神经电生理监测在脊柱畸形矫形术中的应用进展

刘 洲(综述)，解京明，毕 尼(审校)

(昆明医科大学第二附属医院骨科，昆明 650101)

脊柱矫形手术难度大、风险高，术中易造成脊髓神经的损伤，如何避免损伤脊髓神经，更好地保护其安全性成为该手术的一大难题。而术中神经电生理监测(intraoperative neurophysiological monitoring,IONM)作为目前临床应用较广泛的手段，在手术过程中对脊髓神经功能的监测起到重要作用。该文就脊柱畸形矫形术中神经电生理功能监测方法的应用进行总结。

1 术中脊髓功能监护的传统方法

1.1踝阵挛试验 踝阵挛试验是第一个应用于术中神经功能监测的技术[1]，该技术简单易行，但特异性较低，术中如不能引出阵挛反射，并不能说明脊髓神经受到了损害，有可能是因为术中麻醉较浅不能对皮质产生抑制或者麻醉较深时所有的反射均被抑制，故引出阵挛反射存在时间窗，使该方法在术中的应用受到了限制。

1.2Stagnara唤醒试验 唤醒试验是在术中将患者的麻醉深度降低，使之清醒，并让患者配合做一些指定动作，从而判断脊髓神经功能[2]。该技术优点为：能准确、直观地反映和判断脊髓神经功能的情况，是迄今为止比较可靠的神经功能监测技术，被认为是其他脊髓神经功能监测技术的“金标准”[2]。因其存在术中等待清醒时间较长、麻醉要求较高、术中易导致脱管、不能及时地反映出脊髓神经功能等缺点，需与IONM联合应用，更好地监测脊髓神经功能。

2 神经诱发电位的临床应用

2.1脊髓体感诱发电位 脊髓体感诱发电位(spinal somatosensory evoked potential，SSEP)是电刺激施加于外周感觉神经通路，刺激所引起的兴奋从周围神经上行到脊髓、脑干，经丘脑交叉传到大脑皮质感觉区，在神经干及中枢神经系统就可以记录到相应的电位。其主要反映脊髓侧后索和后索的上行传导束功能[3-4]。在脊柱矫形手术的神经监测技术中应用较早。该方法对于脊柱矫形手术中脊髓的过度牵拉、压迫或缺血监测较为敏感，并可以连续监测脊髓功能。目前临床较广应用该技术，但因其特异性较差，干扰因素较多(麻醉药物、低血压、低体温、电刀使用等)且不能监测运动功能，故该方法存在一定的局限性[5]，术中需联合运动诱发电位(motor evoked potential，MEP)、肌电图等共同监测。

2.2MEP监护技术 MEP是通过电或磁刺激脑运动区或其传出通路，在刺激点下方的传出径路及效应器-肌肉所记录到的电反应，主要反映脊髓前索和侧索的运动功能状态[6]。该方法对脊髓神经损伤监测的特异性和敏感性较高[7]，能够较可靠地反映脊髓的运动功能，进一步来判断脊髓的神经功能。当SSEP出现波幅下降50%，潜伏期延长10%及术者怀疑脊髓神经损伤时联合MEP以提高检测可靠性。但由于MEP不能直接监测脊髓感觉功能，且易受到麻醉药物和肌松剂的影响，不能在术中进行连续的监测等缺点，不能单纯行MEP监测，需与SSEP联合应用，提高监测的安全性。

2.3肌电图 肌电图是观察肌肉中自发产生的或由随意收缩所引起的动作电位，并记录肌肉电活动所描记的肌电波形。其分为自发肌电图监测和诱发肌电图监测[8]。自发肌电图监测在手术过程中可实时监测神经根功能。但因其可能受到神经肌肉疾病、肌松剂、电极位置、电刀、双极等设备的干扰，导致记录异常。此时可应用诱发肌电图监测进一步明确是否存在神经根损伤[9-10]。

2.4下行神经源性诱发电位 下行神经源性诱发电位(descending neurogenic evoked potential，DNEP)是由脊髓后束逆行传导的感觉成分和脊髓前束顺行传导的运动成分构成，是利用电直接刺激脊柱所诱发的神经源性电位信号，常在腘窝的坐骨神经上检测信号[11-13]。DNEP具有受麻醉因素影响较小，可实时监测脊髓神经功能变化，对脊髓损伤的特异性和敏感性较高，可减少假阳性的干扰，同时可进行脊髓损伤平面定位等优点[14]。但DNEP不能解决假阴性的问题，故需联合SEP和MEP等多种监测方法来弥补其缺点。

