臨床神經(jīng)電生理學(xué)包括病理生理研究，診斷模式和認(rèn)知功能評估，其中診斷神經(jīng)疾病和評估神經(jīng)功能的主要方法包括腦電圖(electroencephalography，EEG)、事件相關(guān)電位(event relatedpotentials，ERPs)、肌電圖(electromyography，EMG)以及神經(jīng)生理術(shù)中監(jiān)測(neurophysiologic intraoperativemonitoring，NIOM)。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)電生理在神經(jīng)外科疾病中的作用越來越重要。本文就臨床神經(jīng)電生理學(xué)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1.EEG在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

        目前，EEG已成為診斷某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病最常用的臨床方法，如癲癇和阿爾茨海默病等。然而，只有20%~50%的癲癇首次常規(guī)EEG檢查表現(xiàn)為癲癇樣放電。為了提高診斷的準(zhǔn)確性，應(yīng)用特殊的刺激技術(shù)誘發(fā)疑似癲癇病人的異常放電活動，尤其是癲癇樣放電。

        目前，常用的刺激方法包括過度通氣、間歇性光刺激，以及睡眠剝奪。腦電信號還可以通過小波變換或者傅里葉變換獲得特定頻段的腦電信號頻譜。阿爾茨海默病和血管性癡呆均表現(xiàn)出較健康被試增強的delta 功率，然而阿爾茨海默病顳枕部alpha功率較健康被試明顯降低;與健康被試和阿爾茨海默病相比，血管性癡呆的alpha功率更大;并且阿爾茨海默病和血管性癡呆腦電頻譜還表現(xiàn)出alpha頻率的減慢和beta功率的下降。此外，delta和alpha頻率的改變與輕度認(rèn)知障礙向阿爾茨海默病的轉(zhuǎn)化相關(guān)，beta功率的下降也會導(dǎo)致輕度認(rèn)知障礙向阿爾茨海默病的轉(zhuǎn)變。因此，從臨床腦電圖中提取的特征性腦電頻譜有助于簡化并且提高相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷水平。

2.ERPs 在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

        ERPs具有較高的時間分辨率(ms)和一定的空間分辨率，并可以實時地反映大腦的認(rèn)知活動。

        2.1 早期ERPs成分

        N170是ERPs中早期負(fù)性成分，通常用于識別面部刺激，其地形圖主要分布于右半球大腦。阿爾茨海默病N170振幅顯著下降。P200是ERPs中早期正性成分，峰值潛伏期大約在200 ms附近，反映認(rèn)知過程中的注意加工，對情感刺激也高度敏感。垂體腺瘤病人注意加工過程中，術(shù)前垂體P200成分的振幅大幅增加，原因可能是病人很難快速集中注意力資源，必須使用更多的神經(jīng)元來完成指定的任務(wù)。

        2.2 P300成分

        是一種內(nèi)源性成分。在注意力、工作記憶以及情景加工等認(rèn)知過程中，P300被認(rèn)為是神經(jīng)認(rèn)知功能的客觀指標(biāo)。P300成分的潛伏期和振幅可以區(qū)別健康被試與輕度認(rèn)知障礙病人，甚至其潛伏期和振幅的改變可以預(yù)測輕度認(rèn)知障礙向阿爾茨海默病的轉(zhuǎn)變。認(rèn)知功能缺陷通常與P300成分的潛伏期和振幅改變有關(guān)，因此P300成分可作為評價臨床治療對認(rèn)知有效性的客觀指標(biāo)。

        2.3 失匹配負(fù)波(mismatch negativity，MMN)

        是讓被試者處于相同刺激的重復(fù)序列時，因偶然出現(xiàn)不匹配刺激時所觀察到的一種波，跟腦的自動加工相關(guān)。MMN可以作為預(yù)測意識障礙恢復(fù)的理想客觀指標(biāo)，敏感性為89.7%，特異性為100%。最近，有研究使用面部表情來誘發(fā)表情MMN(expressionMMN，EMMN)。垂體腺瘤病人在負(fù)性表情面孔刺激下表現(xiàn)出EMMN振幅和潛伏期延遲，提示病人在負(fù)性情緒信息處理的前注意階段出現(xiàn)了障礙。

