急性脊髓损伤后磁刺激运动诱发电位及体感诱发电位的诊断意义
作者：余科炜 李家顺 杨海涛 田毅华 赵卫 徐龙江 贾连顺 石志才
单位：余科炜 杨海涛 田毅华 赵卫 徐龙江(201103上海，武警上海总队医院骨科)；李家顺 贾连顺 石志才(第二军医大学附属长征医院骨科)
关键词：脊髓损伤；诱发电位，躯体感觉；诱发电位，运动；运动活动
中华骨科杂志000503
【摘要】目的研究磁刺激运动诱发电位(motorevokedpotentials,MEP)对脊髓损伤(spinalcordinjuries,SCI)后运动传导功能的诊断价值。方法采用Mag-2型磁刺激仪对32例SCI患者进行经颅磁刺激MEP检查，分别在双侧外展拇短肌(abductorpollicisbrevis，APB)和胫前肌(anteriortibialis，AT)进行记录。同时检测F波和M波计算中枢运动传导时间(centralmotorconductivetime,CMCT)。另采用Keypoint肌电图仪进行体感诱发电位(somatosensoryevokedpotentials，SEP)检查以作对比。收集患者的临床资料并按照ASIA92运动评分和损伤标准分级。结果SCI患者APB肌MEP潜伏期为(28.88±13.85)ms，波幅为(0.32±0.34)mV;AT肌潜伏期为(42.60±16.07)ms，波幅为(0.40±0.73)mV，与正常对照组相比差异有显著性意义(P<0.05)。其中完全性瘫痪者无MEP信号，不完全性瘫痪者MEP潜伏期延迟，波幅下降。MEP潜伏期延迟时间与ASIA运动评分呈负相关(P<0.01)。多数SCI患者上肢或下肢SEP消失或潜伏期延迟，但与MEP结果不一致，并且与ASIA运动功能评分无相关性。结论SCI后损伤平面以下的肌力大小与MEP异常表现密切相关。MEP检查为判断脊髓运动传导束功能状态提供了客观、定量的依据；而SEP检查并未能反映运动功能的损害程度。
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The diagnostic value of the magnetic stimulation motor evoked potentials and somatosensory evoked potentials after acute spinal cord injuries
YU Kewei, LI Jiashun, YANG Haitao, et al.
Department of Orthopaedics, Shanghai Municipal Corps Hospital, Chinese People s Armed Police Forces,Shanghai 201103， China
【 Abstract】 Objective To study the diagnostic value of the magnetic stimulation motor evoked potentials (MEP) and somatosensory evoked potentials (SEP) in neurologic function after spinal cord injuries (SCI), especially the motor conductive function. Methods Thirty- two cases of SCI patients received MEP examination elicited with a Mag- 2 magnetic stimulator. MEP were recorded bilaterally at abductor pollicis brevis(APB) and anterior tibialis (AT)muscles. F waves and M waves were also recorded to calculated the central motor conductive time (CMCT). SEP examination was performed with a Keypoint electromyograph. The clinical status of the patients was divided by the ASIA 92 principles. Results In SCI group, the latency and amplitude of the APB MEP were (28.88± 13.85) ms and (0.32± 0.34)mV respectively, the latency and amplitude of the AT muscles MEP were (42.60± 16.07)ms and (0.40± 0.73)mV 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 scores (P< 0.05). The SEP signals of most SCI cases obliterated or delayed,which had no correlation with the results of MEP examination or ASIA motor scores. Conclusion The muscle strength under the injured level is intensively correlated with the MEP abnormal. MEP examination can provide an objective and quantitative standard for judging the motor functional status in the cord, while the SEP examination can not reflect the severity of motor lesion.
