醋酸异戊酯刺激相关嗅觉诱发电位对先天性嗅觉缺失患者嗅觉功能的评价
作者：崔丽英 W.James Evans
单位：100730 中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院神经科(崔丽英)；美国加州大学尔湾分校神经科(W.James Evans)
关键词：嗅觉缺失；嗅觉；诱发电位
中华医学杂志980811 【摘要】 目的 通过先天性嗅觉缺失患者事件相关嗅觉诱发电位(OEP)及与临床嗅觉功能检查的研究，进一步探讨OEP的起源。方法 对9例先天性嗅觉缺失患者及9例性别年龄匹配的正常人进行了嗅觉功能的评价，包括OEP测定、标准的嗅觉识别评分和对3种气味的嗅觉阈值检查：纯嗅觉刺激的苯乙醇(PEA)、刺激嗅神经同时中等程度刺激三叉神经的醋酸异戊酯(IAA)和强烈刺激三叉神经的氯乙酚(CAP)。结果 嗅觉识别评分两组之间差异有非常显著性意义(P<0.001)；PEA和IAA刺激嗅觉阈值2组之间差异也有非常显著意义(P<0.001)，而对刺激三叉神经的CAP 2组之间差异无显著性意义。IAA刺激OEP在对照组可记录到重复性好而且稳定的波形，由P1、N1、P2和N2成分组成。患者组对IAA刺激未记录到重复可信的诱发电位, 主观上也无任何反应。2组对空气对照刺激均未记录到诱发电位。结论 OEP是评价嗅觉功能特异的、客观的方法。
, 百拇医药
Olfactory event-related potentials to isoamyl acetate in congenital anosmia Cui Liying *, W. James Evans. * Department of Neurology, Peking Union Medical College Hospital, Beijing 100730
【Abstract】 Objective To investigate the olfactory origin of the event-related potential (OEP) by evaluating OEP and standardized psychophysical measures in patients with congenital anosmia. Methods Olfactory function was evaluated by OEP and standardized psychophysical measures including smell identification test and odor detection threshold tests for 3 chemosensory stimulants: phenylethyl alcohol (PEA), isoamyl acetate (IAA), and chloracetyl phenone (CAP) in 9 subjects with isolated congenital anosmia and 9 age-and gender-matched normosmic controls. Results There was a significant difference in the smell identification test score (P<0.001) and odor detection thresholds for PEA and IAA (P<0.001) between the anosmic and normosmic subjects. Detection thresholds for CAP, a trigeminal stimulant, did not differ between the 2 groups. In the control subjects, OEP to IAA was characterized by 4 reproducible components (P1, N1, P2 and N2). In the subjects with congenital anosmia, no reproducible evoked potential components were identified in response to IAA. No reproducible evoked potential components were seen in response to the air control stimulus in either the anosmic or normosmic groups. Conclusion These data suggest that OEP provide a specific and objective measure of olfactory function.
