朱维平 赵琳 陈国华 吴亚莉 忻向荣 李桦 上海电力医院烧伤科200050
陈正永 沈丽英 上海医科大学 华山医院手外科,200040
ZHUweipingZHAOlingCHENguohuaWUyaliXINxiangrongLIhua
ShanghaiPowerHospital200050
CHENzhengyongSHENliyingShanghaiHuaShanHospitalHandSurgery200040
摘要:目的研究家兔坐骨神经高压电损伤后早期电生理变化规律。方法选择健康新西兰家兔48只，分实验组（40只）和正常对照组（8只）。以1万伏高压电击实验组家兔右下肢，于伤后即刻、3天、7天、14天和21天对右坐骨神经及其支配肌进行EMG、CMAP、MNCV和SEP等电生理检测，研究其变化规律。正常对照组8只家兔不作任何处理。结果20只兔右侧坐骨神经的MNCV、CMAP、SEP在伤后3d全部测不出，提示为完全损伤。20只兔随伤后时间的推移，坐骨神经的MNCV逐渐减慢；CMAP和SEP的潜伏期逐渐延长，波幅逐渐降低。提示为不全损伤。两者肌电图失神经电位的变化则相似。结论家兔坐骨神经高压电损伤后早期的肌电图神经电图改变呈进行性加重。
关键词:烧伤，电；肌电扫描术；坐骨神经；动物，实验
Anexperimentalstudyofearlyelectrophysiologicalchangesfollowinghigh-voltageelectricalinjuryofthesciaticnerveZhuweipingZhaolingChenguohuaetal.DepartmentofBurnandPlasticSurgry,ShanghaiPowerHospital,Shanghai200050,China
AbstractObjectiveTostudytheearlyelectrophysiologicalchangesfollowinghigh-voltageelectricalinjuryofthesciaticnerve.Methods48NewZealandrabbitswererandomlydividedintoexperimentalgroup(40rabbits)andcontrolgroup(8rabbits).Therightlowerlimboftherabbitsintheexperimentalgroupwashitbyhigh-voltage(10kv)electricity.Electromyography(EMG),compoundmotoractionpotential(CMAP),motornerveconductionvelocity(MNCV)andsomatosensoryevokedpotential(SEP)wererecordedrightafter,3,7,14,and21daysaftertheinjury.Nointerventionwasmadeinthecontrolgroup.ResultsMNCV,CMAP,SEPofthesciaticnerveoftherighthindlimbcouldnotbedetected3daysafterinjuryin20rabbits,indicatingcompetenerveinjury.Inanother20rabbits,therewasgradualreductionofMNCV,prolongationofCMAPandSEPlatentperiod,anddecreaseofCMAPandSEPamplitude,suggestingincompletenerveinjury.Bothofthemwerecomparabletoeachotherindenervationpotential.ConclusionsTheearlyelectrophysiologicalchangesinrabbitsciaticnerveafterhigh-voltageelectricalinjurywereprogressivelyexacerbated.
