多模式神经电生理在脊柱手术中的监护应用

江苏省中医院功能科＊ 王珏

·综述·

多模式神经电生理在脊柱手术中的监护应用

江苏省中医院功能科＊ 王珏

脊柱术手术中有很多因素会导致脊柱手术对神经的损伤，甚至是脊髓的损伤。多模式的术中神经电生理监护就是尽可能的减少脊术手术的风险，和传统的方法比较，更易为患者和手术医生接受，能使手术的损伤显著的降低。本文是对目前国内外的发展和应用做综述如下。

术 中神 经电 生理 监 护（intraoprative neurophysiological monitoring，IONM）在脊柱手术中的监护，在发达国家已经开展了20多年。

脊术手术中，由于安置内固定器械，术中的机械力量矫正脊柱、缺血、出血等因素都可能造成对脊髓的损伤。IONM就是最大可能的降低脊柱手术的风险，尽可能的对手术中的操作不当和对脊柱不可预知的损伤进行纠正和补救，最大限度的减少危害，并且可以手术后继续随访，预防术后血肿等并发症的发生。

脊柱疾病包括，脊柱创伤、脊柱退行性疾病、脊柱肿瘤、脊柱畸形四大类，其中退行性疾病为主，包括椎间盘病变、椎管狭窄、椎体滑脱。脊柱手术中对神经的损伤主要包括神经根的损伤，脊髓的损伤。颈椎手术常见的神经损伤包括脊髓、神经根、颅神经、喉上神经、喉返神经及交感损伤，后3种损伤以牵拉损伤居多，而前3种损伤多为直接损伤，预后较差。腰椎手术常见的神经最觉见的损伤为神经根损伤。脊柱侧弯的手术主要是脊髓损伤、神经根的损伤，而随着脊柱内固定应用的逐渐广泛，脊柱手术所引起的神经损伤相应增多。脊柱手术综合的并发症据不同文献报道在3.7%～6.9%，脊柱手术的监护工作能够使并发症降到0.5%［1］。

一、常规的脊柱手术的传统监测方法

1. 踝阵挛实验（the clonus test）

该方法简介易行，但是要在充分排除肌松剂的情况下，手术中只能间断的进行，oppenfeld等［2］报道，敏感性为100%，特异性为99.7%。阵挛反射可以引出说明脊髓功能没有受影响，引不出也不一定是脊髓受损，因为踝阵挛反射麻醉的深浅有影响，并且操作的时间窗很短。

2. 唤醒实验（stagnara wake-up test）

该实验室在脊柱手术中一直是用于评估运动功能是否完整性重要传统的方法。在手术中降低麻醉的深度，使患者清醒，询问患者的感觉并嘱其配合医生做一些动作，该方法曾经被广泛使用。缺点是需要中断手术，手术中最多可以唤醒2次，有欠配合的情况会招致手术的失败。

二、多模式神经电生理监护的方法

20年前发达国家就开始进行脊柱手术监护，目前已经作为脊柱手术保护必须的项目。多模式的神经电生理监护的方法就是随医疗仪器的进步和临床电生理技术的发展逐渐形成的。主要包括：体感诱发电位、运动诱发电位、自由肌电图的观测，麻醉肌松剂的观测。

1. 体感诱发电位（somatosensory evoked potential，SEP）

SEP主要监测的是脊髓侧后索上行传导通路的功能，分为皮层SEP和皮层下SE是根据手术范围而定，前者的应用范围较广，后者受手术的视野的影响等因素，应用不普及。

在颈椎节段手术时，主要是上肢和下肢SEP的联合监测。在胸腰椎节段手术中，主要监测的是下肢SEP，优点是无论清醒还是麻醉状态下都可以反复检查，电刺激量很小，敏感性很大，受影响的因素很多：有电权安置位置的准确性、环境的干扰、麻醉的浓度影响、血压的降低等。但是SEP对脊髓的损伤是很敏感的指标。Brown等［3］认为SEP在脊髓损伤后波幅的变化比潜伏期变化更敏感、更早出现，而潜伏期在损伤后的15～30min时方出现明显改变。刘南平等［4］发现缺血引起的脊髓损伤其SEP改变以波幅降低为主，而潜伏期正常，当神经的轴索完全受累时，潜伏期可延长。