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【Key words】 Anosmia Smell Evoked potemtials
(Natl Med J China, 1998, 78：588-590)
气味刺激事件相关嗅觉诱发电位(OEP)是1项尚未广泛应用于临床的新检查技术, 1966年Finkenzeller[1]和Allison等[2]首先报告。Allison和Smith等[3]研究认为，气味刺激时头皮记录的诱发电位主要反应三叉神经的活动。这一结果可能与当时的技术上不能排除对温度和机械感受器的刺激有关。80年代以来, 一些学者不断改进嗅觉刺激器, 使流速、压力、温度和湿度恒定避免了对鼻粘膜的机械刺激[4～8]，还通过浓度的控制减少了对三叉神经化学感受器的刺激，在正常人中记录到了稳定的、可重复的诱发电位， 由4个主要成分组成：P1、N1、P2和N2(已由NIH下属的OEP研究小组正式命名)[9]。为进一步研究OEP的起源及三叉神经对其的影响，我们选择了先天嗅觉缺失的患者，即纯嗅觉障碍模型，研究其OEP的改变。
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对象与方法
一、对象
全部患者来自美国加利福尼亚大学尔湾分校医学中心神经科和精神科的自愿受试者。男6例，女3例，年龄31～72岁，平均45±15岁，诊断均符合以下标准：(1) 从未闻到过气味的感受；(2) 经父母证实从婴儿起日常生活中无嗅到气味的主诉或经历；(3) 排除了易伴有嗅觉障碍的内分泌、神经系统(包括痴呆等)及鼻部等疾患；(4) 神经系统检查除嗅觉障碍外，无其它体征。
本组患者中男、女各2例有家族史。对照组由9例性别和年龄匹配的健康人组成，男6例，女3例，年龄23～73岁，平均44±17岁，均无吸烟史。
二、方法
1.嗅觉功能测定：嗅觉功能的评价包括嗅觉识别评分和对3种气味的嗅觉阈值检查：纯嗅觉刺激的苯乙醇(PEA )、刺激嗅神经同时中等程度刺激三叉神经的醋酸异戊酯(IAA)和强烈刺激三叉神经的氯乙酚(CAP)。检查结果用t检验处理。
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2.嗅觉刺激器(olfactometer)：嗅觉刺激器由Dr. Evans设计改进，由以下部分组成：(1) 串联存在的2个双向电磁螺线圈瓣，使等量有气味的气体取代无气味的空气；(2) 压力调节器和在电磁圈输入端及排气端的开放阀，可减少压力和气流的波动；3. 流量计、温度调节计及稀释系统等，用来控制流量、浓度、湿度和温度。以上各部分由聚四氟乙烯管相连，使持续流动的湿化气体携带刺激物进入鼻腔[8]。
3.刺激参数：刺激由IAA和空气对照组成，流速为5 L/min，两者以6～30s的间隔随机出现。IAA的浓度为50%，相对温度为35%，气流到达鼻腔时温度控制在20 ℃±1 ℃。单侧鼻腔IAA刺激测定3次，每次均有10次刺激，空气对照记录3次。
4.OEP的记录：OEP记录采用的是杯形表面电极，记录部位为Fz、Cz、Pz、C3和C4，参考电极置于耳垂，地线置于左乳突。眼球运动通过置于眶上和眶下的电极监测，>50 μV的眼肌运动伪差被自动拒绝或分析时从平均中减去。电极与皮肤之间的电阻<5 KΩ。滤波频带为0.1～100 Hz，经数字滤波进一步调整，分析时间为4 s。为得到满意结果分析前再经低通15 Hz滤波。全部测定在电子屏蔽室内完成。记录中要求患者用口呼吸，持续睁眼注视前方固定目标，尽量避免眨眼及眼球活动，测定过程中受试者对气流波动及温度等无任何感觉。
, 百拇医药
结 果
嗅觉识别评分测定患者组完全靠猜测，分数为10.4±2.5；对照组为36.2±2.7；2组之间差异有非常显著性意义(P<0.001)。嗅觉阈值检查发现全部患者对纯嗅觉刺激的PEA无任何反应；部分患者对较高浓度(>55 decismels)的IAA有反应，但不能具体描述气味的种类；对强烈刺激三叉神经的CAP，患者组的阈值为25±10；对照组为16±9；2组比较差异无显著性意义(P>0.05) 。
全部患者均未记录到肯定的、可重复的OEP电位，每组平均结果也未见肯定波形，与空气对照差异无显著性意义。对照组可见肯定的、清晰及重复性好的OEP波形，峰潜伏期分别为：P1, 127±99 ms；N1 338±88 ms；P2 675±97 ms；N2 1163±170 ms[8]。主波N1～P2峰-峰值为8.3±2.6 μV。空气刺激在2组均未见到肯定的波形。
讨 论
, 百拇医药
本研究发现，先天性嗅觉缺失患者对IAA刺激未记录到肯定的OEP波形，某种程度上与IAA嗅觉阈值测定的结果是一致的；部分患者对高浓度的IAA有反应，结合2组CAP刺激阈值差异无显著性意义，可能是三叉神经受刺激的结果，提示先天性嗅觉障碍是一个完全的选择性的嗅觉通路的病变，进一步证实本研究应用的方法学是相对特异的，也是评价嗅觉功能的最客观的方法。关于先天性嗅觉缺失的病理基础可能与嗅觉感受器的受体细胞和/或嗅球的发育不良有关。Jafek等[10]和Leopold等[11]分别对6例和3例先天性嗅觉缺失的患者作了鼻粘膜活检，发现嗅上皮缺失。 还有人对25例先天性嗅觉缺失的患者作了核磁共振(MRI)检查，提示嗅球缺失和发育不良[12]。