KeywordsBurns,Elective;Electromyography;SciaticNerve;Animals,Laboratory
高压电损伤不仅局部创面受损严重，而且对全身心、肺、肝、肾和消化道均有不同程度的损伤。但是，高压电损伤对周围神经的损害及其转归的研究，迄今为止，则少见报道。为此，我们设计了本实验模型，拟通过神经电图-肌电图检测，研究观察家兔坐骨神经被高压电损伤后的电生理改变，以探讨周围神经电损伤后的变化规律。
材料和方法
一．动物模型的建立
1．动物：健康新西兰兔48只（松联实验兔场），雌雄不拘，体重2.5～3kg，。按电击与否随机分成实验组（40只兔），正常对照组（8只兔）。实验组电击伤后按伤后即刻、3、7、14、21d，共5各时间组进行肌电图-神经电图检测。
2．高压电实验装置
由上海超高压输变电公司负责设计、安装、调试和操作控制。原理：交流220V电源输入装置输入端，经过调压变压器升至额定10000V高压，电击时间由时间继电器精确控制在0.2秒，高压侧的电压可静电电压表直接读出，动物所承受的电压与电流波形可用SC－16录波议记录在感光纸上。
3．高压电损伤模型制造
家兔俯卧位固定，两后肢大腿中段后外侧剃毛。在该部位安置直径为1.5cm的圆形铜制电极板并加压固定。右侧为进口，左侧为出口。室温平均为10°C。在非麻醉下实施放电，兔皮肤电阻25000欧姆，额定电压1万伏，实际通过电流2±0.15A（x±s，下同），时间0.2s。电击后迅速解除电极板，即刻缝合创面，在同等环境下分组、分笼用同一饲料喂养。
二．神经电图-肌电图检测
实验组各时间组的家兔经1％硫喷妥钠混合麻醉后，取俯卧位。切开右下肢暴露坐骨神经高压电损伤部位远、近端及部分胫神经。对照组家兔暴露同等长度坐骨神经及胫神经。用意大利ESAOTEPHASIS神经电图－肌电图仪，在室温25°C条件下检测。
1．肌电图（Electromyography,EMG）：用同心针电极插入同侧比目鱼肌、胫前肌、趾短展肌之肌腹中点，观察有无插入电位延长。肌肉在静息状态下有无失神经电位（正尖波、纤颤波）的出现及出现的频率（用－、＋、＋＋、＋＋＋表示）。检测参数：扫描速度10ms/D，灵敏度100uv/D。
2．复合肌肉动作电位（Compoundmuscleactionpotenial,CMAP）：用双极刺激电极刺激大腿中段坐骨神经，将同心针电极分别在刺入同侧比目鱼肌和胫前肌肌腹中点，记录CMAP并测量其潜伏期和波幅。检测参数：刺激用方波0.2s，强度4～10mA，扫描速度5ms/D，灵敏度0.1~1mV/D。
3．运动神经传导速度（Motornerveconductionvelocity,NCV）：刺激电极分别刺激大腿中段坐骨神经和小腿中段胫神经，用同心针电极在趾短展肌记录CMAP，计算两刺激点间神经传导速度。检测参数：同CMAP。
4．皮层体感诱发单位（SEP）：以上述刺激电极刺激大腿中段坐骨神经，用三芯电缆和皮肤针电极在皮层Cz－Fpz点记录SEP，测量其潜伏期和波幅。检测参数：刺激用方波0.2s，强度5～10mA，扫描速度5ms/D，灵敏度1uV/D。
结果
一．正常对照组
1．EMG：所检肌均未见插入电位延长，失神经电位（－）；
2．CMAP：大腿至比目鱼肌的潜伏期为1.8±0.2ms，波幅为8.8±2.0uV；至胫前肌的潜伏期为2.0±0.2ms，波幅为10.4±2.5uV。
3．NCV：坐骨神经传导速度为80.5±9.5m/s。
4．SEP：刺激大腿中段坐骨神经,，皮层SEP之潜伏期为16.0±1.8ms，波幅为4.4±1.5uV.
