1850年德国的Helmhotz首先用机械的方法记录到肌肉反应,使研究运动纤维的传导开始成为可能。1909年Piper首先使用了肌肉动作电位一词。现在,由于电子技术的飞速发展,测定神经传导速度,不论属于运动神经传导,还是感觉神经传导都简便易行,为临床提供了一个可定位的周围神经病的客观诊断方法。
(一)神经干上的电刺激
1.负极和正极 电刺激器可以用皮肤电极,也可以用针电极,均由负极和正极组成。电流在它们之间流动时,负极下的负电荷使神经去极化,正极则使神经超极化。在两极都置于神经干上用电刺激时,应使负极更接近要刺激的神经,以免正极阻滞扩展的神经冲动。测量距离时应测量负极而不是正极到记录点的距离。刺激器有很多种,一般应用的是双极,即正负两极,两者相距2~3cm。也可以用单极刺激器。刺激器有两种:即恒压刺激器和恒流刺激器。这两种刺激器在临床都在应用,但恒流刺激器能更准确地掌握刺激的电流量。
2.刺激强度和持续时间 刺激电流输出一般为方波脉冲,时限不等,为0.05~1.0ms。通常表面刺激方波的时限0.1ms、电压100~300V或电流5~40mA就完全可以兴奋健康神经。在测定有病变的神经时,由于其兴奋性降低,有时最大输出量要到400~500V或60~70mA。用上述强度范围内的电刺激对一般患者不会有特殊危险。要注意的是,如患者安置了心脏起搏器或心脏导管最好禁止采用电刺激的测定方法。
电刺激强度常常决定所测的诱发电位的大小。在某些情况下,阈强度刺激几乎不能诱发出轴索的反应。最大强度刺激时兴奋所有的轴索,此时如果再增加刺激强度即超强刺激,也不再增大诱发电位的波幅。最大刺激的强度在每个人各有不同,在同一个人不同的神经也有不同。因此,在临床上应使用超强刺激,以便保证全部神经恒定地兴奋起来;有的仪器还有两个刺激器,可以以不同的时限、不同的强度、在不同的时间刺激,示波器上刺激同步激发导联扫描。
3.刺激伪差 在神经传导研究中,主要的技术问题在于如何控制好刺激伪差的产生。良好的刺激隔离器可以减少过多的刺激伪差,不仅可以消除放大器过载,而且可保护患者免于意外漏电所致的危险。但是,刺激隔离器会多少改变一些刺激的波形。高频刺激隔离器,对刺激波形的改变小,且同样可以减少刺激所需的刺激强度。也可用快速恢复的放大器来克服刺激伪差。尽管如此要记录到理想的动作电位,减少刺激电流的表面扩散是非常重要的。
刺激电极和记录电极之间的距离越大,记录电极G1与参考电极G2之间的距离越大,刺激伪迹会随之增大。刺激与记录电极过近也会有较大的伪迹。皮肤有汗,刺激电流扩散过多,记录误差会很大。因此,宜用酒精棉球擦拭局部或用导电膏擦局部都会有所帮助。
(二)肌肉和神经电位的记录
一般用皮肤电极就可清楚地记录到肌肉动作电位。肌肉动作电位的波幅可反映放电运动单位的数量。如果肌肉明显萎缩,有时需要用平均仪来帮助。针电极只能收集一小部分的肌肉动作电位,对明显萎缩的肌肉,选用针电极可避免邻近肌肉收缩的影响;针极电极记录对于近端不能个别收缩的肌肉也是有用的。在有严重损害时候,用近神经的针电极记录到的电位更清晰准确,所得到的电位波幅,也可以较好地反映兴奋起来的神经数量。很多实验室应用环状电极逆向收集纯感觉的神经动作电位,,在健康人的上肢可以不用平均技术,但对患者和下肢的测定应用平均技术还是有必要的,可以提高信噪比。
一个1.0mV的肌肉动作电位在1V/cm条件下要放大1 000倍,就能显示出1cm高的电位。但一个10μV的感觉动作电位,就要放大10万倍才能有同样大的电位。这就要求放大器的噪场很小,信噪比为10 000∶1左右,而带通频率为2Hz~10kHz,以便减少信号变形。
(三)运动神经传导
