实验性家兔脊髓损伤后运动诱发电位变化与后肢运动功能状态关系的研究.pdf

实验性家兔脊髓损伤后运动诱发电位变化与后肢运动功能状态关系的研究【目的】1 ．了解脊髓打击伤后实验家兔运动诱发电位变化与后肢肌力变化的关系：2 ．研究脊髓打击伤后实验家兔脊髓硬膜外运动诱发电位D 波变化与后肢肌力变化的关系；3 ．研究脊髓打击伤后实验家兔肌肉运动诱发电位M E P 变化与后肢肌力变化的关系；4 ．提出应用脊髓硬膜外运动诱发电位D 波和下肢肌肉运动诱发电位M E P 在脊髓脊柱手术监护中的参考指标材料与方法】选用新西兰大白兔4 5 只，随机分配至打击A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 组及对照组，每组5 只T 9 ．L 1 椎板切除术后行A l l e n ’s 打击，各组打击重分别为：5 0 9 c f 、7 5 9 c f 、1 0 0 9 c f 、1 2 5 9 c f 、1 5 0 9 c f 、1 7 5 9 文2 0 0 9 c f 、2 5 0 9 c f ，对照组仅模拟手术打击前后在L l 脊髓硬膜外检测运动诱发电位D 波和双后肢运动诱发电位M E P 波术后第1 天、第3 天、第l 周、第2 周、第4 周分别用改良T k I o v ’s 评分法记录实验兔双后肢肌力。

第4 周检测L 1 脊髓硬膜外及双后肢肌肉运动诱发电位后，用4％的多聚甲醛( P H 7 ．4 ) 将实验兔行经心脏灌注固定取损伤部分脊髓行石蜡切片，腿染色和N F 抗体标记，观察脊髓损伤的病理变化，并用捷达8 0 l 形态学图像分析系统对N F 阳性免疫细胞进行光密度测量通过s P s s 软件统计分析打击术中、术后4 周L 1 脊髓硬膜外、双后肢肌肉运动诱发电位和实验兔后肢肌力、N F 免疫阳性细胞光密度之间的关系结果】1 ．在脊髓打击伤模型中，随打击能量的增加，脊髓损伤加重，双后肢肌力的缺失明显当打击能量由5 0 9 c f 递增至2 5 0 9 c f 时，受伤脊髓H E 染色显示脊髓前角细胞数量逐渐减少，白质髓鞘脱失、轴突破坏逐渐加重：N F 光密度均值也由0 ．6 7 6 牲O ．0 5 7 1 下降到0 ．0 6 2 9 士O ．1 4 0 7 ，实验家兔肌力由5 级递减到O 级；2 ．打击伤后脊髓硬膜外运动诱发电位D 波波幅下降幅度与实验兔后肢运动功能呈线性相关回归曲线Y = O ．3 3 + 4 ．8 2 x ( R 2 = O ．9 8 ，P 0 0 5 ) ，伤后实验兔双后肢瓤力肇现轻度减退；伤后4 周时肌力基本恢复难常( 改良T a r l o v ’S 评分5 分) 。

伤后4 周时双后驶M E P 潜伏裳醛煞长( 2 2 6 9 M l l m s ) ，波攥菠拳，脊髓剿寒棒经孛丝( N F )的光密魔值下降( o ．6 6 0 2 ：k 0 ．0 4 2 5 ) 觅圈1 2 ，例2 )‰Y eP r e o l 撼r a t i V e ～以，，广＼—一—、麟‘8 # ‘咖‘yh ／＼．／、v ——～檄转馥、～八广＼／“～、一盥t 掣l_ 厂＼一 —叫r ＼F i g l2 ．C a s e 2 ，T h er a b b i t ’Ss p i n a lc o r dW a Sg o t7 5 9 c fA l l e n ’Si n j u r y , t h e r ew a sn os i g n i f i c a n tc h a n g eo fe p i d u r a lD —w a v ei no p e r a t i n gp r o c e d u r ea n da t4 4w e e ka f t e ri n j u r y ．H o w e v e r 'm u s c l eM E Pd i s p e r s e dd u r i n go p e r a t i n gc o u r s ea f t e rs p i n a li n j u r y , a n dt h el a t e n c yo fm u s c l eM E Pl e n g t h e n e dl i g h t l ya t4 4w e e ka f t e rs p i n a li n j u r y ．A f t e ro p e r a t i o n ，t h er a b b i t sh i n d l i m b sm o t o rf u n c t i o nb e c a m ew o r s et e m p o r a r i l y , a n dt h e nr e c o v e r e da t4 “w e e ka f t e rs p i n a li n j u r y ．实验性家兔脊髓损伤后运动诱发电位变化与后肢运动功能状态关系的研究讨论国内外学者关于硬膜外和肌肉运动诱发电位对脊髓手术术中监护警戒标准存有争议眨2 1 ，经本动物实验证实脊髓硬膜外及肌肉运动诱发电位和实验动物打击伤后双后肢肢体运动状况之间存在一定的关系，并讨论如下：一、实验性打击伤后实验兔脊髓病理变化与肌力变化的关系。

