醫(yī)源性脊髓損傷患者術(shù)中的脊髓監(jiān)測(cè)與預(yù)防

汪萌 伍驥 鄭超 黃蓉蓉

作者單位：100142　北京，空軍總醫(yī)院骨科

.綜述 Review.

醫(yī)源性脊髓損傷患者術(shù)中的脊髓監(jiān)測(cè)與預(yù)防

汪萌 伍驥 鄭超 黃蓉蓉

作者單位：100142北京，空軍總醫(yī)院骨科

脊髓損傷；術(shù)中并發(fā)癥；誘發(fā)電位；監(jiān)測(cè)，手術(shù)中；脊柱

脊柱外科手術(shù)是治療脊柱畸形、椎管狹窄、脊髓腫瘤以及脊椎結(jié)構(gòu)不穩(wěn)等各種脊柱脊髓病變的手術(shù)方法。隨著脊柱內(nèi)固定器械的不斷發(fā)展，多數(shù)的脊柱手術(shù)都以內(nèi)固定輔助的植骨融合來(lái)完成。手術(shù)操作中，通常需要對(duì)患者的脊柱施加某些作用力，如加壓、撐開、牽拉。如果這些外力被過(guò)量施加，或者放置的內(nèi)固定器械位置不佳、融合植骨的方式不對(duì)，便可能導(dǎo)致醫(yī)源性脊髓損傷 （spinal cord injury，SCI）。

一、脊髓損傷的流行病學(xué)

在美國(guó)，每年有超過(guò) 100 萬(wàn)的脊髓創(chuàng)傷和 5 萬(wàn)多的脊柱脊髓損傷的病例出現(xiàn)［1］。在發(fā)達(dá)國(guó)家，每年新發(fā)病例約為 32 000 例。脊髓創(chuàng)傷的發(fā)生有很多原因，這通常包括事故、槍傷等［2］。脊柱的損傷通常發(fā)生在頸胸或胸腰椎部位。研究表明，脊髓損傷發(fā)生率頻繁，年齡在 16～30 歲［3］。

二、醫(yī)源性脊髓損傷的病理生理學(xué)

人體的很多組織都有很強(qiáng)的修復(fù)能力。但是，中樞神經(jīng)系統(tǒng)就不同了。脊髓損傷的發(fā)生是由于組織的破壞，首先是機(jī)械性的損傷，其次是局部缺血［4，5］。主要的損傷發(fā)生在損傷的當(dāng)時(shí)，是不可被改變的［6］，當(dāng)初次損傷之后，二次損傷則會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元的凋亡［7］。最顯著的二次損傷是缺血再灌注損傷［4，7］。當(dāng)缺血造成梗死后，灰質(zhì)由于它的高代謝狀態(tài)而受損，而且輸送到組織的氧和葡萄糖不足，從而組織內(nèi)的三磷酸腺苷和能量不充足。因此，組織開始進(jìn)行厭氧活動(dòng)，之后導(dǎo)致一系列的病理效應(yīng)出現(xiàn)。

三、醫(yī)源性脊髓損傷的預(yù)防

對(duì)于醫(yī)源性神經(jīng)損傷最好的方法就是預(yù)防，因?yàn)閾p傷一旦發(fā)生，后果都很嚴(yán)重。這就要求醫(yī)師對(duì)可能發(fā)生的醫(yī)源性脊髓神經(jīng)損傷有充分的認(rèn)識(shí)，手術(shù)中如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷并判斷損傷程度，是有效的預(yù)防損傷、杜絕永久癱瘓的關(guān)鍵。1973 年，在美國(guó)脊柱側(cè)彎研究學(xué)會(huì)第 7 屆年會(huì)上，法國(guó)學(xué)者 Vauzelle 和 Stagnara 等［8］首次報(bào)道，在124 例脊柱手術(shù)中應(yīng)用喚醒試驗(yàn) （Wake-up test） 作為術(shù)中脊髓監(jiān)護(hù)。但是，喚醒試驗(yàn)本身導(dǎo)致的某些并發(fā)癥，也未能使其永久的作為“金標(biāo)準(zhǔn)”。近年來(lái)逐漸發(fā)展成熟的術(shù)中脊髓監(jiān)測(cè)技術(shù) （intraoperative neurophysiological monitoring，IONM） 逐漸取代了喚醒試驗(yàn)，在術(shù)中不僅能直接、早期、全面、準(zhǔn)確的反應(yīng)脊髓的運(yùn)動(dòng)和感覺功能，也為最大限度的脊柱矯形、脊髓減壓提供保證，同時(shí)在脊髓受到不可逆損傷前及時(shí)預(yù)警，避免損傷的發(fā)生。

