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肌肉電生理檢查筆記 Peroneal Neuropathy


Picture from the Internet

本篇文章是在描述腓神經病變的一些臨床表現與肌電學結果。Peroneal neuropathy 是下之最常見的單一神經病變,最好發的位置是在腓骨頭,因為在這個位置腓神經走的相對表淺。腓神經病變最常見的表現是垂足與感覺的異常(小腿外側與足背)。然而,若患者有更高位的神經問題(坐骨神經、腰薦神經叢或是 L5 神經根)都有可能有類似的表現。原因在於解剖構造上腓神經的這個部分比較容易被影響到。肌肉電生理檢查在區分病灶位置可以扮演不錯的角色,除此之外超音波的介入也可以更精確地找出神經可能壓迫的位置。所有的圖片均來在 Reference 中的 Electromyography and Neuromuscular Disorders。


Anatomy 解剖學

從解剖構造來看腓神經,最源頭主要來自 L4-S1 的神經根,經過 lumbosacral plexus 之後變成 sciatic nerve。Sciatic nerve 走在我們大腿的後側,主要會有 peroneal 與 tibial 兩個不同的部分所組成,其中由 peroneal nerve 組成的部分會在膝蓋以上的位置支配 Biceps femoris short head 也就是我們股二頭肌的短頭,這塊肌肉在診斷上非常重要,因為這是唯一在腓骨頭近端以上由 Peroneal nerve 的部份支配的肌肉。Sciatic nerve 又會在後膝窩 poplitieal fossa 分為 common peroneal nerve 與 tibial nerve。Common peroneal nerve 則會先分支出 lateral cutaneous nerve of knee 去吃配我們膝蓋前外側的感覺。

接下來 common peroneal nerve 會經過腓骨頭附近時會經過由 peroneal longus 與 fibula 所組成的 fibular tunnel,並且分支為 deep peroneal 和 superficial peroneal nerve 兩者,其中 deep peroneal nerve 會走在腓骨附近相對內側,而 superficial peroneal nerve 則是走在相對表面與外側。下圖右代表 common peroneal nerve 尚未分支出 deep 與 superficial branch 的神經內的分佈,可以看到在靠近內側是由 deep component 所組成(黃色),靠近外側則是由 superficial component 所組成(紫色),綠色則代表感覺神經的部分。

以整體的神經支配來說,我們可以分為運動神經與感覺神經兩大部分,無論是 superficial 或是 deep peroneal nerve 都有感覺神經與運動神經的成分:


運動神經

Superficial peroneal:支配足外翻 evertor 的肌肉

  • Peroneal longus

  • Peroneal brevis

Deep peroneal:支配 ankle dorsiflexor 以及腳指頭的 flexor

  • Peroneus tertius

  • Tibialis anterior (TA)

  • Extensor digitorum longus

  • Extensor hallucis longus (EHL)

  • Extensor digitorum brevis (EDB)

感覺神經

Superficial peroneal

  • 支配小腿中段開始的外側感覺,並且在靠近叫踝處分支為 medial 與 intermediate dorsal cutaneous nerves of the foot 負責支配足背以及內側三到四指到interphalangeal joints 的感覺。

Deep peroneal

  • 支配的區域較少,只有第一二腳趾中間的 web space 是由 deep peroneal nerve 所支配,所以也可以藉由這個特性來協助臨床評估。

在解剖圖的部分,我們可以透過下面這張圖簡單的做出一個總結,再次強調一些 peroneal nerve 比較重要的分支位置:

  • Biceps short head:在膝蓋以上還在 sciatic level 中由 peroneal 支配為主

  • Lateral cut. branch of knee:在 common peroneal level 還未分 superficial 或 deep

  • Fibular head:以下分為 common peroneal 與 deep peroneal


Clinical Findings 臨床表現

臨床表現上主要介紹 peroneal neuropathy at fibular neck 為主,因為在這個部位發現病變的機率最高。通常在這個位階兩條分支都會被影響到,會產生什麼症狀就看影響到哪些神經。常見的臨床表現與原因有以下幾點:垂足、足外翻無力、steppage gait 、感覺異常(中下段的外側小腿與足背)。

