运动诱发电位研究现状
作者：沈 彬 宋跃明
单位：华西医科大学附属第一医院骨科 610041 四川省成都市
关键词：
中国脊柱脊髓杂志990318 运动诱发电位(motor evoked potentials,MEP)是继体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEP)后，为检查运动神经系统功能而设计的一项神经电生理学检查方法。作为一种无创伤性的检测手段，MEP已广泛应用于运动神经系统疾病的诊断、术中监护和预后估计，尤其是近年来，随着电生理学和叠加平均技术的完善，MEP的适用范围日益拓广。现就其基本原理、特征以及临床应用等研究现状简介如下。
1 MEP的基本原理
MEP是指应用电或磁刺激皮层运动区产生的兴奋通过下行传导径路，使脊髓前角细胞或周围神经运动纤维去极化，在相应肌肉或神经表面记录到的电位〔1〕。早在1954年，Patton和Amassion等用重复电刺激经颅兴奋猴的皮质运动区，在颈髓部用球状电极记录到MEP。但由于刺激局部剧痛，病人难以忍受，故临床应用受限。八十年代初，Merton和Morton使用高压脉冲电流(750V，5μs，1200mA)作为刺激源，局部疼痛明显减轻〔2〕。1985年，Barker等首先应用经颅磁刺激人运动皮层技术诱发 MEP，由于磁性刺激在头皮上产生的诱导电流很弱，不足以兴奋痛觉感受器，因此受检者无任何不适，使MEP真正得以在临床上越来越广泛应用〔3〕。
, 百拇医药
MEP的传导途径，各作者尚有不同看法。多数学者认为MEP是沿皮质脊髓束、红核脊髓束等位于脊髓前索和前外侧索的运动束传导。Levy等在动物实验中发现，手术显微镜下单独切断皮质脊髓束，MEP的大部分波形消失，进一步论证了皮质脊髓束是MEP的主要传导途径〔4、5〕。但也有作者提出MEP的传导途径中，同样包含了可逆行传导的感觉束，其依据为保留后束的脊髓切除术并不能完全消除MEP〔6〕。
2 MEP的基本特征及影响因素
2.1 基本特征
MEP是由一组不同极性的波组成，其潜伏期和波幅各不相同。通常第一个波叫D波或直接波，呈单个的正相波，它的潜伏期较短，是皮层运动区第V层锥体细胞的轴突始段兴奋的结果，其传导不经过突触传递，受麻醉药物的影响最小。D波之后的一系列波称为I波或间接波，表现为5个左右的正相/负相波，是联络纤维间接兴奋锥体细胞所致，潜伏期长，易受外界因素影响。所以，临床上多用D波的潜伏期和波幅作为监护指标〔7〕。
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2.2 影响因素
2.2.1 麻醉药物 麻醉药物对MEP的波幅与潜伏期影响较大。1993年，Glassman报道了多种麻醉药物对MEP的影响，认为在诱导麻醉期，硫喷妥钠对MEP的影响较大，而甲苄咪酯的影响较小；在维持麻醉期，氟烷对MEP的影响较大，而芬太尼和氯胺酮的影响较小〔8〕。Yamada也证实了麻醉剂对肌肉MEP的波幅与潜伏期有显著影响，而对脊髓MEP的影响甚小〔9〕。
2.2.2 刺激强度 脊髓前角细胞包括小运动神经元和大运动神经元。小运动神经元兴奋阈值低，发出慢神经纤维；大运动神经元兴奋阈值高，发出快神经纤维。当刺激电压较低时，只能兴奋小运动神经元，产生长潜伏期、低波幅的MEP；当刺激电压逐步升高后，可同时兴奋大小运动神经元，产生短潜伏期、高波幅的MEP〔10、11〕。鉴于刺激强度对MEP有如此的影响，检测时恒定的刺激参数对检测结果的正确解释至关重要。
, 百拇医药
2.2.3 肌肉收缩 1992年，Hayes等发现在脊髓损伤病人中，经颅磁刺激前若先辅以经皮电刺激可使局部肌肉的MEP更易被引出〔12〕。这点对于脊髓损伤程度的判断极为重要。对于那些脊髓损伤后MEP消失的病人，若在经皮电刺激的基础上经颅磁刺激能诱发出MEP，则提示脊髓为不全损伤；若在经皮电刺激的基础上仍未引出MEP，则说明脊髓为完全损伤。
3 MEP的应用
3.1 脊髓疾病诊断
神经系统疾病的诊断过去多依赖于临床的问诊，查体与CT、MRI等形态学检查相结合，缺乏直接的运动神经系统或感觉神经系统功能检查。因此，对于某些早期病变或亚临床病变，漏诊误诊率较高。MEP直接反映了运动系统功能的完整性，为神经系统疾病的诊断开辟了新的途径。
