神经电生理监测在脊柱侧凸矫形手术中的应用

叶红 徐冠华 陈黎敏

术中神经电生理监测技术 ( intraoperative neurophysiological monitoring，INM ) 通常用于存在造成神经系统永久性损伤风险的手术中，以降低术后神经功能损伤的发生率。理想的 INM 能在神经出现不可逆损害前检测到预兆性变化，并基于这种观察，在一定时间内停止导致神经功能变化的手术操作或采取相应措施从而使神经功能恢复正常或基本正常，而如果不采取任何干预，就有引起术后神经功能永久性损伤的风险[1]。目前已经在外科手术，尤其是脊柱手术中得到广泛应用。笔者对体感诱发电位 ( somatosensory evoked potential，SEP )、运动诱发电位 ( motor evoked potential，MEP )、自由肌电图 ( free-run electromyography，Free-EMG ) 及肌松监测 ( train of four twitch test，TOF ) 在脊柱侧凸矫形手术中应用的研究情况作一综述。

一、SEP 在脊柱侧凸矫形手术中的应用

术中记录 SEP 是最早用于监测脊髓功能和其它神经系统功能的电生理方法之一。20 世纪 70 年代，骨科首先使用该方法，并作为手术中脊髓和神经根功能监测的主要手段[2]。

1. SEP 术中监测方法：SEP 根据接收记录点的不同大致可分为皮层、脊髓、外周三种。术中监测最常用的是皮层体感诱发电位 ( cortical somatosensory evoked potential，CSEP )，为无创性监测，在神经干给予刺激 ( 通常胸腰椎做下肢胫后神经 )，经头皮记录，按脑电图国际 10～20 电极系统放置，记录电极在 CZ 后 2.0～2.5 cm 处，参考电极FZ，记录电极和参考电极连线中点是地线。刺激采用条状电极，强度 20～30 mA，以引起肢体末端的轻微抖动为宜。方波脉冲，波宽 0.2～0.3 ms，分析时间 100 ms，叠加 100～200 次，灵敏度为 0.5～5 μV，记录电极电阻＜5 kohms，刺激电极电阻＜20 kohms，记录带宽 30～1000 Hz。

2. SEP 报警标准：一些学者把诱导麻醉后患者处于手术体位所获得的基准电位作为预警基线，认为 SEP 预警值为：波幅降低 50%，潜伏期延长 10%[3]。近年来其他学者以暴露至椎板时监测到的波幅及潜伏期作为预警基线，将术中监测时 SEP 波幅值较基准线下降 50% 或潜伏期时间延长 10% 作为“报警”阈值[4]。然而，只有排除术中麻醉、血压、体温、体位和监测仪器等因素对 SEP 影响，才能对术者进行报警。

3. SEP 的影响因素：麻醉药物对监测的影响越来越受关注。术中应用的麻醉药物主要有静脉麻醉药物和吸入麻醉药物。常用的静脉麻醉药物有咪达唑仑、依托咪酯、丙泊酚、盐酸右美托咪定等。在 SEP 的监测中，依托咪酯优于丙泊酚[5]，并且依托咪酯与其它静脉麻醉药物相反，不同剂量用于麻醉诱导时，均可显著增加 SEP 的波幅，给药10 min 后仍可以观察到增高的波幅，所以在 SEP 监测的麻醉诱导时可使用依托咪酯[6]。吸入性麻醉药物：用于脊柱手术的主要是卤化类 ( 安氟烷，异氟烷，七氟烷，地氟烷 )。研究表明，当七氟烷吸入浓度＞2% 时，CSEP 波幅显著降低，潜伏期显著延长，中枢传导时间也显著延长，且波幅和潜伏期与麻醉药物呈剂量相关性变化[7]。其它影响因素：如电刀、双极电凝、电磨钻的使用会严重影响信号的监测；心电监护仪、电动床等或接地不良都会干扰信号；冰盐水的刺激、血压、体位变化、麻醉深浅和体温也都是影响因素[8]。

二、MEP 在脊柱侧凸矫形手术中的应用

MEP 可分为经颅电刺激 ( transcranial electric stimulation，TES ) 和经颅磁刺激 ( transcranial magnetic stimulation，TMS ) 两种。在手术中通常采用 TES-MEP，反映脊髓前索运动传导下行通路的完整性。由于 SEP 临床监测时有其局限性，只能反映上行感觉通路，不能反映下行的运动传导通路。MEP 能直接反映运动传导系统的完整性及功能状况，在术中监护运动功能方面较 SEP 更为敏感。

