运动诱发电位在脊柱脊髓手术中的应用

张润垚，王志华，任莉荣，舒钧

(昆明医科大学第二附属医院创伤外科，云南 昆明 650000)

运动诱发电位在脊柱脊髓手术中的应用

张润垚，王志华，任莉荣，舒钧*

(昆明医科大学第二附属医院创伤外科，云南 昆明 650000)

脊柱脊髓手术中对脊髓或者神经根的牵拉、压迫等均可能造成脊髓神经结构受损，导致神经功能障碍，影响患者预后[1-2]。传统上使用“唤醒实验”对脊髓运动功能进行初略评估，该实验不能客观、实时地对脊髓运动功能进行评估，不能做到连续性的监测，已逐渐被淘汰。为解决这一难题，术中脊髓功能监测应运而生。脊髓功能监测技术主要是指神经电生理术中监测技术，该技术在近年来逐步开展和成熟起来[3-5]，目前常用的监测技术有运动诱发电位(motor evoked potentials，MEP)、体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEP)，鉴于SEP对运动功能监测的局限性，经过大量学者的研究，近年来，MEP已经成为脊柱脊髓手术中的主要监测手段。

1 MEP的原理

当大脑皮层或者脊髓受到电刺激且电流超过神经组织的兴奋阈值，锥体细胞轴突产生去极化电位，随皮质脊髓束下行传导到脊髓前角的a神经元、靶肌肉，从而在传导通路上多个位点和骨骼肌上被记录到。根据收集部位不同，MEP可分为脊髓MEP、神经元MEP、肌肉MEP，目前临床上主要监测的脊髓MEP和肌肉MEP。前者被认为是经颅刺激产生的D波，肌肉上收集到的MEP则由D波和I波构成。临床上多使用D波的波幅及潜伏期作为监测的指标。当脊柱脊髓术中出现波幅及潜伏期超过或者低于警报标准，则提示手术可能损伤到脊髓神经的可能。

2 MEP的发展过程

1937年，Penfield等[6]发现用频率为50～60 Hz的一串电刺激直接作用在暴露大脑运动皮层，可触发面部肌肉及肢体的运动，因该技术需要开颅刺激，并且具有较高的癫痫诱发率，所以该方法仅在神经外科广泛开展，而未能在脊柱脊髓的术中监测使用。Patton等[7]于1954年通过单一点刺激猴子的运动皮质后发现一些下行的皮质脊髓束冲动排放，该报道成为运动诱发电位监测的最早科学理论依据。1980年，Merton和Morton使用单一经颅电刺激(transcranial electric stimulation，TES)在清醒患者的上肢肌肉可以引出肌源性运动诱发电位，该原理即为MEP的基本原理。1984年，Levy等[8]报道了将一电极板放置于头皮运动区作为阳极，硬腭作为阴极，施加一定强度、时程及频率的双相恒流脉冲电流，在麻醉状态下可诱发动作电位。1985年，Barker等[9]发现经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation，TMS)可诱发运动电位，而且是无痛的。1989年Edmonds[10]等首次报道了应用经颅磁刺激运动皮质，安全可靠地记录了双侧胫前肌复合肌肉电位，这是非侵袭性刺激方法在神经监护领域的首次应用。1993年，Taniguchi等[11]用间期为2～4 ms的一系列短串3～5个电脉冲直接刺激麻醉状态下人的运动皮质，得到了肌源性的运动诱发电位。经过不断的探索研究，TES和TMS均被用来激活皮质脊髓通路，可直接从脊髓表面、周围神经或者上下肢体收集到复合肌肉动作电位(compound muscle action potential，CMAP)。

3 MEP的记录方法

MEP的刺激方法包括电刺激和磁刺激两种，但磁刺激诱发运动电位易受干扰，具有一定的局限性。刺激部位有皮层刺激和脊髓刺激；记录方法有脊髓硬膜外记录和骨骼肌肌肉表面记录。由于脊髓硬膜外记录不能反映缺血敏感的脊髓运动神经元的功能状态[12]，且当脊髓腔内组织黏连严重时，脊髓硬膜外监测记录的电极放置难度加大[13]，故而目前术中多采用骨骼肌肌肉表面记录。拇短展肌和第一跖骨肌可以作为采集上肢信号的靶肌肉[14]，而对于下肢，Jankowska等[15]采用拇展肌进行电流信号采集，也有学者采用胫前肌。另外，周晖等[16]研究证实了头皮电刺激记录到的脊髓运动诱发电位。

4 MEP监测的指标、预警标准及干预措施

MEPs的监测指标主要为D波的潜伏期和波幅，潜伏期与神经纤维的传导速度有关，主要反映被测试者的感觉或运动系统有髓纤维的传导功能。波幅与神经元的数量和同步性有关，主要反映感觉或运动系统受损后引起同步放电神经元的数目多少，是神经元发生病理学改变早期最敏感的指标之一。传统的预警标准为波幅较术前基线下降50%，下降越多，运动功能损害越明显。Morota[17]等报道，虽然D波波幅下降50%可作为预警标准，但波形的完全消失才是预测术后功能状态更为准确的指标。近年来，Tanaka[18]等认为采用经颅电刺激运动诱发电位监测时，波幅较术前基线下降70%是最合适的预警标准。Liu等[19]报道波幅下降75%或许是造成严重面瘫的预警标准。庄乾宇等[20]的回顾性研究也证明了波幅下降80%作为运动诱发电位预警标准最合适。由于经颅电刺激运动诱发电位(transcranial electric stimulation motor evoked potentials，TES-MEPs)存在不稳定性和多向性，目前尚无公认、统一的预警标准[21]，而陈裕光等[22]采用“全或无”作为术中预警标准，这一预警标准目前在脊柱脊髓术中应用较普遍。

