健康人强短声诱发的短潜伏期咬肌肌源性电位

健康人强短声诱发的短潜伏期咬肌肌源性电位 健康人强短声诱发的短潜伏期咬肌肌源性 电位 中华航空航天医学杂志2006年12月第17卷第4期ChinJAerospaceMed,December2006,Vo1.17,No.4 健康人强短声诱发的短潜伏期 咬肌肌源性电位 谢溯江杨伟炎贾宏博陈勇胜张素珍毕红哲武留信田大为 【摘要】目的观察健康人强短声诱发的短潜伏期咬肌肌源性电位,并确定其起源.方法 21名健康志愿者,给予单侧或双侧强短声刺激(O.1ms,5Hz,70,100dB),在稳定收缩的双侧咬肌 面,咬肌肌源性电位,观察头左右倾斜3O.对双侧强短声(100dB)诱发的咬肌肌源性电位的影 响,并对强短声在咬肌和在胸锁乳突肌(SCM)上诱发的肌源性电位的刺激阈值进行比较1名传导 性耳聋患者及2名单侧重度感音性耳聋患者也进行强短声诱发的短潜伏期咬肌肌源性电位检测,以 初步确定该电位的起源.结果健康人单侧短声刺激可诱发双侧短潜伏期的咬肌肌源性电位,根 据其潜伏期,阈值和波形可有3种反应模式:在低阈值时为p16/n21,在高强度刺激时表现为pl1/n15 或pll/n21波.p11幅度受头左右3O.倾斜的不对称性调制.咬肌p11波的阈值和短声在SCM上诱 发的p13/n23波的阈值相同.传导性耳聋患者强短声刺激不能诱发出咬肌p11电位,而重度感音性 耳聋患者单侧或双侧强短声刺激均可诱发出双侧咬肌p11肌源性电位.结论强短声可以诱发双 侧咬肌p11肌源性电位,该肌源性电位可能源于前庭,特别是球囊.三叉神经运动系 统受到前庭刺激 的影响. 【关键词】声刺激;前庭;诱发电位,听觉,脑干;咬肌;三叉神经;肌电描记术 【中图分类号】R856.76R352 Loudclick-evokedshortlatencymassetermyogenicpotentialsinhealthyhumansXIESu— jiang, YANGW—yah,JIAHong—bo,eta1.*Departmentof0,0r^0Z口 rg0Z0g,GeneralHospitalof PLA.Beijing100853.China [Abstract]ObjectiveToinvestigateloudclick-evokedshortlatencymassetermyogenicpoten— tialsinhealthyhumansanddeterminetheoriginofthemassetermyogenicpotentials.Methods Twentyonehealthyvolunteersservedassubjects.Unilateralorbilateralclicks(0.1ms,5Hz,70, 100dB),deliveredduringasteadymassetercontraction,evokedpotentialsofbilateralmasseterswere recording.Effectof30.tiltoftheheadonloudclick— evokedmassetermyogenicpotentialswerealso observed.Thethresholdofshortlatencyresponsesinmassterwerecomparedwiththethresholdof click-inducedpl3/n23responseinsternocleidomastoidmuscles(SCM).Furthermoreloudeliek-evoked massetermyogenicpotentialswereobservedononeconductivehearinglOSSpatientandtwosevereuni— lateralsensoryneuralhearinglosspatientsinordertodeterminepreliminarilytheoriginofthemasse— termyogenicpotentials.ResultsUnilateralclickevokedbilateralmasseterresponsesthatappeared