神经电生理监测在脊髓脊柱手术中的应用

陈雨 李远 李红伟 杨波

(郑州大学第一附属医院 神经外科 河南 郑州 450000)

·综述·

神经电生理监测在脊髓脊柱手术中的应用

陈雨 李远 李红伟 杨波

(郑州大学第一附属医院 神经外科 河南 郑州 450000)

神经电生理监测；脊髓脊柱手术；神经功能损伤

随着社会的进步和发展，神经脊髓疾病患者对术后生活质量的要求日益提高，这对神经外科医生医疗水平提出了更高的要求。如何在术中及时发现并避免神经功能损伤成为目前神经外科医生关注的焦点。术中神经电生理监测(intraoperative neurophysiological monitoring，IONM)可监测神经通路完整性，避免损伤神经通路，也可用于神经脊髓精准功能定位。由于其高敏感性及特异性，可帮助术者最大程度的切除病变组织并使术后并发症的发生机率降到最低，被广泛用于神经外科、骨科等手术中。本文通过对近年中外文献的复习，综述了这几项监测技术的原理、方法、积极作用以及其影响因素。

1 常用监测方法

IONM的监测方法有多种，应用于脊髓脊柱手术中的监测方法有以下几种。

1.1躯体感觉诱发电位用于反应感觉通路的完整性。其基本原理是给予周围神经电刺激后，神经冲动依次经周围神经、脊髓、脑干传达至中央后回感觉中枢，根据手术需要可在神经根、脊髓表面、大脑皮质、头皮记录电位变化。目前临床上应于脊髓脊柱手术的躯体感觉诱发电位(somatosensory evoked potentials，SSEPs)的监测方式有混合神经的SSEPs(M-SSEPs)以及皮节诱发的SSEPs(D-SSEPs)两种。M-SSEPs与D-SSEPs的区别在于M-SSEPs刺激周围神经末梢如正中神经及胫后神经，神经冲动经多个节段的神经根进入脊髓，反应了脊神经根的神经传导功能，而D-SSEPs刺激单个脊髓背根支配的皮肤区域，神经冲动经单一节段神经根进入脊髓，反应了单一节段脊神经根神经传导功能[1]。

1.1.1M-SSEPs 脊髓手术中M-SSEPs监测常用的周围神经为左右正中神经以及胫后神经，刺激电极可用针电极或贴片电极，刺激点分别位于左右腕部以及内踝部，记录电极可用针电极或螺线电极，按照国际10～20系统安置，一般分别为：正中神经位于C3’、C4’(即C3、C4后方2 cm)，胫后神经位于Cz’(即Cz后方2 cm)[2]。

1.1.2D-SSEPs 由于其对于神经根损害的敏感性结论不统一，临床使用率较M-SSEPs少。Tsai等[3]通过对多项实验结果进行分析，认为D-SSEPs对神经根横断损害的敏感性高于M-SSEPs。Dikmen等[4]认为造成D-SSEPs敏感性低的原因可能为：脊髓背根分布可能存在皮节交叉现象，即单个皮节受几个脊髓背根传导支配；由神经根局灶损害造成的部分传导功能的缺失可能被未受损的周围神经传导覆盖。术中一般将SSEPs波幅较基线下降50%、潜伏期较基线延长10%作为“报警标准”，即经典的“50/10”法则，用于提醒术者此时已有潜在术后神经功能障碍的可能，需要采取一些转复措施，尤其当波形改变与一些手术操作相关时[5]。

1.2皮层运动诱发电位用于反应运动通路的完整性，最早于90世纪中期被用于髓内肿瘤手术中[6]。临床可见的皮层运动诱发电位(motor evoked potentials，MEPs)监测类型有：D波、神经源性MEPs(nuerogenic motor evoked potentials，nMEPs)和肌源性MEPs(myogenic motor evoked potentials，mMEPs)。

1.2.1D波监测 即中央前回运动中枢受到单个刺激，于脊髓硬膜外或硬膜下记录电位变化。D波由皮质脊髓束的快传导纤维产生，活跃的快传导纤维的数量决定着D波的波幅[7]。皮质脊髓束在刺激点和记录点间没有突触传导，所以D波监测被认为是判断皮质脊髓束完整性的“金标准”。若D波波幅较基线下降50%以上，则提示术后可能存在神经功能[8-9]。

1.2.2nMEPs监测 即使用硬膜外电极刺激脊髓，于周围神经记录电位变化。目前认为nMEPs包括下行运动通路以及逆行感觉通路的电信号，可以同时监测运动以及感觉通路[10-11]。

