顧 兵,余 彬,張海明,李華南
(1.江西科技師范大學(xué)藥學(xué)院,江西南昌 330013;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西南昌 330006)
脊髓損傷后的誘發(fā)電位檢查及其在動(dòng)物模型評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
顧 兵1,余 彬1,張海明2,李華南2
(1.江西科技師范大學(xué)藥學(xué)院,江西南昌 330013;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西南昌 330006)
中國(guó)圖書分類號(hào):R-05;R363-332;R651.2;R741.044
摘要:誘發(fā)電位可反映脊髓感覺、運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路的完整性。誘發(fā)電位檢查不僅為臨床脊髓損傷患者的術(shù)前診斷、術(shù)中監(jiān)護(hù)及預(yù)后判斷提供相對(duì)客觀的指標(biāo),而且在脊髓損傷動(dòng)物模型評(píng)價(jià)中發(fā)揮不可替代的作用。該文就誘發(fā)電位在臨床脊髓損傷檢查及其在動(dòng)物模型評(píng)價(jià)中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)綜述。
關(guān)鍵詞:脊髓損傷;誘發(fā)電位;感覺誘發(fā)電位;運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位;動(dòng)物模型;評(píng)價(jià)
網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2015-8-10 14:37 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20150810.1437.005.html
脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是由各種原因引起的脊髓結(jié)構(gòu)、功能損害,造成損傷平面以下節(jié)段支配的運(yùn)動(dòng)、感覺、括約肌及植物神經(jīng)功能的障礙。主要表現(xiàn)為下肢站立行走受限、大小便失禁、喪失日常自理能力,嚴(yán)重影響生活與生存質(zhì)量[1]。SCI后的影像學(xué)檢查可以為判斷損傷類型提供可靠的依據(jù)。X線平片基本可確定骨折部位及類型。MRI是評(píng)估脊髓和軟組織損傷以及關(guān)節(jié)內(nèi)損傷的最佳手段,而CT則在脊柱骨折和血管損傷診斷方面更具優(yōu)勢(shì)。雖然影像學(xué)檢查比較客觀,但主要反映的是損傷節(jié)段骨質(zhì)結(jié)構(gòu)性改變[2]。SCI后的神經(jīng)功能判定主要參照ASIA脊髓損傷神經(jīng)學(xué)分類國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由于需要患者充分合作,對(duì)多發(fā)性損傷或昏迷的患者難以實(shí)施。依賴臨床體征作為判斷標(biāo)準(zhǔn)的方法必須等待脊髓休克結(jié)束(這一過(guò)程在人類需要數(shù)天甚至數(shù)周),可能喪失了早期診斷的機(jī)會(huì)。有時(shí)神經(jīng)學(xué)評(píng)估為完全性SCI的患者,經(jīng)搶救后仍能恢復(fù)部分脊髓功能。
為了開展SCI后神經(jīng)保護(hù)藥物的藥效學(xué)篩選,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)復(fù)制出脊髓挫傷、壓迫損傷、橫斷損傷、缺血損傷、牽張損傷和化學(xué)損傷等多種動(dòng)物模型,并且建立了一整套包括開放場(chǎng)地試驗(yàn)、非開放性場(chǎng)地試驗(yàn)和聯(lián)合行為學(xué)評(píng)分法的運(yùn)動(dòng)功能評(píng)價(jià)系統(tǒng)。但是,這些行為學(xué)方法很難對(duì)脊髓結(jié)構(gòu)恢復(fù)和功能重建給出精準(zhǔn)的解釋[3]。隨著對(duì)脊髓可塑性的深入探索以及實(shí)驗(yàn)性SCI再生修復(fù)研究的蓬勃開展,神經(jīng)電生理檢查可以為基礎(chǔ)和臨床提供了一個(gè)比較客觀的神經(jīng)功能定量評(píng)價(jià)工具。其中,誘發(fā)電位檢查具有較高的靈敏性和準(zhǔn)確性,能夠合適地測(cè)量SCI程度,明確功能喪失的性質(zhì),觀察固有神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)損傷的反應(yīng),追蹤再生的脊髓神經(jīng)元[4]。
