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1、神经干动作电位传导速度测定与神经损伤 第三组机能学试验机能学试验【病例】某患儿，某患儿，5 5岁，半个月前曾臀部肌肉注射药物，现注射局部肿胀、难过，下肢麻木，屈伸受限，岁，半个月前曾臀部肌肉注射药物，现注射局部肿胀、难过，下肢麻木，屈伸受限，跛行、不能负重，患侧不能单腿站立，肌肉出现萎缩。神经电生理检查：患侧神经传导速度跛行、不能负重，患侧不能单腿站立，肌肉出现萎缩。神经电生理检查：患侧神经传导速度减慢，波幅下降；体感诱发电位潜藏期延长，波幅下降，波间期延长；坐骨神经支配肌肉的减慢，波幅下降；体感诱发电位潜藏期延长，波幅下降，波间期延长；坐骨神经支配肌肉的肌电图检查为失神经电位，而健侧正常。临
2、床初步诊断为肌肉注射导致的坐骨神经损伤肌电图检查为失神经电位，而健侧正常。临床初步诊断为肌肉注射导致的坐骨神经损伤.病例分析：半月前有注射史，现下肢麻木，屈伸受限，跛行、不能负重，患侧不能单腿站立。病例分析：半月前有注射史，现下肢麻木，屈伸受限，跛行、不能负重，患侧不能单腿站立。考虑臀部肌注药物导致的坐骨神经高位损伤。肌肉出现萎缩，考虑出现了神经养分性变更。考虑臀部肌注药物导致的坐骨神经高位损伤。肌肉出现萎缩，考虑出现了神经养分性变更。伸屈受限考虑坐骨神经损伤后会引起股后部肌肉及小腿和足部肌肉瘫痪，导致膝关节不能屈。伸屈受限考虑坐骨神经损伤后会引起股后部肌肉及小腿和足部肌肉瘫痪，导致膝关节不能
3、屈。后经电生理检查：患侧神经传导速度减慢，波幅下降；体感诱发电位潜藏期延长，波幅下降，后经电生理检查：患侧神经传导速度减慢，波幅下降；体感诱发电位潜藏期延长，波幅下降，波间期延长；检查结果为典型的坐骨神经损伤电生理表现。经肌电图检查，坐骨神经支配肌波间期延长；检查结果为典型的坐骨神经损伤电生理表现。经肌电图检查，坐骨神经支配肌肉的肌电图检查多为失神经电位而健侧正常。可确诊为坐骨神经损伤肉的肌电图检查多为失神经电位而健侧正常。可确诊为坐骨神经损伤 治疗：因其各段损伤与局部解剖关系亲密，臀部坐骨神经损伤是四周神经损伤中最难处理和治疗：因其各段损伤与局部解剖关系亲密，臀部坐骨神经损伤是四周神经损伤中
4、最难处理和疗效最差的损伤之一。药物注射伤应争取尽早行神经松解术，生理盐水反复冲洗，术后接受疗效最差的损伤之一。药物注射伤应争取尽早行神经松解术，生理盐水反复冲洗，术后接受高压氧治疗可有效促进损伤坐骨神经再生修复，患者年龄越小，手术越早，效果越好；建议高压氧治疗可有效促进损伤坐骨神经再生修复，患者年龄越小，手术越早，效果越好；建议该患者进行外膜对端吻合术，术后固定于伸髋屈膝位该患者进行外膜对端吻合术，术后固定于伸髋屈膝位6 68 8周；视察周；视察1 13 3个月后依据复原状况个月后依据复原状况再确定是否探查神经；晚期足踝部功能重建可改善肢体功能。再确定是否探查神经；晚期足踝部功能重建可改善肢体
5、功能。【分析与思索】u1.1.坐骨神经的走行、功能和特点？坐骨神经的走行、功能和特点？u坐坐骨骨神神经经是是人人体体最最粗粗大大的的神神经经，起起始始于于腰腰骶骶部部的的脊脊髓髓，途途经经骨骨盆盆，并并从从坐坐骨骨大大孔孔穿穿出出，抵抵达达臀臀部部，然然后后沿沿大大腿腿后后面面下下行行到到足足。管管理理下下肢肢的的感感觉觉和和运运动动，由由腰腰神神经经和和骶骶神神经经组组成成。是是全全部部神神经经中中最最粗粗者者。坐坐骨骨神神经经经经梨梨状状肌肌下下孔孔出出骨骨盆盆到到臀臀部部，在在臀臀大大肌肌深深面面对对下下行行，依依次次横横过过闭闭孔孔内内肌肌，上上下下孖孖（音音同同“子子”，双双、对对的
