神经电生理检查

三、神经电生理检查

(一)脑电图

脑电图(EEG)是脑生物电活动的检查技术,所记录的节律性脑电活动是大脑皮质锥体细胞及其顶树突突触后电位同步综合而成,并且由丘脑中线部位的非特异性核(中央内侧核、中央中核等)起调节起前作用。通过测定自发的有节律的生物电活动以了解脑功能状态。

1.检测方法

电极安放采用国际10~20系统,参考电极通常置于双耳垂;电极可采用单极和双极的连接方法。开颅手术时电极可直接置于暴露的大脑皮质表面,也可将电极插入颞叶内侧的海马及杏仁核等较深部位。进行脑电图检查时,还可以通过一些特殊的手段诱发不明显的异常电活动,最常用的方法如睁闭眼、过度换气、闪光刺激,睡眠诱发等,还有戊四氮或贝美格静脉注射等。

2.正常脑电图

(1)正常成人脑电图:正常人大脑发放的基本节律为α波及β波,其波幅、波形及频率两侧均对称,频率恒定不变。在清醒、安静和闭眼放松状态下,脑电的α节律为8~12 Hz,波幅20~100μV,主要分布在枕部和顶部;β节律为13~25 Hz,波幅为5~20μV,主要分布在额叶和颞叶;部分正常人在两半球前部可见少量4~7 Hz的θ波;频率4 Hz以下为δ波,清醒状态下几乎没有,但入睡可出现,而且由浅入深逐渐增多、时间延长、两侧对称;8 Hz以下的波均为慢波。

正常成人脑电图可分为以下4型:①α型脑电图:除两半球前部外,脑电活动以。节律为主,频率两侧对称。②β型脑电图:以β波为主,两半球后部有β节律,睁眼时变为不明显,闭眼后又恢复出现时为快α节律。③低电压脑电图:脑电活动的波幅偏低似乎呈低平的曲线:在睁闭眼后或深呼吸时可出现短程的α节律。④不规则脑电图:脑电活动的α波频率不规则,调幅不明显,前部可有θ波。

(2)儿童脑电图:与成人不同,儿童的脑电图以慢波为主,随着年龄增加,慢波逐渐减少,而θ波逐渐增多,但节律仍然很不稳定。14~18岁时枕部α节律的波幅变得低,而调幅更好,额部的θ波变低,且有β波出现。

(3)睡眠脑电图:根据眼球运动可分为:①非快速眼动相或慢波相:第1期困倦期,α节律消失,被低波幅慢波取代;在顶部可出现短暂的高波幅、双侧对称的负相波称为“V”波。往往不规则地反复出现,但很少超过2 Hz。第2期浅睡期,出现睡眠纺锤波(12~14 Hz),两半球同步出现,中央区最明显,极相也相同,时程较长。第3、4期深睡期,广泛分布的高波幅75μV以上;慢波2 Hz以下。②快速眼动相:出现低电压、去同步、快波型脑电,快速眼球活动、肌电活动减少及混合频率的电活动。

3.常见的异常脑电图

(1)弥漫性慢波:背景活动为弥漫性慢波,是最常见的异常表现,无特异性。可见于各种原因所致的弥漫性脑病、缺氧性脑病、中枢神经系统变性病及脱髓鞘性脑病等。

(2)局灶性慢波:是局灶性脑实质功能障碍所致。见于局灶性癫痫、脑脓肿,局灶性硬膜下或硬膜外血肿等。

(3)三相波:一般为中至高波幅、频率为1.3~2.6 Hz的负-正-负波或正-负-正波。主要见于肝性脑病和其他中毒代谢性脑病。

(4)癫痫样放电:包括棘波、尖波、棘-慢波综合、多棘波、尖-慢波综合及多棘-慢波综合等。棘波指从开始到结束的时程或波宽为20~70 ms的一种放电,可单、双或三相,以双相为多,主要为负相。尖波是指时程为70~200 ms可达300 ms,电位相以双相负相,上升相较陡、下降相较缓慢。50%以上患者发作间期也可见到有异常的电活动统称癫痫样放电,特点是基本电活动的背景上突然发生的高波幅的电活动或突然发生的易于与基本电活动相区别的高幅放电。放电的不同类型通常提示不同的癫痫综合征,如多棘波和多棘慢波综合通常伴有肌阵挛,见于全身性癫痫和光敏感性癫痫等。高波幅双侧同步对称,每秒3次重复出现的棘慢波综合提示失神小发作。

