低頻電刺激對(duì)健康成年人體感和運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的影響

向 云 尉 洋

1(深圳市第六人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科 深圳 518052)

2(深圳市蛇口人民醫(yī)院 深圳 518067)

1 引 言

低頻電刺激是康復(fù)醫(yī)學(xué)科應(yīng)用最為廣泛的理療方式之一，對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)疾病如腦卒中療效穩(wěn)定，有促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)、防止肌肉萎縮等作用，但其作用機(jī)制一直未能得到深入探索。目前可能的作用機(jī)制分為以下幾種[1]：(1)作用于大腦的血管舒張中樞，從而增加皮質(zhì)的血流量、促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，即血液動(dòng)力學(xué)機(jī)制；(2)通過(guò)局部釋放內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)劑(神經(jīng)遞質(zhì))，降低神經(jīng)元興奮性、減少鈣內(nèi)流和抑制梗死周?chē)O化等增加神經(jīng)元對(duì)缺血損害的耐受性，即細(xì)胞保護(hù)性機(jī)制；(3)增強(qiáng)缺血再灌注后腦組織中超氧化物歧化酶的活性，抑制缺血炎性反應(yīng)，減少自由基含量，減輕腦水腫，縮小腦梗死體積從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用；(4)電刺激還能通過(guò)部分有功能的神經(jīng)纖維向上傳導(dǎo)至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在病灶周?chē)W(wǎng)樣的突觸聯(lián)系中形成新的傳導(dǎo)通路，以獲得正確的運(yùn)動(dòng)輸出。利用正常發(fā)育程序和各種反射活動(dòng)，促進(jìn)腦卒中后腦功能重組，加速隨意運(yùn)動(dòng)控制的建立和恢復(fù)[2]。雖然機(jī)制研究尚不明確，但 LES 的臨床應(yīng)用卻越來(lái)越廣泛，其作用更多的體現(xiàn)在 CNS 疾病患者的神經(jīng)功能恢復(fù)上。

腦誘發(fā)電位(Brain Evoked Potential，BEP)是繼腦電圖后臨床神經(jīng)電生理技術(shù)的第三大進(jìn)步[3]。神經(jīng)沖動(dòng)經(jīng)神經(jīng)末梢到達(dá)神經(jīng)中樞的過(guò)程中在不同等級(jí)的中繼站進(jìn)行不同等級(jí)的重新組合，到達(dá)高級(jí)中樞再進(jìn)行不同形式的擴(kuò)散，引起各種中樞反應(yīng)。由于神經(jīng)沖動(dòng)是固定的，神經(jīng)沖動(dòng)重新組合的中途站和高級(jí)中樞的反應(yīng)部位及擴(kuò)散區(qū)域也是固定的，因而 BEP 具有比較恒定的波形、波幅、潛伏期。當(dāng)神經(jīng)通路的某一水平或大腦皮質(zhì)發(fā)生病變或功能障礙時(shí)，就可以觀察及分析 BEP 的變化，了解感覺(jué)通路及大腦皮質(zhì)各代表區(qū)的機(jī)能狀況[3]。

誘發(fā)電位不僅是臨床神經(jīng)系統(tǒng)疾患常規(guī)檢測(cè)手段，也是治療手段作用機(jī)制研究的常用方法[4,5]。其中體感誘發(fā)電位 SEP 是中樞部分是否正常的診斷手段和中樞損傷后預(yù)后的依據(jù)之一[6.7]，運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位MEP 是檢測(cè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)傳導(dǎo)功能狀態(tài)的神經(jīng)電生理技術(shù)，能夠檢測(cè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)通路不同部位的傳導(dǎo)功能狀態(tài)[8-10]，目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于腦血管病、脊髓損傷、周?chē)窠?jīng)病變等疾病的運(yùn)動(dòng)功能的檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外已有低頻電刺激 LES 對(duì)肌電信號(hào)影響的研究[11]，但對(duì)完整感覺(jué)運(yùn)動(dòng)通路的 SEP 和 MEP 影響的研究甚少，本研究旨在觀察健康成年人接受 LES 刺激后 SEP 與MEP 的變化，說(shuō)明 LES 對(duì)于 CNS 存在作用，并依此推斷，臨床上使用 LES 治療 CNS 疾病明顯有效的機(jī)制就是激活了 CNS 本身、進(jìn)而促進(jìn)了神經(jīng)功能重組、神經(jīng)再生等作用，而 SEP 與 MEP 可以作為評(píng)價(jià)LES 療效的客觀指標(biāo)。

