中国体育科技
CHINA SPORT SCIENCE AND TECHNOLOGY
1999年 第35卷 第8期 Vol.35 No.8 1999



神经传导测试在神经肌肉检测中的作用
刘洪广　周　琳　沈　强　蒋大宗
摘要：本文介绍了近几年发展迅速的神经传导测试技术，分析了神经传导测试在运动医学领域应用的广阔前景。
关键词：神经传导∥测试∥运动性神经∥感觉性神经∥混合性神经
The Role of Nerve Conduction Testing in Nerve-Muscle Examining
Liu Hongguang, Zhou Lin, Shen Qiang, Jiang Dazong
Abstract:The article introduces the nerve conduction testing technology that develops rapidly in recent years, and analyses the capacious foreground of its application in the field of sports medicine.
Key words:nerve conduction testing∥motor nerve∥sensory nerve∥ mixed nerve
1　神经传导测试与运动医学
　　神经传导测试(NCS，nerve conduction studies)是电诊断检测的两个基本内容之一(另一个是针电极测试，NEE，needle electrode examination)。当代有关神经传导测试的代表性文章一般认为是德国人Hodes，Larrabee 1948年发表的那些文章。他所描述的各式各样运动性NCS都是以有离心段(remote)周围神经损伤为表现形式的。虽然最初神经传导测试是作为研究的工具，但在1965年就有报道其临床价值。随着时间的推移，神经传导测试越来越显示出在检测既有局部又有全身的神经疾病，以及伴有神经肌肉接点疾病等运动医学方面的诊断能提供巨大的帮助。
2　神经传导的分类
　　神经传导测试有3种基本形式被使用，即运动的(motor)、感觉的(sensory)、混合的(mixed)。这3种形式只是对大的有髓鞘神经纤维进行检测。神经传导测试时沿着外周神经(或颅侧神经)的分布在一个或更多的点上接受电刺激，引起神经动作电位的电压发生变化，而不同的神经纤维变化是不同的，这是由刺激器的负极直接记录那些沿着神经(在感觉性神经传导测试和混合性神经传导测试)在更向心端或更离心端所产生的动作电位，或直接经过附近那些同步的肌肉产生的动作电位(有运动性神经传导测试)所决定的。
2.1　神经传导的电极
　　表面电极和针电极都可用作刺激和/或记录电极。在北美地区表面电极最常用，在欧洲则针电极最常用。引证原因之一记录的针电极比表面电极能得到更多的响应显示，而且传导率也略有提高。支持用表面电极的EMG者提出反驳针电极的理由，是因针电极拾取范围很有限，用针记录电极其响应的振幅仅仅反应发生在针尖附近电变化程度。而用表面记录电极其响应的振幅是全部数量的神经纤维对刺激产生反应的半定量测量。通常，这也是神经传导测试的惟一重要内容。另外，如果采用表面电极，那么，神经传导测试就是一种非侵入式的方法，并且靠非物理手段进行不中断的记录。
2.2　测试方法
　　在体神经传导测试似乎是一种不准确的简单方法。作为被研究的神经是被选择过的，再就是假如它既包括运动的又包括感觉的纤维，那么，研究类型——运动的、感觉的或混合的是被固定的。记录电极的记录表面涂有导电膏，用带有粘性的带子在适当地方固定到皮肤上。对运动性神经传导测试有效记录电极是附着于肌肉的运动点上，而这肌肉运动点是由被检测的神经所支配，因此，动作电位的初始部分都可被记录。参考电极固定在离有效记录电极较远的皮肤上，通常距离于远端3～4 cm，它贴在所记录肌肉的肌腱上。对于感觉性和混合性的NCS，记录电极固定在所要研究的神经纤维近心端上或要作为刺激点的离心端点上。然后，参考电极以有效记录电极插入在参考电极和刺激电极之间的方式沿神经纤维走向固定在表皮上。感觉性和混合性NCS通常是混合在一起的，可测量阴极刺激电极和有效记录电极之间距离。由于这方面的研究较多，有效记录电极和参考电极之间的距离是有标准的。