toconsistof3componentsonthebasisofthreshold,latency.andtheirwaveforminmasseterpoten— tials.Thelowestthresholdresponseappearedasap16/n21waveandhigher-intensityclicksrecruited anearlypl1responsewhichdisplayedpl1/nl5orpll/n21waveinmasseterpotentials.Theamplitude ofthepllwavewasasymmetricallymodulatedby30tiltofthehead.Thethresholdoftheearlypl1 waveinmasseterwasthesameasthethresholdforelick-inducedvestibular-evokedmyogenicpotentials responsesinSCM.Massetermyogenicpotentialswerenotevokedbysufferingipsilateralloudclickinacon— ductivehearinglosspatientbutwereevokedbyunilateralorbilateralloudclickintwosensoryneuralhearing losspatients.CondmionsLoudclickscanevokedbilateralpl1short-latencymyogenicpotentialinmasse- termuscle,whichisofvestibularorigin,sacculeespecially.Vestibularstimulationhasinfluenceontrigeminal motorsystem. [Keywords]Acousticstimulation;Vestibular;Evokedpotentials,auditory,brainstem; Masseter;Trigeminal;Electromyography 作者单位:100853北京,解放军总医院耳鼻咽喉科研究所(谢溯江,杨伟炎,张素珍); 100036北京,空军航空医学研究所(贾宏博,陈勇胜,毕红哲,武留信,田大为) ? 285? ? 论着? 中华航空航天医学杂志2006年12月第17卷第4期— Ch— inJ— AerospaceMed,Decem— ber2006,Vo1.17,No.4 前庭诱发肌源性电位(vestibular—evokedmyo— genicpotentials,VEMP)是强短声诱发的在胸锁乳 突肌(sternocleidomastoidmuscle,SCM)上记录到 的短潜伏期诱发电位,由一个正波或抑制波(p13)和 其后的负波或兴奋波(n23)构成,一般认为该电位 来源于球囊,可以反映球囊和前庭下神经功能.其 反射通路是:强声诱发,通过中耳,球囊,前庭下神经 传递至前庭神经核,然后经前庭脊髓束由副神经终 止于SCM.VEMP近年来已成为评估球囊一丘脑反 射的临床工具,并在前庭神经炎,梅尼埃病,听神经 瘤,上半规管裂综合征,双侧前庭病和多发性脑硬化 等疾病的诊断中得到广泛应用l_】].但强短声诱发 的前庭激活是否也可以导致咬肌的反射性反应,目 前还不清楚.近来,Deriu等发现跨乳突前庭电 刺激可以诱发短潜伏期的,短持续时间的咬肌肌源 性电位.本研究对健康人强短声诱发的咬肌肌源性 电位进行了记录,并试图确定该电位的起源. 对象和方法 一 ,对象 21名健康志愿者,年龄18,45岁,男性16名, 女性5名,前庭及听功能检查(包括冷热试验,正弦 谐波测试,纯音测听,听觉脑干反应)均正常. 二,方法 1.实验设备:英国牛津MedelecEynergy肌电 和诱发电位记录系统. 2.短声刺激:0.1ms的短声通过TDH一49P耳 机左,右耳或双耳给声,刺激重复率5Hz.所有短 声强度以正常听力级表示.短声强度70,100dB, 以10dB增量可调. 3.强短声诱发的咬肌肌源性电位测试:双侧咬 肌肌源性电位记录采用标准的双极银/氯化银表面 电极,参考电极放置在下颌骨的下缘,记录电极置于 双侧咬肌下1/3处,接地电极置于前额.