脊柱畸形矯形術中神經電生理監護應用的研究進展

劉吉凱，孫龍，王倩，王哲

(空軍軍醫大學附屬西京醫院，西安710032)

符合手術適應證的脊柱畸形患者應該積極進行手術治療，其手術治療目的是改善脊柱平衡、矯正脊柱彎曲并防止其彎曲程度進一步發展。隨著相關硬件及手術技術的進步，患者和醫生對脊柱畸形術后效果要求愈來愈高，繼而手術風險更高、術中操作更復雜。脊柱的松解、內固定、椎體切除、截骨矯形、骨移植等均加大了醫源性脊髓神經損害的可能[1]。有文獻報道表明，脊柱畸形矯形術中神經損害發生率為0.25%～3.2%[2,3]。而神經電生理監測技術能夠根據神經系統的電生理信號實時變化趨勢，客觀準確地評估術中脊髓神經系統功能的完整性，避免不必要的神經損害[4]。2009年國際脊柱側凸研究會(SRS)正式向全球SRS會員發出聲明：脊柱矯形術中神經電生理技術已被證明可有效監測脊髓功能和結構的完整性，應作為脊柱矯形術中必備措施。本文結合我院實際開展情況著重介紹脊柱畸形矯形術中常用的神經電生理監測技術及臨床經驗，進行如下綜述。

1 常用的脊髓功能監測技術

1.1 喚醒試驗 1973年，Vauzelle等[5]提出在手術中將患者喚醒并讓患者配合做一些動作或詢問其感覺，用以鑒定脊髓神經功能。喚醒試驗反映運動功能的特異性較高，簡單易行且不需要任何輔助設備，結果非?？煽?，所以也被視為其他脊髓監護技術的“金標準”[6]。喚醒試驗的主要缺點是不能連續監測、對麻醉要求高、喚醒所需時間較長、對有些如神經遲滯及語言功能不全患者不易實施。

1.2 脊髓體感誘發電位(SEP) SEP是目前應用最廣泛的術中監護技術。1992年，SRS將術中SEP監測列為脊柱畸形手術中的基本要求[7]。SEP反映脊髓側后索和后索的上行傳導功能，屬于外源性刺激相關誘發電位，當電刺激施加于外周神經通路時，刺激引起興奮從周圍神經上行致脊髓及大腦皮質感覺區，并在中樞神經系統或神經干記錄相應的電位波形[8]。該方法對脊髓損傷比較敏感，可以連續監測且容易獲得監測波形，是判斷脊髓損傷程度比較客觀的指標[9]。SEP的監測標準是：以脊柱暴露手術節段，手術剝離椎旁肌軟組織，但尚未進行減壓、器械矯形等進一步操作前的SEP為基線，以后以不同時間段的SEP波形與之對比，觀察比較與基線潛伏期和波幅的變化。一般認為SEP潛伏期延遲>10%或波幅下降>50%，提示神經損傷可能。最近，Huang等[10]發現與脊柱暴露后的基線相比，SEP波幅下降超過60%具有更準確的監測效果。但是SEP技術上存在一些缺陷[11～13]：①需要平均疊加，具有一定的滯后性，只能間接反映神經功能狀態；②SEP常規用于頸胸段手術的脊髓監測預警，對于腰段單個神經根的監測缺乏敏感性和特異性；③SEP主要監測脊髓側后索和后索感覺通路的完整性，術中如損傷脊髓前索運動通路時可出現假陰性，即監護顯示正常而患者出現完全或部分運動神經功能障礙；④低溫、低血壓、麻醉藥物、電刀、手術床電源等外界干擾均會影響SEP波形，故其存在一定的局限性。

1.3 運動誘發電位(MEP) 1980年，Merton等[14]首先提出MEP的概念，即應用電刺激或磁刺激皮層運動區產生興奮通過下行傳導路徑，使脊髓前角細胞及周圍神經運動纖維去極化，在相應肌肉記錄并產生電位波形。MEP可以實時且靈敏地反映運動通路的功能狀態，但其警戒標準爭議較大，現在大部分電生理監測人員傾向于接受全或無的警戒標準[15]。與SEP相比，MEP具有以下優勢[16,17]：①術中不需要疊加波形，單次刺激即可獲得監測波形；②實時反饋脊髓運動功能狀態；③敏感性較高，可靈敏反映因脊髓缺血、牽拉及皺縮等對脊髓功能的影響。脊柱畸形矯形術操作步驟多、難度大，術中脊髓常處于高危狀態，導致脊髓損傷可能性大。MEP監測在脊柱畸形矯形術中較SEP監測更為敏感，可實時反饋脊髓功能，有利于醫師及時做出相應處理。但是MEP技術同樣存在缺陷[18,19]：①干擾因素多，相比SEP，MEP受麻醉藥物影響更大，術中應用吸入性麻醉劑或肌松藥等均可導致波形消失；②MEP監護技術及操作要求難度高，需要監測人員扎實的理論基礎和豐富的臨床經驗；③一過性波形改變經常發生，假陽性率偏高的缺點一直是脊柱外科醫師和電生理工作者關注的問題；④對于有明顯癲癇史、皮膚感染、安裝有心臟起搏器等患者，不宜采用MEP監護。