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【 Key words】 Spinal cord injuries; Evoked potentials,somatosensory; Evoked potentials,motor; Motor activity
长期以来，对脊髓损伤后的早期神经功能判定，一直依赖临床体检所提供的证据，即根据美国脊柱损伤协会(American Spinal Injury Association，ASIA)1992年标准[1]判断属于完全性或不完全性脊髓损伤。这种单独依赖临床体征作为判断标准的方法存在一定缺陷:(1)由于必须等待脊髓休克结束(在人类这一过程可达数天甚至数周[2])，可能丧失早期诊断机会；(2)由于需要患者充分合作，故对多发伤或昏迷的患者(现代意外事故中因致伤暴力增大而更为多见)难以实施，因此，不能客观、定量地反映神经功能损伤的严重程度；(3)有时临床判断为完全性脊髓损伤(spinal cord injuries,SCI)的患者经抢救后仍能恢复部分脊髓功能[3]。由此可见，发展一种定量、客观的脊髓电生理检测技术是十分必要的。我们对32例脊髓损伤患者的磁刺激运动诱发电位(motor evoked potentials,MEP)及体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEP)的早期表现进行研究，旨在探索SCI后这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评估价值。
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资料与方法
一、一般资料
选择自1996年6月～1998年6月我院急诊收治的32例急性SCI患者，其中男26例，女6例；年龄22～67岁，平均41.5岁；身高154～179cm，平均167cm。受伤至入院时间均少于2个月(平均18.3d)，本组病例不包括合并颅脑外伤或多发伤伴严重低血压者，有神经系统疾患史或体内有金属置入物者也被排除在外。受伤原因包括交通事故伤15例(46.9%)，高处坠落伤8例(25%)，重物砸伤6例(18.8%)，跳水受伤2例(6.3%)和枪击伤1例(3.1%)。受伤部位分别为颈椎损伤(C2～7)18例(56.3%)，胸椎损伤(T4～10)5例(15.6%)，下胸椎及上腰椎(T12～L1)损伤9例(28.1%)。
另以20例健康志愿者为对照组，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。
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二、临床及影像学表现
(一)脊髓损伤判断标准
所有患者均采用ASIA1992年运动评分和损害分级标准，并依据脊髓休克结束后，损伤平面以下骶段脊髓感觉(肛门粘膜皮肤感觉和深部肛门感觉)及运动功能(肛门外括约肌自主收缩)存在与否，作为判断完全性或不完全性脊髓损伤的临床标准。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、前索损伤综合征和圆锥及马尾神经损伤综合征等。影像学资料包括X线、CT和MRI等检查，以综合判断脊髓损伤的节段和损伤程度。
(二)临床表现
32例患者中，完全性脊髓损伤6例；不完全性损伤26例，其中中央损伤综合征7例、Brown-Sequard综合征8例、圆锥及马尾神经损伤综合征8例、其他3例。ASIA神经功能损害分级，A级(完全性损伤)6例、B级4例、C级10例、D级12例和E级(正常)0例；ASIA运动功能评分，平均值为57.8±25.6，其中上肢37.7±14.4，下肢20.1±19.3。
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(三)影像学检查
X线及CT检查可见脊柱骨折脱位、椎体压缩、椎管矢状径减小，有时可见碎骨块突入椎管内。而MRI显示脊髓及周围软组织信号变化，8例表现为脊髓挫伤或水肿，在T2加权像表现为脊髓均匀或不均匀的高信号；5例可见急性脊髓出血，在T2加权像表现为脊髓中心低信号，周围高信号；1例脊髓完全断裂。
三、方法
(一)MEP检测设备与方法
1.磁刺激MEP检查:采用Dantec公司(丹麦)生产的Mag-2型磁刺激仪，S-100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(abductor pollicis-brevis,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(anterior tibialis,AT)时置于头顶Cz点。刺激强度以所记录的靶肌出现收缩为准，一般上肢采用最大输出磁场强度的60%±10%，下肢80%±10%。记录电极置于双侧APB肌和AT肌的肌腹表面，阳极置远端，阴阳极间距为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，滤波频带2Hz～10kHz。室温维持22℃～25℃。受试者仰卧位，肌肉完全放松，但在记录AT肌MEP有困难时，需嘱其轻度用力背伸足。重复测试三次以上，以潜伏期短、波幅高者为准。
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2.记录F波和M波并计算中枢运动传导速度(central motor conductive time,CMCT):电刺激电极放置在腕正中神经和腓骨小头后缘腓总神经走行表面，阴极置近端。通过APB肌和AT肌表面的皮肤电极同时记录F波和M波。M波是运动纤维顺向冲动所引起的肌肉收缩时产生的诱发电位;F波是运动纤维逆向冲动引起的相应脊髓节段前角细胞的回返放电，需超强刺激，连续记录10～20个F波，取潜伏期平均值。采用Kimura公式计算CMCT。CMCT=MEP潜伏期-(F+M-1)/2。
(二)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出现轻度收缩为准，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,记录上肢脉冲电流时置同侧Erb＇s点，C5棘突和头顶C3＇、C4＇点(EEG10/20系统)；记录下肢时置头顶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。检查时要求患者全身放松，并维持室温22°C～25℃。
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(三)统计学处理方
