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编号:10278504
皮层体感诱发电位术中监护脊髓损伤的实验研究
http://www.100md.com 《中华神经外科杂志》 1998年第6期
     作者:沈宁江 王书成 卢传新 张岚

    单位:570311 海口,海南省人民医院(沈宁江、王书成、卢传新);北京市神经外科研究所电生理室(张岚)

    关键词:皮层体感诱发电位;术中监护;脊髓损伤

    中华神经外科杂志980606 摘要 目的:为开展皮层体感诱发电位(CSEP)术中监护脊髓损伤,判断损伤程度及确定脊髓损伤的警戒线。方法:采用42只家犬,分别造成静压型和加速压迫型脊髓损伤,术中CSEP动态监测,并观察术后1~3个月脊髓功能恢复情况。结果:静压30分钟所造成的脊髓损伤,虽然波幅较术前下降100%,并无危险,若能及时彻底解除压迫,脊髓功能日后可基本恢复正常。加速压迫型脊髓损伤CSEP术中监护安全范围是P1潜伏期较术前延长不超过1.5倍,波幅下降<50%。结论:CSEP术中监护脊髓损伤准确可靠,为成功地用于临床提供了依据。
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    Experimental study on cortical somatosensory evoked potential monitoring spinal cord injury during operation Shen Ningjiang, Wang Shucheng, Lu Chuanxin et al. People's Hospital of Hainan Province, Haikou, 570311

    Abstract Objective: To discuss the using of cortical somatosensory evoked potential (CSEP) monitoring spinal cord injury in operation. Methods: This study was carried out in 42 dogs. The spinal cord injury was caused by static pressure and accelerative compression respectively. The spinal cord function was monitored by CSEP during and 1 to 3 months after operation. Results: The spinal cord injury which was caused by static perssure 30 minutes had not danger, although P1 latency extended 2.02 times. even wave amplitued falled to 100%. If the compression was thoroughly removed in time, the spinal cord function could return to normal in later. The CSEP security lines of spinal cord injury caused by accelerative compression were that P1 latency prolonging less than 1.5 times and the amplitued falling less than 50%. Conclusion: CSEP monitoring spinal cord injury during operation is accurate and reliable. It provides scientific basis for clinical application.
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    Key words CSEP Intraoperative monitoring Spinal cord injury

    脊柱、脊髓手术中如何及时发现脊髓损伤,判断损伤程度,有效的预防医源性脊髓损伤,是受到普遍重视的课题。1978年Engler(1)首次报道体感诱发电位(SEP)在脊柱手术中的监护作用,90年代后国外应用逐渐增多(2)。1993年魏新荣(3)在国内首次报道脊髓诱发电位(SCEP)术中监护脊髓损伤。皮层体感诱发电位(CSEP)术中监护,不需显露近段脊髓,为非侵入性监测。作者分别对静压型和加速压迫型脊髓损伤(4)进行CSEP术中动态监测,并观察术后1~3个月脊髓功能恢复情况,为临床应用提供依据。