1.4 下行神經源性誘發電位(DNEP) DNEP是一種通過間接電刺激脊髓誘發產生電位信號并在外周腘窩記錄的監測方法。最初被認為記錄了脊髓運動活動，但Minahan等[20]研究表明，DNEP是所有下傳性(包括感覺束逆行下傳)神經傳導所引發的反應電位。在手術監護中，DNEP方法操作簡單且獲得結果迅速，可幫助手術醫生快速確定脊髓損傷平面并進行及早干預，以盡可能預防或減輕醫源性神經系統損傷[21]。DNEP是脊柱畸形矯形術中神經監測的有效輔助手段，但DNEP仍不能解決假陰性問題，這一點需要在術中結合其他電生理技術共同聯合監測來克服。

1.5 肌電圖(EMG) 以上介紹的各種誘發電位監測技術均為脊髓傳導功能監測，無法對單一神經根或神經纖維的損傷進行有效監測。而EMG可通過觀察所記錄骨骼肌肌肉收縮反應情況，了解支配某組肌肉的神經根或神經纖維是否受到手術操作的影響[22]。根據術中是否需要電刺激誘發分為兩種：無需通過電刺激的自由描記肌電圖，該技術不需要電刺激，操作方法簡單，僅將針電極插入骨骼肌肌腹內，通過肌電圖儀器放大系統連續記錄肌肉靜息和收縮時的肌電反應波形變化，判斷手術操作是否激惹、損傷相應神經根或神經纖維；需要電刺激觸發的肌電圖是指用電直接或間接刺激神經根或神經纖維，使該神經所支配的肌肉收縮，常用于監測椎弓根鉆孔的釘道或者椎弓根螺釘位置的安全性。但因椎體以及周邊組織的阻抗值個體差異較大，刺激電壓的閾值標準很難建立，文獻報道當腰骶椎椎弓根螺釘刺激閾值為6 mA，即刺激金屬螺釘的電流小于6 mA時，則金屬螺釘有可能植入椎弓之外[23,24]。即便如此，依然無法避免假陽性、假陰性的發生。EMG可間接反映所支配神經根或神經纖維的功能狀態，避免術中損傷并增加了手術安全性，但是EMG僅能監測一定數量的神經根或神經纖維，對脊髓、廣泛神經根或神經纖維監測有一定局限性。

1.6 多模式聯合監測 每一種神經電生理監測技術都有其獨特的專一性和局限性，有優勢也有不足，不能互相代替。因此開展術中多功能多模式神經監護將成為新的發展趨勢。而以MEP、SEP等為基礎的多模式聯合監測的高敏感性和特異性，極大地降低了假陽性和假陰性的發生率[25]。Sutter等[26]一項基于2 728例脊柱手術患者的研究顯示，909例(33.3%)術中出現神經監護警報，其中8例為假陰性(0.3%)，術后根性損傷在3個月內除1例外其余完全恢復，107例為真陽性，神經監護的敏感性和特異性分別為93.0%和99.1%。與單一監測方法相比，多模式術中監測在脊柱外科手術中評估脊髓和神經根功能更為有效和準確。

我們建議，在所有復雜的脊柱手術中尤其是脊柱畸形矯形術中使用多模式術中神經監護。SEP+MEP+DNEP+EMG聯合監護模式是目前脊柱畸形手術中脊髓監測的重要方法[27]。該模式可同時評估上行和下行神經傳導通路并提供了一定的緩沖區，當技術因素如麻醉、電磁環境干擾等使監測模式效力減弱時，能更加充分地保證術中監護的準確性與可靠性。其優點主要包括[8,22,25]：①降低監護假陰性率，進而提高手術安全性。②減少手術時間，若術中需要驗證是否存在脊髓功能損害，在獲得有效SEP及MEP波形的情況下，可不必術中喚醒，從而避免手術時間的延長。在脊柱畸形矯形術中關注的焦點在于運動功能是否受到損傷，而MEP監測在運動功能具有優勢地位，因此一般認為，在系統因素不變的前提下，對于多模式的結果判定，MEP改變是基礎，SEP改變可作為重要參考，DENP改變可確定損傷平面。當然，在脊柱畸形矯形手術中，由于其本身的復雜性及多模式聯合監測受到的影響因素特別多，所以必須根據患者脊柱畸形的嚴重程度、累及部位等因素來制定個體化的監測方案，以進一步提高監護的準確性。

