公兔陰部骶髓誘發(fā)電位的刺激記錄方法及應(yīng)用

劉壯,宋啟民，張健，欒金利，陳棟，彭飛

(1.濰坊醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊　261503；2.臨沂市人民醫(yī)院神經(jīng)外科，山東 臨沂　276000；3.濱州醫(yī)學(xué)院研究生院，山東 濱州　256603)

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公兔陰部骶髓誘發(fā)電位的刺激記錄方法及應(yīng)用

劉壯1,宋啟民2，張健2，欒金利1，陳棟3，彭飛1

(1.濰坊醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊261503；2.臨沂市人民醫(yī)院神經(jīng)外科，山東 臨沂276000；3.濱州醫(yī)學(xué)院研究生院，山東 濱州256603)

目的探討公兔陰部骶髓誘發(fā)電位(SpEp)的刺激和記錄方法，并觀察其在急性骶髓缺血損傷后的變化特點(diǎn)。方法10只公兔隨機(jī)區(qū)組法分為2組，對(duì)照組用于排除麻醉和手術(shù)對(duì)SpEp的影響；實(shí)驗(yàn)組結(jié)扎左腎動(dòng)脈和動(dòng)脈分叉間5條腰動(dòng)脈建立骶髓缺血損傷動(dòng)物模型，腰動(dòng)脈結(jié)扎后連續(xù)記錄SpEp波形2 h,觀察SpEp波在脊髓缺血急性期的變化特點(diǎn)，記錄腰動(dòng)脈結(jié)扎后2 h的SpEp波形，2 d后取骶段脊髓HE染色鏡下觀察。結(jié)果麻醉和手術(shù)本身不會(huì)對(duì)公兔SpEp結(jié)果造成影響；實(shí)驗(yàn)組骶髓缺血后可見SpEp波幅經(jīng)過(guò)(2.4±0.8)min開始降低，經(jīng)(3.7±0.4)min后波幅完全消失。實(shí)驗(yàn)組SpEp波穩(wěn)定后記錄到的波幅與基線的比值是(0±0)%，與對(duì)照組t檢驗(yàn)比較P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論公兔可以記錄到穩(wěn)定的SpEp波形，SpEp波幅變化能夠客觀的反應(yīng)骶髓病理?yè)p害程度，為術(shù)中應(yīng)用SpEp預(yù)防術(shù)后性功能障礙提供依據(jù)。

脊髓缺血;誘發(fā)電位,軀體感覺;勃起功能障礙;兔

男性陰部感覺神經(jīng)與陰莖勃起功能及射精功能密切相關(guān)[1-2],它將來(lái)自陰部肌梭、皮膚及鍵器官等的各種感覺信息傳入至脊髓和大腦的各級(jí)性反射中樞，同時(shí)將性反射中樞發(fā)出的信息傳出至尿道周圍、球海綿體及肛外括約肌等效應(yīng)器，從而反射性地發(fā)動(dòng)和加強(qiáng)陰莖勃起，當(dāng)這些神經(jīng)傳導(dǎo)通路的結(jié)構(gòu)與功能的完整性遭到影響或破壞時(shí)，即可出現(xiàn)不同程度的男性性功能障礙[3]。男性陰部骶髓誘發(fā)電位(Spinal Pudendal Evoked potentials,SpEp)是指電刺激陰莖背部神經(jīng)在相應(yīng)L1脊髓節(jié)段記錄到的電活動(dòng)，SpEp可以反應(yīng)骶段感覺神經(jīng)、骶髓功能的完整性，目前SpEp是診斷男性神經(jīng)源性性功能障礙的可靠指標(biāo)之一[4]，尚缺少術(shù)中應(yīng)用SpEp監(jiān)測(cè)預(yù)防術(shù)后男性性功能障礙的研究。本實(shí)驗(yàn)主要研究公兔SpEp的刺激和記錄方法，并觀察SpEp在急性骶髓缺血后的變化特點(diǎn)，為術(shù)中應(yīng)用SpEp保護(hù)男性性相關(guān)神經(jīng)，預(yù)防術(shù)后男性性功能障礙提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1儀器及材料美國(guó)Axon公司產(chǎn)EPOCH-XP型神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)設(shè)備(山東臨沂市人民醫(yī)院手術(shù)室提供)；相機(jī)；一次性針式記錄電極和刺激電極；顯微手術(shù)器械一套、動(dòng)物手術(shù)臺(tái)(山東臨沂市人民醫(yī)院神經(jīng)外科提供)；多聚甲醛；3%的戊巴比妥鈉；PBS磷酸鹽緩沖液等。

