作者：中国人民解放军中部战区总医院神经外科（李艳玲、曹成龙、徐国政）

临床神经电生理学包括病理生理研究，诊断模式和认知功能评估，其中诊断神经疾病和评估神经功能的主要方法包括脑电图（electroencephalography，EEG）、事件相关电位（event related potentials，ERPs）、肌电图（electromyography，EMG）以及神经生理术中监测（neurophysiologic intraoperative monitoring，NIOM）。近年来，随着技术的发展，神经电生理在神经外科疾病中的作用越来越重要。本文就临床神经电生理学在神经系统疾病中的应用进展进行综述。

1.EEG在神经系统疾病中的应用

目前，EEG已成为诊断某些神经系统疾病最常用的临床方法，如癫痫和阿尔茨海默病等。然而，只有20%~50%的癫痫首次常规EEG检查表现为癫痫样放电。为了提高诊断的准确性，应用特殊的刺激技术诱发疑似癫痫病人的异常放电活动，尤其是癫痫样放电。

目前，常用的刺激方法包括过度通气、间歇性光刺激，以及睡眠剥夺。脑电信号还可以通过小波变换或者傅里叶变换获得特定频段的脑电信号频谱。阿尔茨海默病和血管性痴呆均表现出较健康被试增强的delta 功率，然而阿尔茨海默病颞枕部alpha功率较健康被试明显降低；与健康被试和阿尔茨海默病相比，血管性痴呆的alpha功率更大；并且阿尔茨海默病和血管性痴呆脑电频谱还表现出alpha频率的减慢和beta功率的下降。此外，delta和alpha频率的改变与轻度认知障碍向阿尔茨海默病的转化相关，beta功率的下降也会导致轻度认知障碍向阿尔茨海默病的转变。因此，从临床脑电图中提取的特征性脑电频谱有助于简化并且提高相关神经系统疾病的诊断水平。

2.ERPs 在神经系统疾病中的应用

ERPs具有较高的时间分辨率（ms）和一定的空间分辨率，并可以实时地反映大脑的认知活动。

2.1 早期ERPs成分

N170是ERPs中早期负性成分，通常用于识别面部刺激，其地形图主要分布于右半球大脑。阿尔茨海默病N170振幅显著下降。P200是ERPs中早期正性成分，峰值潜伏期大约在200 ms附近，反映认知过程中的注意加工，对情感刺激也高度敏感。垂体腺瘤病人注意加工过程中，术前垂体P200成分的振幅大幅增加，原因可能是病人很难快速集中注意力资源，必须使用更多的神经元来完成指定的任务。

2.2 P300成分

是一种内源性成分。在注意力、工作记忆以及情景加工等认知过程中，P300被认为是神经认知功能的客观指标。P300成分的潜伏期和振幅可以区别健康被试与轻度认知障碍病人，甚至其潜伏期和振幅的改变可以预测轻度认知障碍向阿尔茨海默病的转变。认知功能缺陷通常与P300成分的潜伏期和振幅改变有关，因此P300成分可作为评价临床治疗对认知有效性的客观指标。

2.3 失匹配负波（mismatch negativity，MMN）

是让被试者处于相同刺激的重复序列时，因偶然出现不匹配刺激时所观察到的一种波，跟脑的自动加工相关。MMN可以作为预测意识障碍恢复的理想客观指标，敏感性为89.7%，特异性为100%。最近，有研究使用面部表情来诱发表情MMN（expression MMN，EMMN）。垂体腺瘤病人在负性表情面孔刺激下表现出EMMN振幅和潜伏期延迟，提示病人在负性情绪信息处理的前注意阶段出现了障碍。

2.4 Go/Nogo范式

在研究脑功能领域中被广泛用于评估执行控制过程，其中主要集中在Nogo 实验范式，因为它涉及主动抑制过程，而Go试验涉及反应执行过程。P300成分是在Go/Nogo范式中引出的主要ERPs成分。Go刺激下的P300振幅与处理相关任务的注意力资源相关；由Nogo刺激引起的P300与冲突抑制相关，并且在地形分布上更偏向于前额叶。研究发现，对于垂体腺瘤病人，Nogo刺激比Go刺激引起振幅更大的额中央P300，术前Go和Nogo刺激下诱发的P300 波幅都显著低于健康被试的P300波幅，术后6个月P300波幅显著提高。

