神经电生理诊断是一种探测和记录神经、肌肉生物电活动的检查方法,是神经系统检查的客观论证。临床上应用它对运动和感觉障碍进行诊断、鉴别诊断和康复评定。即对肌肉疾病、运动终板疾病、周围神经、脊髓乃至皮质损害进行定位、定性、定量的分析。
一、肌 电 图
(一)概述
1.概念 狭义上讲的肌电图是指以同心圆针插入肌肉中收集针电极附近一组肌纤维的动作电位以及在插入过程中肌肉处于静息状态下,肌肉作不同程度随意收缩时的电活动。如果收集到的是单根肌纤维的电位,则称单纤维肌电图。如果要研究整个运动电活动,则可应用巨肌电图,如研究一个肌群的电活动,可应用表面肌电图。广义肌电图还包括神经传导,神经重复电刺激等有关周围神经、神经肌肉接头和肌肉疾病的电诊断学。
2.肌电图的仪器设备 肌电图检查仪的主要组成部分包括电极、放大器、扬声器、显示器、记录器和计算机。肌电图电极分为针电极和表面电极两类。针电极是传统的常规电极,有单极和同芯之分,同芯又有单芯、双芯及多导之分,还有单纤维电极和巨肌电图电极,它们各有其用处。单芯针电极最常用,它主要记录电极周围的电活动。单纤维电极只记录到周围250~350μm的电活动。表面电极记录到电极下广泛范围电活动总和,常用于神经传导测定、诱发电位的检查、运动学的研究。
(二)临床检测的一般原则
1.电检测的原则 操作人员必须熟悉人体运动解剖及肌肉的分布及常见变异。学习所检疾病的诊断要点及一般的体格检查。了解所使用机器设备及辅助配件的性能。掌握常用肌肉和神经传导的检查方法,并了解影响肌电图及神经电图的因素。正确放置刺激电极与记录电极位置。熟悉及辨认各个运动单位和诱发电位的正常图形及变异,并正确标点,应尽可能减少主观因素的影响。熟悉辨认运动单位电位的形态及音频反馈的生物信息。综合病史,对检测的信息做出合理的解释。
2.操作程序的规范化 根据临床要求,选择合适的检查时间及检测项目。检测前,有必要把检测可能引起的不适及被检部位的清洁要求向患者交代清楚,以利病人的配合。了解病情,对患者进行必要的体格检查,并记录相关的病史及其他辅助检查结果。根据临床诊断及鉴别诊断需要,设定检查方案,检查顺序一般是从最易获取信息的检查项目入手,并随检查过程中发现的信息,合理修改方案,以取得做出诊断的必要治疗。通过分析原始数据、图形,打出完整的检测报告,如对病史、体征、结果有疑问的可重复必要的检查,以利综合分析写出诊断意见。由上级医师核对并签发诊断意见。如患者发生非本科所属疾病,应与有关科室联系,对病史不详或定位有困难的疑难病例,有必要建议在术中做肌电检测或短期内重复检查。
3.检测的安全性
(1)电的安全性问题:操作人员必须有安全用电的知识,使用的设备有安全的技术指标,检测的环境无外源性高磁场的干扰。
(2)针极穿刺的安全性:把握穿刺的深度及位置,有凝血功能障碍或易感染者,原则上不使用经皮穿刺,对所使用的电极应严格消毒,提倡使用一次性针电极。
(3)电极刺激的安全性:严格掌握电流的强度,选择合适频率与持续刺激的时间。
(4)皮肤升温的安全性:检测时,应注意室温与肤温,切忌烫伤患肢。
4.肌电图检查前患者准备
(1)了解病史和检查目的,确定检查的肌肉及步骤和项目。
(2)根据病情检查需要取合适的卧位或坐位。
(3)向患者讲清检查目的和方法,以取得患者合作。
5.检查程序 肌电图检查无固定的程序,依各个病例的具体情况而异。做肌电图之前应认真采集病史,进行详细的神经系统检查,提出临床诊断的初步意见及希望肌电图解决的问题。肌电检查者尚需熟悉神经肌肉解剖生理,能确定各肌的部位、并了解其神经支配。在检查前根据其病史和体征,制订一个初步检查计划。一般地说,希望肌电检查时能确定哪块肌肉有异常电位,此肌肉属于哪条神经支配?异常肌电图的性质如何?为此,必须在选定的肌肉上,至少做如下几项观察:①插入电位;②自发电位;③运动单位动作电位。自发活动一定要在所有各检查点上寻找,在检查过程中,必须确定所看到的电位是否为自发的。在记录单个运动单位电位时,为了测定电位的平均时限,要求肌肉作很轻微的收缩,以免引起各个运动单位的干扰,为了确认一个运动单位,最好连续记录3次。不宜在荧光屏上判断运动单位,因为荧光屏上一些微小的变化难于辨认,容易作出错误判断。在检查最大用力收缩时,正确估计患者的肌力是否正常或减低。这项检查结果在很大程度上取决于受检者的合作程度,如受检者未用最大力量收缩肌肉,则不能获得干扰相。