　　在记录电极被固定后，地电极附着在大腿上，通常在刺激电极和记录电极之间，以减少人为的震动(例如由于震动刺激产生电子造成的模糊以影响反应)。之后，神经纤维被附着于皮肤表面的表面刺激电极所刺激，或被双极交叉表面刺激所刺激，两者的阴极都迅速插入皮肤内到达所要研究的神经上方的方法。用这两种方法，阳极不要放置在要研究的神经上方，不要放置在离向神经上方，但总是放置在阴极之后(也就是到有效记录电极阳极比阴极更远)。
2.3　神经传导测试的电性参数
　　神经用一连串独立的脉冲所刺激，刺激强度开始置于较低，接着在连续的刺激之间逐渐增加刺激强度。最后，具有最低阈值的大脊髓神经是刺激强度所到达的点，刺激和反应便可以在阴极示波器的屏幕上反应出来。在到达稳定之前反应大小随刺激强度增加而增加，稳定之后既使刺激强度进一步加大，反应也不随着加大。这要涉及到有关超大反应，虽然这术语是误用(因为是刺激而不是反应，而且是超大的)，但是反应是不能随最大刺激而变化，这一点是明确的。所有对神经刺激产生反应的纤维都将是如此。例如，对运动性NCS所记录的反应是CMAP；对感觉性NCS所记录的反应是感觉神经动作电位(SNAP)；而对混峰值合性NCS所记录的反应是混合神经动作电位(MNAP)。
2.4　神经传导测试的分析内容
　　所引起的反应有数个成分可被记录，但是只有两个成分，即末梢神经的振幅和末梢神经/峰值的潜伏期。其余记录成分，如总是被报道的向心端潜伏期，其通常用于计算传导速度(CA)。至于其它的，如向心端的振幅和反应持续时间只有在不正常时才被提及。
　　振幅是反应的高度，其测量是从负极顶点到基线或者到正极的顶点。对运动性NCS用毫伏(mV)来表示，对感觉性和运动性NCS用微伏(μV)来表示。振幅的产生总是在神经接受刺激后，而且只有在两点上给予神经以刺激，这样，向心端的振幅和离心端的振幅才能被记录到。
　　反应的潜伏期是给予刺激后两点间距离传导所逝去的时间，测量从人为电刺激(在阴极射线示波器上可见插入在基线上)到反应发生的出现或者到负极峰的出现。对所有运动性NCS和对许多感觉性NCS，沿着传导最快的终末神经纤维的传导率是由测量从最末梢的刺激位置(如最靠近记录点的位置)的刺激给予开始到反应的出现，这两者之间神经传导所逝去的时间所决定。这一记录结果就是末梢潜伏期。然而，具有许多感觉性的NCS，其反应的发生要精确地确定是有一定困难的，因为要确定的是峰值潜伏期，而不是末梢潜伏期。在这些例子中，刺激发生和所反应的负极峰电位之间这一用毫秒(ms)表示的传导时间是测定的因素。显然，对大多数传导纤维的传导率是由此方法测定的，而不是最快的传导纤维。如果运动性或感觉性神经在两点被刺激，那么，向心端的潜伏期也由此测定。常常用向心端和离心端刺激点之间的厘米(cm)距离(在表皮用带尺或弯角规测量)来测定计算传导速度(CA)，然后用毫秒为单位区分在向心端和离心端潜伏期的不同来区分这一距离。这一传导速度(CA)的结果用每秒米(m/s)来报道。
　　起初用末梢/峰值的潜伏期毫秒数作为沿神经末梢段的传导速率进行报道被认为是似乎并不必要地复杂化，而沿向心神经的某些段到末梢刺激点用毫秒单位作为神经传导的传导率是可以的。对此有两个重要的原因，首先，两个解剖点(如肘和手腕之间)传导速度转变成一CV，它允许所得到的是某一神经的传导率直接与其它神经的传导率相比较，而忽略它所测定的跨越的实际距离。那么，职业篮球运动员和一个年幼的孩子都沿前臂正中段和尺神经，他们彼此可以直接相互比较计算，即使前臂长度显著不同。对每一个体手臂的长度和每一个体的年龄只有获得他们的一系列正常值(一项很艰苦的任务)，才有向心端潜伏期获得，否则是不可能的。其次，当转变后的CV(通过用末梢/峰值的潜伏期区分阴极和有效记录电极的距离)沿着神经终末段获得的末梢/峰值的潜伏期总是比沿着更向心端段同一神经的CV更慢，对此一个原因是末梢神经纤维更细，髓鞘更薄，因而传导率更慢。另外，对感觉性神经，末梢的潜伏期还包括神经肌肉转换和肌纤维激活所消耗的时间。虽然反应的毫秒时间只有在非正常延长、产生分散的反应时才被报道，但是反应间期总是存在。大多数常用的EMG描记的是反应的面积，而这面积实际上比只用振幅能更好显示神经纤维对刺激产生反应的数量。