        2.4 Go/Nogo范式

        在研究腦功能領(lǐng)域中被廣泛用于評估執(zhí)行控制過程，其中主要集中在Nogo 實驗范式，因為它涉及主動抑制過程，而Go試驗涉及反應(yīng)執(zhí)行過程。P300成分是在Go/Nogo范式中引出的主要ERPs成分。Go刺激下的P300振幅與處理相關(guān)任務(wù)的注意力資源相關(guān);由Nogo刺激引起的P300與沖突抑制相關(guān)，并且在地形分布上更偏向于前額葉。研究發(fā)現(xiàn)，對于垂體腺瘤病人，Nogo刺激比Go刺激引起振幅更大的額中央P300，術(shù)前Go和Nogo刺激下誘發(fā)的P300 波幅都顯著低于健康被試的P300波幅，術(shù)后6個月P300波幅顯著提高。

3.EMG和神經(jīng)傳導(dǎo)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

        EMG是目前診斷神經(jīng)肌肉疾病的重要方法。除了一些原發(fā)性肌病外，EMG和神經(jīng)傳導(dǎo)通常同時進(jìn)行檢測，測量神經(jīng)傳導(dǎo)功能，以確定損傷的神經(jīng)根和神經(jīng)通路。脫髓鞘和軸突損傷是神經(jīng)受損最常見的病理特征。突發(fā)性神經(jīng)離斷傷后，感覺神經(jīng)動作電位(sensory nerve action potentials，SNAP)和復(fù)合肌肉動作電位(compound muscle action potentials，CMAP)幅值開始下降，而CMAP幅值下降速度快于SNAP。

        相反，脫髓鞘可導(dǎo)致病變部位的神經(jīng)傳導(dǎo)減慢或傳導(dǎo)阻滯，并在不影響病變近端或遠(yuǎn)端節(jié)段的情況下保持神經(jīng)受損的局灶性。周圍神經(jīng)脫髓鞘的診斷標(biāo)準(zhǔn)包括潛伏期延遲大于正常值的125%和傳導(dǎo)速度減慢到低于正常值的80%。

        當(dāng)CMAP的幅值低于正常值的80%時，對傳導(dǎo)速度和潛伏期的要求分別小于正常值的70%和大于正常值的150%。目前，EMG已用于幫助診斷神經(jīng)根損傷(如坐骨神經(jīng)痛)，神經(jīng)損傷或擠壓(如腕管綜合癥)以及其他肌肉或神經(jīng)的疾病，有時可用于肌營養(yǎng)不良、重癥肌無力、肌萎縮性側(cè)索硬化癥等。

4.NIOM 在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用

        4.1 NIOM 的模式

        主要包括運動誘發(fā)電位(motorevoked potentials，MEP)、體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potentials，SSEP)、EEG、EMG、腦干聽覺誘發(fā)電位(brainstem auditory evoked potentials，BAEPs)和視覺誘發(fā)電位(visual evoked potentials，VEP)。MEP的發(fā)生往往是在手術(shù)監(jiān)測過程中的經(jīng)顱電刺激(transcranial electrical stimulation，TES)，從而刺激皮質(zhì)脊髓引起的。TES經(jīng)常應(yīng)用多個頻率超過200 Hz的電脈沖刺激。

        多脈沖刺激要優(yōu)于單脈沖刺激，因為一連串的5~7個電脈沖刺激，通過興奮性突觸后電位的累加，更容易激發(fā)動作電位。SSEP常監(jiān)測脛后神經(jīng)和正中神經(jīng)。雖然SSEP可以從初級皮質(zhì)體覺區(qū)、腦干、脊髓以及神經(jīng)點等這些區(qū)域記錄，但是記錄到從皮質(zhì)體覺區(qū)傳播的信號通?？梢员O(jiān)測在手術(shù)過程中可能損傷的神經(jīng)信息，并且記錄的方式也相對容易。EEG 通常記錄來自頭皮的生物電信號，起初EEG在神經(jīng)電生理術(shù)中監(jiān)測用于頸動脈內(nèi)膜斑塊剝脫術(shù)的安全操作和評估術(shù)中腦灌注程度。此外EEG普遍用于評估為保護(hù)神經(jīng)而降低體溫的程度。