二．实验组
根据神经电图-肌电图检测结果进行分类，完全损伤20只和不全损伤20只。两者肌电表现分述于下。
1．坐骨神经完全损伤组（1）EMG：伤后5个时间组的肌电图变化见表1。(2)CMAP：伤后即刻组，刺激坐骨神经损伤近端，比目鱼肌和胫前肌CMAP测不出，但刺激损伤远端CMAP则均存在。远端CMAP的潜伏期比目鱼肌为2.0±0.2ms，胫前肌为2.2±0.2ms，两者和正常对照组相比，差异均无显著意义（t=1.784,1.653,P>0.05）。远端CMAP波幅，比目鱼肌1.8±0.5uV，胫前肌为1.9±0.6uV，两者和正常对照组相比，差异有非常显著性意义（t=5.417,4.394,P<0.01）。伤后3天，刺激坐骨神经损伤近端和远端，比目鱼肌和胫前肌的CMAP均均不能测出。（3）NCV：伤后即刻，分别刺激坐骨神经损伤远端和胫神经，趾短展肌的CMAP均存在，两刺激点间运动神经传导速度为68.5±5.5m/s，与正常对照组相比，其差异无显著性意义（t=1.925,1.866,P>0.05）。伤后3天，运动神经传导速度测不出，提示神经传导功能均已消失。（4）SEP：伤后即刻，刺激坐骨神经损伤远端，皮层SEP消失；刺激损伤近端1～2cm，SEP存在，其潜伏期为17.0±1.9ms，波幅为3.4±1.7uV，与正常组比较，两者差异均无显著性意义（t=1.615,1.824,P>0.05）。伤后3天后，刺激坐骨神经损伤近端5cm，SEP均消失。
表1坐骨神经完全损伤组的EMG变化
|
组别 |
兔数 |
EMG变化 |
|
比目鱼肌 |
胫前肌 |
趾短展肌 |
|
即刻 |
4只 |
－ |
－ |
－ |
|
3d |
4只 |
插入电位 |
插入电位 |
插入电位 |
|
7d |
4只 |
+ |
+ |
+ |
|
14d |
4只 |
+++ |
+++ |
+++ |
|
21d |
4只 |
++~+++ |
++~+++ |
++~+++ |
2．坐骨神经不全损伤组：（1）EMG：伤后5个时间组的肌电图表现见（表2）（2）CMAP：伤后5组CMAP的潜伏期和波幅见表3。各时间组CMAP的潜伏期与正常对照组相比，伤后即刻组的差异无显著性意义（t=1.738,P>0.05）外，与其余4组相比，差异均有显著性意义（t=2.331,2.575,2.514,2.477,P<0.05）。5个时间组CMAP的波幅与正常组比较，均有非常显著性意义（t=7.382,6.107,4.330,8.652,7.093,P<0.01）。（3）NCV：结果见表4。个时间组的NCV与正常组相比，伤后即刻组的差异无显著性意义（t=1.971,P>0.05），与其余4组相比，差异均有显著性或非常显著性意义（t=2.308,3.476,3.993,4.252,P<0.05或<0.01）。（4）SEP：5个时间组见表5。各时间段潜伏期与正常组比较，伤后即刻组的差异无显著性意义（P>0.05），其余4组与正常对照组相比，差异均有显著性意义（P<0.05）；波幅与正常对照组相比，即刻组的差异有显著性意义（P>0.05），与其它各组相比，两者的差异均有非常显著性意义（P<0.01）。
表2坐骨神经不全损伤组EMG变化
|
组别 |
兔数 |
EMG变化 |
|
比目鱼肌 |
胫前肌 |
趾短展肌 |
|
即刻 |
4只 |
－ |
－ |
－ |
|
3d |
4只 |
插入电位 |
插入电位 |
插入电位 |
|
7d |
4只 |
+ |
+ |
+ |
|
14d |
4只 |
+~++ |
+~++ |
+~++ |
|
21d |
4只 |
+~++ |
+~++ |
+~++ |
表3坐骨神经不全损伤组比目鱼肌CMAP的潜伏期和波幅变化（X±S）
|
组别 |
兔数 |
潜伏期 |
波幅 |
|
比目鱼肌 |
胫前肌 |
比目鱼肌 |
胫前肌 |
|
即刻 |
4只 |
2.0±0.2 |
2.1±0.1 |
2.4±0.7 |
2.9±0.9 |
|
3d |
4只 |
2.9±0.2 |
2.8±0.1 |
0.9±0.2 |
1.5±0.4 |
|
7d |
4只 |
3.1±0.1 |
2.9±0.2 |
0.5±0.2 |
1.3±0.5 |
|
14d |
4只 |
3.3±0.2 |
3.2±0.3 |
0.3±0.1 |
0.6±0.2 |
|
21d |