数据以平均值±标准差(
±s)表示，组内各均值间差异采用F检验，组间差异采用t检验。显著性水平取P<0.05和P<0.01。采用SPSS8.0统计软件进行分析。
结果
一、MEP、F波检查及CMCT计算
20例正常人均可记录到双侧APB肌和AT肌MEP及F波，其潜伏期及CMCT正常参考值见表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内有很大差异，故不作参考指标。但同一个体的左右侧肢体MEP潜伏期或波幅差别不大(表2)。MEP潜伏期的异常参考值设定为平均值±2.5标准差(±2.5s)。其中，APB肌异常上限为24.6ms，AT肌为32.9ms。皮层刺激后未引出靶肌的MEP也属异常。
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表1 正常人和SCI患者MEP潜伏期和波幅平均值(±s) 分组
例数
上肢APB肌力
下肢AT肌力
t1值
t2值
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
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正常组
20
21.31±1.30
1.43±0.81
27.14±2.30
0.87±0.64
5.34**
2.65*
SCI组
32
28.88±13.85
0.32±0.34
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42.60±16.07
0.40±0.73
3.22**
0.73
t值
2.07*
0.48*
3.01*
1.51
注:t为与正常组比较，t1为组内潜伏期比较，t2为组内波幅比较，*P<0.05,**P<0.01。表2同表2 左右侧肢体MEP潜伏期和波幅差值的平均值(±s) 分组
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例数
上肢APB肌力
下肢AT肌力
t1值
t2值
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
正常组
20
0.50±0.40
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0.24±0.27
0.75±0.62
0.35±0.30
0.84
0.69
SCI组
32
5.225.83
0.19±0.25
13.82±18.17
0.21±0.08
3.13**
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0.31
t值
3.76**
0.18
5.57**
2.02*
32例SCI患者的双侧上下肢共计128条肢体，90条(70.3%)可记录到MEP(表1)。其中，APB肌潜伏期(28.88±13.85)ms，波幅(0.32±0.34)mV；AT肌潜伏期为(42.60±16.07)ms，波幅(0.40±0.73)mV，与正常组相比差异有显著性意义(P<0.05或P<0.01)。6例完全性瘫痪患者损伤平面以下均未记录到MEP信号；26例不完全性瘫痪患者，有20例表现为潜伏期延迟，其中大部分患者MEP波幅下降(图1)。128条肢体仅82条(64.1%)测得F波，其中64条为不完全性瘫痪者，6条为完全性瘫痪病例损伤水平以下的肢体。由于相当部分的肢体未能引出F波，因而不能计算CMCT值作为比较指标。
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图1 不完全性SCI患者APB肌和AT肌MEP及F波特征
二、SEP检查结果
如图2、表3所示，20例正常人均可记录到规则的SEP波形。其中上肢刺激C3＇、C4＇点记录到的N20波潜伏期为(18.88±0.74)ms，波幅为(0.79±0.31)μV；下肢刺激Fz点所记录的N39波潜伏期为(38.68±2.53)ms,波幅(0.21±0.24)μV。
表3 正常人和SCi患者SEP潜伏期和波幅平均值(±s) 分组
例数
上肢刺激点
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下肢刺激点
(Fz)
F值
Erb's
C5
C3＇、C4＇
正常组
20
潜伏期(ms)
9.57±0.45
12.90±0.39
18.88±0.74
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38.68±2.53
915.57**
波幅(μV)
3.78±1.03
0.71±0.28
0.79±0.31
0.21±0.24
69.01**
SCI组
32
潜伏期(ms)
9.40±0.17
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14.88±2.29
19.87±1.66
53.39±4.32
345.92**
t1值
1.21
2.49*
2.56*
5.55**
波幅(μV)
2.71±1.01
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1.17±0.48
0.55±0.19
0.28±0.14
39.16**
t2值
1.42
1.74
2.00
0.86
注:t1与正常组潜伏期比较，t2与正常组波幅比较*P<0.05，**P<0.01
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图2 正常人上下肢SEP信号特征
32例SCI患者中，4例N20波消失，6例N20波潜伏期延迟；14例N39波消失，12例N39波潜伏期延迟。有2例T12骨折患者双下肢肌力均为0级，但是足底仍有感觉残留，右趾本体感觉存在，SEP检查仍可见潜伏期延长的N39波，而MEP检查无任何信号，假阳性率为6.25%(2/32)。此外，在下肢刺激SEP消失的14例患者中，6例仍留有MEP信号；而在上肢刺激SEP消失的4例患者中，2例左侧上肢仍可记录到MEP波。
三、相关性分析
为了便于统计分析，我们将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异常最严重的一侧为准，分别与ASIA运动评分和ASIA损害分级进行相关分析。表4显示，尽管两者均与SCI损伤程度(ASIA损害分级)一致，但MEP潜伏期异常程度与ASIA运动评分呈负相关，而SEP潜伏期异常程度却与ASIA运动评分无相关性。由于颈椎以下损伤的病例双上肢功能仍正常，因此上肢MEP和SEP的潜伏期与SCI损伤程度并不一致。
