第六章-重复神经电刺激

第六章重复神经电刺激福建医科大学附属第一医院许柳青ElectromyographyandNeuromuscularDisorders读书系列重复神经电刺激是目前用来评价神经和肌肉接头之间功能状态的一项较有价值的神经电生理检查。神经肌肉接头解剖•神经肌肉接头是由周围神经的运动神经末梢、神经和肌肉接头间隙和肌肉终板组成•它是一种突触结构，将神经冲动从神经末梢传递到肌纤维•分为三个部分：突触前区、突触间隙和突触后区•神经肌肉接头在神经和肌肉间形成电-化学-电联系•化学神经递质是乙酰胆碱•乙酰胆碱分子以囊泡的形式存在于突触前膜附近，并以量子形式逐渐释放•每个量子大约含有10000个乙酰胆碱分子•量子存在于突触前区三个不同的部位三个梯队：第一梯队——即刻可用仓库：大约1000个量子，存在于突触前膜终末区，随时准备释放第二梯队——调动仓库：大约10000个量子，存在于突触前膜中区，在第一批量子释放后几秒种即可补充到第一梯队第三梯队——储备仓库：大约100000个量子，存在于距离突触前膜较远的轴索和细胞中神经神经肌肉接头肌肉（电-化学-电）•神经冲动到达突触前膜去极化电压门控式钙离子通道激活钙内流乙酰胆碱释放乙酰胆碱在突触间隙扩散与突触后膜上乙酰胆碱受体结合突触后膜钠通道开放局部去极化形成终板电位（EPP）•当终板电位超过肌细胞兴奋阈值时，就会产生一次“全或无”肌纤维动作电位，动作电位传播，通过兴奋-收缩耦联机制引起肌肉收缩在正常情况下，EPP总是能够在兴奋阈值之上，导致肌纤维产生动作电位，这种能够在兴奋阈值之上使肌纤维产生动作电位的EPP叫做安全阈值（safetyfactor).终板电位图•虚线代表产生肌纤维动作电位的终板电位阈值，虚线以上部分代表那些产生肌纤维动作电位的终板电位•A正常神经肌肉接头在3Hz重复电刺激反应，虽然EPP波幅下降，但所有电位仍保持在阈值之上（处于安全阈值）•B突触后膜病变3Hz重复电刺激时，终板电位降低，随着乙酰胆碱进一步消耗，最后三个电位已经低于阈值，不能产生肌纤维动作电位终板电位图•C突触前膜病变3Hz重复电刺激时，所有终板电位都低于阈值，不能产生肌纤维动作电位。终板电位虽然波幅低，但其下降幅度没有正常神经肌肉接头及突触后膜病变下降明显•D突触前膜病变50Hz高频重复电刺激后，终板电位波幅明显增加，从而产生肌纤维动作电位正常人3Hz重复神经电刺激生理•正常人在低频重复电刺激时，突触前膜附近乙酰胆碱逐渐被耗竭，当重复刺激时，乙酰胆碱释放逐渐减少，所产生的终板电位波幅也相对减小，但仍在安全阈值之上，以确保肌纤维在每次刺激后都能产生动作电位。1-2秒后第二梯队（突触前膜中区的量子）开始释放乙酰胆碱，以补充第一梯队被消耗掉的乙酰胆碱。•突触前膜末梢约需100ms把钙泵出，若刺激频率＞10Hz（刺激间隙短于100ms），钙离子浓度增高，乙酰胆碱量子释放的概率增大，乙酰胆碱量子释放增加。•EPP波幅＞15MV，产生肌纤维动作电位。正常人3Hz重复神经电刺激生理机制•n代表此时第一梯队（可供即刻使用）的总量子数目，正常人基线状态大约1000•m=pn,m代表每次刺激释放的量子数,p是量子释放的概率（与钙离子浓度相关），正常人约0.2•EPP终板电位•MFAP肌纤维动作电位•CMAP复合肌肉动作电位正常人3Hz重复神经电刺激生理模型•第一次刺激第一梯队（即刻可用仓库）有1000个量子，每次刺激释放20%，即200个量子，产生40mvEPP＞15mv,产生肌纤维动作电位•第二次刺激，此时第一梯队仅余800（1000-200）个量子，释放20%，即160个量子，产生32mvEPP＞15mv,产生肌纤维动作电位•第三、第四依次类推•到第五次刺激时，第二梯队开始补充到第一梯队，于是第一梯队量子数增加，产生更高EPP,产生肌纤维动作电位。由于EPP都在阈值（15mv)之上，因此持续产生肌纤维动作电位。•在电生理实验室，因为全部肌纤维都产生动作电位，因此CMAP波幅无改变。