2 存在的問題

2.1 監測時機 脊柱畸形矯形手術范圍廣、手術操作復雜、技術難度大，脊髓神經損傷的可能性非常大[28]。因此，術中的神經監測時機是脊柱畸形矯形手術的難點和重點。我們的經驗是：首先，及時發現內固定螺釘置入、脊柱截骨等術中操作過程中，是否壓迫或直接損傷脊髓和神經根，通過及時糾正操作和相關處理，避免相應損傷；其次，及時發現和糾正脊柱旋轉、撐開、壓縮及靠攏矯形等過度操作，預防和避免脊髓神經的實質性損傷；最后，若發生術中神經損傷，利用監測技術幫助手術醫生盡早鑒別脊髓或神經根損傷的節段、部位和程度并及時給予相應糾正。為提高手術質量和效果提供客觀、可靠、準確的保障。

2.2 異常報警時術中操作流程 脊柱畸形矯形手術術中神經監護異常報警標準和流程目前尚無統一方案。Vitale等[29]最近發表的兒童脊柱畸形術中神經監護陽性預警最佳實踐指南中指出：首先，迅速排除患者生命體征因素如血壓、血細胞比容、體溫和血液pH值等影響因素；其次，迅速排除麻醉因素、電極連接、患者體位變化等影響。如果上述因素均被排除，該指南建議移除牽引力，減少脊柱畸形矯正角度或者移除內固定以減輕對脊髓神經的潛在壓迫；最后，利用術中成像設備如O型臂、C型臂等對可能的損傷部位進行確定。在臨床實踐中，若出現術中神經監測異常，在排除麻醉、患者生命體征及監測技術等因素之后，應高度懷疑手術操作因素，解決方法是依次逆轉手術操作步驟，以確定監護信號異常的潛在原因。如果在某一特定的步驟逆轉操作之后，監護信號恢復至可接受的范圍，那么術中操作導致監護異常的原因很可能被發現及糾正。再依次逆轉手術操作步驟的同時，麻醉醫生應提升患者平均動脈壓以增強脊髓血供，巡回護士應關注患者體位及體溫等情況。總之，術中團隊應通力合作尋找并糾正神經監護異常的可能原因。

2.3 麻醉問題 各種神經監測技術都有其局限性，其中許多涉及麻醉劑和肌松劑的使用。麻醉藥物的類型對術中神經監測的信號有不同的影響，例如吸入性麻醉劑和肌松劑對SEP和MEP的影響相反，吸入麻醉劑可影響SEP信號，但對MEP信號影響有限。另外，肌松劑可使SEP信號更加可靠，但對MEP影響較大[30]。為降低這種不良的相互作用，該情況下全靜脈麻醉應用非常普遍，并取得理想效果[31]。麻醉吸入劑僅在患者有反應性氣道疾病或血壓維持困難等情況下少量使用，肌松劑僅在麻醉插管過程中單次少量使用。目前對于脊柱畸形矯形術中麻醉方式的選擇尚無統一標準，我們建議在圍手術期與麻醉團隊保持溝通，以確定針對每一個具體病例最安全、最有效的麻醉方法。

3 總結

如何更合理地應用神經電生理監測提高手術安全性是需要外科醫師、麻醉醫師、監測技師共同探討的話題。在歐美發達國家，術中電生理監護在醫學領域已廣泛應用，甚至覆蓋社區醫院；在我國，術中監護仍處于起步階段，尚缺乏大規模隨機對照研究，不能提供足夠證據說明術中監護的有效性，無法獲得統一的工作指南。我們迫切需要建立公認、規范的術中監測使用共用標準，與此同時，在脊柱畸形矯形術中，專業的電生理監測人員也起到舉足輕重的作用，這需要我們不斷去完善術中電生理相關知識體系，同時結合術中監護操作實踐，提高自身專業素質，保證術中監護水平，降低脊髓損傷相關并發癥的發生率。除此之外，我們還應當建立完善的監測單元，不斷總結經驗教訓，積極交流探討，使監測結果更加準確、有效。脊柱畸形術中脊髓神經電生理監護大大降低了手術風險，同時這一技術的應用也是對脊柱畸形矯形手術規范化提供了完整長效的醫療記錄，有利于國內脊柱畸形矯形手術技術的長遠發展。