1.1定義及分類 所謂神經(jīng)電生理檢查是根據(jù)神經(jīng)解剖學(xué)原理,依靠多種形式的能量刺激,對(duì)生物體的外周神經(jīng)產(chǎn)生的生物電和生物體的電特性進(jìn)行測(cè)量、記錄和分析的技術(shù)。誘發(fā)電位(evoked potentials,EPs),也稱誘發(fā)反應(yīng),是指給予神經(jīng)系統(tǒng)(從感受器到大腦皮質(zhì))特定的刺激(聲、光或體感刺激),或使大腦對(duì)刺激(正性或負(fù)性)的信息進(jìn)行加工,在該系統(tǒng)和腦的相應(yīng)部位產(chǎn)生可以檢出的、與刺激有相對(duì)固定時(shí)間間隔(鎖時(shí)關(guān)系)和特定位相的生物電反應(yīng)。它反映了突觸傳遞、軸索傳導(dǎo)的細(xì)胞及分子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的完整性。EPs作為衡量SCI后神經(jīng)功能的一種重要指標(biāo),易受復(fù)雜的生理、心理因素影響[5]。為臨床上實(shí)用起見,EPs分為與認(rèn)識(shí)功能有關(guān)的內(nèi)源性事件相關(guān)電位(event-related poten-tials,ERPs)和與感覺或運(yùn)動(dòng)功能有關(guān)的外源性刺激相關(guān)電位(stimulation-related potentials,SRPs)。ERPs需要測(cè)試者處于清醒狀態(tài)、一定程度的主動(dòng)參與完成,是研究人類認(rèn)知過(guò)程的一個(gè)飛躍[6]。依據(jù)不同的刺激模式,SRPs可分為感覺誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential,SEP)和運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motion evoked potential,MEP)。SEP主要反映脊髓背側(cè)上行傳導(dǎo)的感覺通路的功能狀況,而MEP則反映脊髓腹側(cè)下行運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路的完整性,因此,在臨床上SEP與MEP聯(lián)合應(yīng)用為SCI的診療、預(yù)后康復(fù)提供較為可靠的信息。
1.2誘發(fā)電位的波形分析 根據(jù)皮層大錐體細(xì)胞的分布特點(diǎn),EPs分為主反應(yīng)和后發(fā)放兩部分。主反應(yīng)包含正相波、負(fù)相波兩個(gè)不同的波形;后發(fā)放是一種周期性的單相波形。正常EPs的波形特征表現(xiàn)為:在刺激偽跡后,有一個(gè)潛伏期、先正后負(fù)的主反應(yīng)(或有或無(wú)的中間反應(yīng))、正向次反應(yīng)、后發(fā)放。潛伏期(latency)是指從刺激起始到所檢測(cè)的EPs波形中某點(diǎn)或到第一峰點(diǎn)之間的時(shí)間間隔,單位一般以ms表示。目前SEP監(jiān)測(cè)常用的潛伏期指標(biāo)為波峰潛伏期(peak latency)。EPs的潛伏期與刺激之間有較嚴(yán)格的鎖時(shí)關(guān)系,在給予刺激時(shí)幾乎立即或在一定時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)出現(xiàn),不受被試者主觀因素的影響。潛伏期的長(zhǎng)短可以反映脊髓傳導(dǎo)功能的恢復(fù)程度情況。波幅(amplitude)是指EPs的正、負(fù)相波兩峰頂點(diǎn)之間的電位差值,單位一般以μ υ表示。通常分為陽(yáng)性波(P波)和陰性波(N波)。波幅反映受刺激后同步性放電神經(jīng)元數(shù)量的多少。其變化是早期病理性功能改變的敏感指標(biāo)之一。一個(gè)正常的EPs具有特定的檢測(cè)部位,有一定的反應(yīng)形式、重復(fù)性及空間分布。記錄電極位置的不同會(huì)使
每個(gè)相位的潛伏期及波幅相應(yīng)發(fā)生變化。