1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組健康新西蘭大白兔公兔10只，體重3.0～3.5 kg。隨機(jī)區(qū)組法隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(5只)及對(duì)照組(5只)。對(duì)照組行手術(shù)操作分離出腰動(dòng)脈而不結(jié)扎腰動(dòng)脈，在手術(shù)前和手術(shù)后不同時(shí)間內(nèi)記錄SpEp以排除手術(shù)對(duì)SpEp的影響。對(duì)照組麻醉后的3 h內(nèi)每30 min 記錄一組SpEp連續(xù)刺激記錄3 h以排除麻醉對(duì)SpEp的影響；在實(shí)驗(yàn)組，沿尾頭方向順序結(jié)扎左腎動(dòng)脈和動(dòng)脈分叉間的5條腰動(dòng)脈，腰動(dòng)脈結(jié)扎后連續(xù)記錄SpEp 2 h，觀察骶髓缺血急性期SpEp的變化特點(diǎn)，并記錄術(shù)后2 h和2 d的SpEp，2 d后取骶段脊髓HE染色鏡下觀察。

1.3手術(shù)步驟[5]實(shí)驗(yàn)公兔用3%戊巴比妥鈉自耳緣靜脈麻醉(l mL·kg-1)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)物的反應(yīng)追加原劑量的1/3～1/2。動(dòng)物腹部備皮后酒精消毒。將四肢固定在動(dòng)物手術(shù)臺(tái)上，腹部正中長(zhǎng)8～10 cm的手術(shù)切口，腹腔內(nèi)腸道小心翻向右側(cè)，用溫濕紗布包扎，腹膜后區(qū)分離下腔靜脈和腹主動(dòng)脈，分離出動(dòng)脈分叉和左腎動(dòng)脈之間的5條腰動(dòng)脈，如遇血管變異情況將該兔排除，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，空調(diào)開放維持室溫在24～26 ℃；肛溫維持高于38 ℃，并根據(jù)術(shù)中出血量的多少靜脈補(bǔ)充液體，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，依次縫合皮膚、肌肉，肌肉注射青霉素40萬(wàn)單位預(yù)防感染。

1.4公兔SpEp的刺激和記錄方法刺激電極陰極為刺激端固定在兔陰莖背側(cè)近心端，陽(yáng)極為參考電極，固定兔陰莖背側(cè)遠(yuǎn)心端。記錄電極的安放：記錄電極陰性端固定L6/7間隙，參考電極陽(yáng)極固定在椎旁肌肉，其間距離約5 mm，刺激和記錄電極中間接地。參數(shù)設(shè)置：刺激強(qiáng)度3～6 mA；單脈沖自動(dòng)刺激；刺激頻率：3.1 Hz；刺激間期：0.1 ms。記錄參數(shù)：顯示靈敏度：5～10 uv/div；時(shí)間基線：2.5～5 ms/div；帶通濾波范圍：20～1 000 Hz；每次平均化處理50個(gè)信號(hào)；信號(hào)分析時(shí)間：25～50 ms；陷波濾波器50 Hz關(guān)閉。

1.5脊髓損傷病理學(xué)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)血管結(jié)扎2 d后取缺血中心區(qū)標(biāo)本行蘇木精伊紅染色，按脊髓鏡下特點(diǎn)和大體形態(tài)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如下：0分(重度缺血性脊髓損傷)：脊髓正常結(jié)構(gòu)基本消失，廣泛充血腫脹，正常神經(jīng)元數(shù)量較少，多數(shù)神經(jīng)元細(xì)胞核萎縮或溶解，胞質(zhì)呈嗜伊紅染色尼氏體消失；1分(中度缺血性脊髓損傷)：介于輕度與重度脊髓損傷之間；2分(輕度缺血性脊髓損傷)：脊髓結(jié)構(gòu)基本完整，鏡下可見點(diǎn)灶狀變性、壞死、灰質(zhì)輕度水腫，可見較多正常形態(tài)神經(jīng)元，個(gè)別神經(jīng)元體積縮小，胞質(zhì)濃縮，核染色質(zhì)密度增高，呈凋亡樣變；3分(正常脊髓)：脊髓組織結(jié)構(gòu)完整，切片可見神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)正常。

2　結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)共用10只新西蘭大白兔公兔均順利通過(guò)手術(shù)及術(shù)后評(píng)估過(guò)程，麻醉清醒后，均能自由進(jìn)食，模型成功率100%。

2.1麻醉后SpEp的波形及其測(cè)量正常值所有動(dòng)物麻醉后均獲得了理想的SpEp波形。典型的SpEp波形為三相波或多相波(圖1)，手術(shù)結(jié)扎前所有10只兔SpEp的潛伏期是(8.2±1.1)ms，波幅是(5.9±2.7)μV。

2.2對(duì)照組SpEp波形的變化對(duì)照組麻醉后不同時(shí)間SpEp波幅和潛伏期經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1；對(duì)照組手術(shù)前后不同時(shí)間波幅和潛伏期經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2，因此認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SpEp的變化與麻醉和手術(shù)無(wú)關(guān)，麻醉和手術(shù)本身不會(huì)對(duì)SpEp結(jié)果造成影響(圖2、3)。

