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医学康复资料诱发电位
一、诱发电位
(一)定义及概述
1、定义诱发电位(evokedpotential,EP)是指对神经系统某一特定部位(包括从感受器到大脑皮层)给予适宜的刺激,或使大脑对刺激的信息进行加工,在该系统和大脑的相应部位产生可以检出的、与刺激有相对固定时间间隔(锁时关系)和特定相位的生物电反应。
从定义可以看出,诱发电位有其空间、时间和相位特征,即EP必须在特定的部位才能检测出来,其潜伏期与刺激之间有较严格的锁时(time-locked)关系,并且各种EP有其特定的波形和电位分布。
在临床实践中,EP常用来评价感觉和运动系统的传导功能以及高级神经活动(如认知功能)。
2、诱发电位的检出
(1)EP跟其它临床神经电生理测试一样,包括刺激系统、记录系统和信号处理系统。
其主要不同点是在信号处理系统中应用了平均叠加技术,原因是EP尤其是短潜伏期EP的波幅较低。
平均叠加次数视EP类型的不同而不同。
(2)平均叠加技术有其技术和理论上的不足,在实际应用中应尽可能地减少噪声源。
例如,测试时一般要求皮肤和电极间的极间阻抗小于5kΩ。
(3)为保证检出结果的可靠,EP测试要求至少重复一次,必要时需重复测试多次。
(4)需利用各种滤波技术以排除伪迹。
(5)记录导联标准采用国际脑电图(electroencephalogram,EEG)10-20系统电极安放法。
3、分类及命名
(1)从临床实用角度我们将EP分为两大类,即外源性的与感觉或运动功能有关的刺激相关电位(stimulus-relatedpotential,SRP)和内源性的与认知功能有关的事件相关电位(event-relatedpotential,ERP)。
SRP根据刺激的类型和模式一般分为视觉诱发电位(visualevokedpotential,VEP)、听觉诱发电位(auditoryevokedpotential,AEP)、躯体感觉诱发电位(somatosensoryevokedpotential,SEP)和运动诱发电位(motorevokedpotential,MEP)四类。
前三类感觉性EP均有短(<30ms)、中(30ms~70ms)、长(>70ms)潜伏期之分,后一类运动性EP一般只有短潜伏期。
因AEP和SEP的短潜伏期EP重复性好,且不受觉醒水平或主观意志的影响,在临床上广为应用。
而VEP则长潜伏期EP的临床应用较成熟。
ERP根据与认知过程的关系一般可分为如下四类:
1与启动方式有关的。
如P300(P3)、N4OO(N4)等。
2与选择性注意和潜在性注意(即不注意)有关的。
如加工负波(processingnegativity,PN)、非匹配负波(mismatchnegativity,MMN)等。
3与准备状态和期待有关的。
如运动相关电位(motor-relatedpotential,MRP)、伴随负变化(contingentnegativevariation,CNV)等。
4与信息冲突有关的。
如大脑信息冲突负波N270等。
(2)临床常用EP的惯用命名
1脑干听觉诱发电位(brainstemAEP,BAEP)按各波出现顺序以罗马数字Ⅰ~Ⅶ命名。
2短潜伏期躯体感觉诱发电位(short-latencySEP,SLSEP)、模式翻转视觉诱发电位(patternreversalVEP,PRVEP)及ERP等按波的极性和平均潜伏期命名。
4、评定目的
(1)功能障碍的筛查。
(2)疾病的诊断及定位诊断依据,且可发现亚临床病灶。
(3)器质性和功能性疾病的鉴别诊断。
(4)评定病情变化及疗效。
(5)术中监测。
(6)判断预后。
5、注意事项
(1)诱发电位只能做定量而不是定性评定。
(2)绝对潜伏期受诸多因素的影响,临床意义不大,只有当其超出正常值的2或3倍标准差(StandardDeviation,SD)时才可视为异常。
(3)双侧相应波的侧间潜伏期差值(interlaterallatencydifference,ILD)为自身对照值,可消除身高、肢长、性别、年龄等因素的影响,在临床应用中更具意义。
