肛门括约肌肌电图(external anal sphincter electromyography, EAS-EMG)检查是一项重要的神经电生理检查方法,已经被神经科、骨科、泌尿科和妇产科医师普遍认识,并应用于帕金森病及帕金森综合征、腰骶神经根病及圆锥马尾综合征、不明原因的尿便功能及性功能障碍等的诊断及鉴别诊断。
肛门外括约肌(external anal sphincter,EAS)由位于脊髓骶2水平前角的Onuf′s核支配,Onuf′s核神经元轴突组成神经根加入骶丛,经阴部神经而支配EAS、尿道外括约肌及其他盆底肌肉[1,2,3,4,5]。因此,Onuf′s核、骶神经根、骶丛及周围神经的病变均可以表现为EAS-EMG的异常。相对于其临床广泛应用,国内外大样本EAS-EMG参考值的研究有限,受试人群以各科患者居多[6,7],健康志愿者比例少,且研究结果差异较大,甚少考虑其影响因素[6,7,8,9],这使得临床工作中选择合适的EAS-EMG参考值范围非常困难。因此,对涵盖不同生理特征的健康受试人群进行EAS-EMG检查,依据生理影响因素建立适合不同情况的参考值范围尤为重要。我们通过对健康志愿者进行EAS-EMG检查,分析其生理影响因素,建立符合临床实际情况的参考值范围。
于2013年4—6月在北京协和医院内以公开招募的方式招募健康受试者62名,年龄(41.9±11.7)(20~62)岁;其中男性25名,年龄(43.2±12.8)(22~62)岁;女性37名,年龄(41.0±11.0)(20~61)岁,其中无经阴道分娩经历者16名,年龄(34.6±12.1)(20~60)岁(其中无生育经历9名,有剖宫产史7名),有经阴道分娩经历者21名,年龄(46.0±7.1)(29~61)岁。
入组标准:(1)健康状况良好;(2)无神经系统疾病的主诉及既往史;(3)神经系统体检(意识、语言、颅神经、四肢肌力、肌张力、腱反射、病理征、深浅感觉、共济、步态)无阳性体征。排除标准:(1)既往有脑血管病、中枢神经系统变性病、脊髓病、腰椎病(含腰骶神经根病)、周围神经病病史;(2)有糖尿病及其他系统性疾病病史;(3)有直肠疾病病史及手术史、分娩后尿便功能障碍史及会阴撕裂史;(4)有明确的排尿或排便障碍;(5)凝血功能异常。符合上述入组标准及排除标准的受试者不再进行其他辅助检查。62名志愿者均完成双侧EAS-EMG检查。
本研究经过中国医学科学院北京协和医院伦理委员会批准(批准号:S-145),所有受试者均签署了知情同意书。
采用丹麦Medtronic公司生产的Keypoint肌电图仪,针电极采用记录面积为0.07 mm2的标准同心圆针电极。采用多个运动单位电位(motor unit potentials,MUP)取波方法,其中滤波20 Hz~10 kHz、增益100 μV/格、扫描速度5 ms/格,由于目前没有能够自动识别卫星电位(satellite potential)的软件,时限测量时需要手动调整扫描速度以发现并纳入卫星电位。
受试者检查前排空膀胱以充分放松盆底肌肉,左侧卧位于检查床上,屈髋屈膝,地线置于右踝,分开双臀,充分暴露肛门区域,以碘伏消毒肛周直径约5 cm的皮肤,以距肛门口1 cm处的3点及9点位置左右侧分别与皮肤呈锐角进针(由于EAS皮下层薄),直至出现EAS张力性发放的电活动,进针深度约2~5 mm,每位受试者至少收集20个MUP(图1)。分析参数包括时限、面积、平均转折和卫星电位出现率。卫星电位的定义及标准:出现于MUP主波成分之前或之后,波幅小于主波且与主波具有锁时关系,二者之间由至少1 ms等电位线间隔的额外电位成分(图2)[10]。卫星电位出现率为含有卫星电位MUP个数与总MUP个数比值。
