术中神经系统功能监测

董璐　王辉

【摘要】围手术期神经系统并发症的发生率逐年增加，而加强术中的神经系统功能监测可以有效改善其预后。该文通过总结相关文献，对术中的神经系统功能监测方法进行归纳整理，对各种方法的监测原理进行介绍，着重分析了各方法的优势和局限。

【关键词】围手术期；神经系统并发症；监测方法

【Abstract】The incidence of perioperative neurological complications has been gradually increased year by year Strengthening intraoperative monitoring of the function of nervous system can effectively enhance the clinical prognosis In this paper， relevant literatures were reviewed to summarize the methods for intraoperative monitoring of the function of nervous system The monitoring principles of various methods were introduced， focusing on analyzing the advantages and limitations of each method

【Key words】Perioperative；Neurological complication；Monitoring method

围手术期神经系统并发症的发生率逐渐增加，且具有较高的病死率和致残率，严重影响患者的生活质量，因此，加强术中的神经系统功能监测，降低神经系统并发症发生率具有重要意义[1]。笔者分析了术中神经系统损伤发生的原因及危险因素，并对术中神经系统功能的监测方法进行汇总分析，重点讨论了从脑细胞电活动、脑组织氧合、脑血流供应和神经反射层面的监测设备与技术在临床中的应用及其各自的优缺点。

一、神经系统损伤的原因及危险因素

术后神经系统并发症主要包括脑出血与脑梗死、认知功能障碍、谵妄及记忆力减退等。其原因是栓子栓塞和灌注不均等。而高龄、动脉粥样硬化、既往心脑血管病史、术中平均动脉压<50 mm Hg（1 mm Hg=0133 kPa）、严重失血、大量气栓和低氧血症等均可诱发术后神经系统功能紊乱。陈英等[1]分析了非体外循环冠状动脉搭桥术后神经系统并发症的危险因素后认为，颈动脉中度狭窄、高血压病、糖尿病、高龄等是中枢神经系统并发症的危险因素。

二、神經系统功能的监测方法

1脑电图

脑电图是应用电子技术将采集到的脑电波过滤放大后呈现出来的具有一定波形、波幅和频率的曲线。频率为14～30 Hz的β波主要出现在镇静状态；α波频率为8～13 Hz，为浅麻醉状态；全身麻醉外科手术期主要表现为θ波，频率为4～7 Hz；当出现δ波（频率<4 Hz）时，为全身麻醉过深状态，易造成脑缺血；当出现爆发的纺锤波时是脑电波的爆发抑制状态，为极度过深麻醉所致，需要及时处理。脑电图对脑血流的变化非常敏感，当100 g脑组织血流量小于35 ml/min时，脑电图即可表现出α和β波的衰减[2]。此外，脑电图对于预测颈动脉内膜剥离术后围手术期卒中的发生有高度特异性[3]。脑电图可以作连续监测且监测部位全面，但对于头部的手术不便于监测，易受温度、麻醉药物、电解质紊乱及电刀的影响而产生伪像，解读需要经过专业培训的神经电生理人员，增加了监测的复杂性。

2双频谱指数（BIS）

BIS是运用双频谱分析法把从前额部采集到的脑电信号进行量化分析，从而得出的无量纲BIS值，范围从0到100，40～65为全身麻醉状态，40以下有出现爆发抑制的可能。BIS能准确检测全身麻醉患者镇静程度过深的情况，使麻醉医师易于控制麻醉深浅，避免由麻醉过深而产生的不良后果。Zorrillavaca等[4]对40 317例患者进行为期1年的随访，结果显示：术中低BIS（<40）与1年病死率之间具有显著相关性。为每位患者进行BIS监测可以指导麻醉的实施，达到个体化用药的目的，可以减少麻醉药物的使用量，促进苏醒期恢复并减少术后恶心呕吐的发生率。BIS监测简便、连续，还可以降低术后神经系统并发症的发生率，并且具有小儿电极片，可以用于小儿的术中监测。Herrero等[5]应用BIS与神经系统评价量表共同评估神经外科手术后患者的早期并发症，发现BIS可以独立预测神经系统早期并发症的发生。但监测电极的位置决定了它不能应用于部分眼科及神经外科手术，使其应用受限，而且其监测过程易受干扰，如前额肌肉的活动会产生伪信号，并且不适用于氯胺酮、一氧化二氮等的麻醉，此外，电极片为一次性消耗品，费用较高。

