神经电生理监测在脊柱手术中的应用现状

刘发泰　杨进顺　廖壮文

【摘要】 为了总结神经电生理监测在脊柱手术中的应用现状，笔者广泛阅读神经电生理监测技术在脊柱术中应用的相关文献，对各种监测方法进行分析比较，并总结分析影响监测结果的因素。本文认为仅行单一监护方法监测，容易导致假阳性及假阴性结果，采用多模式联合的电生理监测模式，可以全面地监测脊髓功能，加强监测效果，提高手术安全性。

【关键词】 神经电生理； 脊柱外科； 术中监护

Application of Neurological Electrophysiological Monitoring in Spinal Surgery/LIU Fatai，YANG Jinshun，LIAO Zhuangwen.//Medical Innovation of China，2018，15（26）：-140

【Abstract】 In order to summarize the current situation of the application of neurological electrophysiologic monitoring in spinal surgery，the author has read the relevant literature about the application of neurophysiological monitoring technology in spinal surgery，and analyzed and compared various monitoring methods，the factors influencing the monitoring results are summarized and analyzed.It is believed that only single monitoring method can easily lead to false positive and false negative results，using multi-mode combined electrophysiological monitoring mode can comprehensively monitor spinal cord function，strengthen the monitoring effect and improve the safety of surgery.

【Key words】 Neurological electrophysiologic； Spinal surgery； Intraoperative monitoring

First-authors address：The Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University，Guangzhou 510260，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.26.035

脊柱手术已广泛应用于各种脊柱、脊髓相关疾病，因手术部位邻近神经血管，手术中很容易对血管神经造成医源性损伤，同时，随着手术技术及相关硬件设施的不断进步，手术亦向高难度领域迈进。神经血管并发症是脊柱外科医生面临的主要挑战之一[1]。尽早在手术过程中发现医源性损伤病及时采取应对方案，可有效地降低此类并发症发生率[2]。术中神经电生理监测（IONM）的出现，就是为了降低脊柱手术中医源性血管神经并发症的发生率[3]。术中神经电生理监测在欧美国家已广泛使用，甚至在社区医院都已开展该项技术，但我国术中神经监护仍处于初级阶段，只有部分知名度较高医院开展。2009年，美国脊柱侧凸学会（SRS）在2009年发出声明：IONM是脊柱矫形手术中必备方案，而不是可有可无，其已被证实能有效监测脊髓结构和功能的完整性。术中神经电生理监测在手术中向手术操作者、麻醉医生及电生理监测技术员及时反馈脊髓神经功能的变化情况，从而能迅速采取有效应对方案，避免不可逆的损害，降低手術的风险。笔者就神经电生理监测在脊柱手术中的应用情况进行如下总结。

1 脊髓神经功能监测方法

1.1 踝阵挛试验 踝阵挛试验是最早应用于脊柱手术中进行脊髓神经功能监测的一项技术[4]。其操作流程简单，但需要完整的脊髓伸展反射传导系统以及中枢抑制的丢失才能引出。全身麻醉患者在麻醉恢复早期，最初开始恢复的是下运动神经元，而此时中枢抑制系统仍处于麻痹状态，这一时间段为踝阵挛试验最佳时期，当麻醉深度进一步下降时，中枢抑制系统开始恢复，踝阵挛因受中枢抑制系统影响无法引出。因而掌握麻醉恢复的时间窗尤其重要，过深过浅都容易导致假阴性结果，此外，踝阵挛只能判断脊髓神经的瞬时功能，并不能连续监测，因而限制了其在脊柱手术中的推广应用。

1.2 唤醒试验 唤醒试验最早由Stagnara和Vauzelle提出，又称Stagnara唤醒试验。通过在手术中降低麻醉深度，检测患者能否完整配合检测者指令，从判断脊髓神经是否有损伤[5]。唤醒试验对设备要求不高，对于医院条件无特殊要求，术中操作过程简单，且可以直观地观察试验结果，从而判断脊髓功能是否完好。但唤醒试验只反映脊髓神经即刻状态，对迟发性损伤无法监测判断，操作时患者术中知晓难以避免，易导致患者术中术后极度不适，因而需要经验丰富麻醉医师对麻醉药物选择及麻醉深度的精准控制，理想唤醒方案应是操作时间短、唤醒期间及术后患者均无不适感，而以目前医疗技术仍难以达成。唤醒试验需暂停手术进行，将延长总的手术时间，从而增加术后并发症发生率。对于神经肌肉病变患者及年幼、精神病等无法配合的患者不适用。与踝阵挛试验一样，只能对脊髓神经功能间断性的评判。随着神经电生理监测技术的发展，各种在术中连续且全面监测神经功能的技术的产生，唤醒试验在脊柱手术中已逐渐被淘汰[6]。