Maerten,Dvorak等人的研究指出，在脊椎病变和椎间盘突出症中，MEP的敏感性为84%，较SEP的36%明显增高，并且MEP对颈椎管狭窄的敏感性略高于腰椎管狭窄(72%VS65%)。推测与颈椎管体积小，狭窄后更易压迫脊髓所致〔13、14〕。Machida则报导了MEP对外伤性脊髓损伤病人的敏感性为85%〔15〕。
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1994年，Linden和Berlit等人对脊髓病中MEP的改变进行了较多细致的研究，结果显示MEP诊断脊髓运动损伤的特异性明显优于SEP。在肿瘤性脊髓疾病中，MEP的改变通常表现为波幅的下降或波形的消失，而炎症性疾病中，潜伏期的延长更多见，推测原因为肿瘤性疾病的病理改变以神经元和轴突的破坏为主，故波幅下降；炎症性疾病以脱髓鞘为主，故潜伏期延长〔16〕。此外，有些学者观察到急性病变较慢性病变更易引起MEP的改变，可能与慢性病变中，代偿机制发挥作用保护脊髓功能有关。
1988年，Caramia对79名有感觉、运动功能障碍的患者进行了MEP检测，结果显示49名多发性硬化病人中，MEP有改变者占54%，多表现为潜伏期的延长；其中有临床症状的病人，MEP检测阳性率为100%，而亚临床症状的病人，阳性率为40%。9名肌萎缩性侧索硬化病人中，MEP有改变者占67%，多表现为波幅的下降或消失。至于Parkinson′s病人和Hungtington′s病人，MEP的波幅与潜伏期未见异常,这可能与疾病未直接影响锥体系功能有关〔17〕。
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由于MEP是一项客观的功能检测，因此，也有作者将其应用于鉴别心因性瘫痪和器质性瘫痪，虽属个案报导，但值得借鉴。除了观察波幅与潜伏期的变化，MEP后抑制期和神经传导时间的测定也对脊髓损伤有诊断意义〔18、19〕。
3.2 预后的判断
在脊髓疾病或损伤中，MEP的表现是由脊髓破坏的程度决定的：白质纤维脱髓鞘越重，前角运动细胞损伤数目越多，则MEP的潜伏期延长和波幅降低越显著。因此，通过观察MEP的潜伏期和波幅改变，可以对脊髓运动功能的损伤程度以及预后情况作出判断。
Levy〔4〕曾在造成脊髓慢性不全性损伤的动物模型中，做连续1个月的MEP跟踪检查发现，动物在恢复瘫痪肢体的活动功能之前有MEP出现，且出现率达100%。国内孙天胜、胥少汀等也通过动物实验证实早期出现MEP是脊髓损伤预后良好的指征，MEP的恢复常先于动物的运动功能改善〔11〕。
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临床应用方面，1993年，De-Mattei对12名脊髓受压的患者进行了术前、术后2周、术后2月的MEP对比。结果提示，11名中枢神经传导时间在术后增快的患者，术后运动功能恢复良好；而神经传导时间无明显变化者，术后症状缓解较差〔20〕。Clarke对外伤性脊髓损伤的长期MEP跟踪检查结果也证实，凡MEP在术后6个月有恢复的患者，瘫痪症状明显减轻，而术后6个月内持续无MEP恢复的患者，瘫痪症状无改变〔21〕。Kai等则将MEP的波形分为快波和慢波两个组成成分，指出快波成分与运动功能完整性的相关性较高。凡快波恢复者，术后运动功能正常；快波消失，仅慢波恢复者，术后运动功能轻度障碍；快慢波均未恢复者，术后运动功能严重障碍〔22〕。
但是，也有些学者提出：MEP对脊髓损伤的发生敏感性很高，但对于损伤后运动功能的恢复,则无明显的相关一致性。
3.3 术中监护
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随着外科技术的进步，脊柱手术的种类大为扩展。但术后并发脊髓损伤的患者也较过去明显增多了。为了减少或避免此项严重并发症，临床采用的方法有以下两种：①术中唤醒试验；②术中诱发电位监护。唤醒试验法(wake up test)是Stagnara于1973年首次报道的，试验结果可靠。但由于存在反应不可逆和唤醒后可能导致肺栓塞、内固定器械脱落等问题，近年来已逐渐被术中诱发电位监护所取代。诱发电位包括了MEP和SEP两大类，分别监测运动传导功能和感觉传导功能，二者互为补充。其中有关SEP的术中监护研究较多，而MEP的研究则有待进一步深入。