运动发自大脑的运动中枢，大脑的运动皮层发出神经纤维向下传导，直到到达脊髓前角细胞，支配躯干和四肢的运动脊髓发生病变或受到损伤，都会影响肢体的运动功能心”脊髓受打击伤后可造成原发性损伤和继发性损伤心们原发性损伤是指脊髓受打击的挫裂伤和脊髓的立即断裂继发性损害主要是伤后脊髓的缺血、缺氧造成的进一步损害缺氧使细胞内水电解质紊乱及酸度增高．引起粗面内质网及核蛋白体的损伤，蛋白质合成发生障碍，进一步损伤溶酶体膜，导致溶酶体内的各种水解酶的激活和释放，加重细胞内的其它结构损伤，如果损伤严重，超过细胞的代偿能力，细胞的代谢将停止，发生细胞死亡旺5 1 脊髓因其受打击的程度不同，损伤程度也不同，本组兔脊髓损伤后脊髓标本髓染色发现打击能量低于7 5 9 c f 时脊髓损伤较轻，白质髓鞘无明显的变化，损伤后的肌力减低亦较轻：打击能量在7 5 ～1 5 0 9 c f 之间时，白质髓鞘疏松脱失，部分轴索缺失，肌力降低较明显；打击能量大于1 5 0 9 c f 时，白质髓鞘严重脱失，轴索缺失严重，肌力明显降低，直至出现完全性迟缓性瘫痪神经中丝( N F ) 是构成神经胞体和神经轴突的细胞骨骼框架结构哳1 ，分子量分别为7 0 K D ，1 6 0 K D 和2 0 0 K D 。

7 0 K D 存在于神经胞体和轴突中，2 0 0 K D 神经中丝仅存在于神经轴突内，本研究选择单克隆抗体N F ( 2 0 0 K D ) 特异性标示脊髓内神经轴突的数量眩7 1 测量脊髓N F 免疫组化标本光密度显示，随脊髓受打击能量的增加，脊髓的损伤也逐渐加重( 脏染色) ，脊髓轴突( 神经中丝N F ) 的光密度逐渐减少；损伤程度越重，观察到的皮质脊髓束轴突纤维越少实验兔双后肢肌力损伤越重，三者之间统计呈现线性相关关系N F 的数量多少可作为量化脊髓损伤程度‘2 8 1 的指标实验性家免脊髓损伤后运动诱发电位变化与后肢运动功能状态关系的研究二、双下肢肌肉M E P ( m M E P )1 ．M E P 的产生及其电生理基础1 9 8 0 年M e n o n 和M 删o n 首次报道了在人体中经颅电刺激运动皮层的方法‘2 9 1 ，以后神经外科医生认识到这种方法可用于在手术中评估运动传导通路玎们但由于电刺激，记录和麻醉维持技术的限制，早期报道的经颅电刺激B ¨或经颅磁刺激‘3 2 1产生的运功诱发电位实例结果难以被再次重复实验1 9 9 3 年德国T h i g u c l l i 等人采用少量的高频串电流刺激暴露的运动皮层稳定地诱发出肌肉的电位盱”，推进了复合肌运动诱发电位的记录技术。