肌电信号 放大5000倍,带通滤波(0.3,2000Hz),叠加次数 200次,记录时窗是刺激后50ms,采用双侧同时记 录,受试者采取坐位,要求其在记录过程中一直保持 稳定的50咬肌最大收缩水平,为实现这一目的, 给受试者在显示器上提供经过滤波的咬肌肌电图以 保持视觉反馈,同时主持试验者也实时监测受试者 的咬肌肌电图,在受试者咬肌收缩不稳定时给予必 要的手势提醒.刺激强度从100dB开始,每次下降 10dB,直到其特征波形消失,以确定阈值. 4.头倾斜的影响:所有健康受试者在头和躯干正 直(垂直位)以及头向左或向右倾斜30.3种情况下分 别记录双侧短声诱发的咬肌肌源性电位,并进行比 较.由于咬肌肌源性电位幅度受咬肌收缩水平的影 响,因此不采用咬肌肌源性电位的绝对幅度进行比 较,而是采用双侧咬肌肌源性电位的左右幅度比 (L/R)作为参数进行.受试者在每次改变头位后,先 保持该头位2min,然后再进行强短声诱发的咬肌肌 源性电位测试,以保持稳态,避免可能的干扰. 5.强短声在SCM上诱发的肌源性电位:所有 健康受试者,比较了强短声在咬肌上诱发的反应和 相同刺激在SCM上诱发的VEMP的阈值.记录 SCM上的VEMP时,其表面电极置于双侧SCM肌 腹上1/2对称区域,参考电极置于胸骨上段,地线接 于前额正中.短声刺激参数为持续时间0.1ms,刺 激重复率5Hz,双侧给声双侧记录.受试者平躺, 保持头抬高以激活双侧SCM.刺激强度从100dB 开始,每次下降10dB,直到特征性的p13/n23波形 消失,以确定阈值. 6.传导性聋:1名右侧分泌性中耳炎患者,男 性,23岁,由于右侧中耳病变引起右侧传导性耳聋, 右耳平均气骨导差35dB,右耳平均听阈40dB,左 耳平均听阈10dB,无眩晕及平衡障碍,前庭功能检 查正常.对该患者进行100dB短声刺激(患侧,健 侧和双侧)同时在咬肌和SCM上记录肌源性电位, 以排除非内耳感受器(特别是外耳道和鼓膜的三叉 神经感受器)的影响. 7.重度感音神经性聋:2名右侧重度感音神经 性聋患者(均为男性,1名52岁,1名43岁),右耳平 均听阈均为8OdB,双侧前庭功能检查均正常,观察 100dB短声刺激(患侧,健侧和双侧)诱发的咬肌肌 源性电位,以了解耳蜗功能状态对该电位的影响. 8.波形定义:采用Colebateh等描述SCM上 的短声诱发VEMP的标记,即小写字母P后面跟上 平均潜伏期代表正波,n后面跟上平均潜伏期代表 负波. 9.统计学处理:采用SPSS软件对短声诱发的 咬肌肌源性电位的波峰潜伏期,起始潜伏期和幅度 进行统计描述,以?S表示.强短声在咬肌上和相 同强度刺激在SCM上诱发的肌源性电位的阈值的 比较采用t检验,不同方向的头倾斜对双侧短声诱 发的咬肌反应的影响采用单因素方差分析进行检 验.以P<0.01为差异有统计学意义. 主堡堕窒照医堂志2006午12月第17卷第4期 ChinJAerospaceMed,December2006,Vo1.17,No.4 结果 一 ,短声刺激诱发的咬肌肌源性电位 在双侧咬肌保持张力性收缩时,单侧或双侧短 声刺激(7O,100dB)在所有受试者双侧咬肌诱发出 3种不同的短潜伏反应,可以依据其阈值,潜伏期和 波形进行鉴别.这些短潜伏期反应在高强度声刺激 时和双侧声刺激时更易出现.在这些短潜伏期反应 之后经常伴有一些迟反应,不同受试者间这些迟反 应的潜伏期和幅度变异很大,在咬肌松弛无收缩时, 咬肌肌源性电位消失.由于一般认为前庭刺激诱发 的主要是pll/nl5早反应,迟反应主要源于耳 蜗_4剧,因此本研究主要关注的是这些短潜伏期的 早反应.这3种短潜伏期反应分别是p16/n21波, 左侧咬肌 左耳短声pll, ,一 / — //{一一,一 ,, 双耳短声 BothearcUck L, 右耳短声 Rightearcli p1l lO0p.VL )ms pll/n21波和pll/nl5波(见图1),p16/n21波主要 出现在单侧或双侧短声刺激强度为70,8OdB时, 随着刺激强度的增加(90,100dB),pl1波出现, p16波变得不明显,在高刺激强度下的大多数记录 中,p16波被n15波代替,有时候n15波只是单一双 向pll/n21上的出现的一个小的偏移.