        EMG 已被用來記錄評估骨骼肌的生物電活動，同時也是一種監(jiān)測神經(jīng)代謝和刺激神經(jīng)的重要方法。在沒有電刺激的情況下，外周神經(jīng)支配的肌肉可以記錄下自由放電的EMG。在電刺激后，EMG可以記錄到由電刺激神經(jīng)支配的肌肉所產(chǎn)生的復(fù)合肌肉動作電位。術(shù)中EMG有幾個優(yōu)點，例如在手術(shù)過程中可以確認(rèn)功能不同的神經(jīng)，即感覺神經(jīng)系統(tǒng)或運動神經(jīng)系統(tǒng);并且術(shù)中可以意識到不同病人運動神經(jīng)的個體化解剖變異;此外術(shù)中可以察覺到手術(shù)器械或者因操作原因是否傷害到已經(jīng)受損的神經(jīng)。

        BAEPs 的特征是由聽覺刺激引起的微小生物電。即使處于手術(shù)麻醉狀態(tài)，BAEPs也具有監(jiān)測聽覺功能的能力。BAEPs通常觀察其前5個負(fù)波的振幅和潛伏期。當(dāng)BAEPs的振幅下降超過正常值的50%并且其潛伏期延遲超過1 ms已被作為手術(shù)過程中神經(jīng)損傷和術(shù)后可能導(dǎo)致的聽力受損甚至喪失的報警閾值。簡單的視覺刺激可以激發(fā)相應(yīng)的VEP，這些電位可以根據(jù)相關(guān)視覺相關(guān)區(qū)域在頭皮上記錄。VEP在神經(jīng)電生理術(shù)中監(jiān)測中也同樣起著至關(guān)重要的作用，其中包括緊鄰視神經(jīng)的腫瘤切除、后循環(huán)動脈瘤夾閉和蝶竇手術(shù)等。

        4.2 NIOM在個體化術(shù)中的應(yīng)用

        在顱內(nèi)腫瘤手術(shù)過程中，可通過SSEP和MEP監(jiān)測神經(jīng)完整性，并且通過電生理測試，可以確定腦功能區(qū)域的準(zhǔn)確位置。即使在全身麻醉的情況下，運動皮層的直接電刺激(direct electrical stimulation，DES)也會引起無意識活動。此外，語言皮層的DES可以造成清醒病人短暫的語言障礙。因此在術(shù)中可以通過此方法準(zhǔn)確地定位運動和語言皮層的位置，從而對重要的神經(jīng)加以保護(hù)。

        腦干腫瘤的手術(shù)可以通過MEP、SSEP和BAEPs監(jiān)測腦干功能。此外，受損的神經(jīng)核團(tuán)和顱內(nèi)神經(jīng)可以通過EMG 進(jìn)行監(jiān)測。面肌痙攣在接受微血管減壓術(shù)(microvasculardecompression，MVD)過程中，NIOM監(jiān)測面肌旁路傳導(dǎo)反應(yīng)，沒有出現(xiàn)面肌旁路傳導(dǎo)反應(yīng)可以預(yù)測較好的術(shù)后和遠(yuǎn)期效應(yīng)。

        2012 年，NIOM被推薦使用SSEPs和經(jīng)顱運動誘發(fā)電位(transcranial motorevoked potentials，Tc-MEP)作為預(yù)測脊髓(如四肢癱瘓或截癱)術(shù)后發(fā)生不良反應(yīng)風(fēng)險增加的標(biāo)準(zhǔn)。因為，在脊柱手術(shù)中可能需要記錄多肌肉組織活動以獲得更高的術(shù)中監(jiān)測的準(zhǔn)確性，因此，EMG可以提供更多的有效信息，比如確定手術(shù)操作區(qū)域距離神經(jīng)以及神經(jīng)根的距離從而確保手術(shù)的安全性。此外，利用神經(jīng)誘發(fā)EMG測量神經(jīng)根與椎弓根螺釘之間的電導(dǎo)率，可以簡單地評估出椎弓根螺釘?shù)恼_位置。

