神經電生理監測在脊髓脊柱手術中的應用

陳雨 李遠 李紅偉 楊波

(鄭州大學第一附屬醫院 神經外科 河南 鄭州 450000)

·綜述·

神經電生理監測在脊髓脊柱手術中的應用

陳雨 李遠 李紅偉 楊波

(鄭州大學第一附屬醫院 神經外科 河南 鄭州 450000)

神經電生理監測；脊髓脊柱手術；神經功能損傷

隨著社會的進步和發展，神經脊髓疾病患者對術后生活質量的要求日益提高，這對神經外科醫生醫療水平提出了更高的要求。如何在術中及時發現并避免神經功能損傷成為目前神經外科醫生關注的焦點。術中神經電生理監測(intraoperative neurophysiological monitoring，IONM)可監測神經通路完整性，避免損傷神經通路，也可用于神經脊髓精準功能定位。由于其高敏感性及特異性，可幫助術者最大程度的切除病變組織并使術后并發癥的發生機率降到最低，被廣泛用于神經外科、骨科等手術中。本文通過對近年中外文獻的復習，綜述了這幾項監測技術的原理、方法、積極作用以及其影響因素。

1 常用監測方法

IONM的監測方法有多種，應用于脊髓脊柱手術中的監測方法有以下幾種。

1.1軀體感覺誘發電位用于反應感覺通路的完整性。其基本原理是給予周圍神經電刺激后，神經沖動依次經周圍神經、脊髓、腦干傳達至中央后回感覺中樞，根據手術需要可在神經根、脊髓表面、大腦皮質、頭皮記錄電位變化。目前臨床上應于脊髓脊柱手術的軀體感覺誘發電位(somatosensory evoked potentials，SSEPs)的監測方式有混合神經的SSEPs(M-SSEPs)以及皮節誘發的SSEPs(D-SSEPs)兩種。M-SSEPs與D-SSEPs的區別在于M-SSEPs刺激周圍神經末梢如正中神經及脛后神經，神經沖動經多個節段的神經根進入脊髓，反應了脊神經根的神經傳導功能，而D-SSEPs刺激單個脊髓背根支配的皮膚區域，神經沖動經單一節段神經根進入脊髓，反應了單一節段脊神經根神經傳導功能[1]。

1.1.1M-SSEPs 脊髓手術中M-SSEPs監測常用的周圍神經為左右正中神經以及脛后神經，刺激電極可用針電極或貼片電極，刺激點分別位于左右腕部以及內踝部，記錄電極可用針電極或螺線電極，按照國際10～20系統安置，一般分別為：正中神經位于C3’、C4’(即C3、C4后方2 cm)，脛后神經位于Cz’(即Cz后方2 cm)[2]。

1.1.2D-SSEPs 由于其對于神經根損害的敏感性結論不統一，臨床使用率較M-SSEPs少。Tsai等[3]通過對多項實驗結果進行分析，認為D-SSEPs對神經根橫斷損害的敏感性高于M-SSEPs。Dikmen等[4]認為造成D-SSEPs敏感性低的原因可能為：脊髓背根分布可能存在皮節交叉現象，即單個皮節受幾個脊髓背根傳導支配；由神經根局灶損害造成的部分傳導功能的缺失可能被未受損的周圍神經傳導覆蓋。術中一般將SSEPs波幅較基線下降50%、潛伏期較基線延長10%作為“報警標準”，即經典的“50/10”法則，用于提醒術者此時已有潛在術后神經功能障礙的可能，需要采取一些轉復措施，尤其當波形改變與一些手術操作相關時[5]。

1.2皮層運動誘發電位用于反應運動通路的完整性，最早于90世紀中期被用于髓內腫瘤手術中[6]。臨床可見的皮層運動誘發電位(motor evoked potentials，MEPs)監測類型有：D波、神經源性MEPs(nuerogenic motor evoked potentials，nMEPs)和肌源性MEPs(myogenic motor evoked potentials，mMEPs)。

1.2.1D波監測 即中央前回運動中樞受到單個刺激，于脊髓硬膜外或硬膜下記錄電位變化。D波由皮質脊髓束的快傳導纖維產生，活躍的快傳導纖維的數量決定著D波的波幅[7]。皮質脊髓束在刺激點和記錄點間沒有突觸傳導，所以D波監測被認為是判斷皮質脊髓束完整性的“金標準”。若D波波幅較基線下降50%以上，則提示術后可能存在神經功能[8-9]。

1.2.2nMEPs監測 即使用硬膜外電極刺激脊髓，于周圍神經記錄電位變化。目前認為nMEPs包括下行運動通路以及逆行感覺通路的電信號，可以同時監測運動以及感覺通路[10-11]。