3NeuroSENSE监测仪

NeuroSENSE监测仪与BIS相同，也是将脑电图数量化，便于使用，但是两者的分析方法有所不同，NeuroSENSE监测仪是采用微波分析的方法来量化皮层活动，该分析法对皮质活动的监测无延迟[6]。通过放置在前额和双侧颞部的电极片采集脑电信号进行分析，相比BIS只能监测单侧的脑电活动，NeuroSENSE监测仪可监测双侧大脑半球的活动；NeuroSENSE监测仪还能显示抑制比，即脑电图振幅小于5 mV的时间量；还可显示肌电图，光谱图清晰易读，操作简单。当双侧数值突然相差太多和脑电活动突发爆发后抑制时应引起重视。将NeuroSENSE监测仪应用于心脏外科手术中的案例表明其对脑灌注不足的敏感性较强，但目前NeuroSENSE监测仪仅对异常的脑电图较敏感[67]。理论上，基于小波分析的算法设计，NeuroSENSE监测仪应该不受肌电活动的影响，但实际上，当肌电活动存在时，NeuroSENSE监测仪的数值也会产生变化。

4Narcotrend监测仪

Narcotrend监测仪结合了人睡眠脑电图、经典光谱参数和用于识别抑制线的视觉分类算法，采用基于原始脑电和多功率图谱进行分析分级，能够对数据进行时域和频域的分析，能够监测多个不同的脑电参数[8]。通过头部的电极采集实时脑电信号，自动分析分级后用来显示麻醉深度，既可以用0～100的无量纲数值来表示麻醉深度，即Narcotrend index，也可以精确量化为6个阶段和15个亚级指标，即Narcotrend Stage，分别为A、B02、C02、D02、E02、F01，A表示清醒状态，B表示浅镇静状态，C表示常规镇静状态，D表示常规麻醉状态，E表示深度麻醉状态，F表示过度麻醉状态（爆发抑制），脑电活动将逐渐消失。该设备的优点在于通过普通电极即可进行监测；电极位置可任意放置于头部，故其采集的信号较广泛，适用于多种手术类型，且可依据患者年龄自动分析。Panousis等[9]对比了前额肌电活动对BIS和Narcotrend监测仪的影响后发现，前额肌电活动对后者并没有产生影响，但会使BIS值出现假性增加。

5颈内静脉血氧饱和度（SjvO2）

SjvO2为临床上最早采用的脑组织氧代谢监测方法，可间接反映整个脑组织血流和氧代谢状况，被认为是评估脑氧代谢的金标准。该方法通过采集颈内静脉球部的血液分析其氧饱和度来判断脑供血供氧情况。SjvO2<55%表示脑部低灌注或高脑氧需求，>75%则表示相对性脑充血、脑代谢率减低等[10]。SjvO2过低和过高对神经系统的功能都有负面影响，过低会导致脑组织缺血缺氧，易形成梗死灶；过高则易增加脑部栓子形成的机会。SjvO2在临床上有直接监测和间接监测2种方法，直接监测是經颈内静脉采血分析，操作简单但不能持续监测。间接监测是经颈内静脉逆行置入光纤导管进行连续监测，但操作风险较大且导管价格昂贵。Jeong等[11]通过对接受沙滩躺椅体位肩关节手术患者的研究认为SjvO2比近红外线光谱（NIRS）更能反映脑氧饱和度的确切变化。

6经颅多普勒超声（TCD）

TCD利用低频超声波和脉冲多普勒原理进行监测，通过低频超声波穿透颅骨探测颅内血管所产生的一系列连续而规则的多普勒频移信号，产生的多普勒频移值（接受频率和发射频率的差值）经傅里叶变换处理后转换为血流速度，可监测颅内血管的血流速率、方向和脉动指数。TCD可在术中连续实时监测脑血流情况，能在第一时间发现栓子；而对血流方向的监测可以指导夹闭性操作，且操作无创灵敏；还可以通过测量大脑中动脉内的脑血流速度来评估大脑的自动调节情况[12]。TCD可以评价脑血管的反应性和自动调节功能、评估大脑动脉环的功能状态、鉴别脑缺血和高灌注、再通和再闭以及检测脑栓塞。TCD还可以预测轻中度创伤性脑损伤后神经系统的预后情况[13]。但该操作需要专业人员，且探头的位置可能干扰术野，影响术者操作。