(4)因正常人的波形和波幅亦差异较大,故临床常采用前后波的波幅比值,且应结合临床综合分析。
只有当正常人均可检出的主波完全缺失,并排除了技术因素之后才可确定为异常。
(二)短潜伏期躯体感觉诱发电位(SLSEP)
1、
概述对躯体感觉系统(感觉或含感觉纤维的周围神经或感觉径路)的任一点给予适宜刺激,较短时间内在该系统特定通路上任何部位记录到的、具有特定形式并与刺激有明显锁时关系的生物电反应,称之为SLSEP。
正常人上肢腕部正中神经SLSEP如图1所示,通常以N9、N13΄、N20为主要分析成分;正常人下肢踝部胫神经SLSEP如图2所示,通常以N8、N22、P40为主要分析成分。
各波神经发生源通常是指:
N9发生于臂丛远端,称臂丛电位,N13΄属下颈段节段性脊髓诱发电位(spinalcordevokedpotential,SCEP),腘窝电位N8系胫后神经复合动作电位,N22属腰髓节段性电位,N20和P40均系皮层一级体感区原发反应(primaryresponseofS1,S1PR)电位。
2、评定方法及步骤
(1)刺激参数:
一般采用恒流或恒压方波电脉冲,波宽0.1ms~0.2ms,强度多用次强刺激或阈刺激,刺激率以5次/秒左右为宜。
临床常用简便的判断刺激强度的方法是:
见指(趾)微动(运动阈值)即可。
刺激电极间距离不小于1cm,阴极朝向头端。
刺激部位上肢通常为腕部正中神经或尺神经或桡神经,下肢通常为踝部胫神经或腓骨小头的腓神经。
左右侧同部位分别刺激记录。
(2)记录导联:
上肢推荐用C4΄-FPz(N20)、Cv6-FPz(N13΄)、CLi-CLc(N9);下肢推荐用C΄z-FPz(P40)、T11-ICc(N22)、PF-Ki(N8)。
其中C4΄和C΄z分别为C4和Cz后2cm处,Cv6为第六颈椎棘突点,Cli为同侧上肢的锁骨上点,CLc为对侧锁骨,Icc为对侧髂前上嵴,PF为腘点,Ki为膝点。
(3)记录参数:
分析时间50ms~100ms,滤波带通100Hz~2000Hz,平均叠加1000次。
3、结果记录与结果分析
(1)结果记录:
1峰潜伏期及峰间潜伏期:
上肢记录N9、N13΄、N20峰潜伏期(peaklatency,PL)及N9-N13΄、N13΄-N20峰间潜伏期(interpeaklatency,IPL);下肢记录N8、N22、P40峰潜伏期及N8-N22、N22-P40峰间潜伏期。
2双侧波形和波幅、相应波的侧间潜伏期差值(ILD)及波幅比值。
(2)结果分析:
1峰潜伏期及峰间潜伏期
上肢:
N9PL延长,提示周围神经病损;N9-N13΄IPL延长,提示颈神经根在臂丛近髓段至颈髓间的病损;N13΄-N20IPL延长,提示同侧颈髓中上段的后索、楔束核或对侧内侧丘索、丘脑及丘脑皮层放射的病损。
下肢:
N8PL延长,提示腘窝以下周围神经外周段病损;N22PL延长,提示腰髓及以下周围神经病损;P40PL或N22-P40IPL延长,提示脊髓—脑干—皮层中枢体感通路的病损。
2双侧波形和波幅、相应波的侧间潜伏期差值(ILD)及波幅比值。
波幅:
当一侧病损,双侧周围神经监护电位(N9或N8)波幅无明显差别时,患侧与健侧各相应波幅之比小于50%,可视为异常,通常是轴索部分病变。
PL、IPL双侧差值:
当一侧病损时,这是较为敏感的指标,病损常在PL及IPL延长的那一侧。
(三)脑干听觉诱发电位(BAEP)
1、概述BAEP是在听刺激后1ms~10ms潜伏期内出现的一系列生物电反应波,依次以罗马数字Ⅰ~Ⅶ命名,其中以波Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ最为明显。
Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波的神经发生源一般认为分别是听神经、桥脑下段、桥脑上段或中脑下段。
BAEP主要反映从听神经到脑干听觉通道的功能,正常人的BAEP如图3所示。
2、评定方法及步骤
(1)刺激参数:
短声(click)或高频短声,刺激声相位交替,刺激间隔时间为75ms,耳机单侧给声,对侧加白噪声掩盖。