(5)弥漫性、周期性尖波:通常指在弥漫性慢活动的基础上出现周期性尖波,可见于脑缺氧和Cretzfeldt-Jakob病。

4.脑电图的临床应用

脑电图检查对区别脑部器质性或功能性病变、弥漫性或局限性损害,对于癫痫的诊断及病灶定位、脑炎的诊断、中毒性和代谢性等各种原因引起脑病等的诊断均有辅助诊断价值,特别癫痫的诊断意义更大。

5.脑电地形图(BEAM)

脑电地形图是脑电图输入电子计算机进行处理后,将脑电信号转换成一种能够定位和定量分析,并用不同颜色的图像进行显示的一项较新的检查技术。包括自发和诱发,其优点是能将脑的功能变化与形态定位结合起来,图像直观、形象、定位较准确,但不能反映脑电波形及各种波形出现的方式等,因此不能将脑电图取而代之,两者结合更有意义。BEAM最主要的临床应用价值在于脑血管病的早期诊断、疗效及预后评价,也可用于癫痫、痴呆、偏头痛、脑肿瘤等。

(二)脑诱发电位

诱发电位(EPs)是中枢神经系统在感受体内外各种特异性刺激所产生的生物电活动,该项检查也是脑的电活动测定技术,用以了解脑的功能状态。

1.躯体感觉诱发电位(SEPs)

指刺激肢体末端粗大感觉纤维,在躯体感觉上行通路不同部位记录的电位,主要反映周围神经、脊髓后束和有关神经核、脑干、丘脑、丘脑放射及皮层感觉区的功能。

(1)检测方法:表面电极置于周围神经干,刺激部位是正中神经、尺神经、胫后神经或腓总神经等。上肢记录部位是锁骨上Erb点,即N9系臂丛感觉神经动作电位,C7棘突及头部相应的感觉区;下肢记录部位通常是臀点、胸12、颈部棘突及头部相应的感觉区。

(2)波形的命名:极性+潜伏期(波峰向下为P,向上为N)。正中神经刺激对侧顶点记录(头参考)的主要电位是P14N2O、P25和N36;周围电位是Erb点(N9)和C7(N11,N13)。胫后神经刺激顶点(Cz)记录的主要电位是N31、P40、N50,和P50;周围电位是臀点(N16)和T12(N24)。异常的判断标准是潜伏期延长和波形消失等。

(3)SEP各波的起源:N9为臂丛电位,N11可能来源于颈髓后索,N13可能为颈髓后角突触后电位,N14/P14可能来自高颈髓或延髓,N20来自顶叶后中央回(S)等,P40可能来自同侧头皮中央后回,N50可能来自顶叶S1后方,P60可能来自顶叶偏后凸面。

(4)SEP的临床应用:用于检测周围神经、神经根、脊髓、脑下、丘脑及大脑的功能状态。主要应用于吉兰-巴雷综合征(GBS)、颈椎病、腰骶神经根病变、脊髓空洞症,肿瘤、后侧索硬化综合征、多发性硬化(MS)及脑血管病等。还可用于外伤后脊髓损伤程度、范围及预后,脑死亡的判断和脊髓手术的监护等。

2.视觉诱发电位(VEP)

视觉诱发电位是视觉冲动经外侧膝状体投射到枕叶距状裂与枕后极头皮记录的枕叶皮层对视觉刺激产生的电活动。

(1)检测方法:通常在光线较暗的条件下进行,检测前应粗测视力并行矫正。临床上最常用黑C棋盘格翻转刺激VEP(PRVEP),其优点是波形简单易于分析、阳性率高和重复性好。记录电极置于枕骨粗隆上(左O1、中O、右O2),参考电极通常置于前额Fz。

(2)波形命名及正常值:PRVEP是一个由NPN组成的三相复合波,分别按各自的平均潜伏期命名为N75、P100、N145。正常情况下P100潜伏期最稳定而且波幅高,是很可靠的成分。异常的判断标准是潜伏期延长、波幅降低或消失。