6、的意意思思）肌肌及及股股方方肌肌的的后后方方，支支配配这这些些肌肌肉肉，并并沿沿大大收收肌肌后后面面，半半腱腱肌肌、半半膜膜肌肌、股股二二头头肌肌之之间间下下降降，途途中中发发出出肌肌支支至至大大腿腿的的屈屈肌肌，坐坐骨骨神神经经在在到到腘腘窝窝以以前前，分分为为胫胫神神经经和和腓腓总总神神经经，支支配配小小腿腿及及足足的的全全部部肌肌肉以及除隐神经支配区以外的小腿与足的皮肤感觉。肉以及除隐神经支配区以外的小腿与足的皮肤感觉。u2.2.神经损伤后为什么会出现肌肉萎缩？神经损伤后为什么会出现肌肉萎缩？u神神经经除除能能使使所所支支配配的的组组织织在在功功能能上上发发生生变变更更以以外外，神神经经
7、末末梢梢还还常常常常释释放放某某些些养养分分因因子子，持持续续地地调调整整所所支支配配组组织织的的内内在在代代谢谢活活动动，影影响响其其长长久久性性的的结结构构、生生化化和和生生理理变变更更。这这一一作作用用称称为为神神经经的的养养分分作作用用。当当神神经受损后，其所支配的肌肉内糖原合成减慢，蛋白质分解加速，肌肉就会渐渐萎缩。经受损后，其所支配的肌肉内糖原合成减慢，蛋白质分解加速，肌肉就会渐渐萎缩。u3.3.神经纤维传导兴奋具有哪些特征？神经纤维传导兴奋具有哪些特征？u完整性：神经纤维只有在其结构和功能都完整时才能传导兴奋。完整性：神经纤维只有在其结构和功能都完整时才能传导兴奋。u绝绝缘缘性性
8、：一一根根神神经经干干内内含含有有很很多多条条神神经经纤纤维维，但但每每条条纤纤维维传传导导兴兴奋奋一一般般互互不不干干扰扰，表表现现为为传传导导的的绝绝缘缘性。这是因为细胞外液对电流的短路作用，使局部电流主要在一条神经纤维上构成回路。性。这是因为细胞外液对电流的短路作用，使局部电流主要在一条神经纤维上构成回路。u双双向向性性：人人为为刺刺激激神神经经纤纤维维上上任任何何一一点点，只只要要刺刺激激强强度度足足够够大大，引引起起的的兴兴奋奋可可沿沿纤纤维维同同时时向向两两端端传传播播，表表现现为为传传导导的的双双向向性性。这这是是由由于于局局部部电电流流可可在在刺刺激激点点的的两两侧侧发发生生，
9、并并接接着着传传向向远远端端。但但在在整整体体状状况况下下，由突触的极性所确定，而表现为传导的单向性。由突触的极性所确定，而表现为传导的单向性。u相相对对不不疲疲惫惫性性：连连续续电电刺刺激激神神经经数数小小时时至至十十几几小小时时，神神经经纤纤维维仍仍能能保保持持其其传传导导兴兴奋奋的的实实力力，表表现现为为不不简洁发生疲惫。神经纤维传导的相对不疲惫性是与突触传递比较而言的。突触传递简洁发生疲惫。简洁发生疲惫。神经纤维传导的相对不疲惫性是与突触传递比较而言的。突触传递简洁发生疲惫。4.如何记录神经干动作电位？神经功干动作电位波形与神纤维作电位有何不同？神经组织是可兴奋的组织，当收到阈强度的刺
10、激时，膜电位将发生一短暂的变更，即动作电位。动作电位可沿神经纤维传导，使已兴奋的部位的神经细胞外表面带负电，未兴奋部位带正电。假如将两个引导电极分别置于正常的神经干表面（细胞外记录），当神经干兴奋从一端向另一端传导依次通过这两个记录电极时，则可记录到两个方向相反的电位偏转波形，此即神经干的动作电位，形成的波形为双向，而神经纤维动作电位的记录为细胞内记录，将无关电极置于细胞外，记录电极插入细胞内，记录到的神经纤维动作电位时程很短，呈尖峰状单波形。神经干动作电位是用细胞外记录法记录到的已兴奋部位和未兴奋部位的电位差。AP：动作电位u5.在引导出的神经干双向动作电位中，上下两相幅值是否相同？为什么？
11、u不相同，因为神经干动作电位是复合型动作电位，不同部位的神经纤维粗细不同，会影响动作电位的幅值。若正负极相距甚远，影响不大。但正负极相距很近，前一个动作电位会受到下一个引导电极极性的影响，使下一个电位产生抵消作用。并且两电极时间上的重合，上一动作电位未完全去极化下一动作电位已经产生，下一动作电位融合到上相中，最终使得上相的幅值大于下相。u6.如何测量神经干动作电位传导速度？u动作电位在神经纤维上的传导有确定的速度，不同的神经纤维传导速度不同。神经纤维越粗，传导速度越快。蛙类坐骨神经干以A类纤维为主，传导速度大约4050m/s。测定动作电位在神经干上传导的距离（s）与通过这些距离所需的时间（t）
