神经源性下尿路功能障碍的神经电生理检查 | 神经源性下尿路功能障碍专栏 014

神经源性下尿路功能障碍的神经电生理检查

神经电生理学用于研究盆底和会阴的神经肌肉病变已经有60余年的历史，与四肢或躯干的神经电生理学检查相比，盆底的神经电生理学检查由于盆腔神经解剖学的特殊性而受到一定程度的限制。尿动力学和肛肠动力学检查虽然可以明确盆腔器官的病理生理变化，但却不能检测出盆腔器官神经系统的支配情况。盆底神经电生理学检测可为盆底器官的病理学诊断提供依据。

神经电生理主要指人体周围神经、中枢神经及肌肉的相关生物电位检查。传统意义上的神经电生理包括：肌电图、神经电图和诱发电位。

盆底神经电生理检查根据功能可以分为：

① 躯体运动系统检查：包括肌电图（EMG）、终末运动神经元潜伏期测定、躯体运动诱发电位（moter evoked potential , MEP）

②感觉系统检查：包括感觉神经病变、躯体感觉诱发电位（somatosensory evoked potentials, SEP）；

③反射弧完整性测定：主要指阴茎/阴蒂-球海绵体反射；

④交感/副交感自主神经系统功能测定：包括交感皮肤反应（sympathetic skin response, SSR）、膀胱肌电图等。

一、肌电图检查

盆底及尿道外括约肌的肌电活动反映了尿道外括约肌的功能状态。会阴和盆底的肌电图测定能为临床医师提供有关膀胱和尿道功能的重要信息。

（一）肌电图的电生理学基础

肌肉运动功能的基本单位称为运动单位，包括脊髓前角细胞、神经轴突、神经肌肉连接和由这些神经纤维支配的肌纤维。前角细胞去极化后产生神经动作电位，沿神经轴突传递到运动单位，激活运动单位而产生肌纤维的收缩。动作电位到达神经肌肉接头导致乙酰胆碱释放，乙酰胆碱使肌纤维上的运动终板去极化，去极化电流沿肌纤维传播形成运动单位电位。肌电图所测定的电流就是在肌纤维上传导的运动单位电流。

运动单位的任何一部分出现病变都可以导致肌电图的异常。神经病变影响脊髓前角细胞、轴突均可出现异常肌电图信号。肌肉去极化可以产生微电位，通过肌电图可以捕获这些微电位信号，并记录和分析其变化。临床可以采用插入肌肉内部的针状电极，也可以使用与皮肤或粘膜贴附的表面电极。表面电极容易放置，具有无创性等优点，但不能测定运动电位，而且收集到的是表面电极放置区域的所有肌肉电信号的总和，表面电极不能测定单一肌肉的肌电活动。

原则上肌电图描记能明确两方面的情况：①肌纤维本身的疾病（肌源性改变）；②肌肉神经支配的变化（神经源性改变）。肌源性改变可能起因于肌肉疾病，也可能来源于直接损伤（如阴道分娩过程中肛门括约肌的撕裂）；神经源性改变可以源于任何水平的支配肛门外括约肌的下运动神经损伤，包括运动神经元、运动神经元延伸的神经、自骶神经根到达外括约肌的小分支。

（二）肌电图的电极

肌电图检查时，电极的选择应考虑多种因素。需要了解逼尿肌括约肌协调性时，可以选择表面电极。需要了解肌肉的神经分布情况时应选择针状电极，针状电极更为准确。对于儿童和活动不便的老人，最好选用表面电极。