SEP是通過(guò)對(duì)周圍神經(jīng)的刺激,經(jīng)過(guò)傳入神經(jīng)纖維的傳遞,直到產(chǎn)生于脊髓、丘腦與大腦皮質(zhì)之間連接的突觸電位,因此可在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的任何部位檢測(cè)出SEP的變化。Dawson等首次報(bào)道刺激周圍神經(jīng)可在人體大腦的對(duì)側(cè)皮質(zhì)感覺區(qū)記錄到電位活動(dòng)。SEP主要反映脊髓后索(包括神經(jīng)節(jié)、薄楔束核和背側(cè)丘腦)感覺上行通路傳導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài),當(dāng)脊髓發(fā)生損傷時(shí),感覺上行通路的纖維結(jié)構(gòu)受損,致使沿上行纖維傳導(dǎo)的神經(jīng)沖動(dòng)數(shù)量減少,發(fā)生同步興奮的皮層感覺神經(jīng)元數(shù)量也明顯減少,從而使神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度明顯減慢,導(dǎo)致SEP的潛伏期延長(zhǎng)、波幅出現(xiàn)明顯降低。Markand等(1990年)報(bào)道在成人心臟手術(shù)中通過(guò)刺激正中神經(jīng)檢測(cè)短SEPs,發(fā)現(xiàn)波幅隨著體溫的下降而降低。因此,為了得到較理想的SEP,檢測(cè)時(shí)既要控制外部環(huán)境的溫度,又要注意患者自身的溫度。
MEP是指利用磁或電刺激大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)或硬膜外,使錐體細(xì)胞軸突產(chǎn)生一個(gè)去極化的動(dòng)作電位,通過(guò)脊髓內(nèi)的錐體束傳導(dǎo),并在骨骼肌上進(jìn)行記錄的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能的檢查。Patton等首次通過(guò)猴子和大鼠大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)的表面進(jìn)行電刺激,結(jié)果在同側(cè)延髓椎體和對(duì)側(cè)頸髓錐體束可檢測(cè)到了多個(gè)陽(yáng)性沖動(dòng)的排放。第一個(gè)單相的正相波稱為直接波(D波),因其傳導(dǎo)不經(jīng)過(guò)突觸傳遞,所以也稱直接反應(yīng)。在D波之后又出現(xiàn)了一系列正波(I波),稱為間接反應(yīng)。Merton等通過(guò)電刺激人體大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū),證實(shí)MEP反映的是脊髓下行傳導(dǎo)束或外周運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的功能狀態(tài)。經(jīng)顱電刺激要求刺激電極放在皮下,會(huì)使人產(chǎn)生較強(qiáng)的不適感甚至疼痛,而經(jīng)顱磁刺激具有疼痛小或無(wú)痛的優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于臨床。依據(jù)不同信號(hào)接受部位,MEP可分為脊髓運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(SC-MEP)、神經(jīng)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(MEP-N)和肌肉運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(MMEP)。Taniguchi等(1993年)利用一系列短串電脈沖,直接刺激麻醉狀態(tài)下的患者大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū),成功得到了MMEP。Van Dongen等[7]研究發(fā)現(xiàn)肌松劑阻滯神經(jīng)肌肉接頭,使興奮的肌細(xì)胞數(shù)量減少,抑制MEP反應(yīng),使波幅降低。因此,在進(jìn)行MMEP監(jiān)測(cè)時(shí),盡量避免使用肌松劑。
誘發(fā)電位不僅反映軸索傳導(dǎo)、突觸傳遞的細(xì)胞及分子系統(tǒng)的功能完整性,還可以反映SCI的范圍。誘發(fā)電位技術(shù)已成功應(yīng)用于術(shù)前的診斷評(píng)估、術(shù)中監(jiān)測(cè)指導(dǎo)及預(yù)后判斷。在連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)時(shí),誘發(fā)電位是對(duì)CT及MRI等診斷技術(shù)的重要補(bǔ)充。
