于澜赵苗苗李清溪刘兴健谌国会熊芬谢林怡兰兰王大勇吴子明冀飞，2，3赵立东，2，3王秋菊，2，3

1中国人民解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科解放军耳鼻咽喉研究所(北京100853)

2聋病防治北京市重点实验室

3聋病教育部重点实验室

·听觉诱发电位专辑·

EMG修正对颈部及眼部前庭诱发肌源性电位的影响

于澜1赵苗苗1李清溪1刘兴健1谌国会1熊芬1谢林怡1兰兰1王大勇1吴子明1冀飞1，2，3赵立东1，2，3王秋菊1，2，3

1中国人民解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科解放军耳鼻咽喉研究所(北京100853)

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目的研究肌电图(electromyogram,EMG)修正对前庭诱发肌源性电位（Vestibular-evokedmyogenic po⁃tentials,VEMPs）结果产生的影响，并建立修正后的cervical Vestibular-evokedmyogenic potential（cVEMP）及ocular Vestibular Evoked Myogenic Potential（oVEMP）正常值范围，为临床上准确评估前庭感受器功能提供更可靠的参考依据。方法采用500Hz tone-burst刺激声对20名（40耳）听力正常且无耳蜗及前庭系统疾病的正常青年人进行cVEMP及oVEMP测试。受试者年龄为20-30岁，平均年龄（23.76±2.81）岁。测试强度为100dB nHL，通过ER-3A标准插入式耳机给声，测试时体位采取坐姿。结果所有受试者均能引出清晰可重复的cVEMP及oVEMP波形。Tone-burst cVEMP的P1潜伏期为14.13±1.97（ms），N1潜伏期为21.54±2.23（ms），幅值为1.63±0.60（μV）。Tone-burstoVEMP的N1潜伏期为10.15±0.72（ms），P1潜伏期为15.79±1.01（ms），幅值为1.38±1.02（μV）。cVEMP修正前后的振幅有显著性差异（*P<0.05），修正前后比值达到40~50倍。结论EMG修正对振幅标准化有重要意义，其中对cVEMP的测试结果影响较大，建立一组EMG修正后VEMPs的正常参考值范围能够更准确评估双侧不对称性。Tone-burstcVEMP及oVEMP引出率高，可作为临床上评估椭圆囊和球囊功能的常规检测方法。

颈部前庭诱发肌源性电位；眼部前庭诱发肌源性电位；振幅标准化；肌电图修正

Funding:Thiswork was supported by grantsof the National Key Basic Research Program of China(No.2014CB943001),the NationalNaturalScience Foundation of China(No.81530032)and China PostdoctoralScience Foundation(No.2015M 572766).

Competing Interests:Theauthorshave declared thatno competing interestsexist.

前庭诱发肌源性电位（Vestibular-evokedmyo⁃genic potentials,VEMPs）是人类前庭耳石器经强声刺激后，经反射通路，在收缩紧张的肌肉表面记录到的一种短潜伏期反应。根据VEMPs测试时电极贴放位置不同，采集到的电信号分别命名为：颈肌前庭诱发肌源性电位(cervical Vestibular-evoked myogenic potential,cVEMP）和眼肌前庭诱发肌源性电位（ocular Vestibular-evoked myogenic potential, oVEMP）。本研究旨在采集正常青年人500Hz tone-burst诱发的cVEMP及oVEMP数据，提供正常值参考范围。通过EMG校正，对振幅进行标准化处理，准确评估椭圆囊和球囊功能，辅助鉴别诊断。

1 资料和方法

1.1研究对象

受试者为20名年龄为20-30岁的正常青年人，平均年龄（23.76±2.81）岁，其中女性10人，平均年龄（23.00±2.58）岁，男性10人，平均年龄（24.70± 2.98）岁。筛选方法：受试者125Hz-8kHz各频率纯音听阈小于20dBHL，双耳鼓室导抗图均为A型，声反射正常引出。无耳蜗及前庭系统疾病，电耳镜检查未见异常，无耳鸣、眩晕等症状。测试进行前均签署知情同意书。

