神經電生理監(jiān)測在脊柱側凸矯形手術中的應用

葉紅 徐冠華 陳黎敏

術中神經電生理監(jiān)測技術 ( intraoperative neurophysiological monitoring，INM ) 通常用于存在造成神經系統永久性損傷風險的手術中，以降低術后神經功能損傷的發(fā)生率。理想的 INM 能在神經出現不可逆損害前檢測到預兆性變化，并基于這種觀察，在一定時間內停止導致神經功能變化的手術操作或采取相應措施從而使神經功能恢復正?；蚧菊?，而如果不采取任何干預，就有引起術后神經功能永久性損傷的風險[1]。目前已經在外科手術，尤其是脊柱手術中得到廣泛應用。筆者對體感誘發(fā)電位 ( somatosensory evoked potential，SEP )、運動誘發(fā)電位 ( motor evoked potential，MEP )、自由肌電圖 ( free-run electromyography，Free-EMG ) 及肌松監(jiān)測 ( train of four twitch test，TOF ) 在脊柱側凸矯形手術中應用的研究情況作一綜述。

一、SEP 在脊柱側凸矯形手術中的應用

術中記錄 SEP 是最早用于監(jiān)測脊髓功能和其它神經系統功能的電生理方法之一。20 世紀 70 年代，骨科首先使用該方法，并作為手術中脊髓和神經根功能監(jiān)測的主要手段[2]。

1. SEP 術中監(jiān)測方法：SEP 根據接收記錄點的不同大致可分為皮層、脊髓、外周三種。術中監(jiān)測最常用的是皮層體感誘發(fā)電位 ( cortical somatosensory evoked potential，CSEP )，為無創(chuàng)性監(jiān)測，在神經干給予刺激 ( 通常胸腰椎做下肢脛后神經 )，經頭皮記錄，按腦電圖國際 10～20 電極系統放置，記錄電極在 CZ 后 2.0～2.5 cm 處，參考電極FZ，記錄電極和參考電極連線中點是地線。刺激采用條狀電極，強度 20～30 mA，以引起肢體末端的輕微抖動為宜。方波脈沖，波寬 0.2～0.3 ms，分析時間 100 ms，疊加 100～200 次，靈敏度為 0.5～5 μV，記錄電極電阻＜5 kohms，刺激電極電阻＜20 kohms，記錄帶寬 30～1000 Hz。

2. SEP 報警標準：一些學者把誘導麻醉后患者處于手術體位所獲得的基準電位作為預警基線，認為 SEP 預警值為：波幅降低 50%，潛伏期延長 10%[3]。近年來其他學者以暴露至椎板時監(jiān)測到的波幅及潛伏期作為預警基線，將術中監(jiān)測時 SEP 波幅值較基準線下降 50% 或潛伏期時間延長 10% 作為“報警”閾值[4]。然而，只有排除術中麻醉、血壓、體溫、體位和監(jiān)測儀器等因素對 SEP 影響，才能對術者進行報警。

3. SEP 的影響因素：麻醉藥物對監(jiān)測的影響越來越受關注。術中應用的麻醉藥物主要有靜脈麻醉藥物和吸入麻醉藥物。常用的靜脈麻醉藥物有咪達唑侖、依托咪酯、丙泊酚、鹽酸右美托咪定等。在 SEP 的監(jiān)測中，依托咪酯優(yōu)于丙泊酚[5]，并且依托咪酯與其它靜脈麻醉藥物相反，不同劑量用于麻醉誘導時，均可顯著增加 SEP 的波幅，給藥10 min 后仍可以觀察到增高的波幅，所以在 SEP 監(jiān)測的麻醉誘導時可使用依托咪酯[6]。吸入性麻醉藥物：用于脊柱手術的主要是鹵化類 ( 安氟烷，異氟烷，七氟烷，地氟烷 )。研究表明，當七氟烷吸入濃度＞2% 時，CSEP 波幅顯著降低，潛伏期顯著延長，中樞傳導時間也顯著延長，且波幅和潛伏期與麻醉藥物呈劑量相關性變化[7]。其它影響因素：如電刀、雙極電凝、電磨鉆的使用會嚴重影響信號的監(jiān)測；心電監(jiān)護儀、電動床等或接地不良都會干擾信號；冰鹽水的刺激、血壓、體位變化、麻醉深淺和體溫也都是影響因素[8]。