    材料和方法

    1.动物与分组:选用42只杂种家犬,雌雄不限,体重10~12kg,犬龄1~2岁。随机分成正常(A组)、静压及打击三组,静压组分5.33kPa(40mmHg,B组)和10.67kPa(80mmHg),C组)压迫,打击组又分272.5gef(D组)、436gef(E组)和545gef(F组)。A、B、C、D每组各6只犬,E、F每组各9只犬。术后1~3周B、C、D组各死亡2只,C、D组各死亡3只。
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    2.脊髓损伤及CSEP监测:静注戊巴比妥钠麻醉(25mg/kg),沿棘突后方正中切口,B、C组切除L2全椎板,除去硬膜外脂肪。用乳胶气囊,长0.7cm尾部连接充气管,将气囊置入T13~L(1)脊髓腹侧充气,B组气囊内压5.33kPa,C组10.67kPa,压迫脊髓30分钟后排气,取出气囊以解除脊髓压迫。D、E、F组则切除T13~L1椎板(5,6),除去硬膜外脂肪,显露该处脊髓背侧,用重54.5g金属棒,直径0.5cm末端呈马鞍形与脊髓外形相吻合,通过内径0.6cm的玻璃管,距脊髓5cm(272.5gef)、8cm(436)gef、10cm(545gef)让金属棒自由垂直下落打击脊髓。采用丹麦DANTEC公司产Cantata(TM)体感诱发电位仪,按国际脑电图学会制订的系统,将针记录电极置于鼻根与枕骨粗隆连线的中点与两侧外耳孔连线交点(Cz点)再向后1cm处(相当于人体的C'2点),针参考电极放在Cz点与鼻根之连线的2/3处(相当于人体的FPz点),极间阻抗<2KΩ。表面电级置于踝部刺激胫后神经,刺激强度10mA,频率3Hz,基本波形为P1-N1-P2波。每只犬分别于术前(麻醉平稳后切皮前)、伤前(脊髓显露打击或置气囊前)、脊髓伤后2分钟(min)、10min、20min、30min、1月、2月、3月各测一次CSEP,B、C组在气囊取出后30min加测一次CSEP。
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    3.观察指标:(1)神经功能检测,采用功能级别10分法进行评定(5)。0分:完全截瘫;1分:一或两后肢躲避刺激的挪动;2分:一侧或二侧后肢随意蹬地,不能站起;3分:可站起,但不能负重,随意倒下;4分:站起,但不能行走;5分;可迈数步,易倒地;6分:行走时不易倒,但跛行,不能跑;7分;能奔跑,但很快摔倒;8分:奔跑,间摔倒;9分:奔跑,不易倒,间有跛行;10分:正常。(2)组织学检查,取各组伤后1、2、3月损伤处脊髓,并取A组相应部位脊髓,分别作HE、尼氏体染色,光镜观察,神经元计数。(3)神经元图像分析,用德国产IBAS-2.0图像分析仪侧量神经元截面积及尼氏体密度。

    结 果

    1.CSEP变化:42只犬术前和伤前CSEP结果相同,分别刺激右、左侧胫后神经所得P1、N1、P2潜伏期及P1-N1波幅无差异(P=0.933),故统一观察刺激右侧胫后神经的CSEP结果,主要测量P1潜伏期和P1-N1波幅变化。以各实验组术前P1潜伏期和波幅为正常值作自身对照,脊髓损伤后其P1潜伏期和波幅变化见表1、2。静压组与打击组脊髓损伤后P1潜伏期延长,与正常值相比有显著性差异(P<0.01),静压组去除气囊后30min P1潜伏期缩短。波幅变化虽然较大,但各组在伤后1~3月基本恢复到正常范围。
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    表1 各组P1潜伏期变化() (ms) 组别

    例数

    术前

    脊 髓 伤 后

    2min

    10min

    20min

    30min

    取出气囊

    后30min

    1m
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    2m

    3m

    B组

    6

    11.8±1.9

    16.1±3.0

    20.5±6.1

    24.1±8.3

    24.4±8.8

    21.9±8.6

    12.1±1.1*

    (n=4)
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    —

    12.4±1.1*

    (n=2)

    C组

    6

    12.2±1.6

    26.2±13.4

    30.4±12.8

    36.9±9.2

    —

    30.8±4.3

    14.4±2.7
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    (n=4)

    —

    12.6±0.8*

    (n=2)

    D组

    6

    12.0±1.6

    16.5±4.5

    18.0±4.2

    18.6±4.8

    20.4±6.2

    —

    14.0±1.7
, 百拇医药
    (n=4)

    —

    12.2±1.8*

    (n=2)

    E组

    9

    11.8±1.8

    29.0±8.2

    33.2±7.0

    35.6±8.8

    36.2±7.9

    —

    27.2±4.2
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    (n=6)

    23.5±3.2

    (n=4)

    17.7±3.4

    (n=2)

    F组

    9

    12.2±1.4

    30.2±6.8

    —

    —

    —

    —
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    31.4±7.0

    (n=6)

    25.8±7.4

    (n=4)

    21.5±4.6

    (n=2)