（1）上肢SEP的方法

记录电极参考国际脑电图学会制定的10/20系统，放置于头皮脑电C'3和C'4位置（分别位于标准电极点C3和C4后2cm左右），参考电极放于Fz点，地线放置在肩部。刺激电极在对侧的腕部正中神经给予刺激强度15～25mA，频率2.1～4.7Hz，叠加次数50～100次，主要观察N20-P25的潜伏期、波幅及各波形的分比程度。

（2）下肢SEP的方法

记录电极参考国际脑电图学会制定按10/20系统安置电极，记录导联为Cz'（-）-FPz（+），地线放置在肩部。刺激电极在内踝处胫后神经刺激，刺激强度为35～50mA，刺激频率2.1～4.7 Hz，叠加次数50～100次，主要P37-N45的潜观察潜伏期、波幅及各波形的分比程度。

（3）SEP的报警指标

SEP一般以病人麻醉稳定后的波形作为基线，由此衡量波幅和潜伏期的变化。

SEP监测的异常指标包括：波幅降低50%，潜伏期延长10%，前提是短期内反复2次以上的同样情况考虑为异常［5］。

2. 运动诱发电位（motor evoked potential，MEP）

MEP主要监测的是脊髓下行传导通路的功能，有经中枢和以脊髓的两种刺激监测方法，根据手术范围的要求监测，前者开展较普及。

在颈椎节段手术时，主要是上肢和下肢MEP的联合监测。在胸腰椎节段手术中，主要监测的是下肢MEP。由于脊髓型颈椎病等的压迫主要来源于前方退变突出的椎间盘、椎体后缘的增生骨质，因此最易损伤脊髓前外侧的皮质脊髓传导束。因SEP反映的是后侧的本体感觉传导束，故MEP比SEP更能反映脊髓型颈椎病患者的脊髓损伤程度，是反映锥体束功能的敏感指标［6］。

（1）上肢MEP的方法

在C3和C4前2cm置放刺激电极，两个位置互为刺激的正负极。电极可以用单极直针或螺旋电极，记录电极可以在上肢的任何肌肉记录。一般常用的记录肌肉是：三角肌、肱二头肌、指总伸肌和大小鱼际肌等。可以电压刺激也可以用电流刺激。常用电压刺激100～400V，刺激持续时间0.1～0.5ms，用每次2～10个串（常用5串）。

（2）下肢MEP的方法

在C1和C2前2cm置放刺激电极，两个位置互为刺激的正负极。电极可以用单极直针或螺旋电极。记录电极可以在下肢的任何肌肉上记录。一般常用的记录肌肉是：股直肌、腓肠肌、胫前机和拇展机（足）等。刺激同上肢MEP。

（3）直接的脊髓诱发电位（spinal cord evoked potentials，SCEP）的方法

刺激电极和记录电极都安置在硬膜外或膜下。直接在手术部位的上端刺激脊髓，在手术部位的下端记录脊髓的诱发电位。这样可以记录到该段脊髓的下行传导通路。该方法的技术要求高，要手术医生安放，有时会影响手术视野和影响手术操作。

（4）间接的脊髓诱发电位（descending neurogenic evoked potentials，DNEP）的方法

是在连着临近的椎板、脊突和脊间韧带或椎间盘上安置刺激针电极，记录电极放在外周体表的神经干上。根据手术入路不同，可以在颈部经皮安置针电极，也可以安置手术视野中，后者也会影响手术操作。

（5）MEP的报警指标

MEP在麻醉诱导后开始监测，做为基线。在手术开始、打定位钉后、减压后、安装好钢板螺钉后等手术关键，都要进行一次MEP监测，及时发现手术中的偏差。

MEP在术中的监测，也受各种因素影响，早期有人建议复合肌肉动作电位（compound muscle action potentials，CMAP）波幅降低50%为报警指标，但是有人报道了基线降低80%与神经的损伤没有相关性。因此多数人采用了“全或无”的标准作为报警指标［7］。