二、MEP 在脊柱側凸矯形手術中的應用

MEP 可分為經顱電刺激 ( transcranial electric stimulation，TES ) 和經顱磁刺激 ( transcranial magnetic stimulation，TMS ) 兩種。在手術中通常采用 TES-MEP，反映脊髓前索運動傳導下行通路的完整性。由于 SEP 臨床監(jiān)測時有其局限性，只能反映上行感覺通路，不能反映下行的運動傳導通路。MEP 能直接反映運動傳導系統的完整性及功能狀況，在術中監(jiān)護運動功能方面較 SEP 更為敏感。

1. MEP 術中監(jiān)測的方法：使用螺旋電極，按腦電圖國際 10～20 電極系統放置，C3、C4作為刺激電極，互為刺激正負極。采用針電極作記錄，部位上肢和下肢拇收肌，正負極間隔 2 cm。刺激強度 50～300 V 恒壓刺激，靈敏度 50～1000 μV，分析時間 100 ms，系列刺激 5 個串，串刺激頻率 500 Hz，帶通 50～5000 Hz，記錄電極電阻＜5 kohms，刺激電極電阻＜20 kohms。

2. MEP 報警標準：因 MEP 具有不穩(wěn)定和多相性的特點，為此報警標準比較難確定，目前最常用的有兩種報警方法：一種是“全或無”作為報警標準；還有一種報警標準是在麻醉深度及肌松藥物不變的條件下，單側或者雙側MEP 的波幅突然消失或較基線下降＞75%，提示存在神經損傷，判斷為 MEP 監(jiān)測陽性[9]。

3. MEP 的影響因素：幾乎所有吸入麻醉藥很容易在運動皮層、脊髓前角、神經肌肉接頭部位等抑制 MEP 的興奮傳導，導致波幅下降，潛伏期延長。在七氟醚麻醉下，對上肢監(jiān)測的成功率遠遠高于下肢，下肢幾乎不能被用于七氟醚麻醉下 MEP 的監(jiān)測[10]。劉海洋等[11]證實，在相同麻醉深度下，七氟醚復合瑞芬太尼麻醉對 MEP 波幅的抑制作用顯著大于全靜脈的丙泊酚復合瑞芬太尼麻醉。因此，吸入麻醉藥相比靜脈麻醉藥對 MEP 的抑制作用更大。右美托咪定在有 MEP 監(jiān)測的手術中，可滿足手術需求，維持圍術期血流動力學穩(wěn)定，降低部分不良反應發(fā)生率，改善 MEP 監(jiān)測質量，是一種安全、可行的麻醉方法[12]。術中應用肌松藥可明顯對 MEP 產生干擾作用甚至無法完成監(jiān)測。此外，體溫、出血量、冰鹽水的刺激等對MEP 都會有影響。

4. 應用 MEP 的注意事項：術中同時監(jiān)測上下肢MEP，其結果可互相參照，如果單個監(jiān)測結果出現變化，提示脊髓局部神經功能改變，麻醉深度、血壓、體溫等條件的變化可導致四個肢體的監(jiān)測結果同時平行改變。聯合監(jiān)測有利于排除干擾，提高術中監(jiān)測結果的準確性[13]。并且，術前要對患者進行全面的評估：有無顱內疾病 ( 如癲癇 )；有無安裝起搏器，MEP 由于刺激強度大，對起搏器干擾較大，植入起搏器患者術中應避免使用 MEP[14]；有無金屬類內植入物，如果有，避免使用 MEP 監(jiān)測；評估患者術前肌力情況，有研究表明，術前患者肌力與麻醉后MEP 檢出率成正比，肌力正常者 MEP 檢出率為 97.9%，肌力 3 級時僅為 7.4%，而肌力 2 級以下均無法檢出[15]。