12、，即可依据v=s/t求出动作电位的传导速度【试验目的与原理】本试验的目的是学习蛙类坐骨神经干动作电位的记录方并视察几种因素对动作电位波形的影响，测定神经干动作电位传导速度与不应期，并视察神经干动作电位的兴奋性变更以及损伤后波形的变更。u单单根根神神经经纤纤维维动动作作电电位位具具有有两两个个主主要要特特征征：（一一）“全全或或无无”特特性性,即即动动作作电电位位幅幅度度不不随随刺刺激激强强度度和和传传导导距距离离而而变变更更.引引起起动动作作电电位位产产生生的的刺刺激激须须要要有有确确定定强强度度,刺刺激激达达不不到到阈阈强强度度,动动作作电电位位就就不不出出现现；刺刺激激强强度度达达到到阈阈
13、值值后后就就引引发发动动作作电电位位,而而且且动动作作电电位位的的幅幅度度也也就就达达到到最最大大值值,再再接接着着加加大大刺刺激激强强度度,动动作作电电位位的的幅幅度度不不会会随随刺刺激激的的加加强强而而增增加加；（二二）可可扩扩布布性性,即即动动作作电电位位产产生生后后并并不不局局限限于于受受刺刺激激部部位位,而而是是快快速速向向四四周周扩扩布布,直直至至整整个个细细胞胞膜膜都都依依次次产产生生动动作作电电位位.因因形形成成的的动动作作电电位位幅幅值值比比静静息息电电位位到到达达阈阈电电位位值值要要大大数数倍倍,所所以以,其其扩扩布布特特别别平平安安,且且呈呈非非衰衰减减性性扩扩布布,即即
14、动动作作电电位位的的幅幅度度、传传播播速速度度和和波波形形不不随随传传导导距距离离远远近近而而变变更更.动动作作电电位位幅幅度度不不随随刺刺激激强强度度和和传传导导距距离离而而变变更更的的缘缘由由主主要要是是其其幅幅度度大大小小接接近近于于K+K+平平衡衡电电位位与与Na+Na+平衡电位之和平衡电位之和,以及同一细胞各部位膜内外以及同一细胞各部位膜内外Na+Na+、K+K+浓差都相同的原故浓差都相同的原故.u神神经经干干复复合合动动作作电电位位则则不不具具“全全或或无无”特特性性,这这是是因因为为神神经经干干是是由由很很多多神神经经纤纤维维组组成成的的,尽尽管管每每一一条条神神经经纤纤维维动动
15、作作电电位位具具有有“全全或或无无”特特性性,但但由由于于神神经经干干中中各各神神经经纤纤维维的的兴兴奋奋性性不不同同,因因而而其其阈阈值值也也各各不不相相同同.当当神神经经干干受受到到刺刺激激时时,其其强强度度低低于于任任何何纤纤维维的的阈阈值值时时,则则没没有有动动作作电电位位产产生生.当当刺刺激激强强度度达达到到少少数数纤纤维维的的阈阈值值时时,则则可可出出现现较较小小的的复复合合动动作作电电位位.随随着着刺刺激激的的加加强强,参参与与兴兴奋奋的的纤纤维维数数目目增增加加,复复合合动动作作电电位位的的幅幅度度也也随随之之而而增增大大.当当刺刺激激强强度度加加大大到到可可引引起起全全部部纤
16、纤维维都都兴兴奋奋时时,其其复复合合动动作作电电位位幅幅度度即即达达到到最最大大值值,再再加加大大刺刺激激强强度度,复复合合动动作作电电位位的的幅幅度度也也不不会会随随刺刺激激强度的加强而增大强度的加强而增大.用电刺激神经，在刺激电极的负极下神经纤维膜内产生去极化，当去极化达到阈电位，膜上产生一次可传导的快速电位反转，即动作电位。神经干由很多神经纤维组成。其动作电位是以膜外记录方式记录到的复合动作电位。假如两个引导电极置于兴奋性正常的神经干表面，兴奋波先后通过两个电极处，便引导出两个方向相反的电位波形，称双相动作电位。试验原理试验原理动作电位的传导（Conduction of AP）动作电位以