由于各种监测方法都具有优缺点，目前临床更倾向于使用多模式监测[15]。SSEP主要监测脊髓后束的感觉功能，但无法监测脊髓前束的运动功能。而MEP和DNEP可监测脊髓前束的运动通路，但易受到肌松剂的影响[16]，对于存在神经肌肉疾病的患者不易监测。多模式联合监测可以进行互补，更加全面地监测脊髓神经功能，使术中监测更加及时准确。提高术中监测的敏感性与特异性，降低假阳性率和假阴性率，提高手术安全性[17]。

3 术中操作对术中监测的影响

脊柱矫形手术操作复杂，步骤较多，内固定、截骨、椎体切除、矫形等手术步骤均可能会对脊髓神经安全造成威胁。并且当患者同时存在脊髓畸形(如Chairi畸形、脊髓空洞、脊髓栓系、脊髓纵裂等)时，更加大了手术风险，故术中进行IONM是十分必要的。IONM可以对术中各阶段脊髓神经功能变化实施检测，为术者操作提供判断依据、提醒术者尽早采取干预措施，减少或避免脊髓神经损伤发生。

3.1椎弓根钻孔和螺钉置入 由于患者脊柱畸形常存在椎弓根空间位置变异、变形，常规置钉解剖定位标志变异，椎体畸形，硬脊膜扩张等容易导致置钉失败，以致脊髓神经损伤。Gertzbein等[18]和Cinotti等[19]报道,置钉失误率可达30.6%，造成脊髓损伤或截瘫的发生率亦高达5.0%～6.2%。而Schwartz等[20]报道,在椎弓根钻孔和螺钉置入时出现神经诱发电位阳性率高达34.5%。置钉过程中如对神经根造成损伤，自由肌电图可较灵敏地反映神经根的刺激和压迫[21]，而此时由于脊髓缺血及脊髓张力变化不明显，SEP提示较慢，不能及时地反映神经根损伤[5]，如对置钉有怀疑时可使用诱发肌电图监测和MEP以帮助检测脊髓神经功能[9-10]。而当置钉过程中影响脊髓或脊髓血供时，则SEP和DNEP可较敏感地反映脊髓神经功能。

3.2脊柱截骨和椎体切除 对于严重的脊柱畸形患者常需选择行椎体截骨或全椎体切除。在截骨和切除椎体的过程中可能会出现节段血管及脊髓神经损伤[22-23]，此阶段椎管内出血较多，脊髓缺血灌注可导致脊髓神经功能障碍。SSEP及DNEP可教敏感地反映脊髓缺血灌注，在此操作阶段中如SSEP出现波幅下降50%，潜伏期延长10%，可行MEP辅助监测脊髓运动传导功能。而当损伤累及脊髓前束但未损伤后束或单纯的机械性损伤在无脊髓缺血灌注时，SSEP则提示较慢甚至不能及时鉴别，可能出现假阴性。因缺血灌注对MEP影响较小，故在此阶段可常规行MEP监测，排除神经损伤，必要时可行唤醒试验[7]。

3.3内固定器械矫形 脊髓耐受牵拉的能力是十分有限的，当脊柱矫形使其张力超过脊髓耐受限度时，可导致脊髓缺血、缺氧，极易出现神经功能障碍，甚至截瘫[22-23]。故术中行内固定器械矫形时，需采用间断、渐进的方法进行，同时观察IONM的变化情况，如出现监测结果阳性、脊髓张力增大或术者对操作有所怀疑，应立即停止进一步矫形，可同时升高血压、增加脊髓的血流灌注，减少或避免脊髓缺血性损伤的发生，必要时缩小矫形角度。此过程中脊髓张力变化较大，SSEP敏感性较高但特异性差，受干扰因素较多，若其出现变化时，需提醒术者停止手术操作，行MEP监测脊髓神经功能[9-10]。综上所述，在手术监测过程中无论SEP是否存在变化，矫形至一定阶段时均有必要行MEP监测，这可避免SEP或DNEP所产生的假阴性，进一步保障脊髓神经的安全。

4 小 结

脊柱畸形矫形手术存在高风险、高难度的特点，如何更合理的应用IONM来提高脊髓安全性是外科医师、监测医师和麻醉医师需要共同探讨的话题。传统的监测手段简单、易行，但做不到连续监测。神经诱发电位的监测方法可以弥补传统方法的不足，更好地保护脊髓神经的功能，但因为脊柱畸形矫形手术操作复杂，IONM受到的影响因素较多，所以必须根据患者畸形严重程度、脊髓的病变、累及的部位不同，制订个体化的监测方案，多模式的监测是保证患者术中监测准确和有效的方法，是脊髓神经监测的必然趋势。因目前IONM监测方法存在各自的优缺点和监测盲区，更加完善地IONM监测方法或模式有待进一步的研究。

[1] Hoppenfeld S,Gross A，Andrews C,etal.The ankle clonus test for assessment of tlle integrity of the spinal cord during operations for scoliosis[J].J Bone Joint Surg Am,1997,79(2)：208-212.