2.3實(shí)驗(yàn)組SpEp波行的變化實(shí)驗(yàn)組骶髓缺血后可見SpEp波幅經(jīng)過(guò)(2.4±0.8)min開始降低，經(jīng)(3.7±0.4)min后波幅完全消失(圖4)。對(duì)照組手術(shù)前后方差分析P=0.719，F(xiàn)=0.339,手術(shù)后2 h和2 d 實(shí)驗(yàn)組記錄到的波幅與基線的比值分別是(0±0)%和(0±0)%，與對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表3。

表1　對(duì)照組麻醉后不同時(shí)間點(diǎn)的SpEp波幅、潛伏期±s

表2　對(duì)照組手術(shù)前后不同時(shí)間的SpEp波幅、潛伏期

注：a、b方差分析,P>0.05。

表3　SpEp不同時(shí)間點(diǎn)波幅與基線波幅百分比±s

圖1　典型的公兔SpEp波形,Lat為潛伏期指從刺激開始到出現(xiàn)波形；N1為第一個(gè)向上的負(fù)向波；P1為第一個(gè)向下的正向波；N1-P1為波幅

圖2　對(duì)照組手術(shù)前后的SpEp波,紅線為扎前的基線波形，綠線為結(jié)扎后的波形

圖3　對(duì)照組麻醉不同時(shí)間的SpEp波，麻醉后不同時(shí)間的SpEp波穩(wěn)定

圖4　實(shí)驗(yàn)組腰動(dòng)脈結(jié)扎前后的SpEp波形：血管結(jié)扎后SpEp波形逐漸下降并最終消失(箭頭所示)

圖5　對(duì)照組骶髓病理切片(HE染色×200)：神經(jīng)元細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整(箭頭所示)

圖6　實(shí)驗(yàn)組骶髓病理切片(HE×200)正常神經(jīng)元細(xì)胞結(jié)構(gòu)消失(箭頭所示)

2.4骶髓病理切片組織形態(tài)學(xué)觀察對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組病理評(píng)分分別是3.0±0.0和0.2±0.4，經(jīng)t檢驗(yàn)，均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見圖5、6。

2.5相關(guān)性分析各組SpEp術(shù)后2 d波幅變化(%)與血管結(jié)扎術(shù)后2 d的脊髓病理評(píng)分經(jīng)Pearson相關(guān)性分析呈顯著性正相關(guān)r=0.980，P<0.01，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3　討論

以往腰椎疾患的治療著重于患者疼痛癥狀的緩解及感覺和運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，現(xiàn)在隨著民眾生活水平的提高，患者對(duì)術(shù)后性生活質(zhì)量恢復(fù)的要求也越來(lái)越高。性生活的質(zhì)量是維系家庭幸福和社會(huì)穩(wěn)定的重要紐帶。最近的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)手術(shù)治療的腰椎疾患并發(fā)馬尾神經(jīng)綜合征患者中大約有48%的男性出現(xiàn)性功能減退[6]，近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，腰椎間盤突出癥伴馬尾神經(jīng)損傷的發(fā)病率為5.4%～10.6%[7]，男性患者常常發(fā)生陽(yáng)痿等，McCarthy[8]等報(bào)道腰椎間盤突出癥伴發(fā)馬尾神經(jīng)綜合征的患者術(shù)后性功能恢復(fù)最差。研究該類患者性功能障礙的發(fā)生、發(fā)展和恢復(fù)的規(guī)律，并應(yīng)用于臨床以提高患者術(shù)后性功能的恢復(fù)，改善其術(shù)后的生活質(zhì)量，有著重要的臨床意義[9]。

陰部神經(jīng)與陰莖勃起及射精功能的有著極其密切的關(guān)系,它將來(lái)自于陰部皮膚、肌梭及鍵器官的各種感覺信息傳入至脊髓及大腦的各級(jí)性反射中樞，同時(shí)將中樞發(fā)出的信息傳出至球海綿體、尿道周圍及肛外括約肌等效應(yīng)器，從而反射性地發(fā)動(dòng)和加強(qiáng)陰莖勃起，當(dāng)這些神經(jīng)傳導(dǎo)通路的結(jié)構(gòu)與功能的完整性遭到影響或破壞時(shí)，即可出現(xiàn)不同程度的男性性功能障礙。SpEp的常用于診斷與鑒別診斷男性性功能障礙[10]。SpEp可以反應(yīng)陰部感覺神經(jīng)、骶髓的功能完整性[11]，當(dāng)陰部感覺神經(jīng)、骶髓結(jié)構(gòu)和功能受影響時(shí)可以出現(xiàn)SpEp的改變，表現(xiàn)為潛伏期延長(zhǎng)或波幅降低。Eccher MA[12]的臨床研究應(yīng)用術(shù)中電刺激骶神經(jīng)并在馬尾部記錄SpEp幫助保留陰部神經(jīng)功能。本實(shí)驗(yàn)我們主要研究公兔的SpEp的刺激和記錄方法以及SpEp在公兔骶髓缺血后的變化特點(diǎn)，為在腰骶部疾病手術(shù)中應(yīng)用SpEp監(jiān)測(cè)預(yù)防術(shù)后男性性功能障礙提供了理論依據(jù)。