1.2.3mMEPs監測 較為常見，即中央前回運動中樞受到單個刺激，于四肢記錄復合肌肉動作電位(CMAP)。通常上肢肌肉選擇拇短展肌，下肢肌肉選擇脛前肌。MEPs波幅較基線下降50%～75%時被稱為波幅下降明顯，術后可能有神經功能障礙，需告知手術醫師采取相關措施[12-14]。

1.3自由肌電圖通過插入肌肉的針電極監測肌肉的自發電位，此項監測無需誘發技術，可持續監測目標肌肉電活動，術中操作例如對脊髓、神經根的牽拉、壓迫等都可引起神經的電位變化，使相應肌肉產生異常肌電活動。需根據手術脊髓節段選取相應肌肉進行實時肌電活動監控。麻醉狀態下，無神經騷擾時自由肌電圖(free-running electromyography，frEMG)的基線顯示無明顯的肌電活動。當神經受到牽拉或熱損傷時會產生如鋒電位、爆發、高頻爆發等的肌電活動[11]。手術醫生經常會特別注意高頻爆發的發生，高頻爆發是由于持續的神經根受壓而產生的持續的、重復的EMG點燃，如果壓迫或相關手術操作未解除，高頻爆發將會出現波幅增高、頻率增加，高度提示術后神經肌肉功能障礙[5]。

2 脊髓脊柱術中神經電生理監測的實際應用

脊柱切開、改變脊柱結構的操作以及對脊髓的直接操作可能導致脊髓、神經、血管的直接創傷，如何在脊柱、脊髓手術中及時發現并減少操作造成的神經功能喪失對患者的預后尤為關鍵。

2.1術中神經電生理監測的應用Thirumala[15]對1 390例前路脊髓減壓術進行分析，結果顯示未使用IONM的病例，19.94%出現短暫神經功能障礙，2.32%出現永久神經功能障礙，而使用IONM的病例這兩組數據分別為1.33%和0。在脊髓腫瘤手術中，對于術后神經功能障礙，SSEPs監測的敏感性為75%～94%，特異性為50%～100%，mMEPs監測的敏感性為75%～100%，特異性為25%～100%，陽性預測率63%～100%，陰性預測率75%～97%，frEMG的敏感性和特異性分別為87.5%和83.3%[16]。在脊柱畸形矯正術中SSPPs和MEPs聯合監測的敏感性為100%，特異性為99.3%[17]。脊髓后中央溝是纖維結締組織，為無神經區域，是行脊髓切開術的理想位置。正常脊髓的后中央溝易于辨認，而髓內腫瘤患者由于腫瘤生長使正常解剖位置移位或變形，術中往往較難確定后中央溝的位置，增加了術后出現神經功能障礙的風險。脊髓背根定位可以幫助術者精準定位生理中線，確定安全的切開位置，改善患者預后[16, 18]。具體方法為：于脊髓后索面放置脊髓表面電極片(多電極的集合片)作為刺激電極，在頭皮表面根據國際10/20系統放置頭皮電極于C3’、C4’，作為記錄電極；使后索表面電極依次對脊髓進行電刺激，頭皮電極依次記錄電位變化，引起頭皮兩側產生最高波峰區域為脊髓的“生理中線”，即行脊髓切開術的安全位置[18-20]。也有采取“無神經反應區”作為脊髓切口位置，通過確定“無神經反應區”可大致定位腫瘤邊界，這種方法更多使用于腫瘤表淺的患者[20]。

2.2監測指標變化與術后神經功能的關系術中神經電生理監測對術中神經功能的改變具有較高的敏感性，Cheng等[21]曾對術中SSEPs變化進行研究，認為術中由于牽拉神經等引起的SSEPs波幅降低可在去除影響因素后逐漸恢復，但多次反復的操作會使SSEPs波幅恢復時間逐漸延長并且不能夠恢復至基線水平。MEPs波形由多相波變為雙向波，術后肌力往往下降1～1.5級[21]。D波的監測在術后預測患者肌力方面有著重要意義：D波的改變往往預示著術后肌力的變化，MEPs波幅下降較基線常大于50%，但如果D波波幅下降較基線小于50%，則術后可能會有短暫的神經功能障礙但并不會有永久的神經功能缺失[10]。手術中一旦出現排除生理或干擾因素引起的MEPs或SSEPs波幅明顯下降，需及時停止相關手術操作，待波幅恢復后再進行操作。如果腫瘤的切除必定會使MEPs或SSEPs的波幅明顯受到影響，此時術者需根據腫瘤類型、患者及家屬意愿權衡利弊，繼續切除腫瘤很可能會造成術后患者神經功能障礙，殘留腫瘤復發的可能性大。