1.测定和计算方法 进行运动神经传导测定一般用正负极相隔2~3cm的刺激器,将其负极置于神经的远端引起神经除极,而正极在近端引起超极化,从而阻滞冲动的传播。先以低强度刺激,用负极寻找最佳位置,即引起最明显的肌肉动作的位置。然后加大刺激强度至超强,就可以诱发出最大肌肉动作电位。所谓超强刺激是引起最大肌肉动作电位的强度,再增加20%~30%的刺激量。记录可用一对皮肤电极,其G1置于肌腹运动点上,G2置于肌腱上。这样,可以得到一个负正两相肌肉动作电位,如果位置摆得不好,得到的将是一个在负波前有一小正波的肌肉动作电位。波幅测定有两种方法:一为由基线到负峰,一为峰-峰值。肌肉动作电位的时限是从开始偏离基线到回归基线的时间。潜伏期为刺激伪差到负波起始处间隔的时间(图2-58)。利用电子技术还可以计算出波的面积。运动末端潜伏期包括3部分:①神经传导时间;②神经肌肉接头传递时间;③在肌肉纤维上的传导时间。测定肌肉动作电位起始点就是测定传导最快运动纤维的传导时间。
图2-58 运动神经传导检查的动作电位及潜伏期(L)、负峰波幅(A1)、和峰-峰波幅值(A2)的测量方法
计算传导速度需要测定运动纤维上的两个点。用两点之间距离(mm)除以近端刺激的潜伏期减去远端刺激的潜伏期(ms)的差值,其结果为每秒传导的米数(m/s)。为了准确起见,一般两刺激点间的距离不能少于10cm;但为了测出局灶受压的部位又不宜将距离拉得过宽,否则就会使非受损区的正常传导掩盖了局部病损的异常。
2.各种引起误差的可能性 在测定不同点刺激时,最好诱发出相似的肌肉动作电位。如果电位很不相似,测定就有可能发生错误。如果刺激强度过大,刺激范围会扩大到几个毫米,因而产生较短的潜伏期;放大倍数很高时,会看到在负波前有一小的正波。如果把它也计算进去,潜伏期就会缩短。最重要的是,潜伏期的测定一定要在固定的放大倍数中进行。这个放大程序与所用的正常值的条件是一样的。
3.不同类型的异常所见 如前所述,神经脱髓鞘和轴索损害经常是重叠的,但在传导速度测定的结果表现上,主要是3种:波幅明显下降而潜伏期正常或接近正常;波幅正常而有明显潜伏期延长;无反应。对这3种的具体分析如下。
(1)在病灶近端刺激,波幅明显下降而潜伏期正常或接近正常。这种情况如果发生在损害的早期,常见于部分神经损伤引起神经失用或轴索断伤早期。而在远端轴索尚未变性时,此时不能鉴别为神经失用或是轴索断伤。几天以后,若轴索完全断伤,因远端轴索变性,刺激受损部位远端神经肌肉不再产生反应;神经失用表现为跨病灶的肌肉动作电位波幅比病灶远端的小;如果是轴索部分断伤,则在病灶近远端都会诱发出小波幅的肌肉动作电位。正常人的波幅变异很大,因此轻度的波幅下降往往易被忽略。
(2)在病变部位以上刺激时,传导减慢而波幅相对正常,提示有大多数神经纤维节段性脱髓鞘改变。在兔的实验研究中,近段不完全性受压也可引起传导减慢,且有受压远侧节段纤维直径的减少。然而,其恢复的时间过程提示:在病灶远端节段的传导减慢是由于远端的结旁脱髓鞘所致。快传导纤维的轴索变性,也可引起潜伏期延长或传导速度减慢。波幅下降较大、小于正常平均值的40%~50%,常常伴有这种类型的传导减慢。事实上,如果波幅保持正常的50%以上,而传导速度下降到不足正常均值的50%~60%,提示是脱髓鞘病变。如果波幅降到正常平均值的50%以上,而传导速度即使是下降到正常均值的70%~80%,也可以没有脱髓鞘改变。同样道理,运动传导的减慢也可因骨髓前角细胞受损所致,运动传导的减慢也可因脊髓大前角细胞受损所致;运动传导速度(MCV)下降到正常平均值的70%,而波幅则下降到不足正常值的10%。然而,不管波幅如何,如果传导速度下降到不足正常平均值的60%,就提示是周围神经病变而不是脊髓病变。
神经失用时,在病变以上近端刺激所获得的肌肉动作电位比在病变以下的远端刺激所得的波幅小。从腓总神经腓骨小头处受压病例中可以很清楚地看到这种变化,即受损近端刺激时波幅下降,也可有波形离散。这种现象在吉兰—巴雷综合征中常有出现,这也是神经失用或称神经传导阻滞所致。