(三)正常肌电图
肌电图的基本参数(图5-17)。
1.插入电位 是指针电极插入、移动和扣击时,电极针尖对肌纤维的机械刺激所诱发之动作电位。正常肌肉此瞬间放电持续约100ms,不超过1s,转为电静息。
(1)终板噪声:当针电极插入运动终板及附近时,可出现低电压(100μV左右),短时程(0.5~20ms)的负相电位,称终板噪声。
(2)神经电位:针电极插入瞬间突然发生的一串负电位,30~50Hz/s,最高可达100~150Hz/s,第一相为较高振幅的负相电位,第二相为正相、振幅偏低的双相波(电压200μV左右、时程多在2ms以下),患者有痛感,移动电极消失。
(3)肌痉挛电位:插入电极后,患者常感疼痛,肌纤维痉挛,出现短时程低电压电位,称肌痉挛电位。可见局部肌纤维抽动。
2.电静息 当电极插入完全松弛状态下的肌肉内,电极下的肌纤维无动作电位出现,荧光屏上表现为一条直线,称电静息。
3.正常运动单位电位 正常肌肉在轻微主动收缩时,出现的动作电位称为运动单位电位,它表示一个脊髓前角细胞及其轴突所支配的肌纤维的综合电位或亚运动单位的综合电位。正常运动单位的特征如下。
(1)波形:由离开基线偏转的位相来决定,根据偏转次数的多少分为单相、双相、三相、四相或多相。一般为双相或三相,两者共占动作电位波形的80%,单相占15%,多相<10%,通常<4%。
(2)时程(时限):系指运动单位电位从离开基线的偏转起,到返回基线所经历的时间。若做到精确,一块肌肉需测定20个以上运动单位时程的平均值。运动单位时程变动范围较大,一般在3~15ms。
(3)电压:系指亚运动单位肌纤维兴奋时产生的运动单位幅度的总和,即正相峰值加上负相峰值。一般为100~2 000μV,最高电压不超过5mV。
图5-17 肌电图的基本参数
(4)运动单位的波形、时程、波幅可受各种生理和技术因素的影响
①年龄:4岁以下多相电位多见,时程随年龄增长而延长,与其波幅无明显关系。
②低温、缺氧:一是时程延长,温度改变1℃,时程改变10%~30%;二是波幅降低,温度降低1℃,电压减小2%~5%;三是多相电位可增加。
③肌肉:不同肌肉其时程不同,胫前肌多相电位可达12%,面肌时程为四肢肌肉时程的1/2,其波幅也最低,而四肢肌较高。
④疲劳:多相电位增加,时程缩短。
⑤电极:双心针电极较同心针电极时程短;而同心针电极较表面电极更短。
4.不同程度随意收缩时肌电相
(1)单纯相:轻度用力收缩时,只出现几个运动单位电位相互分离的波形。
(2)混合相:中度用力收缩时,有些区域电位密集不能分集,部分区域内可见单个运动单位电位称混合相。
(3)干扰相:肌肉作重收缩时,运动单位电位相互重叠,不能分离出单个运动单位电位。神经源性疾病肌肉重收缩时,单个或几个运动单位电位高频发放,称高频单纯相。肌病时,肌肉明显无力,但出现密集的高频干扰相,亦称病理干扰相。
(四)异常肌电图
1.插入电位异常 表现为插入电位延长,系肌膜对机械刺激兴奋性极度增高所致。
(1)插入电位可由正锐波、纤颤电位、肌强直电位、正常运动单位及低电压短时程电位组成。
(2)插入电位减弱或消失:见于失用性肌萎缩,其原因为肌纤维萎缩被结缔组织及脂肪代替所致。
(3)肌强直电位:针极插入或挪动时的瞬间所触发的高频放电,其波幅和频率先大后小逐渐衰减。扬声器上可闻及轰爆机俯冲和摩托车发动机样特征性的声音。
(4)肌强直电位:针极插入后猝发的一系列高频电位波形和频率未见递增递减,而是电位突然出现、又突然消失或呈节律出现。移动针电极时可诱发;呈节律出现时,可见该组电位波幅递增或递减扬声器上出现蛙鸣的“咕咕”声。
2.肌肉松弛时异常肌电图表现
(1)纤颤电位(Fibrillation Potential):纤颤电位是短时限低波幅的自发电位,其时限范围是0.5~2ms,波幅为30~150mV,频率每秒2~10次,它的波形为双相,即开始为正相,后随一个负向(图5-18)。纤颤电位是由单个肌纤维自发收缩所引起。典型的纤颤电位是以频率规则的发放,而频率不规则的纤颤电位,是多个肌纤维发放的结果。