1.2 VEMPs测试方法

测试仪器为Neuro-audio听觉诱发电位仪(Neu⁃rosoft Ltd.,Ivanov,俄罗斯)，使用仪器自带的肌电图校正软件，将测得的每条波形按照比例调整肌电图活动的反应振幅，使肌电图控制在30-70mv[1]。测试时体位采取坐姿，通过ER-3A标准插入式耳机给声。cVEMP测试时，双侧记录电极对称放于受试者胸锁乳突肌上三分之一肌肉紧张处，参考电极位于胸骨上窝处，接地电极位于眉心，测试时头尽量偏向刺激耳的对侧，使测试耳胸锁乳突肌处于强直状态，同侧记录信号。oVEMP测试时，双侧记录电极位于左右眼睑中部下方约1cm处，双侧参考电极位于记录电极下方1cm处，接地电极位于眉心，测试时患者头部保持不动，眼睛向上看30-45°，对侧记录信号。cVEMP电极贴法见图1，oVEMP电极贴法有两种（见图2）。为避免部分受试者记录电极受胡须的干扰，本研究采用的是图2中的贴法一。

图1 cVEMP电极贴法示意图Fig.1 Electrode placement for cVEMP

图2 oVEMP电极贴法示意图（左侧为贴法一，右侧为贴法二）Fig.2 Electrode placement for oVEMP（Left：placement 1 Right：placement2）

电阻＜5kΩ，刺激速率为5.1次/秒，cVEMP叠加次数n为60次，oVEMP叠加次数100≤n≤200，分析时限为50ms，带通滤波cVEMP为30-2000Hz，oVEMP为1-1000Hz，刺激声极性为交替波。刺激声采用500Hz tone-burst，刺激声强度为100dB nHL，波形需有重复性。测试完毕记录cVEMP与oVEMP测试结果。

cVEMP的波形记录原则：第一个出现的正向波记录为P1，第一个出现的负向波为N1。P1波最高点与N1波最低点之间的潜伏期差值为P1-N1波间期；P1顶点与N1顶点的垂直距离为P1-N1的振幅。

1.3软件操作流程

（a）使用Neuro-Audio系统，进入VEMP测试界面；

（b）进行测试，告知受试者注意电脑屏幕中表盘指针位置，控制肌张力在目标水平，记录波形；

（c）在最小均方根水平（Root Mean Square, RMS）以上能够得到cVEMP波形，系统获取信号进行平均化，将数据点记录；

（d）根据肌张力活动均方根水平（RMS）对所得到的波形进行修正，获得修正后波形。

未修正波形（Uncorrected waveform）

修正后波形：（Correctedwaveform）

1.4计算公式

（对称性越接近于0说明耳间对称性越好，越接近于1说明耳间对称性越差）

双侧振幅比：高振幅侧耳幅值除以低振幅幅值

1.5统计学方法

运用SPSS 21.0软件对本次研究结果进行统计学分析，修正前后的检测值采用配对t检验，P＜0.05为有显著性差异。

2 结果

本研究结果显示，体位为坐姿，Tone-burst刺激声强度为100dB nHL时，所有受试者均能引出清晰可重复的cVEMP及oVEMP波形。

对VEMPs结果进行EMG修正前后比较，cVEMP波幅在EMG修正前幅值为75.88±33.82（μV），修正后幅值为1.63±0.60；oVEMP幅值在EMG修正前为4.36±0.03，修正后为1.38±1.02，见表1。修正前后的振幅差达到了40~50倍，且cVEMP的标准差较oVEMP高，说明颈部肌张力变异度较高。通过对VEMPs的幅度、不对称性、振幅比等数据分别进行独立样本t检验，结果显示修正前后，cVEMP与oVEMP的振幅及cVEMP的不对称性有显著性差异（*P＜0.05），oVEMP的不对称性及cVEMP与oVEMP的振幅比无显著性差异，见表2。

表1 EMG修正前后VEMPs振幅均值（μV,±s）Table 1 Themean amplitude of VEMPsbefore and after EMG correction

表1 EMG修正前后VEMPs振幅均值（μV,±s）Table 1 Themean amplitude of VEMPsbefore and after EMG correction