3 影響因素

電生理監測對神經功能變化極為敏感，因此除手術操作造成的神經受損，其他的因素也可能導致監測結果的變化，出現假陽性的結果，對手術醫生造成誤導。因此識別并排除假陽性結果對于監測的準確性非常重要。下面討論幾類常見的影響因素。

3.1患者因素患者本身并發其他疾病如神經肌肉、脊髓疾病等可導致術中監測結果受到影響。約20%髓內腫瘤患者術前存在肌力障礙，術中記錄不到D波[22]。SSEPs的潛伏期還與身高相關，身高越高，潛伏期越長。

3.2麻醉因素任何影響神經電傳導或肌肉收縮的藥物都會影響SSEPs、MEPs的監測結果。吸入麻醉和靜脈麻醉都會使SSEPs、MEPs等的波幅降低、潛伏時延長，但靜脈麻醉的影響較吸入麻醉較小[10]。由于常用的MEPs監測是肌源性復合動作電位監測，神經肌肉接頭也會影響MEPs的監測，所以MEPs較SSEP對于麻醉的反應更加敏感。在靜脈麻醉藥物中，丙泊酚對SSEPs和MEPs有抑制作用，但在臨床麻醉深度下，其抑制作用隨劑量的增加只表現為微弱增強[23]。在以丙泊酚加芬太尼為基礎的全憑靜脈麻醉(TIVA)中加用臨床劑量的右旋美托咪定不會影響SSEPs及MEPs的監測[24]。Logginidou等[25]曾在鼠類實驗中證明，即使給予大劑量的丙泊酚和瑞芬太尼，也依然適于SSEPs的監測。在麻醉誘導階段使用短效肌松劑幫助氣管插管，持續靜脈泵入芬太尼和丙泊酚以及低劑量NO吸入(少于50%)是較適合MEPs的麻醉方案。

3.3手術因素MEPs波幅下降還可能與體位擺放有關，如上肢擺放不當導致的肩關節脫位、臂叢神經損傷或者肢體受壓缺血等都會使MEPs波形改變[26]。Plata Bello等[27]的研究表明IONM不僅用于術中神經損傷的監測，還應用于擺體位時的持續監測，以避免擺體位造成的神經損傷。溫度、血壓、麻醉以及藥物對SSEPs、frEMG均產生影響：麻醉對于MEPs的影響尤其明顯，使用冷鹽水沖洗脊髓表面、高速磨鉆椎骨常常引起假陽性結果[10]；使用單極電凝可見到明顯的干擾波；通常情況下，升高血壓需降低麻醉深度，使MEPs波幅升高，降低血壓需增加麻醉深度，使MEPs波幅下降；一些藥物通過影響血壓及相關神經調節機制來影響MEPs波幅，如α2受體阻滯劑能夠降低MEPs波幅，腎上腺素類升壓藥能通過提高運動神經元的興奮性升高MEPs波幅，硫酸鎂能通過加強神經肌肉接頭阻滯降低血壓以及降低MEPs波幅[26]。

4 未來發展及挑戰

術中神經電生理監測的發生發展為神經外科、脊柱外科等學科帶來的發展與進步是毫無疑問的，不僅大大提高了患者預后而且攻克了許多過去難以解決的手術難題。但目前仍存在許多缺點，例如：目前尚無可靠、統一的報警標準[15]；兒童術中神經電生理監測仍不夠成熟等。術中神經電生理監測在復雜脊髓脊柱手術中有著穩固的地位。神經電生理監測團隊、手術醫師以及麻醉醫師對于IONM的技術限制、手術步驟、手術難點、患者并發癥以及麻醉方案需要有共同的認識，高效合作及溝通是實現“理想的以患者為中心”的唯一方法。目前還缺乏支持IONM的高級證據，因此需要更多高質量的研究來支持IONM在臨床中的地位。

5 小結

SSEPs、MEPs及frEMG是常用于脊髓、脊柱手術的神經電生理監測項目。SSEPs聯合MEPs監測對于脊髓、脊柱手術中的神經功能改變有著較高的敏感性與特異性，能夠很好的判斷患者預后。脊髓背根定位可幫助術者精準定位脊髓生理中線，確定安全的切開位置，改善手術預后。許多因素可影響監測結果如：患者本身并發神經肌肉疾病；術前存在肌力障礙；麻醉；改變脊髓內環境的術中操作等。

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R 744doi:10.3969/j.issn.1004-437X.2017.15.025

2016-11-29)