图5-18 异常肌电图
A.终板电位;B.纤颤电位;C.正相波;D.复合重复放电;E.肌强直放电;F.痉挛电位;G.神经性肌强直
对下运动神经元疾病,纤颤电位是肌纤维失神经支配的有价值的指征,一般失神经支配2~3周后才出现。在肌肉疾病如肌营养不良皮肌类和多发性肌炎,也很常见。这可能是继发性神经纤维炎或退行性变和神经末梢逆行变性产生。
(2)正相尖波(Positive Sharp Wave):正相尖波是肌肉失神经支配时出现的另一种自发电活动。正相尖波的时限比纤颤电位长,但波幅差不多。它的波形包括一个开始的正相尖峰,跟着一个缓慢低平的负相,总的持续时间可>10ms。正相尖波的起因系单个肌纤维的放电。
(3)束颤(Fasciculation):束颤是一群肌纤维的自发性收缩,典型的束颤可在前角细胞病变时出现。但在神经根病、嵌压神经病以及肌肉-痛性束颤综合征中也可出现。可分为良性束颤和病理性束颤或称为复合性束颤。
(4)肌纤维颤搐(Myokymic discharges):与束颤单个运动单元发放不同,肌纤维颤搐是一个复合的重复发放,呈规律性爆发发放。多见于面部肌肉、脑干胶质瘤和多发性硬化及周围性脱髓鞘病损。
(5)强直放电:肌强直与肌强直样电位,是插入电活动延长的一种特殊形式,代表一组肌纤维的同步放电,整个电位以一定的频率重复发放。肌强直电位其波幅和频率呈逐渐增大然后又逐渐减少,持续数秒或数分钟。肌强直样电位又称怪异形高频放电,它特点是突发突止或突然变形,波幅和频率无渐增渐减变化。肌强直电位见于先天性肌强直或紧张性肌营养不良。肌强直样电位见于肌营养不良,多发性肌炎和多种慢性失神经状态,如运动神经元病,神经根病和慢性多发性神经病。
(6)群放电位:是一种时现时消的群放电位,如是规则性的多见于帕金森病、舞蹈病、痉挛性斜颈。不规则的群放电位见于姿势性震颤、脑血管意外痉挛性瘫痪的肌肉。
3.随意收缩时异常肌电图表现
(1)多相电位:动作电位波形在五相以上(包括五相在内)称多相电位,正常肌肉收缩时,多相电位一般不超过动作电位数的4%,超过10%以上者为异常。
①群多相电位:组成多相电位的每一个棘波的时程与正常的双相或三相波的棘波时程相同,即在3ms以上,波形呈锯齿状,位相在五相到十相,扬声器上出现粗钝之辘辘声,多见于脊髓前角细胞疾病或陈旧性神经损伤疾病。
②短棘波多相电位:组成多相电位的每一个棘波时程较短,多在3ms以内,呈棘状起伏似毛刷样,多在十相以上,波幅不等常低于300~500μV,扬声器上出现磨锉声或玩具机枪声。多见于肌源性肌病。神经变性或神经再生时。
在急性周围神经病变时,多相电位是最早出现的异常电位,罹病后在24h可产生,而正锐波都要在5日以后才出现,纤颤电位要在2~3周后才有。
多相电位产生的机制:是因为神经受损时或神经功能在恢复过程中,神经纤维束中各纤维的损害或恢复的程度不一,因而使同一运动单位中神经冲动的传导速度与引起肌纤维收缩的时间先后不一,使各肌纤维不能同时活动而使动作电位呈现多相。
(2)神经再生电位(Regeneration Potential):在周围神经病损后常发生神经病变,并随后神经再生,神经纤维的传导功能、传导冲动的速度均较健康神经纤维慢,受损神经所支配的肌纤维一部分获得再生的神经轴突分支支配。而另一部分肌纤维尚未获得神经再支配,因此运动单位动作电位变为时限延长的多相电位,叫做“神经再生电位”。它是高波幅长时限的多相电位,又称群多相电位。
(3)巨大运动单位电位(Giant Motor Unit Potential):多见脊髓前角细胞病变,其变化系一部分前角细胞完整无损,而一部分前角细胞受损变性。这时尚存在的前角细胞的轴突发出分支去支配失去神经的肌纤维。这样肌肉内运动单位的总数减少,但剩下的运动单位的范围却扩大了。这些扩大了的运动单位动作电位,其时限延长超过12ms,波幅升高超过3 000μV以上,甚至高达1 000μV(10mV),但相位单纯,由于同步性加强,一般二相或三相,而且是同一相似的电位。这种电位称作“巨大运动单位电位”。