四、醫(yī)源性脊髓損傷的預(yù)防手段

脊柱脊髓手術(shù)中預(yù)防醫(yī)源性脊髓損傷常用的就是術(shù)中監(jiān)護(hù)技術(shù)。其中包括：軀體感覺誘發(fā)電位 （somatosensory evoked potential，SEP）、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位 （motor evokedpotentials，MEP）。

1. SEP：軀體感覺包括深感覺和淺感覺，分別經(jīng)由脊髓丘腦束和薄、楔束上傳到皮層的相應(yīng)感覺區(qū)。SEP 是指周圍神經(jīng) （皮膚） 接受刺激后，在肢體、脊柱的皮膚表面和腦感覺投射區(qū)相應(yīng)的頭皮記錄到的電位活動(dòng)。

1972 年，Nash［9］在脊柱外科中首先使用 SEP 用作脊髓監(jiān)護(hù)，在此之前，外科醫(yī)生們一直沿用喚醒試驗(yàn)進(jìn)行術(shù)中神經(jīng)監(jiān)測(cè)，在此之后，SEP 被作為高風(fēng)險(xiǎn)脊柱手術(shù)的常規(guī)監(jiān)護(hù)技術(shù)［10-12］。目前的臨床研究多采用電刺激方式引發(fā)SEP［13-16］。但要獲得良好的 SEP，關(guān)鍵在于保證刺激器的穩(wěn)定輸出和正確的刺激部位。臨床一般選擇上肢刺激正中神經(jīng)、尺神經(jīng)，下肢刺激脛神經(jīng)和腓神經(jīng)［13-14，17-18］。邱勇等［19］曾選用刺激脛神經(jīng)對(duì)脊柱畸形患者進(jìn)行術(shù)前 SEP 檢測(cè)。Silverstein 等［20］提出可以通過(guò)隱神經(jīng) SEP 在腰椎手術(shù)中監(jiān)測(cè) L4～5神經(jīng)根的功能。但據(jù)他的報(bào)告指出，此項(xiàng)研究?jī)H為 1 例，未得到充分的證明。記錄電極的放置應(yīng)選擇在體感通路上，并且與該電位的假定神經(jīng)發(fā)生源最為接近，這樣記錄出的信號(hào)清晰，偽跡少，波形穩(wěn)定。在脊髓監(jiān)護(hù)中參考國(guó)際腦電圖學(xué)會(huì)制訂的 10 / 20 系統(tǒng)來(lái)放置記錄電極，例如上肢記錄電極放置在 C3、C4（C3、C4后 2 cm），下肢放置在 Cz，上下肢均在 Fz 處安放參考電極 ［15-18，21）。

對(duì)于 SEP 來(lái)說(shuō)，目前有學(xué)者認(rèn)為 SEP 的監(jiān)測(cè)意義在于潛伏期的延長(zhǎng)和波幅的降低。Earl 等［17］的研究表明，潛伏期延長(zhǎng)＞10% 或波幅下降≥50% 是脊髓損傷的標(biāo)志。術(shù)中 SEP 在安全范圍內(nèi)時(shí)手術(shù)可以繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)接近危險(xiǎn)范圍時(shí)，要謹(jǐn)慎操作，加強(qiáng)檢測(cè)，當(dāng)達(dá)到或超過(guò)危險(xiǎn)范圍時(shí)，暫停手術(shù)，查找原因，等電位恢復(fù)時(shí)，繼續(xù)手術(shù)。如果處理后不恢復(fù)，則提示術(shù)后可能出現(xiàn)神經(jīng)的損傷。

雖然，SEP 脊髓監(jiān)護(hù)技術(shù)在不斷進(jìn)步，也降低了術(shù)中并發(fā)脊髓損傷的可能，提高了手術(shù)安全性，同時(shí)也提高了脊柱畸形的矯正度［17］。但是，SEP 對(duì)脊髓上行感覺通路具有直接監(jiān)護(hù)作用，而對(duì)脊髓下行運(yùn)動(dòng)通路只能是間接監(jiān)護(hù)。