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表4相关系数r值分析表
SCI损害评分
MEP
上肢
下肢
合计
ASIA运动评分
-0.4900
-0.6777**
-0.8112**
ASIA损害分级
0.1108
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0.7344
0.5466**
SCI损害评分
SEP
上肢
下肢
合计
ASIA运动评分
-0.2574
-0.3469
-0.4905
ASIA损害分级
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0.0603
0.5910*
0.5288*
注：*P<0.05，**P<0.01
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。自1985年Barker等人发明无痛、非侵入性的经颅磁刺激技术之后，MEP已被广泛用于临床。迄今为止，已有大量关于MEP技术用于诊断颈椎病、腰椎间盘突出和脊柱脊髓损伤等的研究报道，而且在脊柱外科手术中对脊髓的监护，MEP也有着传统SEP所不可替代的作用。
一、磁刺激MEP在SCI诊断中的应用价值
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通过对本组32例急性脊髓损伤患者的MEP检查证明，脊髓损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(r=-0.8112，P<0.01):完全性瘫痪患者损伤平面以下的MEP消失；不完全性瘫痪患者MEP峰潜伏期明显延长、波幅降低，部分肢体和肌群MEP消失，说明脊髓原发性及继发性损伤导致脊髓的传导效率下降，甚至信号完全不能下传。由此可见，MEP检查可为判断脊髓运动传导束的功能状态提供客观依据。
相反，本文结果表明，SEP检查并未完全反映脊髓受损程度，特别是与运动功能损害程度(ASIA运动评分)并不相符，这与以前的报道一致[4]。由于脊柱前柱和中柱的损伤较后柱损伤机会多，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。临床经常可见，SCI患者的皮肤感觉存在，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。我们也发现，MEP与SEP的检测结果并不完全一致，如2例T12骨折患者仍有潜伏期延长的SEP信号，而MEP信号消失；相反，部分SEP消失的病例仍可记录到MEP信号。可见只有将MEP与SEP联合应用，才能完整地反映脊髓神经功能情况。
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二、磁刺激MEP的优缺点
经颅磁刺激MEP是一种先进的无创性电生理检查，经大量动物实验和临床应用尚未发现其有任何明显的副作用。本组患者进行磁刺激时，仅有头部轻击感和肢体抽动，而无明显不适。因此，磁刺激MEP具有无损伤、穿透力强、稳定可靠等优点，已被大多数学者所承认。
但在应用中我们也发现，经外周肌肉记录的MEP虽然可以说明SCI后中枢神经支配存在与否，但并不能准确评估预后，特别是在SCI早期，脊髓功能处于脊髓休克状态之际——患者不能主动收缩肌肉，也测不出MEP，但并不说明该肌肉没有恢复神经支配的可能。换言之，在外周肌肉群所记录到的MEP存在一定的假阳性(本研究中假阳性率为6.25%)，而且其敏感性并不比临床体检更高。Macdonell等[5]的研究结果也如此，他们认为肌肉中的神经支配信号并不能较运动信号更早恢复。解决的办法是椎管内直接记录脊髓电信号，即scMEP。据认为scMEP对损伤的耐受性优于mMEP[6]，而且我们的另一项动物实验已证实，scMEP能反映运动功能预后。但椎管内记录是一项更为复杂的有创技术，可能不易为患者所接受。
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三、F波与脊髓损伤的关系
由于损伤水平以下脊髓前角细胞和外周神经结构在损伤后发生的变化，必定影响MEP信号在外周神经节段的传递过程。本研究试图通过记录相应肢体F波及M波，检测脊髓前角细胞兴奋性的变化，并计算MEP在外周节段的传导时间以获得CMCT，后者比外周记录的MEP潜伏期能更好地反映SCI后对脊髓中枢传导功能的影响。但结果发现，无论是完全性或不完全性瘫痪病例，都有相当部分的肢体未能引出F波。
F波能否引出似乎与肢体是否还存在中枢性支配无关。原因是F波为运动纤维的逆向冲动引起的相应节段前角神经元的回返放电，需超强刺激。F波的出现必须有脊髓前角细胞的兴奋在先，其波幅和出现频率可以反映运动神经元的兴奋性，但它们之间的关系相当复杂：兴奋性低的前角细胞不能产生F波；而兴奋性高，发放很快的细胞，由于冲动传出过快，受近端轴索不应期的影响也不能产生F波。因此无论是脊髓休克期的运动神经元受抑制[7]，或是SCI后期处于肌痉挛状态[8]，F波的出现频率均可降低。另一种解释是，SCI引起脊髓前角细胞减少或合并神经根损伤都可以导致损伤平面以下测不出F波。因此有作者建议采用外周神经根刺激以计算CMCT，不过由于刺激神经根的兴奋点很难确定，以此计算的CMCT值存在一定的误差。所以最好的办法还是椎管内直接记录scMEP，可直接反映脊髓的功能状态。
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四、亚完全性SCI
近年来许多作者指出，传统意义的完全性SCI并不等于脊髓的神经传导功能完全丧失[3,9]。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，只是由于残存的神经纤维数目不足，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。而这些患者在临床上均被诊断为截瘫或四肢瘫。但是近年来发现，部分截瘫患者或动物仍有下行神经冲动通过损伤部位的脊髓[10,11]，据此有作者提出了亚完全性脊髓损伤(discomplete SCI)的概念[12]，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传导功能的脊髓损伤,以区别完全性(complete)和不完全性(incomplete)脊髓损伤。然而，至今仍缺乏有说服力的直接的电生理学证据。排除电生理干扰现象，本研究也未能在6例完全性SCI病例中发现残存的MEP或SEP信号。但我们认为，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[13]，有可能解决这一难题。毫无疑问，如果证实确实存在亚完全性SCI，并能通过某种更精确的MEP检测技术，使之区别于完全性SCI，尽早采取积极的手术或药物治疗措施，无疑将会明显改变目前SCI的诊断和治疗格局。