　　总之，对感觉性NCS，神经通常只在一点(即末梢的位置)被刺激。结果只有末梢部的振幅和末梢部的或峰值的潜伏期被报道。对运动性NCS偶尔也对感觉性NCS沿着神经走向在两点(有时会更多的点)接受刺激，以至于获得末梢部和向心部的振幅，还有末梢部和向心部的潜伏期。从特征上来讲，两个潜伏期的测量以前用于计算某一传导速度。对混合性NCS，当记录时只在更向心端的那一点给予刺激(见后面的讨论)。关于运动性NCS获得的不同数据，假如要计算的话，最可靠的记录结果是末梢部的振幅、向心部的振幅(如果专门要区分末梢部的话)、末梢的潜伏期和神经传导速度(CA)。
3　运动性神经传导的研究
　　运动性NCS是首先被研究的，部分原因是技术上的。不象感觉性和混合性NCS，运动性NCS是在所测量的运动神经刺激的终点上直接研究，是CAMP，而不是神经动作电位。每根神经纤维控制肌纤维的数量不同，在四肢范围从控制350根手部内源性肌纤维到控制1，900根以上大腿部腓肠肌肌纤维，其结果是单根神经纤维的激活导致许多在其附近的许多肌纤维同时激活。当SNAP和MNAP以微伏单位测量时，这一扩散效应使得CAMP以毫伏为单位来测定。这也可以解释为什么电子诊断学早期运动性NCS的发展和使用要先于感觉性NCS，就是它们产生大得多的反应，因而对仪器要求就少些苛刻。
　　运动性NCS就其功能来说，肌纤维受神经支配的每一点必须是敏感的，神经本身其支配点也同样应该敏感。假如要测量某一传导速度，那么，神经必须对沿着其走向放置的两点或更多点的外部刺激敏感。周围神经总是更表浅，因而在关节部位更敏感。正因为如此，标准上表皮NCS，正中的和尺骨的NCS，当刺激肘合适部位神经获得向心端振幅和潜伏期，并且获得在腕部的离心端振幅和潜伏期时，这是由记录整个内源性手部肌纤维(侧面各自手或足隆起的肌肉和小鱼际肌隆起的肌肉)确定的。同样，标准下肢NCS，胫骨侧部和后部的NCS，是由刺激在踝部和膝后部窝处适宜的神经，记录从内源性足部肌肉(分开的股二头伸肌和外展的脚拇趾肌)的功能状态。
　　如果需要的话，另外一些运动性神经也可进行研究。例如，上肢尺骨的运动性NCS，可以记录手(如骨间起始处)的拇指侧受尺神经支配的肌肉或受尺神经支配的前臂肌肉而研究其功能状态。同样，用记录前臂不同的伸肌功能状态确定桡骨运动性NCS，记录肘以上部各自的二头肌和三头肌以确定肌皮和腋窝运动性NCS。此外，对大多数上肢运动性NCS，可沿着肘部以下异常节段快速刺激神经也能够较好地检测传导性。
　　对下肢运动性NCS，在踝关节和膝关节之间的中部，大腿的前表面得到小腿侧结果。胫骨部的结果可以从大腿后表面腓肠肌/足部肌肉(后者通常作为H反应的一个内容，随后被讨论的反应之一)获得。另外，记录大腿前侧表面的股四头肌，刺激腹股沟韧带处的大腿神经可获得大腿的运动性NCS。
4　感觉性神经传导的研究
　　从发生点更向心端或离心端位置即感觉性NCS的终点记录一SNAP就可直接研究感觉性NCS。因为这些反应只是CMAP内容的一部分，虽然1958年就首次应用于临床，但直到70年代对EMG仪器的关注显著增加之后，感觉性NCS才成为许多实验室的标准。
　　感觉性NCS可经过后叙方法被检测：1)对一纯感觉性神经刺激和记录；2)刺激混合性神经，而记录来自感觉的神经(反向传导技术)；3)刺激离心端的混合性神经纤维，而记录混合神经一部分的更向心端的纤维(顺向传导技术)。