(4)同步电位:在同一肌肉上,用两根针电极在间距>20mm沿肌纤维走行直角垂直插入同时引出动作电位时,如两者同时出现称为同步电位。如同步达80%以上称为完全同步电位。同步电位是脊髓前角细胞病变的特征性电位,也是肌源性和周围神经疾病的鉴别指标。脊髓的其他疾病,神经根和神经丛的疾病,如果累及脊髓前角均可出现同步电位。
4.肌肉最大收缩时异常表现
(1)单纯相:运动单位数量减少(相当于正常肌肉作轻度收缩时的动作电位);正常的轴突向周围发生侧支去支配失神经的肌纤维,使每个轴突所支配的肌纤维数增多所致。见于神经源性病变。
(2)病理干扰相:波形细碎密集,波幅低,扬声器上出现碎裂的高声调,称病理干扰相。运动单位数量正常;但肌纤维变性坏死,使每个轴突所支配的肌纤维数目减少而造成。见于肌源性病变。
(3)混合相:肌肉最大收缩时,出现较正常干扰相为弱的电活动形式,即基线无静止区,但仍能区分出单个动作电子电位或减弱干扰相,此种状态相当于正常肌肉作中等程度随意收缩时的动作电位。
(4)无随意运动:完全瘫痪的肌肉,使之随意用力,并无任何动作电位出现,肌电图上的电静息状态,称无随意运动。也称为病理性电静息。见于严重的神经肌肉病变及癔症性瘫痪。
(五)肌电图检查在骨科康复中的应用
1.肌电图可以定位诊断上运动神经元病变(如脑瘤、侧索硬化、脊髓截瘫、脑血管病、大脑发育不全等);下运动神经元病变(如脑干核性病变、脊髓前角病变、神经根、周围神经干及神经丛病变等);锥体系统病变(如震颤麻痹、舞蹈病、手足徐动、抽搐症等);神经肌肉接头病变(如重症肌无力);肌病(如肌炎、皮肌炎、肌强直症和肌营养不良症等)。
2.定期进行检查,可以动态地作出评定,指导康复治疗。例如周围神经损伤,1个月前为完全失神经征,目前已可测得新生电位,单纤维肌电图表现为抖动增加,说明已有神经再支配,则临床上将逐渐恢复。反之,若部分失神经反而转为完全性失神经征,则应重新考虑治疗方案。
3.也可用于诊断和评定肌萎缩的性质和疾病的广泛程度。在神经源性萎缩肌肉中可发现大量自发电位,伴有运动单位的减少,动作电位幅度较高;肌源性肌萎缩仅偶见失神经电位,动作电位无减少,且幅度低,神经传导速度正常。
4.还可判明肌无力症的性质和程度,一般用针极肌电图,重复刺激单纤维肌电图来检查确定。但肌电图不能确定病因,因为各种病因可在同一神经肌肉部位引起病变。所以肌电图的改变可能相同,需要结合临床进行分析,才能作出正确的诊断。
二、神经传导速度
神经传导速度(Nerve Conduction Velocity)是测定周围神经功能的一种检查方法。它是利用电流刺激引起激发电位,从中计算兴奋冲动沿神经传导的速度。所以神经传导速度测定是电流刺激检查方法与肌电图记录检查方法的联合应用。神经传导速度测定,分为运动神经传导速度测定和感觉神经传导速度测定。
国内外常测定的神经,上肢是正中神经、尺神经、桡神经、肌皮神经和腋神经。下肢是股神经、腓神经、胫神经和坐骨神经。也可以测定的神经有副神经、隐神经及股外侧皮神经以及面神经和三叉神经等。也可通过F波测定、H反射以及诱发电位来测定神经近端的损害。
(一)运动神经传导速度测定
1.电极
(1)刺激电极;直径1cm,相距2cm的两个银制或不锈钢的圆盘作为一对刺激电极。
(2)记录电极:可使用针电极或表面电极。
2.检查方法 检查前将电极浸透生理盐水,置于欲刺激的神经干的皮肤上,刺激电极的阴极置于外周端靠近记录电极处。以尺神经为例,A极置于肘部尺神经沟处,B极置于腕部尺神经干处,在尺神经所支配的小指外展指肌处安放记录电极(C)。刺激电极(B)与记录电极(C)之间安放一电极接地。A和 B刺激电极分别与脉冲刺激器连接,并分别给以超强度刺激,经一定时间可记录到由于刺激而诱发的动作电位。
3.分析指标
(1)潜伏期:从脉冲波刺激开始至记录到动作电位(M波)出现之间的潜伏时间称潜伏期。以ms表示。
(2)传导时间与距离:测定运动神经传导速度时,使用脉冲电流对神经的各个不同端点分别进行刺激,在其所支配的远端记录到动作电位(M波),两个端点潜伏期之差称为传导时间。再从人体表面测出两端点间的距离。