垂足的原因是因為影響到 deep peroneal nerve 所以造成 tibialis anterior 無力,足外翻無力則是影響到 superficial peroneal nerve 所支配的 PL/PB。Steppage gait 代表的步態是會過度的抬高膝蓋,因為垂足的關係必須靠這種方式才有辦法將腳離地,當然也可能會看到步態中產生所謂的 slapping 就是腳一踩下去前足就著地,因為 tibialis anterior 的無力。

下表總結了在不同 level 受傷時會有的不同表現。如果單純傷到 deep peroneal 那只會看到 ankle dorsiflexion 無力,感覺的異常也只會在 web space 看到,但如果往上一點影響到 common peroneal 就會看到足外翻的無力,而且以會看到中下段小腿外側以及足背的感覺異常。

當然如果影響到 common peroneal nerve 以上的位階,也會出現一些 common peroneal nerve 一樣的症狀,但是會多出一些其他受到影響的神經所表現的結果:

  • Ankle and toe plantar flexion 與 knee flexion( tibial and sciatic nerves)

  • Hip ABD, IR 與 extension(superior/inferior gluteal nerves, lumbosacral plexus

  • Lateral foot sensation(sural nerve)

  • Sole of the foot sensation(medial and lateral plantar nerve)

  • Medial calf and foot sensation(saphenous nerve)

  • Lateral knee sensation(lateral cutaneous nerve of the knee)

  • Ankle reflex(S1)

這其中有特別提到測試 tibialis posterior 時,若這個患者有垂足要特別小心,務必將足部擺在正中位置再進行 inversion 的測試,因為如果已經有垂足,在 plantar flexion 的情況下 tibialis posterior 會被擺在相對 lengthening 的位置而不好出力。

當我們有懷疑 lesion level 可能在上面時,EDX 的價值就大大提高了,因為可以透過 EDX 來進行鑑別診斷。至於什麼時候要懷疑 lesion level 會在 fibular neck 以上呢?書中提供了下面幾點給大家做參考:

  • Weakness of ankle inversion

  • Weakness of EHL (L5-S1) > TA (L4-L5)

  • Sensory loss over lateral knee, sole, lateral foot or medial calf

  • Weakness of hip abduction, internal rotation or extension

  • Asymmetry of ankle reflex

邏輯其實和剛剛上面講得差不多,就是有些東西如果只在 common peroneal nerve 或以下出問題不應該出現。其中 EHL 與 TA 的差異也會列入考量的原因是在若是這兩者有明顯的差異,那可能 lesion level 會在 root 的位置,因為 EHL 主要是由 L5 所支配。


另外一個相對比較少見的是 deep peroneal neuropathy at the ankle,又稱為 anterior tarsal tunnel syndrome。形成的原因是因為 deep peroneal nerve 在腳踝前側被 inferior extensor retinaculum 所壓迫。患者會有的症狀包括足部的疼痛(第一二指之間),而且會看到 EDB 肌肉的萎縮,進行 plantar flexion 可能會使症狀加劇,因為會造成壓迫更加嚴重,透過敲打 Tinel’s sign 也可能會有發現。


Etiology 致病機轉

關於 peroneal neuropathy 在腓骨頭的致病機轉可以從下面的圖中大概了解。一般來說最常導致這樣的傷害原因有創傷(股折或是刀傷)、過度的牽拉(腳踝扭傷)或是壓迫等等。在醫院中最常見的狀況為手術後,而這類病人通常是接受全身麻醉的患者,因為手術過程中的壓迫所導致。如果是漸進性越來越嚴重的症狀可能要懷疑是不是有一些 mass lesion 存在的可能。其他可能的原因還有日常生活的習慣,例如常常翹腳、深蹲(從事園藝工作者)都可能會因為反覆的壓迫或拉扯導致 peroneal neuropathy 的可能性變大。

單一的 superficial peroneal neuropathy 雖然不常見,但是可以透過外力壓迫所導致,通常是鞋子壓迫到足部前側所導致(可能被滑雪的靴子壓到, Ski boot neuropathy )。當然也可以在anterior tarsal tunnel 壓迫到 deep peroneal nerve。下圖的黑線內部是麻掉的部位,而黑色點點則代表感覺異常的地方,符合 superficial peroneal nerve 的支配部位。