2 對(duì)象和方法

2.1 基本資料和納入標(biāo)準(zhǔn)

選擇健康成年人 25 例，其中男 13 例、女 12例，年齡 28～62 歲，平均年齡 42.9±5.7 歲，一般體格檢查和神經(jīng)系統(tǒng)檢查均正常，既往無(wú)系統(tǒng)性疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病史，了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程并簽署知情同意書(shū)。

2.2 儀器和參數(shù)

SEP 記錄：采用英國(guó)產(chǎn)肌電圖儀 Synergy T-EP EMG/EP Monitoring Systes (Oxford Instruments Medical，Inc)記錄；MEP 記錄：應(yīng)用 Magstim 公司生產(chǎn)的 RAPID 2 型經(jīng)顱磁刺激儀，刺激線圈為 8 字形，線圈內(nèi)徑 70 mm，對(duì)應(yīng)最大輸出量為 2.5 T，采用單脈沖腳控式的輸出模式，輸出量為最大輸出量的 80%～85%，再用英國(guó)產(chǎn) Synergy T-EP EMG/EP Monitoring Systems 型肌電圖儀記錄 MEP。低頻電刺激：采用日本產(chǎn) KR7 型 LES 治療儀，頻率 30 Hz，脈寬 200 μs，通電／斷電比 5 s/5 s，波升／波降 1 s/1 s，電流強(qiáng)度在 0～100 mA，以患者最大耐受為限。

2.3 檢測(cè)方法

25 例入選受試者首先測(cè)量其刺激前 SEP 值及MEP 值。然后給予通電情況下能夠引起右手腕背伸和拇指外展動(dòng)作的 LES 刺激 30 分鐘，測(cè)量刺激后的SEP 值及 MEP 值。

SEP 檢測(cè)：選擇針電極，取 Fpz 為參考電極，C3、C4 為 N20(皮層)的記錄部位，兩側(cè)鎖骨上窩為N9(臂叢)的記錄部位，刺激頭置于腕前部正中神經(jīng)處，分別記錄刺激側(cè)和非刺激側(cè)的 N9 及 N20 的潛伏期和波幅，所記錄的 SEP 值為 150×2 次重復(fù)疊加后的平均值。

MEP 檢測(cè)：受試者取坐位，肌電圖儀的記錄電極為一對(duì)表面電極，放于右手拇短展肌的肌腹上，檢測(cè)時(shí)該肌肉處于放松狀態(tài)。取肘關(guān)節(jié)刺激點(diǎn)在肘關(guān)節(jié)偏尺側(cè)，臂叢區(qū)刺激點(diǎn)在鎖骨上窩處，C7 刺激點(diǎn)在 C7 椎體棘突與橫突之間，皮層區(qū)刺激點(diǎn)的定位點(diǎn)在兩耳之間連線與鼻根越顱頂正中到枕骨隆凸連線的交點(diǎn)處，再沿著兩耳連線向左或右 5～7 cm 處向前1.5 cm 區(qū)域。操作時(shí)調(diào)整刺激線圈位置至記錄出現(xiàn)肌肉復(fù)合動(dòng)作電位(Compound Muscle Action Potential，CMAP)波幅最大、潛伏期最短、重復(fù)性最好為止。取重復(fù)性好的 5 個(gè)波形的平均值。見(jiàn)圖1。

