同心圆针电极记录的单纤维肌电图

1 单纤维肌电图概述

经典的单纤维肌电图（single fiber electromyography，SFEMG）是用特制的单纤维针电极记录来自单个肌纤维的动作电位，通过颤抖（jitter）和纤维密度（fiber density，FD）分别了解神经肌肉接头功能和运动单元内肌纤维再分布情况［1］。前者主要在重症肌无力（myasthenia gravis，MG）等疾病中反映神经肌肉接头受累程度，后者主要反映下运动神经元疾病的神经源性损害后的神经再支配情况。

SFEMG技术的对单个肌纤维的高选择性记录的基础是单纤维针电极的记录面积小于常规同心圆针（concentric needle，CN）电极、高通滤过的设置高于常规CN电极肌电图。单纤维针电极由于记录面积远小于其他形式的针电极，致使随电极与被记录肌纤维间距离的增加，动作电位波幅显著下降；同时，与它毗邻的肌纤维之电场分流也得以降低；因此它只能选择性地记录到离它最近的肌纤维动作电位。由于远离电极的肌纤维动作电位包含更多低频成分，应用高于CN电极肌电图时的低频滤过水平更进一步提高了单纤维电极记录的选择性，通常这一水平定在500 HZ。

SFEMG除用自主收缩法外还可用刺激法获得。但两种方法所获jitter值有差异，后者较前者低30％左右。这主要因为传统的自主收缩法涉及2个运动终板而刺激法只涉及1个运动 终 板［2］。

在单纤维针电极的使用中，人们逐渐体会到患者对它的耐受性不如对CN电极、操作耗费时间，特别是价格昂贵，常规消毒难以清除朊病毒致重复使用存在安全隐患［3－8］，且国外对在有创性诊疗过程中重复使用器械的关切与日俱增。近年来，很多国外研究者把目光转向寻找替代品，并发现CN电极是目前较为合适的选择。

2 技术参数

2.1 电极 随电极摄取面积增加，邻近肌纤维动作电位的电场分流增加、记录到的单个纤维动作电位数目增多。单纤维针电极的摄取面积仅0.0005 mm2。相比而言，单极针电极的摄取面积最大，可达0.24 mm2，不仅记录到多个肌纤维动作电位，而且有可能混杂来自远处参考电极的其他动作电位；因而不适合用于SFEMG。CN电极肌电图的摄取面积在 0.019－0.07 mm2，很大程度上克服了单极针电极的缺陷。物理模型的研究已经证实了这一点［9］。

2.2 信号滤过 常规SFEMG的高通滤过设在500 Hz、低通滤过设在10 kHz。在这个高通滤过水平使用CN电极时，由于“振铃效应”产生一些易与单纤维动作电位（single fiber action potentials，SFAPs）混淆的棘波样信号成分；但随着高通滤过逐渐升高，SFAPs波形又会逐渐失去原本特征；因此，在现有肌电图设备状态下，最佳的高通滤过选择是1 000 Hz［10］。

2.3 表面上的 SFAP（apparent single fiber action potentials，ASFAPs）与SFAPs 虽然将CN电极常规肌电图时的高通滤过从5HZ提高到500Hz能大大提高对单个肌纤维的记录选择性，但由于记录面积较单纤维电极大，此时在正常人用CN电极记录到的仍是数个单个SFAPs的时间累加，且在神经源性病变时更为突出，很难判定这时记录到的电位是纯粹的SFAPs还是两个以上肌纤维动作电位的叠加结果，因而被称为ASFAPs。电脑模拟研究显示当记录源于两个肌纤维电位的叠加结果时，ASFPAs的jitter短于较长的SFAPs的jitter，这可以解释为什么用CN电极记录的jitter短于用单纤维针电极记录的［3，10］。

由于用CN电极检测SFEMG时，记录到的电位并非均来自单一肌纤维，因此jitter值变异较用单纤维针电极时大、不同研究者的结果也因此出入较大。解决这一问题的关键在于规范、细化和统一被记录电位的认定或接受标准、信号滤过水平、触发水平等［5］。

2.4 操作注意事项 用CN电极做SFEMG的操作流程与用单纤维针电极时无异。但为保证采样的精确性，下述几点需特别注意［10］：①被采动作电位的起始负峰应足够陡峭并在序贯出现时保持恒定的形态，从而尽可能避免出现叠加迹象；②激发信号与用作jitter分析的ASFAPs间的时间间隔应大于150 μs；③拒绝接受5 μs以下的jitter结果，从而消除“振铃效应”产生的易与SFAPs混淆的棘波样信号成分；④用CN电极检测SFEMG 时不能估测纤维密度［5］。

3 临床应用研究

近四年来有关CN电极SFEMG的报道逐渐增多。最早的相关报道见于十年前［11］。研究的肌肉除了最常见的伸指总肌［4－5，12］外还涉及眼轮匝肌［12－13］和额肌［14］，这是基于对临床应用需求（针对眼肌型MG）的考虑，也因为在MG患者SFEMG的实际操作中维持额肌平稳收缩的困难大于眼轮匝肌［3］。多数研究的结果支持CN电极可以替代单纤维针电极来探究神经肌肉接头功能和神经损伤后再支配情况；而且初步印象显示用CN电极能更快地捕获电位对［6］，使得受试者不必较长时间维持肌肉于尽可能恒定程度地收缩，更易为患者耐受。这可能由于单纤维针电极要求受试肌肉恒定收缩水平比同心圆针电极高［11］、直径比CN电极粗、操作上比CN电极难捕获电位对导致检测时间延长、反复使用后针尖变钝等多重因素有关。然而这些初步研究还存在许多方面有待完善。主要表现在患者与正常对照者间年龄欠匹配；患者样本量偏小（同一块肌肉须分两次用不同电极检测，导致失访率较高）尚难以全面评价两种电极的敏感性、特异性和一致性；患者间疾病的严重程度、是否伴有胸腺瘤、治疗方法选择等诸多方面的可比性欠妥；同一患者不同电极检测时疾病严重状态可比性欠佳［3］。

