公兔阴部骶髓诱发电位的刺激记录方法及应用

刘壮,宋启民，张健，栾金利，陈栋，彭飞

(1.潍坊医学院临床医学院，山东 潍坊　261503；2.临沂市人民医院神经外科，山东 临沂　276000；3.滨州医学院研究生院，山东 滨州　256603)



公兔阴部骶髓诱发电位的刺激记录方法及应用

刘壮1,宋启民2，张健2，栾金利1，陈栋3，彭飞1

(1.潍坊医学院临床医学院，山东 潍坊261503；2.临沂市人民医院神经外科，山东 临沂276000；3.滨州医学院研究生院，山东 滨州256603)

目的探讨公兔阴部骶髓诱发电位(SpEp)的刺激和记录方法，并观察其在急性骶髓缺血损伤后的变化特点。方法10只公兔随机区组法分为2组，对照组用于排除麻醉和手术对SpEp的影响；实验组结扎左肾动脉和动脉分叉间5条腰动脉建立骶髓缺血损伤动物模型，腰动脉结扎后连续记录SpEp波形2 h,观察SpEp波在脊髓缺血急性期的变化特点，记录腰动脉结扎后2 h的SpEp波形，2 d后取骶段脊髓HE染色镜下观察。结果麻醉和手术本身不会对公兔SpEp结果造成影响；实验组骶髓缺血后可见SpEp波幅经过(2.4±0.8)min开始降低，经(3.7±0.4)min后波幅完全消失。实验组SpEp波稳定后记录到的波幅与基线的比值是(0±0)%，与对照组t检验比较P<0.05，差异有统计学意义。结论公兔可以记录到稳定的SpEp波形，SpEp波幅变化能够客观的反应骶髓病理损害程度，为术中应用SpEp预防术后性功能障碍提供依据。

脊髓缺血;诱发电位,躯体感觉;勃起功能障碍;兔

男性阴部感觉神经与阴茎勃起功能及射精功能密切相关[1-2],它将来自阴部肌梭、皮肤及键器官等的各种感觉信息传入至脊髓和大脑的各级性反射中枢，同时将性反射中枢发出的信息传出至尿道周围、球海绵体及肛外括约肌等效应器，从而反射性地发动和加强阴茎勃起，当这些神经传导通路的结构与功能的完整性遭到影响或破坏时，即可出现不同程度的男性性功能障碍[3]。男性阴部骶髓诱发电位(Spinal Pudendal Evoked potentials,SpEp)是指电刺激阴茎背部神经在相应L1脊髓节段记录到的电活动，SpEp可以反应骶段感觉神经、骶髓功能的完整性，目前SpEp是诊断男性神经源性性功能障碍的可靠指标之一[4]，尚缺少术中应用SpEp监测预防术后男性性功能障碍的研究。本实验主要研究公兔SpEp的刺激和记录方法，并观察SpEp在急性骶髓缺血后的变化特点，为术中应用SpEp保护男性性相关神经，预防术后男性性功能障碍提供理论依据。

1　材料与方法

1.1仪器及材料美国Axon公司产EPOCH-XP型神经电生理监测设备(山东临沂市人民医院手术室提供)；相机；一次性针式记录电极和刺激电极；显微手术器械一套、动物手术台(山东临沂市人民医院神经外科提供)；多聚甲醛；3%的戊巴比妥钠；PBS磷酸盐缓冲液等。

1.2实验动物与分组健康新西兰大白兔公兔10只，体重3.0～3.5 kg。随机区组法随机分为实验组(5只)及对照组(5只)。对照组行手术操作分离出腰动脉而不结扎腰动脉，在手术前和手术后不同时间内记录SpEp以排除手术对SpEp的影响。对照组麻醉后的3 h内每30 min 记录一组SpEp连续刺激记录3 h以排除麻醉对SpEp的影响；在实验组，沿尾头方向顺序结扎左肾动脉和动脉分叉间的5条腰动脉，腰动脉结扎后连续记录SpEp 2 h，观察骶髓缺血急性期SpEp的变化特点，并记录术后2 h和2 d的SpEp，2 d后取骶段脊髓HE染色镜下观察。

1.3手术步骤[5]实验公兔用3%戊巴比妥钠自耳缘静脉麻醉(l mL·kg-1)，实验过程中根据动物的反应追加原剂量的1/3～1/2。动物腹部备皮后酒精消毒。将四肢固定在动物手术台上，腹部正中长8～10 cm的手术切口，腹腔内肠道小心翻向右侧，用温湿纱布包扎，腹膜后区分离下腔静脉和腹主动脉，分离出动脉分叉和左肾动脉之间的5条腰动脉，如遇血管变异情况将该兔排除，实验过程中，空调开放维持室温在24～26 ℃；肛温维持高于38 ℃，并根据术中出血量的多少静脉补充液体，实验结束后，依次缝合皮肤、肌肉，肌肉注射青霉素40万单位预防感染。