Electrophysiological Evaluation EDX 電生理檢查

看完了上述的簡介之後,接下來要進入我們 EDX 檢查的重點項目。EDX 的檢查可以分為兩大部分,分別為 Nerve conduction study NCS 神經傳導速度檢查與 Electropmyography EMG 肌電圖。


NCS 神經傳導速度

在神經傳導速度檢查中,一開始會採用常規檢查的方式來進行,並且依照結果來決定是否要佳作一些特殊的檢查。在這邊的重點當然是 peroneal study 的部分,記錄位置會在 EDB,刺激點會抓在腳踝處、腓骨頭下方與外側的膝窩(lateral popliteal fossa)。其他建議的檢查還有:

  • Tibial 的常規檢查(刺激在 medial ankle 與 popliteal fossa,記錄在 AHB)

  • Superficial peroneal nerve sensory (刺激在小腿外側,記錄在腳踝外側)

  • Sural sensory study

  • Tibial and peroneal F wave

另外有一些特殊的狀況要注意,如果發現有異常,特別是在 motor 與 sensory 的檢查,建議可以做對側好邊來進行比較。

這邊要特別提一點,如果記錄在 EDB 卻沒有看到傳導速度下降或是 conduction block 那應該將紀錄點改到 tibialis anterior 再做一次進行比較。原因在於,一般來說患者會來進行檢查多數是因為垂足而來,而和垂足相關的肌肉應該是 tibialis anterior 而非 EDB。在臨床上確實也會看到 peroneal neuropathy 但是在 EDB 的 NCS 中是沒有異常,但是換記錄在 tibialis anterior 就有看到傳導速度變慢或是 conduction block 等異常。這個原因可能和上述在提到 peroneal nerve 中 EDB 相對於 tibialis anterior 是在靠近內側,所以壓迫上來說 tibialis anterior 比較容易受到影響。

我們可以根據 NCS 的結果將神經的損傷分為 demyelination、conduction block 與 axonal loss 三大類。診斷標準如下:

  • Demyelinating lesion :神經傳導速度下降超過 10 m/s

  • Conduction block:amplitude area 下降超過 20% suggest conduction block

  • Axonal loss:CMAP 與 SNAP amplitude 在任何位置都下降

要區分 conduction block 的程度可以在 lesion 以上與以下進行電刺激做比較(腓骨頭以上予以下),若壓迫位置是在 fibular neck 則應該會看到腓骨頭以上有 conduction block 以下沒有。若是 axonal loss 則是會在 lesion 以下都會看到 amplitude 下降的結果,所以必須要和對側進行比較。在 peroneal neuropathy 的患者身上通常會一起看到 demyelination 與 axonal loss。

從下面的圖可以看到不同 lesion 部位在 NCS 會有不同的結果:

  • A:正常的狀態,在 fibular 上下的 motor 與 superficial peroneal sensory 都是正常的

  • B:partial conduction block(level 以下完全正常)

  • B1:complete conduction block(level 以下完全沒有訊號)

  • C:complete conduction block with axonal loss(level 以下消失的為 axonal loss)

  • D:partial axonal loss(上下訊號相等,都減少,減少來自 axonal losss)

  • D1:complete axonal loss(因為神經基本上已經是死了,所以上下均無訊號)

  • E:partial axonal loss lesion of deep peroneal nerve

E 這個狀況也有可能發生在 L5 radiculopathy 或是 anterior horn cell disorders,因爲一樣是影響到 motor 而沒有 sensory 的問題。在 D 和 E 的差別是在於 sensory 有沒有被影響到,因為我們看的 sensory 是 superficial peroneal nerve 的 sensory,所以 E 是單純的 deep peroneal 而 D 可能是影響到 common peroneal nerve。

下圖則是典型的 conduction block 的表現,在 level 以上有 amplitude 下降或是說 area 降低的現象,但是一但跨越 level 之後就變正常,這樣的預後通常比 axonal loss 要好。這也是為什麼會需要在 fibular neck 以上與以下都進行刺激的原因,若只在以下進行刺激則可能無法區分是 axonal loss 或是 conduction block。


