诱发电位对脊髓压迫性损伤后神经功能的评价——动物实验及临床研究

摘要

第一部分 目的：寻找一种能够理想模拟脊髓受压的动物模型并以此进行脊髓神经功能评价，了解脊髓在受压过程中病理特点及神经功能的变化，定性定量地记录并分析评价脊髓功能，研究脊髓损伤与神经功能异常的相关性，是我们梦寐以求的理想。诱发电位作为一种科学的电生理技术，已成为解决这些问题的钥匙。为此，我们采用兔急性压迫性颈髓损伤模型，通过对后肢运动功能进行评价及脊髓损伤后组织形态学观察；对皮层体感诱发电位及运动诱发电位的波形变化的记录及分析等，研究脊髓损伤后的病理变化、临床神经功能、神经电生理三者之间的相关性，探索皮层体感诱发电位及运动诱发电位对脊髓损伤时神经功能的评价及监护作用。 方法：本研究在选用不同型号球囊之前，首先对兔的颈椎做了详细的解剖学研究，测量了颈椎管的矢状径、横径及脊髓的直径。根据解剖数据，选定压迫模型所用的球囊。8～1 2周龄的新西兰大耳白兔32只，随机分为A、B、C、D4组，每组8只动物。选用直径型号为1.0mm、2.0mm、3.0mm的球囊，A组为对照组，仅置入导管；B、C、D3组为实验组，B组置入球囊为1.0mm的导管为轻度压迫组；C组置入球囊为2.0mm的导管为中度压迫组；D组置入球囊为3.0mm的导管为重度压迫组。暴露C7／T1椎板间隙，随后按照分组导入不同规格的球囊至C6～C7平面，B、C、D3组导管末端接加压器，注入泛影普胺造影剂，压迫时间为30分钟，造成轻、中、重三种程度的脊髓压迫损伤。采用Axon System公司EpochLite，version 3.5型肌电图诱发电位仪。在四组动物麻醉后、置入球囊后至脊髓压迫结束5分钟内持续监测，记录加压前、压迫后即刻、手术后24小时、手术后3天、手术后7天、手术后2周的CSEPs和MEP波形，测量潜伏期、峰波幅；术前、术后1天、3天、7天、2周按自行设定的标准和改良RiVlin法倾斜平面临界角测量进行动物后肢运动功能的观察：手术后，四组动物随机各取3只处死动物，切取以损伤节段的脊髓标本行组织病理学切片观察和电镜观察。 结果：选用带球囊的导管作实验性动物颈脊髓急性压迫模型的压迫物，因其柔软、不易刺伤脊髓，摈除了急性瞬间暴力的损伤机制有利于研究脊髓损害与椎管容积变化的关系，用硬膜外穿刺针做一进入通道，即可顺行置入球囊，不必大范围切除椎板，大大降低了手术操作难度，使脊髓压迫实验模型大大简化。 通过观测脊髓不同程度受压所造成的局部病理变化，对后肢的运动功能进行评价，动态检测了不同组别、不同时期的诱发电位，对其相关性和变化规律做了较详尽的研究。在本组动物实验研究中，脊髓受压后出现出血、水肿等异常变化，广泛地存在于大部分动物脊髓的病理切片中，只是程度不同，在超微电镜看到的神经元及轴索的改变，如尼氏体、核仁消失；染色质边集；脱髓鞘样变化等。在不同损伤组受压后即刻出现的最显著的差异在于脊髓内出血灶的大小与多寡。对照组无脊髓损伤，CSEP、MEP结果正常，在脊髓受到轻、中度压迫时，则出现潜伏期延长、波幅降低，在脊髓受到重度压迫时，潜伏期明显延长、波幅显著降低，波形变异、隐约甚至不能确认。利用直线相关分析检验伤后1小时的CSEP和MEP的潜伏期和波幅与脊髓损伤程度的相关性，结果可证明二者有良好的相关性(p<0.05)。所以通过诱发电位检查，可较准确的判断脊髓损伤的程度，对于不完全的脊髓损伤，SEP和MEP的潜伏期越长，波幅越低，损伤就越严重。经统计学检查，诸实验组间有显著差异(P<0.05)，压迫程度越重，差异越来越显著。因此，脊髓损伤的病理组织学改变、后肢的运动功能及诱发电位具有明显的相关性，神经元细胞损伤数目越多，白质纤维脱髓鞘越重，则EPs的潜伏期延长和波幅降低越明显。动物脊髓压迫后，即刻的诱发电位测试，C组CSEP的波幅从4.2ms下降为2.15ms，而MEP波幅则从24.7ms下降为5.25ms，提示在监测脊髓运动功能时，MEP比SEP更加敏感。 结论： 1、本研究对实验性动物颈脊髓急性压迫模型进行了有益的改进和探索。提供了科学的实验资料，为颈髓的压迫增加了准确性，而且使实验简单化、标准化。 2、本实验观测了脊髓不同程度受压所造成的局部病理变化，对后肢的运动功能进行评价，动态检测了不同组别、不同时期的诱发电位，对其相关性和变化规律做了较详尽的研究。 3、实验性脊髓损伤后，病理损伤越严重，临床神经功能的缺失越多，CSEP和MEP的潜伏期就会相应延长，波幅下降，直到波形消失。在不完全脊髓损伤中，诱发电位的变化和病理损伤有明显的相关性。 4、脊髓损伤后，诱发电位的波幅变化，特别是MEP，比潜伏期明显、敏感。