骨科学
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第一节 躯体感觉诱发电位

一、SEP的分类

SEP目前尚无统一的分类方法,通常根据记录电极和刺激电极的位置分为(图1-6-1-1):感觉神经动作电位(sensory action potentials,SNAP)、脊髓诱发电位(spinal cord evoked potentials,SCEP)和皮层诱发电位(cortical evoked potentials,CEP)。此外,根据SEP的潜伏期分为短潜伏期SEP、中潜伏期SEP和长潜伏期SEP。其中,短潜伏期SEP与刺激有明显的锁时关系,其神经发生源相对固定,而且很少受意识状态的影响,所以在临床上应用较广;而中、长潜伏期SEP各成分受意识状态影响较大,使其临床应用受限。

图1-6-1-1 躯体感觉诱发电位基本原理

二、SEP的检查方法

诱发电位检查室应保持安静和恒温,避开各种电器设备及高频辐射源的干扰,尽量避免一切非相关刺激对检查结果的影响。根据诊断需要选择检查方法和导联。通常采用混合神经刺激法或节段性皮神经刺激法,直流方波脉冲刺激,刺激频率一般为2~10Hz。刺激强度通常以该神经支配的肌肉产生轻度收缩为准。记录电极的放置应满足靠近特定神经发生源,同时远离生物电“噪声”干扰源的要求。头部记录时通常以脑电图国际10~20系统为标准,并在此基础上根据需要增加记录点位;记录上、下肢SCEP时,通常取C5~7或T11~L1棘突为记录点;记录周围神经“监护”电位(SNAP)时可取神经干接近体表的部位,如上肢的Erb点、下肢的腘窝点等安置记录电极。

三、SEP波形成分的测量和分析

SEP波形包括:①各波潜伏期:如峰潜伏期(peak latency,PL)和起始潜伏期(onset latency,OL),以及各波时程;②峰间潜伏期:包括SEP任何两个波的峰—峰,谷—谷,谷—峰之间的潜伏期;③波幅:系体感神经通路病损早期较敏感的参数,但个体差异较大;④波形:正常SEP波形呈W形,但不规则,波峰可大可小,有时很难辨认,临床应用价值有限;⑤相应波的双侧波比较:可消除个体之间的差异,对发现早期一侧性病损较为敏感;⑥计算机检测波峰下的波幅面积,分析位相与量值等,可以克服目测法的不足,促进SEP检查参数的定量化。尤其是近年来采用的比特彩色地形图(bit-mapped colour imaging)技术,能对SEP某些波的神经发生源进行研究,标志着SEP技术有了质的飞跃。

四、影响SEP的因素

影响SEP的因素包括:①年龄因素:新生儿的周围感觉神经和脊髓传导均较成人慢,约为成年人的1/2,要到4~19岁才接近成年人的速度;老年人由于周围神经和中枢神经出现老化,神经传导速度明显下降。②身高与肢长:SEP各成分的绝对潜伏期显然与刺激点到记录点之间的距离有关,呈明显的线性相关。临床应将身高与肢长标准化,变成校正值,以后再测量各波的PL。③性别:性别差异对神经传导速度的影响各家报道不一。一般认为,SEP中枢传导时间女性较男性更短。④温度:温度对SEP有明显影响,尤其是对周围神经影响更为明显。当肢体温度在28~38℃范围内,温度每升高或降低1℃,周围神经传导速度可相应增减5%。⑤药物:某些药物如苯妥英钠、芬太尼、箭毒和一些麻醉剂如异氟烷、氟烷等对SEP有一定影响,可使SEP波形改变、波幅降低、潜伏期延长,甚至某些波形缺失等。

五、SEP在矫形外科的临床应用

SEP是刺激从周围神经上行到脊髓、脑干和大脑皮层感觉区时在头皮或体感神经通路沿线记录的电位,分析这些部位SEP的变化,不仅可以检查出中枢部位的疾患,而且对诊断周围神经损伤和脊髓病变也是有效的方法。

