研究自律神经系统的方法
該文的醫學專家
最近審查:07.07.2025

在研究自主神经系统时,确定其功能状态至关重要。研究原则应基于临床和实验方法,其核心是对神经张力、自主神经反应和自主神经活动支持进行功能性和动态性研究。自主神经张力和反应性可以了解身体的稳态能力,而自主神经活动支持则可以了解适应机制。在存在自主神经紊乱的情况下,有必要明确每个具体病例的病因和病变性质。确定自主神经系统损伤的程度:超节段、节段;主要关注的脑结构:LRC(鼻脑、下丘脑、脑干)、其他脑结构、脊髓;副交感神经和交感神经植物结构——交感神经链、神经节、神经丛、副交感神经节,交感神经和副交感神经纤维的损伤,即它们的节前和节后节段。
植物性语气研究
植物性(初始)张力是指在“相对休息”期间,即放松的清醒状态下,植物性指标状态的相对稳定的特征。维持代谢平衡的调节器官,以及交感神经系统和副交感神经系统之间的关系,积极参与张力的产生。
研究方法:
- 专门问卷;
- 记录客观植物指标的表格,
- 问卷调查和植物状态研究的客观数据相结合。
自主神经反应性研究
植物性反应性是指植物对外界和内部刺激产生的反应。反应强度(植物性指标波动范围)及其持续时间(植物性指标恢复到初始水平的时间)具有重要意义。
在研究植物性反应时,必须考虑“初始水平规律”。根据该规律,初始水平越高,系统或器官就越活跃、越紧张,在干扰刺激作用下可能产生的反应就越小。如果初始水平发生急剧变化,干扰因素可能会引起符号相反的“矛盾”或拮抗反应,即激活程度可能与刺激前的水平有关。
研究植物反应性的方法:药理学 - 施用肾上腺素、胰岛素、美沙酮、毛果芸香碱、阿托品、组胺等溶液;物理 - 冷热测试;对反射区(压力)的影响:眼心反射(Dagnini - Aschner)、窦颈动脉(Tschermak、Hering)、太阳反射(Thomas、Roux)等。
药理学测试
肾上腺素和胰岛素试验方法。研究在早晨进行。受试者取水平位,休息15分钟后,测量血压、心率等。随后,将0.3毫升0.1%肾上腺素或胰岛素溶液以0.15单位/公斤的剂量注射到肩部皮下。在注射肾上腺素后3、10、20、30和40分钟记录血压、脉搏和呼吸;注射胰岛素后,每10分钟记录一次相同指标,持续1.5小时。我们将超过10毫米汞柱的波动视为收缩压和舒张压的变化,将每分钟增加或减少8-10次或更多视为心率的变化,将每分钟呼吸次数变化3次或更多视为呼吸次数的变化。
样本评估。自主神经反应分为三个等级:正常、增强、减弱。在健康人群中,发现以下情况:
- 1/3 的受试者对药物治疗没有反应;
- 部分(弱)植物神经反应,其特征为一个或两个客观指标(血压、脉搏或呼吸)发生变化,有时伴有轻微的主观感觉,或三个客观指标发生变化而没有主观感觉 - 在 1/3 的受试者中出现;
- 明显的(增加的)植物反应,其中记录的所有三个客观指标都发生变化,并伴有主观不适的表现(心跳感、发冷、内部紧张感,或相反,虚弱、嗜睡、头晕等) - 在 1/3 的受试者中。
根据植物性转变和主观感觉的性质,可区分为交感肾上腺反应、迷走神经岛叶反应、混合反应和双相反应(对于后者,第一阶段可以是交感肾上腺反应,第二阶段可以是副交感神经反应,反之亦然)。
体力活动
冷试验方法。测量血压和心率时,受试者卧位。然后,受试者将另一只手的手掌浸入+4°C的水中,直至手腕处,并保持1分钟。在手浸入水中后立即记录血压和心率,以及浸入后0.5分钟和1分钟记录血压和心率,然后 - 在手从水中取出后 - 记录血压和心率,直至恢复到初始水平。如果使用心电图检查心率,则计算指定时间间隔内的R波或RR间隔数,并将所有内容重新计算为1分钟内的心率。
测试评估。正常植物反应 - 收缩压升高20毫米汞柱,舒张压升高10-20毫米汞柱,0.5-1分钟后。血压最大升高时间 - 冷却开始后30秒。血压恢复至初始水平 - 2-3分钟后。
病理偏差:
- 血管运动神经兴奋过度(反应性亢进) - 收缩压和舒张压强烈升高,即明显的交感神经反应(自主神经反应增强);
- 血管运动兴奋性降低(反应性低下) - 血压略有升高(舒张压升高小于10毫米汞柱),交感神经反应弱(自主神经反应性降低);
- 收缩压和舒张压下降 - 副交感神经反应(或变态反应)。
对反射区的压力
眼心反射(Dagnini-Aschner 反射)。测试方法:静卧 15 分钟后,记录 1 分钟心电图,随后计数 1 分钟心率(初始背景)。然后用指尖按压双眼,直至出现轻微疼痛感。可使用 Barre 眼压器(压力 300-400 g)。开始按压后 15-25 秒,使用心电图记录 10-15 秒的心率。计数 10 秒的 R 波数量,并重新计算 1 分钟的 R 波数量。
可以在压力停止后1-2分钟记录心率。在这种情况下,心率指的是眼球受压后最后10秒内RR间隔的增加量相对于受压前5个10秒RR段计算出的RR间隔平均值的百分比。
您还可以通过每 10 秒进行一次触诊(持续 30 秒)来计算心率,而不是通过心电图记录来计算。
解读:心率正常减慢 - 自主神经反应正常;强烈减慢(副交感神经、迷走神经反应) - 自主神经反应增强;弱减慢 - 自主神经反应降低;无减慢 - 自主神经反应异常(交感神经反应)。
正常情况下,在施加压力几秒钟后,心率会减慢,以1分钟为单位,减慢6-12次。心电图显示窦性心律减慢。