在100dB 刺激时,pl1波最明显,大多数受试者(14/21)出现 pl1/n15波,其他受试者(7/21)出现pll/n21波. 100dB单侧声刺激时,可以诱发出双侧短潜伏期的 咬肌反应.表1为100dB单侧或双侧声刺激时的 pl1反应特性.单侧声刺激时的同侧或对侧pl1反 应以及双侧声刺激时的咬肌pl1反应,其潜伏期和 幅度没有显着差别,但双侧声刺激时咬肌的pl1反 应幅度显着增大(Pd0.01). \ 右侧咬肌 Rightmasseter pl1 /\. /一? 100p.VL )ms 图1短声诱发的咬肌肌源性电位的3种模式A:1名受试者在单侧7OdB短声刺激 诱发的双侧咬肌p16/n21反应;B:同一受试者单侧 100dB短声刺激诱发的双侧咬肌p11/n15反应;c:另一受试者双侧100dB短声刺激 诱发的双侧咬肌pll/n21反应 Fig1ThreepatternsofmassetermyogenicpotentialsevokedbyclickstimulationA:exampleofthepatternofmasseterresponset0uni— lateral7OdBlowerloudclickstimulationinonesubject,consistingofap16wavefollowedbyan21wave;B:secondpatternofmasseterre— sponsetounilateral100dBhigher-intensityloudclickstimulationinthesamesubjectisshown,consistingofasimplepl1/n15wave;C:third patternofmasseterresponsetobilateral100dBhigher-intensityloudclickstimulationinanothersubjectisshown,consistingofasimplep11/ n21wave 中华航空航天医学杂志2006年12月第17卷第4期 ChinJAerospaceMed,December2006,Vo1.17,No.4 表121名受试者100dB强短声刺激诱发咬肌pll潜伏期和幅度(?s) ,BIb1Latencyandamplitudeofpllwaveevokedby100dBloudclickstimulationonmassetermusclein21subjects(~?s) 同单侧声刺激相比,**P<0.01 Ascomparedwithunilateralloudclickstimulation.**P<0.01 二,头倾斜对短声刺激诱发的咬肌肌源性电位 的影响 对21名受试者进行双侧100dB短声刺激,在 头左,右倾斜3O.时记录了双侧咬肌肌源性电位,并 和头处于正直位时的咬肌p11反应进行比较.表2 中所有受试者p11波幅度在头倾斜时发生显着不对 称的变化,同头正直位时相比,左侧头倾斜会增加左 右侧咬肌p11反应的幅度比(L/R),而右侧头倾斜 时会降低左右侧p11反应的幅度比.提示耳石器信 号输入对短声刺激诱发的咬肌反应具有显着影响, 耳石刺激会增加同侧的咬肌反应,而降低对侧的咬 肌反应. 三,短声诱发的咬肌肌源性电位和在SCM上 诱发的VEMP阈值的比较 在21名受试者中比较了双侧短声诱发咬肌 pl1反应和在SCM上诱发p13/n23反应的阈值强 度,尽管在本研究中应用的是10dB的增量,并不能 精确确定两种反射的阈值强度,但每名受试者在咬 肌和SCM上诱发两种反应的阈值强度都是相同 的,平均阈值是84?7dB,21名受试者双侧100dB 均可诱发出双侧咬肌p11反应和双侧SCMp13/ n23反应.21名受试者双侧100dB强短声在SCM 上诱发的VEMP反应参数见表3,图2显示了1名 健康受试者双侧100dB短声在双侧SCM上诱发的 双侧pl3/n23VEMP反应. 四,传导性耳聋患者的短声诱发的咬肌肌源性 电位 1名由于右侧中耳病变引起的右侧传导性耳聋 患者,应用右侧,左侧或双侧100dB短声刺激,该患 者在右耳单侧刺激时,右侧SCM记录VEMP反应 (p13/n23)缺失,而左耳单侧刺激时,左侧SCM上记 录到正常的VEMP反应.