在评价脊髓运动功能时，MEP要比SEP敏感性高。 第二部分皮层体感诱发电位对脊髓慢性压迫脊髓功能及预后的评价 目的：随着神经电生理的发展，在脊柱外科领域，用皮层躯体感觉诱发电位(cortical somatosensory evoked potential，CSEP)来定量定性评价脊髓神经功能，进行术中脊髓监护的应用愈来愈广泛。本研究通过对脊髓型颈椎病(cervical spondy litic myelopathy，CSM)及胸椎黄韧带骨化症(ossification of 1igamentum flavum，OLF)患者进行术前CSEP检测。前者结合同本骨科学会评分系统(Japanese orthopaedic aSSOCiatiOn scoring system，JOA评分)来评价与颈椎病神经功能的相关性，同时对部分患者行术后CSEP检测，观察手术减压后波幅和潜伏期的变化规律。后者进行术前、术后胫后神经CSEP检查，记录P<,1>潜伏期，P<,1>-N<,1>峰间波幅值，并根据MRI表现进行分组。研究皮层体感诱发电位在脊髓型颈椎病和胸椎黄韧带骨化症对脊髓功能及预后康复的评价作用，以对颈椎病及胸椎黄韧带骨化症的神经功能、手术预后及术后康复进程做出客观评价。 方法：①颈椎病实验组：根据JOA评分将患者分为两组：A组(≥9分)2l例，B组(<9分)25例。所有患者均行手术治疗。②胸椎黄韧带骨化症实验组：将骨化黄韧带在MRIT<,2>加权矢状位像上表现，根据硬膜囊和脊髓受压情况分为三度(1)轻度，硬膜囊轻度受压，脊髓未受压：(2)中度，硬膜囊受压明显，蛛网膜下腔消失，脊髓轻度受压，脊髓内无异常信号；(3)重度，硬膜囊受压，脊髓明显受压变形或萎缩变细，髓内出现高信号。本实验组无轻度压迫患者，E组为中度压迫组；F组为重度压迫组各8例。患者均行胸椎后路减压术，采用Dantec公司Keypoint型肌电图诱发电位仪对所有患者行术前、术后正中神经及胫后神经的CSEP检查，刺激电极置于腕部正中神经和踝部胫后神经处，刺激频率2Hz，波宽0.2ms，刺激强度以拇指(趾)微动为度。头皮接收电极按脑电图学会制定系统(10～20系统)，下肢为Cz-FP<,z>，上肢为C<,3>，C<,4>-FP<,z>。记录N<,1>、P<,1>潜伏期，P<,1>-N<,1>峰间波幅值，每次平均200次，重复2次，分析时取两次结果之平均值。测量数值一般取肢体症状重侧，或取波形异常明显侧。术后一周、六月的复测数值均采用同一侧。JOA评分在术前2-3天进行，由科研小组的两名人员分别评测，取平均值。分析A、B两组CSEP值的变化：其中24例术后一周再行CSEP检测，根据手术前后CSEP是否改善分为C、D两组，在术前、术后1周和6月分别行JOA评分评价临床症状恢复，分析判定CSEP变化与神经功能恢复之间的关系。对照组：同期对20例健康志愿者行CSEP检测作为正常对照，男l2例，女8例，年龄35-68岁(平均54.6岁)，均无肢体麻木，颈肩痛及神经疾病。 结果：46例颈椎病患者中38例(82.6％)术前出现上肢或／和下肢CSEP异常，其中又以单侧居多。A、B组两组病人在潜伏期和波幅上无显著性差异；CSEP的异常肢体有时与症状肢体不完全一致，有5例患者表现为上肢症状，但其CSEP异常出现在下肢；4例患者CSEP异常出现在症状侧的对侧肢体；4例患者症状肢体的轻重与CSEP异常程度不符。C、D两组病人在术后1周的JOA评分有显著性差异，但在6月时己无明显差异。18例OLF患者，16例术前CSEP均出现潜伏期限延长，波幅降低，2例波形消失不能记录，它反映了CSEP异常，与OLF患者脊髓功能受损有明显相关性。但进一步将OLF患者按MRI信号分组，压迫较重、有T<,2>高信号的患者与中度压迫、无T2高信号患者相比较，未发现有统计学差异，而且两组间患者术后潜伏期、波幅的改变值也无明显差异，说明了潜伏期和波幅的变化程度，不能完全反映脊髓损害程度。 结论：CSM和OLF患者术前CSEP大多数出现异常，但不能仅根据CSEP值来判断脊髓功能受损的严重程度，而且不能仅依靠CSEP异常值来判断其症状部位及程度，即不能精确定位，也提示在术中脊髓监护中，要行尽量多的部位测定，防止遗漏。CSM术后CSEP波形出现改善者，预示近期临床症状恢复快，但对长期预后不能较好的衡量。

目录

符号说明

第一部分诱发电位在颈脊髓急性压迫性损伤模型中的实验研究

第二部分皮层体感诱发电位对脊髓慢性压迫脊髓功能及预后的评价

第三部分脊柱侧凸矫形术中皮层体感诱发电位对脊髓功能的监护

致谢

攻读博士学位期间发表的学术论文