2.1誘發(fā)電位在術(shù)前的評(píng)估作用 臨床上常根據(jù)患者的主觀感覺、括約肌功能、關(guān)鍵肌的肌力等對(duì)SCI的損傷平面進(jìn)行評(píng)估,同時(shí)也應(yīng)用了ASIA量表、四肢癱瘓指數(shù)、脊髓獨(dú)立性評(píng)定量表等。這些臨床檢查方法都具有一定的主觀性,不同的觀察者可出現(xiàn)分級(jí)上的偏倚,而EPs是通過(guò)對(duì)脊髓電生理的檢測(cè),是一種更為定量、客觀的檢測(cè)技術(shù),可作為SCI功能及療效評(píng)定的依據(jù)。SEP不但可對(duì)淺感覺障礙進(jìn)行客觀、量化的檢測(cè),而且具有高度的靈敏性。即其變化可在臨床癥狀出現(xiàn)之前,也可遲于臨床癥狀恢復(fù),檢查結(jié)果的重復(fù)性也較好。SEP有助于對(duì)早期脊髓疾病的診斷。Hausmann等[8]報(bào)道93例青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者在術(shù)前經(jīng)脛骨神經(jīng)SEP檢查,68%患者存在功能性脊髓異常,且56%患者經(jīng)身高校正后P40潛伏期延長(zhǎng)。但是,經(jīng)MRI影像學(xué)檢查只有3例存在結(jié)構(gòu)性脊髓異常,表明電生理檢查有助于對(duì)臨床未能檢測(cè)出的脊髓疾病作出早期診斷評(píng)估。張振興等[9]報(bào)道腰椎間盤突出癥患者SEP潛伏期均明顯延長(zhǎng),波幅下降。疼痛組和麻木組患側(cè)P40峰潛伏期與健側(cè)相比均延長(zhǎng),表明SEP可以作為一種無(wú)創(chuàng)評(píng)定腰椎間盤突出癥患者下肢感覺功能的工具,是MRI、CT等影像學(xué)檢查的補(bǔ)充。
MEP潛伏期、幅度的改變與SCI關(guān)系密切。余科煒等(2000年)報(bào)道32例SCI患者的磁刺激MEP及SEP的早期表現(xiàn)的行研究,表明損傷平面以下肢體的肌力大小與MEP異常密切相關(guān)。不完全性癱瘓患者M(jìn)EP波幅降低、潛伏期明顯延長(zhǎng);完全性癱瘓患者損傷平面以下的MEP消失,部分肢體或肌群的MEP消失。徐國(guó)衛(wèi)等[10]研究經(jīng)顱皮層電刺激運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位對(duì)脊髓損傷的定位診斷價(jià)值,結(jié)果顯示頸段SCI患者拇短展肌和脛前肌MEP潛伏期延長(zhǎng),波幅降低;胸、腰段SCI患者下肢脛前肌MEP潛伏期延長(zhǎng),波幅降低;完全性癱瘓患者損傷平面以下的MEP消失,不完全性癱瘓患者部分肢體和肌群MEP消失,MEP峰潛伏期明顯延長(zhǎng),波幅下降,說(shuō)明脊髓原發(fā)性及繼發(fā)性損傷導(dǎo)致脊髓傳導(dǎo)受限,甚至不能完全傳導(dǎo)。李六一等(2003年)用節(jié)段性MEP和SEP對(duì)截癱患者早期脊髓損害定位分析,發(fā)現(xiàn)正常脊髓段出現(xiàn)波形,損害脊髓段波形消失,其上位神經(jīng)組織處亦不出現(xiàn)波形;從T5棘突處刺激無(wú)波形出現(xiàn),提示相應(yīng)神經(jīng)組織或脊髓節(jié)段纖維損傷嚴(yán)重。由此可見,節(jié)段性MEP不僅反映脊髓長(zhǎng)束型傳導(dǎo),而且還能對(duì)脊髓損害的節(jié)段進(jìn)行確切定位。
2.2誘發(fā)電位在術(shù)中的監(jiān)護(hù)作用 隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,用于術(shù)中脊髓功能監(jiān)測(cè)的方法越來(lái)越豐富。利用不同的電生理技術(shù)了解神經(jīng)的電生理信號(hào)變化,可以為術(shù)者提供實(shí)時(shí)、全面監(jiān)測(cè)麻醉狀態(tài)下神經(jīng)系統(tǒng)功能。如術(shù)中SEP出現(xiàn)波幅下降、潛伏期延長(zhǎng),可能脊髓或神經(jīng)根在術(shù)中被牽拉或受壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致。