三、Free-EMG 在脊柱側凸矯形手術中的監(jiān)測

Free-EMG 記錄術中爆發(fā)性肌電活動、連續(xù)性肌電活動和自發(fā)性肌電活動。在脊柱側凸矯形手術中，神經根減壓，牽拉，椎弓根螺釘及其它器械置入和畸形矯正均有潛在損傷神經根的可能，而 Free-EMG 監(jiān)測有較好的敏感性和特異性[16]，可以對神經根功能的瞬間改變做出及時反饋，因此可作為腰椎手術中較為有效的神經監(jiān)測方法[17]。

1. Free-EMG 術中監(jiān)測的方法：根據臨床癥狀、手術方式、手術節(jié)段和損傷風險選擇在 L2～S1神經根支配的肌肉放置記錄針電極，其中 L2～3節(jié)段主要監(jiān)測股收肌，股薄肌和股直肌；L3～4節(jié)段主要監(jiān)測股直肌，股內側肌和脛骨前肌；L4～5節(jié)段主要監(jiān)測股直肌，脛骨前肌和腓腸??；L5～S1節(jié)段主要監(jiān)測脛骨前肌，腓腸肌和展?。挥邪皡^(qū)癥狀者監(jiān)測肛門括約肌。靈敏度 50～200 μV，分析時間100 ms，電極阻抗＜5 kohms。

2. Free-EMG 的報警標準：手術中監(jiān)測 Free-EMG 正常反應應該是沒有任何肌肉收縮反應的直線靜息波形。如果監(jiān)測中出現任何形式的肌電圖反應均說明神經受到一定程度的激惹或損傷。肌肉收縮反應的形式是“全或無”式的，單個爆發(fā)的肌肉收縮反應通常與直接的神經根受激惹如牽拉，沖洗，電燒等有關，連續(xù)爆發(fā)性的肌肉收縮反應則多數與持續(xù)牽拉，壓迫有關。不管手術中哪一階段出現這兩種肌肉收縮反應，特別是出現連續(xù)發(fā)生的爆發(fā)性肌肉收縮反應，都應該及時告知醫(yī)師。

3. Free-EMG 的影響因素：Free-EMG 在動態(tài)持續(xù)的監(jiān)測狀態(tài)下進行，具有即刻、連續(xù)、敏感、特異的特點，它可以持續(xù)敏感地監(jiān)測神經根牽拉，壓迫和操作刺激以及椎弓根螺釘置入引起的根性損害[18-19]。Free-EMG 同樣受到吸入麻醉和肌松藥的影響。術中肌肉完全松弛后，即使神經根受到刺激，也不能記錄到任何肌電反應。因而提示監(jiān)測人員在手術開始前應及時與麻醉醫(yī)生溝通，減少阻斷神經肌肉接頭藥物應用，保持合適的肌肉收縮，避免監(jiān)護假陰性的發(fā)生。還有幾種假陰性：( 1 ) 完全而整齊的切斷神經根，肌電圖上可能沒有或只有很小一個爆發(fā)反應；( 2 )神經的缺血性損傷；( 3 ) 單極或雙極電燒時造成的神經損傷由于干擾過大而不能被監(jiān)測出來；( 4 ) 神經損傷發(fā)生在監(jiān)測暫停的時間內，如變換監(jiān)測程序等。