本组结果与Smith等[3]报道的不同，1971年他报道1例嗅勾脑膜瘤切除后单侧嗅觉障碍的患者，IAA刺激仍可记录到波幅低的OEP；而另2例听神经瘤单侧三叉神经完全破坏的患者OEP消失，因此，提出IAA刺激诱发电位主要起源于三叉神经。通过对当时方法学的详细研究发现，当时使用的方法、刺激参数等与本研究不同，IAA的浓度为100%的饱和蒸汽，刺激量为15 L/min 持续时间为200 ms，受试者在测试过程中鼻粘膜始终有明显的烧灼感，对三叉神经起到了明显的伤害性刺激。本组患者三叉神经是正常的，而在测试过程中对IAA刺激、气流的温度及波动均无任何感觉，说明当时OEP主要起源于三叉神经的结论是由于技术上的原因造成的，目前使用的方法避免了对温度和机械等感受器的兴奋，记录到的诱发电位主要起源于嗅觉通路。但确切的起源尚不清楚，切断小鼠嗅球的实验动物研究发现，IAA刺激头皮或颅骨记录的OEP消失，切除梨状皮层后OEP波形明显改变，说明嗅球和梨状皮层均参与嗅觉生理功能和OEP的形成[13]。
, 百拇医药
参考文献
1 Finkenzeller P. Gemittelte EEG-potential bei olfactorischer reizung. Pflugers Arch, 1966, 292:76-79.
2 Allison T, Goff WR. Human cerebral evoked responses to odorous stimuli, Electroenceph Clin Neurophysiol, 1967, 23:558-562.
3 Smith DB, Allison T, Goff WR, et al. Humn odorant evoked responses: effects of trigeminal or olfactory deficit. Electroenceph clin Neurophysiol, 1971, 30:313-317.
, 百拇医药
4 Kobal G, Hummel C. Cerebral chemosensory evoked potentials elicited by chemical stimulation of the humal olfactory and respiratory nasal mucosa. Electroenceph clin Neurophysiol, 1988, 71:117-120.
5 Lorig TS. Human EEG and odor response. Prog Neurobiol, 1989, 23:369-372.
6 Prah JD, Benignus VA. Olfactory evoked responses to odorous stimuli of different intensities. Chem Senses, 1992, 17:417-421.
, 百拇医药
7 Murphy C, Nordin S, de Wijk R. Olfactory evoked potentials: assessment of young and elderly, and comparison to psychophysical threshold. Chem. Senses, 1994, 19:47-51.
8 Evans WJ, Cui LY, Starr A. Olfactory event-related potentials in normal human subjects: effect of age and gender. Electroenceph clin Neurophysiol, 1995, 95:293-297.
9 Evans WJ, Kobal G, Lorig T. Suggestion for collection and reporting of chemosensory event-related potentials. Chem Senses, 1993, 18:751-755.
, http://www.100md.com
10 Jafek BW, Gordon AS, Moran DT, et al. Congenital anosmia. Ear Nose Throat J, 1990, 69:331-334.
11 Leopold DA, Hormung DE, Schwob JE, Congenital lack of olfactory ability. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1992, 101:229-232.
12 Yousem DM, Geokle RJ, Bilker W, et al. MRI evaluation of patients with congenital hyposmia or anosmia. Am J Roentgenol, 1996, 166:439-442.