4.神经传导速度 以尺神经为例,假设AC所需潜伏期(T1)为8ms,BC所需潜伏期(T2)为4ms,AC之间距离为28.9cm,BC之间距离为6.4cm,则BC之间的运动神经传导速度为:MCV=(AC-BC)/(T2-T1)=(0.289-0.064)/(0.008-0.004)=225/4=56.25m/s(图5-19)。
图5-19 运动神经传导速度
5.异常情况 可见于以下两种情况。
(1)神经失用:跨病灶的肌肉动作较病灶远端的肌肉动作波幅低平。如是轴索断伤,则在病灶近端都只能引出波幅明显低平的肌肉动作电位。
(2)髓鞘脱失:在病变部位近端刺激时,传导减慢而波幅相对正常,则提示节段性髓鞘脱失。如是轴索变性,潜伏期延长或传导速度减慢,但波幅明显低平。
(二)感觉神经传导速度测定
1.电极
(1)刺激电极:刺激指(趾)时可用环状电极,该电极采用两片宽4~6mm的金属片组成,外覆以绒布衬垫,包绕于手指或足趾,称环状电极。阴极置于近端指节(趾节),无关电极置于末端指节(趾节)。
(2)记录电极:可用表面电极或针电极,使用表面电极时,电极间距以3mm为宜;针电极由两根金属针极组成,其中一根针插入邻近神经的部位,另一电极插入远离神经部位,针极记录的神经电位幅度较高,波形可呈双相、三相、四相。
2.检查方法
(1)顺流法:将指环状电极套在示指上做刺激电极,并在神经干一点或二点上记录神经的激发电位。用此法测得的感觉神经的电位比较小。一般不易测得。常需用叠加法才能得到。
(2)反流法:电极安放同顺流法,但以神经干上的两对电极作为刺激电极,而以示指或小指上的环状电极作为记录电极。用此法测得的感觉神经的电位较高,一般容易得到。
3.分析指标 感觉神经系将冲动从末梢感受器传入中枢,测定感觉神经传导速度时刺激与记录的位置和运动神经传导速度的测定不同,检查时电流刺激神经远端部。在神经近端进行记录。有学者认为SCV的改变对周围神经病变,比MCV更为敏感,特别是在中毒性、代谢性神经病变者。
4.异常所见 由于感觉动作电位微小,潜伏期是从伪差到动作电位正峰起始时间。其异常与运动神经传导相似。①明显的神经传导速度减慢有利于髓鞘脱失的诊断;②轴索断伤时波幅明显低平。
(三)F波传导速度测定
1.概念 F波是一种多突触脊髓反射。用弱电流刺激四肢周围神经干时,常见在肘部或腕部用脉冲电刺激尺神经或正中神经引导出所支配肌的诱发动作电位M波后,经20~30ms的潜伏期,又可出现第二个较M波小的诱发电位,称F波。切断脊髓后根仍有F波,所以它是电刺激运动神经纤维产生的逆行冲动到达脊髓所引起的一种反射。在神经干远端点刺激时,诱发的M波的潜伏期比近端点刺激诱发的M波短,F波的潜伏期延长。F波的波幅不随刺激强度改变而改变,但过强刺激时,F波消失。
2.F波测定方法 与运动神经传导速度基本相同.F波潜伏期减去M波潜伏期,即为刺激点至脊髓的往返传导时间。从人体表面可测出刺激点至脊髓(下肢以腰1棘突;上肢以颈F棘突作为测定点)的距离,代入下列公式,即可求出该段F波传导速度。
[刺激点至颈7(或腰1)的距离(mm)× 2]/[F波潜伏时-M波潜伏时-1.0(ms)]
上式中×2是指上行与下行往返路程,减去1.0ms是估计脊髓的延迟时间。
F波传导速度可测定肢体近脊髓端的传导速度,而运动神经传导速度则可测定肢体远端的传导速度。两者正好起相互补充的作用(图5-20)。
图5-20 F波及其检查
3.临床应用 吉兰-巴雷综合征是较常见的多发性周围神经病,它的损害可以在根、神经近端和远端。如果急性期在根和近端有病灶,F波就可以消失,而恢复期又复现。F波的延长提示近端有脱髓鞘改变。其他如糖尿病性神经病,尿毒症性神经病,臂丛和根性神经病损,脊肌萎缩症等,F波均有较明显的延长。
(四)H反射
电刺激胫神经,在M波位置之后出现的激发电位称之为H反射,它在1岁以前的新生儿中可在许多神经中引出。但到了成人期,则只在胫神经出现。在进行胫神经运动神经传导速度检测时,当刺激量轻微或M波刚出现时,H波即明显出现,随着刺激强度的加强,H波减少,M波逐渐加大,M波最大时H波消失。
