腦電圖在脊柱手術術中神經電生理監測中的作用

韋善文 楊方玉 梅昕

作者單位：1蘇州大學附屬第一醫院骨科，江蘇 蘇州 215006

2開封制藥（集團）有限公司，河南 開封 475003

近年來，脊柱外科手術技術可謂日新月異，越來越多的患者希望通過手術治愈疾病。雖然手術的安全性和有效性不斷提高，但術中產生的醫源性神經并發癥仍無法完全避免。依據神經系統獨特的電化學信息傳導特性，我們可以通過監測電傳導信號的改變來評估神經系統的功能狀態。而血壓和血氧等傳統的監測手段僅能間接反映神經系統的功能狀態。術中神經監測能發現導致神經功能改變的手術操作及內環境的變化，可以預警并幫助手術醫師判斷患者神經傳導的完整性。術中神經電生理監測技術的應用能讓術中神經損傷的發生概率大幅降低[1]。同時，術中監測還可以協助麻醉醫師進行生理學管理和麻醉藥物的選擇以及劑量的調整。目前，國內在脊柱手術中多采取軀體感覺誘發電位（SEP）、運動誘發電位（MEP）和肌電圖（EMG）聯合監測的模式[1]，術中監測可以達到良好的效果。但是，由于術中影響因素過多，同時通過上述監測方式不能了解手術麻醉深度，而麻醉深度和持續時間直接影響患者術中低血壓、蘇醒期躁動、呼吸遺忘、呼吸抑制、術后認知功能障礙[2]和譫妄[3，4]等麻醉并發癥的發生率；同時也不能監測術前存在高風險指征的患者術中可能突發的腦血管意外等情況。頭皮腦電圖（EEG）代表大腦皮層的自發神經電活動，它可以在無創或極小創傷的情況下實時監測判斷麻醉深度的變化[5，6]，比如臨床上常用的腦電雙頻指數（BIS）監測等。多數情況下，整個麻醉及手術過程中EEG隨麻醉深度的加深慢波開始增加，慢波頻帶功率增高，進而出現暴發-抑制波形，隨著麻醉的進一步加深，EEG可出現等電位，整個過程BIS＜40并持續減小。EEG對大腦皮層的損傷、氧合作用和血液循環的損害也非常敏感，通常表現為EEG頻率的減慢和波幅的降低，嚴重時可出現腦電的消失[7，8]。而以往脊柱手術時神經電生理監測中的EEG通常并不被監測者重視甚至不被納入監測范疇，這必然造成電生理監測準確度的下降和麻醉等相關并發癥發生率的升高。本研究通過分析相關臨床監測數據，以探討神經電生理監測在脊柱手術中的作用。

1 材料與方法

對2020年3～11月我院收治的180例脊柱手術患者的臨床資料進行回顧性分析，其中男101例，女79例，年齡14～72歲；包括81例頸椎前路減壓椎間融合術、47例頸椎后路單開門椎管擴大椎板成形術、21例胸椎椎管減壓術、17例齒狀突骨折復位內固定術、14例脊柱側彎/后凸矯形術。

術中使用美國Cadwell公司術中神經電生理監測設備進行神經電生理監測。監測內容至少包括正中神經和脛神經的SEP（正中神經刺激和參考電極位于腕部橫紋處，脛神經刺激和參考電極位于內踝或腘窩處，兩者的記錄電極依據國際10/20系統分別放置于頭部C3’/C4’和Cz’，參考電極置于Fz處）；魚際肌和踇展肌的經顱電刺激運動誘發電位（TES-MEP），刺激電極位于C3/C4處，記錄電極位于相關靶肌；各靶肌肌電活動的自由肌電圖（fEMG）和頭部所有記錄電極的EEG。

在排除麻醉狀態、技術及環境等因素影響的前提下，術中異常波形的認定標準：①SEP波幅下降超過50%或潛伏期延長超過10%；②MEP波幅下降超過80%；③靜息態的EMG出現肌電發放；④EEG出現爆發-抑制波形（BIS＜40）。