[2] Vauzelle C,Stagnara P,Jouvinoux P.Functional monitoring of spinal cord activity during spinal surgery[J].Clin 0rthop,1973,93(2)：173-178.

[3] Hausmann ON,Böni T,Pfirrmann CW,etal.Preoperative radiological and electrophysiological evaluation in 100 adolescent idiopathic scoliosis patients[J].Eur Spine J,2003,12(5):501-506.

[4] Nuwer MR,Dawson EG,Carlson LG,etal.Somatosensory evoked potential spinal cord monitoring reduces neurologic deficits after scoliosis surgery：results of a large multicenter survey[J].Electroeneephalogr Clin Neurophysiol,1995,96(1)：6-11.

[5] Nitzschke R,Hansen-Algenstaedt N,Regelsberger J,etal.Intraoperative electrophysiological monitoring with evoked potentials[J].Der Anaesthesist，2012，61(4):320-335.

[6] 潘映辐.临床诱发电位学[M].2版，北京：人民卫生出版社,1999:107-119.

[7] Modi HN,Sub SW,Yang JH,etal.False-negafive transcranial motor-evoked potentials during oliosls surgery causing paralysis:a case report with literature review[J].Spine(Phila Pa 1976),2009,34(24)：E896-E900.

[8] Calancie B,Madsen P,Lebwohl N.Stimulus-evoked EMG monitoring during transpedicular lumbosaeral spine instrumentation.Initial clinical results[J].Spine(Phila Pa 1976),1994,19(24)：2780-2786.

[9] Welch WC,Rose RD,Balzer JR,etal.Evaluation with evoked and spontaneous electromyography during lumbar instrumentation:a prospective study[J].J Neurosurg，1997,87(3):397-402.

[10] Darden BV,Wood KE,Hatley MK,etal.Evaluation of pedicle screw insertion monitored by intraoperative evoked electromyography[J].J Spinal Disord,1996,9(1):8-16.

[11] Toleikis JR,Skelly JP,Curlvin AO,etal.Spinally elicited peripheral nerve responses are sensory rather than motor[J].Clin Neurophysiol,2000,111(4):736-742.

[12] Minahan RE,Sepkuty JP,Lesser RP,etal.Anterior spinal cord injury with preserved neurogenic motor evoked potentials[J].Clin Neurophysiol,2001,112(8):1442-1450.

[13] Pereon Y,Tich S,Delrerin J,etal.Combined spinal cord monitoring using neurogenic mixed evoked potentials and collision techniques[J].Spine(Phila Pa 1976),2002,27(14):1571-1576.

[14] Delécrin J,Tich S,Passuti N,etal.Neurogenic mixer evoked potential monitoring during scoliosis surgery:retrospective anaylysis of 149 cases[J].Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot,2000,86(1):46-53.

[15] Sutter M,Deletis V,Dvorak J,etal.Current opinions and recommendations on multimodal intraoperative monitoring during spine surgeries[J].Eur Spine J,2007,16 Suppl 2:S232-S237.

[16] 吴强,钟亮.运动诱发电位与麻醉[J].国外医学麻醉学与复苏分册,2002,23(3):17l-173.

[17] Vitale MG,Moore DW,Matsumoto H,etal.Risk factors for spinal cord injury during surgery for spinal deformity[J].J Bone Joint Surg Am,2010,92(1):64-71.

[18] Gertzbein SD,Robbins SE.Acceracy of pedicular screw placement in vivo[J].Spine(Phila Pa 1976),1990,15(1):11-14.

[19] Cinotti G,Gumina S,Ripani M,etal.Pedicle instrumentation in the thoracic spine.A morphometric and cadaveric study for placement of screws[J].Spine(Phila Pa 1976),1999,24(2):114-119.

[20] Schwartz DM,Auerbach JD,Dormans JP,etal.Neurophysiological detection of impending spinal cord injury during scoliosis surgery[J].J Bone Joint Surg Am,2007,89(11):2440-2449.

[21] Gunnarsson T,Krassioukov AV,Saqeant R,etal.Real-time continuous intraoperative eleetromyographie and somatosensory evoked potential recordings in spinal surgery：correlation of clinical and electrophysiologic findings in a prospective,consecutive series 213 cases[J].Spine(Phila Pa 1976),2004,29(6):677-684.

[22] 赵新建.全脊柱截骨术使脊髓缩短对脊髓功能影响的临床观察[J].中国脊柱脊髓杂志,1997,7(5):196-198.

[23] 胡勇,谢辉,徐荣明,等.青少年脊柱侧凸患者胸椎椎弓根螺钉置入的准确性和安全性评价[J].中国脊柱脊髓杂志,2006,16(1):820-824.