(一)周围神经损伤

1.外周段神经损伤

SEP的主要作用:①确定外周段神经与中枢的连续性。神经完全离断时SEP完全消失,部分神经纤维仍然连续时在头皮可引出异常SEP,但在外周神经干上可能记录不到。②跨越受损部位感觉神经传导速度的检测。在伤点上、下刺激神经,用两处测得的皮层SEP峰潜伏期的差值即可求出跨越受损部位感觉神经传导速度,这在外周神经传导速度无法检测的情况下尤为重要。③神经再生和再生速率的判断。在神经缝合及移植术后,观察轴突的再生时间,同样可根据异常的皮层SEP或跨越缝合点(或移植段)的感觉神经传导速度得出结论。

2.卡压综合征

如腕管综合征(正中神经受压)、肘管综合征(尺神经受压)、梨状肌综合征(坐骨神经受压)和踝管综合征(胫后神经受压)等。刺激该神经受压部位的远端时,在神经干或头皮记录的SEP可表现为波幅降低、潜伏期延长以及峰间潜伏期增大。

3.臂丛神经损伤

可分为背根神经节节前或节后损伤。两者的损伤程度、治疗方法和预后完全不同。节前损伤多是在神经孔内或脊髓撕脱性损伤,手术修复是不可能的,必须尽早进行替代性手术。而SEP检查在损伤早期就能提供定位诊断的依据。

4.胸廓出口综合征

系多种原因所致的胸腔出口处狭窄,压迫邻近的神经和血管引起的临床综合征,主要压迫C8~T1神经根或臂丛内侧束,表现为尺神经及其分布区的感觉运动障碍以及前臂血液循环障碍。SEP和EMG检查可能有两种结果:①有感觉症状而无体征者,SEP、EMG(electromyography)正常,可能是由于感觉纤维受累较轻;②有感觉症状和体征者,其中正中神经SEP多为正常,尺神经SEP可能因受压部位不同而有两种不同表现。

(二)脊柱及神经根病变

1.腰椎间盘突出症或腰椎管狭窄症

多发生在L4~5,L5~S1次之,有单侧、双侧、中央型及是否伴有腰椎管狭窄者,SEP表现也不一样。常用的SEP检查方法大致可为四类:

(1)下肢短潜伏期SEP:

因为腰椎间盘突出症大多数只是一条神经根受压,少数两条神经根受压,而腓总或胫后神经由L4~S1共3条神经根组成,单一神经根受损时,其余神经根的正常传导可掩盖其异常,所以刺激腓总或胫后神经所记录的诱发电位对腰椎间盘突出症的诊断意义不大。腰椎管狭窄通常使多个神经根受累,因此刺激混合神经干的皮层电位对诊断腰椎管狭窄或多节段腰椎间盘突出症有显著意义。

(2)节段性SEP(周围神经皮支刺激法):

这是节段性SEP中目前应用较广,效果较好的方法。目前认为,腓肠神经代表S1节段(根性),腓浅神经代表L5节段,而隐神经则代表L3和L4节段。因此,刺激上述神经其SEP则更有选择性和敏感性,是判断腰椎间盘突出和腰椎管狭窄神经根受损的较好方法。

(3)节段性SEP(皮节刺激法):

其诊断意义有较大争议。有报道其阳性率达90%,不仅比EMG阳性率(50%左右)高,甚至比腰椎管造影更为敏感。也有报告认为皮节法的节段性SEP虽比常规短潜伏期SEP有其优越性,但并不很理想。其诊断价值有待进一步研究。

(4)脊髓诱发电位(SCEP):

下肢脊髓诱发电位是评价腰骶神经根功能的直接手段,可通过刺激混合神经 (胫后和腓总)或节段性(根性)皮神经(腓浅、腓肠及隐神经),用针电极在棘间韧带内记录。研究表明,其峰潜伏期(LP)对腰骶神经根损害的判断较敏感,且诊断率较高。

2.先天性脊柱畸形合并神经损伤

脊柱侧凸造成的损伤主要是脊髓的牵张和压迫,脊髓纵裂除牵张与压迫外,脊髓发育异常(脊髓囊肿形成等)也是脊髓损伤的重要因素。脊髓不全损伤,如果后索及侧索完好,深感觉正常,短潜伏期SEP不出现异常。如果脊髓完全损伤或畸形椎板深陷压迫脊髓背侧,即使背侧损伤轻微,短潜伏期SEP也能显示出异常,且能通过潜伏期延长和波幅减低或消失程度了解脊髓损伤的节段和程度。对脊髓损伤行短潜伏期SEP检查常选用方法有胫后神经皮层体感诱发电位和脊髓诱发电位(SCEP)。SCEP可帮助确定脊髓损伤的节段,可用来指导手术治疗和评价手术效果。