2 結果

采用EEG進行神經電生理監測的180例患者中有152例（84.4%）術中EEG未見明顯異常，BIS為40～65，其中神經監測發現SEP異常5例，MEP異常2例，EMG異常21例，這些電位異常病例術后有1例出現脊髓半切征，1例出現一側下肢肌力減弱，2例出現神經根性癥狀；其余的28例（15.6%）術中EEG均出現不同程度的爆發-抑制、低電壓甚至電靜息等變化，BIS＜40，見圖1。

圖1 術中常見的各類腦電波形

術中腦電爆發-抑制等狀態造成SEP/MEP的波幅降低和/或潛伏期延長，而腦電活動的消失亦可見SEP/MEP波形消失，此時無法根據誘發電位判斷手術操作對脊髓的影響；異常情況在發現后均及時告知麻醉醫師和術者，由麻醉因素造成的異常狀況均得到及時糾正，相關誘發電位情況也隨之改善，麻醉過深時EEG由正常（圖2A）轉變為爆發-抑制狀態（圖2B），相應時間記錄電極記錄的SEP/MEP信號呈現下降/消失，當麻醉深度被糾正EEG恢復正常時（圖2C），SEP/MEP波形恢復；其余排除麻醉因素的誘發電位異常事件由術者根據當時情況做出相應處置。EEG異常的28例患者術后影像診斷發現蛛網膜下腔出血1例、腦缺血1例、譫妄1例。另外，可能由于患者個體差異、藥物蓄積等原因，術中可見部分患者在麻醉用藥穩定情況下，隨著手術時間的延長，EEG出現慢波活動增加甚至演變為電靜息，見圖3，患者術中麻醉方案維持不變，麻醉誘導后的1h、4h和6h患者EEG開始出現慢波活動增加直至演變為電靜息。

圖2 麻醉異常的EEG記錄

圖3 麻醉時長對EEG的影響

3 討論

目前，國內多數醫院在進行脊柱手術時并不常規在術中監測腦電活動,除非術前需要通過氧飽和度、血壓、心率、體溫和血氣等生理生化指標判斷患者狀況和麻醉的深淺。但在臨床實踐中，即使發現EEG已經出現爆發-抑制甚至電靜息狀態，這些生命指標仍可在相當時間內維持正常[9]，但隨著深度麻醉時間的延長，術后麻醉相關以及中樞神經系統出現損傷的并發癥發生率也隨即上升。麻醉過深可能給患者術后帶來以下的危害：早期可出現蘇醒延遲，拔管更晚，需要更長的時間來恢復對空間和時間的定向力，在監測治療室停留時間以及住院時間延長；隨著患者病情的惡化，術后譫妄和認知功能障礙等并發癥的發生率升高[10]，術后惡心嘔吐和感染的發生率相應增高，尤其骨科脊柱類手術患者平均年齡相對偏大，并發癥的發生率會進一步增高，進而影響患者的術后康復；術后晚期、術中低血壓、低BIS以及低最低肺泡有效濃度（MAC）對患者的預后可能不利，當然隨著相關研究的增多，也有部分研究提出相反的觀點[11]。另外，通過EEG判斷是否存在麻醉過深也能用于分析術中誘發電位發生異常是否因麻醉導致的全身變化所致[12]。總之，術中維持合適的麻醉深度更有利于患者健康。從目前的醫療發展水平來看，單純依靠EEG監測全身麻醉的深度并不全面，而進行全方位多指標綜合研究對全身麻醉深度的監測十分必要[13]。