表面电极所测定的肌电活动为测定区肌电活动的平均信号，而针状电极所测定范围仅在针尖周围的0.5mm2左右，因此可以测定少数甚至单个运动电位的肌电活动。

常用的表面电极包括皮肤电极、肛塞电极、阴道表面电极、尿道表面电极等种类。

①皮肤表面贴片电极：可以记录贴附部位皮肤所覆盖区横纹肌的所有肌电活动。电极具有无创性，适合儿童肌电图检查。常用于尿动力学检查时肛门括约肌肌电图的测定。

②肛塞表面电极：常用的是海绵制成的活塞，电极贴附于肛塞表面，置入肛门后使电极贴附于肛门内粘膜表面，可以测定肛门周围横纹肌的肌电活动。

③阴道表面电极：活塞状电极，置入阴道内，透过阴道粘膜测定盆底肌肉的肌电活动。

④尿道表面电极：通过固定在尿管上的电极组成，目的是测定尿道横纹肌的肌电活动，但临床上很难除外其它盆底横纹肌的影响，电极记录到的常是盆底肌肉的肌电活动。

针状电极可以评估单个运动单位功能的完整性。但针状电极的操作需要一定经验和熟练的技术，有疼痛感，肌肉取样误差也会影响临床判断。单个运动电位的异常不能完全代表整块肌肉的功能。常规针状电极需要测定多个不同部位的运动单位才能反映整块肌肉的功能。针状电极的电位幅度取决于电极尖部的形状和大小，针状电极能准确记录肌电信号，但检查时患者的活动明显受限，因此针状电极不便于尿动力学检查。

常用的针状电极有两种类型，即单极电极和同心圆电极。

①单极电极：由一细小的导电针组成，置于所测定肌肉的皮肤表面，单极电极针尖面积小，能准确记录运动电位的肌电活动。

②同心圆电极：电极内部有一单一的导丝记录肌电活动，针壳就作为参考电极。同心圆针电极记录表面积大于单级电极，但因不需另外放置参考电极，使用起来更为方便。

（三）电极放置技术

1. 表面电极放置技术

① 皮肤贴片电极：贴片上的粘附棉可以增加导电功能，使用皮肤贴片电极前应先备皮，并用酒精擦洗局部皮肤，减少表面导电阻力。

② 肛塞电极：电极插入后需要适当固定，尤其是肛门括约肌松弛的患者，以防止电极脱出。同时在插入过程中应观察肌电活动，捕获满意的肌电信号。

③ 阴道电极：用阴道窥器在直视下将电极置入阴道，记录相应的肌电信号。

④ 尿道内电极：环形电极包裹在尿道远端，置入方式与插入尿管方法一致，充气后固定尿管，将气囊卡在膀胱颈，此时环形电极的位置在尿道括约肌部位。

2. 针状电极放置技术

针状电极一般临床上男性常选用海绵体肌，女性会选用会阴部肌肉进行测定。因为这些肌肉位置表浅检查方便，也有足够的肌肉厚度以保证得到满意的肌电图像。

（四）检查方法

进行肌电图检查前应向患者介绍检查的步骤和方法，消除患者紧张和焦虑，取得病人的配合，顺利完成检查。患者检查姿势舒服，放松，保持检查室内温暖。患者取仰卧位，外展双腿。

对于男性患者，操作者将手指压在尿道球部，找到尿道球海绵体肌的位置，将针电极经皮肤穿入球海绵体肌，一般不需要局麻，患者可以耐受，无明显不适感。根据肌电图信号和声音调整针电极的位置和方向。

女性患者进行肛门括约肌检查所测定肌肉主要是肛门浅层括约肌。先暴露肛门，在皮肤粘膜交界处穿入，也可以从侧面穿入，根据肌电活动信号判断位置。

（五）常见信号类型及其意义

  1. 插入电位

正常肌肉电极插入时会出现一串高频放电现象，称为插入电位，一般持续数百毫秒。如果类似于插入电位的肌电信号持续存在，常提示可能存在去神经病变或肌病。若电极位于运动终板附近，可以记录到放电不规律、短小、持续约3ms左右的电位，此时应移动针尖，调整记录部位。肌电记录首先观察静止状态下的肌电表现，正常横纹肌静止状态下表现为肌电活动处于静息状态，但尿道横纹肌与其它部位的横纹肌不同，在静息状态下会阴部的横纹肌肌电信号具有低水平的肌电活动表现，运动单位电压在100～500微伏，放电频率小于10次/s。

2. 纤颤电位

纤颤电位由一连串很低的运动单位电位组成，振幅在50～200微伏之间，持续间期在1～5ms。纤颤电位可能与肌肉完全去神经化有关，这可能由于去神经后产生的对乙酰胆碱超敏状态所致。但纤颤电位也可见于肌原性疾病或肌肉萎缩。去神经的肌肉也可以观察到正向尖波，这种双相电位带有明显向下的波形反折，之后有较长的负波间期，波形的产生机制尚不清楚。

