骨科学
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第二节 运动诱发电位

运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)是电或磁刺激脑运动区/大脑运动皮层并在脊髓远端、外周神经或肌肉记录到的电信号,能直接反映脊髓下行传导束或外周运动神经的功能状态(图1-6-2-1)。自1985年Barker等发明无痛、非侵入性的经颅磁刺激技术(TMS 图1-6-2-2)之后,MEP已逐渐应用于临床。现已有不少颈椎病、腰椎间盘突出和脊柱脊髓伤等的研究报告中涉及MEP技术的应用成果,而且在脊柱外科术中神经功能监护领域,MEP有着传统SEP不可替代的作用。通过MEP直接检测人类中枢运动传导通路功能,是近20年来神经电生理测定的最新进展。

一、磁刺激MEP的优点及安全性

经颅磁刺激MEP是一种无创性电生理检查。患者进行磁刺激时,仅有头部轻击感和肢体抽动,而无明显不适。因此,磁刺激MEP具有操作方便、无损伤、穿透力强、稳定可靠等优点,已被大多数学者所认可。不过,适当限制刺激强度和频率(刺激强度小于2T,频率小于0.3Hz)是必要的,尤其对于脑梗死或癫痫患者。此外,由于磁刺激是一种变化迅速的磁场,如果人体中有金属植入物可能会引起机械性反应,植入起搏器的心脏病患者可能会损坏电子部件,因此建议将此类患者归入磁刺激MEP检查的禁忌证。

图1-6-2-1 运动诱发电位基本原理

图1-6-2-2 (上)英国神经电生理学家Anthony Barker

二、MEP检测方法

磁刺激线圈的放置,通常以头颅解剖标志或脑电图EEG10/20系统为参考,上肢的最佳刺激位置是头顶偏向运动区(线圈中心位于对侧头顶C3或C4点前2cm);而兴奋下肢则将线圈置于头顶(Cz点)即可。记录采用针电极或表面电极。通常在上肢的小指展肌、拇短展肌或第一骨间肌以及下肢的胫前肌和趾短展肌记录。近来也有作者开始在肢体近端肌肉如肱二头肌、三角肌和股四头肌作序列记录,以便确定脊髓病变或损害水平。下肢肌群的MEP电位较小,有时必须在肌肉轻度收缩状态下(易化作用)才能测出。这种易化作用的发生机制还不清楚,有人提出可能与中枢皮层的自主兴奋性增强有关。

三、MEP的正常值

MEP检查的主要观察指标

1.各波潜伏期;

2.中枢运动传导时间(CMCT);

3.相对波幅或绝对波幅。

国外报告采用Cadwell Med10型磁刺激仪对42名正常人进行刺激,在小指展肌(ADM)收集的结果为头至ADM潜伏期为(22.4±1.4)ms,颈至ADM潜伏期为(9.8±1.2)ms,CMCT为12.6ms,正向绝对波幅范围在0.8~2.5mV之间。国内汤晓芙等采用Dantac公司的MagⅠ型磁刺激器,对67名健康人(男31名,女36名)的检测结果是,皮层至ADM潜伏期为(20.35±1.54)ms,CMCT为8.8ms±1.35ms。如果考虑到欧美人与中国人的身高差异,这两种结果是很相似的。相对而言,CMCT受身高影响较小,与性别、年龄无相关性,双侧差异也不明显,是一种较稳定、准确的指标。