13 Inokuchi A, Kimmelman CP, Wang HE, et al. Olfactory evoked potentials in the rat. Laryngoscope, 1986, 96:1107-1112.
(收稿：1997-10-21 修回：1997-12-04), 百拇医药
单位：100730 中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院神经科(崔丽英)；美国加州大学尔湾分校神经科(W.James Evans)
关键词：嗅觉缺失；嗅觉；诱发电位
中华医学杂志980811 【摘要】 目的 通过先天性嗅觉缺失患者事件相关嗅觉诱发电位(OEP)及与临床嗅觉功能检查的研究，进一步探讨OEP的起源。方法 对9例先天性嗅觉缺失患者及9例性别年龄匹配的正常人进行了嗅觉功能的评价，包括OEP测定、标准的嗅觉识别评分和对3种气味的嗅觉阈值检查：纯嗅觉刺激的苯乙醇(PEA)、刺激嗅神经同时中等程度刺激三叉神经的醋酸异戊酯(IAA)和强烈刺激三叉神经的氯乙酚(CAP)。结果 嗅觉识别评分两组之间差异有非常显著性意义(P<0.001)；PEA和IAA刺激嗅觉阈值2组之间差异也有非常显著意义(P<0.001)，而对刺激三叉神经的CAP 2组之间差异无显著性意义。IAA刺激OEP在对照组可记录到重复性好而且稳定的波形，由P1、N1、P2和N2成分组成。患者组对IAA刺激未记录到重复可信的诱发电位, 主观上也无任何反应。2组对空气对照刺激均未记录到诱发电位。结论 OEP是评价嗅觉功能特异的、客观的方法。
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Olfactory event-related potentials to isoamyl acetate in congenital anosmia Cui Liying *, W. James Evans. * Department of Neurology, Peking Union Medical College Hospital, Beijing 100730
【Abstract】 Objective To investigate the olfactory origin of the event-related potential (OEP) by evaluating OEP and standardized psychophysical measures in patients with congenital anosmia. Methods Olfactory function was evaluated by OEP and standardized psychophysical measures including smell identification test and odor detection threshold tests for 3 chemosensory stimulants: phenylethyl alcohol (PEA), isoamyl acetate (IAA), and chloracetyl phenone (CAP) in 9 subjects with isolated congenital anosmia and 9 age-and gender-matched normosmic controls. Results There was a significant difference in the smell identification test score (P<0.001) and odor detection thresholds for PEA and IAA (P<0.001) between the anosmic and normosmic subjects. Detection thresholds for CAP, a trigeminal stimulant, did not differ between the 2 groups. In the control subjects, OEP to IAA was characterized by 4 reproducible components (P1, N1, P2 and N2). In the subjects with congenital anosmia, no reproducible evoked potential components were identified in response to IAA. No reproducible evoked potential components were seen in response to the air control stimulus in either the anosmic or normosmic groups. Conclusion These data suggest that OEP provide a specific and objective measure of olfactory function.