(3)VEP的临床应用:视通路病变,脱髓鞘病变、肿瘤、视神经炎,特别对MS患者可提供早期视神经损害的客观依据。

3.脑干听觉诱发电位(BAEP)

指经耳机传出的声音刺激外周听觉器经听神经传到通路,脑干、中央核团区在头顶记录的电位。检测时通常不需要患者的合作,婴幼儿和昏迷患者均可进行测定。(https://www.daowen.com)

(1)检测方法:多采用短声刺激,刺激强度50~80 dB,刺激频率10~15 Hz,持续时间10~20 ms,叠加1 000~2 000次。记录电极通常置于Cz,参考电极置于耳垂或乳突,接地电极置于FPZ。

(2)波形命名:正常BAEP通常由5个波组成,依次以罗马数字命名为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。特别是Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ波更有价值。

(3)BAEP各波的起源:Ⅰ波起于听神经;Ⅱ波耳蜗核,部分为听神经颅内段;Ⅲ波上橄榄核:Ⅳ波外侧丘系及其核团(脑桥中、上部分);Ⅴ波中脑、下丘的中央核团区。

BAEP异常的主要表现为:①各波潜伏期延长;②波间期延长;③波形消失;④波幅I/V值>200%。

(4)BAEP的临床应用:可客观评价听觉检查不合作者、婴幼儿和歇斯底里患者有无听觉功能障碍;有助于多发性硬化的诊断,特别是发现临床病灶或脑干隐匿病灶;动态观察脑干血管病时脑干受累的情况,帮助判断疗效和预后;桥小脑角肿瘤手术的术中监护;监测耳毒性药物对听力的影响;脑死亡诊断和意识障碍患者转归的判断等。

4.运动诱发电位(MEP)

指电流或磁场经颅或椎骨磁刺激人大脑皮质运动细胞、脊髓及周围神经运动通路,在相应的肌肉上记录的复合肌肉动作电位。该技术是Barker等建立的,克服了以往电刺激所致剧痛等缺点,近年来被广泛应用于临床。为运动通路中枢传导时间的测定提供了客观依据。上肢磁刺激的部位通常是大脑皮质相应运动区、C7棘突和Erb点等,记录部位是上肢肌肉;下肢刺激部位为大脑皮质运动区、胸12和L1及腘窝等,记录部位多为屈趾短肌和胫前肌等。磁刺激MEP的主要检测指标为各段潜伏期和中枢运动传导时间均延长,可见MEP波幅降低及波形离散或消失。临床应用于运动通路病变,如多发性硬化、运动神经元病、脑血管病等疾病的诊断。

5.事件相关电位(ERP)

也称内源性事件相关电位,是人对外界或环境刺激的心理反应,潜伏期在100 ms以上,因此为长潜伏期电位,目前对其起源和确切的解剖定位尚不完全清楚。ERP主要研究认知过程中大脑的神经电生理改变,亦即探讨大脑思维的轨迹。ERP包括P1、N1和P2(外源性成分)及N2和P3(内源性成分)。ERP中应用最广泛的是P3(P300)电位。ERP可通过听觉、视觉、体感刺激,从头皮上记录到一组神经元所发出的电活动,但与SEP、BAEP及VEP有着本质的不同。要求受试者对刺激进行主动反应,受心理状态的影响明显,主要反应大脑皮质认知功能状况,用于各种大脑疾病引起的认知功能障碍的评价,日前还有学者将P300电位用于测谎等研究。

(三)肌电图

狭义肌电图(EMG)指同心圆针电极插入肌肉后,记录的肌肉安静状态下和不同程度收缩状态下的电活动。广义EMG指记录肌肉在安静状态、随意收缩及周围神经受刺激时判定神经和肌肉功能状态的各种电生理特性的技术,包括神经传导速度,重复神经电刺激、单纤维肌电图及巨肌电图等。

常规EMG检查的适应证:①脊髓前角细胞及其以下病变部位的定位诊断和鉴别诊断;②确定病变性质、损伤程度、范围及再生恢复情况;③选择神经再植、端-端吻合和神经松解术;④了解神经传导速度。

