诱发电位对急性颈髓损伤后神经功能状态的诊断价值
作者:余科炜 李家顺 徐龙江 杨海涛 田毅华 赵卫 贾连顺
单位:余科炜(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);徐龙江(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);杨海涛(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);田毅华(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);赵卫(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);李家顺(第二军医大学长征医院骨科);贾连顺(第二军医大学长征医院骨科)
关键词:电生理;磁刺激;脊髓损伤;运动功能
中国脊柱脊髓杂志000201 摘要 目的:研究磁刺激运动诱发电位(MEP)和体感诱发电位(SEP)对颈髓损伤的诊断及预后判断价值。方法:采用Mag2型磁刺激仪对27例颈髓损伤患者进行经颅磁刺激MEP检查,在双侧外展拇短肌(APB)和胫前肌(AT)进行记录,采用Keypoint肌电图诱发电位仪进行体感诱发电位(SEP)检查,收集患者的临床资料按照ASIA 92运动评分和损伤标准分级。随访15例,并以20例健康志愿者做对照。结果:颈髓损伤组APB肌MEP潜伏期为31.4±11.4ms,波幅为0.35±0.21mV,AT肌潜伏期为44.5±15.9ms,波幅为0.38±0.51mV,与正常对照组相比有显著性差异(P<0.05)。全瘫患者无MEP信号,不全瘫患者MEP潜伏期延迟,波幅下降。MEP潜伏期延迟程度与ASIA运动评分相关(P<0.01)。多数SCI患者上肢或下肢SEP消失或潜伏期延迟,但SEP结果与MEP结果不一致,与ASIA运动功能评分无相关性。结论:颈脊髓损伤平面以下肌力大小与MEP异常表现密切相关,MEP检查能为判断脊髓运动传导束功能状态提供客观、定量的依据,SEP检查不能反映运动功能的损害程度。
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中图分类号:R741.044,R683.2 文献标识码:A 文章编号:1004-406X(2000)-02-0069-05
A clinical study on the diagnosis of the spinal cord function after acute cervical cord injuries with electrophysiological examinations
YU Ke-wei,LI Jia-shun,XU Long-jiang,et al
Abstract Objective:To study the diagnostic and prognostic value of the magnetic stimulation motor evoked potentials(MEP) and somatosensory evoked potentials(SEP) for the neurologic function of the cord,especially the motor conductive function after cervical cord injuries.Method:27 cases of cervical cord injuries received MEP examination elicited with a Mag2 magnetic stimulator,15 of them were followed-up 3~6 months.MEP were recorded bilaterally at abductor pollicis brevis(APB) and anterior tibialis(AT) muscles.SEP examination was performed with a Keypoint electromyograph.The clinical status of the patients was divided by the ASIA 92 principles.Result:In SCI group,the latency and amplitude of the APB MEP were 31.4±11.4ms and 0.35±0.21mV respectively,the latency and amplitude of the AT muscle's MEP were 44.5±15.9ms and 0.38±0.51mV respectively.All of them were significantly different from the results of control group(P<0.05).Among them the complete paralysis cases had no MEP signals,while the MEP in incomplete injured group had decreased amplitude and increased latency.There was significant correlation between the MEP latency and the ASIA motor scares(P<0.01).The SEP signals of most SCI cases obliterated or delayed,which had no correlation with the results of MEP examination or ASIA motor scares.Conclusion:The muscle strength under the injured level is intensively correlated with the MEP abnormal.MEP examination can provide an objective and quantified standard for judging the motor functional status in the cord,while the SEP examination cannot reflect the severity of motor lesion.