        在腦血管手術(shù)中術(shù)中監(jiān)測也是尤其重要，例如需要接受頸動脈內(nèi)膜斑塊切除術(shù)的病人中，超過15%的病人在頸動脈交叉處夾閉后可能出現(xiàn)腦灌注不足情況。這種腦灌注不足會導(dǎo)致電生理信號的改變，如快速腦電活動的減少和SSEP振幅降低或潛伏期延遲。因此，NIOM可以幫助確定哪些病人在完成頸動脈內(nèi)膜斑塊切除術(shù)后仍需要接受選擇性分流術(shù)。此外，NIOM還可用于預(yù)測腦動脈瘤術(shù)后神經(jīng)損傷的可能性、周圍神經(jīng)或神經(jīng)鞘腫瘤在腫瘤切除后可能發(fā)生神經(jīng)損傷。

        對于周圍神經(jīng)的術(shù)中監(jiān)測，可以通過外周神經(jīng)上的DES 以及常規(guī)的MEP 和SSEPs，監(jiān)測相應(yīng)的神經(jīng)動作電位。這些外周神經(jīng)的DES可以描繪神經(jīng)鞘腫瘤周圍的神經(jīng)纖維，識別運動軸突并監(jiān)測運動神經(jīng)系統(tǒng)。目前，雖然部分難治性癲癇患者在手術(shù)切除病灶前接受頭皮EEG檢查，但頭皮腦電存在空間分辨率低的缺陷。而顱內(nèi)腦電圖具有較高的空間分辨率，在需要切除病灶的復(fù)雜病例診斷和治療中仍起著關(guān)鍵作用。顱內(nèi)腦電圖目前已被應(yīng)用于準(zhǔn)確地定位癲癇病灶域或者致癇腦區(qū)。

        目前，超過20%的癲癇在手術(shù)前需要顱內(nèi)EEG監(jiān)測確定致癇灶的部位。侵入性EEG記錄主要包括兩項措施，其中之一是深部電極植入，深部電極可以同時記錄大腦深部和皮層淺表區(qū)域的神經(jīng)放電情況;另一種是硬膜下電極(包括條狀和網(wǎng)格狀電極)，硬膜下電極直接置于皮層表面，同時記錄相鄰皮層的神經(jīng)放電。

        特別是當(dāng)致癇病灶靠近運動性語言中樞時，在手術(shù)切除病灶之前，顱內(nèi)腦電可以記錄到準(zhǔn)確的異常放電區(qū)域。與深部電極記錄方法的空間局限性相比，硬膜下電極的主要優(yōu)點是對皮質(zhì)電刺激的研究更加全面。因此，今后有必要對顱內(nèi)腦電在癲癇術(shù)前進(jìn)行手術(shù)方案設(shè)計的應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范。

        總之，臨床神經(jīng)電生理學(xué)主要評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)及相關(guān)神經(jīng)支配的肌肉功能。每一種臨床神經(jīng)電生理學(xué)方法都有其特異性，通過記錄電生理變化來測量神經(jīng)系統(tǒng)的功能，而這些電生理變化主要體現(xiàn)在波形形態(tài)(波幅和潛伏期)和腦電頻譜功率的變化。本文總結(jié)了對神經(jīng)生理學(xué)和電生理學(xué)在臨床應(yīng)用中的生物電活動的幾個基本原則。此外，一些特定的方法也成為診斷神經(jīng)系統(tǒng)疾病和認(rèn)知功能損害的生物標(biāo)志物。

        來源：李艷玲,曹成龍,徐國政.臨床神經(jīng)電生理學(xué)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用[J].中國臨床神經(jīng)外科雜志,2020,25(11):808-811.

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