经颅电刺激运动诱发电位和体感诱发电位在脊柱侧弯矫形术中监测脊髓损伤的价值

陈 雨,魏飞彪,张梓铭,韦 星,魏延丽,李六一

河南省人民医院神经电生理科 郑州 450003

医源性脊髓损伤是脊柱侧弯矫形手术中常见的并发症。据美国一项统计[1]，成人脊柱侧弯矫形术后出现神经并发症的概率为1.84%，儿童为0.99%。术中神经电生理监测被用于识别术野的重要神经结构，从而避免和(或)减少术中和术后显著的神经损伤[2]。目前体感诱发电位(somatosensory evoked potential，SSEP)、经颅电刺激运动诱发电位(transcranial electrical motor evoked potential,MEP)作为主要的监测项目被应用于脊柱侧弯矫形手术中[3]，术中可根据MEP及SSEP的波形恶化情况及时发现脊髓损伤并发出报警。目前国际上应用广泛的SSEP报警标准为：潜伏期较基线延长大于10%或波幅下降大于50%。MEP报警标准尚未统一，目前主要有波幅较基线下降大于50%、波幅较基线下降大于80%、波形消失。本研究回顾性分析了69例脊柱侧弯矫形术患者的术中神经电生理监测资料，探讨了MEP及SSEP监测在脊柱侧弯矫形术中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象选取2020年1月1日至2020年12月31日于河南省人民医院行脊柱侧弯截骨矫形内固定术的脊柱侧弯患者。纳入标准：①手术节段位于T1-L2。②接受术中MEP及SSEP监测。③同时记录左、右侧股外侧肌、胫前肌、踇展肌MEP者。排除标准：①合并心律失常、癫痫者。②有心脏起搏器、人工耳蜗、颅内支架植入者。③术前经徒手肌力测定肌力小于4级者。依据上述标准共纳入69例，其中男23例，女46例，年龄5～74岁，中位年龄15岁，四分位间距为10岁。其中青少年特发性脊柱侧弯18例、先天性脊柱侧弯40例、退变性脊柱侧弯9例、神经肌肉型脊柱侧弯1例、神经纤维瘤合并脊柱侧弯1例。

1.2 麻醉方法静脉推注舒芬太尼4～5 μg/kg、丙泊酚2～3 mg/kg、罗库溴铵2～3 mg/kg进行麻醉诱导；手术开始后采用静吸复合的麻醉维持方法，七氟烷吸入保持最低肺泡有效浓度小于0.5，静脉持续泵入瑞芬太尼0.05～0.50 μg/(kg·min)，丙泊酚3～9 mg/(kg·h)。由于手术切口大，在麻醉后泵入顺式阿曲库铵0.1 mg/(kg·h)，至暴露完成前约40 min停药，此后直至开始缝合不再使用神经肌肉阻滞剂。

1.3 MEP和SSEP监测方法使用美国XLTEX Protektor32型及日本光电ME-2000型神经监测仪进行MEP、SSEP监测。根据国际10-20脑电系统放置头皮下螺旋电极作为头部刺激电极及记录电极。MEP监测方法：于C3、C4向前2 cm处放置MEP刺激电极，刺激参数为串刺激(5～7个脉冲)，频率500 Hz，脉宽0.05 ms，刺激强度300～350 V；记录电极使用皮下针电极，放置于左、右侧股外侧肌、胫前肌、踇展肌，记录参数为滤波范围10～1 000 Hz，灵敏度70～300 μV/格，扫描时限15 ms/格。SSEP监测方法：于双侧内踝后2～3 cm处使用贴片电极作为刺激电极，螺旋电极置于Cz向后2 cm处作为记录电极，参考电极为Fpz；刺激参数：恒流方波脉冲刺激，刺激强度30～40 mA，波宽0.2 ms，频率2.17 Hz；记录参数：扫描时间10 ms/格，灵敏度3 μV/格，带通滤波5～3 kHz，叠加次数200次。将术野暴露完毕后的MEP、SSEP波形作为基线，此后根据手术情况间隔10～15 min采集一次MEP、间隔2 min采集一次SSEP直至开始缝合。开始缝合即结束SSEP及MEP监测。MEP报警标准：波形消失。SSEP报警标准：相比基线，潜伏期延长大于10%或波幅下降大于50%。若波形恶化达到报警标准，排除监测技术原因后立即向手术医生报警，尽可能纠正可能导致波形恶化的手术操作，并给予糖皮质激素冲击治疗。