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Author′s address Department of Orthopedics,Shanghai Municipal Corps Hospital,Chinese People′s Armed Police Forces,Shanghai,201103
Key words Electrophysiology;Magnetic stimulation;Spinal cord injuries;Motor function
外伤性脊髓损伤(SCI)无论是完全性或不完全性损伤,急性期均可发生“脊髓休克”现象,亦即损伤节段以下的感觉、运动和反射功能完全或近乎完全丧失。这一过程可持续数天或数周不等[1],影响临床医师对SCI的早期诊断和预后判断。因此有必要发展一种能定量、客观检测脊髓神经功能状态的技术。作者检查了27例颈脊髓损伤患者运动诱发电位(MEP)及体感诱发电位(SEP)的早期表现,旨在探索颈髓损伤后两种电生理信号的变化特征及其对脊髓神经功能的诊断和预后判断价值。
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1 资料与方法
1.1 研究对象
1.1.1 对照组 20例健康志愿者,其中男15例,女5例,年龄35~62岁(平均54.4岁),身高158~175cm(平均165cm),均无肢体麻木、颈肩痛及神经系统疾患史。
1.1.2 患者组 自1996年6月至1999年3月,选择急诊收治的27例急性颈椎损伤患者,其中男23例,女4例,平均年龄40.1岁(12~67岁),平均身高165cm(140~178cm),受伤至入院时间≤1.5个月(平均12.9d),受伤原因包括交通事故15例(55.6%),高处坠落4例(14.8%),重物砸伤5例(18.5%),跳水2例(7.4%),枪击伤1例(3.7%)。受伤部位包括上颈椎(C1~C2)损伤3例(11.1%),C3~C4损伤2例(7.4%),C5~C7损伤22例(81.5%)。7例患者接受牵引等非手术治疗;20例接受手术治疗,包括颈前路减压6例,后路减压11例,前路+后路减压3例。随访15例,平均4.2个月(3~6个月)。将随访结果与首诊的临床和电生理检查结果进行对比。
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所有病人均采用ASIA 92运动评分和损害分级标准,并依据脊髓休克结束后,骶髓功能是否保存作为判断完全性或不完全性损伤的临床标准。前者包括截瘫或四肢瘫;后者包括脊髓中央损伤综合征、Brown-Sequard综合征和前索损伤综合征等。影像学资料包括X线、CT和MRI检查等,借以综合判断脊髓损伤节段和损伤程度。
1.2 MEP检测设备与方法
采用Dantec公司(丹麦)生产的Mag 2型磁刺激仪,S100型刺激线圈(外径10.5cm),最大输出磁场强度为2.5T。刺激点:兴奋外展拇短肌(APB)时,线圈中心置于对侧头顶C3或C4点(EEG10/20系统)前2cm;兴奋胫前肌(AT)时置于头顶Cz点。刺激强度以所记录靶肌有收缩为准,一般上肢采用最大输出的60%±10%,下肢80%±10%。记录电极置于双侧APB肌和AT肌肌腹表面,阳极置远端,阴、阳极间距2.5cm,极间阻抗<5kΩ,接地电极位于左前臂。信号经Keypoint型肌电图仪放大并记录,滤波带通2Hz~10KHz。室温维持22~25℃,受试者仰卧位,肌肉完全放松(记录AT肌MEP有困难时,需嘱其轻度用力背伸足)。结果重复测试3次以上,以潜伏期短、波幅高者为准。
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1.4 SEP检查设备与方法
采用Dantec公司的Keypoint型肌电图诱发电位仪进行检查。刺激部位:右上肢腕正中神经和右下肢踝胫后神经。采用13L69型表面刺激电极,负极置肢体近端,正极置远端。刺激强度以该神经所支配的肌肉有轻度收缩为准,一般上肢需10mA左右,下肢需30mA左右。直流方波电脉冲,波宽0.2ms,频率3Hz。每次记录重复刺激256次。记录电极采用EEG针电极,上肢记录时置同侧erb′s点、C5棘突、头顶C3′和C4′点(EEG10/20系统);下肢记录时置头顶Cz点,参考电极置Fz点。患者左前臂接地。信号经放大、滤波(100~1000Hz)、叠加和平均后存入计算机以备后续打印分析。检查时要求病人全身放松,并维持室温22~25℃。
1.5 统计学处理
数据以平均值±标准差()表示,各组间均值差异采用t检验,相关系数也采用t检验。显著性水平,P<0.05或<0.01。
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2 结果
2.1 临床表现及影像学表现
27例患者中,首诊发现脊髓完全性损伤8例;不完全性损伤19例,其中中央损伤综合征5例,Brown-Sequard综合征3例,前索损伤综合征2例,其它9例。ASIA神经功能损害分级,A级(完全损伤)8例,B级4例,C级7例,D级8例,无E级者;ASIA运动功能评分,平均值为43.8±13.7,其中上肢23.7±12.5,下肢20.1±15.1。影像学检查结果:X线片及CT检查可见颈椎骨折脱位、椎体压缩、椎管矢状径减小,部分可见碎骨块突入椎管内。MRI显示脊髓及周围软组织信号变化对SCI诊断价值更大。本组9例表现为脊髓挫伤或水肿,在T2加权上表现为脊髓均匀或不均匀高信号;3例可见急性脊髓出血,在T2加权上表现为脊髓中心低信号,周围高信号;另1例脊髓完全断裂。
15例随访结果显示,脊髓神经功能改善8例,无变化5例,恶化2例。ASIA损害分级,A级2例,B级3例,C级5例,D级4例,E级1例;ASIA运动功能评分49.2±11.2,其中上肢27.9±10.8,下肢21.3±11.5。与首诊检查结果相比均有显著性差异(P<0.05)。