突触后膜病变（如重症肌无力）3Hz重复神经电刺激生理•在此类病人，低频刺激时第一梯队原量子数、释放量子数都是正常的。不同的是，产生的EPP不同，正常人释放200个量子产生40mvEPP,此类病人200个量子只产生20mvEPP。相应地，安全阈值也降低。•MG病人，突触后膜乙酰胆碱受体减少，相应地结合乙酰胆碱量也少。随后EPP降至阈值以下，不产生肌纤维动作电位。随着单个肌纤维动作电位减少，总CMAP波幅和面积也降低。•常常在第5、6次刺激时，第二梯队（突触前膜中区的量子）开始释放乙酰胆碱，以补充第一梯队被消耗掉的乙酰胆碱，肌纤维动作电位不再减少，因此在第5、6次刺激后，CMAP波幅的降低趋于稳定，甚至轻度增高，出现特征性的“U形“降低曲线。突触后膜病变（如MG）3Hz重复电刺激生理模型•第一次刺激第一梯队（即刻可用仓库）有1000个量子，每次刺激释放20%，即200个量子，只产生20mvEPP＞15mv,产生肌纤维动作电位•第二次刺激，此时第一梯队仅余800（1000-200）个量子，释放20%，即160个量子，产生16mvEPP＞15mv,产生肌纤维动作电位•第三次刺激，此时第一梯队仅余640（1000-200-160）个量子，释放20%，即128个量子，产生13mvEPP＜15mv,低于阈值，不产生肌纤维动作电位，第四次EPP更低，不产生肌纤维动作电位。•到第五次刺激时，第二梯队开始补充到第一梯队，于是第一梯队量子数增加，产生稍高EPP，但仍＜15mv,低于阈值，不产生肌纤维动作电位,但有逐渐增高趋势。突触前膜病变（如Lambert-Eaton综合征）3Hz重复神经电刺激生理•在此类病人，低频刺激时第一梯队原量子数、相应量子数产生EPP率是正常的，而乙酰胆碱量子释放数、基线EPP异常。•Lambert-Eaton肌无力综合征病人，由于抗体攻击电压门控钙离子通道，以致突触前膜钙离子浓度下降，因此量子释放率（P）显著下降，释放的量子数显著减少。•EPP在基线水平低于阈值，不产生肌纤维动作电位。因此单次刺激，量子释放不足，多数肌纤维不产生肌纤维动作电位，因此CMAP波幅低。•低频刺激时，因为连续刺激导致肌纤维动作电位进一步减少，CMAP波幅也进一步下降。•和突触后膜病变一样，常常在第5、6次刺激后，第二梯队（突触前膜中区的量子）开始释放乙酰胆碱，以补充第一梯队被消耗掉的乙酰胆碱，肌纤维动作电位不再减少，因此在第5、6次刺激后，CMAP波幅的降低趋于稳定，甚至轻度增高，出现特征性的“U形“降低曲线。•突触前膜病变（如Lambert-Eaton综合征）3Hz重复神经电刺激生理模型•第一次刺激第一梯队（即刻可用仓库）有1000个量子，每次刺激仅释放2%，即20个量子，只产生4mvEPP＜15mv,不产生肌纤维动作电位•第二次刺激，此时第一梯队余980（1000-4）个量子，释放2%，即19.6个量子，产生3.9mvEPP＜15mv,不产生肌纤维动作电位•第三次刺激，此时第一梯队余960（1000-20-19.6）个量子，释放2%，即19.2个量子，产生3.8mvEPP＜15mv,低于阈值，不产生肌纤维动作电位，第四次EPP更低，不产生肌纤维动作电位。•到第五次刺激时，第二梯队开始补充到第一梯队，于是第一梯队量子数增加，产生稍高EPP，但仍＜15mv,低于阈值，不产生肌纤维动作电位,但有逐渐增高趋势。正常人高频（10-50Hz）重复电刺激生理•正常人在高频重复电刺激时，乙酰胆碱消耗由第二梯队（突触前膜中区的量子）和钙的积累来补充•正常情况下，在去极化后神经末梢轴索中钙离子内流即刻发生，并在100ms就被泵出•如果用高频刺激，刺激间隔小于100ms，就会使钙离子在突触前膜附近聚集，导致乙酰胆碱增加，使得终板电位波幅增高至安全阈值之上，导致动作电位产生。突触前膜病变（如Lambert-Eaton综合征）高频（10-50Hz）重复神经电刺激生理•在此类病人：EPP在基线水平常常低于阈值高频刺激能增高EPP，使之高于阈值。