所有测试评估均能反映反应的强度和性质。然而,不同作者在健康人群检查中获得的数字数据并不相同,这可能是由于多种原因(初始心率不同、记录和处理方法不同)造成的。由于初始心率不同(每分钟70-72次以上或以下),可以使用Galyu公式进行计算:
X = HRsp/HRsi x 100,
其中HRsp为样本心率;HRsi为初始心率;100为常规HR数。
根据 Galu 公式,脉搏减慢等于:100 - X。
我们认为以 M±a 为标准较为合适,其中 M 为研究组 1 分钟心率平均值;o 为 M 的标准差。如果该值高于 M+g,则应认为植物性反应(交感神经或副交感神经)增强;如果该值低于 M+g,则应认为植物性反应减弱。我们认为其他植物性反应测试也应采用此方法进行计算。
健康个体样本心率研究结果
尝试 |
平均±a |
眼心反射 |
-3.95±3.77 |
颈动脉窦反射 |
4.9±2.69 |
太阳反射 |
-2.75±2.74 |
颈动脉窦关节反射(Tschermak-Gering)。测试方法:平卧适应(休息)15分钟后,计数1分钟内的心率(心电图记录-1分钟)-初始背景值。然后交替(1.5-2秒后)用手指(食指和拇指)按压下颌角稍下方胸锁乳突肌上1/3区域,直至感到颈动脉搏动。建议从右侧开始按压,因为右侧的刺激效果比左侧强。按压应轻,不引起疼痛,持续15-20秒;从第15秒开始,用心电图记录10-15秒的心率。然后停止按压,根据心电图R波的频率计算每分钟心率。可根据RR间期进行计算,类似于眼心反射的研究。也可在停止施压后3分钟和5分钟记录后效状态。有时还会记录动脉压和呼吸频率。
解释:从健康受试者获得的值被视为心率的正常变化,即正常的自主神经反应。
高于此值的数值表示植物性反应性增强,即副交感神经活动增强或交感神经活动不足;低于此值的数值表示植物性反应性降低。心率加快表示反应失常。根据其他作者[Rusetsky II,1958;Birkmayer W.,1976,及其他]的研究,正常值应为:心率在10秒后减慢至每分钟12次,动脉压降至10毫米,呼吸频率减慢,有时心电图上的T波至少增加1毫米。
病理性异常:心率突然显著减慢,血压不下降(迷走心型);血压急剧下降(超过10毫米汞柱),脉搏不减慢(降压型);头晕、昏厥,血压或脉搏无变化,或这些指标有变化(脑型)-血压升高 [Birkmayer W., 1976]。因此,建议计算M±a值。
太阳反射 - 上腹反射(Toma,Roux)。测试方法:静息状态下,仰卧,腹部肌肉放松,在测试前记录心电图(背景),并通过心电图的RR间期确定心率。也可检查动脉血压(初始背景指标)。用手按压太阳神经丛,直至感觉到腹主动脉搏动。
在施加压力后20-30秒,再次使用心电图记录10-15秒的心率。心率是根据10秒内心电图上R波的数量计算得出的,并每分钟重新计算一次。心率计算可以基于RR间期,方法与研究眼心反射时相同(参见上文)。
解读:M±o 值被视为标准。表达程度由以下因素决定:正常、增强或增强、减弱和异常的反应性,以及反应的性质:交感神经、迷走神经或副交感神经。
根据 II Rusetsky (1958)、W. Birkmayer (1976) 的研究,指出了几种类型的反应:
- 反射缺失或倒置(脉搏不够减慢或加速) - 交感神经反应;
- 阳性反射-每分钟减慢超过12次-副交感神经类型;
- 每分钟减慢 4-12 次 - 正常类型。
在反应性测试中,可以计算出植物性紧张研究中所示的系数。测试结果可以反映植物性反应的强度、特征和持续时间,即自主神经系统(ANS)交感神经和副交感神经的反应性。
植物支持活动的研究
由于植物成分是任何活动的必要伴随物,因此,研究各种活动形式中植物支持的情况也包含着关于植物神经系统状态的重要信息。我们将植物成分的记录称为活动植物支持的研究。
植物支持指标可以帮助我们判断行为是否获得充分的植物支持。通常,它与行为的形式、强度和持续时间密切相关。
植物支持活性的研究方法
在临床生理学中,植物支持的研究是使用活动的实验建模进行的:
- 体能 - 定量体力活动:自行车测功法、定量步行、在一定时间内以 30-40° 的水平位置抬高双腿一定次数、两阶段大师测试、定量深蹲、测力计卧推至 10-20 公斤等;
- 位置测试——从水平位置到垂直位置的转换,反之亦然(正斜测试);
- 心算 - 心算(简单 - 从 200 中减去 7 和复杂 - 用两位数乘以两位数),组成单词,例如 7 个单词和 7 个字母等;
- 情绪——负面情绪的建模:电击威胁、重现过去经历过的负面情绪情况、或与疾病相关的负面情绪的特殊诱导、使用库尔特·勒温方法诱导情绪压力等。以不同的方式建模积极情绪,例如谈论疾病的良好结果等。为了记录植物性转变,使用以下参数:心血管系统:心率、PC 变异性、血压、REG 指标、体积描记法等;呼吸系统——呼吸频率等;研究皮肤电反射 (GSR)、激素概况和其他参数。
研究参数分别在静息状态(初始植物性紧张状态)和活动状态下测量。在此期间,参数的增加被评估为活动植物性支持II。解读:所得数据被解读为活动植物性支持正常(变化与对照组相同)、过度(变化比对照组更强烈)、不足(变化比对照组更不明显)。
该活性主要由能量代谢系统提供。因此,能量代谢装置的状态是通过与初始数据的偏差程度来判断的。