四、MEP在脊柱外科的临床应用

与CT、MRI等影像学检查技术不同,磁刺激MEP反映中枢或外周神经运动传导通路的功能状态,它能提供病变对正常神经功能损害程度的报告,而不是病变组织的解剖学改变。

1.颈椎病

由于退变的颈椎间盘及骨赘主要累及脊髓腹侧,因此运动功能障碍往往较感觉障碍更明显,出现更早。而SEP只能反映逆行的感觉传导束的变化,在检查颈椎病患者时可出现假阳性结果。近年来许多作者纷纷采用磁刺激MEP检查颈椎病患者,发现其敏感性较SEP检查高(84%:36%),与临床表现及影像学检查相关性好。有学者曾对19例脊髓型颈椎病患者进行MEP测定,结果发现MEP异常占18例(94.7%),表现为潜伏期延长、波幅降低和CMCT延迟等。统计分析显示,CMCT延迟与临床功能障碍(JOA评分)显著相关。汤晓芙测定14位患者MEP发现,阳性率72.1%(8例),其中7例为CMCT延长,1例为双侧C7刺激无电位。10例在手术后4周左右复查,发现1例CMCT恢复正常,另1例C7刺激已由无电位恢复到正常电位。由此可见,磁刺激MEP诊断脊髓型颈椎病具有重要意义。

2.脊髓肿瘤

由于SEP和MEP能直接反映脊髓感觉和运动传导束的功能状态,因此对脊髓肿瘤的诊断意义重大。肿瘤解剖位置不同,对脊髓各组传导束的影响也有区别,例如椎体肿瘤早期往往先影响运动传导束,而神经鞘瘤则以一侧传导束受损为主等,这些影响在电生理检测中的表现往往早于临床表现。有学者曾对6例颈椎及颈髓肿瘤和4例脊髓空洞症进行MEP检查,并按病灶位置分为髓内病变和髓外病变两组。在髓内病变组,上肢拇短展肌(APB)和下肢胫前肌(AT)CMCT的敏感性无差异。而在髓外病变组则有所不同,AT肌CMCT敏感性高于APB肌CMCT。由于支配下肢肌群的脊髓神经纤维较支配上肢肌群的纤维更靠外侧,更容易受到髓外压迫性病损的影响。电生理检测异常较临床症状出现更早,所以能较早了解脊髓可能要发生的情况。

3.腰骶神经根病变

近年来一些研究表明磁刺激MEP对腰椎间盘突出引起的腰骶神经根损害也极有诊断价值。与H反射相比,尽管其敏感性稍差,但是特异性较高;而且还能明确病变位于神经根外侧或内侧。与经颅磁刺激方式相比,腰骶部磁刺激MEP对腰骶神经根病的诊断意义更大,因后者刺激集中,信号明显,而前者传导通路长,记录困难。杨哲等采用磁刺激腰骶神经根诱发MEP,并与磁刺激诱发F波结合推算出运动神经根传导时间(MRCT)来评估腰骶神经根功能,认为单侧神经根受损者MEP的敏感性(85%)明显高于SEP(45%)和运动神经传导。

4.脊柱脊髓损伤(SCI)

MEP能直接反映脊髓下行传导束或外周运动神经的功能状态,能准确反映SCI后脊髓神经功能的损害程度,已被广泛用于临床。在急性SCI早期,尤其是脊髓休克期判断完全或不全损伤一直是临床十分关注的问题。然而,目前的研究结果表明,由于对SCI过分敏感,外周记录的MEP并不能作为SCI早期预后判断的可靠指标。在临床使用中作者发现,在急性SCI早期,临床体检或EMG检查未发现下肢肌肉主动收缩的患者经磁刺激后也没有引出MEP,但并不说明这块肌肉没有恢复神经支配的可能。Macdonell和Mckay等的研究结果也是如此,他们认为肌肉中的神经支配信号并不能较运动更早恢复。解决的办法是需要椎管内直接记录脊髓电信号,即scMEP,据认为scMEP较mMEP对损伤更加耐受。动物实验证实,硬膜外记录或精确的细胞外记录MEP可以成功地作为运动功能的早期预后指标。但是椎管内记录是一种更为复杂的有创技术,可能不易为患者接受。

5.术中监护

目前术中监护主要有两种类型,经颅磁刺激MEPs和经颅电刺激MEPs。两种刺激都需要在四肢肌肉进行记录,所以麻醉师在术中一定要控制肌松剂的使用。经颅磁刺激MEP和经颅电刺激MEP术中监护的标准是“存在-消失”,MEP“存在”表示手术可正常进行,MEP “消失”则表示异常,须立刻通知术者,术者决定是否停止手术。

(吴克俭 乔明)