1988年，Owen报导了111例病人的术中MEP监护，是一次较早期的大宗病例调查，结果有90%的患者在手术过程中监测到了稳定的MEP，其余未监测到MEP的患者后被证实是由于检测手段的错误所致，并及时得到了纠正。术后功能检测，凡在术中监护期间有稳定MEP出现者，无一人并发脊髓损伤。从而论证了MEP用于术中监护的可行性〔23〕。
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但具体的监护标准该如何界定，各国的学者意见尚不统一。Machida〔15〕在动物实验中发现，用类似Harrington的器械牵拉猫的脊柱后，所有猫均出现了波幅不同程度的降低，当降低幅度超过50%、持续时间大于7min时，术后截瘫发生率为100%。Lee的试验也证实：MEP用于术中监护时，波幅的改变比潜伏期的改变更有意义，因为潜伏期的变异性较大。至于波幅下降的程度，应不超过2/3，否则就难免会导致术后神经功能受损。而Glassman通过试验提出MEP术中的改变(包括波幅，潜伏期)与术后神经功能的完整性密切相关。潜伏期延长小于10%组，无脊髓损伤发生；波幅瞬时消失组,脊髓损伤发生率为50%;波形消失时间大于10min组，脊髓损伤发生率为100%。因此建议把潜伏期延长10%作为MEP的监护标准〔24〕。
综上所述，MEP是一种极为有效的神经电生理学检测方法，对于监护运动神经系统的完整性具有良好的敏感性与特异性。临床上通过测定其波形的潜伏期和波幅，能够对神经系统疾病起到诊断、估计预后的作用，并且MEP与SEP联合用于术中监护可克服假阴性的出现，从而提高手术的安全性。因此，多数学者目前主张MEP和SEP联合用于术中监护，但仍有许多问题尚未解决，例如联合监护的标准是什么，如何提高波形的稳定性等问题。可以预见，经过不断深入的研究，在不远的将来，MEP将会是一种敏感性高、安全可靠的脊髓疾病检查方法和术中监护手段。
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4 参考文献
[1] 郭世绂，胥少汀，主编.脊髓损伤-基础与临床.北京：人民卫生出版社，1990.
[2] Merton PA, Morton HB.Nature, 1980, 285:227.
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[4] Levy WJ, McCaffrey M,York DH. Neurosurg,1984, 15 :287.
[5] Fehlig MG, Hurlbert RJ, Tator CH,et al.Electroencephalogr Clin Neurophysiol,Suppl, 1991 ,43 :287 .
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[6] Poncelet L, Michaux C, Balligand M.Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1995 ,97(3): 179.
[7] Amassian VE,Stewart M, Quirk GJ, et al.Neurosurg ,1989,20:74.
[8] Glassman SD, Shields CB, Linden RD, et al.Spine ,1993,18(8): 1083.
[9] Yamada, Transfeldt EE, Tamaki T,et al.Spine ,1994, 19(13): 1512.
[10] Rossini PM, Caramia MD, Zarola F.Neurosurg, 1987,20: 183.
, 百拇医药
[11] 孙天胜，胥少汀.中华外科杂志,1991,29(8)：472.
[l2] Hayes KC, Allatt RD, Wolfe DL,et al.Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1992,85(2): 102.
[13] Maertens DE, Remacle JM, Pepin JL,et al.Neurology, 1991 ,41 :75.
[14] Dvorak J, Herdmann J, Janssen B,et al.Spine ,1990,15: 1013.