1.EMG检测步骤及正常所见

(1)肌肉静息状态:包括插入电位和自发电位。插入电位指针电极插入时引起的电活动,正常人变异较大,时程为1~25 ms,持续约1 s后消失。自发电位指终板噪声和终板电位,后者波幅较高,时程为0.5~2.0 ms,振幅≤100μV的高频负相电位,通常伴有疼痛,动针后疼痛消失。

(2)肌肉大力自主收缩状态:测定运动单位动作电位的时限、波幅、波形及多相波百分比,不同肌肉有其不同的正常值范围。一般以大于或小于正常值20%为异常,时限增宽为神经源性损害,缩短为肌源性损害。波幅大于或小于40%为异常,神经源性增高,肌源性降低。

(3)肌肉大力收缩状态:观察募集现象,指肌肉在大力收缩时运动单位的多少及其发放频率的快慢。肌肉在轻收缩时只有阈值较低的I型纤维运动单位发放,其频率为5~15 Hz;在大力收缩时,原来已经发放的运动单位频率加快,同时阈值高的Ⅱ型纤维参与发放,肌电图上呈密集的相互重叠的难以分辨基线的许多运动单位电位,即为干扰相。

2.异常EMG所见及其意义

(1)插入电位的改变:插入电位减少或消失见于严重的肌肉萎缩、肌肉纤维化和脂肪组织浸润以及肌纤维兴奋性降低等;插入电位增多或延长见于神经源性和肌源性损害。

(2)异常自发电位:①纤颤电位:是由于失神经支配肌纤维运动终板对血中乙酰肌碱的敏感性升高引起的去极化,或失神经支配的肌纤维静息电位降低所致的自动去极化产生的动作电位;波形多为双相或三相,起始为正相,随之为负相,波幅较低,时限1 ~5 ms,波幅一般为20~200μV,但不规则,失神经病变愈重,纤颤电位振幅愈小,频率愈大,见于神经源性损害和肌源性损害。②正锐波:其产生机制及临床意义同纤颤电位;但出现较纤颤电位早。波形特点为双相,起始为正相,时限较宽、波幅较低的负向波,形状似“V”字形,时限为10~100 ms。③束颤电位:指一个或部分运动单位支配的肌纤维自发放电,在肌松弛状态下出现的束颤电位有2种:单纯束颤电位,呈单、双或三相,时限2~10 ms、振幅100~200μV见于低钙血症、甲状腺功能亢进等神经肌肉兴奋性增高状态;复合束颤电位,呈多相波,时限5~20 ms、振幅100~500μv,见于神经源性损害。

(3)肌强直放电:肌肉自主收缩或受机械刺激后出现的节律性放电。有较大的棘波和正相波,波幅通常为10μV~1 mV,频率为25~100 Hz。特点:波幅忽大忽小、频率忽快忽慢。放电过程中波幅和频率反复发生、逐渐衰减,扩音器可传出类似“飞机俯冲或摩托车:减速”的声音。见于萎缩性肌强直、先天性肌强直,副肌强直及高钾型周期性瘫痪等。

(4)异常运动单位动作电位:①神经源性损害:表现为动作电位时限增宽,波幅增高及多相波百分比增高,见于脊髓前角细胞病变、神经根病变和周围神经病等。②肌源性损害:表现为MUAPs时限缩短,波幅降低及多相波百分比增高,见于进行性肌营养不良,炎性肌病和其他原因所致的肌病。

(5)大力收缩募集电位的异常改变:①单纯相和混合相:前者指肌肉大力收缩时,参加发放的运动单位数量明显减少,肌电图上表现为单个独立的电位;后者是运动单位数量部分减少,表现为单个独立的电位和部分难以分辨的电位同时存在,见于神经源性损害。②病理干扰相:肌纤维变性坏死使运动单位变小,在大力收缩时参与的募集运动单位数虽明显增加,表现为低波幅干扰相,又被称为病理干扰相。