正卧试验中植物支撑的研究。许多作者[Rusetsky II, 1958;Chetverikov NS, 1968 等]已描述了该试验,并基于 Shelong 血流动力学试验进行了多项改进。我们将仅介绍其中两种变体。第一种变体(经典)在 W. Birkmayer (1976) 的手册中有所描述;第二种变体是我们最近一直在使用的,即使用 Z. Servit (1948) 提出的方法进行试验并处理结果。
我们认为,主动进行的、不借助转盘进行的正位测试不仅是血流动力学测试,而且也是活动植物支持测试,即确保从一个位置过渡到另一个位置,然后维持新位置的植物性转变。
第一种方案。测量患者静息水平姿势下的心率和血压。然后,患者缓慢起身,避免不必要的动作,站在床边一个舒适的姿势。立即测量患者垂直姿势下的脉搏和血压,然后每隔一分钟测量一次,持续10分钟。受试者可以保持垂直姿势3至10分钟。如果在测试结束时出现病理变化,则应继续测量。要求患者再次躺下;躺下后,立即每隔一分钟测量一次血压和心率,直至恢复到初始值。
解释。正常反应(正常的植物性活动支持):站立时 - 收缩压短时间升高至 20 毫米汞柱,舒张压升高幅度较小,心率短时间增加至每分钟 30 次。站立时,收缩压有时会下降(低于初始水平 15 毫米汞柱或保持不变),舒张压保持不变或略有上升,因此相对于初始水平的压力幅度可能会减小。站立时心率可能会增加到每分钟 40 次。回到初始位置(水平)后,动脉压和心率应在 3 分钟内恢复到初始水平。躺下后可能会立即出现短期压力升高。没有主观不适。
植物支持活动的破坏表现为以下症状:
- 收缩压升高超过 20 毫米汞柱。
- 舒张压也会升高,有时比收缩压升高得更明显,有时则会下降或保持在同一水平;
- 站立时仅舒张压独立升高;
- 站立时心率每分钟增加30次以上;
- 站立时,您可能会感到血液涌向头部,视线变暗。
上述所有变化都表明植物支持过多。
- 站立后收缩压立即短暂下降超过10-15毫米汞柱。同时,舒张压可能同时升高或降低,导致压力幅度(脉压)显著降低。症状:站立时摇晃和无力感。这些现象被解释为植物支持不足。
- 站立时,收缩压比初始水平下降超过15-20毫米汞柱。舒张压保持不变或略有升高 - 低张力调节障碍,也可视为植物性支持不足,是一种适应障碍。舒张压下降(根据W. Birkmayer,1976年的定义,为低动力调节)也可视为植物性支持不足。动脉血压幅度与初始水平相比下降超过两倍,不仅表明存在调节障碍,而且我们认为还表明存在植物性支持障碍。
- 站立时心率每分钟增加超过30-40次,而动脉血压相对稳定,则提示植物支持过度(W. Birkmayer,1976年定义为心动过速调节障碍)。可能出现直立性呼吸急促。
直立试验期间的心电图变化:窦性脉搏加快,II 和 III 标准导联的 P 波增多,ST 间期缩短,II 和 III 导联的 T 波平坦或倒置。这些现象可能在站立后立即发生,也可能在长时间站立后发生。健康人也会出现直立性变化。这些变化并不提示心脏缺陷:这是与交感神经紧张(即营养供应过剩)相关的植物神经供应紊乱。
移动到卧姿和处于卧姿的规则相同。
第二种方法。受试者以水平姿势休息15分钟后,测量其动脉压,并通过记录1分钟的心电图来记录心率。受试者平静地站起至垂直姿势,这大约需要8-10秒。此后,再次以垂直姿势连续记录1分钟的心电图,并记录动脉压。然后,在站立的第3分钟和第5分钟,记录20秒的心电图,并在记录心电图后的相同时间间隔内测量动脉压。然后受试者躺下(卧位测试),并再次按照上述方法在相同的时间间隔内记录相同的植物指数。通过计数心电图中10秒间隔内的R波来记录心率。
根据Z. Servit(1948)的方法处理在直立试验和卧位试验的微小间隔内获得的数据。计算以下指标:
1. 每分钟平均直立加速度(AOA)。它等于每分钟前10秒、第2秒和第6秒相对于初始心率的增量之和除以3:
SOU = 1 + 2 + 6 / 3
直立不稳定性指数(OLI)是直立姿势下1分钟内(从第一分钟的六个10秒间隔中选择)最高心率与最低心率之间的差值——直立测试中心率波动的最小范围。
卧位减速(CD)是指心率从垂直位置移动至平卧位置后 1 分钟内的最大减速。
正斜差(OCD)是正斜试验和斜压试验中最大加速度与最大减速度之间的差值(该计算也是在试验 1 分钟内对 6 个 10 秒间隔进行的)。
卧位不稳定性指数 (CIL) 是指卧位测试期间心率减慢幅度最大与最小值之间的差值(测试间隔为 1 分钟,横位测试间隔为 10 秒)。整个测试在站立和卧位 1 分钟内完成,然后计算第 3 分钟和第 5 分钟的心率以及动脉压值。健康受试者在指定测试的不同时间间隔获得的 M±a 值作为正常值。
对自主神经系统状态的动态研究可以了解其初始自主神经张力(由外周自主神经结构的状态决定)、自主神经反应性和自主神经活动支持,而自主神经活动支持则由组织适应性行为的大脑超音节系统的状态决定。
除了上述临床医生广泛使用的功能动力学方法外,通过记录指定参数来表征静息和负荷下自主神经系统的状态,还可以使用 REG,它提供有关脉搏血流充盈幅度、主要血管壁状态、血流相对速度、动脉和静脉循环关系的间接信息。借助体积描记法可以解决同样的问题:振荡的增加,即血管扩张,被评估为交感神经影响的减少;振荡的减少,收缩的趋势 - 被评估为振荡的增加。超声多普勒图 (USDG) 显示血管床的状态,这也间接反映了自主神经系统的状态。
神经肌肉兴奋性研究
最常用的客观测试是:
在静息状态下以及过度换气5分钟后诱发Chvostek症状。诱发Chvostek症状的方法是用神经锤敲击连接嘴角和耳垂的中线。测量表现程度:
- I度-唇连线减少;
- II 度-鼻翼缩小或加重;
- III度——除上述现象外,眼轮匝肌收缩;
- IV级——整个半边脸的肌肉急剧收缩。
过度换气5分钟可导致表达程度明显增加[Аlаjouianine Th. et al., 1958; Klotz HD, 1958]。在健康人群中,Chvostek症状阳性的发生率为3-29%。在神经源性手足搐搦症中,73%的病例呈阳性。
袖带试验(特鲁索症状)。操作方法:将动脉止血带或充气袖带置于患者肩部5-10分钟。袖带内的压力应维持在患者收缩压以上5-10毫米汞柱。在缺血后阶段解除压迫时,会出现腕足痉挛,即“产科医生手”现象。特鲁索症状在手足搐搦症中的发生率为15%至65%。这表明外周神经肌肉兴奋性较高。
Trousseau-Bonsdorff 试验。操作方法:将充气袖带置于患者肩部,维持压力 10 分钟,压力水平高于患者收缩压 10-15 毫米汞柱,从而导致手臂缺血。在缺血期后半段,增加过度换气(最大深吸气和呼气频率为每分钟 18-20 次),持续 5 分钟。测试结果:弱阳性 - 骨间肌出现可见的肌束震颤,尤其是在第一指间区域,手部形状改变(易出现“产科医生手”);阳性 - 出现明显的手足痉挛;阴性 - 未出现上述症状。
肌电图研究。肌电图研究会记录强直痉挛相关肌肉的某种电活动。该活动的特征是连续电位(双峰、三峰、多重峰),这些电位在短时间间隔(4-8 毫秒)内以 125-250 pps 的频率发生。此类电位以及肌电图的其他现象会在激发试验研究期间出现。
其他可揭示神经肌肉兴奋性的测试:贝克特雷夫肘综合征、施莱辛格症状、肌肉滚轮症状,但它们提供的信息较少,且较少使用。
过度换气综合征的研究方法
- 分析具有多系统性特征的主观感觉(症状)以及症状与呼吸功能的联系。
- 疾病期间或疾病发作时存在呼吸系统疾病。
- 过度换气试验结果呈阳性。
- 神经肌肉兴奋性测试。
- 通过吸入含有 5% CO2 的空气混合物,或通过“向袋子”(纸或聚乙烯)中呼吸以积累自己的 CO2,可以停止过度换气发作,借助于此可以停止发作。
- 患者肺泡气中出现低碳酸血症,血液中出现碱中毒。
过度换气试验技术:患者处于水平或半卧位(坐在椅子上)。他开始以每分钟16-22次的频率深呼吸。测试持续时间根据耐受力为3至5分钟。阳性过度换气试验有两种进展形式。第一种形式:在测试过程中,出现情绪、植物性、强直性和其他变化,这些变化在完成后2-3分钟消失。第二种形式:过度换气导致植物性阵发性发作,这种发作在测试期间开始,并在测试结束后持续。测试向全面发作的转变最初在呼吸中观察到,受试者无法停止过度换气并继续频繁而深呼吸。呼吸窘迫伴有植物性、肌强直性和情绪障碍。人们普遍认为,在测试过程中出现的类似于自发出现的感觉的主观感觉是确诊过度换气综合征的积极标准。
年龄超过50岁者应谨慎进行检查。禁忌症包括高血压、心脏和肺部病变、严重动脉粥样硬化。
研究神经系统功能状态的其他方法
情绪和个人特征研究
植物性障碍,尤其是大脑层面的植物性障碍,是心理植物性的。因此,对于植物性障碍,有必要检查其精神层面。其研究方法之一是详细研究患者的心理记忆,包括童年时期和当前心理创伤。情绪障碍的临床分析非常重要。心理检查采用多种方法:多方面人格研究法(MIP)(由FB Berezina 和 MI Miroshnikov(1976)改进),Spielberger 测验、Eysenck 测验、Cattell 测验,以及 Rorschach 投射测验、主题统觉测验(TAT)、未完成句子测验、Rosenzweig 测验(挫折测验)等。在植物性障碍研究中,最有用的测验是 MIP、Spielberger 测验和 Cattell 测验。
电生理研究
EEG 不仅用于明确过程的定位,在某些情况下,还用于明确其性质(癫痫性超同步全身放电),而且还用于研究大脑在睡眠、放松和紧张的清醒状态下非特异性激活和失活系统的功能状态,其由各种负荷建模:过度换气、光、声音刺激、情绪压力、精神负荷等。
测试非特异性脑系统最常用的方法是脑电图 (EEG)、心电图 (ECG)、脑电共振 (GSR)、肌电图 (EMG) 和呼吸频率的多谱图记录。这些指标的变化反映了上行和下行激活系统 (MI) 之间的关系。通过对脑电图进行视觉和计算机分析(计算 a 指数、当前同步指数等),可以判断去同步化(脑干网状结构)和同步化(丘脑皮质系统)脑系统之间的关系和状态。在睡眠期间,脑电图数据可以获取有关不同睡眠阶段表征特征的信息,包括其潜伏期、睡眠周期和运动活动 (SMA)。
近年来,计算机技术的运用显著提升了神经生理学研究的可能性。平均法的应用使得从自发脑电图(主要由感觉和运动刺激引起的脑电图)中分离事件相关电位成为可能。
因此,体感诱发电位的研究可以对不同层次的特定和非特定传入系统的功能状态进行有效和差异化的评估。
对动作组织和效应系统机制的研究使得记录与执行自愿运动相关的运动电位成为可能,它既可以反映动作组织和决策的一般过程,也可以反映皮质运动神经元激活的更多局部机制。
条件负偏差 (CND) 记录用于研究定向注意、动机和概率预测的机制,这使我们能够评估非特定大脑系统的状态。
通过构建自发脑电图的光谱图,可以研究大脑活动拓扑组织机制的特征。