产生肌纤维运动电位故用10HZ以上的高频刺激，形成波幅明显递增现象•运动试验•在最大用力收缩时，运动纤维发放冲动的频率可高达30-50Hz，与高频重复电刺激（30-50Hz）效果相同•运动试验在电生理评估可疑神经肌肉接头疾病的患者中起重要的作用•在合作的病人，运动试验可代替高频重复电刺激。运动试验无痛、操作简单，患者容易接受，而高频重复电刺激病人很痛，很难忍受。运动试验后的易化和消耗重症肌无力患者3Hz重复电刺激•A休息时复合肌肉动作电位波幅下降•B运动试验后的易化现象：即肌肉大力收缩10秒后复合肌肉动作电位波幅回升运动试验后的易化和消耗重症肌无力患者3Hz重复电刺激•C-E运动后耗竭:大力收缩1分钟后1、2、3分钟复合肌肉动作电位波幅下降逐渐明显•F波幅降低后的易化现象：出现运动后耗竭的复合肌肉动作电位下降很明显，再次肌肉大力收缩10秒后复合肌肉动作电位波幅又逐渐恢复至接近正常运动后易化可用于下列两种情况：•1、突触前膜病变（如Lamber-Eaton肌无力综合征），休息时动作电位波幅很低，但在短暂大力运动后，使已经很低的终板电位提高到阈值上，使得肌肉产生的动作电位波幅明显增高，甚至比大力运动前动作电位波幅增高200%。•2、突触后膜病变（如重症肌无力），当常规低频重复电刺激已经出现波幅递减情况时，在短暂大力运动后，可出现运动电位波幅立即增高。运动后耗竭•运动后耗竭：肌肉大力收缩1分钟后，低频重复电刺激分别于运动后即刻、1、2、3和4分钟进行。•正常人有正常安全阈值，EPP均在阈值之上，CMAP波幅和面积都稳定。•有神经肌肉接头传导阻滞的患者，大力收缩1分钟后2-4分钟复合肌肉动作电位波幅下降逐渐明显。重复电刺激的影响因素——固定电极•把记录电极恰当固定在肌肉上是RNS最大的技术问题•如果刺激过程中肌肉收缩，记录电极位置移动，CMAP波形将改变。•固定的目标是保证RNS操作过程中肢体、刺激器及记录电极移动度最小。•最好用胶布或魔术贴扎带固定刺激器，用护具或木板固定肢体•刺激远端神经较近端神经更易固定重复电刺激的影响因素——超强刺激•次强刺激会出现人为的CMAP波幅降低和增高。所以必须保证RNS刺激是超强刺激。•上图正常人3HzRNS次强刺激出现人为CMAP波幅增高。•下图正常人3HzRNS超强刺激CMAP波幅没有增高。重复电刺激的影响因素——温度•肢体低温可使神经肌肉接头疾病患者CMAP波幅降低不明显•有可能是低温引起乙酰胆碱酯酶活性降低导致•左图MG患者肢温36℃低频波幅降低15%•右图MG患者肢温30℃低频波幅仅降低6%•电生理室必须保证肢体温度33℃重复电刺激的影响因素——胆碱脂酶抑制剂•如果没有停药禁忌，建议患者在检查前3-4小时停用胆碱脂酶抑制剂（如溴吡斯的明等）重复电刺激的影响因素——神经选择•RNS常用神经：尺神经、正中神经、肌皮神经、腋神经、副神经和面神经•近端神经阳性率高，但较难固定•上图MG患者尺神经3HzCMAP波幅仅降低4%•下图MG患者副神经3HzCMAP波幅下降42%，且显示为“U”形下降重复电刺激的影响因素——神经选择•在RNS常用近端神经中，倾向于副神经，此神经比较表浅，在斜方肌上部记录，肩参考，胸锁乳突肌前缘刺激•副神经通常超强刺激15-25mA•向下压住肩膀和手臂，从而减少肩膀移动•由于面神经波幅低，休息时CMAP波幅约1mv，只要下降0.1mv即达10%，可能出现假阳性结果。重复电刺激的影响因素——刺激频率1、低频重复电刺激，理想的刺激频率是2-3Hz。这频率高低适中，低到可以阻止钙离子聚集，高又可以在第二梯队补充之前耗竭第一梯队量子释放。2、高频重复电刺激，理想的刺激频率是30-50Hz在合作的病人，运动试验可代替高频重复电刺激。只有那些不能合作病人（如婴儿、昏迷病人）或是太虚弱无法进行短暂强力收缩者才进行高频重复电刺激。重复电刺激的影响因素——刺激次数1、低频重复电刺激，一串5-10次比较理想。为了减少病