非靶刺激延长;外伤组分化欠佳,潜伏期延长,波幅下降;
靶刺激 P3pn 潜伏期与 FIQ 存在显著负相关(r=-~-,P﹤)。(5)数字计
算的算式与正确/错误答案图片间隔呈现引出的 ERP 波形包括 N1c、P2c、N2c 和 P3c,
正确答案的 P3c 波幅最高,错误答案的 P3c 潜伏期最长;外伤组波幅降低、潜伏期延长;
错误答案的 P3c 潜伏期与 FIQ 呈中度负相关(r=-~-,P﹤)。(6)纳入
智商推断回归分析的自变量为 AP300、VP300、P500、P3c 和 P3pn 的潜伏期,对照组可建
立 5 个推断模型,AP300Lat、P500Lat、P3cLat 和 P3pnLat 联合可解释 58%的 FIQ 方差变
异;外伤组可建立 8 个模型,P500Lat、P3cLat、P3pnLat 和 VP300Lat 联合可解释 73%的
FIQ 方差变异;各推断模型无明显共线性;多范式 ERP 推断的 FIQ 与实测 FIQ 无显
著统计学差异(差值小于 1 个标准差)。
【结论】重型颅脑