同侧刺激同/对侧记录。
声强依受试者短声听阈而定,一般用受试耳阈上60dBnHL~70dBnHL。
(2)记录导联:
左侧A1-Cz;右侧A2-Cz。
(3)记录参数:
分析时间20ms,滤波带通80Hz~3kHz,平均叠加1024次。
3、结果记录与结果分析
(1)结果记录:
波形和波幅;波Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的PL;波Ⅰ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅴ、Ⅰ-Ⅴ的IPL;波幅比值。
(2)结果分析:
1多次重复测试均引导不出BAEP:
在排除严重的传导性聋及感音神经性聋的条件下,可考虑为听神经近耳蜗段严重损伤。
2波Ⅰ或波Ⅰ、Ⅱ之后各波消失:
排除内耳病理变化,可能是听神经颅内段或脑干严重病损。
如为双侧,则为脑死亡。
3BAEP各波PL双侧对称性延长:
排除双耳传导性听力下降,如Ⅰ-ⅤIPL不延长,可能是听神经近耳蜗段病损;如Ⅰ-ⅤIPL延长,可能是脑干传导路受损。
4BAEP各波PL双侧非对称性延长:
如一侧听阈升高且BAEP各波PL延长,可能是传导性障碍或不对称性高频听力下降。
5用各种方法都引导不出波Ⅰ,但其后各波存在且PL延长:
如Ⅲ-ⅤIPL正常,可能是脑干下段或听神经受损。
6波Ⅰ-ⅤIPL延长或Ⅰ-ⅤIPL的ILD延长,提示蜗后病变。
7Ⅴ/Ⅰ波幅比异常:
如听力正常,该比值应大于0.5,否则提示上部脑干受累。
8Ⅲ-Ⅴ/Ⅰ-ⅢIPL比值大于1:
如听力正常,且前述比值大于1,提示早期的桥脑至中脑下段病损。
Ⅲ-Ⅴ/Ⅰ-ⅢIPL比值亦是反映脑干缺血的敏感指标。
(四)视觉诱发电位(VEP)
1、概述VEP是枕叶皮层对视觉刺激所产生的生物电反应。
闪光VEP因其成分多且很不稳定,临床应用受到限制。
临床广为应用的是模式翻转视觉诱发电位(PRVEP),其波形成分简单,常以在正常人都能记录到的变异小、稳定可靠的P100为主要分析成分。
枕后头皮电极记录的P100是中央视野6°-12°神经活动在枕叶皮层的反应。
棋盘格翻转刺激有全视野和半视野模式刺激两种。
左右眼分别检测,非检眼用深色厚眼垫遮盖。
正常人全视野模式刺激的PRVEP如图4所示。
2、评定方法及步骤
(1)刺激参数:
棋盘格翻转全视野模式刺激,临床上最常用的每个棋盘方格的大小是30′,视距不小于70cm,对比度80%~90%,照度4cd/m2~100cd/m2,刺激重复率2Hz。
单眼刺激,另眼遮盖。
(2)记录导联:
Oz-FPz,L5-FPz,R5-FPz。
记录电极Oz是正中线枕外粗隆上5cm处,L5、R5指距Oz左或右侧5cm处,参考电极都联于FPz,乳突处接地极。
(3)记录参数:
分析时间200ms~500ms,高通滤波1Hz~3Hz,低通滤波100Hz~300Hz,平均叠加200次。
3、结果记录与结果分析
(1)结果记录:
P100潜伏期及其波幅值;两眼P100潜伏期差值(眼间差)及波幅比值(眼间比)。
(2)结果分析:
VEP异常临床意义
一、潜伏期延长
1.P100一眼潜伏期延长,伴
①另一眼PL正常延长侧的视神经病变
②另一眼波幅降低或P100消失双侧视神经病变,视交叉病变
2.两眼P100PL均延长,但
①延长的程度不同双侧视神经病变,视交叉病变
②延长的程度相近双侧视神经病变,视交叉病变或双侧交叉后病变
3.两眼P100PL差值大,但两眼PL均在正常范围PL较长的那一侧的视神经病变
二、波幅降低或消失
1.P100一眼消失,伴
①另一眼正常视神经或眼的病变
②另一眼P100PL延长双侧视神经病变,视交叉病变
2.两眼P100均消失两侧交叉前病变,交叉的病变,两侧视交叉后病变
3.一眼P100波幅降低,伴
①另一眼P100波幅类似两侧交叉前病变,视交叉的病变,或两侧视交叉后病变;亦可能是正常
②另一眼P100PL延长双侧视神经病变,视交叉病变
需要注意的是,如要了解视交叉或视交叉后的病变,需应用半视野模式刺激VEP。
(五)运动诱发电位(MEP)
1、