Test item cVEMP oVEMP Amplitude before EMG correction 75.88±33.82 4.36±0.03 Amplitude after EMG correction 1.63±0.60 1.38±1.02

表2 EMG修正前后VEMPs数据差异性分析（*P＜0.05）Table 2 Analysis of VEMPs Differences before and after EMG correction

本次研究得出20名正常受试者（40耳）在坐姿体位下，Tone-burst cVEMP的P1潜伏期为（13.98± 2.04）ms，N1潜伏期为（21.27±2.48）ms，幅值为（1.59±0.62）μV。可作为EMG修正后的cVEMP正常值参考范围。oVEMP的P1潜伏期为（15.78± 0.99）ms，N1潜伏期为（10.16±0.71）ms，幅值为（1.35±1.00）μV。记录cVEMPs和oVEMPs的数据结果，建立本实验室的正常参考值（表3）。

3 讨论

VEMPs测试是一种肌源性的诱发电位，肌肉的紧张度大小将会直接影响结果的判读。若前庭功能正常的受试者由于肌张力、疲劳或姿势不到位等因素导致VEMPs结果的异常，不仅不能准确判断患者的病变部位，还会对前庭功能相关研究产生干扰。本研究为避免由于受试者肌张力控制不好导致的振幅差异，对每一位受试者的VEMPs结果进行了EMG修正，即振幅标准化。对比修正前后的VEMPs波形、振幅、对称性等参数的差异，并建立修正后的cVEMP及oVEMP正常值范围，为临床上准确评估前庭感受器功能提供更可靠的参考依据。

20世纪中期，Geisler E、Bickford RG等学者发现，高强度声刺激可在人体颈部胸锁乳突肌紧张部诱发出可重复性的波形[2]。1992年Colebatch JG[3]等发现一例梅尼埃病患者行患侧前庭神经切断手术后，在患侧记录到的肌源性电位消失，提出颈部肌肉记录到的肌源性电位可能来自于前庭。因其是在颈部胸锁乳突肌紧张处所记录，因此命名为前庭肌源性诱发电位。研究还发现患者术后P1波和N1消失但P2和N2不受影响，可能是由于P2和N2受耳蜗功能的影响，因此我们在进行VEMPs研究时，通常讨论P1和N1的特性。

目前国内外对cVEMP研究较为充分，通过动物实验和临床实验已证明cVEMP来源于球囊，经前庭下神经传入[4，5]。oVEMP的起源尚有争议，有学者认为来源于椭圆囊，也有学者认为oVEMP可能同时受椭圆囊和球囊功能的影响，但经前庭上神经传入基本被大家认同。Shin等[6]对前庭上神经炎以及前庭下神经炎患者的VEMPs研究也证实了这一点。

关于体位对VEMP的影响存在一定争议，有文献报道[7]，坐姿体位的cVEMP引出率较低，95dB强度下的引出率仅为60%。张青等研究发现[8]，仰卧位下的正常受试者cVEMP引出率较高。还有研究表明，头部位置对oVEMP振幅没有显著性差异[9]。Jacob⁃son[10]等发现坐姿时受试者oVEMP振幅显著增大，与本研究测试过程中得到的临床经验一致。差异的产生可能是由于刺激类型与操作方法的不同以及肌张力的控制等因素导致。本研究中，Tone-burst刺激声强度为100dB nHL时，所有受试者均能引出清晰可重复的cVEMP及oVEMP波形，说明坐姿可作为VEMPs的测试体位应用于临床检测中。

在临床检测过程中，发现体位为坐姿时，受试者的配合程度和状态更佳，测试时间也在患者的承受范围内，不容易因肌肉疲劳影响测试结果。因此，得到坐姿下VEMPs的正常值能够对临床评估提供参考，尤其适用于儿童和老人的VEMPs测试。由于临床检测中常遇到儿童或老人无法配合完成仰卧位VEMPs测试的情况，本研究将体位为坐姿时的测试数据进行详细记录，为后期进一步的研究工作做好准备。