1.H波正常值 潜伏时30~35ms,两侧之间差为1.4ms以内,波幅H/M比值在64%以下。
2.H波临床意义 由于正常反射也由网状结构下行纤维所抑制,当上运动神经元病损害了这些纤维时,抑制减弱,出现了H反射亢进,表现为潜伏时短,波幅增高,波形多相,H/M比值>64%。所以H反射的变化反映了上运动神经元病变。H反射可因腰骶根的损害而有改变,如S1根受损其表现多为H反射消失或者潜伏期延长。
(五)神经传导速度在骨科康复中的应用
1.确定反射弧损害的部位,区分感觉神经损害和运动神经损害及周围性和中枢性损害。
2.确定神经损害的节段是近心段还是远心段,其精确度可能达到10cm。
3.区分脱髓鞘性病变与轴索变性病变:前者以传导减慢为主,后者以失神经电位和MUAP振幅下降为特征。
4.确定神经支配异常,如尺与正中神经交通的Martin-Gruber异常。
5.定量测定神经损害的程度,可以精确地定量测量,是康复疗效评定的客观,可靠,灵敏指标。
三、诱发电位及其临床应用
(一)概述
1.定义 诱发电位(evoked potential,EP)或称诱发反应,是指神经系统(包括外周或中枢,感觉或运动系统)接受多次感觉刺激时生物电活动发生改变而通过平均叠加记录下电活动,是神经电生理研究中的新发现。
2.诱发电位的产生 诱发电位的结构基础是神经元,神经元是神经系统的基本组成核心,它能产生、扩布神经冲动并将神经冲动传递给其他神经元或效应细胞。但神经元种类繁多,形状各异,而其结构包含胞体、树突和轴突三个细胞区。树突在胞体附近反复分支,为神经元提供接受传入信号的网络。轴突从胞体向远处延伸,引导兴奋朝远处延伸,为神经冲动传导提供通路。
诱发电位的产生与神经瞬时电信号沿神经纤维的传导有关。无髓鞘轴突传导通过已兴奋区(活动区)和未兴奋区(静息区)之间的电紧张性扩散和局部电流实现。一旦未兴奋区的去极化达到阈值,该区即可产生自发再生,由被动去极化转为主动去极化,依次向邻近的区域发展产生兴奋冲动的传导。有髓鞘轴突的传导方式也是如此,不同的是传导的方式是从一个郎飞结跳到另一个郎飞结,故其传导兴奋的速度是较无髓鞘快速。
3.诱发电位命名
(1)诱发电位命名法
①按诱发电位出现的先后顺序与极性来命名:以P(Positive)表示正向波,N(Negative)表示负向波。EPs一串反应波按其极性与顺序命名,如P1、N1、P2、N2等表示。第一个出现的正相波动即称P1波。视觉诱发电位常以此命名。
②按诱发电位的极性和平均潜伏时来命名:极性命名如上,将各波在成年健康人的平均潜伏期其后,如N9、N20、P15、P40等。N9即是在平均潜伏时9ms出现的负向波。躯体感觉诱发电位常以此命名。
③按记录或刺激电极的部位命名:按记录电极部位,如锁骨上电位,腘窝电位,马尾电位;按神经发生源,如腰髓电位、颈髓电位;按刺激部位,如皮质MEP,颈MEP,腰髓MEP。
④按各诱发电位出现的先后以罗马字顺序命名:即:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等。脑干听觉诱发电位常以此命名。
⑤事件相关电位:又有其特殊的命名,如编程中使靶刺激发生偏离而产生的负波称失匹配负波(mismatch negativity,MMN);又如将注意和忽视的靶刺激反应相减,结果产生负波,称阴性相减波(negative difference,Nd)。
(2)临床惯用命名法:临床上除BAEP外,往往不是以上述一种方法命名,各种EPs习惯上往往各不相同,有时为几种命名的混合。
①SLSEP:一般按极性和平均潜伏期命名。用非头参考时,N9,N13,N18,N20等。但有的电位按部位或发生源命名,如上述腘窝、马尾电位、颈髓电位、腰髓电位等。
②PRVEP:N75,P100,N125。
③事件相关电位:Nd,MMN,N2,P300
4.诱发电位的分类 诱发电位有多种分类方法。为临床实用,可将EPs分为两大类,即外源性的与感觉或运动功能有关的刺激相关电位(SRP)和内源性的与认知功能有关的事件相关电位(ERP)。
外源性刺激相关电位(SRPs)
(1)按刺激类型和模式