1.3 体感诱发电位（SEP） SEP通过将记录电极放置在监测的感觉神经传导通路上，分析刺激外周神经后记录到信号波形波幅和潜伏期的变化来评判神经功能状态的一种方法。最早由Nash提出并应用，经过数十年的发展，SEP已成为脊髓神经监测最常用技术之一，并越來越受到重视和肯定[7-9]。SEP可评估脊髓楔束、薄束等感觉传导束实时状态，反映了特异性躯体感觉传入通路、脑干网状结构及大脑皮层的机能状态，当术中发生医源性损伤时可客观地判断脊髓的损伤程度[10]。SEP可连续监测，电刺激通常不会影响患者运动系统，因而不会造成患者肌肉收缩移动，从而对手术操作干扰较小，无需担心肌松剂对监测的影响而广为应用[11]。毕成等[7]对142例行SEP监测下颈椎前路手术的颈椎病患者进行研究，显示SEP的敏感性和特异性分别为66.7%和100%。刘海雁等[12]对脊柱后路矫形手术的63例Chiari畸形伴脊柱侧凸患者术中单独行SEP模式监测，结果显示SEP监测敏感性为100%，特异性为95%。潜伏期和波幅的变化是SEP主要监测指标，选定监测基准值和警戒线十分关键，脊柱暴露完全时检测基准线为最佳时机，而警戒线临床上多采用SEP波幅下降超过50%和潜伏期延长时间超过10%[13]。尽管对脊髓神经监测尤其是感觉传导通路有其他监测方法无法比拟的优势，但其仍存在许多缺点影响监测效果，机械压迫、脊髓缺血、低血压、低温等因素都将影响SEP监测结果。SEP只能间接不全面地反映脊髓运动神经功能，对于神经根功能监测特异性差，单纯脊髓运动神经损伤患者，监测结果容易为假阴性[14]。另外，SEP需要信号平均，存在一定的时间延迟，故SEP出现报警时，可能脊髓神经功能的损伤已不可逆转。

1.4 运动诱发电位（MEP） MEP是指将记录电极放置在电刺激大脑皮质相对的靶肌肉上，分析电位信号，评判运动神经功能及传导通路的完整性，保罗神经源性MEP、脊髓MEP和肌源性MEP，脊髓MEP和肌源性MEP在脊柱手术中应用较多。Thirumala等[15]回顾性分析2 102例脊柱手术患者，证明MEP是一种高敏感、高特异性的监测脊髓神经功能的方法。MEP能客观、及时反映出手术中运动神经功能状态传导通路情况，可准确的发现术中各因素导致的运动神经功能损害，使医护人员能及时解除危害因素。该操作简便，信号波形稳定，术中单次刺激即能获得波形，无需叠加[16]，MEP能有选择性地监测运动传导通路较SEP警告信息平均早5 min。除此之外，相对于SEP，MEP对脊髓缺血的监测更具优势，低体温、低血压对MEP信号影响小。Acharya等[17]对近年来行全脊柱畸形TDT矫形手术的患者进行分析，证实MEP是一种安全、有效的监测技术。Tobert等[18]通过对67例应用术中神经电生理监测的小儿颈椎疾病患者进行分析，认为MEP是脊髓神经损伤监测更为敏感的指标。当然，MEP也会存在一定的局限性。MEP不能预警脊髓神经功能，仅能监测损伤后信号改变，对于交叉信号难以分辨导致错误结果，术前需对患者运动功能详细评估，其容易受到肌松剂的影响[19-20]，因而术中需行四联刺激肌肉收缩试验监测排除肌松剂的影响[21]。另外，使用MEP模式监测须避免电凝烧伤、电刺激损伤、诱发癫痫、诱发心血管系统变化、硬膜外并发症以及患者躁动等各种隐患[22-23]。

1.5 肌电图（EMG） EMG反映了支配某肌肉特定运动神经的功能状态的一种自发或诱发产生的动作电位。通过监测手术区域内相对应的神经根功能状态，一旦神经根出现损伤时，可及时处理，从而保护术中神经功能的完整性。EMG具有敏感性高、实时性[24]，可持续监测靶肌肉肌电活动。椎弓根螺钉试验诱发的肌电图原理是电刺激通过椎弓根钉、椎弓根壁及周围组织传导至邻近的神经根使支配肌肉出现电活动，监测椎弓根钉与神经根之间的组织有阻抗作用，起主要作用的是椎弓根骨壁，因而骨壁厚度决定刺激阈值，一旦刺激强度低于安全阈值，则意味着螺钉穿破椎弓根壁且靠近神经根，术者可及时调整螺钉位置，从而避免神经根损伤，提高手术的安全性[25]。神经肌肉阻滞剂、肌松剂可影响肌肉电活动，在使用该模式监测时应尽量避免，而麻醉药物和术中其他生理学变化对EMG几乎无影响。