1. MEP 术中监测的方法：使用螺旋电极，按脑电图国际 10～20 电极系统放置，C3、C4作为刺激电极，互为刺激正负极。采用针电极作记录，部位上肢和下肢拇收肌，正负极间隔 2 cm。刺激强度 50～300 V 恒压刺激，灵敏度 50～1000 μV，分析时间 100 ms，系列刺激 5 个串，串刺激频率 500 Hz，带通 50～5000 Hz，记录电极电阻＜5 kohms，刺激电极电阻＜20 kohms。

2. MEP 报警标准：因 MEP 具有不稳定和多相性的特点，为此报警标准比较难确定，目前最常用的有两种报警方法：一种是“全或无”作为报警标准；还有一种报警标准是在麻醉深度及肌松药物不变的条件下，单侧或者双侧MEP 的波幅突然消失或较基线下降＞75%，提示存在神经损伤，判断为 MEP 监测阳性[9]。

3. MEP 的影响因素：几乎所有吸入麻醉药很容易在运动皮层、脊髓前角、神经肌肉接头部位等抑制 MEP 的兴奋传导，导致波幅下降，潜伏期延长。在七氟醚麻醉下，对上肢监测的成功率远远高于下肢，下肢几乎不能被用于七氟醚麻醉下 MEP 的监测[10]。刘海洋等[11]证实，在相同麻醉深度下，七氟醚复合瑞芬太尼麻醉对 MEP 波幅的抑制作用显著大于全静脉的丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉。因此，吸入麻醉药相比静脉麻醉药对 MEP 的抑制作用更大。右美托咪定在有 MEP 监测的手术中，可满足手术需求，维持围术期血流动力学稳定，降低部分不良反应发生率，改善 MEP 监测质量，是一种安全、可行的麻醉方法[12]。术中应用肌松药可明显对 MEP 产生干扰作用甚至无法完成监测。此外，体温、出血量、冰盐水的刺激等对MEP 都会有影响。

4. 应用 MEP 的注意事项：术中同时监测上下肢MEP，其结果可互相参照，如果单个监测结果出现变化，提示脊髓局部神经功能改变，麻醉深度、血压、体温等条件的变化可导致四个肢体的监测结果同时平行改变。联合监测有利于排除干扰，提高术中监测结果的准确性[13]。并且，术前要对患者进行全面的评估：有无颅内疾病 ( 如癫痫 )；有无安装起搏器，MEP 由于刺激强度大，对起搏器干扰较大，植入起搏器患者术中应避免使用 MEP[14]；有无金属类内植入物，如果有，避免使用 MEP 监测；评估患者术前肌力情况，有研究表明，术前患者肌力与麻醉后MEP 检出率成正比，肌力正常者 MEP 检出率为 97.9%，肌力 3 级时仅为 7.4%，而肌力 2 级以下均无法检出[15]。

三、Free-EMG 在脊柱侧凸矫形手术中的监测

Free-EMG 记录术中爆发性肌电活动、连续性肌电活动和自发性肌电活动。在脊柱侧凸矫形手术中，神经根减压，牵拉，椎弓根螺钉及其它器械置入和畸形矫正均有潜在损伤神经根的可能，而 Free-EMG 监测有较好的敏感性和特异性[16]，可以对神经根功能的瞬间改变做出及时反馈，因此可作为腰椎手术中较为有效的神经监测方法[17]。

1. Free-EMG 术中监测的方法：根据临床症状、手术方式、手术节段和损伤风险选择在 L2～S1神经根支配的肌肉放置记录针电极，其中 L2～3节段主要监测股收肌，股薄肌和股直肌；L3～4节段主要监测股直肌，股内侧肌和胫骨前肌；L4～5节段主要监测股直肌，胫骨前肌和腓肠肌；L5～S1节段主要监测胫骨前肌，腓肠肌和展肌；有鞍区症状者监测肛门括约肌。灵敏度 50～200 μV，分析时间100 ms，电极阻抗＜5 kohms。

2. Free-EMG 的报警标准：手术中监测 Free-EMG 正常反应应该是没有任何肌肉收缩反应的直线静息波形。如果监测中出现任何形式的肌电图反应均说明神经受到一定程度的激惹或损伤。肌肉收缩反应的形式是“全或无”式的，单个爆发的肌肉收缩反应通常与直接的神经根受激惹如牵拉，冲洗，电烧等有关，连续爆发性的肌肉收缩反应则多数与持续牵拉，压迫有关。不管手术中哪一阶段出现这两种肌肉收缩反应，特别是出现连续发生的爆发性肌肉收缩反应，都应该及时告知医师。