关于刺激声对VEMP结果的影响，通常进行VEMPs的测试常用的刺激声为click、tone-burst。杨引通等[11]发现在500Hz tone-burst、125Hz tone-burst、click共3种刺激声中500Hz tone-burst的引出率最高，振幅最高，波形最易辨认。Wei等[12]在通过研究125-4000Hz tone-burst诱发的cVEMP发现500Hz tone-burst及1000Hz tone-burst诱发出的cVEMP振幅最高。施乐娟等[13]用6种刺激声分三组进行对比，得到潜伏期与波间期无显著性差异，提出VEMPs的潜伏期是由刺激声的声音特性所决定的。因此，本研究采用的是文献报道中高引出率的500Hz tone-burst刺激声。关于年龄对VEMP结果的影响，有研究报道，老年人的引出率较低，可能与其椭圆囊和前庭传入神经的退化相关。因此，当发现结果有异常时，除了考虑本身通路病变，还应考虑年龄引起的功能退化[14]。本文由于未进行年龄分组比较，暂不赘述。

由于之前缺乏对EMG的校正处理，简单计算双侧振幅比意义不大，因此国内外文献中鲜见对VEMP振幅比和对称性的研究。如今技术已发展至能够分离出背景EMG，这对双侧不对称性的影响有重要意义。有文献报道，幅值修正后的数据可信度更高，能辅助诊断更多前庭功能障碍[15]。本研究通过EMG校正前后的数据对比，发现校正与未校正的的VEMP振幅相差高达40倍或以上（如图3），将EMG进行标准化控制，以及把校正工具应用到不对称性的计算中，将有助于临床对椭圆囊和球囊功能更准确的评估。由于不对称性的计算与振幅相关，振幅的差异会影响不对称性。统计结果显示，cVEMP的不对称性有显著性差异，而oVEMP的不对称性未见显著性差异，可能是由于cVEMP较oVEMP的振幅差异更明显。

表3 cVEMP与oVEMP数据列表（±s）Table 3 The data listof cVEMPand oVEMP（±s）

表3 cVEMP与oVEMP数据列表（±s）Table 3 The data listof cVEMPand oVEMP（±s）

Testitem cVEMP oVEMP P1(ms) 14.13±1.97 15.79±1.01 N1(ms) 21.54±2.23 10.15±0.72 The period of wave(ms) 7.41±1.53 5.63±0.99 Amplitude (μV) 1.63±0.60 1.38±1.02 Asymmetry 0.14±0.12 0.19±0.14 Amplitude ratio 1.37±0.37 1.55±0.52 Symmetry modulus 0.04±0.03 0.02±0.02

图3 EMG修正前后波形对比示意图Fig.3 Comparison ofwaveforms before and after EMG correctio n

与其他电生理诱发电位不同，cVEMP测试时需要肌肉的强直性收缩，强声刺激后，在8-20ms内可观察到反应时间为2-6ms的波形。测试时需将EMG控制在一定水平。Akin等[2]对11名正常受试者坐姿下cVEMP胸锁乳突肌表面肌电（EMG）进行研究，结果发现EMG处于30-50mv时cVEMP最为稳定。还有学者报道[1]30-70mv是最为合适的肌肉紧张度水平。由于cVEMP振幅与EMG活动紧张度的背景幅度存在线性关系，为避免因EMG的不对称导致振幅不对称对结果的误判，在临床应用中，应将受试者的肌电校正至达到靶向水平，减少个体肌张力不同带来的影响。本研究采用的是30-70mv的肌电水平，应用软件系统内置的EMG监视器对EMG活动进行可视化监测，如图4。肌电图修正是一种使两侧肌张力水平保持平衡的方法。在正常人测试中，即使其左右两侧眼球功能或肌张力程度相等，但在重复测试中还是出现左右振幅的差异。同时，VEMP结果出现差异且不在正常范围，可能是肌肉缺乏强直运动，而不是真正由于前庭异常所导致。因此在收集VEMP波形时，必须通过某种方式控制左右两侧肌肉的肌张力。我们所使用的对于EMG修正基于声音刺激间歇期产生的EMG活动幅值，信号进行平均化，会提供一个单一值，表示在连续刺激过程中EMG活动均方根值（RMS或MRV），将该数值分成每一个数据点形成VEMP波形，从而在信号平均化期间，对紧张性EMG的活动大小的每一个波形进行矫正。最终对VEMP波形振幅进行评估。