采用快速傅里叶变换算法的压缩谱分析 (CSA) 可以确定脑电图节律的谱功率及其对各种功能负荷的反应性,从而提供有关非特定脑系统状态的信息。此外,CSA 脑电图还能揭示适应性反应中涉及的半球间相互作用(半球间不对称)的本质。
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激素和神经体液功能研究
植物性病症通常与神经内分泌代谢紊乱并存。这些紊乱基于神经激素和神经体液比例的变化(由神经递质介导的变化引起),而神经激素和神经体液比例的变化又可反映身体的适应能力以及能量系统和营养系统的状态。
在某些情况下,需要同时检查激素概况和神经体液关系:甲状腺功能(使用I的复杂放射性同位素吸收法进行基础代谢),下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统的状态(测定血液和尿液中的皮质类固醇及其代谢物),卵巢功能检查(直肠温度,瞳孔症状,CII,激素概况),碳水化合物,蛋白质,水盐代谢等。
为了研究神经体液关系的状态,测定血液、尿液和脑脊液中的儿茶酚胺(肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺、多巴及其代谢物)、乙酰胆碱及其酶、组胺及其酶(二胺氧化酶)的含量,通过尿液中5-OIAC的排泄,测定血清素的组胺过氧化物作用(HPE)。
同时,这些指标可用于评估特异性和非特异性LRK系统的状态,以及中枢能量和营养器官以及外周营养系统的反应。
体液(电解质)检查,包括钠、钾、总钙、无机磷、氯、二氧化碳和镁,有助于识别潜在的神经源性手足搐搦症。测定单价离子(钠、钾)与二价离子(钙、镁)比例的系数。神经源性手足搐搦症 (NTS) 主要血钙正常,但相对存在低钙血症的倾向。在 NTS 患者中,反映单价离子相对于二价离子优势的系数显著升高。
自主神经系统节段划分功能的研究
现代自主神经系统病理学教学的发展要求对旧方法论进行修订,并开发新的研究方法。当今正在开发的方法面临着特殊的要求。自主神经系统研究的测试必须:
- 关于自主神经功能障碍的足够信息(结果的定量评估);
- 特异性强,在重复研究中具有良好的可重复性(变异系数不应超过 20-25%);3)生理和临床可靠(安全);
- 非侵入性;
- 操作简单、快捷。
满足这些要求的测试仍然很少。
为研究心血管、汗腺和瞳孔系统中的自主神经系统而开发的方法比其他方法更能满足上述要求,因此可以更快地进入临床实践。
节段性植物神经功能障碍的研究不仅应考虑病变的定位,还应考虑提示外周植物神经结构缺失或受刺激的症状。如有可能,有必要确定其性质(交感神经或副交感神经)。最好明确植物神经弧中某一部分的作用:传入神经还是传出神经。
一些使用的方法可以提供有关超节段植物装置的信息,记录初始植物张力、植物反应性和植物活动支持;此外,还可以获得有关植物神经系统节段部分状态的信息。
心血管系统
确定交感神经传出通路状态的方法
- 测定从卧位到直立姿势的转变过程中血压的变化。计算卧位时收缩压与站立后3分钟收缩压的差值。
解读:收缩压下降不超过10mmHg为正常反应,提示传出神经缩血管纤维完整;下降11-29mmHg为临界反应;下降30mmHg以上为病理反应,提示传出神经功能不全。
- 测定等长负荷期间动脉压的变化。使用测力计,测量一只手的最大力量。然后,让患者以相当于最大力量30%的力度挤压测力计,持续3分钟。计算挤压测力计后第3分钟与进行负荷前(静息状态下)的舒张动脉压差。
解读:舒张压升高超过16mmHg为正常反应;升高10-15mmHg为临界反应;升高不足10mmHg为病理反应,提示传出交感神经功能不全。
- 评估传出血管收缩交感神经纤维的状态。为此,基于手或前臂的体积描记图记录,使用了一些测试:
- 精神压力、疼痛刺激或突发噪音通常会导致手部血流减少,并因外周血管收缩而导致动脉压升高。如果血流减少和动脉压没有变化,则提示传导至皮肤血管的传出交感神经纤维受损;
- 在巴拉尼椅上进行瓦尔萨尔瓦动作或旋转试验时,由于血管收缩增强,通常会出现血液充盈减少的情况。血液充盈无变化则提示交感神经周围血管收缩机制受损;
- 急促的深呼吸会导致前臂血管反射性收缩。该检查的反应基于脊髓反射,其传入通路未知,而传出通路由交感神经血管收缩纤维组成。如果该检查中未出现血流充盈减少,也提示交感神经传出功能不全;
- 在深蹲或俯卧被动抬腿运动时,体积描记器显示由于血管收缩减少,血液充盈增加。当骨骼肌血管的交感血管收缩纤维受损时,血液充盈不会发生变化。
需要注意的是,上述体积描记法检查在正常值与病理值之间没有明确的定量界限,因此在一般临床实践中的应用受到限制。然而,本组受试者获得的结果可以与对照组的数据进行比较。
- 药理试验:
- 血浆去甲肾上腺素 (NA) 水平的测定:血浆去甲肾上腺素水平由交感神经末梢和肾上腺髓质的释放来维持。由于释放到血液中的神经递质的量与交感神经系统活动成正比,因此血浆去甲肾上腺素水平可作为交感神经活动的指标。人们认为,血浆去甲肾上腺素水平降低是由于血管中交感神经传出末梢的异常释放所致,而不是由于其吸收或跨血脑屏障或其他膜的扩散发生变化。在健康个体中,血浆去甲肾上腺素水平在仰卧时保持恒定,并在个体采取垂直姿势时急剧升高。在自主神经系统的中枢位置,存在一定的血浆去甲肾上腺素水平,即使个体采取垂直姿势也不会发生变化。在周围性病变(节后交感神经元)中,去甲肾上腺素水平在平卧位时急剧降低,而在直立试验中不会升高。因此,可以区分节前病变和节后病变:
- 酪胺试验:酪胺会从节后突触前囊泡释放去甲肾上腺素和多巴胺。如果酪胺给药后血浆去甲肾上腺素(儿茶酚胺)增加不足,则提示节后神经元释放去甲肾上腺素的能力不足,即远端节后交感神经功能障碍;
- 去甲肾上腺素试验:静脉注射小剂量去甲肾上腺素会导致健康人出现多种心血管效应,包括全身动脉压升高。一些自主神经受损的患者,由于突触前神经末梢破坏而出现的所谓的失神经支配高敏反应,会导致动脉压反应过度。相反,完全失神经支配会导致该试验中的动脉压反应低于正常值;
- 安那普林试验:静脉注射安那普林(不超过 0.2 mg/kg)后,如果心率没有减慢,则表明心脏交感神经受到损害。
- 记录到达皮肤血管、横纹肌和汗腺的周围交感神经动作电位。这是一种现代电生理学方法,利用最新的微电极技术,记录周围自主神经的神经活动,确定不同类型刺激的自主神经反应潜伏期,并计算兴奋沿传出交感神经纤维的传导速度。
确定副交感神经传出通路状态的方法
- 站立时心率的变化。健康人群站立时心率会迅速增加(最大值出现在第15次心跳后),然后在第30次心跳后下降。第15次心跳的RR间期与第30次心跳的RR间期之比被称为“30:15比值”或“30:15系数”。通常,该值等于或大于1.04;1.01-1.03为临界值;1.00表示迷走神经对心脏的影响不足。
- 深而缓慢的呼吸(每分钟6次)时心率的变化。测定呼气时最大延长的RR间期与吸气时最大缩短的RR间期的比值。在健康人群中,由于迷走神经的影响引起的窦性心律失常,该比值始终大于1.21。1.11-1.20的指标处于临界值。当窦性心律失常减少,即迷走神经功能不全时,该指标不会高于1.10。
- 瓦尔萨尔瓦动作期间的心率变化。计算瓦尔萨尔瓦系数。将呼吸送入连接到压力计的吹嘴中;压力保持在40毫米汞柱,持续15秒。同时,使用心电图记录心率。瓦尔萨尔瓦系数的计算:测试后前20秒内延长的RR间隔与测试期间缩短的RR间隔之比。正常情况下,瓦尔萨尔瓦系数等于或大于1.21;临界值为1.11-1.20;1.10或更低的系数表明副交感神经对心律的调节受到干扰。从生理学上讲,在测试过程中,在紧张的时刻,会出现心动过速和血管收缩,随后血压会上升,之后会出现心动过缓。
- 药理试验:
- 阿托品试验。给予0.025-0.04毫克/千克剂量的阿托品,或给予1.8-3毫克硫酸阿托品,可完全阻滞心脏副交感神经。药效在5分钟内出现,持续30分钟。可观察到明显的心动过速。迷走神经心脏分支受损的患者,心率不会加快。
确定传入交感神经通路状态的方法
瓦尔萨尔瓦动作:通过与压力计连接的口器进行呼吸;压力计中的压力保持在 40 毫米汞柱 15 秒。
此时会出现胸内压升高、动脉压升高和心率变化。所有变化通常持续1.5-2分钟,分为四个阶段:阶段1 - 由于胸内压升高,动脉压升高;阶段2 - 由于静脉流入量变化,收缩压和舒张压下降;5秒后,动脉压水平恢复,这与反射性血管收缩有关;心率在前10秒内增加;阶段3 - 动脉压急剧下降至第二阶段末期的水平,这与主动脉的释放有关;此状态在胸内压消失后持续1-2秒;阶段4 - 收缩压高于静息水平持续10秒,脉压增加,舒张压增加或不变。当动脉压恢复到原始水平时,阶段4结束。
当交感神经传入通路受损时,第二阶段的反应就会被阻断,表现为收缩压和舒张压下降以及心率增加。
如果已知迷走神经功能正常(根据临床数据和检查结果),同时动脉低血压和高血压时心率没有变化,那么就可以推测交感神经弧的传入部分已经受损,即作为IX对脑神经的一部分通向颈动脉窦的路径。
研究心血管系统植物神经系统的现代方法包括无创血压监测和心率变异性分析(心电图频谱分析)。这些方法可以对不同功能状态下的植物神经功能进行综合定量评估,并阐明交感神经和副交感神经环节在心血管系统中植物神经调节中的影响和作用。
胃肠系统
研究该系统植物功能的方法基于对整个胃肠道运动的研究,而整个胃肠道的运动受自主神经系统的副交感神经和交感神经控制。
在继续描述方法之前,有必要警告,在排除所有明显的胃肠道疾病原因(感染,炎症,创伤,肿瘤,粘连,肝脏和胆囊病变等)的情况下,阳性结果可以解释为植物病理。
排泄功能研究。副交感神经传出通路状态的测定方法
- 胃酸度。以0.01单位/千克的剂量注射胰岛素,然后测定胃酸度。健康人由于迷走神经活动,低血糖反应会导致胃酸度升高。胃酸度未升高表明连接胃壁细胞的迷走神经分支受损。顺便说一句,这是评估外科迷走神经切断术的标准程序。如果壁细胞本身受损或缺失,五肽胃泌素或组胺也不会导致胃酸度升高。
- 胃色检查。基于胃黏膜分泌染料(中性红)的能力,肌肉注射后12-15分钟,静脉注射后5分钟。分泌不足时,染料分泌明显延迟,无力时则完全不分泌(交感神经作用占主导地位)。
- 胰多肽对低血糖的反应。胰腺在低血糖时释放胰多肽,并由迷走神经介导。因此,如果胰岛素治疗后胰多肽释放不足或缺乏,则被认为是副交感神经功能不全。
胃肠运动排泄功能的研究
所描述的方法表明节前副交感神经纤维受损或交感神经功能不全。
方法:闪烁扫描、X射线电影摄影、测压法。可以检测到食管运动减慢,这是由于迷走神经节前副交感神经纤维受损所致,以及食管神经轴突变性导致运动节律紊乱。
通过检查胃肠、胃电图和超声波的对比方法,可以检测出由于副交感神经(迷走神经)受损而导致的蠕动和排泄减慢以及由于交感神经功能不全导致的运动功能增加等运动功能障碍。