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基金项目:上海市医学领先专业重点学科基金资助(1995-Ⅳ-008)
参 考 文 献
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(收稿日期：1999-10-18), 百拇医药
单位：余科炜 杨海涛 田毅华 赵卫 徐龙江(201103上海，武警上海总队医院骨科)；李家顺 贾连顺 石志才(第二军医大学附属长征医院骨科)
关键词：脊髓损伤；诱发电位，躯体感觉；诱发电位，运动；运动活动
中华骨科杂志000503
【摘要】目的研究磁刺激运动诱发电位(motorevokedpotentials,MEP)对脊髓损伤(spinalcordinjuries,SCI)后运动传导功能的诊断价值。方法采用Mag-2型磁刺激仪对32例SCI患者进行经颅磁刺激MEP检查，分别在双侧外展拇短肌(abductorpollicisbrevis，APB)和胫前肌(anteriortibialis，AT)进行记录。同时检测F波和M波计算中枢运动传导时间(centralmotorconductivetime,CMCT)。另采用Keypoint肌电图仪进行体感诱发电位(somatosensoryevokedpotentials，SEP)检查以作对比。收集患者的临床资料并按照ASIA92运动评分和损伤标准分级。结果SCI患者APB肌MEP潜伏期为(28.88±13.85)ms，波幅为(0.32±0.34)mV;AT肌潜伏期为(42.60±16.07)ms，波幅为(0.40±0.73)mV，与正常对照组相比差异有显著性意义(P<0.05)。其中完全性瘫痪者无MEP信号，不完全性瘫痪者MEP潜伏期延迟，波幅下降。MEP潜伏期延迟时间与ASIA运动评分呈负相关(P<0.01)。多数SCI患者上肢或下肢SEP消失或潜伏期延迟，但与MEP结果不一致，并且与ASIA运动功能评分无相关性。结论SCI后损伤平面以下的肌力大小与MEP异常表现密切相关。MEP检查为判断脊髓运动传导束功能状态提供了客观、定量的依据；而SEP检查并未能反映运动功能的损害程度。
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The diagnostic value of the magnetic stimulation motor evoked potentials and somatosensory evoked potentials after acute spinal cord injuries
YU Kewei, LI Jiashun, YANG Haitao, et al.
Department of Orthopaedics, Shanghai Municipal Corps Hospital, Chinese People s Armed Police Forces,Shanghai 201103， China
【 Abstract】 Objective To study the diagnostic value of the magnetic stimulation motor evoked potentials (MEP) and somatosensory evoked potentials (SEP) in neurologic function after spinal cord injuries (SCI), especially the motor conductive function. Methods Thirty- two cases of SCI patients received MEP examination elicited with a Mag- 2 magnetic stimulator. MEP were recorded bilaterally at abductor pollicis brevis(APB) and anterior tibialis (AT)muscles. F waves and M waves were also recorded to calculated the central motor conductive time (CMCT). SEP examination was performed with a Keypoint electromyograph. The clinical status of the patients was divided by the ASIA 92 principles. Results In SCI group, the latency and amplitude of the APB MEP were (28.88± 13.85) ms and (0.32± 0.34)mV respectively, the latency and amplitude of the AT muscles MEP were (42.60± 16.07)ms and (0.40± 0.73)mV 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 scores (P< 0.05). The SEP signals of most SCI cases obliterated or delayed,which had no correlation with the results of MEP examination or ASIA motor scores. Conclusion The muscle strength under the injured level is intensively correlated with the MEP abnormal. MEP examination can provide an objective and quantitative standard for judging the motor functional status in the cord, while the SEP examination can not reflect the severity of motor lesion.
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【 Key words】 Spinal cord injuries; Evoked potentials,somatosensory; Evoked potentials,motor; Motor activity