四、TOF 在脊柱側凸矯形手術中的應用

很多電生理師認為術中全靜脈麻醉有利于監(jiān)測運動和肌電圖，主張只在誘導時用短效肌松劑而術中不泵肌松藥。而黃霖等[20]認為適量的肌松藥使記錄更加平靜和穩(wěn)定，并且能減少電刺激引起體動的發(fā)生率。TOF 值可提示肌松藥代謝情況，反應神經肌肉阻滯程度。在行 MEP 監(jiān)測前都會常規(guī)檢查 TOF，在使用非去極化肌松劑時 TOF 的第四個波與第一個波的比值達 0.5 以上一般不會影響 MEP的誘出[21]。脊柱側凸手術中下肢肌肉 TOF 更值得監(jiān)測，因為上肢 TOF 值要比下肢恢復得更快，下肢 TOF 值更真實地反映全身神經肌肉阻滯程度[22]。一般認為，T1值( 4 成串刺激的第一次刺激的肌顫搐反應值 / 正常狀態(tài)下的肌顫搐反應值×100% ) 維持在 10%～15% 時，既維持MEP 監(jiān)測的要求，又滿足手術需要的肌松程度[23]。

1. TOF 術中監(jiān)測方法：TOF 儀測定拇內收肌誘發(fā)肌顫搐反應的變化。將加速度探頭用膠布固定于拇指掌側，將溫度探頭用膠布固定于大魚際肌表面皮膚，將刺激電纜線電極貼于一側腕部掌側尺神經的表面皮膚，每 5 min 監(jiān)測一次，刺激脈寬 200 μs，電流 50～70 mA。麻醉誘導前確定 T1的對照值。

2. TOF 的報警標準：T1值測不出或者＜10% 時，跟麻醉醫(yī)生提醒，在不影響麻醉效果的情況下，可否降低肌松藥，不然會影響電生理監(jiān)測。

3. TOF 的影響因素：主要為人－機連接界面的影響，包括：( 1 ) 粘貼電極處的皮膚未處理干凈，阻抗增加，對照值校準困難；( 2 ) 電極表面導電膏過多；( 3 ) 刺激電極未放在神經干走向的皮膚上或兩刺激電極間距超過 2 cm；( 4 ) 長時間連續(xù)監(jiān)測，導電膏性能降低，刺激電流與肌電信息衰減增加。其它因素還有中心體溫與受檢部位溫度的影響，對照值校準時機的影響等。

五、多模式監(jiān)測在脊柱側凸矯形手術中的聯合應用

“喚醒試驗”自 1973 年由 Vauzelle 和 Stagnara 等提出后，曾被認為是判斷脊柱手術尤其是脊柱側凸手術中脊髓、神經是否損傷的“金標準”[24]，然而其延長了手術時間，并且不具有預防損傷的作用，還有發(fā)生脫管、出血等一系列并發(fā)癥可能[25-26]。近年來，國內外學者逐漸將多模式監(jiān)測替代“喚醒試驗”應用于脊柱手術包括脊柱側凸手術中，即聯合應用 SEP、MEP、Free-EMG 和 TOF 監(jiān)測來預防和降低脊髓和神經根的損傷風險。側凸在手術中，一旦監(jiān)測出現明顯異常而超過報警閾值，首先應快速判斷有無監(jiān)測儀器和連接線的問題，其次跟麻醉醫(yī)生溝通在之前半小時內有無調整麻醉劑量，生命體征是否平穩(wěn)；再次需要密切觀察手術進展，觀察有無電刀、雙極等各種儀器設備干擾，冷鹽水的刺激等；最后排除以上原因后需向術者報警，提醒是否有神經損傷。

雖然目前對于多模式監(jiān)測在諸多方面仍存在爭議，如MEP 的報警值的確定，肌松藥劑量對監(jiān)測的影響等，而且在監(jiān)測技術上也有較多改進的空間，但可以相信，多模式監(jiān)測技術將會得到進一步提升，并在脊柱手術中，在麻醉、手術者、監(jiān)測者之間的密切配合下，對脊髓和神經根的保護發(fā)揮越來越大的作用。

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