分别计算每位受试者MUP各参数的平均值。对MUP各参数采用Shapiro-Wilks方法进行正态性检验,正态分布计量资料用均数±标准差(±s)表示。既往研究显示性别、年龄及经阴道分娩经历对EAS-EMG的MUP参数及卫星电位出现率有一定影响[11,12],故采用多元线性回归方法,分析年龄、性别及经阴道分娩经历3个生理因素对各参数的影响,奠定以生理影响因素分组依据,计算各组受试者MUP各参数双侧95%参考值范围(平均值±1.96 s),以及卫星电位出现率单侧95%参考值范围上限(平均值+1.65 s)。上述分析采用SPSS18.0统计软件完成,以P<0.05表示差异有统计学意义。
全部受试者EAS-EMG的MUP时限为(9.92±1.31)ms,卫星电位出现率为7%±5%。受试者EAS-EMG各参数见表1,表2。
以年龄、性别及经阴道分娩经历进行多元线性回归分析,结果显示,性别(B=0.952,P=0.019)和经阴道分娩经历(B=1.375, P=0.002)影响MUP时限,且经阴道分娩经历影响卫星电位出现率(B=0.047, P=0.014),而年龄除影响MUP平均相数(B=0.012, P=0.007)外,对其他EAS-EMG的参数均没有影响(表3)。据此,本研究建立的EAS-EMG的MUP参数的参考值范围包括3种情况:男性、无经阴道分娩经历女性和有经阴道分娩经历的女性;卫星电位出现率的参考值范围包括2种情况:无经阴道分娩经历者(包括男性及无经阴道分娩经历女性)及有经阴道分娩经历女性。
男性7.91~12.19 ms,女性无经阴道分娩经历者7.43~10.47 ms、有经阴道分娩经历者7.50~13.54 ms。
在男性和无阴道分娩经历女性超过13%,有经阴道分娩经历女性超过20%即为异常。
不同肌肉的运动单位大小不同,在进行肌电图检查时,每一个肌肉都应有自己的参考值范围,EAS-EMG自然不例外。在日常生活中,EAS作为腹盆脏器的重力支撑而容易发生损伤,且在咳嗽等腹压增加情况下更为明显[7]。在分娩等特殊的生理过程中,EAS及其神经易受到分娩过程的机械损伤及继发血运障碍的影响[14,15,16,17,18,19]。Onuf′s核在两性支配的肌肉是有区别的,组织学研究显示两性的Onuf′s核大小也不同[20,21,22]。因而与肢体肌肉相比,EAS的影响因素更为复杂。面对越来越广泛的临床应用,认识EAS-EMG的影响因素,制定合理可行的参考值范围是非常必要的。
临床合理的参考值范围应具备如下特点:(1)受试人群特征符合临床实际情况,与临床工作中开单检查的患者相匹配,这有利于区分疾病造成的病理状态及生理范围的改变。从这种意义上说,既往研究中经过详尽检查而筛选出的"超正常"人群[6],或者有轻度临床症状而详尽检查没有发现EAS受累证据的"近似正常人群"[7],甚至只选择具有某一类特征的"限定人群"[8](如仅入组未生育女性),其参考值的临床价值是非常有限的。(2)方法学的可行性及一致性。滤波、增益、扫描速度对检测结果均会造成一定影响,另一个很重要的方面就是卫星电位定义及诊断标准的统一以及在时限测量时纳入与否,后者在过去的文献中甚少有明确说明,而这对MUP时限长短有非常大的影响。因而参考值的引用应该注意方法学的一致性。(3)当检查方法的结果受多种因素影响时,有差异应该分组计算建立参考值范围(由于经阴道分娩的影响,有及无经阴道分娩经历女性分组计算),相反,没有差异可以考虑合并计算参考值范围(卫星电位出现率计算时合并了男性及无经阴道分娩经历女性)。我们在建立参考值范围的时候,以志愿招募形式招募健康受试者,统一参数设置、卫星电位定义、诊断标准及其在时限测量时的处理方法,并且区分了不同生理特征的影响,我们认为这对于临床工作是相对合理的。