圖1 示左側(cè)皮層區(qū)接受刺激，右手拇短展肌的肌腹檢測(cè)

低頻電刺激：肌電圖引導(dǎo)下定位右側(cè)上肢前臂腕背伸肌和拇外展肌運(yùn)動(dòng)點(diǎn)，刺激時(shí)將電極電源線接口插入輸出通道口，在電源線的另一端接上電極，每一根電源線可接 2 個(gè)電極，分別放置在 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)上，其中陽(yáng)極上的電極放置在肢體遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)點(diǎn)上，陰極上的電極放置在肢體近端運(yùn)動(dòng)點(diǎn)上。刺激時(shí)患者取坐位(保持測(cè)量 MEP 時(shí)體位)，前臂呈旋前位自然放于刺激用桌面上，電極連接好以后依次打開(kāi) LES 刺激儀的2 個(gè)電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)按鈕，綠色指示燈閃爍表明電源接通，逐漸調(diào)大刺激電流，以患者可以耐受為限，固定調(diào)節(jié)按鈕開(kāi)始計(jì)時(shí)刺激。刺激時(shí)間為 30 min，刺激時(shí)可見(jiàn)腕背伸、拇指外展動(dòng)作。

2.4 觀察指標(biāo)

(1)潛伏期：從刺激開(kāi)始至 CMAP 出現(xiàn)的時(shí)間，單位為毫秒(ms)；(2)波幅：取峰-峰電壓，即最負(fù)峰和最正峰之間的電位差，單位為毫伏(mV)。見(jiàn)圖2。

圖2 檢測(cè)觀察指標(biāo)圖

2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 15.0 統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示進(jìn)行數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗(yàn)，對(duì)刺激前后 SEP 值和 MEP 值行配對(duì) t 檢驗(yàn)，設(shè)定P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 。

3 結(jié) 果

25 例入院成年人均完成 LES 刺激，刺激過(guò)程中未出現(xiàn)頭暈、頭痛、惡心、心悸、氣短、胸悶等不良事件，刺激后順利接受再次 SEP、MEP 檢測(cè)，后留院觀察 2 小時(shí)，均無(wú)不良事件發(fā)生。

3.1 LES 刺激前后 SEP 指標(biāo)比較

受試者右側(cè)肢體 SEP 值 N9、N20 潛伏期及波幅值刺激前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；非刺激側(cè) N9、N20 潛伏期及波幅值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，如表1 所示。

3.2 LES 刺激前后 MEP 指標(biāo)比較

受試者右側(cè)肢體 MEP 值各刺激點(diǎn)潛伏期及波幅值刺激前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；非刺激側(cè)各刺激點(diǎn)潛伏期及波幅值刺激前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，如表2。

4 討 論

SEP 復(fù)合波是一種較為恒定的波形，是一種客觀評(píng)定感覺(jué)通路完整性的神經(jīng)電生理學(xué)方法，體現(xiàn)了中樞感覺(jué)傳導(dǎo)通路的功能，彌補(bǔ)了 CT、磁共振成像和各種評(píng)分量表的不足，在 CNS 受損患者的預(yù)后判斷中起到了重要作用，正常 SEP 波形的出現(xiàn)需要大腦皮層感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能的完整[10]。MEP 是通過(guò)電或磁信號(hào)刺激大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)或脊髓前角，在肢體相應(yīng)部位肌肉記錄到的復(fù)合運(yùn)動(dòng)動(dòng)作電位，可以反映中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路的功能，比臨床功能指標(biāo)更加客觀，能可靠地反映運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的功能狀態(tài)，為 CNS 疾病患者運(yùn)動(dòng)功能的預(yù)后提供重要的臨床信息[10,12]。MEP 與 SEP聯(lián)合應(yīng)用可以對(duì)受試者的感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)通路的總體狀況進(jìn)行綜合評(píng)估，利于進(jìn)一步研究的開(kāi)展。

表1 LES 刺激前后右側(cè)肢體 SEP 參數(shù)值比較(X±S)