　　上肢感觉性NCS的标准是正中神经和尺神经的结果。这两感觉性NCS，可用顺向传导技术和逆向传导技术测试。用顺向传导的方法环状电极刺激食指(或有时其它受正中神经支配的手指)神经，记录是在腕关节以上(混合的)正中神经，可获得正中神经的SNAP。用刺激小手指的指神经，记录手腕(混合的)尺神经所支配区，可顺向传导地获得SNAP。对刺激和记录用转换其位置逆向神经传导方式检测这些数据的两种。
　　虽然感觉性神经通常不传导离心方向的神经电脉冲，但是神经纤维本身却很象电缆在两个方向上能自由地传导。有几条技术原因说明，感觉性NCS逆向甚至比顺向更有助于传导，包括疼痛更少，由于神经纤维和记录电极之间插入进组织不多，所以，反应出的振幅较高。还有其它几个上肢感觉性NCS能被检测，包括桡骨的感觉性NCS，记录是在拇指底部，各种NCS都能评价前臂感觉性神经(侧面的、正中的和前臂后侧皮肤NCS)。下肢感觉性NCS标准是腓侧性的，记录点放在分布于侧踝附近的腓神经表面，而刺激点放在更向心些，通常是固定的14 cm的距离。来自共同的小腿侧和大腿神经的表皮小腿侧感觉性神经和隐静脉神经的NCS也都可独自获得。
　　感觉性NCS主要优势之一，是他们的反应比运动性NCS反应(许多PNS的异常)更敏感。例如，当神经纤维损伤程序仅仅使运动性NCS还停留在正常范围，而感觉性NCS就显示异常。感觉性NCS主要劣势在于对老化、小外伤和其它因素的宿主，这些原因会造成感觉性NCS敏感性远低于运动性NCS。因此，许多超过60岁的正常人常常是两侧引起下肢感觉性反应。同样，那些做过静脉剥脱术或明显肥胖的患者因为技术原因，感觉性NCS的反应是不合适的。
5　混合性神经传导的研究
　　用刺激混合神经在其走向上的某一点，记录点在某些其它的点上，可用来研究神经传导。由于既能激活运动性神经纤维又能激活感觉性神经纤维，这就产生了MNAP。因每一纤维类型引起的差异随着从一神经到另一神经改变而改变。为达到避免肌肉激活所带来的人为干扰，混合性NCS的刺激点于末梢记录点于更中枢位(例如刺激点在手腕的正中神经而记录点在付以上部位)有特征地被检测到。因此原因混合性NCS对个大肥胖患者难以检测，在他们的记录位点，神经和记录电极之间所要插入的组织要多。肌肉神经电探测实验只能相对少数几个混合性NCS被检测。
6　正常幅度的变化
　　值得注意的是，NCS—运动性、感觉性和混合性必须与某些正常幅度相比较。同样，每一个实验对每一个NCS方法都有其自己的正常幅度标准。婴儿和小孩的传导率相当慢，而成人的振幅和传导率随着年龄会下降，所以幅度肯定与年龄变化有关。例如Cleveland临床EMG实验室在每10岁一周期的基础上收集齐了一套NCS。然而对一特殊的NCS最敏感正常电压是检测相同的在对侧肢体(肯定它是正常)相对应的神经获得的。受影响侧的振幅有超过50%的下降被认为不正常，即使它相对实验室电压在正常范围内。
7　特殊的研究
　　除了基础的NCS和NEE，还有一些其它的方法在EMG实验室进行测试。以非正常名义分出的一组即特殊研究。NCS的变化占大多数，包括后反应(F波和H反应)、反复刺激研究、眨眼反射和单纤维EMG研究等。与电诊断测试的两个基本内容相比较，大多数仅仅是相当有限的应用，只有后反应和眨眼反射在文章中被讨论。
7.1　后反应
　　后反应是由两个彼此独立方法，H反应和F波，它们有些类似于在肌肉动作电位潜伏期之前神经脉冲达到脊神经核和后根所记录的结果。
7.1.1　H反应
　　只有记录受胫神经支配的小腿肌肉组腓肠肌/比目鱼肌，刺激胫骨在窝的神经才能诱发相关的H反应。在腘窝处朝向神经干(而不是标准NCS测试的相反情况)用阴极点刺激神经时，由于大的感觉神经纤维阈值最低，所以，神经脉冲首先开始。因为NCS的建立并不是为记录而设计，这样，末梢而来的感觉神经脉冲未发现。然而，那些沿着感觉纤维向心传导的感觉神经脉冲达到脊神经束S1节段，而这S1又有运动纤维。随后脉冲回/下传到S1/胫神经运动纤维激活一些腓肠肌和比目鱼肌的肌纤维。这一激活作为初始H反应被记录。随着刺激的增加，感觉纤维越来越多地被激活，记录的H反应振幅也越来越增加。