在右耳刺激时,双侧咬肌 pll反应缺失,而在左耳单侧刺激时,出现明显的双 侧p11/n21反应.双侧短声刺激诱发的双侧咬肌反 应同左耳单侧刺激诱发的反应相似,但pll反应幅度 要低于正常受试者双侧刺激诱发的反应(图3). 五,重度感音神经性聋患者的咬肌肌源性电位 2名右侧重度感音神经性聋患者,100dB短声 刺激(患侧,健侧和双侧)均诱发出双侧咬肌肌源性 电位,1名患者的咬肌肌源性电位见图4. 表221名受试者头倾斜对双侧100dB强声刺激诱发的双侧咬肌pll反应幅度比的影响(?s) Tab2Effectofheadtiltonbilateralamplituderatioofpllwaveelicitedby 100dBbilateralloudclickstimulationin21subjects(?s) 同身体垂直位时相比,**P<O.O1 Ascomparedwithtrunkuprightandheadstraightposition?**P<O.O1 中华航空航天医学杂志2006年12月第17卷第4期ChinJAerospaceMed,December2006,Vo1.17,No.4 表321名受试者双侧100dB强声刺激在双侧胸锁乳突肌上诱发的p13/n23反应参数(?5) Tab3Parametervaluesofpl3/n23waveevokedby100dBbilateralloudclickstimulationon bilateralsterocleidomastoidmuscle(SCM)in21subjects(?5) ? 289? 左侧胸锁乳突肌 Leftsternocleidomastoidmuscle pl3 , \V 50uvL—n23 )mS ,,\,, ln23 50taVL 图21名健康受试者,应用双侧100dB强声刺激在双侧胸锁乳突肌上诱发的前庭诱发肌源性电位 Fig2Bilateralvestibular—evokedmyogenicpotentialsresponsesevokedbybilateral100dBloudclickstimulationwere recordedonbilateral steroeleidomastoidmuscleinflhealthysubject 左耳短声 LeftearcHck 右耳短声 Rightearclick 双耳短声 Bothearclick 左侧咬肌 Leftmasseter pl1 nl5 右侧咬肌 Rightmasseter n15 pl1 l00Ll0ovL 5ms5ms 图31名由右侧中耳病变引起的右侧传导性耳聋患者,应用右侧,左侧或双侧100dB强短声刺激诱发的双侧咬肌肌源性电位 Fig3Bilateralmassetermyogenicpotentialsevokedbyunilateralorbilateral100dBloudclic kstimulationinflrightmiddleearpathology- inducingconductivehearinglosspatient A B C 中华航空航天医学杂志2006年12月第17卷第4期ChinJAerospaceMed,December2006,Vo1.17,No.4 左侧咬肌 Leftmasseter n15 100gVL )ms 右侧咬肌 Rightmasseter P11 n15 100gVL )ms 图41名右侧重度感音神经性聋患者,应用右侧,左侧或双侧100dB强短声刺激诱 发的双侧咬肌肌源性电位 Fig4Bilateralmassetermyogenicpotentialsevokedbyunilateralorbilateral100dBloudclic kstimulationinarightearsensoryneural hearinglosspatient 讨论 一 ,短声诱发的咬肌肌源性电位是前庭源性的 本研究结果显示对于健康人,单侧强短声刺激 可在激活的咬肌上诱发出双侧对称的短潜伏期反 应.双侧强短声刺激可诱发出相似的反应但幅度更 大.在高强度短声刺激(8O,100dB)时出现p11/ n15或pll/n21反应.