[15] Machida M, Yamada T, Krain L,et al.J Spinal Disord,1991 ,4(2):123.
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[16] Linden D, Berlit P.Acta Neurol Scand, 1994,90:348.
[17] Caramia MD, Bernardi G, Zarola F.Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1988 ,70(1): 16 .
[18] Uozumi T, Tsuji S, Murai Y.Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1991, 81(4):251 .
[19] Chistyakov AV, Soustiel JF, Hafner H, et al.Spine ,1995,20(19):2135 .
[20] De-Mattei M, Paschero B, Sciarretta A,et al.Electromyogr Clin Neurophysiol, 1993 ,33 (4):205 .
, 百拇医药
[21] Clarke CE, Modarres SH, Twomey JA,et al.Paraplegia ,1994,32(8): 554.
[22] Kai Y, Owen JH, Lenke LG,et al.Spine, 1993, 18:1134.
[23] Owen JH, Bridwell KH, Shimon SM.Spine, 1988,13(10):111.
[24] Glassman SD, Zhang YP, Shields CB,et al.Spine, 1995, 20(16): 1765.
收稿日期：1997-12-30 末次修回日期：1999-01-08
(篇幅所限，参考文献文题省略), 百拇医药
单位：华西医科大学附属第一医院骨科 610041 四川省成都市
关键词：
中国脊柱脊髓杂志990318 运动诱发电位(motor evoked potentials,MEP)是继体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEP)后，为检查运动神经系统功能而设计的一项神经电生理学检查方法。作为一种无创伤性的检测手段，MEP已广泛应用于运动神经系统疾病的诊断、术中监护和预后估计，尤其是近年来，随着电生理学和叠加平均技术的完善，MEP的适用范围日益拓广。现就其基本原理、特征以及临床应用等研究现状简介如下。
1 MEP的基本原理
MEP是指应用电或磁刺激皮层运动区产生的兴奋通过下行传导径路，使脊髓前角细胞或周围神经运动纤维去极化，在相应肌肉或神经表面记录到的电位〔1〕。早在1954年，Patton和Amassion等用重复电刺激经颅兴奋猴的皮质运动区，在颈髓部用球状电极记录到MEP。但由于刺激局部剧痛，病人难以忍受，故临床应用受限。八十年代初，Merton和Morton使用高压脉冲电流(750V，5μs，1200mA)作为刺激源，局部疼痛明显减轻〔2〕。1985年，Barker等首先应用经颅磁刺激人运动皮层技术诱发 MEP，由于磁性刺激在头皮上产生的诱导电流很弱，不足以兴奋痛觉感受器，因此受检者无任何不适，使MEP真正得以在临床上越来越广泛应用〔3〕。
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MEP的传导途径，各作者尚有不同看法。多数学者认为MEP是沿皮质脊髓束、红核脊髓束等位于脊髓前索和前外侧索的运动束传导。Levy等在动物实验中发现，手术显微镜下单独切断皮质脊髓束，MEP的大部分波形消失，进一步论证了皮质脊髓束是MEP的主要传导途径〔4、5〕。但也有作者提出MEP的传导途径中，同样包含了可逆行传导的感觉束，其依据为保留后束的脊髓切除术并不能完全消除MEP〔6〕。
2 MEP的基本特征及影响因素
2.1 基本特征
MEP是由一组不同极性的波组成，其潜伏期和波幅各不相同。通常第一个波叫D波或直接波，呈单个的正相波，它的潜伏期较短，是皮层运动区第V层锥体细胞的轴突始段兴奋的结果，其传导不经过突触传递，受麻醉药物的影响最小。D波之后的一系列波称为I波或间接波，表现为5个左右的正相/负相波，是联络纤维间接兴奋锥体细胞所致，潜伏期长，易受外界因素影响。所以，临床上多用D波的潜伏期和波幅作为监护指标〔7〕。