(3)如果绝大多数神经纤维都不能通过病灶进行传导,就没有神经兴奋的反应。这时应小心鉴别究竟是神经失用还是神经完全断伤,这对于处理和判断预后均十分重要。在受伤后的第4~7天,有可能两者远端的传导都还是正常的,但在受损第2周就不相同了。神经完全断伤的远端再也不能引起神经传导兴奋,这是顺向变性的结果;在神经失用时,连续追踪测定可以看到肌肉动作电位波幅的逐渐提高,这是日益修复的结果。
(四)感觉神经传导
1.方法 为了记录感觉神经传导速度,多数测试者是刺激手指或是足趾的末梢神经,顺向性地在近端收集;也有刺激神经干而逆向性地在手指或足趾上收集的。在常规工作中,可以尽量使用皮肤电极,以减少给患者带来的疼痛,尤其在目前平均技术已很普遍的情况下,可靠的感觉动作电位是可以获得的。但是对于一些受损很严重的病例,有时还需要用针电极近神经收集,才能圆满完成。
2.波幅、时限和波形 由于感觉动作电位很微小,测定波幅采用峰-峰值,潜伏期也从刺激伪差到动作电位正峰的时间计算(图2-59)。无论用皮肤电极或针电极都是如此。波幅的大小与刺激强度有关。对于左利者,左手的感觉动作电位波幅比右手大;而右利者则右手波幅大。记录电极的位置对记录到的波形影响很大。起始波为正相的三相波是顺向性测定感觉动作电位的典型所见。这时G1置于神经干上,而G2在远离神经的部位。如果是逆行性测定,初始正相消失,这对于测量不利。这是因为逆向法测定使用的是环状电极记录,抵消了两极之间的电位差异的缘故。
图2-59 感觉神经传导速度潜伏期(L)和波幅(A)的测量
3.异常所见 上述运动传导的3种异常在感觉神经传导速度分析中也是适用的。明显的传导减慢有利于脱髓鞘病的诊断,而在轴索断伤时波幅是明显下降的,感觉神经的退行性变只是在后根节结以下受损时出现。因此,周围神经的感觉动作电位的正常与否也可作为神经根、神经丛和周围神经受损的鉴别要点。通常臂丛受损时临床感觉障碍的范围广,如手指全部受损;而根性受损通常是有选择性的,如拇指因C6受损,中指因C7受损,环、小指因C8受损,而有相应皮肤区域感觉障碍。颈神经根病变时感觉动作电位正常,而臂丛或周围神经受损时感觉动作电位波幅减小。
4.计算潜伏期和传导速度 因为没有神经肌肉接头参与,感觉传导速度可以直接由刺激到记录点的距离及潜伏期计算出来。感觉传导在神经干不同的部位上所记录到的电位形状也不尽相同,这是由于传导速度不相同的纤维在越来越长的距离的传导过程中越来越离散所致。有时在皮肤电极记录时,只能看到负波,因此也可以应用从刺激伪差到负波峰的距离来计算感觉传导速度。这时如果以刺激电极的正负两极的中点作为起点测量到记录点的距离,可以纠正神经冲动到正波和负波出现之间的时差。顺向性传导的正常值标准差比较小,而且末端潜伏期比较短。
(五)对冲刺激方法
在一次神经动作电位之后的几个毫秒时间之内,神经兴奋处于不应期,即此时神经对外界刺激的反应性消失。临床上根据这一原理可以采用对冲刺激方法,先给予一个条件刺激,使与检测无关的神经肌肉处于不应期之中,以避免这些神经肌肉兴奋干扰随后的测试结果。
(六)各种神经的测定方法
根据神经解剖与生理以及神经传导速度的原理,还需进一步了解各个神经的测定点、刺激点、记录点以及神经传导速度的正常值。每一个实验室均应有自己的正常值,在方法上应力求与国际上通用的标准一致,以减少人为的差别。传导速度正常值可以用平均值±2SD作为正常范围,但因波幅不是常态分布的,所以不能这样计算。在实际应用中,可以用正常平均值的50%作为波幅正常范围的低限。如果能在自己的实验室中设立自己的正常值最好。
1.正中神经(图2-60)
(1)运动传导
①刺激点:用表面电极于腕、肘、腋、Erb点刺激。
②记录点:用表面电极或针电极于拇短展肌肌腹记录。
(2)感觉传导(顺向法)
①刺激点:用指环电极于拇指、示指或中指刺激。
②记录点:用表面电极或针电极于腕、肘或腋部记录。
(3)感觉传导(逆向法)
①刺激点:用表面电极于腕部刺激。
②记录点:用指环电极于拇指、示指或中指记录,活动电极置于近端指-指关节,参考电极置于远端。