17、局部电流的形式传导动作电位以局部电流的形式传导 局部电流局部电流局部电流局部电流动作电位记录方法动作电位记录方法试验原理试验原理 细胞内记录细胞内记录(跨膜电位跨膜电位)细胞外记录细胞外记录细胞外记录细胞外记录（两点电位差）（两点电位差）兴奋区细胞外引导电极检流计试验原理试验原理1双相动作电位双相动作电位（Biphasic Action Potential）假如两个引导电极之间的神经纤维完全损伤，兴奋波只通过第一个引导电极，不能传至其次个引导电极，则只能引导出一个方向的电位偏向波形，称单向动作电位。试验原理试验原理2单相动作电位单相动作电位（Monophasic Action Potentia
18、l）单相动作电位单相动作电位（MonophasicActionPotential）损伤区兴奋区细胞外引导电极细胞外引导电极检流计检流计Measurement of Conduction Velocity of AP试验原理试验原理3动作电位传导速度的测定动作电位传导速度的测定传导速度测定=SACtt神经组织在接受一次刺激产生兴奋后，其兴奋性将会发生规律性的变更，依次经过确定不应期、相对不应期、超常期和低常期，然后回到正常水平。接受两次脉冲，通过调整两次脉冲间隔，可测得坐骨神经的确定不应期和相对不应期.试验原理试验原理4不应期的测定不应期的测定u 1.1.动物 蛙或蟾蜍。u 2.2.药品 林格液
19、。u 3.3.器材 蛙板、蛙类手术器械1 1套、滤纸、棉 u 球、手术线、烧杯、BL-420E+BL-420E+生物u 信号记录系统、刺激电极、屏蔽盒【试验材料】【试验步骤】1.制备坐骨神经-腓神经标本 坐骨神经-腓神经标本制作过程与坐骨神经腓肠肌标本的制作过程特别相仿。（7）制作坐骨神经干标本 取出做出腓肠肌标本的一侧下肢，用蛙钉固定于蛙板上，固定时要留意，坐骨神经和腓肠肌朝上。先用玻璃分针沿脊柱侧游离坐骨神经，神经干应尽可能分别的长一些。要求上自脊髓旁边的主干，下沿腓总神经或胫神经始终分别至踝关节旁边止。坐骨神经在膝关节后分为胫神经和腓神经两支，如要制备腓神经，则在分叉的下端将胫神经剪断，
20、膝关节旁边的腓神经表面有肌肉和筋膜覆盖，细致分别并沿腓肠肌沟始终下行分别至跟踺，然后将棉线用任氏液浸泡后，在脊髓侧坐骨神经起始处和跟腱处将神经结扎，在结扎的外侧将神经干剪断，制成坐骨神经-腓神经标本。另外，也可保留胫神经而将腓神经剪断，制成坐骨神经-胫神经标本。（8）清理标本 将制备好的神经干标本浸于任氏液中数分钟，待其兴奋性稳定后起先试验2.连接试验装置（1）.将神经标本置于神经屏蔽盒的电极上 将神经的近中枢端置于刺激电极上，外周端 置于记录电极上，神经干应与每个电极接触良好，不行扭曲，检查好后盖上盒盖。（2）.将刺激电极连接刺激输出，记录电极连接到1通道和2通道，将带有三个夹子的黑色的夹子
21、的一端夹于盒外的地线柱上。另外两端分别夹到盒外的引导电极上，另一端连接到通道一。留意 避开接触不良或连接错误，留意地线的连接。进入生物信号采集处理系统。神经干标本盒两对引导电极分别接微机生物信号处理系统神经干标本盒两对引导电极分别接微机生物信号处理系统1、2通道通道神经干标本盒神经干标本盒。2.连接试验装置连接试验装置PeripheralendCentralend3.试验项目1.视察神经干动作电位与神经冲动的双向传导 1）打开菜单栏中“试验项目”“肌肉神经试验”“神 经干动作电位的引导”2）设置参数 采样频率：40Hz 灵敏度：2mv 幅度范围：0-5V；时间常数：0.001s 幅度：0.3V
