脊髓损伤后早期减压对诱发电位影响的实验研究

1、脊髓损伤后早期减压对诱发电位影响的实验研究         【关键词】  体感诱发电位   观察脊髓损伤后早期减压对体感诱发电位及经颅磁刺激运动诱发电位的影响，以探讨诱发电位在判断手术时机及预后中的应用价值。方法日本大耳兔32只随机分4组。A组为对照组，不造成脊髓损伤。B、C、D组为脊髓损伤组。对每组动物于不同时间分别检测SEP、MEP。分析波形的潜伏期、峰间波幅。用后肢的Tarlov分级法作伤后运动功能评分。取脊髓标本，行组织学观察。结果随着脊髓压迫时间的延长，SEP、MEP的潜伏期

2、逐渐延长，波幅逐渐减小，波幅变化较潜伏期更为敏感。在恢复过程中，脊髓受压时间越短，诱发电位恢复越早。潜伏期恢复早于波幅，而且SEP恢复早于MEP，MEP的恢复早于功能评分。结论SEP与TMSMEP对脊髓损伤十分敏感，能较早反映脊髓损伤程度，可用于指导临床手术治疗和判断预后。   关键词：体感诱发电位；  经颅磁刺激；  运动诱发电位；  脊髓损伤；  减压   Abstract：ObjectiveTo evaluate the validity and feasibility of somatosensory ev

3、oked potentials(SEP) and transcranial magnetic stimulation motor evoked potential(TMSMEP) in early decompression of spinal cord injury(SCI). MethodThirtytwo rabbits fell into four groups randomly. The static load model were used to simulate human SCI. According to the compression time, the animals w

4、ere divided into 4 groups (control,5min, 15min,30min). In this study, somatosensory evoked potentials (SEP) and  transcranial magnetic stimulation motor evoked potential (TMSMEP) were used to assess neurologic function. The EPs were recorded at 5min, 15min, 30min, 60min, 6 hours, 24 hours, 3 da

5、ys, 7 days postdecompression and  before spinal cord injury in injury groups. Latency and amplitude were measured for each wave. Tarlov behaviour score was performed before surgery and after surgery at 1,3,7 days. Histologic studies were performed on part of animals. ResultSpinal cord compressi

6、on resulted in a gradual increment in the peak latency and  significant decrement in the peak amplitude.  After decompression, the recovery of the latency was more obvious than the amplitude in all injury groups, EPs recovered earlier than Tarlov score. ConclusionEPs may evaluate the neuro

7、logic function of SCI models sensitively and impartially. Dcompression early may promote SCI recovery.   Key words: Somatosensory evoked potentials(SEP);  Transcranial magnetic stimulation；  Motor evoked potential;  Spinal cord injury；  Decompression  目前对脊髓损伤要不要进行手

8、术治疗、进行何种手术、手术时机的选择、如何判断预后等均存在不同看法。诱发电位(evoked  potentials，EPs)技术的出现和发展，将成为解决这些问题的可行办法。本实验的目的在于观察脊髓损伤后早期减压对体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEP)及经颅磁刺激运动诱发电位(transcranial magnetic stimulation motor evoked pontentials，TMSMEP)的影响，以探讨诱发电位判断手术时机及预后的应用价值。   1  材料与方法   11

9、  材料   实验用日本大耳兔32只，体重2028 kg，雌雄不拘，随机均分4组。A组为对照组，仅于麻醉后行椎板切除，不损伤脊髓。B、C、D组为实验组(脊髓损伤组)，麻醉后打开椎管，显露脊髓并记录诱发电位，排除手术损伤脊髓的可能。生命体征平稳后，制作脊髓损伤模型。   12  不完全性脊髓损伤模型的制作   将兔用3戊巴比妥钠行耳缘静脉麻醉(1 mlkg)。取俯卧位，固定四肢，保持室温2426。以肋骨确定12棘突，2利多卡因局部浸润麻醉后切开皮肤，剥离两侧椎旁肌，打开T12椎板暴露脊髓，手术过程注意不损伤脊髓。采用