我们认为短声诱发的咬肌肌 源性电位p11波来源于前庭,主要依据有:?1名由 于中耳病变引起的传导性聋患者,短声诱发的咬肌 肌源性电位消失,表明该电位不是源于外耳或鼓膜 的三叉神经受体,而是来源于内耳(前庭或耳蜗). ?短声诱发的咬肌肌源性电位p11波的阈值和在 SCM上诱发的VEMP阈值相同,均为高强度短声, 平均阈值均为84dB,而已知强短声在SCM上诱发 的VEMP来源于球囊].?重度感音神经性聋患 者患侧强短声可诱发出咬肌p11反应,表明p11反 应不是来源于耳蜗.?短声诱发的咬肌肌源性电位 pll波幅度受头左,右倾斜30.的不对称性影响,进 一 步表明咬肌p11反应受耳石器信号输入的调制, 其可能源于耳石器.?Deriu等r4]发现前庭直流刺 激在咬肌上诱发的主要是pl1/n15反应.尽管这 些证据表明高强度短声刺激诱发的咬肌p11反应来 源于前庭,特别是球囊,但还需要对单纯前庭神经切 除或前庭损害的患者进行检测,以进一步明确该电 位的前庭源性. 二,前庭对三叉神经运动系统的影响 大多数关于前庭系统在运动控制机制上的作用 研究,关注的都是通过眼,颈,躯干和四肢肌显示的 前庭依赖的反应,这些反应用于维持身体姿态和平 衡.只有很少的研究涉及前庭一三叉神经联系,本研 究发现前庭刺激可以引起双侧咬肌反射,表明前庭 系统与支配咬肌的三叉神经运动系统存在联系.三 又神经运动神经元主要参与咀嚼,同时在动态和静 态状况下也会发挥抗重力作用,保持下颌的姿态. 同支配颈,躯干和四肢肌肉的脊髓运动神经元一样, 支配颌肌的三叉神经运动神经元也接受前庭系统的 输入.动物实验数据表明前庭系统可以调制三叉神 经运动神经元的活动l9],麻醉豚鼠实验证实咬肌 运动神经元通过多突触通路接受紧张性的,双侧兴 中华航空航天医学杂志2006年12月第17卷第4期 ChinJAerospaceMed,December2006,Vo1.17,No.4 奋性的前庭系统输入,这种输入控制是不对称的,对 侧咬肌更强口n].人体也有类似的前庭输入, Hickenbottom等研究了全身旋转对咬肌单突触 反射的影响,结果表明前庭壶腹感受器的动态输入 增强了咬肌运动神经元的输出.Deriu等_1发现静 态身体倾斜引起双侧咬肌活动出现不对称性变化, 本试验也发现有类似的结果.此外,Deriu等叙 述了跨乳突电刺激诱发的一种前庭咬肌肌源性电 位,本试验叙述的强声诱发的p11反应和其一样,均 是双侧,对称性的短潜伏期反应,这和强短声在 SCM上诱发的VEMP反应不同,SCM上诱发的 VEMP主要是刺激同侧的.这可能与这些肌肉所 起的作用不同有关,SCM是头旋转的拮抗肌,而双 侧咬肌则是通过颞下颌关节共同作用于下颌,以使 其保持正常位置.前庭输入的作用是在受到突然的 运动刺激时,稳定身体特定部位的位置,或者是确定 一 个相对于重力的合适位置.由于前庭耳石器特别 是球囊,能受强声激活,强声诱发的前庭咬肌反应的 自然作用,可能与头突然向上和向下运动时保持下 颌的正常位置有关.例如,如果头突然下跌,抑制咬 肌可能有意义,而头突然向上仰时则兴奋咬肌可能 有意义.尽管短潜伏期,短持续时间的前庭效应在 姿态控制上所起的作用可能很小,但是它们通过前 庭输入对颌肌的快速控制,从而发挥对咬肌自主运 动的良好协调作用[4].近来,不少研究者还研究了 前庭与三叉神经系统的相互投射,为前庭刺激对咬 肌的调制提供了解剖基础[14-163. 总之,本研究叙述了一种新的强短声刺激诱发 的人体咬肌短潜伏期肌源性电位.这种电位反映了 前庭输入对颌肌的快速控制,从而可实现对咬肌自 主运动的良好调整.这种电位可以用于l床进行前 庭功能特别是耳石器功能的检测. 1 2 参考文献 SakakuraK,TakahashiK,TakayasuY,eta1.Novelmethod forrecordingvestibularevokedmyogenicpotential:minimally invasiverecordingonneckextensormuscles.Laryngoscope, 2005,115(1O):1768—1773. 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