3. Free-EMG 的影响因素：Free-EMG 在动态持续的监测状态下进行，具有即刻、连续、敏感、特异的特点，它可以持续敏感地监测神经根牵拉，压迫和操作刺激以及椎弓根螺钉置入引起的根性损害[18-19]。Free-EMG 同样受到吸入麻醉和肌松药的影响。术中肌肉完全松弛后，即使神经根受到刺激，也不能记录到任何肌电反应。因而提示监测人员在手术开始前应及时与麻醉医生沟通，减少阻断神经肌肉接头药物应用，保持合适的肌肉收缩，避免监护假阴性的发生。还有几种假阴性：( 1 ) 完全而整齐的切断神经根，肌电图上可能没有或只有很小一个爆发反应；( 2 )神经的缺血性损伤；( 3 ) 单极或双极电烧时造成的神经损伤由于干扰过大而不能被监测出来；( 4 ) 神经损伤发生在监测暂停的时间内，如变换监测程序等。

四、TOF 在脊柱侧凸矫形手术中的应用

很多电生理师认为术中全静脉麻醉有利于监测运动和肌电图，主张只在诱导时用短效肌松剂而术中不泵肌松药。而黄霖等[20]认为适量的肌松药使记录更加平静和稳定，并且能减少电刺激引起体动的发生率。TOF 值可提示肌松药代谢情况，反应神经肌肉阻滞程度。在行 MEP 监测前都会常规检查 TOF，在使用非去极化肌松剂时 TOF 的第四个波与第一个波的比值达 0.5 以上一般不会影响 MEP的诱出[21]。脊柱侧凸手术中下肢肌肉 TOF 更值得监测，因为上肢 TOF 值要比下肢恢复得更快，下肢 TOF 值更真实地反映全身神经肌肉阻滞程度[22]。一般认为，T1值( 4 成串刺激的第一次刺激的肌颤搐反应值 / 正常状态下的肌颤搐反应值×100% ) 维持在 10%～15% 时，既维持MEP 监测的要求，又满足手术需要的肌松程度[23]。

1. TOF 术中监测方法：TOF 仪测定拇内收肌诱发肌颤搐反应的变化。将加速度探头用胶布固定于拇指掌侧，将温度探头用胶布固定于大鱼际肌表面皮肤，将刺激电缆线电极贴于一侧腕部掌侧尺神经的表面皮肤，每 5 min 监测一次，刺激脉宽 200 μs，电流 50～70 mA。麻醉诱导前确定 T1的对照值。

2. TOF 的报警标准：T1值测不出或者＜10% 时，跟麻醉医生提醒，在不影响麻醉效果的情况下，可否降低肌松药，不然会影响电生理监测。

3. TOF 的影响因素：主要为人－机连接界面的影响，包括：( 1 ) 粘贴电极处的皮肤未处理干净，阻抗增加，对照值校准困难；( 2 ) 电极表面导电膏过多；( 3 ) 刺激电极未放在神经干走向的皮肤上或两刺激电极间距超过 2 cm；( 4 ) 长时间连续监测，导电膏性能降低，刺激电流与肌电信息衰减增加。其它因素还有中心体温与受检部位温度的影响，对照值校准时机的影响等。

五、多模式监测在脊柱侧凸矫形手术中的联合应用

“唤醒试验”自 1973 年由 Vauzelle 和 Stagnara 等提出后，曾被认为是判断脊柱手术尤其是脊柱侧凸手术中脊髓、神经是否损伤的“金标准”[24]，然而其延长了手术时间，并且不具有预防损伤的作用，还有发生脱管、出血等一系列并发症可能[25-26]。近年来，国内外学者逐渐将多模式监测替代“唤醒试验”应用于脊柱手术包括脊柱侧凸手术中，即联合应用 SEP、MEP、Free-EMG 和 TOF 监测来预防和降低脊髓和神经根的损伤风险。侧凸在手术中，一旦监测出现明显异常而超过报警阈值，首先应快速判断有无监测仪器和连接线的问题，其次跟麻醉医生沟通在之前半小时内有无调整麻醉剂量，生命体征是否平稳；再次需要密切观察手术进展，观察有无电刀、双极等各种仪器设备干扰，冷盐水的刺激等；最后排除以上原因后需向术者报警，提醒是否有神经损伤。

虽然目前对于多模式监测在诸多方面仍存在争议，如MEP 的报警值的确定，肌松药剂量对监测的影响等，而且在监测技术上也有较多改进的空间，但可以相信，多模式监测技术将会得到进一步提升，并在脊柱手术中，在麻醉、手术者、监测者之间的密切配合下，对脊髓和神经根的保护发挥越来越大的作用。

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