4只 |
3.4±0.2 |
3.6±0.3 |
0.2±0.1 |
0.2±0.1 |
表4坐骨神经不全损伤组NCV变化（X±S,m/s）
|
组别 |
兔数 |
NCV |
t值 |
P值 |
|
即刻 |
4只 |
69.1±8.5 |
1.971 |
>0.05 |
|
3d |
4只 |
50.1±5.4 |
2.308 |
<0.05 |
|
7d |
4只 |
40.1±5.2 |
3.476 |
<0.01 |
|
14d |
4只 |
36.1±4.1 |
3.993 |
<0.01 |
|
21d |
4只 |
34.0±3.0 |
4.252 |
<0.01 |
表5坐骨神经不全损伤组SEP潜伏期和波幅变化（X±S）
|
组别 |
兔数 |
潜伏期(ms) |
t值 |
P值 |
波幅(uV) |
t值 |
P值 |
|
即刻 |
4只 |
17.2±1.5 |
1.992 |
>0.05 |
2.4±0.9 |
1.874 |
>0.05 |
|
3d |
4只 |
22.8±1.8 |
2.698 |
<0.05 |
0.9±0.3 |
2.922 |
<0.01 |
|
7d |
4只 |
22.5±1.2 |
2.151 |
<0.05 |
0.7±0.2 |
2.852 |
<0.01 |
|
14d |
4只 |
22.5±1.3 |
2.169 |
<0.05 |
0.6±0.2 |
2.513 |
<0.01 |
|
21d |
4只 |
23.6±2.2 |
2.209 |
<0.05 |
0.7±0.3 |
2.906 |
<0.01 |
讨论
一．高压电击后神经损伤机制分析
高压电击伤是由电热、电弧及强电场三种致伤因素共同作用所致（1）。高压电产生的强电场一方面使细胞发生“休克”，细胞内钠泵失效，能量系统发生障碍（2）；同时强电场对细胞尚有“电微孔”作用（3），造成细胞早发和迟发性损伤。细胞膜上产生很多小孔后，细胞内大分子蛋白及DNA等溢出，细胞内游离钙离子增加，花生四烯酸产物增多，最后造成肌肉组织和神经的“渐进性坏死”。
二．高压电损伤神经电生理变化规律探讨
本组结果显示，在同一条件下电击，家兔在受到高压电损伤后其坐骨神经出现完全损伤与不完全损伤两种类型。（1）EMG：两者表现相似。伤后即刻组均无插入电位延长、无失神经电位；3天组出现插入电位延长，无失神经电位；7天组出现失神经电位；14天组失神经电位达到高峰；21天组失神经电位维持在高水平。（2）CMAP和NCV：完全损伤组伤后即刻刺激神经损伤近端的CMAP消失，而远端则存在；损伤远端神经的NCV也存在；伤后3、7、14、21d组神经损伤近端和远端CMAP均消失，NCV消失。不完全损伤组伤后各时间组CMAP均存在，随时间推移其潜伏期逐渐延长，波幅逐渐衰减，NCV逐渐减慢。伤后21天时各项检测指标仍明显异常，未见恢复征象。（3）SEP：完全损伤后即刻组损伤神经近端SEP存在，伤后3天起，则已不能测出。不完全损伤组随时间的延长，SEP的潜伏期也逐渐延长，波幅逐渐衰减；至21天仍未见恢复征象。
这一结果说明，在完全损伤组，高压电击后神经损伤的电生理改变远较物理性切割伤引起的神经损伤为重，而在不完全损伤组，其电生理改变与理性切割伤引起的相类似（4）
3．本研究临床意义
研究结果显示家兔坐骨神经高压电损伤后，其早期神经电图-肌电图改变呈进行性加重，未见恢复征象。这提示我们在处理神经高压电损伤时，要注意神经的“渐进性坏死”及早发和迟发性损伤，临床对这类患者作早期创面处理时，要及时考虑到损伤神经的治疗，可进行术中肌电检测，以明确与电击伤部位相关神经的功能情况，根据肌电表现，决定作保守治疗或手术治疗。
参考文献：
1．许伟石主编《现代烧伤治疗》北京科学技术出版社（1995）：154－157。
2．Robson MC.New explanation for progressive necrosis inelectrial burn Plast Reconstr Surg1984;73:431.
3.LeeRC.Roleofcellmembrancereptureinthepathogenesissofelectricaltrauma.JSurgRes1988;44:709.
4．廖平川，吴晋普.鼠坐骨神经实验中电生理指标的有用探讨.中华手外科杂志,1996,12:256.