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2.2 MEP检查结果
20例正常人均可记录到双侧APB肌及AT肌MEP波(图1),其潜伏期及波幅见表1。结果显示MEP潜伏期基本恒定,而波幅值在不同个体或不同时间有很大差异,故不作参考指标。MEP潜伏期的正常值上限设定为平均值+2.5标准差(+2.5s)。APB肌MEP潜伏期的正常值上限为24.6ms,AT肌MEP为32.9ms。皮层刺激后靶肌MEP未引出也属异常。
图1 正常人及颈髓损伤患者APB肌和AT肌MEP波特征(颈髓损伤患者MEP潜伏期延迟,随访中有所恢复)
表1 正常人和SCI患者MEP潜伏期和波幅平均值 ()
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正常组(n=20)
SCI组(n=27)
随访组(n=15)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
上肢APB肌
21.3±1.3
1.43±0.81
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31.4±11.4①
0.35±0.21①
27.2±12.1②③
0.33±0.22①
下肢AT肌
27.1±2.3
0.87±0.64
44.5±15.9①
0.38±0.51②
40.1±13.2①④
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0.40±0.56②
注:与正常组相比①P<0.01,②P<0.05;随访组先后测值自身对照成对资料t检验,③P<0.01,④P<0.05
27例颈髓损伤患者双侧共计108条肢体中,69条(63.9%)肢体可记录到MEP。潜伏期及波幅见表1。与正常组相比有显著性差异。8例全瘫患者损伤平面以下均未记录到MEP信号;19例不全瘫病人中,18例表现为潜伏期延迟,其中大部分病例MEP波幅下降(图1)。
15例随访者45条(75%)肢体可记录到MEP(图1)。其中2例患者首诊时表现为完全性瘫痪(处于脊髓休克期),未引出MEP信号,但随访中发现下肢MEP信号恢复,伸足肌力达2~3级。随访期中MEP平均潜伏期较首诊结果有显著性改善(表1)。2.3 SEP检查结果
20例正常人均可记录到规则的SEP波形(图2),N20波和N39波潜伏期、波幅见表2。
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图2 正常人上下肢SEP信号特征
表2 正常人和SCI患者SEP潜伏期和波幅平均值 ()
上肢刺激
下肢刺激
Fz
Erb′s
C5
C3′、C4′
潜伏期(ms)
波幅(μV)
潜伏期(ms)
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波幅(μV)
潜伏期(ms)
波幅(μV)
潜伏期(ms)
波幅(μV)
正常组
(n=20)
9.57±0.45
3.78±1.03
12.90±0.39
0.71±0.28
18.88±0.74
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0.79±0.31
38.68±2.53
0.21±0.24
SCI组
(n=27)
9.33±0.38
3.04±1.02
15.74±1.86①
0.98±0.31
21.32±0.82①
0.60±0.20
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48.12±4.52②
0.27±0.15
随访组
(n=15)
9.52±0.42
3.35±1.10
14.64±2.05③
1.04±0.50
19.07±0.85①③
0.62±0.23
47.33±5.04②
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0.24±0.12
注:与正常组相比①P<0.05,②P<0.01;随访组先后测值自身对照成对资料t检验,③P<0.01,④P<0.05
27例SCI病人中,6例N20波消失,14例N20波潜伏期延迟;10例N39波消失,15例N39波潜伏期延迟(图3)。N20波和N39波潜伏期、波幅见表2。下肢刺激SEP消失的10例患者中,4例仍留有MEP信号;而上肢刺激SEP消失的6例患者中,2例左侧上肢仍可记录到MEP波;1例下肢MEP信号未引出,肌力为0级,但下肢SEP信号仍存在。可见SEP与MEP检查结果并不一致。
图3 颈椎过伸伤病人上下肢SEP信号特征
C3′C4′记录的N20消失,Cz记录的N39延迟
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15例随访者N20波和N39潜伏期、波幅见表2。其中N20波潜伏期较首诊时有显著改善 (P<0.05)。
2.4 相关性分析
为便于统计分析,将MEP及SEP潜伏期延长程度分为1~4级:1级≤正常上限(+2.5s);2级≥正常上限;3级≥2.0×正常上限;4级,测不出波形。以双侧肢体中MEP或SEP异常较严重一侧为准,分别与ASIA运动评分和ASIA神经功能损害分级进行相关分析,结果见表3。可见MEP潜伏期异常程度与ASIA运动评分相关,而SEP潜伏期异常程度却与ASIA运动评分无相关性,尽管两者都与SCI神经功能损害程度(ASIA神经功能损害分级)一致。此外将颈髓损伤患者分为上颈髓(C1~C4)损伤组和下颈髓(C5~T1)损伤组,发现后者下肢MEP潜伏期较前者延长(P<0.05),而上肢MEP潜伏期差异不显著。
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表3 相关系数r值分析表
MEP
SEP
上肢
下肢
合计
上肢
下肢
合计
ASIA运动评分
-0.4731①
-0.6575②
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-0.8423②