3.颈椎病

主要表现为颈髓电位潜伏期延长和波幅降低,严重者有波形改变。因颈椎病多发生在C6~7,刺激正中神经(C6~T1)引出的SEP阳性率不高,系异常改变被正常结果所掩盖。而同时刺激桡神经、尺神经及正中神经,常有助于明确诊断。有报告认为刺激单一神经根以尺神经和桡神经阳性率较高。一般情况下,单侧单神经根SEP异常者多为神经根型颈椎病,而双侧多节段异常者多为脊髓型。此外,节段性刺激技术也有助于分型:正常反应和局限于单个皮节区的异常多见于神经根型,多个皮节区异常仅见于脊髓型,而两个相邻皮节区的异常,则难以作出鉴别。脊髓型或混合型患者下肢SEP较为敏感,有时出现腓神经SEP潜伏期明显延长,而上肢SEP仍属正常范围,其解释为离胞体较远的后索更易受压迫性。

4.颈髓肿瘤

见MEP。

5.颈椎畸形

先天性脊柱畸形合并神经损伤的主要原因是脊髓的牵张和压迫,脊髓损伤的因素除牵张与压迫外,脊髓发育异常也是脊髓损伤的重要因素。脊髓不全性损伤,如果后索及侧索完好,深感觉正常,SEP不出现异常。如果脊髓完全损伤或畸形椎板深陷压迫脊髓背侧,即使损伤轻微,SEP也可出现异常。通过潜伏期延长和波幅减低或消失程度了解脊髓损伤的节段和程度。

(三)脊髓局灶性病损

1.脊髓空洞症

多发生在颈膨大,主要侵犯脊髓灰质后柱,也可侵犯前柱和侧柱,晚期尚可累及后索或侧索。所以早期临床感觉障碍的特点之一是痛、触觉分离和浅、深感觉分离。按照脊髓病损时SEP的共同特点:凡引起深感觉障碍者,其SEP多异常;而仅有浅感觉障碍时,相应SEP多属正常。晚期病变向侧后方压迫或扩展时,可导致后索、侧索病症,胫后神经SEP可出现异常。

2.髓内/外肿瘤压迫

其影响的传导束不同,SEP表现不一,基本表现类似于脊髓损伤时SEP的各种表现。

3.脊髓外伤

用于脊髓损伤病例的检查可以达到以下目的:①对脊髓损伤程度的判断:完全性横贯性损伤,SEP消失;不完全损伤者,急性脊髓休克期临床表现易与全瘫混淆,但下肢SEP有时仍可记录,损伤后3周逐渐有所恢复,损伤后6周(慢性期)则兼有波幅略降低和潜伏期延长;②脊髓损伤范围的判断:颈髓中央性损伤,临床表现为上肢功能障碍重于下肢,上肢SEP明显异常,而下肢SEP接近正常或异常程度轻于上肢;③脊髓外伤预后的判断:一般情况下,急性期或早期SEP如能引出提示预后良好,而且SEP的恢复先于临床运动功能的恢复;反之,则预后不佳;④手术或其他治疗效果的判断:术中或术后SEP恢复者预后较好,以后将出现临床神经功能的改善。但是SEP信号主要经脊髓后索传导,不能完全反映脊髓损伤程度。

(四)癔症性麻痹

癔症性麻痹患侧肢体的SEP应正常。但有报道称,高强度刺激时,患侧肢体SEP与健侧可无明显差别,但如果刺激强度接近阈值时,患侧肢体的SEP可明显小于健侧,这可能与中枢神经系统抑制功能的变化有关,但有待于进一步证实。