7NIRS

NIRS可通过测量局部血液氧饱和度来监测脑氧合情况；该方法是利用波长为650～1 100 nm的近红外线穿透颅骨达数厘米以下的脑组织后光强有衰减的特性，通过初始和衰减后的光强度，经LamberBeer定律计算出氧合血红蛋白（HbO2）、还原血红蛋白（HbD）及氧化型的细胞色素（CytOx）3种色基在颅内的含量，HbO2与HbD的比值即为局部大脑血红蛋白氧饱和度（rSCO2），在血管水平上反映了脑氧合情况。CytOx是线粒体内电子传递链的终端酶，其下降提示细胞内存在脑缺氧，可用于评价细胞水平的氧合状态。该方法具有无创实时监测等特点，且该方法可应用于需要停循环的手术中，测量非搏动性血流，不受低温的影响，可及时发现脑灌注不足等情况，适用于心脏外科手术，多项研究推荐将NIRS作为心脏外科手术中脑功能的常规监测项目[14]。但由于其测量范围局限于额叶，限制了使用范围。有部分学者质疑其采集的信息与实际动静脉血氧饱和度的相关性，认为NIRS监测的局部脑氧仅是小部分脑皮质额叶组织氧代谢，不能反映脑皮质其它区域和深层组织的氧合状况。Zheng等[15]对2013年以前的相关文章进行系统回顾后认为心脏手术中rSCO2的减少可能会识别出错误的心肺旁路插管位置，特别是在主动脉手术期间，但是其与术后神经系统并发症的相关性较低，且对于改善rSCO2能预防卒中、谵妄及术后认知功能障碍等的证据很少。最近，还有超声波标记的近红外光谱可以测量脑血流速度；将局部低功率的超声波与近红外线结合又衍生出了新的混合装置：脑氧既可以测量脑血氧饱和度，又可以测量脑血流量[12]。

8诱发电位

诱发电位是通过给予神经系统特定的刺激，使其效应部位产生可以检测到的、与刺激有相对固定时间间隔和特定相位的生物电反应[16]。根据其监测的传导通路的不同可分为体感诱发电位（SSEP）、运动诱发电位（MEP）和听觉诱发电位（AEP）。

81SSEP

SSEP监测感觉神经传导系统的功能，其原理是在感觉神经传导通路上放置记录电极，通过对神经进行电刺激，记录其反应信号并转换成波形，将其波幅和基线进行比较，分析其波形的潜伏期和这些特征的变化来判断感觉传导系统的功能状况。

82MEP

MEP监测运动神经传导系统功能，其原理是将刺激电极置于颅顶，刺激大脑皮层或脊髓，收集其效应器的反应，从而评估运动神经通路的功能状况。临床中常用的有经颅刺激运动诱发电位和经颅刺激脊髓诱发电位。

83AEP

AEP监测听觉传导通路中的神经系统功能，通过声刺激听觉神经，根据听觉神经的反应性，评估听觉传导通路的功能。主要的AEP有耳蜗微音器电位、听神经复合动作电位和脑干听觉诱发电位（BAEP）等，其中临床常用于术中监测的为BAEP，该方法能反映听神经、脑干和大脑皮层的功能，该操作记录经短声刺激后10 ms内的阳性波，将记录到的波形与其中枢位置进行匹配定位分析，从而判断是否有神经系统功能的损伤。

术中联合应用SSEP和MEP能较好地反映脊髓功能，判断脊髓有无缺血性损伤，指导手术，亦可监测术后脊髓功能的恢复情况。在动脉瘤夹闭术中应用SSEP还能减少术后卒中的发生率[17]。BAEP可以指导邻近听神经及脑干附近的手术操作，且该监测较灵敏，在无临床症状和体征的轻微脑干损伤中亦可有显著改变。但诱发电位可受到多种因素的影响，如体温、平均动脉压和麻醉用药（如肌松药）等，且该观察要求即时，并需进行叠加综合，对于术中的监测方法来说不够简便。

9脑微透析技术（CMD）

CMD是将微透析技术应用于动态脑功能监测中，其原理为将透析膜植入特定区域，用组化性质类似于相应组织细胞外液的溶液进行持续灌流，通过不断收集定量的灌流液测定其中的待测物质含量，从而达到对该物质进行动态监测。CMD可用于动脉瘤蛛网膜下隙出血的患者中，通过对神经生化物质的监测可以提示脑血管痉挛和迟发型脑缺血（DCI）的发生。Rostami等[18]对30例蛛网膜下隙出血的患者进行连续3 d的微透析监测后发现高乳酸和乳酸/丙酮酸比可能是发生DCI的早期信号。Lindegaard ratio是大脑中动脉与外部的颅内动脉的最高血流流速之比，有助于区分过度灌注和血管痉挛[19]。

三、小结

综上所述，术中神经系统功能监测不仅是指导手术操作的必要手段，更能在不同角度、层次上为患者的安全保驾护航[20]。术中应合理联合应用多种监测技术，全方位对脑缺血缺氧及栓塞等情况进行实时监测，根据反馈信息进行综合评价，以便有效预防、及时采取应对措施来避免神经系统的损伤，从而降低术后神经系统并发症的发生率，提高患者生存质量。

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（收稿日期：20171113）

（本文编辑：洪悦民）