0.2442
-0.3522
-0.3815
ASIA损害分级
0.5407②
0.7628②
0.8861②
0.3540
0.4762①
0.4561①
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随访组ASIA差值③
-0.8249②
-0.8666②
-0.9138②
-0.3251
-0.1405
-0.3411
注:①P<0.05,②P<0.01,③与随访组电生理检查差值比较,t检验
15例随访结果也显示,ASIA运动评分与MEP潜伏期显著相关(r=-0.6275,P<0.05),而与SEP潜伏期相关不显著(r=-0.3582,P>0.05)。此外,我们还将随访期与首诊时MEP潜伏期差值与ASIA运动评分差值进行对比,发现两者显著相关(r=-0.9138,P<0.01)。说明SCI恢复期MEP潜伏期变化与临床运动神经功能的改变程度一致。
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3 讨论
运动诱发电位(MEP)是刺激中枢神经组织并在脊髓远端、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。磁刺激MEP具有无损伤、穿透力强、稳定可靠等优点,是一种先进的无创性电生理检查,已被大多数学者所承认。
3.1 磁刺激MEP在SCI诊断中的应用价值
通过本组27例急性颈髓损伤病例的MEP检查,证明伤后损伤平面以下肢体的肌力大小(ASIA运动功能评分)与MEP异常表现密切相关:全瘫患者损伤平面以下MEP消失;不全瘫患者MEP峰潜伏期明显延长、波幅降低。随访发现,MEP潜伏期的变化与临床运动功能的恢复程度一致。与上颈髓损伤组相比,下颈髓损伤组下肢MEP潜伏期延长,原因可能是下颈髓的代偿间隙较小,而且支配下肢的运动传导束位于脊髓外侧,更容易受到压迫性损害的影响。由此可见,MEP检查为判断脊髓运动传导束功能状态提供了客观的、定量的依据。
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相反,本研究表明SEP检查不能完全反映脊髓损害程度,特别是与运动功能损害程度(ASIA运动评分)并不相符,这与以前的报告一致[2]。由于脊柱前柱和中柱的损伤较后柱损伤机会更多,因此脊髓腹侧包括锥体束在内的神经轴索远比其背索更容易受损伤,更何况感觉传导束内较细的神经纤维对外伤的耐受性更强,因而两者的损伤程度并不一定平行。临床经常见到SCI病人皮肤感觉存在,而运动功能完全丧失;或者术中SEP监护无异常,术后却发生神经功能损害。因此,只有将MEP与SEP结合应用,才能完整反映脊髓神经功能情况。
3.2 外周记录MEP的缺点
本研究发现,2例患者首诊时表现为完全性瘫痪(处于脊髓休克期),也未引出MEP信号,但随访中下肢运动功能有所恢复。可见外周肌肉记录的MEP(mMEP)虽然可以说明记录当时损伤节段以下是否存在中枢神经支配,但是并不能准确判断预后,特别是在SCI早期脊髓功能处于脊休克状态之际,病人不能主动收缩的肌肉,也测不出MEP,但并不说明这块肌肉没有恢复神经支配的可能。Macdonell[3]等人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[4],而且作者的另一项实验已证实其对运动功能预后有很好的相关性。但是椎管内记录是一种更为复杂的有创技术,可能不易为病人接受。
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3.3 亚完全性SCI
近年来许多作者提到,传统意义的完全性SCI并不等于脊髓神经传导功能完全丧失[5]。临床上大多数外伤性SCI是所谓“闭合性损伤”,损伤很少是横断性的,相当数量的神经纤维在外伤后依然存在,部分脊髓白质的解剖连续性仍然保留。只是由于残存纤维数目不足,或者因脱髓鞘化引起轴索传导能力下降,致使中枢下行冲动在脊髓前角总和后仍不足以引起肌肉收缩。而这些病人在临床上均被诊断为截瘫或四肢瘫。近年来许多作者发现部分截瘫病人或动物仍有下行神经冲动通过损伤部位脊髓[6、7],据此有人还提出了亚完全性脊髓损伤(discomplete SCI)的概念[8],即所谓临床表现为完全性瘫痪,而电生理学检查证实仍有残存神经纤维影响的脊髓损伤,以区别完全性(complete)和不完全(incomplete)性损伤,但至今仍缺乏有说服力的直接的电生理学证据。我们认为,MEP检查能直接反映脊髓下行传导束的功能状态, 如果采用硬膜外记录技术,甚至更精确的脊髓细胞外记录技术[9],有可能解决这一难题。
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上海市医学领先专业重点学科基金资助项目 基金编号1995-Ⅳ-008
参考文献
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[2]Calancie B,Harris W,Broton JG."Threshold-level" multipulse transcranial electrical stimulation of motor cortex for intraoperative monitoring of spinal motor tracts:description of method and comparison to somatosensory evoked potential monitoring[J].J Neurosurg,1998,88:457-470.
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[3]Macdonell RA,donnan GA.Magnetic cortical stimulation in acute spinal cord injury[J].Neurol,1995,45:303-306.