①通常可分为视觉诱发电位(VEPs),听觉诱发电位(AEPs),躯体感觉诱发电位(SEPs)和运动诱发电位(MEP)。
②上述三种感觉EPs按潜伏期长短分类,通常有短、中、长潜伏期EPs之分。
(2)按EPs的发生源
①皮质诱发电位:由丘脑到皮质的电冲动以及皮质的突触电活动所产生,它又可分为:特异性反应;非特异性反应;顶电位及其他长潜伏期皮质成分。
②皮质下电位:包括脑干电位如AEP中的BAEP、SLSEP中的某些远场电位(如P13~P14、N18等),当然还包括脊髓电位。在感觉EPs中这些电位大多有临床应用价值。
(3)按记录电极距神经发生源远近
①近场电位:意味着记录电极下方就是神经发生源所在。上述皮质电位,以及脊髓电位,周围神经的动作电位,均属近场电位。
②远场电位:是由正发生去极化的细胞膜产生的,而电极记录的是这极化运动的前锋经容积传导的电位,而非去极化和复极化指间直接电荷流动。一般记录电极距神经发生源超过3~4cm。所以从头皮记录下的皮质下电位和脑干电位均属此类。
③远近场电位混合记录:尤以在SLSEP中采用非头参考点。
(4)按刺激速率:可分为瞬态EPs和稳态EPs。
(5)按刺激时程:较长刺激时程EP和短刺激时程EP。
内源性事件相关电位(ERPs)
一般来说,ERPs是在注意的基础上,与识别、期待、比较、判断等过程有关。
①与启动方式有关者:如P300、N400等。
②与选择性注意和潜在性注意有关者:如阴性相减波和失匹配阴性波等。
③与准备状态和期待有关者:如运动相关电位(MRP)和指令后负反应等。
5.常用诱发电位技术
(1)体感诱发电位是(SEP):因反复刺激皮肤,多由中枢神经系统的体表投射部位记录而得。SEP是感觉功能的电生理检查,包括机械感受和本体感觉刺激。SEP通路可涉及有最大CNS跨度的最长轴索。可简单地将SEP看作是周围感觉神经动作电位的CNS的等量物。SEP技术可追踪由周围神经电刺激产生的传入性冲动由臂丛、神经根至脊髓和脑干、大脑的整个过程。其成分分别代表脊髓、脑干和大脑皮质等部位。故可作为中枢神经系统主要诊断手段之一。它有上、下肢SLSEP之分。
(2)视觉诱发电位(VEP):是在视觉刺激(通常为交替性黑白棋盘型)后产生的枕叶皮质电位。光线刺激视网膜感受器,产生的信号经双极细胞传递至内视网膜神经细胞。这些被兴奋的神经节细胞的轴索组成视神经纤维。通过视交叉,鼻侧的一半来自于视网膜纤维交叉至对侧与来自同侧的颞侧纤维汇合组成视束,每一视束纤维均在位于背外侧丘脑内的膝状体内形成突触。外侧膝状体与视网膜神经元均对对比强烈的分界、相反的色调和光电产生强烈的反应,并由此通过视放射传播到大脑枕叶内侧距状裂的初级视觉皮质。双眼的会聚发生于视觉皮质。形状识别能力对VEP有重要影响。
(3)脑干听觉诱发电位:人类当给予适当的声音刺激后,在头10ms之内,就可从皮质下听觉通路的几个不同水平直接记录到一系列电位,相当于该通路中周围脑桥与延髓结合部、脑桥及中脑的顺序激活。当这些听神经和脑干电位经容积传导,到达头颈部-耳垂的表面记录电极时就构成了一系列复合正、负波,即脑干听觉诱发电位(BAEP)。听觉刺激由第Ⅷ对脑神经感知,并传递至中脑,与脑桥延髓区的神经核(蜗核、上橄榄核)发生突触联系;随后,刺激经外侧丘系及其核通过脑桥上部和中脑下部(下丘)到达丘脑发生突触联系。因此,BAEP可用来评价第Ⅷ对脑神经、脑干(从脑桥到中脑)的情况。
(4)运动诱发电位:运动诱发电位系用电或磁刺激脑运动区或其传出通路,在刺激点下方的传出径路及效应器-肌肉所记录到的电反应。
(二)诱发电位在临床上的应用
诱发电位是继脑电图和肌电图之后临床电生理学的第三大进展。临床上,诱发电位可用来协助确定中枢神经系统可疑病变,帮助病损定位,监护感觉、运动系统的功能状态,为预后和康复治疗提供确切指标。因此,它是神经内、外科、康复科等的有利工具,为临床医疗,科研提供有价值的资料。