表2 LES 刺激前后右側(cè)肢體 MEP 參數(shù)值比較(X±S)

本實(shí)驗(yàn)采用自身對(duì)照研究排除了自身心理因素和磁刺激本身引起的治療作用和易化作用的影響。結(jié)果顯示，受 LES 刺激的一側(cè)在刺激前后 SEP 及 MEP參數(shù)均有變化，尤以波幅明顯，這與劉非等人的研究結(jié)論一致[13]。這表明 LES 能夠改變健康成年人大腦感覺(jué)及運(yùn)動(dòng)皮層和通路興奮性，而在非刺激側(cè)則無(wú)類(lèi)似變化，表明 LES 作為一種外周神經(jīng)的刺激手段，不僅對(duì)肌肉、外周神經(jīng)本身產(chǎn)生了直接的刺激作用，也通過(guò)感覺(jué)神經(jīng)上傳和/或運(yùn)動(dòng)神經(jīng)下傳對(duì) CNS 的神經(jīng)功能產(chǎn)生了影響。而刺激前后波幅變化較潛伏期變化明顯，我們認(rèn)為與入選的受試對(duì)象有關(guān)。本研究納入的受試對(duì)象均為正常成年人，潛伏期作為一種定量指標(biāo)反映神經(jīng)傳導(dǎo)速度，屬于正常范圍，受到 LES 刺激后潛伏期出現(xiàn)縮短現(xiàn)象，這種縮短受到神經(jīng)解剖本身的影響在正常人身上不會(huì)無(wú)限制縮小；而波幅較潛伏期而言，出現(xiàn)的變化是增大，相比較潛伏期而言，無(wú)明顯限制，故表現(xiàn)出更為明顯的改變。進(jìn)一步說(shuō)，如果入選的對(duì)象是神經(jīng)功能受損的患者，本身神經(jīng)潛伏期就已經(jīng)延長(zhǎng)，受到刺激后出現(xiàn)縮短的程度就會(huì)較健康人明顯，這也是我們今后的研究方向之一。

近年來(lái)的研究表明，LES 作用于肢體可以使電極下運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)神經(jīng)軸突反復(fù)去極化，電極刺激部位運(yùn)動(dòng)軸突由于去極化產(chǎn)生的動(dòng)作電位，從刺激部位直接傳遞至肌肉并引發(fā)肌肉收縮(外周途徑)，LES 激發(fā)的感覺(jué)沖動(dòng)隨著電刺激的頻率反復(fù)傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過(guò)中樞感覺(jué)運(yùn)動(dòng)整合，脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的突觸向下傳導(dǎo)產(chǎn)生肌肉收縮(中樞途徑)；同時(shí) LES 誘發(fā)的感覺(jué)沖動(dòng)上傳還可以激活相應(yīng)皮質(zhì)環(huán)路和促進(jìn)中樞損傷后神經(jīng)重塑[14]。結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，可見(jiàn) LES 對(duì) CNS疾病患者肢體、言語(yǔ)、吞咽等功能有臨床療效的可能機(jī)制有外周和中樞兩種作用，而中樞機(jī)制對(duì)于腦部受損的患者神經(jīng)功能的重組、再生等具有一定的刺激作用，具體需待后續(xù)研究探索。

本研究只選擇了健康成年人作為研究對(duì)象，樣本量較少，初步探索了低頻電刺激對(duì)健康人肢體 SEP 及MEP 的影響，研究結(jié)論有一定的局限性。今后，我們會(huì)把 CNS 疾病患者納入研究范圍，配合延長(zhǎng) LES治療時(shí)間、改變 LES 治療參數(shù)等方法，更全面地探索低頻電刺激對(duì)于肢體 SEP 值及 MEP 值的影響，探討LES 治療作用的內(nèi)在機(jī)制，同時(shí)確定 SEP 值及 MEP值作為評(píng)價(jià) LES 療效的客觀性。

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