10、自制的脊髓压迫装置：压迫杆自重40 g，杆的底端为一弧面，与脊髓表面相适应，外有一套筒，将套筒固定于脊髓正上方，以保证压迫杆能垂直压迫于硬脊膜，造成脊髓压迫伤。保持压迫杆位置不变，持续压迫不同时间。B组压迫5 min，C组压迫15 min，D组压迫30 min，模拟不同时间解除脊髓压迫。实验操作完毕后，缝合肌肉、皮肤。青霉素40万单位肌肉注射预防感染。清醒后注意保温，协助排尿。每组动物分别于麻醉后、暴露脊髓后、伤后5、30 min、1、6、24 h、3、7 d分别检测SEP、MEP。于伤后1、3、7 d行运动功能评分，评分方法采用后肢的Tarlov1分级。   以损伤部位为

11、中心切取脊髓标本，行HE染色后光镜及电镜观察。   13  SEP与TMSMEP的记录方法   诱发电位的检测采用丹麦产DANTEC Keypointportable型2通道诱发电位记录仪与磁刺激器。   131  SEP的记录  将针式刺激电极插入兔左后肢跟腱内后方，针式记录电极安放于颅顶两耳之间，参考电极安放于额部皮下。前肢接地。以电压脉冲方式刺激胫后神经，波宽02 ms，频率2 Hz，强度051 mA，强度以后肢明显抖动为准，分析时间为20 ms，平均100200次。   132

12、  MEP的记录  刺激电极用直径90 mm的圆形扁线圈，峰磁感应强度2 T，B面向上，电流方向为顺时针，强度以占刺激器最大输出量的百分比计算。有效的刺激部位为动物脑的运动皮层，操作时线圈置于动物头顶，与颅骨相切，线圈圆点位于动物颅顶中线偏左。根据动物对刺激的反应调整线圈位置以达最佳效果。记录电极为针式电极，置于腓肠肌肌腹中部，右侧后肢腓肠肌记录复合肌肉动作电位，参考电极位于其下方的跟腱附近。分析时间一般为40 ms，与刺激同步记录，不作平均处理。增益一般为20 v10 mvdiv。妥善接地排除干扰，滤波带通2 Hz3 KHz。手动开关予以刺激。   1

13、4  检测指标   141  分析所记录的SEP、MEP波形的潜伏期、峰间波幅。   142  Tarlov评分法评估后肢运动障碍分级  0级：后肢无运动，不能负重；1级：后肢可见活动，但不能负重；2级：后肢活动频繁或有力，不能负重；3级：后肢可支持体重，可行走12步；4级：可行走仅有轻度障碍；5级：行走正常。   143  光镜、电镜组织学观察   15  所有数据应用SPSS 110统计软件分析。   2  结 

14、 果   对照组手术过程中，有1只动物手术损伤脊髓除外。D组1只动物麻醉药过量10 min死亡。对照组、实验组EPs结果见表14。功能评分见表5。   方差分析检验：(1)对照组SEP及MEP潜伏期和波幅各时间之间无统计学意义(P005)；(2)伤前各实验组SEP及MEP的潜伏期、波幅与对照组比较无统计学意义(P05)；(3)伤后6h、1d各实验组SEP的潜伏期、波幅及MEP的潜伏期、波幅与对照组比较，均有统计学意义(P005)。三实验组之间比较，也有统计学意义(P005)，压迫时间越长潜伏期越长，波幅越小。    

15、;        t检验：(1)伤后5 min，SEP潜伏期、波幅较术前有统计学意义，波幅变化显着；MEP潜伏期、波幅较术前均差异显着，有统计学意义;(2)B组SEP伤后1 d潜伏期较术前无统计学意义，而波幅在伤后7 d才恢复；MEP潜伏期伤后3 d与术前比较无统计学意义，波幅伤后7 d仍未恢复。   病理：(1)对照组：光镜、电镜未见明显出血、水肿等异常变化;(2)B组：损伤后6 h，光镜见脊髓灰质内有少量小灶性出血，灰白质轻度水肿；电镜见神经元胞体基本正常，髓鞘板层轻度紊乱，髓鞘与轴索间隙轻度增大，轴索结构基本