(五)术中监护

脊柱脊髓手术有可能伤及脊髓,造成截瘫。在患者非清醒状态下施行脊髓功能监测,早期了解脊髓的功能状态,可防止截瘫发生。

1.体感诱发电位监测的方法

颈椎手术时,体感诱发电位可刺激正中神经、尺神经和胫后神经,通过外周和中枢的记录点,可以鉴别体感诱发电位的变化是由手术因素还是技术因素引起。例如,如果皮层反应消失而SCEP和周围的反应仍在,可以认为脊髓的功能完好,皮层消失则是麻醉造成的。

体感诱发电位的记录部位应在手术区域的头侧。外周记录的目的是确定神经已经被激活,并且沿着周围神经以动作电位的方式向上传导。

2.刺激强度

最适合的刺激强度被称为饱和点,在这种强度下,所有的纤维都产生反应。饱和点的水平由不同水平的刺激强度所产生的反应而决定。当所反应神经活动强度的振幅不再上升的时候,所达到的强度就是饱和点,并可用于测试。超过饱和点的更大强度的刺激,不仅不增加记录数据的敏感性,还能造成局部受刺激组织的损伤。通过饱和强度刺激,检测者就会知道数据的衰减或丢失不是由刺激强度引起的。这种方法有助于避免干扰。

3.刺激频率

一般使用4.7次/秒的频率刺激产生SEP。在这种情况下,不会产生影响振幅,可以大约每60秒获得一次分析数据。

4.SEP术中监护异常标准

目前认为把SEPs波幅下降60%和潜伏期延迟10%作为分析SEPs异常的标准。

(六)麻醉对SEP的影响

无论采取何种方法,术中监护成功的一个重要的因素是使麻醉有利于监护的实行。不适当的麻醉方法、吸入剂以及肌松剂的应用,可以使皮层和皮层下的SEP产生明显衰减。成功监护的目标是要获得可靠地SEP而又不受麻醉剂的影响。麻醉共有4个目标,即失记忆、无痛、无意识和肌松,为了达到这些目的,麻醉者采用药理作用不同的制剂。在进行监测时,应了解麻醉的选择以及不同麻醉剂的剂量与浓度对术中监护的影响。

1.失记忆药物

失记忆药物的使用目的是,使患者忘记手术过程的任何事情。由于起效快和恢复迅速,笑气是最常用的失记忆药物。在脊柱矫形手术中发现笑气可以降低SEP的皮层反应强度,而没有相应的反应期延长,皮层下的SEPs改变很少。但是与挥发性的麻醉气体同时使用时,可以引起与剂量有关的波幅降低。一般来说,只有笑气浓度达到或超过60%时,才会对SCEP的波幅有明显的影响。因此应避免其浓度超过此限度。

2.镇痛剂

小剂量麻醉药可作为镇痛剂,大剂量麻醉药可抑制中枢神经系统而产生麻醉效果。颈椎手术中常使用的药物有芬太尼和舒芬太尼。当使用高浓度注射时,麻醉剂明显降低SCEP波幅,持续时间约10~20分钟。从神经生理学观点看,持续点滴的方法要比浓缩注射法优越。需要快速注射时,麻醉师要提醒监测者;同样,监测者也要在麻醉师注射时提高注意力,通过两者的合作,记录下客观的数据,同时不会因为术中监护的存在,而影响麻醉效果。

3.无意识状态

麻醉可以采用吸入麻醉或静脉麻醉,吸入麻醉剂常用的有氟烷和Holothane,静脉麻醉剂常用的有芬太尼及其衍生物,通常情况下,吸入麻醉剂对于SEP的衰减作用要强于静脉麻醉剂。使用小剂量的吸入麻醉剂,其衰减作用会减低,若同时加用持续点滴静脉麻醉剂,对于SCEP的影响也会减低。其他用于颈椎手术的药物包括嘧羟脂、Propofol和Ketamine。每一种药物都可以加强SEP,但亦有其他方面的副作用。

4.肌松剂

肌松剂,如潘龙(pavulon)对于SEPs的影响很小。通常,如果术中肌松不彻底,诱发电位的信噪比就会降低。这样,由于杂波的干扰,数据就不可靠。当肌松完全时,SEP很少受到干扰。只要监测者和麻醉师密切配合,术者和监护者完全可以得到理想的麻醉和可靠的SEP。