3. 双相或三相波形的动作电位

肌肉收缩时正常肌电图常表现为双相或三相波形的动作电位。如观察到的波形较大，期间明显延长的电位，常提示有神经再分布。神经损伤后，其它运动电位的神经纤维向受损部位生长，对受损运动电位进行再分布，结果使相同神经纤维所支配的运动电位数目明显增多，导致多相电位现象。神经损伤的肌电图诊断主要依靠是否出现具有特征性的多相电位。有时正常肌肉也会出现多相电位，若多相电位数超过总电位数的15%以上，就支持神经系统受损的判断。

（六）尿动力检查中的肌电图描记

尿动力检查中对盆底肌和肛门括约肌进行肌电图检查，包括两个不同的目的：

①在尿动力学试验中，应用肌电图检查膀胱充盈或排空期的尿道括约肌活动情况；

②在神经电生理学试验中，应用肌电图评估肌肉的神经支配的完整性。

检查电极可选择皮肤表面电极、肛门电极、带导管的环形电极、阴道电极。皮肤表面电极为一次性粘附电极，可用于会阴皮肤，放置电极之前应先用酒精清洁局部皮肤，待干燥后将电极片粘贴在皮肤上。肛门电极直接插入肛门内。带导管的环形电极由缠绕在细圆柱体上的两根铂丝组成，细圆柱体安装在Foley尿管上，记录点放置到括约肌附近，这种装置既可以用于记录肌电活动，也可用于骶反射检测、皮层诱发电位检测时作为刺激电极。阴道电极一般为一次性电极，由一对装在有柔韧性乙烯泡沫上的氯化银电极组成，插入阴道后使电极点紧靠尿道括约肌附近。

膀胱测压过程中进行肌电图检查，尤其应用于有排尿期症状的患者（尿流缓慢、尿流中断、尿等待、腹压排尿）。逼尿肌括约肌协同失调是指逼尿肌收缩同时伴有尿道和/或尿道周围横纹肌收缩。逼尿肌括约肌协同失调多发生于骶上神经损伤患者。

  应用同心圆针电极有助于精确判断尿道和肛门括约肌的功能状态。男性患者应用同心圆针电极检查尿道外括约肌肌电图时，患者取侧卧、屈膝位，在会阴中线进针，经过直肠指诊引导电极至前列腺尖。女性患者一般取仰卧截石位，进针前最好在尿道及周围区域进行局麻，经尿道口外侧1～2cm处进针，同时监听肌电活动信号。检测肛门括约肌肌电图时，患者可以取左侧卧位，于肛门皮肤粘膜交界处外侧大约1cm处插入同心圆针电极，根据肌电活动的反应调整针状电极位置。

同心圆针电极包括一个通过钢套管插入、位于中央的绝缘铂金属丝，尖端有一椭圆形区域，可以记录附近约20条肌纤维的活动，运动单位的数量记录依赖于包括肌肉束在内运动单位的局部排列和肌肉收缩的水平。同心圆针电极通常使用放大滤波设置5Hz～10kHz，需要确定测量的运动单位电位参数。正常肌肉内，针状电极移动可以引出一个短时脉冲“插入活动”，这是由于机械刺激易兴奋的细胞膜。这个波在每个分区增益调整50μV时可以记录（扫描速度5～10ms/分区），这个条件也用于记录自发活动。如果针状电极插入位置恰当，但插入后活动却消失，常常意味检查肌肉完全性去神经萎缩。

肛门和尿道括约肌的运动单位电位，比骨骼肌（横纹肌）的要小，肛门括约肌比其临近的肛提肌纤维要小。将针状电极插入括约肌时，可以见到电活动爆发，然后，爆发活动逐渐消失，代之以持续的干扰电活动，这些肌肉具有Ⅰ型纤维，因此有持续的活动，其运动单位一直呈持续性发放，甚至在睡眠和浅麻醉时也有这种持续性发放。

检查括约肌运动单位时应测量其波幅和时限。波幅的测量意义在于，病理性的大波幅运动单位可以反映慢性神经再支配。一般情况下，时限也是有价值的参数，时限这一指标与针状电极的放置位置关系不大。在不同的研究中，括约肌的运动单位电位时限差异较大，多种因素可以影响时限的测量，包括：放大器的滤波器设置、测量时所用的增益条件、在识别运动单位电位起始和终止的标准。

图1  49岁老年男性尿失禁，诊断为多系统萎缩。同心圆针极肌电图记录右侧球海绵体肌：显示病理的自发性活动（爆发的正相尖波）

图2  一位43岁女性患者提肛肌同心圆针电极肌电图，a为患者完全放松静息状态时的运动单位肌电图，b为咳嗽时的募集运动电位肌电图，c为随意活动时的募集运动电位肌电图