[4]Gokaslan ZI,Samudrala S,Deletis V,et al.Intraoperative monitoring of spinal cord function using motor evoked potentials via transcutaneous epidural electrode during anterior cervical spinal surgery[J].J Spine Disord,1997,10:299-303.
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, 百拇医药
[6]Sherwood AM,Mckay WB.Motor control after spinal cord injury: assessment using surface EMG[J].Muscle & Nerve,1996,19:966-979.
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收稿日期:2000-02-12
修回日期:2000-03-02, 百拇医药
单位:余科炜(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);徐龙江(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);杨海涛(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);田毅华(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);赵卫(武警上海总队医院骨科 201102 上海市虹许路831号);李家顺(第二军医大学长征医院骨科);贾连顺(第二军医大学长征医院骨科)
关键词:电生理;磁刺激;脊髓损伤;运动功能
中国脊柱脊髓杂志000201 摘要 目的:研究磁刺激运动诱发电位(MEP)和体感诱发电位(SEP)对颈髓损伤的诊断及预后判断价值。方法:采用Mag2型磁刺激仪对27例颈髓损伤患者进行经颅磁刺激MEP检查,在双侧外展拇短肌(APB)和胫前肌(AT)进行记录,采用Keypoint肌电图诱发电位仪进行体感诱发电位(SEP)检查,收集患者的临床资料按照ASIA 92运动评分和损伤标准分级。随访15例,并以20例健康志愿者做对照。结果:颈髓损伤组APB肌MEP潜伏期为31.4±11.4ms,波幅为0.35±0.21mV,AT肌潜伏期为44.5±15.9ms,波幅为0.38±0.51mV,与正常对照组相比有显著性差异(P<0.05)。全瘫患者无MEP信号,不全瘫患者MEP潜伏期延迟,波幅下降。MEP潜伏期延迟程度与ASIA运动评分相关(P<0.01)。多数SCI患者上肢或下肢SEP消失或潜伏期延迟,但SEP结果与MEP结果不一致,与ASIA运动功能评分无相关性。结论:颈脊髓损伤平面以下肌力大小与MEP异常表现密切相关,MEP检查能为判断脊髓运动传导束功能状态提供客观、定量的依据,SEP检查不能反映运动功能的损害程度。
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中图分类号:R741.044,R683.2 文献标识码:A 文章编号:1004-406X(2000)-02-0069-05
A clinical study on the diagnosis of the spinal cord function after acute cervical cord injuries with electrophysiological examinations
YU Ke-wei,LI Jia-shun,XU Long-jiang,et al
Abstract Objective:To study the diagnostic and prognostic value of the magnetic stimulation motor evoked potentials(MEP) and somatosensory evoked potentials(SEP) for the neurologic function of the cord,especially the motor conductive function after cervical cord injuries.Method:27 cases of cervical cord injuries received MEP examination elicited with a Mag2 magnetic stimulator,15 of them were followed-up 3~6 months.MEP were recorded bilaterally at abductor pollicis brevis(APB) and anterior tibialis(AT) muscles.SEP examination was performed with a Keypoint electromyograph.The clinical status of the patients was divided by the ASIA 92 principles.Result:In SCI group,the latency and amplitude of the APB MEP were 31.4±11.4ms and 0.35±0.21mV respectively,the latency and amplitude of the AT muscle's MEP were 44.5±15.9ms and 0.38±0.51mV respectively.All of them were significantly different from the results of control group(P<0.05).Among them the complete paralysis cases had no MEP signals,while the MEP in incomplete injured group had decreased amplitude and increased latency.There was significant correlation between the MEP latency and the ASIA motor scares(P<0.01).The SEP signals of most SCI cases obliterated or delayed,which had no correlation with the results of MEP examination or ASIA motor scares.Conclusion:The muscle strength under the injured level is intensively correlated with the MEP abnormal.MEP examination can provide an objective and quantified standard for judging the motor functional status in the cord,while the SEP examination cannot reflect the severity of motor lesion.