2 多模式术中神经电生理监测（MINM）在脊柱手术中的应用现状

术中应用单一监测模式都有局限性，无论SEP还是MEP都只能反映出脊髓神经损伤后一个时间段内的平均数值，这是诱发电位模式的最大缺陷[26]。SEP模式只能间接反映脊髓运动神经功能，同样的，MEP模式也只能间接监测脊髓感觉神经纤维的电活动，因而都将难以全面且高质量的监测脊髓功能状态。MINM越来越受脊柱外科医生关注[26-27]，且广泛应用于脊柱手术，成为神经电生理监测金标准。文献[28-31]研究认为，脊柱手术中MINM优于单一模式，其更能明显降低术中神经损伤的发生率。目前脊柱外科手术中最常应用SEP、MEP进行联合监测。Chang等[32]对190例脊柱手术患者采用MINM进行监测，结果显示多模式联合监测更能保证手术安全性，减少医源性损伤。Bhagat等[33]回顾分析315例脊柱畸形手术患者的临床资料，结果发现MINM监测的整体综合灵敏度为100%，特异度为99.3%，并优于单一监测模式。联合EMG模式通常用于术中可能损伤神经根等情况，当MEP和SEP无反应或出现不良记录时，EMG将显得至关重要，可最大程度地降低术中神经损伤的风险，避免术后神经功能障碍的发生[34-35]。当然，MINM监测脊柱手术时应制定个性化方案，不同手术入路及不同手术部位应偏重于不同的监测模式，MEP对前路手术效果较好，后路手术则应以SEP监测结果为主，而下腰椎手术则重点依靠EMG监测结果。

3 影响因素

3.1 患者因素 神经肌肉及脊髓病变等患者可导致监测结果发生偏差。SEP的潜伏期还与身高相关，身高越高，潜伏期越长。

3.2 麻醉因素 肌松劑、神经肌肉阻滞剂及影响神经信号传递的麻醉药物都会影响监测结果。吸入麻醉、静脉麻醉可使诱发电位波幅降低、潜伏时延长，MEP尤为敏感，但静脉麻醉相比于吸入麻醉影响较小[36]。丙泊酚是对诱发电位影响较大的静脉麻药。使用肌松剂时，因肌肉松弛状态，使SEP监测更加平稳有效，而对MEP影响则很大，肌松药阻滞了神经冲动的正常传递，导致肌肉不能对神经冲动发生反应，使MEP波幅的减小甚至消失[37]。

3.3 手术因素 肢体摆放不当致使肢体发生损伤，如关节脱位、神经损伤都容易使MEP波幅发生改变。Plata等[26]的研究表明IONM不仅可用于术中神经损伤的监测，还可在摆放体位时进行监测，避免摆体位造成的神经损伤。某些药物、温度、血压等也可对监测结果产生影响，冰盐水冲洗脊髓、高速磨钻钻骨引起局部高温时常可引起假阳性结果[36]；单极电凝有时也可干扰监测结果。Kamel等[38]研究认为，术中平均动脉压的水平及持续时间会对SEP产生影响。

4 总结

脊柱手术风险高、难度大，容易损伤脊髓神经，导致灾难性后果，因而术中神经电生理监测对脊柱手术格外重要，通过实时监测神经功能，及时判断脊髓神经损害，可最早时间内采取有效干预措施，避免或减少术中术后神经损伤。单模式神经电生理监测对神经功能监测并不全面，MINM可使各模式优势结合，使之能全面监测脊髓神经功能，提高手术安全性，符合脊柱手术发展的需要。但监测过程中影响因素仍然较多，监测标准较难统一，因而迫切需要建立统一监测标准。此外，术中加强多学科合作，麻醉医生、手术医生和神经电生理医生之间的密切配合将会对患者神经功能的保护发挥最佳的效果。

参考文献

[1] Kelly M P，Lenke L G，Shaffrey C I，et al.Evaluation of complications and neurological deficits with three-column spine reconstructions for complex spinal deformity：a retrospective Scoli-RISK-1 study[J].Neurosurg Focus，2014，36（5）：E17.