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【Key words】 Anosmia Smell Evoked potemtials
(Natl Med J China, 1998, 78：588-590)
气味刺激事件相关嗅觉诱发电位(OEP)是1项尚未广泛应用于临床的新检查技术, 1966年Finkenzeller[1]和Allison等[2]首先报告。Allison和Smith等[3]研究认为，气味刺激时头皮记录的诱发电位主要反应三叉神经的活动。这一结果可能与当时的技术上不能排除对温度和机械感受器的刺激有关。80年代以来, 一些学者不断改进嗅觉刺激器, 使流速、压力、温度和湿度恒定避免了对鼻粘膜的机械刺激[4～8]，还通过浓度的控制减少了对三叉神经化学感受器的刺激，在正常人中记录到了稳定的、可重复的诱发电位， 由4个主要成分组成：P1、N1、P2和N2(已由NIH下属的OEP研究小组正式命名)[9]。为进一步研究OEP的起源及三叉神经对其的影响，我们选择了先天嗅觉缺失的患者，即纯嗅觉障碍模型，研究其OEP的改变。
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对象与方法
一、对象
全部患者来自美国加利福尼亚大学尔湾分校医学中心神经科和精神科的自愿受试者。男6例，女3例，年龄31～72岁，平均45±15岁，诊断均符合以下标准：(1) 从未闻到过气味的感受；(2) 经父母证实从婴儿起日常生活中无嗅到气味的主诉或经历；(3) 排除了易伴有嗅觉障碍的内分泌、神经系统(包括痴呆等)及鼻部等疾患；(4) 神经系统检查除嗅觉障碍外，无其它体征。
本组患者中男、女各2例有家族史。对照组由9例性别和年龄匹配的健康人组成，男6例，女3例，年龄23～73岁，平均44±17岁，均无吸烟史。
二、方法
1.嗅觉功能测定：嗅觉功能的评价包括嗅觉识别评分和对3种气味的嗅觉阈值检查：纯嗅觉刺激的苯乙醇(PEA )、刺激嗅神经同时中等程度刺激三叉神经的醋酸异戊酯(IAA)和强烈刺激三叉神经的氯乙酚(CAP)。检查结果用t检验处理。
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2.嗅觉刺激器(olfactometer)：嗅觉刺激器由Dr. Evans设计改进，由以下部分组成：(1) 串联存在的2个双向电磁螺线圈瓣，使等量有气味的气体取代无气味的空气；(2) 压力调节器和在电磁圈输入端及排气端的开放阀，可减少压力和气流的波动；3. 流量计、温度调节计及稀释系统等，用来控制流量、浓度、湿度和温度。以上各部分由聚四氟乙烯管相连，使持续流动的湿化气体携带刺激物进入鼻腔[8]。
3.刺激参数：刺激由IAA和空气对照组成，流速为5 L/min，两者以6～30s的间隔随机出现。IAA的浓度为50%，相对温度为35%，气流到达鼻腔时温度控制在20 ℃±1 ℃。单侧鼻腔IAA刺激测定3次，每次均有10次刺激，空气对照记录3次。
4.OEP的记录：OEP记录采用的是杯形表面电极，记录部位为Fz、Cz、Pz、C3和C4，参考电极置于耳垂，地线置于左乳突。眼球运动通过置于眶上和眶下的电极监测，>50 μV的眼肌运动伪差被自动拒绝或分析时从平均中减去。电极与皮肤之间的电阻<5 KΩ。滤波频带为0.1～100 Hz，经数字滤波进一步调整，分析时间为4 s。为得到满意结果分析前再经低通15 Hz滤波。全部测定在电子屏蔽室内完成。记录中要求患者用口呼吸，持续睁眼注视前方固定目标，尽量避免眨眼及眼球活动，测定过程中受试者对气流波动及温度等无任何感觉。
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结 果
嗅觉识别评分测定患者组完全靠猜测，分数为10.4±2.5；对照组为36.2±2.7；2组之间差异有非常显著性意义(P<0.001)。嗅觉阈值检查发现全部患者对纯嗅觉刺激的PEA无任何反应；部分患者对较高浓度(>55 decismels)的IAA有反应，但不能具体描述气味的种类；对强烈刺激三叉神经的CAP，患者组的阈值为25±10；对照组为16±9；2组比较差异无显著性意义(P>0.05) 。
全部患者均未记录到肯定的、可重复的OEP电位，每组平均结果也未见肯定波形，与空气对照差异无显著性意义。对照组可见肯定的、清晰及重复性好的OEP波形，峰潜伏期分别为：P1, 127±99 ms；N1 338±88 ms；P2 675±97 ms；N2 1163±170 ms[8]。主波N1～P2峰-峰值为8.3±2.6 μV。空气刺激在2组均未见到肯定的波形。
讨 论
, 百拇医药
本研究发现，先天性嗅觉缺失患者对IAA刺激未记录到肯定的OEP波形，某种程度上与IAA嗅觉阈值测定的结果是一致的；部分患者对高浓度的IAA有反应，结合2组CAP刺激阈值差异无显著性意义，可能是三叉神经受刺激的结果，提示先天性嗅觉障碍是一个完全的选择性的嗅觉通路的病变，进一步证实本研究应用的方法学是相对特异的，也是评价嗅觉功能的最客观的方法。关于先天性嗅觉缺失的病理基础可能与嗅觉感受器的受体细胞和/或嗅球的发育不良有关。Jafek等[10]和Leopold等[11]分别对6例和3例先天性嗅觉缺失的患者作了鼻粘膜活检，发现嗅上皮缺失。 还有人对25例先天性嗅觉缺失的患者作了核磁共振(MRI)检查，提示嗅球缺失和发育不良[12]。