图2-60 正中神经运动传导速度(A)和感觉传导速度(B)的刺激点和记录点
2.尺神经(图2-61)
(1)运动传导
①刺激点:用表面电极于腕、肘上下、腋、Erb点刺激。
②记录点:用表面电极或针电极于小指展肌肌腹记录,检查尺神经的掌深支于背侧第1骨间肌记录。
(2)感觉传导(顺向法)
①刺激点:用指环电极于小指的指间关节刺激。
②记录点:用表面电极或针电极于腕、肘上下,腋部记录。
(3)感觉传导(逆向法)
①刺激点:用表面电极于腕部刺激。
②记录点:用指环电极于小指记录,活动电极置于近节指关节,参考电极置于远端。
3.桡神经(图2-62)
(1)运动传导
图2-61 尺神经运动传导速度(A)和感觉传导速度(B)的刺激点和记录点
图2-62 桡神经运动传导速度(A)和感觉传导速度(B)的刺激点和记录点
①刺激点:用表面电极于前臂、上臂外侧、腋、Erb点刺激。
②记录点:用表面电极或针电极于肱三头肌、肱桡肌、指总伸肌、拇长伸肌及示指固有伸肌记录。
(2)感觉传导(顺向法)
①刺激点:用表面电极于拇指根部刺激。
②记录点:用针电极于腕、肘、腋部近神经记录。
(3)感觉传导(逆向法)
①刺激点:前臂远端。
②记录点:G1、G2。
4.胫后神经(图2-63)
(1)运动传导
①刺激点:用表面电极于腘窝、内踝上、后方刺激。
②记录点:用表面电极于拇短展肌记录。
(2)感觉传导(顺向法)
①刺激点:用指环电极于第1趾或第5趾刺激。
②记录点:用表面电极或针电极于内踝记录。
图2-63 胫后神经运动传导速度(A)和感觉传导速度(B)的刺激点和记录点
5.腓神经(图2-64)
(1)腓深神经运动传导
①刺激点:用表面电极于踝部、腓骨小头后方、上方刺激,如果怀疑病变部位位于腓骨小头,还应在腓骨小头远端及腘窝处刺激。
②记录点:用表面电极于趾短伸肌记录。
(2)腓浅神经感觉传导(顺向法)
①刺激点:用表面电极于踝部刺激。
②记录点:用针电极于腓骨小头下、腓骨小头上记录。
(3)腓浅神经感觉传导(逆向法)
①刺激点:用表面电极于外踝上缘上方10~15cm,腓骨长肌前面刺激。
图2-64 腓神经运动传导速度(A)和感觉传导速度(B)的刺激点和记录点
②记录点:用表面电极于内、外踝连线外1/3正上方记录,刺激与记录之间接地。
6.腓肠神经(图2-65)
图2-65 腓肠神经逆向性感觉传导检查
①刺激点:小腿下1/3中线稍外侧用表面电极于外踝与跟腱之间刺激。
②记录点:外踝后方。
腓肠神经是一条感觉神经,主要是S1根支配,由胫神经分出,在小腿中、下1/3之间穿出到皮下。此处腓肠神经与腓总神经的分支合并,有时还以后者占优势,合并后向下分布在足背的外侧。刺激小腿下1/3中线偏外侧,在外踝下方收集;也可以在外踝下刺激,在小腿下1/3处收集。一般不用平均技术,如对患者或老年人测定则需要用平均技术。
腓肠神经传导速度是周围神经病最为敏感的测定,并且与离体的神经传导测定以及神经活检测得到的神经病理结果甚为一致。这种神经可以反映S1或S2。在马尾神经损害时,临床上有感觉障碍,但此神经感觉动作电位可不受损。
(七)检查注意事项
1.测试前全面了解患者的症状体征,通过阳性发现确定检查部位。
2.测定时,保证刺激电极的固定位置,防止压迫性移动致使距离改变引起的误差。
3.测定前,宜用酒精棉球擦拭局部,使汗与酒精混合而挥发干净,以减少刺激电极与记录电极部位的皮肤电阻。
肌电图与神经传导检查是康复评定中一种常用手段,在康复医学中,它不仅是评价神经肌肉损害的一个重要工具,而且在康复训练中的一个非常有用的辅助工具。临床医师可以应用肌电图与神经传导检查对各种类型的瘫痪做出定性、定位、定量的诊断,制定康复治疗目标和计划,评价康复治疗效果。
(张 通)
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