1.4 观测指标采用徒手肌力测定法于麻醉前、术后24 h进行双下肢肌力测定。肌力下降反映脊髓损伤。根据术后是否出现肌力下降将患者分为2组，分别计算术中SSEP及左右各3处肌肉(股外侧肌、胫前肌、踇展肌)MEP的出波率。将最后一条波形作为术末波形，用以评价MEP、SSEP报警预测术后肌力下降的效能；将单侧下肢视为整体，即同侧术末波形三处肌肉中任一出现波形消失则视为该侧MEP波形消失，即整体MEP报警。

1.5 统计学处理应用Rstudio 4.1.1进行数据分析。采用χ2检验比较不同肌肉MEP出波率的差异。采用χ2检验比较术末波形各肌肉MEP报警、整体MEP报警、SSEP报警术后肌力下降的差异。计算SSEP和MEP术末波形预测术后肌力下降的敏感度、特异度及假阳性率。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 手术前后患者肌力术前69例肌力均为5级。术后24 h，66例肌力较术前无明显改变，3例肌力下降，其中双下肢肌力下降2例(均由5级降至2级)，单侧下肢肌力下降1例(左下肢由5级降至2级)。

2.2 术中波形获取情况术中所有病例均成功获取SSEP波形。术中股外侧肌、胫前肌、踇展肌MEP出波率左、右侧差异均无统计学意义(表1)。进一步将双侧同名肌肉出波数据合并，各肌肉出波率(72.5%、85.5%、97.1%)之间差异有统计学意义(χ2=32.932，P<0.001)，踇展肌出波率最高。

表1 股外侧肌、胫前肌、踇展肌MEP出波率比较 侧(%)

2.3 术末波形恶化与术后肌力变化的关系69例患者有11例术末MEP波形消失(7例1处肌肉MEP波形消失，2例2处肌肉MEP波形消失，1例4处肌肉MEP波形消失，1例5处肌肉MEP波形消失)；3例出现SSEP潜伏期延长大于10%(1例为双侧，2例为单侧)，17例出现SSEP波幅下降大于50%(6例为双侧，11例为单侧)。

2.3.1MEP波形变化与术后肌力变化的关系 股外侧肌、胫前肌、踇展肌MEP报警(波形消失)及整体MEP报警均与术后肌力下降有关，见表2、3。

表2 术中MEP波形变化与术后肌力下降的关系 处

表3 整体MEP报警与术后肌力下降的关系 侧

2.3.2SSEP波形变化与术后肌力下降的关系 结果见表4～6。SSEP潜伏期较基线延长大于10%与术后肌力下降无关;SSEP波幅下降大于50%与术后肌力下降有关。整体MEP和SSEP同时报警与术后肌力下降有关。

表4 SSEP潜伏期较基线延长大于10%与术后肌力下降的关系 侧

表5 SSEP波幅下降大于50%与术后肌力下降的关系 侧

表6 整体MEP和SSEP同时报警与术后肌力下降的关系 侧

2.4 MEP、SSEP报警预测术后肌力下降的效能MEP、SSEP报警对预测术后肌力下降均有着较高的敏感度和特异度，两者联合监测不仅可以提高敏感度和特异度，还能够降低假阳性率，见表7。

表7 MEP及SSEP报警预测术后肌力下降的敏感度、特异度及假阳性率 %

3 讨论

脊柱侧弯矫形术的目的在于让患者的脊柱最大程度恢复正常的生理曲度。在大多数情况下，可通过新的手术技术、改进的植入物、更好的围手术期护理、更安全的麻醉等方法实现最大程度的矫形。但术中脊髓损伤的风险随着矫形幅度增大而增加。这种损伤除了由直接作用于脊髓的机械力引起以外，还有可能由于间接的脊髓缺血所致[4]。因此术中及时发现脊髓损伤并纠正造成损伤的原因对于改善患者预后极为重要。

