比格犬陰莖背神經切除術中神經電生理檢測模型的建立及意義

唐慶來,宋 濤,韓友峰,仇 瑋,徐春璐,錢麗萍,吳鴻雁,史 烔,戴玉田1,?

(1.南京醫科大學研究生院,南京 211166; 2.南京醫科大學附屬江寧醫院,南京 211100;3.南京醫科大學鼓樓臨床醫學院,南京 210008)

隨著男科學及神經電生理檢測技術的發展,陰莖神經電生理檢測越來越多地應用于男性勃起功能障礙(erectile dysfunction, ED)及早泄(premature ejaculation, PE)等性功能障礙的診治[1],陰莖體感誘發電位(penile somatosensory evoked potentials,PSEP)及陰莖皮膚交感反應(penile sympathetic skin response, PSSR)對原發性早泄(primary PE, PPE)的分型診斷及病情評估具有重要的臨床意義[2]。而目前在原發性早泄外科治療中,選擇性陰莖背神經切除術(selective dorsal penile neurectomy, SDN)仍存在一定的爭議,尤其是如何把握好切除神經尺度的問題未有定論[3-4],因此,結合本研究組前期的研究結果及部分領域術中神經電生理監測的研究成果[5],本研究將神經電生理技術引入SDN 術中,觀察并分析全麻下比格犬陰莖背神經切除過程中陰莖體感誘發電位的波形及參數變化,為進一步探討男性SDN 術中尺度把握的方法提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

5 只成年(52 周齡)普通級雄性比格犬,體質量(10±0.3)kg,購自儀征安立卯生物科技有限公司[SCXK(蘇)2016-0005],飼養及實驗操作在南京大學附屬鼓樓醫院動物實驗研究中心[SYXK(蘇)2014-0051],本實驗南京鼓樓醫院實驗動物倫理委員會倫理審查批準號：201806001。 實驗室溫度20℃～24℃,相對濕度40%～70%。 實驗動物予以常規飼料喂養,自由飲水,適應性飼養7 d。 研究期間每天下午到運動場活動,使其能配合實驗的順利進行。

本實驗嚴格遵守國家實驗動物福利倫理相關規定,嚴格遵守動物使用的3R 原則,滿足動物保護、動物福利以及倫理原則的要求。

1.2 主要試劑與儀器

舒泰(法國,維克公司,劑型20 mg/1 mL);丙泊酚(西安,力邦制藥有限公司,劑型200 mg/20 mL);異氟烷(濟南,仁源化工有限公司,劑型100%：100 mL)。 肌電圖/誘發電位儀(美國,Nicolet 公司);手術顯微鏡(上海,安信光學儀器制造有限公司);單線螺旋針一次性電極、表面電極片(西安,富德醫療電子有限公司生產,SEAg-J-22×32);直針式一次性電極(美國,Neurocare 公司);環狀電極、鱷魚夾導線(愛爾蘭,Natus 公司);接地線(荷蘭,VIASYS Healthcare 公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 麻醉

首先應用舒泰10 mg/kg 肌肉注射進行麻醉誘導,取仰臥位,四肢固定后,耳緣靜脈穿刺,建立靜脈通路,氣管插管,通過靜脈通路按需給予丙泊酚2 mg/kg 靜脈麻醉,吸入異氟烷維持。

1.3.2 全麻后比格犬PSEP 的檢測

(1)比格犬陰莖頭體感誘發電位(glans penis somatosensory evoked potential,GPSEP)檢測：①將兩貼片電極黏貼于陰莖頭(內含陰莖骨)兩側,分別以鱷魚夾于貼片電極游離端提供電刺激;②右前肢備皮、消毒后以螺旋針式電極置于比格犬的前肢作為接地電極位置;③比格犬頭部及前額部備皮、消毒后參照人體國際10-20 系統電極放置法,將針式電極斜行刺入CZ(中央頭頂)后2 cm 處及前額中線,兩側眉弓連線中點略上FPz 處;④確認電極阻抗＜5 kΩ,將各參數設定如下：矩形電流脈沖持續時間1.00 ms,頻率3 Hz;⑤調節電流刺激強度15 mA,行200 次疊加,電刺激引發第一個向上的波峰所需的時間即為GPSEP 潛伏期;⑥重復上述操作,取兩次的平均值為最終的GPSEP 潛伏期(如遇波形不顯著或雜波較多干擾判斷的應則不予納入,繼續上述操作1～2 次,直至引出波形顯著而穩定 的反應后予以疊加)。

(2)比格犬陰莖背神經體感誘發電位(DNSEP)檢測：陰莖體部以環狀電極置于陰莖體的前部及根部,作為刺激電極;接地電極、記錄電極位置及各參數設定與GPSEP 相同;其余操作與GPSEP 檢測大致相同(見圖1)。