2. MEP：繼體感誘發(fā)電位已成為監(jiān)測(cè)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)功能的一個(gè)手段，為脊柱外科手術(shù)提供了極大的幫助。監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)功能的方法包括：運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位 （motor evoked potentials，MEP）；脊髓誘發(fā)電位 （spinal cord evoked potentials，SCEPs）；間接刺激手術(shù)部位以上的脊髓，在外周神經(jīng)記錄的神經(jīng)誘發(fā)電位 （descendingneurogenic evoked potentials，DNEPs）。

MEP 是指經(jīng)顱電 （磁） 刺激大腦皮層，激活皮層運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，興奮下行至脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，在脊髓或骨骼肌上記錄動(dòng)作電位，對(duì)其波形、潛伏期及波幅進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以判斷脊髓下行運(yùn)動(dòng)束的傳導(dǎo)功能［21］。根據(jù)刺激方式的不同，分為電刺激和磁刺激。但 Calancie 等［22］新近的報(bào)道認(rèn)為：磁刺激技術(shù)在脊髓監(jiān)護(hù)中存在一些問題：定位困難，特別是包括頸椎在內(nèi)的手術(shù)病例；線圈因反復(fù)高輸出時(shí)容易變得過(guò)熱；磁刺激所引起的 MEP 的波幅和潛伏期變化較大。所以，磁刺激技術(shù)在 MEP 中有局限性的發(fā)展。1984 年，Levy 等［23］首先將 MEP 用于臨床脊髓監(jiān)護(hù)。Pastorelli 等［21］和 Novak 等［24］在其研究中均用了目前比較統(tǒng)一的電極放置方式；即根據(jù)國(guó)際 10-20 系統(tǒng)（standardinternational 10-20 systems），將電極放置于 C1、C2或 C3、C4。刺激方式可以是電流刺激，也可以是電壓刺激。而現(xiàn)代多數(shù)刺激器主要采取恒流條件下，通過(guò)改變電壓來(lái)進(jìn)行刺激，而一般選擇的刺激強(qiáng)度為 100～400 V［21，24］。TCeMEPs 的主要記錄部位是肌肉記錄［18］，Klaus 和 Pastorelli 在研究中均用手術(shù)相關(guān)肌肉來(lái)記錄，如上肢三角肌、肱二頭肌、指總伸肌和大小魚際肌等，下肢股直肌、腓腸肌、脛前肌和展肌 （足） 等［18，21，24］。

有學(xué)者報(bào)告，當(dāng) MEP 波形消失時(shí)，發(fā)現(xiàn)手術(shù)過(guò)程致使脊髓皺縮，及時(shí)處理后 15 min，波幅降低＞50%，直至手術(shù)結(jié)束仍未恢復(fù)，術(shù)后患者下肢肌力 3 級(jí)［25］。由此可見，對(duì)于 MEP 來(lái)說(shuō)，波幅是否存在以及波幅降低＞50%是一個(gè)觀察指標(biāo)。最近，Earl 和 Thuet 等［17］經(jīng)驗(yàn)提示，MEP 的消失是發(fā)生嚴(yán)重的并發(fā)癥一個(gè)信號(hào)。Gonzalez 等［26］認(rèn)為波幅降低＞50% 時(shí)，要給予足夠的注意。當(dāng)增加刺激量才能獲得相同的 MEP 波形時(shí)，也可以作為一個(gè)觀察指標(biāo)。Schizas 等［27］認(rèn)為，只要術(shù)中 MEP 沒有永久性的消失，就提示預(yù)后良好。但有學(xué)者認(rèn)為 MEP 波形的消失以及波幅降低＞50% 是一個(gè)警示指標(biāo)［26］。

3. SCEPs：是直接刺激脊髓上端，在脊髓下端記錄的誘發(fā)電位。此項(xiàng)技術(shù)是將刺激電極和記錄電極分別放置于硬膜外或硬膜下，刺激手術(shù)部位以上的脊髓，記錄手術(shù)部位以下的脊髓引發(fā)的電位［28］。Novak 等［24］認(rèn)為可以采用硬膜外記錄，其幅值降低 50% 或潛伏期延遲 10% 提示預(yù)后不良。但由于其技術(shù)要求較高，需要手術(shù)者將其放置在硬膜外或硬膜下，而且電極多數(shù)放置在手術(shù)視野內(nèi)，由于這一操作影響手術(shù)的進(jìn)行或者造成電極不固定而影響監(jiān)測(cè)結(jié)果，其在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。