3. EMG和神经传导在神经系统疾病中的应用

EMG是目前诊断神经肌肉疾病的重要方法。除了一些原发性肌病外，EMG和神经传导通常同时进行检测，测量神经传导功能，以确定损伤的神经根和神经通路。脱髓鞘和轴突损伤是神经受损最常见的病理特征。突发性神经离断伤后，感觉神经动作电位（sensory nerve action potentials，SNAP）和复合肌肉动作电位（compound muscle action potentials，CMAP）幅值开始下降，而CMAP幅值下降速度快于SNAP。

相反，脱髓鞘可导致病变部位的神经传导减慢或传导阻滞，并在不影响病变近端或远端节段的情况下保持神经受损的局灶性。周围神经脱髓鞘的诊断标准包括潜伏期延迟大于正常值的125%和传导速度减慢到低于正常值的80%。

当CMAP的幅值低于正常值的80%时，对传导速度和潜伏期的要求分别小于正常值的70%和大于正常值的150%。目前，EMG已用于帮助诊断神经根损伤（如坐骨神经痛），神经损伤或挤压（如腕管综合症）以及其他肌肉或神经的疾病，有时可用于肌营养不良、重症肌无力、肌萎缩性侧索硬化症等。

4. NIOM 在神经外科手术中的应用

4.1 NIOM 的模式

主要包括运动诱发电位（motor evoked potentials，MEP）、体感诱发电位（somatosensory evoked potentials，SSEP）、EEG、EMG、脑干听觉诱发电位（brainstem auditory evoked potentials，BAEPs）和视觉诱发电位（visual evoked potentials，VEP）。MEP的发生往往是在手术监测过程中的经颅电刺激（transcranial electrical stimulation，TES），从而刺激皮质脊髓引起的。TES经常应用多个频率超过200 Hz的电脉冲刺激。

多脉冲刺激要优于单脉冲刺激，因为一连串的5~7个电脉冲刺激，通过兴奋性突触后电位的累加，更容易激发动作电位。SSEP常监测胫后神经和正中神经。虽然SSEP可以从初级皮质体觉区、脑干、脊髓以及神经点等这些区域记录，但是记录到从皮质体觉区传播的信号通常可以监测在手术过程中可能损伤的神经信息，并且记录的方式也相对容易。EEG 通常记录来自头皮的生物电信号，起初EEG在神经电生理术中监测用于颈动脉内膜斑块剥脱术的安全操作和评估术中脑灌注程度。此外EEG普遍用于评估为保护神经而降低体温的程度。

EMG 已被用来记录评估骨骼肌的生物电活动，同时也是一种监测神经代谢和刺激神经的重要方法。在没有电刺激的情况下，外周神经支配的肌肉可以记录下自由放电的EMG。在电刺激后，EMG可以记录到由电刺激神经支配的肌肉所产生的复合肌肉动作电位。术中EMG有几个优点，例如在手术过程中可以确认功能不同的神经，即感觉神经系统或运动神经系统；并且术中可以意识到不同病人运动神经的个体化解剖变异；此外术中可以察觉到手术器械或者因操作原因是否伤害到已经受损的神经。

BAEPs 的特征是由听觉刺激引起的微小生物电。即使处于手术麻醉状态，BAEPs也具有监测听觉功能的能力。BAEPs通常观察其前5个负波的振幅和潜伏期。当BAEPs的振幅下降超过正常值的50%并且其潜伏期延迟超过1 ms已被作为手术过程中神经损伤和术后可能导致的听力受损甚至丧失的报警阈值。简单的视觉刺激可以激发相应的VEP，这些电位可以根据相关视觉相关区域在头皮上记录。VEP在神经电生理术中监测中也同样起着至关重要的作用，其中包括紧邻视神经的肿瘤切除、后循环动脉瘤夹闭和蝶窦手术等。