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Author′s address Department of Orthopedics,Shanghai Municipal Corps Hospital,Chinese People′s Armed Police Forces,Shanghai,201103
Key words Electrophysiology;Magnetic stimulation;Spinal cord injuries;Motor function
外伤性脊髓损伤(SCI)无论是完全性或不完全性损伤,急性期均可发生“脊髓休克”现象,亦即损伤节段以下的感觉、运动和反射功能完全或近乎完全丧失。这一过程可持续数天或数周不等[1],影响临床医师对SCI的早期诊断和预后判断。因此有必要发展一种能定量、客观检测脊髓神经功能状态的技术。作者检查了27例颈脊髓损伤患者运动诱发电位(MEP)及体感诱发电位(SEP)的早期表现,旨在探索颈髓损伤后两种电生理信号的变化特征及其对脊髓神经功能的诊断和预后判断价值。
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1 资料与方法
1.1 研究对象
1.1.1 对照组 20例健康志愿者,其中男15例,女5例,年龄35~62岁(平均54.4岁),身高158~175cm(平均165cm),均无肢体麻木、颈肩痛及神经系统疾患史。
1.1.2 患者组 自1996年6月至1999年3月,选择急诊收治的27例急性颈椎损伤患者,其中男23例,女4例,平均年龄40.1岁(12~67岁),平均身高165cm(140~178cm),受伤至入院时间≤1.5个月(平均12.9d),受伤原因包括交通事故15例(55.6%),高处坠落4例(14.8%),重物砸伤5例(18.5%),跳水2例(7.4%),枪击伤1例(3.7%)。受伤部位包括上颈椎(C1~C2)损伤3例(11.1%),C3~C4损伤2例(7.4%),C5~C7损伤22例(81.5%)。7例患者接受牵引等非手术治疗;20例接受手术治疗,包括颈前路减压6例,后路减压11例,前路+后路减压3例。随访15例,平均4.2个月(3~6个月)。将随访结果与首诊的临床和电生理检查结果进行对比。
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所有病人均采用ASIA 92运动评分和损害分级标准,并依据脊髓休克结束后,骶髓功能是否保存作为判断完全性或不完全性损伤的临床标准。前者包括截瘫或四肢瘫;后者包括脊髓中央损伤综合征、Brown-Sequard综合征和前索损伤综合征等。影像学资料包括X线、CT和MRI检查等,借以综合判断脊髓损伤节段和损伤程度。
1.2 MEP检测设备与方法
采用Dantec公司(丹麦)生产的Mag 2型磁刺激仪,S100型刺激线圈(外径10.5cm),最大输出磁场强度为2.5T。刺激点:兴奋外展拇短肌(APB)时,线圈中心置于对侧头顶C3或C4点(EEG10/20系统)前2cm;兴奋胫前肌(AT)时置于头顶Cz点。刺激强度以所记录靶肌有收缩为准,一般上肢采用最大输出的60%±10%,下肢80%±10%。记录电极置于双侧APB肌和AT肌肌腹表面,阳极置远端,阴、阳极间距2.5cm,极间阻抗<5kΩ,接地电极位于左前臂。信号经Keypoint型肌电图仪放大并记录,滤波带通2Hz~10KHz。室温维持22~25℃,受试者仰卧位,肌肉完全放松(记录AT肌MEP有困难时,需嘱其轻度用力背伸足)。结果重复测试3次以上,以潜伏期短、波幅高者为准。
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1.4 SEP检查设备与方法
采用Dantec公司的Keypoint型肌电图诱发电位仪进行检查。刺激部位:右上肢腕正中神经和右下肢踝胫后神经。采用13L69型表面刺激电极,负极置肢体近端,正极置远端。刺激强度以该神经所支配的肌肉有轻度收缩为准,一般上肢需10mA左右,下肢需30mA左右。直流方波电脉冲,波宽0.2ms,频率3Hz。每次记录重复刺激256次。记录电极采用EEG针电极,上肢记录时置同侧erb′s点、C5棘突、头顶C3′和C4′点(EEG10/20系统);下肢记录时置头顶Cz点,参考电极置Fz点。患者左前臂接地。信号经放大、滤波(100~1000Hz)、叠加和平均后存入计算机以备后续打印分析。检查时要求病人全身放松,并维持室温22~25℃。
1.5 统计学处理
数据以平均值±标准差()表示,各组间均值差异采用t检验,相关系数也采用t检验。显著性水平,P<0.05或<0.01。
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2 结果
2.1 临床表现及影像学表现
27例患者中,首诊发现脊髓完全性损伤8例;不完全性损伤19例,其中中央损伤综合征5例,Brown-Sequard综合征3例,前索损伤综合征2例,其它9例。ASIA神经功能损害分级,A级(完全损伤)8例,B级4例,C级7例,D级8例,无E级者;ASIA运动功能评分,平均值为43.8±13.7,其中上肢23.7±12.5,下肢20.1±15.1。影像学检查结果:X线片及CT检查可见颈椎骨折脱位、椎体压缩、椎管矢状径减小,部分可见碎骨块突入椎管内。MRI显示脊髓及周围软组织信号变化对SCI诊断价值更大。本组9例表现为脊髓挫伤或水肿,在T2加权上表现为脊髓均匀或不均匀高信号;3例可见急性脊髓出血,在T2加权上表现为脊髓中心低信号,周围高信号;另1例脊髓完全断裂。