22、（可依据刺激须要调整）;刺激器：单刺激（依据试验须要调整），延时：5ms（可依据显示须要调整，波宽：0.2ms，强度：1v3）采样视察刺激强度对动作电位幅度的影响 从最小的刺激强度起先，渐渐加大刺激强度，直至出现双相动作电位，视察并记录此时的刺激强度，即为阈强度；在阈强度的基础上再次加大刺激强度，直至双相动作电位的峰值不再增加，记录此时的刺激强度，即为最适刺激强度。假如在其次对记录电极之间用镊子夹伤神经干，可见双相动作电位的其次相消逝。成为 单相动作电位。2.神经干动作电位传导速度的测定 1）.选择菜单栏中的“试验项目”“肌肉神经系统试验”“神经干兴奋传导速度测 定”2）.设置参数 刺激模式：
23、单刺激 幅度范围：0-5V；波宽：0.2ms，幅度大小：0.3V（可依据前两个试验选择大于等于最适刺激的强度）;延时：5ms（可依据显示须要调整）起始间隔：1.0ms；间隔增量：1.0ms 终止间隔：30ms3）.采样按刺激启动键，则在1、2通道上分别记录一个完整的动作电位波形，且显示出其传导速度的数据。退出记录状态进入分析状态，用鼠标测定两个动作电位顶峰的时间差t，即神经冲动由引导电极1传至3所须要的时间。已知屏蔽盒内各电极间距离均为1CM，所以可带入公式V=2/t 计算出神经干的兴奋传导速度。3.视察神经干动作电位兴奋性的变更1）.从主菜单“试验”的下拉菜单中选择“神经干动作电位不应期的测
24、定”项目试验。2).设置参数刺激：双刺激 延时：2.0毫秒，波宽：0.2毫秒，强度：1V，波间隔：20毫秒，采样频率：40kHz 时间常数：0.001秒 3）.采样在对话窗口内输入两对引导电极的距离，确定后，按刺激启动键，刺激强度为最大刺激强度值，渐渐缩短两个刺激之间的间隔，可视察到其次个动作电位向第一个动作电位靠近，其幅值也随之变小，直至消逝。此时，即使增加其次个刺激强度，也不能引起其次次兴奋，这时两个刺激之间的时间间隔即为确定不应期。或在显示方式菜单条下找出比较显示方式，则可在显示器上显示出两道的图形。该试验模块干脆将动作电位的潜藏期及刺激电极与记录电极之间的距离带入公式V=（S2-S1）
25、/t计算出神经干的兴奋传导速度。1.1.打印动作电位波形，在相应波形下标注与刺激和打印动作电位波形，在相应波形下标注与刺激和最大刺激数值。最大刺激数值。2.2.计算神经干动作电位传导速度：计算神经干动作电位传导速度：v=s/tv=s/t要打印测量窗口要打印测量窗口的动作电位波形，在波形下标注刺激时间和各动作电位峰的动作电位波形，在波形下标注刺激时间和各动作电位峰值出现的时间，计算出神经干动作电位传导速度。值出现的时间，计算出神经干动作电位传导速度。试验结果试验结果3.3.神经干动作电位不应期测定：要求打印出所视察到的动神经干动作电位不应期测定：要求打印出所视察到的动作电位作电位2 2出现变更时
26、的动作电位波形并标明刺激时间，写出出现变更时的动作电位波形并标明刺激时间，写出该神经干动作电位的确定不应期。该神经干动作电位的确定不应期。模拟结果模拟结果1.双相动作电位（双相动作电位（Biphasic Action Potential）双相动作电位曲线双相动作电位曲线2.单相动作电位（单相动作电位（Monophasic Action Potential）：）：阻断或损伤引导电极阻断或损伤引导电极1和和2之间的神经干组织。之间的神经干组织。模拟结果模拟结果单相动作电位单相动作电位3.动作电位幅值与刺激强度之间的关系。动作电位幅值与刺激强度之间的关系。模拟结果模拟结果4.传导速度测定传导速度测定模拟结果模拟结果传导速度测定=SACt5.不应期测定不应期测定模拟结果模拟结果标本制备时尽量避开运用手或金属器械接触神经；神经干标本分别的越长越好，最好达到10CM以上；制备时要留意保持标本的潮湿，以保持标本的兴奋性；神经干两端要用细线扎住，然后浸于任氏液中备用。取神经干时须用镊子夹持两端扎线，切不行干脆夹持或用手触摸神经干。标本在屏蔽盒内必需与各个电极良好接触，不能折叠不能接触盒壁运用电刺激时，刺激强度不宜太大，否则可能导致神经的损伤；留意事项留意事项