1.2.3mMEPs监测 较为常见，即中央前回运动中枢受到单个刺激，于四肢记录复合肌肉动作电位(CMAP)。通常上肢肌肉选择拇短展肌，下肢肌肉选择胫前肌。MEPs波幅较基线下降50%～75%时被称为波幅下降明显，术后可能有神经功能障碍，需告知手术医师采取相关措施[12-14]。

1.3自由肌电图通过插入肌肉的针电极监测肌肉的自发电位，此项监测无需诱发技术，可持续监测目标肌肉电活动，术中操作例如对脊髓、神经根的牵拉、压迫等都可引起神经的电位变化，使相应肌肉产生异常肌电活动。需根据手术脊髓节段选取相应肌肉进行实时肌电活动监控。麻醉状态下，无神经骚扰时自由肌电图(free-running electromyography，frEMG)的基线显示无明显的肌电活动。当神经受到牵拉或热损伤时会产生如锋电位、爆发、高频爆发等的肌电活动[11]。手术医生经常会特别注意高频爆发的发生，高频爆发是由于持续的神经根受压而产生的持续的、重复的EMG点燃，如果压迫或相关手术操作未解除，高频爆发将会出现波幅增高、频率增加，高度提示术后神经肌肉功能障碍[5]。

2 脊髓脊柱术中神经电生理监测的实际应用

脊柱切开、改变脊柱结构的操作以及对脊髓的直接操作可能导致脊髓、神经、血管的直接创伤，如何在脊柱、脊髓手术中及时发现并减少操作造成的神经功能丧失对患者的预后尤为关键。

2.1术中神经电生理监测的应用Thirumala[15]对1 390例前路脊髓减压术进行分析，结果显示未使用IONM的病例，19.94%出现短暂神经功能障碍，2.32%出现永久神经功能障碍，而使用IONM的病例这两组数据分别为1.33%和0。在脊髓肿瘤手术中，对于术后神经功能障碍，SSEPs监测的敏感性为75%～94%，特异性为50%～100%，mMEPs监测的敏感性为75%～100%，特异性为25%～100%，阳性预测率63%～100%，阴性预测率75%～97%，frEMG的敏感性和特异性分别为87.5%和83.3%[16]。在脊柱畸形矫正术中SSPPs和MEPs联合监测的敏感性为100%，特异性为99.3%[17]。脊髓后中央沟是纤维结缔组织，为无神经区域，是行脊髓切开术的理想位置。正常脊髓的后中央沟易于辨认，而髓内肿瘤患者由于肿瘤生长使正常解剖位置移位或变形，术中往往较难确定后中央沟的位置，增加了术后出现神经功能障碍的风险。脊髓背根定位可以帮助术者精准定位生理中线，确定安全的切开位置，改善患者预后[16, 18]。具体方法为：于脊髓后索面放置脊髓表面电极片(多电极的集合片)作为刺激电极，在头皮表面根据国际10/20系统放置头皮电极于C3’、C4’，作为记录电极；使后索表面电极依次对脊髓进行电刺激，头皮电极依次记录电位变化，引起头皮两侧产生最高波峰区域为脊髓的“生理中线”，即行脊髓切开术的安全位置[18-20]。也有采取“无神经反应区”作为脊髓切口位置，通过确定“无神经反应区”可大致定位肿瘤边界，这种方法更多使用于肿瘤表浅的患者[20]。

2.2监测指标变化与术后神经功能的关系术中神经电生理监测对术中神经功能的改变具有较高的敏感性，Cheng等[21]曾对术中SSEPs变化进行研究，认为术中由于牵拉神经等引起的SSEPs波幅降低可在去除影响因素后逐渐恢复，但多次反复的操作会使SSEPs波幅恢复时间逐渐延长并且不能够恢复至基线水平。MEPs波形由多相波变为双向波，术后肌力往往下降1～1.5级[21]。D波的监测在术后预测患者肌力方面有着重要意义：D波的改变往往预示着术后肌力的变化，MEPs波幅下降较基线常大于50%，但如果D波波幅下降较基线小于50%，则术后可能会有短暂的神经功能障碍但并不会有永久的神经功能缺失[10]。手术中一旦出现排除生理或干扰因素引起的MEPs或SSEPs波幅明显下降，需及时停止相关手术操作，待波幅恢复后再进行操作。如果肿瘤的切除必定会使MEPs或SSEPs的波幅明显受到影响，此时术者需根据肿瘤类型、患者及家属意愿权衡利弊，继续切除肿瘤很可能会造成术后患者神经功能障碍，残留肿瘤复发的可能性大。