概述运动诱发电位是指用电或磁刺激脑运动区或其传出通路,在刺激点下方的传出通路及效应器-肌肉所记录到的生物电反应。
根据刺激器的不同,有经颅电刺激(transcranialelectricstimulation,TES)和经颅磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)两种,分别简称为TES-MEP和TMS-MEP。
因TES会引起受试者明显的不适和痛感,不易被接受,现临床常用TMS。
正常人MEP如图5所示。
2、评定方法及步骤
(1)测试方法:
刺激运动皮质时,将直径为9cm左右的圆形线圈的中心置于Cz处(上肢)或Cz前2~6cm间(下肢);刺激脊髓时,线圈中心对准颈椎或腰骶椎的棘突中心,用一相距2cm,直径0.5cm的鞍形表面电极,在拇短展肌肌腹(上肢)或胫前肌(下肢)处记录MEP。
(2)记录参数:
分析时间50ms(上肢)或100ms(下肢),带通2Hz~10kHz。
刺激强度:
上肢为刺激器最大输出量的75%-85%,下肢为80%-100%。
一般重复5-10次,取其中波幅最大、潜伏期最短的MEP进行记录和分析。
从头部刺激引出的MEP总潜伏期中减去颈部刺激引出的周围性MEP潜伏期,即为锥体束(运动皮层到颈部运动神经元)的中枢运动传导时间(centralmotorconductiontime,CMCT)。
3、结果记录与结果分析
(1)结果记录:
记录双侧上、下肢MEP各波潜伏期、时程、波幅;双侧中枢运动时间;双侧潜伏期差、波幅差及CMCT差。
(2)结果分析:
MEP评定的是神经系运动传导的功能状态,提供病变的损害程度。
MEP的异常常表现为潜伏期、CMCT延长,波幅降低和时程增宽,如卒中患者。
MEP异常与脑卒中性质无关,但与部位有关:
皮层下病变时,MEP表现为延迟;皮层病变时,如果幸存的皮层脊髓联系太少,则MEP缺失。
MEP的异常亦有表现为潜伏期缩短、时程增宽、波幅增高的,如帕金森病患者。
表明其脊髓或皮层运动神经元兴奋性增加。
(六)事件相关电位(ERP)
1、概述人对某客体进行认知加工时,通过平均叠加从头颅表面记录到的大脑电位,称之为ERP。
ERP属内源性EP,它与前述外源性EP的主要区别有三点:
①受试者需神志清楚并主动参与实验;②必须由不少于两个的刺激组成刺激序列或改变刺激的量使其与标准刺激发生偏离;③ERP既含有易受刺激物理特性影响的P1、N1、P2成分,又有不受刺激物理特性影响的N2(N2a和N2b)、N270、P3(P300)、CNV、N400等成分,后者与认知密切相关。
N2a又称非匹配负波(MMN),它反映的是大脑皮层(主要为颞叶皮层)对刺激信息变更而进行的初级自动加工过程,不受注意的影响;N2b可能与对靶刺激的辨别加工有关;N270反映大脑对信息冲突的识别;P300与注意、记忆和思维等有关;N400主要反映与语言加工有关的认知过程;CNV可能与注意、期待、准备、觉醒、警觉、记忆等心理活动有关。
ERP模式图如图6所示。
下面介绍目前研究最为广泛和较成熟的认知电位P300。
2、评定方法及步骤
(1)测试方法:
用声、光、电、机械刺激均可,但必须由不少于两个的刺激组成刺激序列,通常称为OB刺激序列(oddballparadigm)。
要求受试者作计数或按键反应的称为靶刺激(targetstimulus,T),不要求受试者作出反应的称为非靶刺激(non-targetstimulus,NT)。
T和NT在刺激序列中的出现概率是随机和互补的,T在刺激总数中不能高于30%,如T为15%,则NT为85%。
记录电极常置于Cz点,FPz接地,参考电极为耳垂。
(2)记录参数:
分析时间1000ms~1200ms,滤波带通0.01Hz~100Hz,平均叠加20~50次。
3、结果记录与结果分析
(1)结果记录:
P300的潜伏期和波幅。
(2)结果分析:
1P300的潜伏期超过正常人的2倍标准差(SD)视为异常,表明大脑对靶刺激的辨认速度与决定过程缓慢。
2P300的波幅下降说明大脑对信息接受与反应的量相应减少。
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