4.2 NIOM在个体化术中的应用

在颅内肿瘤手术过程中，可通过SSEP和MEP监测神经完整性，并且通过电生理测试，可以确定脑功能区域的准确位置。即使在全身麻醉的情况下，运动皮层的直接电刺激（direct electrical stimulation，DES）也会引起无意识活动。此外，语言皮层的DES可以造成清醒病人短暂的语言障碍。因此在术中可以通过此方法准确地定位运动和语言皮层的位置，从而对重要的神经加以保护。

脑干肿瘤的手术可以通过MEP、SSEP和BAEPs监测脑干功能。此外，受损的神经核团和颅内神经可以通过EMG 进行监测。面肌痉挛在接受微血管减压术（microvascular decompression，MVD）过程中，NIOM监测面肌旁路传导反应，没有出现面肌旁路传导反应可以预测较好的术后和远期效应。

2012 年，NIOM被推荐使用SSEPs和经颅运动诱发电位（transcranial motor evoked potentials，Tc-MEP）作为预测脊髓（如四肢瘫痪或截瘫）术后发生不良反应风险增加的标准。因为，在脊柱手术中可能需要记录多肌肉组织活动以获得更高的术中监测的准确性，因此，EMG可以提供更多的有效信息，比如确定手术操作区域距离神经以及神经根的距离从而确保手术的安全性。此外，利用神经诱发EMG测量神经根与椎弓根螺钉之间的电导率，可以简单地评估出椎弓根螺钉的正确位置。

在脑血管手术中术中监测也是尤其重要，例如需要接受颈动脉内膜斑块切除术的病人中，超过15%的病人在颈动脉交叉处夹闭后可能出现脑灌注不足情况。这种脑灌注不足会导致电生理信号的改变，如快速脑电活动的减少和SSEP振幅降低或潜伏期延迟。因此，NIOM可以帮助确定哪些病人在完成颈动脉内膜斑块切除术后仍需要接受选择性分流术。此外，NIOM还可用于预测脑动脉瘤术后神经损伤的可能性、周围神经或神经鞘肿瘤在肿瘤切除后可能发生神经损伤。

对于周围神经的术中监测，可以通过外周神经上的DES 以及常规的MEP 和SSEPs，监测相应的神经动作电位。这些外周神经的DES可以描绘神经鞘肿瘤周围的神经纤维，识别运动轴突并监测运动神经系统。目前，虽然部分难治性癫痫患者在手术切除病灶前接受头皮EEG检查，但头皮脑电存在空间分辨率低的缺陷。而颅内脑电图具有较高的空间分辨率，在需要切除病灶的复杂病例诊断和治疗中仍起着关键作用。颅内脑电图目前已被应用于准确地定位癫痫病灶域或者致痫脑区。

目前，超过20%的癫痫在手术前需要颅内EEG监测确定致痫灶的部位。侵入性EEG记录主要包括两项措施，其中之一是深部电极植入，深部电极可以同时记录大脑深部和皮层浅表区域的神经放电情况；另一种是硬膜下电极（包括条状和网格状电极），硬膜下电极直接置于皮层表面，同时记录相邻皮层的神经放电。

特别是当致痫病灶靠近运动性语言中枢时，在手术切除病灶之前，颅内脑电可以记录到准确的异常放电区域。与深部电极记录方法的空间局限性相比，硬膜下电极的主要优点是对皮质电刺激的研究更加全面。因此，今后有必要对颅内脑电在癫痫术前进行手术方案设计的应用进行规范。

总之，临床神经电生理学主要评估中枢神经系统和外周神经系统及相关神经支配的肌肉功能。每一种临床神经电生理学方法都有其特异性，通过记录电生理变化来测量神经系统的功能，而这些电生理变化主要体现在波形形态（波幅和潜伏期）和脑电频谱功率的变化。本文总结了对神经生理学和电生理学在临床应用中的生物电活动的几个基本原则。此外，一些特定的方法也成为诊断神经系统疾病和认知功能损害的生物标志物。

来源：李艳玲,曹成龙,徐国政.临床神经电生理学在神经系统疾病中的应用[J].中国临床神经外科杂志,2020,25(11):808-811.

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