傳統(tǒng)的神經(jīng)電生理評(píng)估動(dòng)物模型主要是通過(guò)結(jié)扎左腎動(dòng)脈以下腹主動(dòng)脈建立的，這種制作動(dòng)物模型的方法伴隨著很多缺血性和淤血性并發(fā)癥的發(fā)生，如心臟淤血、下肢神經(jīng)肌肉缺血、腹盆腔臟器缺血損傷等[13]。本實(shí)驗(yàn)我們通過(guò)尾頭方向結(jié)扎公兔左腎動(dòng)脈和動(dòng)脈分叉間的腰動(dòng)脈建立骶髓缺血損傷動(dòng)物模型。本實(shí)驗(yàn)SpEp刺激電極陰極為刺激端固定在公兔陰莖背側(cè)近心端，陽(yáng)極為參考電極，固定兔陰莖背側(cè)遠(yuǎn)心端。記錄電極的安放：記錄電極的陰極電極置于L6～7椎骨棘突之間,參考電極置于L7～S1之間，應(yīng)用以上方法可以記錄到穩(wěn)定的SpEp波形，SpEp可以反應(yīng)骶髓感覺神經(jīng)元和骶神經(jīng)感覺神經(jīng)的完整性，本實(shí)驗(yàn)可見骶髓缺血實(shí)驗(yàn)組的SpEp波形很快消失，實(shí)驗(yàn)組骶髓HE切片可見脊髓正常結(jié)構(gòu)基本消失。

總之，公兔可以記錄到穩(wěn)定的SpEp波形，SpEp波形可以反應(yīng)骶髓病理?yè)p害程度，通過(guò)對(duì)SpEp在公兔骶髓損傷動(dòng)物模型的實(shí)驗(yàn)研究，可以為SpEp在男性神經(jīng)源性性功能障礙的診斷及鑒別診斷等方面提供理論依據(jù)，同時(shí)為術(shù)中應(yīng)用SpEp預(yù)防術(shù)后男性性功能障礙提供了依據(jù)。

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Measurement of spinal pudendal evoked potential in male rabbits:stimulating and recording technique andapplications

LIU Zhuang1,SONG Qinmin2,ZHANG Jian2,et al

(1.WeifangMedicalCollege,Weifang,Shandong261503,China;2.DepartmentofNeurosurgery,LinyiRenminHospital,Linyi,Shandong276000,China)

ObjectiveToinvestigate the stimulation and recording methods of spinalpudendalevoked potentials of male rabbits,and to observe the changing characteristics of SpEp after acute sacral spinal cord ischemic injury.MethodsTenmale rabbits were randomized into two groups.The control group was used to eliminate the influence of anesthesia and surgery in SpEp.The experimental groupwas a model of acute sacral spinal cord ischemic injury,a group which was established by ligating five lumbar arteries.The changing characteristics of SpEp waveforms were continuously monitored in each of the rabbits respectively after ligation,and SpEp waveforms were recorded 2days after ligation.The sacral segments of the spinal cord were observed under an optical microscope after HE staining 2 days after ligation.ResultsAnesthesia and surgery had no effect on SpEp of male rabbits.A decrease inSpEp amplitude of experimental group was found at(2.4±0.8)min after spinal cord ischemia,and the amplitude eventually disappeared at(3.7±0.4)min after spinal cord ischemia.The ratio of SpEp wave amplitude after and before ligation was (0±0)% in the experimental group when stable wave were recorded.There wassignificant difference by t-test(P<0.05).ConclusionsSpEp waveform could be recorded stable in male rabbits,which were sensitive to acute sacral spinal cord ischemic injury.SpEp waveform could evaluate the extent of spinal cord ischemic injury objectively,and provided scientific evidence for prevention of sexual dysfunction after operation.

Spinal cord ischemia;Evoked potentials,somatosensory;Erectile dysfunction;Rabbits

山東醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目(2015WS0375)；山東醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃青年基金項(xiàng)目(2011QW008)

劉壯，男，碩士研究生

宋啟民，男，副主任醫(yī)師，研究方向：神經(jīng)外科學(xué)，E-mail:songqimin-123@163.com

10.3969/j.issn.1009-6469.2016.09.015

2016-03-30，

2016-06-21)