因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常的SEP改變,認(rèn)識(shí)其基準(zhǔn)值和警戒標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的。通常SEP異常表現(xiàn)為波幅下降50%或潛伏期延長(zhǎng)超過(guò)10%表明有脊髓功能的損害,提示術(shù)者暫停手術(shù)或改變操作方法(即經(jīng)典50/10法則)。劉廷剛等(2012年)采用皮層軀體感覺誘發(fā)電位對(duì)74例脊柱脊髓手術(shù)患者進(jìn)行術(shù)中監(jiān)測(cè),證實(shí)SEP能比較準(zhǔn)確地反映脊髓及神經(jīng)根的功能,較大限度地減少了神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)生,為脊柱外科開展高難度的手術(shù)提供有力保障。Ep-stein等(1993年)利用SEP監(jiān)測(cè)脊柱側(cè)凸手術(shù),可將患者的神經(jīng)并發(fā)癥率從6.9%減少至0.7%。術(shù)中不受監(jiān)測(cè)的218例頸椎病患者中出現(xiàn)了8例(3.7%)不同程度的四肢癱瘓,而術(shù)中受監(jiān)測(cè)的100名患者并沒有出現(xiàn)癱瘓或死亡病例,說(shuō)明術(shù)中連續(xù)SEP監(jiān)測(cè)可作為頸椎手術(shù)的實(shí)用工具。MEP作為一種高靈敏度、低損害、低并發(fā)癥的監(jiān)測(cè)手段,已越來(lái)越受到臨床重視。它不僅可用來(lái)評(píng)定SCI患者運(yùn)動(dòng)功能狀態(tài),還可以為制定各種治療方案提供一項(xiàng)可靠的指標(biāo)。電刺激引出MEP波形提示脊髓傳導(dǎo)束功能正常,而波形消失提示傳導(dǎo)功能障礙,即“全或無(wú)”或波幅下降80%的判定原則,其監(jiān)
測(cè)敏感度可達(dá)100%,只是特異度僅為90%[11]。Fulkerson等[12]采用經(jīng)顱電刺激MEP監(jiān)測(cè)兒童脊柱外科手術(shù),證實(shí)MEP監(jiān)測(cè)的可靠性和安全性。Schwartz等[13]利用經(jīng)顱磁刺激MEP監(jiān)測(cè)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)束的功能狀態(tài),能準(zhǔn)確掌握脊髓血流量的變化。MEP與SEP雖同為神經(jīng)電生理技術(shù),但兩者所代表的脊髓功能是截然不同的。有證據(jù)表明,SCI后SEP缺失者,損傷水平以下肢體的運(yùn)動(dòng)功能并不一定喪失(Hahn等,1983年),而SEP正常者亦可能出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙(Mustain等,1991年)。因此,采取SEP與MEP聯(lián)合監(jiān)測(cè)才能反映脊髓功能完整性和準(zhǔn)確評(píng)估SCI預(yù)后。
2.3誘發(fā)電位在預(yù)后的判斷價(jià)值 SEP有助于SCI患者預(yù)后的判斷。術(shù)后立即或不久瞬時(shí)出現(xiàn)SEP者,其脊髓相關(guān)功能恢復(fù)的可能性更大,反之,預(yù)后良好的可能性較小。杜偉等[14]對(duì)14例脊髓型頸椎病患者進(jìn)行手術(shù)預(yù)后判斷,發(fā)現(xiàn)術(shù)后1、2、4、12、24周SEP的潛伏期均呈現(xiàn)出不同程度的下降。短潛伏期EPs波形相對(duì)恒定,重復(fù)性好,同時(shí)不受意識(shí)、睡眠等影響,常被用于判斷意識(shí)障礙患者的預(yù)后。劉素萍等收集20例各種病因所致的意識(shí)障礙患者信息,并進(jìn)行預(yù)后相關(guān)性分析。SEP異常者中預(yù)后不良率明顯高于SEP正常者。Tzvetanov等[15]證實(shí)中風(fēng)發(fā)作時(shí)刺激正中神經(jīng)和脛后神經(jīng),獲得的SEP可在腦卒中患者的功能預(yù)后中具有重要價(jià)值。觀察SEP能較大提高預(yù)后判斷的準(zhǔn)確性,對(duì)指導(dǎo)臨床治療,提高搶救成功率和預(yù)后判斷有重要意義。Tnanka等[16]采用經(jīng)顱磁刺激技術(shù)監(jiān)測(cè)脊髓功能,證實(shí)術(shù)中MEP監(jiān)控有助于預(yù)防頭顱和脊柱術(shù)后的運(yùn)動(dòng)功能的癱瘓,為SCI預(yù)后判斷提供了可靠的依據(jù)。Szelényi等[17]報(bào)道對(duì)1例64歲雙側(cè)大腦中動(dòng)脈瘤患者進(jìn)行術(shù)中MEP監(jiān)測(cè)。在動(dòng)脈瘤夾閉過(guò)程中,左拇短展肌和脛骨前肌波形消失,預(yù)測(cè)術(shù)后運(yùn)動(dòng)通路障礙,術(shù)后證實(shí)該患者出現(xiàn)左側(cè)偏癱。