本组结果与Smith等[3]报道的不同，1971年他报道1例嗅勾脑膜瘤切除后单侧嗅觉障碍的患者，IAA刺激仍可记录到波幅低的OEP；而另2例听神经瘤单侧三叉神经完全破坏的患者OEP消失，因此，提出IAA刺激诱发电位主要起源于三叉神经。通过对当时方法学的详细研究发现，当时使用的方法、刺激参数等与本研究不同，IAA的浓度为100%的饱和蒸汽，刺激量为15 L/min 持续时间为200 ms，受试者在测试过程中鼻粘膜始终有明显的烧灼感，对三叉神经起到了明显的伤害性刺激。本组患者三叉神经是正常的，而在测试过程中对IAA刺激、气流的温度及波动均无任何感觉，说明当时OEP主要起源于三叉神经的结论是由于技术上的原因造成的，目前使用的方法避免了对温度和机械等感受器的兴奋，记录到的诱发电位主要起源于嗅觉通路。但确切的起源尚不清楚，切断小鼠嗅球的实验动物研究发现，IAA刺激头皮或颅骨记录的OEP消失，切除梨状皮层后OEP波形明显改变，说明嗅球和梨状皮层均参与嗅觉生理功能和OEP的形成[13]。
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参考文献
1 Finkenzeller P. Gemittelte EEG-potential bei olfactorischer reizung. Pflugers Arch, 1966, 292:76-79.
2 Allison T, Goff WR. Human cerebral evoked responses to odorous stimuli, Electroenceph Clin Neurophysiol, 1967, 23:558-562.
3 Smith DB, Allison T, Goff WR, et al. Humn odorant evoked responses: effects of trigeminal or olfactory deficit. Electroenceph clin Neurophysiol, 1971, 30:313-317.
, 百拇医药
4 Kobal G, Hummel C. Cerebral chemosensory evoked potentials elicited by chemical stimulation of the humal olfactory and respiratory nasal mucosa. Electroenceph clin Neurophysiol, 1988, 71:117-120.
5 Lorig TS. Human EEG and odor response. Prog Neurobiol, 1989, 23:369-372.
6 Prah JD, Benignus VA. Olfactory evoked responses to odorous stimuli of different intensities. Chem Senses, 1992, 17:417-421.
, 百拇医药
7 Murphy C, Nordin S, de Wijk R. Olfactory evoked potentials: assessment of young and elderly, and comparison to psychophysical threshold. Chem. Senses, 1994, 19:47-51.
8 Evans WJ, Cui LY, Starr A. Olfactory event-related potentials in normal human subjects: effect of age and gender. Electroenceph clin Neurophysiol, 1995, 95:293-297.
9 Evans WJ, Kobal G, Lorig T. Suggestion for collection and reporting of chemosensory event-related potentials. Chem Senses, 1993, 18:751-755.
, http://www.100md.com
10 Jafek BW, Gordon AS, Moran DT, et al. Congenital anosmia. Ear Nose Throat J, 1990, 69:331-334.
11 Leopold DA, Hormung DE, Schwob JE, Congenital lack of olfactory ability. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1992, 101:229-232.
12 Yousem DM, Geokle RJ, Bilker W, et al. MRI evaluation of patients with congenital hyposmia or anosmia. Am J Roentgenol, 1996, 166:439-442.
13 Inokuchi A, Kimmelman CP, Wang HE, et al. Olfactory evoked potentials in the rat. Laryngoscope, 1986, 96:1107-1112.
(收稿：1997-10-21 修回：1997-12-04), 百拇医药