3. 自由肌电图（electormyography，EMG）

EMG通过记录肌电的活动情况来了解所支配肌肉的神经的功能状态，达到监测的目的。

（1）自由肌电监测的范围

自由肌电图的监测方法是按照节段进行监测。

一般颈段监测：背阔肌监测颈4，三角肌监测颈5，肱二头肌监测颈6，指总伸肌监测颈7，大鱼际肌监测颈8。

胸段监测：肋弓处的腹直肌监测胸6，肋弓处到脐的之间腹直肌监测胸8，脐旁的腹直肌监测胸10，脐旁到耻骨联合之间的腹直肌监测胸12。

腰段监测：髂腰肌监测腰2，大收肌监测腰3，股内肌监测腰4，胫前肌监测腰5。

骶段监测：拇短展肌监测骶1，肛周肌监测骶2。

电极安置的方法是将单极针间隔2～3cm直接插入肌腹和肌腱中。

监测的原则是，根据手术的节段向上和先下各扩展一个节段进行监测。如腰4-骶1节段的手术，就监测腰3-骶2节段的自由肌电。

（2）自由肌电的监测报警指标

正常情况自由肌电应该是一条直线，没有电活动，下述为需要报警的EMG

① 爆发性电活动（burst EMG activity）短时间内的肌电同步爆发，见于分离、牵拉、电烧等因素。

② 连续长时间的电活动，持续几秒到几分钟，见于较严重的机械刺激，导致肌肉连续的收缩放电。

③ 自发性电活动，是低幅的间断的电活动。可见于没有明显原因的机械刺激，也可见于机械刺激后仍没有消失的电活动。在此之前出现了①②报警后，慢慢电活动减退只需密切注意，不要频繁的报警，影响手术医生的操作［5］。

④ 四联刺激肌肉收缩实验（train of four twitch test，TOF）。

多模式的神经电生理监测神经肌肉的反应，最觉见的问题是神经阻断剂的应用。既要病人肌肉放松便于手术，又要肌肉保持一定的紧张性便于监测。客观的监控方法就是TOF。

刺激部位可以根据手术而定。有两种方法包括正中神经的刺激和胫后神经的刺激。胫后神经刺激的方法觉见，即在趾短伸肌记录，在内踝处用每隔0.5s的连续刺激引发肌肉收缩的实验。

根据第一个波形和第四个波形的高度的值判断肌松剂的代谢情况，非去极化神经肌肉阻断剂比值＞0.7视为完全恢复。去极化神经肌肉阻断剂的比值1.0视为完全恢复［5］。

三、讨论

多模式的神经电生理的监测，是根据脊髓手术的需要，进行运行传导通路和感觉传导通路及神经根监测，从脊髓的下行通路和上行通路及神经根方面全面对脊柱手术的每个过程全面进行密切的监视。使手术脊柱手术的风险尽可能的降低。

1. SEP的监护

脊髓手术中用SEP来评价脊髓的缺血和损伤很敏感，甚至达到99%［8-9］，这是SEP监测最大的优势。SEP的局限性表现在以下方面：

（1）SEP主要监测的是脊髓侧后索的传导通路功能，不能直接监测运动传导通路，所以即使手术中SEP完全正常，手术后仍然可能有运动障碍。

（2）如果手术前就已经有SEP的异常，对手术中的判断是有一定困难。

（3）有些技术上的问题，会出现假阳性过高［10］。如麻醉过深，患者的血压下降，手术中体位变换，电源干扰（包括电力电源和手术电动床的电源）、检查过频、电阻过大等都会影响SEP的图形。

（4）SEP的波幅较低，有时较难辨认。

2. MEP 的监护

MEP较SEP在手术监测的应用晚，弥补了SEP监测的不足。主要监测下行运动传导通路。手术中最大的优势是可以替代既往的“唤醒实验”，可以连续反复多次监测，因其记录的CMAP波幅较SEP大（数百μV-数mV），手术中受影响的因素相对SEP较小，有文献报道，术后对神经功能的缺陷敏感性是100%，特异性是90%是［11］，其不足是有假阳性。刺激位置、记录肌肉、刺激的强度都是可能的影响因素。尤其麻醉的影响很大，吸入麻醉有较强的抑制作用，静脉麻醉的影响较小，所以在麻醉中要在诱导麻醉后尽量给予静脉麻醉，这需要和麻醉师充分的沟通。