3 影响因素

电生理监测对神经功能变化极为敏感，因此除手术操作造成的神经受损，其他的因素也可能导致监测结果的变化，出现假阳性的结果，对手术医生造成误导。因此识别并排除假阳性结果对于监测的准确性非常重要。下面讨论几类常见的影响因素。

3.1患者因素患者本身并发其他疾病如神经肌肉、脊髓疾病等可导致术中监测结果受到影响。约20%髓内肿瘤患者术前存在肌力障碍，术中记录不到D波[22]。SSEPs的潜伏期还与身高相关，身高越高，潜伏期越长。

3.2麻醉因素任何影响神经电传导或肌肉收缩的药物都会影响SSEPs、MEPs的监测结果。吸入麻醉和静脉麻醉都会使SSEPs、MEPs等的波幅降低、潜伏时延长，但静脉麻醉的影响较吸入麻醉较小[10]。由于常用的MEPs监测是肌源性复合动作电位监测，神经肌肉接头也会影响MEPs的监测，所以MEPs较SSEP对于麻醉的反应更加敏感。在静脉麻醉药物中，丙泊酚对SSEPs和MEPs有抑制作用，但在临床麻醉深度下，其抑制作用随剂量的增加只表现为微弱增强[23]。在以丙泊酚加芬太尼为基础的全凭静脉麻醉(TIVA)中加用临床剂量的右旋美托咪定不会影响SSEPs及MEPs的监测[24]。Logginidou等[25]曾在鼠类实验中证明，即使给予大剂量的丙泊酚和瑞芬太尼，也依然适于SSEPs的监测。在麻醉诱导阶段使用短效肌松剂帮助气管插管，持续静脉泵入芬太尼和丙泊酚以及低剂量NO吸入(少于50%)是较适合MEPs的麻醉方案。

3.3手术因素MEPs波幅下降还可能与体位摆放有关，如上肢摆放不当导致的肩关节脱位、臂丛神经损伤或者肢体受压缺血等都会使MEPs波形改变[26]。Plata Bello等[27]的研究表明IONM不仅用于术中神经损伤的监测，还应用于摆体位时的持续监测，以避免摆体位造成的神经损伤。温度、血压、麻醉以及药物对SSEPs、frEMG均产生影响：麻醉对于MEPs的影响尤其明显，使用冷盐水冲洗脊髓表面、高速磨钻椎骨常常引起假阳性结果[10]；使用单极电凝可见到明显的干扰波；通常情况下，升高血压需降低麻醉深度，使MEPs波幅升高，降低血压需增加麻醉深度，使MEPs波幅下降；一些药物通过影响血压及相关神经调节机制来影响MEPs波幅，如α2受体阻滞剂能够降低MEPs波幅，肾上腺素类升压药能通过提高运动神经元的兴奋性升高MEPs波幅，硫酸镁能通过加强神经肌肉接头阻滞降低血压以及降低MEPs波幅[26]。

4 未来发展及挑战

术中神经电生理监测的发生发展为神经外科、脊柱外科等学科带来的发展与进步是毫无疑问的，不仅大大提高了患者预后而且攻克了许多过去难以解决的手术难题。但目前仍存在许多缺点，例如：目前尚无可靠、统一的报警标准[15]；儿童术中神经电生理监测仍不够成熟等。术中神经电生理监测在复杂脊髓脊柱手术中有着稳固的地位。神经电生理监测团队、手术医师以及麻醉医师对于IONM的技术限制、手术步骤、手术难点、患者并发症以及麻醉方案需要有共同的认识，高效合作及沟通是实现“理想的以患者为中心”的唯一方法。目前还缺乏支持IONM的高级证据，因此需要更多高质量的研究来支持IONM在临床中的地位。

5 小结

SSEPs、MEPs及frEMG是常用于脊髓、脊柱手术的神经电生理监测项目。SSEPs联合MEPs监测对于脊髓、脊柱手术中的神经功能改变有着较高的敏感性与特异性，能够很好的判断患者预后。脊髓背根定位可帮助术者精准定位脊髓生理中线，确定安全的切开位置，改善手术预后。许多因素可影响监测结果如：患者本身并发神经肌肉疾病；术前存在肌力障碍；麻醉；改变脊髓内环境的术中操作等。

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

2016-11-29)