16、正常，微血管内红细胞聚集，堵塞血管。损伤后1周，光镜可见轻度水肿，出血基本吸收；电镜见部分神经纤维髓鞘板层轻度紊乱，轴索、胞核结构基本正常;(3)C组：40 g重量维持压迫15 min。损伤后6 h，光镜见灰质中较多出血灶，神经元变性，白质水肿轻度海绵样变；电镜见髓鞘散乱分层加重，轴索与髓鞘间隙增大。伤后1周，光镜见出血部分吸收，可见少许坏死区，神经元减少，细胞体积缩小，有胶质细胞增生。电镜见部分神经纤维水肿，轴索结构消失、胞核染色质边集；(4)D组：40 g重量维持压迫30 min。损伤后6 h，光镜见灰质中多发的较大面积的出血灶并波及白质，白质明显脱髓鞘改变，空泡多见，呈海绵样，神经元皱缩

17、，呈三角形；电镜见髓鞘散乱分层，轴索与髓鞘间隙增大。神经元胞核染色质边集、淡染。损伤后1周，光镜见灰质大片破坏，出血部分吸收，较多吞噬细胞、胶质细胞增生。电镜下见神经元核碎裂，有髓神经纤维髓鞘断裂分层，髓鞘内结构肿胀消失。表1  SEP潜伏期的变化3  讨  论   诱发电位是指对神经系统从感受器到大脑皮层给予适宜刺激，或使大脑对刺激的信息进行加工，在神经系统相应部位检测出的与刺激有相对固定时间间隔和特定位相的生物电反应2。诱发电位可用来协助确定中枢神经系统的可疑病变，帮助病损定位，监护神经系统的功能状态。近20年运动诱发电位技术的发展，弥补了

18、体感诱发电位的不足，促进了这一先进技术在骨科中的应用。   本实验结果显示：随着脊髓压迫时间的延长，不管是SEP，还是MEP，潜伏期逐步延长，波幅逐步减小。用直线相关分析检验伤后1 h SEP或MEP的潜伏期和波幅与脊髓损伤程度的相关性，表明潜伏期、波幅与脊髓损伤程度的相关性良好(P005)。病理观察脊髓损伤越重，诱发电位变化越明显，能很好地判断脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)程度，对于不完全性SCI，SEP、MEP潜伏期越长，波幅越低，脊髓损伤就越严重。   SEP在损伤后5 min时潜伏期尚未出现明显变化，而波幅就己显着降低。

19、直到损伤后30 min时潜伏期才出现显着性变化。MEP在损伤后5 min时潜伏期、波幅均出现显着性变化，仍以波幅变化明显。说明在急性脊髓损伤时，波幅变化比潜伏期变化更加灵敏，更能准确提示脊髓功能损伤。潜伏期变化晚于波幅变化是因为SCI急性期病理改变以灰、白质的出血、坏死为主，髓鞘对缺血耐受性强于神经元胞体，而残存轴索还未来得及完成脱髓鞘等退行性病理变化过程，因此神经冲动仍能以近似正常的速度向远端传递3。   损伤后SEP轻度变化时，MEP波幅就已显着降低，潜伏期明显延长，甚至波形消失，提示MEP对监测脊髓运动功能比SEP更加敏感、可靠。SEP和MEP分别反映脊髓薄束、楔束和

20、锥体束的传导功能，薄束、楔束位于脊髓后索，而锥体束位于脊髓前索和外侧索，两者的血供来源也不同。这正是用SEP监测肢体运动功能时出现假阴性结果的解剖学基础。全面而准确地监测脊髓功能，尤其是监测脊髓运动功能时，应该同时使用SEP和MEP 2种检测方法，以提高诱发电位监测的准确性。   在脊髓恢复过程中，潜伏期缩短最为灵敏，但波幅升高缓慢，波形变化不够稳定。而且，SEP的恢复要早于MEP。此变化的原因仍为髓鞘耐受性强，损伤程度轻于细胞体，病理证实脊髓损伤后灰质首先出现出血、水肿，灰质损伤重于白质，因此髓鞘恢复速度也早于神经元胞体，因而潜伏期恢复早于波幅。至于SEP恢复早于MEP的原因，与运动传导束较感觉传导束对损伤更为敏感以及损伤程度重有关。   SEP是提供完整信息的感觉通路的客观定量指标。但许多研究发现SEP不是可靠的运动功能预测指标，不能直接反应脊髓运动传导束的功能4。因此MEP，尤其TMSMEP近年发展迅速，应用越来越广。   TMSMEP与运动功能间存在着很好的相关性。虽然对于不同情况下TMSMEP的发生源和传导通路还存在着争议，但无论是动物实验还是临床研究结果均显示，运动功能的异常总是伴有MEP的改变(如波