1.4公兔SpEp的刺激和记录方法刺激电极阴极为刺激端固定在兔阴茎背侧近心端，阳极为参考电极，固定兔阴茎背侧远心端。记录电极的安放：记录电极阴性端固定L6/7间隙，参考电极阳极固定在椎旁肌肉，其间距离约5 mm，刺激和记录电极中间接地。参数设置：刺激强度3～6 mA；单脉冲自动刺激；刺激频率：3.1 Hz；刺激间期：0.1 ms。记录参数：显示灵敏度：5～10 uv/div；时间基线：2.5～5 ms/div；带通滤波范围：20～1 000 Hz；每次平均化处理50个信号；信号分析时间：25～50 ms；陷波滤波器50 Hz关闭。

1.5脊髓损伤病理学评分标准血管结扎2 d后取缺血中心区标本行苏木精伊红染色，按脊髓镜下特点和大体形态评估标准如下：0分(重度缺血性脊髓损伤)：脊髓正常结构基本消失，广泛充血肿胀，正常神经元数量较少，多数神经元细胞核萎缩或溶解，胞质呈嗜伊红染色尼氏体消失；1分(中度缺血性脊髓损伤)：介于轻度与重度脊髓损伤之间；2分(轻度缺血性脊髓损伤)：脊髓结构基本完整，镜下可见点灶状变性、坏死、灰质轻度水肿，可见较多正常形态神经元，个别神经元体积缩小，胞质浓缩，核染色质密度增高，呈凋亡样变；3分(正常脊髓)：脊髓组织结构完整，切片可见神经细胞形态正常。

2　结果

本实验共用10只新西兰大白兔公兔均顺利通过手术及术后评估过程，麻醉清醒后，均能自由进食，模型成功率100%。

2.1麻醉后SpEp的波形及其测量正常值所有动物麻醉后均获得了理想的SpEp波形。典型的SpEp波形为三相波或多相波(图1)，手术结扎前所有10只兔SpEp的潜伏期是(8.2±1.1)ms，波幅是(5.9±2.7)μV。

2.2对照组SpEp波形的变化对照组麻醉后不同时间SpEp波幅和潜伏期经统计学分析，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1；对照组手术前后不同时间波幅和潜伏期经统计学分析，差异无统计学意义(P>0.05)，见表2，因此认为实验过程中SpEp的变化与麻醉和手术无关，麻醉和手术本身不会对SpEp结果造成影响(图2、3)。

2.3实验组SpEp波行的变化实验组骶髓缺血后可见SpEp波幅经过(2.4±0.8)min开始降低，经(3.7±0.4)min后波幅完全消失(图4)。对照组手术前后方差分析P=0.719，F=0.339,手术后2 h和2 d 实验组记录到的波幅与基线的比值分别是(0±0)%和(0±0)%，与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.01)。见表3。

表1　对照组麻醉后不同时间点的SpEp波幅、潜伏期±s

表2　对照组手术前后不同时间的SpEp波幅、潜伏期

注：a、b方差分析,P>0.05。

表3　SpEp不同时间点波幅与基线波幅百分比±s

图1　典型的公兔SpEp波形,Lat为潜伏期指从刺激开始到出现波形；N1为第一个向上的负向波；P1为第一个向下的正向波；N1-P1为波幅

图2　对照组手术前后的SpEp波,红线为扎前的基线波形，绿线为结扎后的波形

图3　对照组麻醉不同时间的SpEp波，麻醉后不同时间的SpEp波稳定

图4　实验组腰动脉结扎前后的SpEp波形：血管结扎后SpEp波形逐渐下降并最终消失(箭头所示)

图5　对照组骶髓病理切片(HE染色×200)：神经元细胞结构完整(箭头所示)

图6　实验组骶髓病理切片(HE×200)正常神经元细胞结构消失(箭头所示)

2.4骶髓病理切片组织形态学观察对照组和实验组病理评分分别是3.0±0.0和0.2±0.4，经t检验，均差异有统计学意义(P<0.05)，见图5、6。

2.5相关性分析各组SpEp术后2 d波幅变化(%)与血管结扎术后2 d的脊髓病理评分经Pearson相关性分析呈显著性正相关r=0.980，P<0.01，差异有统计学意义。

3　讨论

以往腰椎疾患的治疗着重于患者疼痛症状的缓解及感觉和运动功能的恢复，现在随着民众生活水平的提高，患者对术后性生活质量恢复的要求也越来越高。性生活的质量是维系家庭幸福和社会稳定的重要纽带。最近的研究发现经手术治疗的腰椎疾患并发马尾神经综合征患者中大约有48%的男性出现性功能减退[6]，近年来国内研究发现，腰椎间盘突出症伴马尾神经损伤的发病率为5.4%～10.6%[7]，男性患者常常发生阳痿等，McCarthy[8]等报道腰椎间盘突出症伴发马尾神经综合征的患者术后性功能恢复最差。研究该类患者性功能障碍的发生、发展和恢复的规律，并应用于临床以提高患者术后性功能的恢复，改善其术后的生活质量，有着重要的临床意义[9]。