长期以来，对脊髓损伤后的早期神经功能判定，一直依赖临床体检所提供的证据，即根据美国脊柱损伤协会(American Spinal Injury Association，ASIA)1992年标准[1]判断属于完全性或不完全性脊髓损伤。这种单独依赖临床体征作为判断标准的方法存在一定缺陷:(1)由于必须等待脊髓休克结束(在人类这一过程可达数天甚至数周[2])，可能丧失早期诊断机会；(2)由于需要患者充分合作，故对多发伤或昏迷的患者(现代意外事故中因致伤暴力增大而更为多见)难以实施，因此，不能客观、定量地反映神经功能损伤的严重程度；(3)有时临床判断为完全性脊髓损伤(spinal cord injuries,SCI)的患者经抢救后仍能恢复部分脊髓功能[3]。由此可见，发展一种定量、客观的脊髓电生理检测技术是十分必要的。我们对32例脊髓损伤患者的磁刺激运动诱发电位(motor evoked potentials,MEP)及体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEP)的早期表现进行研究，旨在探索SCI后这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评估价值。
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资料与方法
一、一般资料
选择自1996年6月～1998年6月我院急诊收治的32例急性SCI患者，其中男26例，女6例；年龄22～67岁，平均41.5岁；身高154～179cm，平均167cm。受伤至入院时间均少于2个月(平均18.3d)，本组病例不包括合并颅脑外伤或多发伤伴严重低血压者，有神经系统疾患史或体内有金属置入物者也被排除在外。受伤原因包括交通事故伤15例(46.9%)，高处坠落伤8例(25%)，重物砸伤6例(18.8%)，跳水受伤2例(6.3%)和枪击伤1例(3.1%)。受伤部位分别为颈椎损伤(C2～7)18例(56.3%)，胸椎损伤(T4～10)5例(15.6%)，下胸椎及上腰椎(T12～L1)损伤9例(28.1%)。
另以20例健康志愿者为对照组，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。
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二、临床及影像学表现
(一)脊髓损伤判断标准
所有患者均采用ASIA1992年运动评分和损害分级标准，并依据脊髓休克结束后，损伤平面以下骶段脊髓感觉(肛门粘膜皮肤感觉和深部肛门感觉)及运动功能(肛门外括约肌自主收缩)存在与否，作为判断完全性或不完全性脊髓损伤的临床标准。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、前索损伤综合征和圆锥及马尾神经损伤综合征等。影像学资料包括X线、CT和MRI等检查，以综合判断脊髓损伤的节段和损伤程度。
(二)临床表现
32例患者中，完全性脊髓损伤6例；不完全性损伤26例，其中中央损伤综合征7例、Brown-Sequard综合征8例、圆锥及马尾神经损伤综合征8例、其他3例。ASIA神经功能损害分级，A级(完全性损伤)6例、B级4例、C级10例、D级12例和E级(正常)0例；ASIA运动功能评分，平均值为57.8±25.6，其中上肢37.7±14.4，下肢20.1±19.3。
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(三)影像学检查
X线及CT检查可见脊柱骨折脱位、椎体压缩、椎管矢状径减小，有时可见碎骨块突入椎管内。而MRI显示脊髓及周围软组织信号变化，8例表现为脊髓挫伤或水肿，在T2加权像表现为脊髓均匀或不均匀的高信号；5例可见急性脊髓出血，在T2加权像表现为脊髓中心低信号，周围高信号；1例脊髓完全断裂。
三、方法
(一)MEP检测设备与方法
1.磁刺激MEP检查:采用Dantec公司(丹麦)生产的Mag-2型磁刺激仪，S-100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(abductor pollicis-brevis,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(anterior tibialis,AT)时置于头顶Cz点。刺激强度以所记录的靶肌出现收缩为准，一般上肢采用最大输出磁场强度的60%±10%，下肢80%±10%。记录电极置于双侧APB肌和AT肌的肌腹表面，阳极置远端，阴阳极间距为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，滤波频带2Hz～10kHz。室温维持22℃～25℃。受试者仰卧位，肌肉完全放松，但在记录AT肌MEP有困难时，需嘱其轻度用力背伸足。重复测试三次以上，以潜伏期短、波幅高者为准。
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2.记录F波和M波并计算中枢运动传导速度(central motor conductive time,CMCT):电刺激电极放置在腕正中神经和腓骨小头后缘腓总神经走行表面，阴极置近端。通过APB肌和AT肌表面的皮肤电极同时记录F波和M波。M波是运动纤维顺向冲动所引起的肌肉收缩时产生的诱发电位;F波是运动纤维逆向冲动引起的相应脊髓节段前角细胞的回返放电，需超强刺激，连续记录10～20个F波，取潜伏期平均值。采用Kimura公式计算CMCT。CMCT=MEP潜伏期-(F+M-1)/2。
(二)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出现轻度收缩为准，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,记录上肢脉冲电流时置同侧Erb＇s点，C5棘突和头顶C3＇、C4＇点(EEG10/20系统)；记录下肢时置头顶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。检查时要求患者全身放松，并维持室温22°C～25℃。
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(三)统计学处理方
数据以平均值±标准差(
±s)表示，组内各均值间差异采用F检验，组间差异采用t检验。显著性水平取P<0.05和P<0.01。采用SPSS8.0统计软件进行分析。结果
一、MEP、F波检查及CMCT计算