3.1誘發(fā)電位的引導(dǎo)方法 目前沿用改良Allen′s法制作不完全SCI動(dòng)物模型,然后借助皮質(zhì)SEP,MEP進(jìn)行SCI大鼠EPs實(shí)驗(yàn)研究。Schlag等[18]通過(guò)刺激正常的大鼠腳趾,在對(duì)側(cè)大腦皮層記錄到有幾個(gè)不同波形組成的SEP。其中,在潛伏期后有3個(gè)連貫的SEP波峰,N1波峰的潛伏期為15.5~17.5 ms、P1波峰為20~23 ms、N2波峰為26~31 ms,最后以較寬且平坦幅度波終止。SEP的獲取方法通常是在暴露完好的硬腦膜后,滴加38℃液體石蠟以保護(hù)皮層,然后將大鼠置于屏蔽柜中,將銀球引導(dǎo)陽(yáng)極固定于鉆孔處,陰極置于同一水平的切口處的皮膚,刺激電極置于對(duì)側(cè)后肢肌中,陰、陽(yáng)電極距離約1 cm,刺激強(qiáng)度以輕微抽動(dòng)為宜,接地電極置于與刺激電極同一水平的背部皮膚,將各電極與信號(hào)采集系統(tǒng)相連,輸入適宜的參數(shù),觀察電位潛伏期及波幅的變化。
EPs與刺激有鎖時(shí)關(guān)系。為了獲得理想的SEP,需將刺激得到的電信號(hào)平均疊加。經(jīng)過(guò)數(shù)次疊加,與刺激無(wú)關(guān)的噪聲逐漸削減,而與刺激有鎖時(shí)關(guān)系的信號(hào)以代數(shù)和的方式逐漸放大(林棟等,2006年)。MEP是應(yīng)用電或磁刺激皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)產(chǎn)生的興奮,通過(guò)下行傳導(dǎo)通路使脊髓前角細(xì)胞或周圍神經(jīng)運(yùn)動(dòng)纖維去極化,在相應(yīng)肌肉、神經(jīng)、脊髓記錄到的電位變化。MEP的獲取方法與SEP相似。引導(dǎo)電極的陽(yáng)極置于大鼠對(duì)側(cè)小腿腓腸肌,陰極置于跟腱,陰陽(yáng)兩極相距1 cm。刺激電極銀球引導(dǎo)陰極置于上述鉆孔處,陽(yáng)極置于同一水平的對(duì)側(cè)切口皮膚處,地極置于引導(dǎo)電極同一水平背部皮下,獲取MEP時(shí)也要進(jìn)行疊加來(lái)削弱干擾。SCMEP就是把MMEP的刺激電極從大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)轉(zhuǎn)移到脊髓的硬脊膜上。有研究表明溫度能夠影響神經(jīng)電活動(dòng)。低溫可抑制離子通道的活性和興奮神經(jīng)元,導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)數(shù)量減少[19],因此對(duì)動(dòng)物進(jìn)行保溫尤為重要;同時(shí)異氟醚等麻醉劑可降低脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性,使EPs潛伏期延長(zhǎng)、波幅明顯降低,甚至可以導(dǎo)致某些成分的缺失(劉心東等,1994年)。因此在采用EPs檢測(cè)時(shí),應(yīng)盡量避免麻醉藥物干擾。
3.2誘發(fā)電位在實(shí)驗(yàn)治療學(xué)中的應(yīng)用 在SCI藥物治療中,利用EPs檢測(cè)對(duì)把握藥物治療時(shí)機(jī)、判斷藥物的療效具有重要意義。Morris等[20]報(bào)道大鼠SEP的振幅百分比和受壓時(shí)間耐受值關(guān)系,得出長(zhǎng)時(shí)間的脊髓受壓可導(dǎo)致SEP波幅明顯降低。當(dāng)脊髓受壓迅速解除后SEP的波幅有一定程度的降低甚至消失,但機(jī)體功能測(cè)試依舊正常。羅俊譜等(2013年)探討黃芪對(duì)實(shí)驗(yàn)性SCI動(dòng)物的療效,發(fā)現(xiàn)大鼠SCI 后SEP潛伏期明顯延長(zhǎng),波幅降低。傷后28 d,黃芪組較甲基強(qiáng)的松龍組SEP潛伏期及波幅恢復(fù)明顯,說(shuō)明黃芪有助于恢復(fù)SCI神經(jīng)傳導(dǎo)功能,對(duì)損傷后的脊髓有一定保護(hù)作用。Perez-Espejo等(1996年)制備大鼠脊髓壓迫模型,利用SEP、BBB評(píng)分評(píng)估運(yùn)動(dòng)功能,實(shí)驗(yàn)表明紫杉酚較甲基強(qiáng)的松龍以及4-氨基吡啶的SEP潛伏期及波幅有明顯的改善。因此,EPs在實(shí)驗(yàn)藥物治療學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注。