3. 自由肌电的监测

EMG监测手术范围中可能涉及到的神经根支配的肌肉，主要监测的颈4到骶2之间范围，在此范围之外的自由肌电（除头面部）监测有困难。要注意的是，多数的肌肉不仅仅是一个节段的神经根支配，要注意分析相关的肌肉的肌电出现来定位，告诉手术医生可能受损失的范围才不会局限。

EMG受环境的影响也较大，如电刀，电床，血液交换机、不合适的电源插座。但是同时，肌松剂也会掩盖自由肌电的出现。因此在手术中，要保持好良好的电信号，在手术开始就要注意可能出现的环境的电活动。可以在手术床固定好后、电刀使用完后，拔掉不需要使用的电源插座。注意和麻醉师沟通，了解其麻醉药物的使用情况，尽量不使用或持续低量的肌松剂。在肌电出现，要基本排除干扰后果断报警，引起手术医生的注意。

4. 多模式的神经电生理监测

综合整个监测方法中会遇到很多因素会影响报警，盲目的报警会影响手术医生的操作，主要从下面5个方面分析出现是否应该报警：

（1） 电极因素：电极安装位置是否准确；针电极位置和电极盒插口是否松动；电阻是否过大，电极线是否无序缠绕（特别是和其他的设备的管线缠绕）；地电极是否接触不良等。

（2）监护仪因素：电极设置是否正确，每导电极的条件是否正确（包括滤波等）；刺激量是否恰当。

（3）环境的因素：电源插座是否有干扰；手术室的温度是否过低；电刀、吸引器等手术仪器是否有干扰；是否周围有不明电源和磁场的干扰。

（4）麻醉的因素：麻醉是否抑制过深；肌松剂是否使用过大、过频，密切了解麻醉的用药组成。

（5）病人的因素：病人血压是否过低；体温是否过低、出血量是否过大。

（6）医生的因素：操作不当、局部止血棉片压迫、医生身体的倾压等，这才是真正需要报警的指标。

监测中的注意事项：防止癫癎的发作。麻醉中的癫癎是容易控制的，在术前询问患者的病史，对有癫癎病史者运动诱发的强度和次数要注意控制；防止咬舌的发生。在插管麻醉后要在口腔中填塞纱布卷，尤其是在两侧磨牙之间填塞，可以有效预防；防止MEP的检查影响手术操作，请手术医生停止操作后检查，或在摄片和停止操作的时候适时检查；防止感染。针电极要尽量使用一次性的电极针，电极安装位置要严格的消毒，拔针后要注意止血；防止电极移位。在手术中电极移位比较难发现，有时会因为不小心的牵拉导致电极松动，造成假阳性报警。防止的方法是每根针电极的尾部呈“S”形用胶带固定；手术完全结束后继续观察一段时间，防止血肿等术后并发症的发生。

四、结论

神经电生理监护经过多年的探索已经成为脊柱手术中不可或缺的手段，为脊柱外科保驾护航做出了不可磨灭的贡献。多模式的术中神经电生理监测更动态的、全程的、全面的了解神经系统的功能，及时发现神经系统的损伤，并纠正可逆性的脊髓损伤，并将部分可能造成的神经损伤消灭在初始阶段，极大的降低手术的风险，使手术医生第一时间了解自己操作是否有效，及时了解患者手术中神经系统的状态。因此多模式的IONM应该成为开展脊柱手术的必要条件。随着医疗的不断改善，新的方法也将会继续出现，加入到监测当中，如血流的监测、血氧饱和度等和神经电生理同步监测等都将成为可能，便于根据详细的分析神经电生理的结果，为更加安全手术提供可靠的保障，这需要科技的共同努力才能实现。

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（2013-10-17收稿）

*邮政编码：210029

10.3969/j.issn 1672-0458.2014.01.013