1.3.3 比格犬陰莖背神經切除及術中PSEP 監測方法

(1)術前調試顯微鏡;麻醉成功后,測定全麻下PSEP 后。 取比格犬陰莖陰囊部“U”形切口,逐層切開皮膚、皮下組織,游離自陰莖頭部至陰莖根部,將整個陰莖海綿體、尿道海綿體組織自比腹部皮膚附著處牽出。

(2)術中測量陰莖頭部陰莖骨的長度(7 ～8 cm),打開包繞陰莖海綿體及尿道海綿體的“BUCK氏”筋膜,充分游離陰莖背側的筋膜組織。

(3)顯微鏡下觀察陰莖背動脈外側陰莖背神經走向,在海綿體白膜表面找到犬陰莖背神經,顯微鏡下呈淺微黃色,以顯微鉗鑷將神經及分支仔細游離,以細絲線牽引(見圖2)。 將滅菌后的環狀電極線置于比格犬陰莖部提供電刺激,腦部電極、接地電極位置同上節“全麻下測定”,檢測DNSEP;同法檢測GPSEP。 逐一切除游離的神經5 ～10 mm 不等,送病檢。 在切除陰莖背神經過程中, 即在全麻后、DPN 分支切除一半時、切除完成時,實時測定比格犬陰莖體感誘發電位DNSEP 及DNSEP,記錄潛伏期(Lat)及波幅(Amp)參數值,直至僅保留一支神經分支,4-0 可吸收縫線分層縫合,包扎。 在比格犬術前30 min 以及術后48 h 內給予二代頭孢菌素抗感染治療。

1.4 統計學分析

所有資料采用SPSS 22.0 進行統計分析,符合正態分布的計量資料以用平均數±標準差(±s)表示,重復測量的數據采用重復測量的方差分析,以P＜0.05 差異有統計學意義。

圖1 全麻后比格犬各部位電極放置位置Figure 1 The position of electrodes in beagle dogs after general anesthesia

圖2 顯露陰莖背血管、游離陰莖背神經Figure 2 Exposure of dorsal penile vessels and separation of the dorsal penile newe

2 結果

2.1 術中SEP 連續檢測波形及參數分析

全麻后比格犬PSEP 檢測中獲得了較滿意的檢測波形(見圖3)。 5 只比格犬全麻下GPSEP 平均潛伏期為(41.84±1.41) ms,平均波幅(1.56±0.26)μV;DNSEP 平均潛伏期為(33.32±0.82) ms,波幅平均(1.56±0.18) μV。 在陰莖背神經切除過程中,5 例比格犬的DNSEP 及GPSEP 的潛伏期在手術結束后較手術開始時均有不同程度的延長,且DNSEP及GPSEP 的平均潛伏期總體呈延長態勢(見圖4),其中3 例DNSEP 潛伏期呈逐漸延長態勢,2 例DNSEP 潛伏期在術中出現稍縮短,1 例GPSEP 潛伏期在術中出現縮短。

數據分析結果顯示：術中連續檢測在不同神經分支切除時間點比格犬DNSEP/GPSEP 潛伏期平均值之間的差異均具有顯著性(P 值分別為0.025, 0.004),而DNSEP/GPSEP 波幅平均值在差異均無顯著性(P 值分別為0.520, 0.310)。 連續檢測DNSEP、GPSEP 所得到的參數及統計結果(見表1)。

2.2 比格犬術后恢復情況及切除神經病理

未發現術后比格犬陰莖皮膚感染、壞死,術后排尿正常,切口愈合良好。 所有手術中切除的比格犬陰莖背神經行病理檢查,結果均證實為神經組織(見圖5)。

圖3 比格犬陰莖背神經切除手術進行中DNSEP/GPSEP檢測波形圖Figure 3 Waveform of GPSEP/DNSEP during the resection of dorsal penile nerve in Beagle dogs

圖4 比格犬DNSEP/GPSEP 術中平均潛伏期變化趨勢Figure 4 Trends of changes of the intraoperative average latency of DNSEP/GPSEP in the Beagle dogs

表1 5 例比格犬在陰莖背神經切除過程中DNSEP/GPSEP 各參數測量結果比較Table 1 Comparison of DNSEP/GPSEP measurements in 5 beagle dogs during penile dorsal nerve resection

圖5 比格犬陰莖背神經組織的病理學改變(HE 染色)Figure 5 Histopathology of the dog dorsal penile nerve(HE staining)