20例正常人均可记录到双侧APB肌和AT肌MEP及F波，其潜伏期及CMCT正常参考值见表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内有很大差异，故不作参考指标。但同一个体的左右侧肢体MEP潜伏期或波幅差别不大(表2)。MEP潜伏期的异常参考值设定为平均值±2.5标准差(
±2.5s)。其中，APB肌异常上限为24.6ms，AT肌为32.9ms。皮层刺激后未引出靶肌的MEP也属异常。, 百拇医药
表1 正常人和SCI患者MEP潜伏期和波幅平均值(
±s) 分组例数
上肢APB肌力
下肢AT肌力
t1值
t2值
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
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正常组
20
21.31±1.30
1.43±0.81
27.14±2.30
0.87±0.64
5.34**
2.65*
SCI组
32
28.88±13.85
0.32±0.34
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42.60±16.07
0.40±0.73
3.22**
0.73
t值
2.07*
0.48*
3.01*
1.51
注:t为与正常组比较，t1为组内潜伏期比较，t2为组内波幅比较，*P<0.05,**P<0.01。表2同表2 左右侧肢体MEP潜伏期和波幅差值的平均值(
±s) 分组, http://www.100md.com
例数
上肢APB肌力
下肢AT肌力
t1值
t2值
潜伏期(ms)
波幅(mV)
潜伏期(ms)
波幅(mV)
正常组
20
0.50±0.40
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0.24±0.27
0.75±0.62
0.35±0.30
0.84
0.69
SCI组
32
5.225.83
0.19±0.25
13.82±18.17
0.21±0.08
3.13**
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0.31
t值
3.76**
0.18
5.57**
2.02*
32例SCI患者的双侧上下肢共计128条肢体，90条(70.3%)可记录到MEP(表1)。其中，APB肌潜伏期(28.88±13.85)ms，波幅(0.32±0.34)mV；AT肌潜伏期为(42.60±16.07)ms，波幅(0.40±0.73)mV，与正常组相比差异有显著性意义(P<0.05或P<0.01)。6例完全性瘫痪患者损伤平面以下均未记录到MEP信号；26例不完全性瘫痪患者，有20例表现为潜伏期延迟，其中大部分患者MEP波幅下降(图1)。128条肢体仅82条(64.1%)测得F波，其中64条为不完全性瘫痪者，6条为完全性瘫痪病例损伤水平以下的肢体。由于相当部分的肢体未能引出F波，因而不能计算CMCT值作为比较指标。
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图1 不完全性SCI患者APB肌和AT肌MEP及F波特征
二、SEP检查结果
如图2、表3所示，20例正常人均可记录到规则的SEP波形。其中上肢刺激C3＇、C4＇点记录到的N20波潜伏期为(18.88±0.74)ms，波幅为(0.79±0.31)μV；下肢刺激Fz点所记录的N39波潜伏期为(38.68±2.53)ms,波幅(0.21±0.24)μV。
表3 正常人和SCi患者SEP潜伏期和波幅平均值(
±s) 分组例数
上肢刺激点
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下肢刺激点
(Fz)
F值
Erb's
C5
C3＇、C4＇
正常组
20
潜伏期(ms)
9.57±0.45
12.90±0.39
18.88±0.74
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38.68±2.53
915.57**
波幅(μV)
3.78±1.03
0.71±0.28
0.79±0.31
0.21±0.24
69.01**
SCI组
32
潜伏期(ms)
9.40±0.17
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14.88±2.29
19.87±1.66
53.39±4.32
345.92**
t1值
1.21
2.49*
2.56*
5.55**
波幅(μV)
2.71±1.01
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1.17±0.48
0.55±0.19
0.28±0.14
39.16**
t2值
1.42
1.74
2.00
0.86
注:t1与正常组潜伏期比较，t2与正常组波幅比较*P<0.05，**P<0.01
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图2 正常人上下肢SEP信号特征
32例SCI患者中，4例N20波消失，6例N20波潜伏期延迟；14例N39波消失，12例N39波潜伏期延迟。有2例T12骨折患者双下肢肌力均为0级，但是足底仍有感觉残留，右趾本体感觉存在，SEP检查仍可见潜伏期延长的N39波，而MEP检查无任何信号，假阳性率为6.25%(2/32)。此外，在下肢刺激SEP消失的14例患者中，6例仍留有MEP信号；而在上肢刺激SEP消失的4例患者中，2例左侧上肢仍可记录到MEP波。
三、相关性分析
为了便于统计分析，我们将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异常最严重的一侧为准，分别与ASIA运动评分和ASIA损害分级进行相关分析。表4显示，尽管两者均与SCI损伤程度(ASIA损害分级)一致，但MEP潜伏期异常程度与ASIA运动评分呈负相关，而SEP潜伏期异常程度却与ASIA运动评分无相关性。由于颈椎以下损伤的病例双上肢功能仍正常，因此上肢MEP和SEP的潜伏期与SCI损伤程度并不一致。, http://www.100md.com
表4相关系数r值分析表
SCI损害评分
MEP
上肢
下肢
合计
ASIA运动评分
-0.4900
-0.6777**
-0.8112**
ASIA损害分级
0.1108
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0.7344
0.5466**
SCI损害评分
SEP
上肢
下肢
合计
ASIA运动评分
-0.2574
-0.3469