二、阴部神经体感诱发电位测定

（一）定义

诱发电位指对神经系统某一特定部位给予刺激，兴奋沿相应的神经通路向中枢或外周传导，在传导过程中产生不断组合传递的电位变化，大脑对刺激进行信息加工，在中枢神经系统适当部位可以检测出与刺激有固定时间间隔和特定位相的生物学反应，借助电脑对重复刺激的信号进行叠加处理，并将其放大加以描记，对波形、主波的潜伏期、波峰间期和波幅等进行分析，能够反映出不同部位的神经功能状态。

阴部神经体感诱发电位(PSEP,Pudendal Somatosensory Evoked Potential)：是电刺激阴茎/阴蒂背神经在皮层记录到的体感诱发电位。表示神经冲动从阴部神经刺激点到大脑皮层通过感觉轴索传导的时间。根据国际脑电图学会的规则，将向上的波定义为负波（Negative，简称为N）, 将向下的波定义为正波（Positive，简称为P）。

阴部神经诱发电位可以检测脉冲刺激通过阴茎背神经、阴部神经沿脊髓传导至大脑皮层的速度，从阴部神经刺激点到大脑皮层整个传导通路上任何一点存在损害，都可以导致P波波峰潜伏期、波幅的变化。

（二）临床应用

推荐应用于因脊髓损伤、糖尿病、多发性硬化等疾病导致的神经源性膀胱患者，用于判断从阴部神经刺激点→阴茎/阴蒂背神经→阴部神经→脊髓→大脑皮层整个传导通路的完整性。

（三）检查方法

患者仰卧位并放松，将两个环状电极缚于阴茎/阴蒂上，阴极置于阳极近端2cm，按国际脑电图学会10-20系统规则，将记录电极放在头部中线Cz点后方2 cm，参考电极放在Fz点，电刺激阴茎背神经，刺激强度为感觉阈值的2～4倍，刺激频率3Hz，叠加200次，重复1次。观察第1个正向P波是否消失，并测量P波峰潜伏期、波幅及其分化情况。目前国内外健康人群PSEP潜伏期尚无统一标准，以2～4倍感觉阈值的刺激强度刺激阴茎/阴蒂背神经，健康人群第1个正向P波潜伏期平均为41±2.3 ms，随后的负项波出现在平均55 ms，由于负项波的波幅和潜伏期个体差异较大，目前不推荐应用负向波的波幅和潜伏期作为诊断指标。

（四）常见异常阴部神经诱发电位的意义

1. 潜伏期异常：神经完全损伤时，诱发电位一般表现为一条直线或有少许干扰波。神经部分损伤时，诱发电位可出现程度不同的波形改变、振幅降低、潜伏期延长或传导速度减慢，据此可判断有无神经损伤及损伤轻重。

2. 波幅异常：神经诱发电位是生理性的检查，在正常人群波幅也存在较大变异，波幅的消失为异常，但单纯波幅降低意义不大。

3. 波形异常：包括波形离散、波形畸变或不能清晰测得（分化不良、重复性差），轻度波形离散，系疾病早期表现，较为重要，但目前难以定量。

三、骶反射检查

（一）定义

广义的骶反射检查指用电生理学方法记录泌尿-生殖-肛门区域的盆底/会阴部肌肉对刺激的反应，它包括球海绵体肌反射和肛门反射，球海绵体肌反射和肛门反射的反射弧传入、传出纤维都位于阴部神经中。

球海绵体肌反射：指用电极刺激阴茎/蒂背神经皮肤，神经冲动沿阴部神经传入纤维到达骶髓同侧的后角细胞，经过中枢神经整合后，神经冲动再沿阴部神经传出纤维到达球海绵体肌，可以记录到球海绵体肌的收缩。同时也可以记录到尿道括约肌、肛门括约肌及盆底肌的反射性收缩，它反映了骶髓阴部神经反射弧的完整性。适应症主要用于下运动神经元损伤患者S2～S4阴部神经反射弧完整性的评估、合并圆锥/马尾损伤的尿失禁患者下尿路排尿反射弧完整性的评估、神经源性膀胱患者下尿路排尿反射弧完整性的评估、协助脊髓损伤后逼尿肌-括约肌协同失调的诊断。 