3 討論

在原發性早泄的臨床及基礎研究中,建立良好的動物模型至關重要。 近年來,大鼠PE 模型已用于實驗研究[6-7],但實驗均需在麻醉狀態下進行,不能模擬人清醒狀態下的真實情況;盡管交配實驗篩選PE 模型代表性較好,但所需樣本量大,實驗周期長[8]。 因此,對PE 動物模型的研究仍需不斷探索,我們了解到,比格犬是目前生命科學研究中國際公認的專用實驗犬,其陰莖發育良好,可用于泌尿生殖系統的臨床研究[9-10]。 比格犬陰莖解剖結構特殊,其具有成熟板層骨組織而無骨髓腔的陰莖骨(疲軟時起到支撐、承載作用,交配時能起到有力的向前推動作用);但這并不影響其成為較好的神經電生理檢測模型的實驗動物;有研究發現比格犬陰莖內具有較多厚壁血管及交感神經叢,并且陰莖海綿體內有較多脂肪細胞[11];趙永斌等[12]的研究也發現比格犬陰莖血管、神經與人陰莖存在一定相似性,是進行男科學相關研究理想的實驗動物。 這些解剖學特點為基于陰莖神經電生理的PE 神經電生理機制的研究提供了重要的依據。 同時,鑒于本研究的目的是基于PE 神經電生理機制的探討,盡管未進行交配實驗篩選比格犬早泄模型,但并不影響全麻下陰莖背神經切除術中陰莖神經電生理檢測動物模型的建立。

近來年,電生理學動物模型的研究報道較多[13-14]。 任仙等[15]以成年比格犬作為實驗對象成功地建立了術中神經電生理監測動物模型,為臨床選擇合適的運動誘發電位監測參數提供了重要的參考,為本課題的設計與開展提供了重要的參考依據。 本研究中在全麻下給予比格犬陰莖體部及陰莖頭部合適強度與頻率的電刺激,應用針式電極在適當腦區能夠記錄到穩定的DNSEP 及GPSEP 波形;表明了應用本研究中介紹的方法可以成功建立全麻下比格犬陰莖神經電生理(主要為陰莖體感誘發電位)檢測模型。

由于臨床常規SEP 檢測的電刺激強度需要興奮周圍神經中直徑較粗的有髓纖維,但刺激強度必須足夠大才能使所有粗大的有髓感覺軸突興奮,但過強刺激又會產生較大的偽跡[16],因此,本實驗中在保證安全的前提下,經反復測試發現在15 mA 電刺激強度時SEP 波形較穩定,認為15 mA 電刺激強度是比格犬全麻下進行PSEP 檢測較合適的強度。研究還發現：GPSEP/DNSEP 的波形與人相似,DNSEP 的P40 潛伏期明顯短于正常人的潛伏期,在全麻下未切除神經前測定的DNSEP 個別甚至接近30 ms 的位置,可能與比格犬的身長較短有關;但比格犬GPSEP 的潛伏期明顯長于DNSEP,考慮盡管比格犬身長較短,但因具有陰莖骨這一特殊的解剖結構可能對神經傳導存在一定的影響,故綜合以上兩種因素,使比格犬GPSEP 潛伏期變長,與正常人相當[17]。

此外,SEP 主要反映脊髓后索即脊髓感覺通路的功能狀態,是目前臨床上較為成熟的術中監測項目之一[18-19]。 本研究顯示：在進行陰莖背神經切除過程中,GPSEP/DNSEP 潛伏期存在一定的變化,隨著切除陰莖背神經分支數目的增多,多數存在潛伏期的進行性延長,但波幅變化并不顯著,分析潛伏期變化原因認為：術中切除陰莖背神經分支發生以SEP 為主的神經電生理結果變化的機制顯然與脊椎手術中脊髓缺血、損傷產生的SEP 變化的機制不同[20],可能為陰莖背神經切除后影響了陰莖背神經及分支傳導感覺的整體速度,然而具體機制有待進一步研究。

需要指出的是：在研究中SEP 波形常常受到一定程度的干擾,需要多次檢測,考慮原因在于：SEP整個傳導通路從外周神經,通過脊髓,最終到達大腦皮質,結果易受到傳導過程中干擾因素的影響,包括電極直接接觸刺激的海綿體表面組織與接觸皮膚的情況存在差異,以及實驗室環境、儀器、實驗動物自身的生理因素等,故各實驗室之間結果可能難以比較,但這并不妨礙同一實驗動物自身的前后對照。 同時,由于本研究中樣本數有限,需要更大樣本數的實驗結果。 綜上所述,本研究成功地建立了比格犬陰莖背神經切除術中神經電生理檢測模型,表明在全麻下能夠誘發出穩定的、可重復的PSEP 波形,在SDN 術中可連續檢測術中PSEP,其潛伏期隨手術進行可能發生變化,研究結果有望為相關研究提供重要的參考。