EMG 肌電圖

接下來就進入肌電圖檢查的部分, Barbara 建議的檢查標準如下:

  • 至少兩條由 deep peroneal 支配的肌肉(tibialis anterior, EHL)

  • 至少一條由 superficial peroneal 支配的肌肉(peroneal longus or brevis)

  • Tibialis posterior 與至少一條 tibial 支配的肌肉(GN, soleus 或是 FDL 等等)

  • Short head of biceps femoris

另外也有一些其他的考量,如果肌電圖的結果看起來有點怪怪的 borderline ,那最好進行另一側的比較。如果在肌電圖的檢查中發現任何由 tibial 支配的肌肉或是 biceps short head 有異常或是除了 peroneal 相關的 NCS 有異常的時候都應該要往更 proximal 的肌肉去檢查,因為可能 lesion 是在 fibular neck 以上。假如懷疑患者是 anterior tarsal tunnel syndrome 那就要檢查 EDB 這條肌肉並且進行兩側的比較。但是 ATTS 的診斷應該以臨床為主,EMG 只能做為輔助,因為像是 EDB 這類遠端的肌肉又在下肢常常會因為長期使用而有一些 polyphasic waves 或是輕微的 spontaneous activity,所以有些時候並不是非常準確。

EMG 檢查的最基本概念就是要進行定位,盡可能地找出神經病變的位置。當懷疑有 peroneal 相關的問題,應該要優先以 peroneal 支配的肌肉為主。但是同時也要去考量這些異常是否來自更上方的問題,所以也會去進行 sciatic nerve 支配的肌肉或是由 L5 神經根所支配的非 peroneal 支配肌肉,因此 tibialis posterior 就顯得格外重要。

另外要特別強調的一條肌肉就是 hamstrings 中的 biceps femoris short head,因為這條肌肉是唯一在腓骨頭以上且是由 peroneal division 所支配的。若是這條肌肉有問題,那就代表 lesion 的位階是在膝蓋以上,也就是說不會是單純的 common peroneal nerve 或是更往下的問題,應該往更遠端進行檢查。通常我們會檢查更上面的肌肉例如臀肌或是脊柱旁邊的肌肉來鑑別會不會是 lumbosacral plexus 或是 nerve root 的問題。

下面的表格總結了不同 injury level 的不同表現。可以看到如果單純只有 deep peroneal 就只會看到 tibialis anterior 與 EHL 的問題,而且這兩者的異常應該要接近一致。如果有影響到 superficial 或是是 common peroneal 的問題則會看到 peroneal longus 也會有異常。若是更往上到 sciatic nerve 則會看到由 tibial nerve 支配的肌肉或是 sciatic nerve 支配的 biceps femoris short head 有異常。如果更往上到 plexus 的 level 那就會在 TFL 或是 gluteus medius 看到異常(這兩條一樣是有 L5 的成分在)。如果是到最上方的 L5 root level 則在 paraspinal muscle 也可能看到異常。


總結

腓神經的病變是下肢最常發現的單一神經經病變,病變位置最常發生在腓骨頭的位置,常見的表現為垂足。但是仍舊需要和其他的位階的病變位置進行鑑別診斷,例如 sciatic nerve、lumbosacral plexus 或是 L5 的 root lesion。EDX 檢查可以作為一個診斷上的輔助,NCS 的操作上會建議進行 tibialis anterior 的刺激,因為 EDB 常常不一定會有問題。EMG 則要特別注意其他 tibial nerve 支配或是 sciatic nerve 支配的肌肉,同時記得要進行 biceps femoris short head 的檢查。最後還是要強調,EDX 的檢查一定要配合臨床症狀與內心要先有一個鑑別診斷,不能單純以 EDX 作為診斷的基準。


References

1. Preston DC, Shapiro BE. Electromyography and Neuromuscular Disorders E-Book: Clinical-Electrophysiologic-Ultrasound Correlations: Elsevier Health Sciences; 2020.

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