图4 系统内置EMG监测工具，默认肌电监测范围30-70mv（来源自Neurosoft LTD）

EMG校正对振幅标准化有重要意义，能够更准确评估双侧不对称性，尤其对于cVEMP测试的应用价值更大。oVEMP的幅值较cVEMP幅值低，并且cVEMP易受肌肉的紧张程度影响，而oVEMP测试时是双眼同时向上看，眼睑一并上提，肌张力对结果的影响没有cVEMP明显，oVEMP的影响因素主要为体位和刺激声类型等。本研究结果显示，Tone-burst cVEMP及oVEMP引出率高，可作为评估椭圆囊和球囊功能的常规检测方法，辅助临床鉴别诊断。

致谢：感谢李兴启教授在本文的写作中提供的指导和帮助！

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Effectsof EMG rectification on cervicaland ocular vestibular evokedmyogenic potentials

YU Lan1，ZHAOmiaomiao1，LIQingxi1，LIUXingjian1，CHENGuohui1，XIONGFen1，XIE Linyi1，LAN Lan1，WANGDayong1，WU Ziming1,JIFei1,2,3,ZHAO Lidong1,2,3，WANGQiuju1,2,3
1DepartmentofOtolaryngology Head and Neck Surgery,InstituteofOtolaryngology, Chinese PLAGeneralHospital,Beijing 100853,China
2 ChinesePeople'sLiberation ArmyGeneralHospital,Beijing Key LaboratoryofHearing ImpairmentPreventionand Treatment;
3 Key Laboratory ofHearing ImpairmentScience(ChinesePLAMedical School),Ministry of Education.

Wang Qiuju Email:wqcr301@vip.sina.com

Objective To study the influence of EMG rectification on cervical and ocular vestibular evokedmyogenic potentials,and to establish the normal range of cervical vestibular evokedmyogenic potentials(cVEMP)and ocular vestibular evoked myogenic potentials(oVEMP)for accurate assessment of vestibular receptor function.Methods Twenty normalhearing adultvolunteers(10male and 10 female,40 ears)w ithoutear diseases,aged from 20 to 30 years (mean age=23.76±2.81 years),were included in the study.cVEMPs and oVEMPs were induced using 500 Hz tone-bursts,delivered through ER-3A standard insertearphonesat100 dB nHL,while the subjectassumed a sitting position.Results cVEMPand oVEMP responsesw ith clear and repeatablewaveformswere acquired in all subjects.The P1and N1 latencies of cVEMPswere 14.13±1.97 and 21.54±2.23ms,respectively,w ith an amplitude of 1.63±0.60μV. oVEMPP1 and N1 latencieswere 10.15±0.72ms and 15.79±1.01ms,respectively,w ith an amplitude of 1.38±1.02μV. EMG rectification of cVEMPs yielded amplitude differences of 40-50 times(P<0.05).Conclusions EMG rectification has a significanteffecton amplitude normalization,especially for cVEMPs.Establishment of normal VEMPamplitude range w ith EMG rectification can improved the accuracy in the assessment of response asymmetry.The high response rate of tone-burst evoked VEMPs in a sitting positionmakes this test a valuable tool in vestibular evaluation,not only forassessmentof utricularand saccular functions,butalso for differentialdiagnosis.

cVEMP;oVEMP;Amplitude Normalization;EMG Rectification

R764

A

1672-2922（2017）02-147-6

10.3969/j.issn.1672-2922.2017.02.002

本研究由国家重大科学研究计划项目（2014CB943001），国家自然科学基金重点项目(81530032)和中国博士后科学基金面上项目（2015M572766）联合资助。

于澜，硕士，技师，研究方向:临床听力学

于澜和赵苗苗为并列第一作者

王秋菊，Email:wqcr301@vip.sina.com