5 MEP术中监测的主要影响因素及应对措施

5.1 麻醉方式及药物 脊柱脊髓手术中，麻醉药物对MEP监测的准确性存在明显影响。肌松药物主要作用于神经肌肉接头处，当记录肌源性MEP时，一些学者[23-24]建议进行诱导插管后应不再使用肌松药物，插管后单次追加肌松药物会导致MEP电位消失。吸入麻醉药易在运动皮层、脊髓前角及神经肌肉接头等处抑制MEP的兴奋性传导，导致波幅下降，潜伏期延长，当达到一定麻醉深度后能产生肌松作用[25]。部分学者[26-27]认为当吸入麻醉浓度低于一定值时，MEP的监测波幅不受影响。此外，使用吸入麻醉的MEP假阳性率高于全静脉麻醉[28]，不同的麻醉药物对MEP也存在影响，郑瑞峰等[29]发现，术中丙泊酚联合七氟醚对MEP电位的影响更小，且术后苏醒时间更短，适用于脊柱脊髓手术。综上所述，使用MEP监测时，尽量使用对其影响较小的药物，减小吸入麻醉药物的浓度，或使用全静脉麻醉，以提高MEP检测的准确性。

5.2 手术操作因素 脊柱脊髓手术中，椎弓根螺钉的植入、截骨矫形、神经根管减压等高危操作均可能对脊髓牵拉、触碰、扭转或者是对脊髓血供造成影响，导致脊髓损伤，从而导致MEP波幅和潜伏期的变化。术中应做到操作仔细、轻柔，出现MEP波幅及潜伏期变化的情况时应停止手术操作，逐步排除引起MEP电位变化的原因，待MEP恢复正常后继续手术操作。而与手术进程无关的难以解释的MEP信号改变，可以继续密切观察[30]。

5.3 体温及血压 体温及血压对MEP的监测也存在一定的影响。体温降低可导致传导速度降低，引起MEP波幅降低和潜伏期延长。术中使用温水冲洗手术视野可促进信号的恢复[31]。Sloan等[32]报道低血压可降低MEP的信号，使用少量血管升压药物可促进MEP信号恢复。除此之外，还可以通过术中输血、补液及改变体位等恢复血容量，从而减少血流动力学对MEP监测的影响。

6 MEP在术中监测使用的安全性

MEP术中监测使用需要考虑的安全问题包括：刺激强度的危险性和硬膜外电极的禁忌证及并发症等。MacDonald报道了高强度刺激电极的电流绝大多数未穿透颅骨，从而证明了经颅电刺激监测的安全性。经颅电刺激运动诱发电位监测的不良反应包括：高强度电流传导而造成的舌头和嘴唇破裂、下颌骨骨折等，在患者口腔内放置纱布卷，可避免或减少上述不良反应的发生。而经颅电刺激的禁忌证包括：颅骨内存在金属物质、颅骨骨折或者颅骨缺损者，当患者有心脏起搏器等电装置植入手术史时，应禁忌行TES监测。

7 MEP术中监测的应用

MEP监测主要运用于脊柱侧弯矫形、髓内肿瘤、脊柱骨折及脊柱结核等脊柱脊髓手术。与SEP相比，MEP具有如下优点[33]：能反映脊髓运动通路功能障碍；敏感性高，可灵敏反映脊髓缺血、牵拉、皱缩及局部操作对脊髓神经功能的影响。MEP在脊柱脊髓手术过程中能实时动态地监测脊髓前角运动通路的完整性及对术后运动功能做出预测。Hilibrand等[34]的研究报道证实MEP监测的敏感性高达100%。Costa等[35]的研究证明MEP对脊髓缺血较SEP更加敏感；Schwartz等[36]研究也证实了SEPs报警时间平均落后MEP 5min。但有学者的研究证实MEP术中监测仍存在一定的缺点[37]，从而导致MEP术中监测特异性偏低和假阳性率偏高。Kim等[38]研究显示MEP术中监测特异性为90%，假阳性率为9.8%。Schwartz等[36]报道1 121例特发性脊柱侧凸畸形矫形术中，SEP波幅下降43%时，MEP波幅下降65%术后仍有运动功能障碍的发生。虽然MEP具有较高的敏感性，但也不能对复杂而协调的运功功能损伤进行探查[39-40]。

8 总结与展望

脊柱脊髓术后运动传导通路的损伤是其严重的并发症之一，传统使用的“唤醒实验”不能客观实时地对脊髓运动功能进行评估，不能做到连续性的监测，且对麻醉医师也是一种挑战，目前已逐渐被MEP所取代。术中可通过MEP波幅及潜伏期的变化对脊髓运动功能做出判断，从而及时调整方案，减少术后运动功能障碍的发生率。但目前对MEP术中监测仍无统一的预警标准，MEP受多种因素的干扰而影响其准确性，以及存在一定的假阳性率等问题，仍需进行深入研究，寻找合适的预警标准，尽量排除或减少影响监测结果的相关因素，减少假阳性率的发生，相信在不久的将来，MEP将成为脊柱脊髓术中的脊髓功能监测相对理想的手段。

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昆明医科大学“十二五”校级重点建设学科(0105008)；*本文通讯作者：舒钧

1008-5572(2017)02-0150-04

R681.5+3

A

2016-12-27

张润垚(1990- )，男，研究生在读，昆明医科大学第二附属医院创伤外科，650000。

张润垚，王志华，任莉荣，等.运动诱发电位在脊柱脊髓手术中的应用[J].实用骨科杂志，2017，23(2)：150-153.