表1 不同研究者健康人CN电极SFEMG结果荟萃

3.1 健康人研究（表1） Kouyoumdjian等［5］对50位健康人用自主收缩法检测了CN电极SFEMG，首次比较了41位健康受试者分别用刺激法（每位受试者采集30个孤立电位）和自主收缩法（每位受试者采集20对电位对）［4］，初步建立了伸指总肌和眼轮匝肌自主收缩法SFEMG的正常值，将人均jitter值和单个jitter值正常上限定为伸指总肌30μs和42μs、眼轮匝肌31μs和41μs［12］。认为CN电极较单纤维针电极不仅安全、经济且更易捕获所需电位，但在电位的认可标准、检测条件的统一上有待进一步完善。线性回归分析结果显示CN电极检测SFEMG时刺激法与自主收缩法的各项参数间存在良好相关性。CN电极用刺激法所获jitter值比用传统的自主收缩法所获jitter值低20％左右（所有受试者全部电位的jitter值之平均值下降20.1％、单个受试者平均jitter值的平均值下降20.7％），远比用单纤维针电极时的jitter值下降幅度（33％）小［2］。这种下降原因是否与单纤维针电极时的一样尚不得而知。CN电极可以被用于刺激法SFEMG，但在目前操作技术及合格电位判定标准尚待完善提高、缺乏足够大样本的正常参照的状态下，对处于临界状态的结果的判定要尤为谨慎［4－5］；推荐将单个受试者jitter均值和单个jitter值的正常上限设定为自主收缩法30μs和42μs、刺激法25μs和35μs。Farrugia等［3］的小样本研究发现不同年龄间的jitter差异有显著性意义，50岁以上者眼轮匝肌和伸指总肌平均jiiter值都低于50岁以下者。

3.2 患者研究 Ertas等［11］发现，不论在伸指总肌还是在眼轮匝肌、不论用自主收缩法还是用刺激法，CN电极和SF电极在同一患者所获单个异常jitter值的数目均具有高度的可比性，对神经肌肉接头功能异常与否的综合评价结果都高度一致。Benatar等［6］分析了51例序贯接受额肌CN电极SFEMG检测患者（其中21例被临床诊断MG）的结果。17例（33％）异常；CN电极SFEMG对MG诊断的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、阳性可能率、阴性可能率依次为0.67、0.96、0.93、0.76、16.75、0.34；对眼肌型MG的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、阳性可能率、阴性可能率依次为0.62、0.96、0.89、0.81、12.4、0.40；对全身型MG的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、阳性可能率、阴性可能率依次为0.75、0.96、0.86、0.92、15.0、0.26。上述结果提示CN电极SFEMG的异常结果有助于明确MG的诊断，而其正常结果对于排除MG的帮助有限；这时使用单纤维针电极是否有助于弥补这一缺陷尚待进一步的比较性研究。

Farrugia等［3］首次用自主收缩法比较了24例MG患者分别用单纤维针电极和CN电极记录的眼轮匝肌和伸指总肌SFEMG；还用CN电极检测了10位健康对照者的眼轮匝肌和伸指总肌SFEMG。在MG患者，CN电极和单纤维针电极相比，包括平均jitter值、jitter值升高的电位对百分比、阻滞在内的眼轮匝肌和伸指总肌SFEMG参数间不但均无显著性差异，还存在良好相关性，且均与正常对照者间存在显著性差异；全身型患者眼轮匝肌和伸指总肌的平均jitter值均高于眼肌型。虽然单独观察眼轮匝肌或伸指总肌时CN电极和单纤维针电极的不适感评分没有统计学差别，但综合观察眼轮匝肌和伸指总肌时，CN电极的不适感组合评分明显高于单纤维针电极，提示CN电极更易为受试者接受。应用刺激法CN电极时额肌比伸指总肌具有更好的患者耐受性、耗时少等技术优点，可能更适用于儿童患者［14］。新近关于刺激法CN电极额肌和伸指总肌SFEMG的MG患者小样本研究提示尽管其结果与既往大样本单纤维针极SFEMG结果一致，对处于临界状态的jitter值的定性应持谨慎态度［14］。

Sarrigiannis等［7］以临床诊断和SFEMG检测时乙酰胆碱受体抗体阳性为金标准探究了CN电极SFEMG对MG的诊断价值。作者回顾了56例序贯就诊的MG患者自主收缩法眼轮匝肌和伸指总肌CN电极SFEMG结果，接受者操作特征曲线（Receiver operating characteristic，ROC）显示不伴假阳性的敏感性在单个电位对jitter值为96.4％、在平均jitter值为92.9％，十分接近经典的传统单纤维针电极SFEMG结果［15］，对CN电极替代单纤维针电极用于MG患者SFEMG测定提供了有力支持。

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