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2.2 影响因素
2.2.1 麻醉药物 麻醉药物对MEP的波幅与潜伏期影响较大。1993年，Glassman报道了多种麻醉药物对MEP的影响，认为在诱导麻醉期，硫喷妥钠对MEP的影响较大，而甲苄咪酯的影响较小；在维持麻醉期，氟烷对MEP的影响较大，而芬太尼和氯胺酮的影响较小〔8〕。Yamada也证实了麻醉剂对肌肉MEP的波幅与潜伏期有显著影响，而对脊髓MEP的影响甚小〔9〕。
2.2.2 刺激强度 脊髓前角细胞包括小运动神经元和大运动神经元。小运动神经元兴奋阈值低，发出慢神经纤维；大运动神经元兴奋阈值高，发出快神经纤维。当刺激电压较低时，只能兴奋小运动神经元，产生长潜伏期、低波幅的MEP；当刺激电压逐步升高后，可同时兴奋大小运动神经元，产生短潜伏期、高波幅的MEP〔10、11〕。鉴于刺激强度对MEP有如此的影响，检测时恒定的刺激参数对检测结果的正确解释至关重要。
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2.2.3 肌肉收缩 1992年，Hayes等发现在脊髓损伤病人中，经颅磁刺激前若先辅以经皮电刺激可使局部肌肉的MEP更易被引出〔12〕。这点对于脊髓损伤程度的判断极为重要。对于那些脊髓损伤后MEP消失的病人，若在经皮电刺激的基础上经颅磁刺激能诱发出MEP，则提示脊髓为不全损伤；若在经皮电刺激的基础上仍未引出MEP，则说明脊髓为完全损伤。
3 MEP的应用
3.1 脊髓疾病诊断
神经系统疾病的诊断过去多依赖于临床的问诊，查体与CT、MRI等形态学检查相结合，缺乏直接的运动神经系统或感觉神经系统功能检查。因此，对于某些早期病变或亚临床病变，漏诊误诊率较高。MEP直接反映了运动系统功能的完整性，为神经系统疾病的诊断开辟了新的途径。
Maerten,Dvorak等人的研究指出，在脊椎病变和椎间盘突出症中，MEP的敏感性为84%，较SEP的36%明显增高，并且MEP对颈椎管狭窄的敏感性略高于腰椎管狭窄(72%VS65%)。推测与颈椎管体积小，狭窄后更易压迫脊髓所致〔13、14〕。Machida则报导了MEP对外伤性脊髓损伤病人的敏感性为85%〔15〕。
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1994年，Linden和Berlit等人对脊髓病中MEP的改变进行了较多细致的研究，结果显示MEP诊断脊髓运动损伤的特异性明显优于SEP。在肿瘤性脊髓疾病中，MEP的改变通常表现为波幅的下降或波形的消失，而炎症性疾病中，潜伏期的延长更多见，推测原因为肿瘤性疾病的病理改变以神经元和轴突的破坏为主，故波幅下降；炎症性疾病以脱髓鞘为主，故潜伏期延长〔16〕。此外，有些学者观察到急性病变较慢性病变更易引起MEP的改变，可能与慢性病变中，代偿机制发挥作用保护脊髓功能有关。
1988年，Caramia对79名有感觉、运动功能障碍的患者进行了MEP检测，结果显示49名多发性硬化病人中，MEP有改变者占54%，多表现为潜伏期的延长；其中有临床症状的病人，MEP检测阳性率为100%，而亚临床症状的病人，阳性率为40%。9名肌萎缩性侧索硬化病人中，MEP有改变者占67%，多表现为波幅的下降或消失。至于Parkinson′s病人和Hungtington′s病人，MEP的波幅与潜伏期未见异常,这可能与疾病未直接影响锥体系功能有关〔17〕。
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由于MEP是一项客观的功能检测，因此，也有作者将其应用于鉴别心因性瘫痪和器质性瘫痪，虽属个案报导，但值得借鉴。除了观察波幅与潜伏期的变化，MEP后抑制期和神经传导时间的测定也对脊髓损伤有诊断意义〔18、19〕。
3.2 预后的判断
在脊髓疾病或损伤中，MEP的表现是由脊髓破坏的程度决定的：白质纤维脱髓鞘越重，前角运动细胞损伤数目越多，则MEP的潜伏期延长和波幅降低越显著。因此，通过观察MEP的潜伏期和波幅改变，可以对脊髓运动功能的损伤程度以及预后情况作出判断。