    注:t检验结果:*与本组术前比较P>0.05,△与本组术前比较P<0.05,无标记与本组术前比较P<0.01

    2.神经功能检测:B组苏醒后能站立,神经功能恢复快而完全,D组2个月完全恢复,C组恢复较满意,F组最差伤后3个月仅为4分(表3)。

    3.组织学检查:静压组灰质中胶质细胞少量增生,神经元数量稍减少,神经元轻度变性,尼氏体变浅。打击组随打击重量的增大,灰质中有大量胶质细胞增生,脊髓中央部分或大部分坏死,被纤维组织代替。灰质周边部、前角见神经元,其数量明显减少、固缩,尼氏体明显示变浅,白质中有多量小囊形成。神经元计数见表4。A组神经元计数正常值为79±5个(n=6)。
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    4.神经元图像分析:A组神经元截面积为328.46±31.03μ2(n=6),尼氏体密度0.771±0.091 pexel (n=6)。B组3个月神经元截面积和尼氏体密度基本恢复正常。各组神经元截面积和尼氏体密度见表5。表3 各组神经功能检测 组别

    1w

    2w

    3w

    1m

    2m

    3m

    B组

    6

    8
, 百拇医药
    9

    10

    10

    10

    C组

    2

    4

    6

    7

    8

    9

    D组

    4

    6
, 百拇医药
    8

    9

    10

    10

    E组

    0

    1

    2

    4

    6

    8

    F组

    0

    0
, 百拇医药
    0

    0

    2

    4

    表4 各组神经元计数(个)() 组别

    1m

    2m

    3m

    B组

    74±2*

    74±5*
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    C组

    58±4

    62±3

    D组

    66±1

    72±5*

    E组

    45±8

    51±1

    54±0

    F组

    33±6

    39±1
, 百拇医药
    48±4

    注:t检验结果;*与A组比较P>0.05;△与A组比较P<0.05;无标记与A组比较P<0.01表2 各组P1-N1波幅变化() (nV) 组别

    例数

    术前

    脊 髓 伤 后

    2min

    10min

    20min

    30min

, 百拇医药     取出气囊

    后30min

    1m

    2m

    3m

    B组

    6

    1201±196

    754±320*

    638±292

    536±342

    418±272
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    686±284

    1060±114

    (n=4)

    —

    1080±226

    (n=2)

    C组

    6

    1294±263

    711±274

    563±241

    327±216
, 百拇医药
    —

    382±241

    1045±66

    (n=4)

    —

    1090±128

    (n=2)

    D组

    6

    1684±426

    1040±407*

    990±394*
, 百拇医药
    968±412*

    956±392*

    —

    1294±372

    (n=4)

    —

    1502±286

    (n=2)

    E组

    9

    1247±284

    633±217
, 百拇医药
    561±146

    498±10

    436±89

    —

    761±182

    (n=6)

    913±124

    (n=4)

    1011±217

    (n=2)

    F组

    9

, 百拇医药     1806±502

    714±375

    —

    —

    —

    —

    641±208

    (n=6)

    982±286

    n=4

    1142±214

    (n=2)
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    注:t检验结果:与本组术前比较P>0.05,△与本组术前比较P<0.05,无标记与本组术前比较P<0.01表5 神经元图像分析() 组别

    神经元截面积(μ2)

    尼氏体密度(pexel)