肛门括约肌反射：指刺激肛门粘膜或皮肤诱发肛门括约肌的反射性收缩。电刺激肛门周围皮肤，可以记录到不同潜伏期的反应。潜伏期在50ms的晚期部分为多突触反射的表现，短于15ms的早期部分可能是直接刺激导致。

（二）检查方法

检查时患者仰卧位并放松，将刺激电极置于阴茎/阴蒂上，参考电极和接地电极分别置于两侧大腿中上1/3交界处皮肤表面。将同心圆针电极/表面电极分别插入/贴敷肛门外括约肌，男性还可应用表面电极贴在球海绵体肌皮肤上以记录该肌肉的反应。电刺激阴茎/阴蒂背神经，刺激持续时间0.2 ms，刺激强度为感觉阈的4～6倍，刺激频率3Hz。观测球海绵体肌/肛门外括约肌在放松时的电位变化，包括潜伏期、感觉阈、反射阈和波形的变化。鉴于神经系统经常存在单侧病变或非对称性损伤，推荐测量双侧球海绵体肌/肛门外括约肌反射以增加判断的准确性。

图3   球海绵体肌反射检查模式图，刺激电极置于阴茎上，同心圆针电极插入肛门外括约肌

（三）检查结果及其意义

神经冲动在阴部神经纤维的传导速度、神经冲动通过神经-肌肉接头的速度、中枢神经的神经元之间神经冲动传导速度都可以影响球海绵体肌反射的潜伏期和波幅。刺激阴茎/阴蒂背神经皮肤得到的骶反射图形经常由两部分组成：第一部分即通常意义上的球海绵体肌反射（BCR），电刺激阴茎/阴蒂背神经皮肤测量到的健康人群第1个正向波P1潜伏期的平均值为31～38.5 ms，平均33 ms；第二部分类似于通过刺激肛门周围皮肤或后尿道得到的骶反射图形。第二部分由于准确性较差，目前不推荐应用于临床诊断。BCR潜伏期以波形离开基线开始计算，健康个体左右两侧BCR潜伏期无显著性差异，双侧BCR潜伏期的差值应小于3 ms。目前国内外健康人群BCR潜伏期尚无统一标准，一般所测BCR潜伏期超过均值+2.5～3倍标准差或波形未引出为异常。球海绵体肌反射潜伏期在正常范围并不能排除骶髓反射弧轴突存在损伤。脊髓栓系综合征和骶髓上脊髓损伤患者的BCR潜伏期经常缩短。

四、阴部神经传导速率

阴部神经运动终末潜伏期（PNTML）是评价阴部神经运动传导速率的唯一方法。是指从运动神经受到刺激的瞬间，到第一个可测量的、肌肉反应出现的时间。这一数值可以反映支配该肌肉传导最快的运动纤维的传导速度，因此，对于肌肉失去神经的情况，运动潜伏期不是一个很好的指标。如果刺激点与肌肉间的神经发生脱髓鞘病变，远端或末端运动潜伏期将延长。

通过特殊的St Mark's双极刺激电极检查时固定于指端，记录肛门外括约肌收缩反应的记录电极置于指根上方3cm处。将绑有双极刺激电极的食指插入直肠触及左右坐骨棘刺激阴部神经，该处即阴部神经穿过坐骨大切迹离开骨盆的部位。将刺激电极紧贴左侧坐骨棘，可感觉到肛门外括约肌收缩。手指下压，使两个刺激电极均接触阴部神经，沿骨盆壁缓慢移动检查手指，注意观察肛门外括约肌最大收缩反应。记录刺激开始至肛门外括约肌产生收缩反应的潜伏期。

阴部神经终末运动潜伏期（PNTML）是阴部神经接受刺激开始至肛门外括约肌开始收缩的时间。PNTML正常值为2.0±0.2毫秒，左侧与右侧阴部神经运动终末潜伏期可以略差别，但只与平均值稍有不同。

阴部神经纤维的传导速率和肛门外括约肌的功能都可以影响阴部神经运动终末潜伏期，阴部神经运动终末潜伏期延长代表阴部神经受损，阴部神经运动终末潜伏期异常亦不代表肛门外括约肌功能异常，但阴部神经运动终末潜伏期正常并不能排除无阴部神经损伤。特发性便秘患者及会阴部下降患者，常有阴部神经运动终末潜伏期延长。定量研究神经损伤时，则需进行单纤维肌电图描记。