Levy〔4〕曾在造成脊髓慢性不全性损伤的动物模型中，做连续1个月的MEP跟踪检查发现，动物在恢复瘫痪肢体的活动功能之前有MEP出现，且出现率达100%。国内孙天胜、胥少汀等也通过动物实验证实早期出现MEP是脊髓损伤预后良好的指征，MEP的恢复常先于动物的运动功能改善〔11〕。
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临床应用方面，1993年，De-Mattei对12名脊髓受压的患者进行了术前、术后2周、术后2月的MEP对比。结果提示，11名中枢神经传导时间在术后增快的患者，术后运动功能恢复良好；而神经传导时间无明显变化者，术后症状缓解较差〔20〕。Clarke对外伤性脊髓损伤的长期MEP跟踪检查结果也证实，凡MEP在术后6个月有恢复的患者，瘫痪症状明显减轻，而术后6个月内持续无MEP恢复的患者，瘫痪症状无改变〔21〕。Kai等则将MEP的波形分为快波和慢波两个组成成分，指出快波成分与运动功能完整性的相关性较高。凡快波恢复者，术后运动功能正常；快波消失，仅慢波恢复者，术后运动功能轻度障碍；快慢波均未恢复者，术后运动功能严重障碍〔22〕。
但是，也有些学者提出：MEP对脊髓损伤的发生敏感性很高，但对于损伤后运动功能的恢复,则无明显的相关一致性。
3.3 术中监护
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随着外科技术的进步，脊柱手术的种类大为扩展。但术后并发脊髓损伤的患者也较过去明显增多了。为了减少或避免此项严重并发症，临床采用的方法有以下两种：①术中唤醒试验；②术中诱发电位监护。唤醒试验法(wake up test)是Stagnara于1973年首次报道的，试验结果可靠。但由于存在反应不可逆和唤醒后可能导致肺栓塞、内固定器械脱落等问题，近年来已逐渐被术中诱发电位监护所取代。诱发电位包括了MEP和SEP两大类，分别监测运动传导功能和感觉传导功能，二者互为补充。其中有关SEP的术中监护研究较多，而MEP的研究则有待进一步深入。
1988年，Owen报导了111例病人的术中MEP监护，是一次较早期的大宗病例调查，结果有90%的患者在手术过程中监测到了稳定的MEP，其余未监测到MEP的患者后被证实是由于检测手段的错误所致，并及时得到了纠正。术后功能检测，凡在术中监护期间有稳定MEP出现者，无一人并发脊髓损伤。从而论证了MEP用于术中监护的可行性〔23〕。
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但具体的监护标准该如何界定，各国的学者意见尚不统一。Machida〔15〕在动物实验中发现，用类似Harrington的器械牵拉猫的脊柱后，所有猫均出现了波幅不同程度的降低，当降低幅度超过50%、持续时间大于7min时，术后截瘫发生率为100%。Lee的试验也证实：MEP用于术中监护时，波幅的改变比潜伏期的改变更有意义，因为潜伏期的变异性较大。至于波幅下降的程度，应不超过2/3，否则就难免会导致术后神经功能受损。而Glassman通过试验提出MEP术中的改变(包括波幅，潜伏期)与术后神经功能的完整性密切相关。潜伏期延长小于10%组，无脊髓损伤发生；波幅瞬时消失组,脊髓损伤发生率为50%;波形消失时间大于10min组，脊髓损伤发生率为100%。因此建议把潜伏期延长10%作为MEP的监护标准〔24〕。
综上所述，MEP是一种极为有效的神经电生理学检测方法，对于监护运动神经系统的完整性具有良好的敏感性与特异性。临床上通过测定其波形的潜伏期和波幅，能够对神经系统疾病起到诊断、估计预后的作用，并且MEP与SEP联合用于术中监护可克服假阴性的出现，从而提高手术的安全性。因此，多数学者目前主张MEP和SEP联合用于术中监护，但仍有许多问题尚未解决，例如联合监护的标准是什么，如何提高波形的稳定性等问题。可以预见，经过不断深入的研究，在不远的将来，MEP将会是一种敏感性高、安全可靠的脊髓疾病检查方法和术中监护手段。
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4 参考文献
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[24] Glassman SD, Zhang YP, Shields CB,et al.Spine, 1995, 20(16): 1765.
收稿日期：1997-12-30 末次修回日期：1999-01-08
(篇幅所限，参考文献文题省略), 百拇医药