-0.4905
ASIA损害分级
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0.0603
0.5910*
0.5288*
注：*P<0.05，**P<0.01
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。自1985年Barker等人发明无痛、非侵入性的经颅磁刺激技术之后，MEP已被广泛用于临床。迄今为止，已有大量关于MEP技术用于诊断颈椎病、腰椎间盘突出和脊柱脊髓损伤等的研究报道，而且在脊柱外科手术中对脊髓的监护，MEP也有着传统SEP所不可替代的作用。
一、磁刺激MEP在SCI诊断中的应用价值
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通过对本组32例急性脊髓损伤患者的MEP检查证明，脊髓损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(r=-0.8112，P<0.01):完全性瘫痪患者损伤平面以下的MEP消失；不完全性瘫痪患者MEP峰潜伏期明显延长、波幅降低，部分肢体和肌群MEP消失，说明脊髓原发性及继发性损伤导致脊髓的传导效率下降，甚至信号完全不能下传。由此可见，MEP检查可为判断脊髓运动传导束的功能状态提供客观依据。
相反，本文结果表明，SEP检查并未完全反映脊髓受损程度，特别是与运动功能损害程度(ASIA运动评分)并不相符，这与以前的报道一致[4]。由于脊柱前柱和中柱的损伤较后柱损伤机会多，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。临床经常可见，SCI患者的皮肤感觉存在，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。我们也发现，MEP与SEP的检测结果并不完全一致，如2例T12骨折患者仍有潜伏期延长的SEP信号，而MEP信号消失；相反，部分SEP消失的病例仍可记录到MEP信号。可见只有将MEP与SEP联合应用，才能完整地反映脊髓神经功能情况。
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二、磁刺激MEP的优缺点
经颅磁刺激MEP是一种先进的无创性电生理检查，经大量动物实验和临床应用尚未发现其有任何明显的副作用。本组患者进行磁刺激时，仅有头部轻击感和肢体抽动，而无明显不适。因此，磁刺激MEP具有无损伤、穿透力强、稳定可靠等优点，已被大多数学者所承认。
但在应用中我们也发现，经外周肌肉记录的MEP虽然可以说明SCI后中枢神经支配存在与否，但并不能准确评估预后，特别是在SCI早期，脊髓功能处于脊髓休克状态之际——患者不能主动收缩肌肉，也测不出MEP，但并不说明该肌肉没有恢复神经支配的可能。换言之，在外周肌肉群所记录到的MEP存在一定的假阳性(本研究中假阳性率为6.25%)，而且其敏感性并不比临床体检更高。Macdonell等[5]的研究结果也如此，他们认为肌肉中的神经支配信号并不能较运动信号更早恢复。解决的办法是椎管内直接记录脊髓电信号，即scMEP。据认为scMEP对损伤的耐受性优于mMEP[6]，而且我们的另一项动物实验已证实，scMEP能反映运动功能预后。但椎管内记录是一项更为复杂的有创技术，可能不易为患者所接受。
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三、F波与脊髓损伤的关系
由于损伤水平以下脊髓前角细胞和外周神经结构在损伤后发生的变化，必定影响MEP信号在外周神经节段的传递过程。本研究试图通过记录相应肢体F波及M波，检测脊髓前角细胞兴奋性的变化，并计算MEP在外周节段的传导时间以获得CMCT，后者比外周记录的MEP潜伏期能更好地反映SCI后对脊髓中枢传导功能的影响。但结果发现，无论是完全性或不完全性瘫痪病例，都有相当部分的肢体未能引出F波。
F波能否引出似乎与肢体是否还存在中枢性支配无关。原因是F波为运动纤维的逆向冲动引起的相应节段前角神经元的回返放电，需超强刺激。F波的出现必须有脊髓前角细胞的兴奋在先，其波幅和出现频率可以反映运动神经元的兴奋性，但它们之间的关系相当复杂：兴奋性低的前角细胞不能产生F波；而兴奋性高，发放很快的细胞，由于冲动传出过快，受近端轴索不应期的影响也不能产生F波。因此无论是脊髓休克期的运动神经元受抑制[7]，或是SCI后期处于肌痉挛状态[8]，F波的出现频率均可降低。另一种解释是，SCI引起脊髓前角细胞减少或合并神经根损伤都可以导致损伤平面以下测不出F波。因此有作者建议采用外周神经根刺激以计算CMCT，不过由于刺激神经根的兴奋点很难确定，以此计算的CMCT值存在一定的误差。所以最好的办法还是椎管内直接记录scMEP，可直接反映脊髓的功能状态。
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四、亚完全性SCI
近年来许多作者指出，传统意义的完全性SCI并不等于脊髓的神经传导功能完全丧失[3,9]。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，只是由于残存的神经纤维数目不足，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。而这些患者在临床上均被诊断为截瘫或四肢瘫。但是近年来发现，部分截瘫患者或动物仍有下行神经冲动通过损伤部位的脊髓[10,11]，据此有作者提出了亚完全性脊髓损伤(discomplete SCI)的概念[12]，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传导功能的脊髓损伤,以区别完全性(complete)和不完全性(incomplete)脊髓损伤。然而，至今仍缺乏有说服力的直接的电生理学证据。排除电生理干扰现象，本研究也未能在6例完全性SCI病例中发现残存的MEP或SEP信号。但我们认为，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[13]，有可能解决这一难题。毫无疑问，如果证实确实存在亚完全性SCI，并能通过某种更精确的MEP检测技术，使之区别于完全性SCI，尽早采取积极的手术或药物治疗措施，无疑将会明显改变目前SCI的诊断和治疗格局。
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基金项目:上海市医学领先专业重点学科基金资助(1995-Ⅳ-008)
参 考 文 献
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(收稿日期：1999-10-18), 百拇医药