4. 脊髓外周神經(jīng)和肌肉電位活動(dòng)的監(jiān)測(cè)：間接刺激脊髓所誘發(fā)的神經(jīng)源性電位信號(hào)，一般在外周神經(jīng)干所經(jīng)過(guò)的皮膚 （如窩處） 或者上下肢的肌肉記錄，此種方法被定義為“下傳神經(jīng)源性誘發(fā)電位”（descending neurogenic evoked potentials，DNEPs）。Haghighi 等［29］認(rèn)為，DNEP 雖攜帶運(yùn)動(dòng)成分，但其主要的運(yùn)動(dòng)成分不能被監(jiān)測(cè)。也有學(xué)者認(rèn)為雖然 DNEP 的成分尚不明確，但其神經(jīng)傳導(dǎo)通路一般是由脊髓后束逆行傳導(dǎo)的感覺成分和脊髓前束順行傳導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)成分構(gòu)成［30］。因?yàn)槭艿诫姶碳さ募顾瑁燃せ盍讼滦羞\(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)束向下的順行傳導(dǎo)，同時(shí)也刺激了上行感覺傳導(dǎo)束，使刺激信號(hào)逆行下傳。

Wilson-Holden 等［30］提出 3 種電刺激方式可以產(chǎn)生可靠的 DNEP。這 3 種方法是分別將刺激電極置于經(jīng)皮頸椎（percutaneous）、術(shù)中暴露區(qū)域上端的棘突 （spinous） 或硬脊膜 （epidural）、椎間盤 （disc space stimulation）。而且對(duì)常用的 3 種 DNEP 刺激方法進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果顯示，硬脊膜刺激能夠從 100% （50 / 50） 的患者身上檢測(cè)到 DNEP，而經(jīng)棘突刺激和經(jīng)皮頸椎刺激者，則分別有 96% （48 / 50）、88% （44 / 50） 的患者檢測(cè)到了 DNEP。因此硬脊膜刺激是一種更為可靠的刺激技術(shù)。對(duì)于 DNEP，其波幅的標(biāo)準(zhǔn)則傾向于 Earl 和 Wilson-Holden 等［17，30］提出的其幅值較基線下降 80%，則被視為有相應(yīng)程度的脊髓受損，需引起足夠的注意。

醫(yī)源性脊髓與神經(jīng)的損傷重在預(yù)防。一旦通過(guò)術(shù)中監(jiān)護(hù)手段懷疑或確定有脊髓損傷，要及時(shí)查明原因并做出積極的處理。而術(shù)中電生理監(jiān)測(cè)，不僅能為術(shù)中脊髓損傷提供警示，也為判定預(yù)后提供了依據(jù)。若及時(shí)采取相應(yīng)的措施，其電生理監(jiān)測(cè)的結(jié)果恢復(fù)至之前的水平，提示患者的神經(jīng)功能沒有受到影響，而若當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果未能恢復(fù)，則提示患者的神經(jīng)功能受到一定程度的損害。

作為醫(yī)生，應(yīng)當(dāng)盡可能地避免醫(yī)源性脊髓神經(jīng)損傷的發(fā)生，而術(shù)中的脊髓監(jiān)護(hù)技術(shù)，為術(shù)者提供了一個(gè)安全保障措施。

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（本文編輯：李貴存）

Monitoring and prevention of spinal cord injury in patients with iatrogenic spinal cord injury

WANG Meng，WU Ji， ZHENG Chao， HUANG Rong-rong. Department of Orthopedics， the Air Force General Hospital， the People’s Liberation Army， Beijing， 100142， PRC
Corresponding author: WU Ji， Email: bjwuji@sina.com

Thoracolumbar spinal surgery was risky， what the surgeon concerned about most is how to prevent iatrogenic spinal cord injury and reduce pressure. As for the long-term development of the thoracolumbar spinal surgery， real-time intraoperative spinal cord monitoring technology is becoming increasingly mature. There are two monitoring methods， the first is to stimulate the peripheral nerve， in the sensory area to record somatosensory evoked potentials in the cerebral cortex； the second is electric （magnetic） stimulation of the brain motor cortex in the corresponding muscle motion evoked potential.

Spinal cord injuries；Intraoperative complication；Evoked potentials；Monitoring，intraoperative；Spine

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.09.013

R683.2

伍驥，Email: bjwuji@sina.com

2016-01-10）