脊柱手術過程中監測EEG可以為麻醉醫師提供相關信息來維持麻醉的平穩，同時，平穩的EEG也可以用來輔助判斷術中發生的電生理監測事件。在SEP和/或MEP發生變化時，骨科醫生通常更傾向于先關注運動功能，所以電生理監測醫師一般會首先選擇提高MEP刺激量來觀察運動誘發情況。但是如果誘發電位的改變是由于大腦皮層發生缺血或出血所致，那么盲目地提高MEP刺激量可能會激活皮層下結構從而MEP會重新引出，這時我們便無法及時察覺并反饋可能的皮層病變，造成假陰性等極其嚴重的后果[14，15]。我們曾接診過EEG伴誘發電位異常的病例，后因誘發電位部分恢復未引起足夠重視，術后數小時檢查時才發現患者腦缺血和蛛網膜下腔出血各1例。可見，盡管發生這種情況的概率較低，但仍應引起監測醫師足夠的重視。若EEG沒有明顯變化而誘發電位顯示異常，則可能在手術操作區域出現了問題而并非是因皮層病變所致，主刀醫師需及時做出正確的應對措施。EEG雖然直觀地顯示腦血管意外的發生部位，但很多時候都是通過術后檢查或結合術中EEG記錄對事件進行分析時才發現。但也有研究顯示，持續腦電監測顯示輕中度腦缺血時患者腦電波會快速發生節律活動的變化，典型的表現為快波減少；隨著缺血時間的延長和缺血程度的加重，腦電波出現彌漫性慢波活動甚至等電位，這表明腦電監測在急性期腦卒中等疾病的診斷中有潛在應用價值[16]。所以，目前對于術中采用EEG判斷腦血管意外發生的敏感度和特異性存在懷疑和分歧，還需要更多臨床資料作進一步分析。術中神經監測能及早發現新的神經功能障礙，以便及時糾正病因[17]。腦電監測也能準確記錄手術過程中發生的不良反應，從而進行回顧性分析。脊柱手術患者誘導麻醉后出現的血壓進行性下降以及術中為減少出血而降低血壓均可導致患有心腦血管疾病（如相關動脈嚴重狹窄、未經控制的高血壓等）以及脊髓受壓患者的血流灌注不足甚至缺血，但這種情況可以通過防止血壓過低配合誘發電位和EEG的變化來避免或及早發現。

神經電生理監測的目的在于降低術后神經損傷的發生率。對其作用的評估既要考慮它所降低的醫源性神經損傷的風險，又要考慮其對醫療服務質量的改善（包括醫療費用的減少）。目前脊柱手術神經功能缺損發生率低，但一旦發生即非常嚴重（比如截癱等），患者不但要忍受運動等功能喪失所帶來的痛苦，其后期長期的治療、康復方面等支出通常是巨大的，同時也帶來了醫療糾紛和不必要的醫院費用支出。在神經電生理監測下，即使降低1%的嚴重醫源性損失，也將產生客觀的經濟效益，這能明顯改善患者的生活質量。

當然，脊柱手術術中神經電生理監測都是在一定范圍和條件下使用的，如出于經濟因素考慮，我們在監測手術時通常利用已有的誘發電位記錄電極來記錄部分相關腦區EEG，因未進行全腦區監測故會降低對異常事件的檢出率和準確性。作為彌補，監測醫師參與術前麻醉評估時可對確有必要的患者增加部分電極，并根據腦電10/20系統安放。目前，術中EEG監測還有很多不足之處，希望在今后的研究和工作中得到闡明和完善，使其更好地應用于術中神經電生理監測，更多地為麻醉醫師和主刀醫師提供有價值的信息，從而更好地為患者服務。

綜上所述，在脊柱手術的神經電生理監測中，使用已有的或適度增設的頭部記錄電極常規監測EEG能實時檢測麻醉深度，在沒有使用BIS等監測手段時及時提醒麻醉醫師調整麻醉劑量，從而減少術后麻醉并發癥和中樞神經系統不可逆損傷的發生；EEG也通過結合其他電生理監測手段推斷在記錄區域是否可能有大腦皮層腦血管意外等病變的發生，從而在一定程度上改善預后；同時，常規監測記錄EEG也有利于術后對手術過程中發生的不良事件進行回顧性分析。此外，因為不添加或很少添加新的記錄電極，也可以最小的經濟代價得到盡可能好的監測效果。盡管術中腦電監測還有很多不足之處，但在現有的神經電生理監測手段中仍然具有重要的應用價值。