一、诱发电位的定义和分类
在生理学上,把有意识的刺激感觉器官、感觉神经、感觉通路上的任何一点,而在中枢神经系统的任何部位所产生的可测出的电位变化,叫做诱发电位。同时,把电刺激脊髓前根和大脑皮层所产生的脊髓和脑的电位变化以及肢体随意运动时所引起的大脑皮层的电位变化,也称诱发电位。根据刺激的方法,可把诱发电位分为以下几类:
1、躯体感觉诱发电位:简称体感诱发电位(SEPs)。一般是指用电脉冲刺激神经干或神经末稍所引起的神经系统不同水平的―系列电位变化。
2、视觉诱发电位(VEP):VEP是指用光刺激视网膜所引起的大脑皮层的电位变化。
3、听觉诱发电位(AEP):AEP是指用短声或纯音刺激听觉感受器引起的听觉传导路和大脑皮层的电位变化。
4、事件相关电位:主要反映大脑高级功能活动的电位变化,包括P300、N400、MMN、CNV及声影匹配等。
5、运动诱发电位:指受试者的肢体上按一定要求安放记录电极,从头皮和脊髓上给予刺激所记录到的电位活动。
6、嗅觉和味觉诱发电位。
另外,还有其他分类方法。本节仅介绍前几种诱发电位,因为它们已经从实验室走出并广泛地应用于临床检查。
二、诱发电位的发现与发展
诱发电位是英国利物浦大学的生理教授RichardCaton在发现脑电波的同时发现的。Caton的发现被神经生理学家用于研究感觉生理。他们通过探测诱发电位来确定感觉机能的中枢定位、神经连接和投射关系。然而,早期诱发电位只能在实验室中从动物的脑或脊髓表面记录到,而不能用于临床。
英国学者Dawson于1947年应用照相重迭法首次从头皮上记录到肌阵挛癫痫病人的SEPs。Dawson进一步研究了从人体表面记录诱发电位的方法,并提高信噪比的电机械迭加技术,为诱发电位的记录开辟了一个新纪元。1958年美国林肯实验室Ciark设计了第一架平均反应计算机,较好地解决了从自发脑电活动中提取诱发电位的问题,使诱发电位可从体表被清楚的记录出来。电子计算机平均迭加技术的应用解决了诱发电位的记录方法问题,为研究人体诱发电位创造了必要的条件。从60年前后开始, 许多神经生理和神经病学家对诱发电位发生了极大的兴趣,他们像探讨脑电活动的内在机制一样,带着好奇心研究诱发电位与神经功能和结构的相互关系。在六十年代,对诱发电位的研究主要是分析诱发电位的波形和影响因素,探讨诱发电位与传导路的关系和起源的部位。Jewett等(1970)首先记录和研究了听觉脑干诱发电位;Halliday(1972)报告图形翻转刺激的VEP较闪光刺激的VEP有更大的实用价值;Cracco(1976)最早记录了电刺激正中神经的远场电位,Desmedt接着对这种短潜伏期SEPs进行了卓有成效的研究。七十年代初,诱发电位才开始进入临床应用阶段,并迅速发展。总之,诱发电位自问世以来,已有近百年的历史。经过长期的、大量的研究,于最近三十年,才使诱发电位从实验室过渡到临床上来。总体上看,诱发电位在临床上仍处于应用研究阶段。目前,尚无统一的检查与判断标准,并有很多问题需要进―步研究。
三、平均迭加技术原理
因为诱发电位的幅度很小,仅为脑电波幅的百分之一到十分之一,所以要把诱发电位从脑电活动中提取出来,需要利用平均迭加技术。这一技术的基本方法是,把刺激后一段时间的脑电信号放大后经模数转换器转换成数字并贮存起来,对重复刺激后的信号进行迭加和平均处理,处理结果经数模转换后,在显示器上呈现出一定的波形。这样一来,凡是与刺激呈固定时间关系的信号,经过迭加越来越清楚,而与刺激无固定关系的信号,正负电位相互抵消。诱发电位是有―定潜伏期和极性的信号,而脑电、肌电等噪信号是随机出现的。因此,经平均迭加处理后,诱发电位就被突出出来。为了提高平均处理的效果,较新的平均仪上都
加上了滤波功能,它可把过大的干扰信号排斥在外,而不让其进入平均迭加系统。
四、诱发电位的特点
刺激不同感觉系统所记录到的各种诱发电位具有一些共同的特点。归纳起来,有以下几个方面:
(1)潜伏期,诱发电位的出现与所给刺激之间有一定的时间关系。从刺激开始到电位出现的时间为初始潜伏期,从刺激开始到电位波峰的时间为峰值潜伏期。由于诱发电位的起点往往不如波峰清楚,故通常测量峰值潜伏期。潜伏期的长短与外周神经传导速度、刺激部位与记录部位间的距离、传导路上换元的次数和突触延搁的长短有关。另外,诱发电位的潜伏期还受年龄、性别、刺激强度、皮肤温度等因素的影响。因此,诱发电位的潜伏期不是一个固定的数字,而有一定的个体差异。
(2)诱发电位有正电位和负电位之分,即有极性。正性波与负性波的区分方法是,当记录电极接前置放大器的负极时,向上的波为负,向下的波为正;反之,则向上的波为正,向下的波为负。体表记录的诱发电位,波幅很小,通常在5μν以下。诱发电位波幅的变异范围比较大。不仅人与人之间可有成倍的差别,同一人两侧对应成份的波幅也可有显著的不同。波幅差别大的原因可能与刺激强度、电极阻抗、信号干扰和外周神经与皮层的兴奋性等因素有关。由于波幅的变异性太大,只根据波幅的变化难以判断诱发电位是否正常,所以在分辨诱发电位时,波幅的变化一般只作为参考。
(3)诱发电位具有一定的波形,由于不同感觉系统的结构不同,不同感觉系统的诱发电位均具有各自的特殊型式。但在同一系统中,刺激不同部位引起的诱发电位的型式除因刺激点与记录点之间距离不同而潜伏期有相应的变化外,波形的组成是相同的。由于诱发电位的波形在人与人之间具有可重复性,所以可根据诱发电位的各个波是否被记录出来,判断诱发电位的正常与否。
(4)诱发电位在头皮上具有一定的分布范围,根据诱发电位各个成份出现的早晚,可分为早成份和晚成份,早成份潜伏时短,比较固定,在头皮上的分布较为局限。通常是仅在相应的皮层感觉区记录到,移动电极位置,可看到波幅明显变小。晚成份潜伏期较长,在头皮上的分布较为广泛。当刺激一侧觉通路时,在头皮的两侧均可记录到。因诱发电位在头皮上有一定的分布范围,在记录诱发电位时应把电极放在可记录到最大波幅的部位。
(5)诱发电位具有一定的起源部位,诱发电位的各个成份是由感觉传导路和大脑皮层某个部位的电活动产生的。目前,对诱发电位某些成份的起源部位已了解比较清楚,还有一些成份的起源部位至今尚未阐明,需要进一步研究。鉴于诱发电位与神经结构有一定关系,故借助诱发电位检查,可以判断病变发生的部位。
五、诱发电位的发生机制
人体是一个容积导体。刺激感觉器官或通路上某一部位所引起的神经电活动可被传至体表而用仪器记录下来,即为诱发电位。因此,体表诱发电位实质上是
神经电活动产生的场电位,因电极在电场中的位置不同,所记录到的电位有正负和大小之分。引导电极靠近电源时,则记录到较大的正电位,靠近电穴时,则记录到较大的负电位。
一般认为,皮层诱发电位是由局部的突触后电位形成的。当刺激感觉系统的某一部位所引起的神经冲动波传至皮层时,大脑皮层深部细胞体及顶树突先后发生除极与复极,则形成了可从体表记录到的突触后电位。至于诱发电位是来自锥体细胞还是星状细胞突触后电位的问题,一般认为,锥体细胞所形成的电场是开放性的,可从体表记录到,而星状细胞形成的电场是闭合的,不能从体表记录到。因此,诱发电位可能是由锥体细胞活动产生的。
皮层下诱发电位可能有两个来源。有些电位可能是来自神经核团的突触后电位,另一些电位可能是来自突触前的神经传导束的电活动。
六 诱发电位的命名方法
较为普遍应用的一种方法是根据诱发电位的极性和潜伏期命名。用“P”表示正电位,用“N”表示负电位,把电位的峰潜伏期写在“N”或“P”的右下角。另一种方法是以电位的极性和出现的先后顺序命名,如N1、P1、N2、P3……这种方法的优点在于诱发电位成份的名称一致,便于比较;缺点是,若在这两个成份之间又出现了新成份,则不易命名。脑干听觉诱发电位的命名,较为通用的方法是根据各成份出现的先后顺序用罗马字母Ⅰ―Ⅶ表示。
相关文章