15例随访结果显示,脊髓神经功能改善8例,无变化5例,恶化2例。ASIA损害分级,A级2例,B级3例,C级5例,D级4例,E级1例;ASIA运动功能评分49.2±11.2,其中上肢27.9±10.8,下肢21.3±11.5。与首诊检查结果相比均有显著性差异(P<0.05)。
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2.2 MEP检查结果
20例正常人均可记录到双侧APB肌及AT肌MEP波(图1),其潜伏期及波幅见表1。结果显示MEP潜伏期基本恒定,而波幅值在不同个体或不同时间有很大差异,故不作参考指标。MEP潜伏期的正常值上限设定为平均值+2.5标准差(+2.5s)。APB肌MEP潜伏期的正常值上限为24.6ms,AT肌MEP为32.9ms。皮层刺激后靶肌MEP未引出也属异常。
图1 正常人及颈髓损伤患者APB肌和AT肌MEP波特征(颈髓损伤患者MEP潜伏期延迟,随访中有所恢复)
表1 正常人和SCI患者MEP潜伏期和波幅平均值 ()
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正常组(n=20)
SCI组(n=27)
随访组(n=15)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
上肢APB肌
21.3±1.3
1.43±0.81
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31.4±11.4①
0.35±0.21①
27.2±12.1②③
0.33±0.22①
下肢AT肌
27.1±2.3
0.87±0.64
44.5±15.9①
0.38±0.51②
40.1±13.2①④
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0.40±0.56②
注:与正常组相比①P<0.01,②P<0.05;随访组先后测值自身对照成对资料t检验,③P<0.01,④P<0.05
27例颈髓损伤患者双侧共计108条肢体中,69条(63.9%)肢体可记录到MEP。潜伏期及波幅见表1。与正常组相比有显著性差异。8例全瘫患者损伤平面以下均未记录到MEP信号;19例不全瘫病人中,18例表现为潜伏期延迟,其中大部分病例MEP波幅下降(图1)。
15例随访者45条(75%)肢体可记录到MEP(图1)。其中2例患者首诊时表现为完全性瘫痪(处于脊髓休克期),未引出MEP信号,但随访中发现下肢MEP信号恢复,伸足肌力达2~3级。随访期中MEP平均潜伏期较首诊结果有显著性改善(表1)。2.3 SEP检查结果
20例正常人均可记录到规则的SEP波形(图2),N20波和N39波潜伏期、波幅见表2。
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图2 正常人上下肢SEP信号特征
表2 正常人和SCI患者SEP潜伏期和波幅平均值 ()
上肢刺激
下肢刺激
Fz
Erb′s
C5
C3′、C4′
潜伏期(ms)
波幅(μV)
潜伏期(ms)
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波幅(μV)
潜伏期(ms)
波幅(μV)
潜伏期(ms)
波幅(μV)
正常组
(n=20)
9.57±0.45
3.78±1.03
12.90±0.39
0.71±0.28
18.88±0.74
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0.79±0.31
38.68±2.53
0.21±0.24
SCI组
(n=27)
9.33±0.38
3.04±1.02
15.74±1.86①
0.98±0.31
21.32±0.82①
0.60±0.20
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48.12±4.52②
0.27±0.15
随访组
(n=15)
9.52±0.42
3.35±1.10
14.64±2.05③
1.04±0.50
19.07±0.85①③
0.62±0.23
47.33±5.04②
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0.24±0.12
注:与正常组相比①P<0.05,②P<0.01;随访组先后测值自身对照成对资料t检验,③P<0.01,④P<0.05
27例SCI病人中,6例N20波消失,14例N20波潜伏期延迟;10例N39波消失,15例N39波潜伏期延迟(图3)。N20波和N39波潜伏期、波幅见表2。下肢刺激SEP消失的10例患者中,4例仍留有MEP信号;而上肢刺激SEP消失的6例患者中,2例左侧上肢仍可记录到MEP波;1例下肢MEP信号未引出,肌力为0级,但下肢SEP信号仍存在。可见SEP与MEP检查结果并不一致。
图3 颈椎过伸伤病人上下肢SEP信号特征
C3′C4′记录的N20消失,Cz记录的N39延迟
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15例随访者N20波和N39潜伏期、波幅见表2。其中N20波潜伏期较首诊时有显著改善 (P<0.05)。
2.4 相关性分析
为便于统计分析,将MEP及SEP潜伏期延长程度分为1~4级:1级≤正常上限(+2.5s);2级≥正常上限;3级≥2.0×正常上限;4级,测不出波形。以双侧肢体中MEP或SEP异常较严重一侧为准,分别与ASIA运动评分和ASIA神经功能损害分级进行相关分析,结果见表3。可见MEP潜伏期异常程度与ASIA运动评分相关,而SEP潜伏期异常程度却与ASIA运动评分无相关性,尽管两者都与SCI神经功能损害程度(ASIA神经功能损害分级)一致。此外将颈髓损伤患者分为上颈髓(C1~C4)损伤组和下颈髓(C5~T1)损伤组,发现后者下肢MEP潜伏期较前者延长(P<0.05),而上肢MEP潜伏期差异不显著。