我们之前的研究[11,12]显示:性别、年龄和女性经阴道分娩经历是EAS-EMG的影响因素,性别影响MUP时限,经阴道分娩经历影响MUP时限及卫星电位出现率,年龄仅影响MUP平均相数。Podnar和Mrkaic[13]曾对EAS-EMG各参数的诊断效力进行研究,显示时限、面积、平均转折这3个参数可以很好地描述MUP全貌,且相对于采用更多的参数进行临床诊断来讲,具有更好的敏感度和特异度。因而,考虑以最少的参数解决临床实际问题的原则下,我们参照了Podnar和Mrkaic[13]的研究结论,选择了时限、面积、平均转折这3个MUP参数以及卫星电位出现率。就这3个参数而言,只有经阴道分娩经历及性别需要作为分组的因素。据此,我们建立的MUP参数的参考值范围包括3种不同情况:男性、无经阴道分娩经历女性和有经阴道分娩经历的女性;而卫星电位出现率的参考值范围包括2种情况:无经阴道分娩经历者(包括男性及无经阴道分娩经历女性)及有经阴道分娩经历女性。
卫星电位是EAS-EMG检查中一个不可忽视的部分。卫星电位在健康人肢体肌肉的出现率在1.2%~3.9%[23,24,25]。其产生机制一方面认为可能来源于亚临床损伤;另一方面,肌纤维的直径大小、形状及终板位置也可能是卫星电位产生的原因[25,26]。本研究中健康人EAS-EMG卫星电位出现率在5%~10%,高于肢体肌肉的出现率,可能的原因有:(1)EAS与肢体肌肉相比,肌纤维的形状及运动终板的位置明显不同,使动作电位沿细胞膜传导时,其在空间及时间上的叠加结果不同;(2)EAS及其支配神经在日常生活中以及特殊生理过程中(如女性的分娩)的损伤。尽管如此,过多的卫星电位显然不能简单地由生理差异及日常磨损所解释,应视为异常。研究显示,在多系统萎缩的EAS-EMG研究中,卫星电位的出现率可达17%~25%[27],具有重要诊断及鉴别诊断价值,应该作为EAS-EMG检查的一个常规参数。据此,我们同时计算了EAS-EMG卫星电位出现率。结果显示,男性和无经阴道分娩经历女性超过13%(在常规取20个MUP情况下,出现3个或者以上的伴有卫星电位的MUP),有经阴道分娩经历女性超过20%(在常规取20个MUP情况下,出现4个或者以上的伴有卫星电位的MUP)均应视为异常。
本研究仍存在一定的不足之处。我们注意到有经阴道分娩经历女性与无经阴道分娩经历女性的参考值相比,其下限是非常接近的(7.43 ms与7.50 ms),而上限明显延长(10.47 ms与13.54 ms;表1),这与临床实际情况相符,即经阴道分娩过程的损伤有很大个体差异,临床可以从完全无症状到分娩后严重尿便障碍。这随之而来的问题是,将有经阴道分娩经历女性的参考值范围从10.47 ms延长至13.54 ms,会降低参考值对这部分人群诊断的敏感度,此时疾病损伤很可能被分娩损伤掩盖,因此建议在临床工作中,对于有经阴道分娩经历女性的评价应结合其他检查手段如阴部神经传导、盆底超声、肛管测压等等综合考虑。此外,由于检查部位特殊,健康志愿者入组例数有限;研究目前仅限于单中心,期待未来能有多中心研究数据加入。该参考值用于临床诊断的敏感度及特异度也有待于检验。
总之,我们建立了不同生理特征的EAS-EMG参考值范围,临床参考时应注意区分受试者特征,注意检查方法的一致性。对有经阴道分娩经历女性,EAS-EMG改变较为复杂,参考值的敏感度可能不理想,建议临床上结合其他检查方法综合考虑。