1.体感诱发电位的临床应用 体感诱发电位在临床上应用是很广泛的,亦即从皮质到末梢的神经功能均可通过调整记录电极,能够精确地检测不同节段部位的情况,给临床一个明确的指标和解释。当周围神经、神经丛、神经根、脊髓前角和后索、脑干以及皮质受损时,从不同部位记录相应的改变。尤其是大脑皮质和皮质下神经元受损时,SEP晚成分会有异常改变,它比脑电图更敏感,更易于比较和分析。因此,临床上对如下疾病均可进行SEP检测。
(1)周围神经病。当病损近端或病变严重,神经传导检测难以进行时,SEP有助于对周围神经系统进行评价。通过SEP测量的周围感觉传导速度,与常规神经传导健侧的结果类似。可在两个或两个以上部位刺激神经,于头皮记录SEP。在多发性神经病和单神经病患者,头皮SEP可缺如或延迟。单在周围记录不到SNAP时,可通过头皮记录SEP对周围神经损伤进行评价。通过头皮记录SEP可有助于评价局灶性神经损害。
(2)神经丛病变。臂丛损伤后,必须对其预后进行评价。节后(纤维)损伤者经过手术治疗可望恢复,而有神经根撕脱者则预后极差。传统的神经传导检测科显示损伤部位。当临床上有感觉缺失的体征时,如果SNAP正常,表明为节前(纤维)损害。一般认为,刺激上肢神经在头皮和颈棘突记录SEP,可有助于增加对臂丛损伤电生理评价的认识:N13减少反映整个臂丛受损,而N9减少则提示是节后损害。
(3)神经根病变,有助于亚临床根性病变检测。
(4)颅脑疾病和损伤(包括脑血管意外疾病)。
(5)各种中毒和中枢神经系统损害、癫、精神疾病及心理研究等。
(6)昏迷及死亡等。
2.视觉诱发电位的临床应用
(1)多发性硬化:是中枢神经系统的脱髓鞘疾病,临床表现四肢无力甚至瘫痪,智力意识均有不同程度下降迟钝,有学者提示95%以上的患者PRVEP异常。而且异常变化显著,P100延长达30ms以上。
(2)视神经炎和球后视神经炎:PRVEP对视神经的脱髓鞘疾病很敏感,约90%以上的患者都有PRVEP异常。
(3)弥散性神经系统病变:包括①脊髓小脑变性;②肾上腺白质营养不良;③进行性神经性腓骨肌萎缩症;④帕金森病;⑤慢性遗传性舞蹈病;⑥恶性贫血;⑦慢性肾病;⑧脊髓病,尤其是慢性病变患者;⑨脑肿瘤和脑梗死等。以往对这些疾病不了解其有视觉系统的损害,但经检测都发现有PRVEP异常。无疑给这些疾病提供了又一个临床客观指标,同时给治疗方案也提出了新的要求。
3.听觉诱发电位的临床应用 脑干听觉诱发电位BAEP可以提供听力学和神经学两方面的资料,常用于神经系统疾病的检测,其中最有价值的几个方面包括:①昏迷及脑死亡预后判断;②多发性硬化的诊断;③颅后窝肿瘤的早期探测和定位。
(1)昏迷:脑损伤患者中BAEP从Ⅰ到Ⅴ波的峰间潜伏期具有特别的诊断价值。Ⅰ~Ⅴ波峰间潜伏期正常的患者中有90%存活下来,昏迷患者中BAEP正常指提示病灶位于听觉通路的近端。BAEP异常表示预后不良。脑死亡中,最不利的结果为除听神经长生的波Ⅰ以外,所有波都消失。波Ⅰ的消失也可见于发病前有听力三是或者有耳蜗病变者。
(2)听神经痛:是BAEP最敏感的检测的病变。
(3)在听神经瘤或其他小脑脑桥肿瘤中:BAEP的Ⅰ至Ⅲ波的峰间潜伏期最常受到影响。当听力测验及计算机体层摄影扫描都正常时,BAEP检查常可揭示异常表现。尽管听觉通路在外侧丘系水平有大部分交叉,但在原发性脑瘤中所见的BAEP异常都在手刺激的耳朵同侧,表明了病灶的方向和位置。
(4)脑干髓内肿瘤:BAEP的阳性率是很高的。
(5)脑干血管病:包括脑干出血主要为脑桥出血,脑干梗死特别是已致残者BAEP异常率更高。另外一过性脑缺血发作或可逆性卒中发作,阳性表现文献报道不一致。但可提供异常变化指标。
(6)其他:多发性硬化、脑桥中央髓鞘溶解症、白质营养不良。
脑干听觉诱发电位BAEP可以提供听力学和神经学两方面的资料,常用于下列神经系统疾病的检测。
4.磁刺激运动诱发电位的临床应用
磁刺激的MEP不能对疾病进行定性分析,其结果应结合临床。临床上病损与MEP异常程度之间的相关性也不密切,但是MEP的变化还是可以预示某些特定的疾病过程。例如在脱髓鞘中枢运动减慢大多较明显,而在神经元疾病时,如MEP可记录到,则主要表现为波幅小,而潜伏期的延长常较轻。
(陈月桂 林彩娜 燕铁斌)
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。