    1m

    2m

    3m

    1m

    2m

    3m

    B组
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    218.49±14.28

    287.44±24.27*

    0.559±0.038

    0.703±0.127*

    C组

    170.74±12.27

    198.75±13.52

    0.523±0.053

    0.58±0.017*

    D组
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    188.73±19.32

    236.03±29.52

    0.549±0.02

    0.683±0.082*

    E组

    134.19±8.37

    156.47±7.91

    186.81±20.85

    0.356±0.043

    0.472±0.007
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    0.54±0.018

    F组

    112.12±15.03

    139.55±8.92

    159.82±12.83

    0.33±0.01

    0.408±0.01

    0.459±0.027

    注:t检验结果:与A组比较P>0.05,△与A组比较P<0.05,无标记与A组比较P<0.01讨 论

    CSEP主要反映脊髓后索功能,由于脊髓前后索相邻,又为一体被软脊髓所包绕,故CSEP也能间接反映前索情况。国内外学者(7,8)研究发现,CSEP可较正确地对脊髓作出功能性诊断和定量分析,判断可逆性脊髓损伤病情演变,已成为诊断脊髓损伤和评价脊髓功能的重要手段。
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    本组采用气囊压迫以模拟手术操作所致脊髓挤压或牵拉性损伤,实验中发现,随着脊髓受压时间延长,诸波潜伏期逐渐延长,波幅持续下降,B组压迫2分钟及30分钟时P1潜伏期比术前分别延长0.36和1.07倍,波幅分别下降37%和65%。压迫解除后30分钟,潜伏期和波幅均有所恢复,伤后1月上述指标均恢复正常。C组压强比B组大一倍,脊髓受压2分钟时P1潜伏期比术前延长1.15倍,波幅下降45%,压迫30分钟时各波均消失,解除压迫后30分钟各波又出现,但潜伏期较长,波幅很低。伤后3月上述两项指标均恢复正常,神经功能检测,神经元计数和图像分析B组伤后恢复正常,C组接近正常。实验证实,静压30分钟内所造成的脊髓损伤,虽然潜伏期延长2.02倍(压迫20分钟时为36.9mS),甚至波幅下降100%,并无危险。若能及时彻底解除压迫,脊髓功能日后可基本恢复正常。

    Allen WD法所致脊髓损伤,模拟脊髓在瞬间受到撞击损伤,与临床脊髓损伤相关性最好(4)。本实验选用3种打击重量,以造成脊髓轻度、重度和完全性损伤(6,7),随打击势能的增加,各波潜伏期延长,波幅下降。D组打击后2分及10分钟时P1潜伏期比术前分别延长0.37、0.5倍,波幅下降38%、41%,伤后3个月P1潜伏期、波幅及各项观察指标均恢复正常。E组打击后2分和10分钟时,P1潜伏期比术前分别延长1.46和1.81倍,波幅下降49%、55%,伤后3个月CSEP波幅及神经功能基本恢复正常。F组打击后10分钟CSEP各波均消失,术后1个月时各波出现,3个月时波幅基本恢复正常,但P1潜伏期、神经功能、神经元计数和图像分析均未恢复到正常范围。故作者将CSEP术中监护的安全范围定为:伤后2分钟P1潜伏期较术前延长不超过1.5倍,波幅下降不超过50%;伤后10分钟P1潜伏期较术前延长不超过1.8倍,波幅下降不超过55%。如术中监护时两项指标均大于上述标准,应及时去除致伤因素并给予脊髓相应的治疗,以促进脊髓功能尽可能好的恢复。
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    本实验自术前至脊髓损伤后30分钟均动态观察CSEP的变化,并在规定时间打印结果。实验发现当脊髓损伤后1分钟才出现潜伏期和波幅的改变,2分钟时变化趋于稳定。这与冲动传导至大脑皮层又被仪器接收、处理、图像叠加有关。故作者定为最早的监测时间是伤后2分钟。

    本课题为海南省卫生厅科研基金资助项目

    参 考 文 献

    1 Engler GL, Spielholz NI, Bernhard WN, et al. Somatosensory evoked potentials during harrington instrumentation for scoliosis. J Bone Joint Surg (Am), 1978, 60:528-532.

    2 Epstein NE, Danto J, Nardi D. Evaluation of intraoperative somatosensory evoked potential monitoring during 100 cervical operations. Spine, 1993, 18:737-747.
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    3 魏新荣,张光铂.SCEP监测在脊柱外科手术中的应用.中国脊柱脊髓杂志,1993,3(3):110-113.

    4 张子印,吕国蔚.脊髓损伤模型与再生实验研究(综述).中华神经外科杂志,1991,7(2):149-151.

    5 郝树萍,张强,刘士栋,等.脊髓损伤早期自由基变化及山莨菪碱和维生素C抗自由基治疗的实验研究.中华骨科杂志,1991,11(6):441-446.

    6 胥少汀,谢中光,李光裕.实验性脊髓损伤及治疗观察.中华骨科杂志,1984,4(1):42-45.

    7 胥少汀,郭世绂编著.脊髓损伤基础与临床.第1版.北京:人民卫生出版社,1993:312-345.

    8 Siziganow WJ. Neurometric evaluation of the cortical somatosensory evoked potential in acute incomplete spinal cord injuries. EEG Clin Neurophysiol, 1986, 65:86-95.

    (收稿:1997-07-12 修回:1998-02-17), 百拇医药