- 气囊-动态图法。其核心在于记录胃内压力,其波动主要与胃收缩相关。初始压力水平表征胃壁的张力。一个充满空气的橡胶气囊通过一系列管道和一个马雷胶囊连接到水压计。水压计中的液体波动被记录在动态图上。分析动态图时,可以评估胃收缩的节律、强度以及单位时间内蠕动波的频率。交感神经的影响会降低收缩的节律和强度,以及胃内蠕动波的分布速度,并抑制胃动力。副交感神经的影响则会刺激胃动力。
- 开放式导管法是球囊动态成像法的一种改良版本。在这种情况下,压力是通过液体的弯月面来感知的。
- 胃电图法的优点在于无需探针即可评估胃部运动活动。使用 EGG-3 和 EGG-4 设备从患者体表记录胃部生物电位。滤波系统可以识别表征胃部运动活动的窄带生物电位。评估胃电图时,需要考虑单位时间的频率、节律和振幅。该方法需要将激活电极放置在胃部在腹壁前壁的投影区,但这并非总是可行。
- 使用EGS-4M仪器从远端记录胃部生物电位[Rebrov VG, 1975]。有效电极位于右手腕处,无效电极位于右脚踝处。
- 胃肠道电图(Pashelectrografiya)是对胃肠道运动功能的同步研究。该方法基于以下事实:消化道不同段的肌肉收缩频率具有特异性,并与主要电节律的频率相一致 [Shede H., Clifton J., 1961; Christensen J., 1971]。通过将电极放置在体表,使用窄带滤波器选择该频率,可以追踪胃肠道相应段(包括小肠和大肠)总电位的变化情况。
- 无线电遥测。胃内压力是通过插入胃中的胶囊来测量的,胶囊内装有压力传感器和无线电发射器。无线电信号由连接在患者身上的天线接收,并通过转换器传输到记录设备。曲线的分析方法与胃电图相同。
目前尚无简单、可靠、信息丰富的测试来诊断胃肠系统自主神经功能障碍。
泌尿生殖系统
在该领域,研究自主神经的简单信息测试还很缺乏;所使用的方法是基于对最终效应器官功能的研究。
确定副交感神经和交感神经传出通路状态的方法
- 微量尿流测量法是一种定量方法,使用特殊设备——尿流计——来评估由副交感神经系统控制的膀胱排空功能。
- 膀胱测压是一种定量评估膀胱运动和感觉功能的方法。根据膀胱内压与膀胱容量的关系,可以确定损伤部位:脊髓中枢以上、节前副交感神经纤维、节后神经。
- 尿道加压轮廓测量法是一种利用构建的图形(即排尿过程中沿尿道全长的压力曲线)来评估尿道状况的方法。该方法可用于排除下尿路病变。
- 膀胱尿道造影是一种检测内外括约肌协同失调的造影方法。
- 超声波检查是一种检查膀胱功能的现代非侵入性方法,可以评估排尿和充盈的所有阶段。
- 肛门外括约肌肌电图检查是诊断膀胱外括约肌协同失调的一种方法,其功能与肛门外括约肌相似。
- 监测夜间睡眠期间的勃起情况——用于鉴别诊断器质性阳痿和心因性阳痿。如果副交感神经纤维受到器质性损伤,则早晨和夜间睡眠时会出现勃起;而健康人群以及心因性阳痿患者则能够保持勃起。
- 通过研究生殖器表面诱发的皮肤交感电位来评估交感传出神经的功能。当这些神经受损时,反应的潜伏期会延长,幅度会降低。
皮肤(出汗、体温调节)
确定传出交感神经通路状态的方法
- 诱发皮肤交感神经电位的研究。该方法基于GSR现象,包括记录正中神经电刺激后皮肤的生物电位。由于GSR的传出环节是交感神经系统,因此其反应特性开始用于分析自主神经系统的这一部分。在手掌和脚上放置四对表面电极(20x20x1.5 mm)。使用放大器灵敏度为100 μV的神经肌电图仪进行记录,频率范围为1.0-20.0 Hz,分析周期为5 s。使用持续时间为0.1 s的单个不规则矩形脉冲作为电刺激。电流强度的选择基于刺激过程中正中神经在腕部投射区出现拇指运动反应的情况。刺激在自发GSR消退后至少间隔20 s随机给予。针对刺激,平均有 4-6 次皮肤电反应,这些反应被称为诱发皮肤交感电位 (ESP)。可确定 ESP 的潜伏期和 I 振幅。一系列针对患有系统性、内分泌性和自身免疫性疾病等各种多发性神经病患者的研究证明了该方法的实用性。在本例中,ESP 的 LA 增加和 AMP 减少被评估为自主神经促汗纤维兴奋传导的障碍,而反应的缺失则是由于汗纤维功能严重受损。然而,在分析 ESP 时,应始终考虑到潜伏期和振幅参数不仅会随着外周疾病而改变,还会随着中枢神经系统的疾病而改变。在从VNS损伤程度的角度解读VKSP数据时,有必要参考临床和其他辅助临床研究方法(ENMG、EP、EEG、MRI等)的结果。该方法的优势在于非侵入性、完全安全以及结果的定量评估。
另一种有用的方法是定量汗腺轴突反射试验 (QSART),该方法通过乙酰胆碱离子电渗疗法刺激局部出汗。出汗强度由一种特殊的感受器记录,该感受器将信息以模拟形式传输到计算机。研究在特殊的隔热室内进行,在静息状态下以及在热负荷(热茶等)下进行。由于需要专门的房间和技术设备来进行研究,限制了该方法的广泛应用。
如今,染料测试已逐渐减少用于评估出汗功能。下文将介绍其中一些方法。交感神经反射弧传出部分的功能障碍可以通过身体某个部位的出汗缺失来判断。定位是通过观察出汗情况来确定的,例如米诺尔(Minor)的碘淀粉测试或尤热列夫斯基(Yuzhelevsky)的铬钴测试。出汗可以通过多种方法进行:
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- 阿司匹林试验:服用 1 克乙酰水杨酸和一杯热茶会导致大脑器官弥漫性出汗;在皮质病变的情况下,更常出现单瘫型出汗 - 出汗消失或减少。