3.EMG测定的临床意义

主要是诊断及鉴别诊断神经源性损害、肌源性损害和神经肌肉接头病变;发现临床上病灶或容易被忽略的病灶,如早期运动神经元病,深部肌肉萎缩、肥胖儿童的肌肉萎缩,以及对病变节段进行定位诊断。

(四)神经传导速度和重复神经电刺激

1.神经传导速度(NCV)

神经纤维具有高度的兴奋性和传导性,外刺激产生兴奋,神经冲动从一个部位传播到整个神经发生反应,效应器兴奋收缩。NCV测定是用于评定周围运动神经和感觉神经传导功能的一项诊断技术。通常包括运动神经传导速度(MCV)、感觉神经传导速度(SCV)和F波的测定。

(1)测定方法:①MCV测定:电极放置:阴极置于神经远端,阳极置于神经近端,两者相隔2~3 cm;记录电极置于肌腹,参考电极置于肌腱,地线置于刺激电极和记录电极之问。测定方法及MCV的计算超强刺激神经干远端和近端,在该神经支配的肌肉上记录复合肌肉动作电位(CMAPs),测定其不同的潜伏期,用刺激电极远端和记录电极近端之间的距离除以两点间潜伏期差,即为神经的传导速度。计算公式为:神经传导速度(m/s)=两点间距离(cm)×10/两点间潜伏期差(ms),波幅的测定通常取峰-峰值。②SCV测定:电极放置:刺激电极置于表面或套在手指或脚趾末端,阴极在阳极的近端;记录电极置于神经干的远端(靠近刺激端),参考电极置于神经干的近端(远离刺激部位),地线固定于刺激电极和记录电极之间。测定方法及计算:顺行测定法是将刺激电极置于感觉神经远端,记录电极置于神经干的近端,然后测定其潜伏期和记录感觉神经动作电位(SNAPs);刺激电极与记录电极之间的距离除以潜伏期为SCV。⑧F波测定:原理:F波是超强电刺激神经干在M波后的一个晚成分,由运动神经回返放电引起,因首先在足部小肌肉上记录而得名,F波的特点是其波幅不随刺激量变化而改变,重复刺激时F波的波形和潜伏期变异较大;电极放置:同MCV测定,不同的是阴极放在近端;潜伏期的测定:通常连续测定10~20个F波,然后计算其平均值,F波的出现率为80%~100%。

(2)异常NCV及临床意义:MCV和SCV的主要异常所见是传导速度减慢和波幅降低,前者主要反映髓鞘损害,后者为轴索损害,严重的髓鞘脱失也可继发轴索损害。NCV的测定主要用于周围神经病的诊断,结合EMC可鉴别前角细胞、神经根、周围神经及肌源性疾病等F波的异常表现为出现率低、潜伏期延长或传导速度减慢及无反复等;通常提示周围神经近端病变,补充MCV的不足。

2.重复神经电刺激

(1)原理:重复神经电刺激(RNS)指超强重复刺激神经干在相应肌肉记录复合肌肉动作电位,是检测神经肌肉接头功能的重要手段。正常情况下,神经干连续受刺激,CMAPs的波幅可有轻微的波动,而降低或升高均提示神经肌肉接头病变。RNS可根据刺激的频率分为低频RNS(5 Hz)和高频RNS(10~30 Hz)。

(2)方法:①电极放置:刺激电极置于神经干,记录电极置于该神经所支配的肌肉,地线置于两者之间。②测定方法:通常选择面神经支配的眼轮匝肌、腋神经支配的三角肌、尺神经支配的小指展肌及副神经支配的斜方肌等;近端肌肉阳性率高,但不易固定;远端肌肉灵敏压低,但结果稳定,伪差小;高频刺激患者疼痛较明显,通常选用尺神经。③正常值的计算:确定波幅递减是计算第4或第5波比第1波波幅下降的百分比;而波幅递增是计算最高波幅比第1波波幅上升的百分比;正常人低频波幅递减在10%~15%,高频刺激波幅递减在30%以下,而波幅递增在50%以下。

(3)异常RNS及临床意义:低频波幅递减>15%和高频刺激波幅递减>30%为异常,见于突触后膜病变如重症肌无力;高频刺激波幅递增> 57%为可疑异常;>100%为异常波幅递增,见于Lambert-Eaton综合征。