EPs檢測(cè)有助于判斷神經(jīng)功能恢復(fù)程度,為SCI神經(jīng)、細(xì)胞移植治療提供重要參考。Lee等[21]報(bào)道周圍神經(jīng)移植和酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(aFGF)治療SCI大鼠,并采用SSEP、MEP檢測(cè)神經(jīng)恢復(fù)情況,證實(shí)周圍神經(jīng)移植修復(fù)手術(shù)聯(lián)合aFGF治療有助于SCI脊髓神經(jīng)再生,促進(jìn)脊髓運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。Bertelli等(1994年)報(bào)道通過(guò)周圍神經(jīng)的移植來(lái)重建SCI正中神經(jīng),8個(gè)月后各組大鼠SEP的潛伏期始終較正常控制組長(zhǎng),完全SCI組未獲得SEP,實(shí)驗(yàn)表明正中神經(jīng)重建有助于促進(jìn)SCI神經(jīng)功能的恢復(fù)。在細(xì)胞移植治療SCI中,SEP和MEP也是一種重要的檢測(cè)手段。García-Alías等[22]利用嗅鞘細(xì)胞和雪旺細(xì)胞移植治療SCI大鼠,采用EPs成功檢測(cè)其上行、下行通路恢復(fù)的完整性。嗅鞘細(xì)胞有利于減少神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的活動(dòng)性。Lee等[23]在人類干細(xì)胞移植治療SCI大鼠研究中,利用記錄SEP和MEP判斷其功能恢復(fù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)SEP潛伏期明顯縮短,證明人類干細(xì)胞治療急性SCI有效。Guo等[24]報(bào)道在自體骨髓單核細(xì)胞移植與集落刺激因子治療SCI大鼠研究時(shí),也采用SEP及MEP檢測(cè)。總之,EPs作為一種客觀的檢測(cè)手段,已被廣泛應(yīng)用于對(duì)神經(jīng)、細(xì)胞移植實(shí)驗(yàn)治療SCI的監(jiān)測(cè)。
王振宇等(2009年)報(bào)道電針夾脊穴治療SCI,治療前后均采用SEP檢測(cè)。在4~8周時(shí)電針治療組SEP潛伏期最短,表明電針刺激夾脊穴促進(jìn)SCI大鼠神經(jīng)功能的恢復(fù),并且先期電針干預(yù)的效果優(yōu)于后期。陶濤濤等[25]研究水中平板訓(xùn)練對(duì)SCI大鼠EPs的影響。各組造模后均采用SEP及
MEP等評(píng)定肢體功能及訓(xùn)練效果,發(fā)現(xiàn)水中平板訓(xùn)練能明顯促進(jìn)SCI大鼠脊髓功能的恢復(fù)。Agrawal等[26]指出SEP技術(shù)和BBB評(píng)分是不同階段的診斷工具,SEP的敏感性高于BBB評(píng)分,同時(shí)SEP有助于準(zhǔn)確判斷SCI的程度和康復(fù)預(yù)后。Jou(2004年)報(bào)道采用SEP和CMAP技術(shù)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大鼠腰骶部橫斷面的受損情況。有關(guān)EPs對(duì)SCI實(shí)驗(yàn)治療學(xué)的研究也從側(cè)面反映EPs技術(shù)已成為了一種可靠、有效的SCI動(dòng)物模型評(píng)價(jià)的方法。
EPs不僅為SCI術(shù)前的診斷、術(shù)中監(jiān)測(cè)及預(yù)后判斷提供了相對(duì)客觀的指標(biāo),同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物SCI藥物治療學(xué)研究中的一種重要神經(jīng)功能檢測(cè)手段。EPs雖然敏感度更高,但是也存在其局限性,易受各種因素的影響。溫度及麻醉對(duì)EPs的影響明顯,同時(shí)神經(jīng)阻滯劑、慢性不可預(yù)見性應(yīng)激[27]及個(gè)體因素等也對(duì)EPs有影響。只有充分減少不利因素的干擾,才能最大的發(fā)揮EPs在臨床SCI檢查及其在動(dòng)物模型評(píng)價(jià)中的應(yīng)用價(jià)值。