- 将受试者置于干燥空气箱、加热室中加热,或将双肢浸入43°C的热水中,均可通过脊髓侧角细胞引发脊髓汗液反射。如果脊髓节段受损,加温程序以及阿司匹林试验可发现相应区域汗液分泌减少或消失。
- 毛果芸香碱试验:皮下注射1%毛果芸香碱溶液1ml,作用于终末汗腺,正常情况下,身体某部位会出现汗液分泌。若汗腺缺失或受损,则可在该试验中观察到出汗减少或消失。
- 轴突反射试验:法拉第电流刺激、皮内注射乙酰胆碱(5-10毫克)或乙酰胆碱电泳通常可在5分钟后引起局部竖毛和出汗。若无竖毛、出汗减少或消失,则提示交感神经节或节后神经元受损。
- 使用热成像仪研究体表温度:记录红外辐射强度,这是所获热成像图的核心。等温线效应用于量化红外辐射值。温度值以度为单位记录。热成像图的解读基于热不对称性的存在以及纵向末端梯度值,后者反映了皮肤远端和近端区域之间的温差。热成像图和体表温度强度的研究表明,上半身温度高于下半身,左右肢呈对称分布,肢体近端温度高于远端温度,且差异不显著且呈渐进性。对于患有脑自主神经紊乱的患者,热成像指标的体表温度分布可分为以下几种类型:
- 双侧前臂下1/3处“热截肢”,手脚体温过低,体温急剧下降2-4℃;
- 手脚高温,多见于下丘脑综合征患者;
- 不同类型的不对称:
- 单侧手部“热截肢”;
- 手脚不对称“热截肢”。
当自主神经系统的节段部分受到影响时,主要观察到各种类型的不对称。
瞳孔
已知交感神经系统和副交感神经系统支配着控制瞳孔扩张和收缩的肌肉。神经药理学研究可以区分支配虹膜肌肉的自主神经在节前和节后受到的损伤。通过分析,可以区分由于控制瞳孔扩张的肌肉的交感神经纤维受损而导致的眼睑下垂和瞳孔缩小与霍纳综合征(Horner's syndrome,基于通向该肌肉的交感神经通路更近端的损伤)以及艾迪综合征(Adie's syndrome,强直性瞳孔扩张),前者目前被认为与控制瞳孔收缩的肌肉的节后副交感神经纤维受损有关,后者也与节前纤维受损导致的瞳孔散大有关。
神经药理学分析方法基于节后交感神经和副交感神经纤维失神经支配敏感性高这一现象。研究表明,如果在瞳孔缩小或眼睑下垂时出现收缩瞳孔的失神经支配敏感性高,则病变并非位于节前交感神经纤维,而是位于颅底或颈内动脉沿线的节后纤维。如果在瞳孔散大时出现散大的瞳孔失神经支配敏感性高,则脑干、海绵窦或颈脊髓的节前纤维损伤的可能性也不大。睫状神经节或眼外层的交感神经节后纤维损伤通常会导致这种情况。
检查瞳孔和进行神经药理学测试时有几条规则:
- 每隔2分钟将1滴药物滴入每只眼睛;
- 由于该测试是为了检测缺陷,因此可能需要以 10 分钟的间隔滴入滴眼液三次,即每只眼睛滴 6 滴;
- 对于单侧瞳孔大小异常的患者,应检查双侧瞳孔;
- 如果散大瞳孔收缩,而另一侧无反应,则考虑存在失神经支配性过敏症。如果无反应,可以增加药物浓度,但前提是双眼均需检查。只有当散大瞳孔没有更强烈的收缩,而正常瞳孔开始收缩时,才能排除散大瞳孔失神经支配性过敏症。
如果双侧瞳孔出现病变,则无法进行比较;只能检查一只眼睛,另一只眼睛作为对照。
瞳孔缩小的交感神经失神经高敏性测试
- 0.1%肾上腺素注射:正常瞳孔在滴注肾上腺素后不会扩张。在失神经支配性过敏症中,肾上腺素会导致瞳孔散大。节后交感神经通路受损时,过敏反应达到顶峰。瞳孔扩张超过2毫米。肾上腺素不会引起节前交感神经纤维(尤其是“第一神经元”)受损的瞳孔大小显著变化,即在完全性霍纳综合征中,该检查结果为阴性。
- 4%可卡因溶液检测:可卡因很少单独使用,因为它无法明确交感神经损伤的位置,通常与肾上腺素检测联合使用。联合检测方法:滴入两滴4%可卡因溶液,必要时重复三次。瞳孔明显散大并伴有瞳孔缩小,提示节前交感神经纤维受损。如果没有反应,则在30分钟后滴入0.1%肾上腺素溶液:瞳孔轻微散大可能提示节前神经纤维(即其“第二神经元”)可能受损;瞳孔明显散大则提示节后交感神经纤维受损。
瞳孔散大症的副交感神经失神经支配超敏反应试验
使用2.5%美凯龙眼滴眼液。每只眼各滴1滴,5分钟后重复滴注。扩张的瞳孔对美凯龙眼有反应,瞳孔明显缩小。完整的瞳孔无反应。该测试有助于诊断艾迪综合征。
内眼肌麻痹:其病因的确定不需要药理学测试,但需要进行神经系统局部分析。
除了药理测试外,还有其他测试。
- 瞳孔周期时间。使用裂隙灯,将一条窄条光穿过瞳孔边缘。作为反应,可以观察到瞳孔有节奏地收缩和收缩。健康人瞳孔周期(收缩-扩张)的时间为946±120毫秒。瞳孔周期时间增加表明副交感神经功能不全。
- 使用电子闪光灯拍摄瞳孔的宝丽来照片是一种在黑暗环境下测量瞳孔大小的方法。测量暗适应瞳孔相对于虹膜外径的大小,可以评估交感神经支配的状态。瞳孔扩张不足提示交感神经功能不全。该方法对交感神经功能的微小变化非常敏感。
- 红外电视瞳孔测量法是一种定量方法,可以确定瞳孔在静息、光照和黑暗条件下的精确尺寸,为评估瞳孔的自主神经支配提供了大量信息。
- 虹膜异色症:交感神经系统影响黑色素的形成,并决定虹膜的颜色。一侧虹膜色素沉着的破坏表明儿童早期交感神经纤维受损。成人虹膜色素脱失极为罕见。成人虹膜异色症的病因可能是局部疾病,也可能是先天性孤立性异常。色素脱失可与霍纳综合征(通常是先天性的)中交感神经支配受损的其他症状同时出现。
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