阴部神经与阴茎勃起及射精功能的有着极其密切的关系,它将来自于阴部皮肤、肌梭及键器官的各种感觉信息传入至脊髓及大脑的各级性反射中枢，同时将中枢发出的信息传出至球海绵体、尿道周围及肛外括约肌等效应器，从而反射性地发动和加强阴茎勃起，当这些神经传导通路的结构与功能的完整性遭到影响或破坏时，即可出现不同程度的男性性功能障碍。SpEp的常用于诊断与鉴别诊断男性性功能障碍[10]。SpEp可以反应阴部感觉神经、骶髓的功能完整性[11]，当阴部感觉神经、骶髓结构和功能受影响时可以出现SpEp的改变，表现为潜伏期延长或波幅降低。Eccher MA[12]的临床研究应用术中电刺激骶神经并在马尾部记录SpEp帮助保留阴部神经功能。本实验我们主要研究公兔的SpEp的刺激和记录方法以及SpEp在公兔骶髓缺血后的变化特点，为在腰骶部疾病手术中应用SpEp监测预防术后男性性功能障碍提供了理论依据。

传统的神经电生理评估动物模型主要是通过结扎左肾动脉以下腹主动脉建立的，这种制作动物模型的方法伴随着很多缺血性和淤血性并发症的发生，如心脏淤血、下肢神经肌肉缺血、腹盆腔脏器缺血损伤等[13]。本实验我们通过尾头方向结扎公兔左肾动脉和动脉分叉间的腰动脉建立骶髓缺血损伤动物模型。本实验SpEp刺激电极阴极为刺激端固定在公兔阴茎背侧近心端，阳极为参考电极，固定兔阴茎背侧远心端。记录电极的安放：记录电极的阴极电极置于L6～7椎骨棘突之间,参考电极置于L7～S1之间，应用以上方法可以记录到稳定的SpEp波形，SpEp可以反应骶髓感觉神经元和骶神经感觉神经的完整性，本实验可见骶髓缺血实验组的SpEp波形很快消失，实验组骶髓HE切片可见脊髓正常结构基本消失。

总之，公兔可以记录到稳定的SpEp波形，SpEp波形可以反应骶髓病理损害程度，通过对SpEp在公兔骶髓损伤动物模型的实验研究，可以为SpEp在男性神经源性性功能障碍的诊断及鉴别诊断等方面提供理论依据，同时为术中应用SpEp预防术后男性性功能障碍提供了依据。

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Measurement of spinal pudendal evoked potential in male rabbits:stimulating and recording technique andapplications

LIU Zhuang1,SONG Qinmin2,ZHANG Jian2,et al

(1.WeifangMedicalCollege,Weifang,Shandong261503,China;2.DepartmentofNeurosurgery,LinyiRenminHospital,Linyi,Shandong276000,China)

ObjectiveToinvestigate the stimulation and recording methods of spinalpudendalevoked potentials of male rabbits,and to observe the changing characteristics of SpEp after acute sacral spinal cord ischemic injury.MethodsTenmale rabbits were randomized into two groups.The control group was used to eliminate the influence of anesthesia and surgery in SpEp.The experimental groupwas a model of acute sacral spinal cord ischemic injury,a group which was established by ligating five lumbar arteries.The changing characteristics of SpEp waveforms were continuously monitored in each of the rabbits respectively after ligation,and SpEp waveforms were recorded 2days after ligation.The sacral segments of the spinal cord were observed under an optical microscope after HE staining 2 days after ligation.ResultsAnesthesia and surgery had no effect on SpEp of male rabbits.A decrease inSpEp amplitude of experimental group was found at(2.4±0.8)min after spinal cord ischemia,and the amplitude eventually disappeared at(3.7±0.4)min after spinal cord ischemia.The ratio of SpEp wave amplitude after and before ligation was (0±0)% in the experimental group when stable wave were recorded.There wassignificant difference by t-test(P<0.05).ConclusionsSpEp waveform could be recorded stable in male rabbits,which were sensitive to acute sacral spinal cord ischemic injury.SpEp waveform could evaluate the extent of spinal cord ischemic injury objectively,and provided scientific evidence for prevention of sexual dysfunction after operation.

Spinal cord ischemia;Evoked potentials,somatosensory;Erectile dysfunction;Rabbits

山东医药卫生科技发展计划面上项目(2015WS0375)；山东医药卫生科技发展计划青年基金项目(2011QW008)

刘壮，男，硕士研究生

宋启民，男，副主任医师，研究方向：神经外科学，E-mail:songqimin-123@163.com

10.3969/j.issn.1009-6469.2016.09.015

2016-03-30，

2016-06-21)