单个电刺激口射．无论是刺激暴露的皮层或是经颅电刺激，都会在皮质脊髓束中引发出一个D 波( D ．w a v e ) 用快速的刺激间隔为4 毫秒的5 个串刺激刺激运动皮层将会引发出5 个D 波，这5 个D 波将会以4 毫秒的间隔沿着皮质脊髓束向下传导脊髓前角d 运动神经元受到连续5 个下降的电冲动的激发后，其膜电位会发生变化——膜电位上升达到阈电位，使脊髓前角a 运动神经元电发放，产生一次肌肉的运动电位P h n l i p s 等人在灵长类的动物实验中直接从脊髓前角Ⅱ运动神经元的细胞内记录到电变化‘3 “ ：多个短暂扩散的皮质脊髓束放电引起兴奋性突触后电位( E P s P s ) ，E P s P 到达脊髓前角的a 运动神经元，使“静息”n 运动神经元形成时间空间易化效应，产生一次肌肉收缩的M E P 电位2 ．肌肉运动诱发电位( M E P ) 的诱发肌肉运动诱发电位的产生需要脊髓前角，皮质脊髓束的电冲动决定脊髓前角放电，因此肌电反应( m u s c l er e s p o n s e ) 的产生与皮质脊髓束的电传导有密切关系‘3 矾有学者认为D 波放电的形态是诱发肌电反应的一个重要因素，如D 波电发放产生的空间易化的程度和膜电位与x实验性家兔脊髓损伤后运动诱发电位变化与后肢运动功能状态关系的研究部正极刺激能诱发出D 波；改用略高于刺激阈值的电流强度刺激后，无论用正极或负极刺激均能诱发出D 波和I 波。

用固定强度的负极刺激时，产生的D 波变异较大，用阳极刺激诱发出的D 波波幅较稳定本实验中均采用阳极刺激右侧运动皮层，记录脊髓硬膜外运动诱发电位D 波H 7 1 除电刺激的位置和极性外，电极的形态和麻醉深度和麻醉药物的不同也影响D波生成3 ．应用脊髓硬膜外运动诱发电位D 波于脊髓脊柱手术术中监护时的警戒参考值D 波的“峰一峰”波幅值是脊髓硬膜外监护的记录参数，D 波波幅值下降超过基线的5 0 ％与术后长期运动功能的缺失相关，M o r o t a 等在监护脊髓肿瘤手术中发现，如D 波消失或波幅下降超过5 0 ％时，病人会出现永久的运动功能的缺失H 8 1 D 波潜伏期变化很少，并受非外科因素如体温啪1 、刺激强度等影响刺激强度越大，潜伏期越短，因为刺激强度增大时可以激活位于脑自质深部的皮质脊髓束巧们随打击能量的加大D 波的波幅逐渐下降，呈线性相关，而伤后D 波波幅下降时，4周后实验兔后肢肌力亦相应下降，呈正性相关关系本实验发现D 波潜伏期与打击能量无关伤后D 波消失，兔出现双后肢长期迟缓性瘫痪在此需特别提出的是，在本组采用改良1 撕l o v 评分肌力为0 分的实验兔中有1只( 1 0 ％) 脊髓硬膜外D 波仍存在( A m p l i t l I d e ：5 ．6 4 ，L a t e n c y ：8 ．6 4 ) ，免疫组化N F染色显示脊髓N F 免疫阳性染色纤维仍存在，光密度O ．3 1 4 6 ，但不能诱发出m M e P 。

曾有国外学者发现双下肢完全瘫痪的猫中有6 0 ％仍可在损伤水平以下记录到D 波巧¨，如s h e n v o o d 在临床研究中亦发现类似的问题他将这种I } 缶床表现为完全性瘫痪，而电生理检查证实仍有残存神经纤维的脊髓损伤称为非完全性脊髓损伤( D i s c o m p l e t eS C I ) ，同不完全性脊髓损伤( I n c o m p l e t es c I ) ，和完全性脊髓损伤( C o m p l e t eS C I ) 并列分类””c i o n i 则认为临床上双下肢肌力为0 分的完全性瘫痪患者，在损伤节段及损伤节段咀下仍可能存在部分下行纤维，但由于残留纤维数目太少，或纤维脱髓鞘使传导冲动的能力大为下降，无法引起损伤水平以下肌肉主动收缩¨3 1 n l 甜a u l t 等采用逆行标记技术证实此类残存纤维为红核脊髓束纤维‘5 们实验性家兔脊髓损伤后运动诱发电位变化与后肢运动功能状态关系的研究波波幅下降与损伤后一过性肢体缺失到永久性缺失相联系，也可以作为伤后是否出现永久性功能缺失的时间警戒窗D e l e t i。