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表3 相关系数r值分析表
MEP
SEP
上肢
下肢
合计
上肢
下肢
合计
ASIA运动评分
-0.4731①
-0.6575②
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-0.8423②
0.2442
-0.3522
-0.3815
ASIA损害分级
0.5407②
0.7628②
0.8861②
0.3540
0.4762①
0.4561①
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随访组ASIA差值③
-0.8249②
-0.8666②
-0.9138②
-0.3251
-0.1405
-0.3411
注:①P<0.05,②P<0.01,③与随访组电生理检查差值比较,t检验
15例随访结果也显示,ASIA运动评分与MEP潜伏期显著相关(r=-0.6275,P<0.05),而与SEP潜伏期相关不显著(r=-0.3582,P>0.05)。此外,我们还将随访期与首诊时MEP潜伏期差值与ASIA运动评分差值进行对比,发现两者显著相关(r=-0.9138,P<0.01)。说明SCI恢复期MEP潜伏期变化与临床运动神经功能的改变程度一致。
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3 讨论
运动诱发电位(MEP)是刺激中枢神经组织并在脊髓远端、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。磁刺激MEP具有无损伤、穿透力强、稳定可靠等优点,是一种先进的无创性电生理检查,已被大多数学者所承认。
3.1 磁刺激MEP在SCI诊断中的应用价值
通过本组27例急性颈髓损伤病例的MEP检查,证明伤后损伤平面以下肢体的肌力大小(ASIA运动功能评分)与MEP异常表现密切相关:全瘫患者损伤平面以下MEP消失;不全瘫患者MEP峰潜伏期明显延长、波幅降低。随访发现,MEP潜伏期的变化与临床运动功能的恢复程度一致。与上颈髓损伤组相比,下颈髓损伤组下肢MEP潜伏期延长,原因可能是下颈髓的代偿间隙较小,而且支配下肢的运动传导束位于脊髓外侧,更容易受到压迫性损害的影响。由此可见,MEP检查为判断脊髓运动传导束功能状态提供了客观的、定量的依据。
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相反,本研究表明SEP检查不能完全反映脊髓损害程度,特别是与运动功能损害程度(ASIA运动评分)并不相符,这与以前的报告一致[2]。由于脊柱前柱和中柱的损伤较后柱损伤机会更多,因此脊髓腹侧包括锥体束在内的神经轴索远比其背索更容易受损伤,更何况感觉传导束内较细的神经纤维对外伤的耐受性更强,因而两者的损伤程度并不一定平行。临床经常见到SCI病人皮肤感觉存在,而运动功能完全丧失;或者术中SEP监护无异常,术后却发生神经功能损害。因此,只有将MEP与SEP结合应用,才能完整反映脊髓神经功能情况。
3.2 外周记录MEP的缺点
本研究发现,2例患者首诊时表现为完全性瘫痪(处于脊髓休克期),也未引出MEP信号,但随访中下肢运动功能有所恢复。可见外周肌肉记录的MEP(mMEP)虽然可以说明记录当时损伤节段以下是否存在中枢神经支配,但是并不能准确判断预后,特别是在SCI早期脊髓功能处于脊休克状态之际,病人不能主动收缩的肌肉,也测不出MEP,但并不说明这块肌肉没有恢复神经支配的可能。Macdonell[3]等人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[4],而且作者的另一项实验已证实其对运动功能预后有很好的相关性。但是椎管内记录是一种更为复杂的有创技术,可能不易为病人接受。
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3.3 亚完全性SCI
近年来许多作者提到,传统意义的完全性SCI并不等于脊髓神经传导功能完全丧失[5]。临床上大多数外伤性SCI是所谓“闭合性损伤”,损伤很少是横断性的,相当数量的神经纤维在外伤后依然存在,部分脊髓白质的解剖连续性仍然保留。只是由于残存纤维数目不足,或者因脱髓鞘化引起轴索传导能力下降,致使中枢下行冲动在脊髓前角总和后仍不足以引起肌肉收缩。而这些病人在临床上均被诊断为截瘫或四肢瘫。近年来许多作者发现部分截瘫病人或动物仍有下行神经冲动通过损伤部位脊髓[6、7],据此有人还提出了亚完全性脊髓损伤(discomplete SCI)的概念[8],即所谓临床表现为完全性瘫痪,而电生理学检查证实仍有残存神经纤维影响的脊髓损伤,以区别完全性(complete)和不完全(incomplete)性损伤,但至今仍缺乏有说服力的直接的电生理学证据。我们认为,MEP检查能直接反映脊髓下行传导束的功能状态, 如果采用硬膜外记录技术,甚至更精确的脊髓细胞外记录技术[9],有可能解决这一难题。
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上海市医学领先专业重点学科基金资助项目 基金编号1995-Ⅳ-008
参考文献
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收稿日期:2000-02-12
修回日期:2000-03-02, 百拇医药