目前,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中,傳統(tǒng)的EPs檢測(cè)方法對(duì)動(dòng)物損傷大,不利于波形的穩(wěn)定監(jiān)測(cè)及動(dòng)物的長(zhǎng)期存活。改進(jìn)誘發(fā)電位刺激和記錄技術(shù)可以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。EPs缺乏統(tǒng)一預(yù)警的標(biāo)準(zhǔn),所以確立統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行,且規(guī)范個(gè)體化的麻醉方案也刻不容緩。隨著電生理學(xué)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,EPs與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)(MRI、肌電圖、腦電圖、基因工程、免疫學(xué)等)相結(jié)合,必將對(duì)各種疾病的發(fā)病機(jī)制研究取得突破性的進(jìn)展。
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Evoked potential examination after spinal cord injury and its application in evaluating animal models
GU Bing1,YU Bin1,ZHANG Hai-ming2,LI Hua-nan2
(1.School of Pharmacy,Jiangxi Science&Technology Normal University,Nanchang 330013,China;2.The Affiliated Hospital of Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine,Nanchang 330006,China)
Abstract:Evoked potentials can reflect the integrity of spinal sensory and motor conduction pathway.Evoked potential exami-nation not only provides relatively objective index for patients with spinal cord injury in preoperative diagnosis,intraoperative monitoring and prognosis judging,but also plays an irreplaceable role in evaluating animal models for spinal cord injury.This pa- per systematically reviews evoked potential in the clinical exami-nation of spinal cord injury and its application in evaluating ani-mal models.
Key words:spinal cord injury;evoked potential;somatosensory evoked potential;motion evoked potential;animal model;evalua-tion
作者簡(jiǎn)介:顧 兵(1971-),男,博士后,教授,研究方向:神經(jīng)精神藥物學(xué),E-mail:bguemory@hotmail.com
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 30960448);江西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 20142BAB205023);江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(No GJJ14603)
收稿日期:2015-04-09,修回日期:2015-05-12
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1001-1978(2015)09-1202-05
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2015.09.005