最终到达被刺激直接激活运动神经纤维位置的某一点，接着，两个反应开始出现在屏幕上，一个是所知M反应的短潜伏期(约10 ms)或因运动神经引起直接的肌肉反应，另一个是潜伏期长得多(约30 ms)的所显示出H反应。随着刺激强度进一步加大，沿着感觉纤维顺向传导的神经脉冲和沿着运动纤维逆向传导神经脉冲在某些向心端点发生碰撞，所以M反应持续上升，而H反应变小。既然神经脉冲在所描记曲线中存在有绝对不应期，那么，两个神经脉冲在碰撞位置便停止。一个H反应，就如同下颚激发反射反应类似于用反射锤轻敲击Achilles腱引起踝痉挛一样，就其实际目的H反射的主要价值仅在于诊断综合性多神经病和腰骶脊髓神经根病。
7.1.2　F波
　　与H反应明显相对照的F波能诱发上肢或下肢获得。运动神经的超大刺激可得到双向传导的动作电位。那些沿着神经传向末梢的CAMP或M反应要稍后几毫秒。那些沿着运动神经纤维向心传导脉冲有时到达脊神经束的神经细胞体，在那里进行回传并产生另一动作电位，被称为循环放电，其随后离心下传到肌肉。在刺激后20～50 ms出现(取决于神经研究和记录位置)的小运动反应涉及到F波。因为只有运动神经纤维与此相关，所以F波不是反射。另外，超大刺激只有约10%引起F波，而且随后的F波通常不是同一纤维激活的结果。这里F波不象H反应，典型的组成是某种程度上及时的一系列小的潜伏性且分散性的波。理论上F波应该是真正的运动神经非常向心节段可行的NCS检测值代表。尽管如此，由于种种原因，大多数肌电图描记者发现F波价值相当有限。显得太普通或多余，如果有异常状态，标准电诊断检测的一些其它方法将会早早提供全部所需要的信息。
7.2　神经传导研究内容的误区
　　正如前面所述，NCS检测表面上简单，实际被无数问题和潜在错误充斥——解剖的、技术的、步骤的和interpretive——这些都可轻易地阻碍实现测试精确和可重复的目的，而这是真实的NCS。
7.2.1　神经畸形
　　有相当数量正常人的上肢和下肢(前臂正中神经到尺神经的传导、辅助的小腿侧神经)神经畸形，如果未被察觉会引起令人混淆的NCS结果。
7.2.2　四肢温度变化
　　四肢温度稍微改变能导致NCS结果本质上的改变。主要原因是非意识四肢降温将导致CMAP和SNAP振幅上升，潜伏期延长，传导速度变慢。正因如此，许多患者被报道为局灶性或全身性神经损伤，而实际上是四肢发凉。
7.2.3　患者年龄
　　NCS检测结果，老年与青少年，青壮年和中年非常不同。婴幼儿由于髓鞘相当薄其神经传导值看上去只有成人的一半，这些值直到3～4岁才能到达成人范围内。同样，中老年人感觉性NCS反应和H反应常常在下肢检测不出来，而测得的NCS反应振幅一般较低，传导率也较低。
7.3　神经传导研究在技术方面的误区
7.3.1　标准的缺乏
　　作为任何的临床值的NCS必须要有标准，以至于结果可重复，也能与正常值比较。对每一NCS测试刺激和记录位置从一肢体到另一肢体必须一致，设置的距离必须测量准确，等等。许多EMG实验室缺乏这种标准。
7.3.2　电极放置错误
　　忽视记录电极放置将不可能贴在测量的运动点(对运动性NCS)或直接在神经上(对感觉性NCS)。所得结果可使振幅假减低，有时速度假变慢。如果电极没牢固地贴在皮肤上，甚至全部结果都有伪差。另外，如果导电膏用得过多，两电极间就会建立起盐桥，影响所要记录的反应。最后，如果有效和参考电极被调换，那么，记录的是与正常结果刚好成镜象波形，假如未觉察那会带来相当大的混乱。
7.3.3　刺激电极放置不正确
　　如果刺激电极在运动神经上距离放置错误，那么，在此局部的其它神经无意会受刺激，或许得到CMAP，靠强度传导到记录电极而引起混淆。如果刺激电极(阳极和阴极)上导电膏涂抹太多会引起盐桥在电极间形成，引起电流的短路，甚至很大的刺激强度也无法刺激神经。假如阴极和阳极被无意调换，反应的潜伏期会延长(因为在阴极和阳极之间神经脉冲会传向另外神经节段)，有时会降低振幅(因为部分阳极阻断)。超大神经刺激会引起振幅假降低和有