MEP的概念最早在1980年由Merton等[5]提出。MEP为使用电或磁刺激运动皮层，产生下行电生理反应，经皮质脊髓束传导，在周围肌肉记录到的电生理信号。本研究结果发现，下肢MEP左右侧出波情况差异无统计学意义，但不同肌肉出波率不同，股外侧肌、胫前肌、踇展肌中踇展肌MEP出波率最高。Michaeli等[6]也发现下肢不同肌肉对于电刺激呈现不同的兴奋性。目前已证实，运动皮层上肢远端肌肉比近端肌肉面积更大，远端肌肉记录的MEP比近端肌肉记录的MEP波幅更高[7]。同样的原理也许亦适用于下肢肌肉，位于远端的踇展肌占有更大的运动皮层面积，所以兴奋性更高，MEP更容易诱发。此外，股外侧肌、胫前肌和踇展肌在运动皮层的位置不同，大脑皮层的表面锥体细胞体的方向与经颅电刺激弧的关系不同也会造成不同肌肉的出波率不同[6]。

在脊柱手术中MEP常用的报警标准是波形消失[8]。统计下肢各肌肉MEP出波率，报警的敏感度、特异度及假阳性率，发现无论采用单一肌肉报警还是整体MEP报警,虽然敏感度和特异度均较高但假阳性率亦较高。吸入麻醉药、神经肌肉阻滞剂、血压等是造成MEP假阳性的常见因素[9]。当出现MEP波幅下降甚至消失的时候，应当首先排除技术原因，其次应停止吸入麻醉药的使用，并尽可能降低丙泊酚的用量，同时检查患者的血压及体温。

SSEP反映了深感觉传导通路的功能，使用电刺激外周神经，刺激引起的兴奋从周围神经上行至脊髓及大脑皮层感觉区，在感觉传导通路的不同部位均可记录到SSEP波形。SSEP的传统报警标准为潜伏期延长10%或波幅下降50%[10]，目前广泛应用于脊柱、脑部外周神经等众多手术的SSEP监测中。在本研究中SSEP波幅下降大于50%与术后肌力下降有关，但SSEP潜伏期延长与术后肌力下降无关。

目前没有一种单独的监测方法能够监测脊髓所有的传导束[11]。MEP能够直接反映运动传导通路的完整性，且术中不需要叠加波形，单次刺激即可获得波形，在脊柱侧弯矫形术中反映了脊髓侧索的功能，且对于预测术后是否新发运动功能障碍有着很高的敏感度和特异度。但其影响因素较多，且在诱发MEP时不可避免地会引起患者全身肌肉的收缩，导致体动，需在刺激时停止手术操作，故无法进行连续监测。SSEP反映了深感觉传导通路的完整性，不受神经肌肉阻滞剂影响，诱发SSEP波形时也不会对手术造成影响，可以进行连续监测，术中波形较为稳定，出波率明显高于MEP，但需要平均叠加，具有一定的滞后性，在脊柱侧弯矫形术中反映了脊髓后索的功能，对于脊髓损伤有着很高的灵敏性[12]。两者相互结合共同反映了脊髓的神经功能情况。本研究结果显示整体MEP和SSEP同时报警与术后肌力下降有关；SSEP和MEP联合监测的敏感度、特异度及假阳性率均明显优于SSEP或MEP单独监测。

本研究存在一定的局限性：①本研究为单中心研究，拟进一步开展多地区、多中心、大样本研究，以明确MEP、SSEP监测在脊柱侧弯矫形术中的意义。②本研究未详细统计可能导致波形消失的手术操作，未来将结合手术操作步骤进一步对MEP、SSEP波形消失的原因进行分析。③虽然本研究发现SSEP潜伏期延长大于10%这一报警标准在脊柱侧弯矫形术中可能并不合适，但由于样本量较小，不足以对所选取的报警标准和术后肌力下降之间进行ROC分析，未来将扩大样本量探究报警标准在脊柱侧弯矫形术中能否进行优化，以提高报警的准确性。

综上所述，在脊柱侧弯矫形术中MEP、SSEP监测对于脊髓损伤均有较高的敏感度和特异度，两者联合监测不仅可以提高监测的敏感度和特异度，还能够降低监测的假阳性率，对于及时发现并纠正可能导致脊髓损伤的原因，减轻甚至避免新发的术后运动功能障碍有着重要意义。