[2]邱勇.重视神经电生理监测在脊柱矫形术中应用的重要性[J].中华骨科杂志，2016，36（24）：1533-1535.

[3] Ferguson J，Hwang S W，Tataryn Z，et al.Neuromonitoring changes in pediatric spinal deformity surgery：a single institution experience[J].J Neurosurg Pediatr，2014，13（3）：247-254.

[4]刘洲，解京明，毕尼.神经电生理监测在脊往畸形矫形术中的应用进展[J].医学综述，2014，20（2）：274-276.

[5]廖军，覃朝，陈晓明，等.神经电生理监测在脊柱手术中的应用[J].广西医科大学学报，2018，35（1）：127-130.

[6]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].实用骨科学，2017，23（2）：150-153.

[7]毕成，侯晓丽，白卫飞，等.颈椎病前路手术中体感诱发电位监护临床研究[J].颈腰痛杂志，2016，37（2）：98-100.

[8]江华，刘云，杨立井，等.多模式神经电生理监测在颈椎前路手术中的预警意义[J].中国脊柱脊髓杂志，2015，25（7）：607-612.

[9]金掌，张立岩，叶亚云，等.神经电生理监测技术在胸腰椎骨折微创椎弓根螺钉置入术中的应用[J].脊柱外科杂志，2015，13（3）：158-160.

[10]李永新，尹利荣，李燕莉，等.SEP、TES-MEP、EMG监测技术在胸椎结核患者行结核病灶清除及植骨内固定术中联合应用的价值[J].湖南师范大学学报（医学版），2017，14（3）：118-122.

[11] Hanson C，Lolis A M，Beric A.SEP Montage Variability Comparison during Intraoperative Neurophysiologic Monitoring[J].Front Neurol，2016，7（6）：105-112.

[12]刘海雁，朱泽章，史本龙，等.体感诱发电位联合运动诱发电位在Chiari畸形伴脊柱侧凸后路矫形手术中的应用价值[J].中国脊柱脊髓杂志，2016，26（4）：299-303.

[13] Hu L，Zhang Z G，Liu H T，et al.Single-trial detection for intraoperative somatosensory evoked potentials monitoring[J].Cogn Neurodyn，2015，9（6）：589-601.

[14] Raynor B L，Padberg A M，Lenke L G，et al.Failure of intraoperative monitoring to detect postoperative neurologic deficits：a 25-year experience in 12375 spinal surgeries[J].Spine（Phila Pa 1976），2016，41（17）：1387-1393.

[15] Thirumala P D，Crammond D J，Loke Y K，et al.Diagnostic accuracy of motor evoked potentials to detect neurological deficit during idiopathic scoliosis correction： a systematic review[J].

J Neurosurg Spine，2017，26（3）：374-383.

[16] Wang N，Zhang S，Zhang A F，et al.Sodium hyaluronate-CNTF gelatinous particles promote axonal growth，neurogenesis and functional recovery after spinal cord injury[J].Spinal Cord，2014，52（7）：517-523.

[17] Acharya S，Palukuri N，Gupta P，et al.Transcranial motor evoked potentials during spinal deformity corrections-safety，efficacy，limitations，and the role of a checklist[J].Front Surg，2017，4（8）：84-95.

[18] Tobert D G，Glotzbecker M P，Hresko M T，et al.Efficacy of intraoperative neurophysiologic monitoring for pediatric cervical spine surgery[J].Spine（Phila Pa 1976），2017，42（13）：974-978.

[19] Rabai F，Sessions R，Seubert C N.Neurophysiologic monitoring and spinal cord integrity[J].Best Pract Res Clin Anaesthesiol，2016，30（1）：53-68.

[20]王玨，吕锦瑜，张玉新，等.多模式神经电生理监测在脊柱手术中的应用[J].癫癎与神经电生理学杂志，2014，23（5）：263-266.

[21]刘兴勇.神经电生理监测在脊柱外科的应用现状[J].中国脊柱脊髓杂志，2015，25（7）：670-672.

[22] Salem K M，Goodger L，Bowyer K，et al.Does transcranial stimulation for motor evoked potentials（TcMEP） worsen seizures in epileptic patients following spinal deformity surgery[J].Eur Spine J，2016，25（10）：3044-3048.

[23] Davis S F，Altstadt T，Flores R，et al.Report of seizure followingintraoperative monitoring of transcranial motor evoked potentials[J].Ochsner J，2013，13（4）：558-560.

[24]李晖，田江华，王晓平，等.SEP联合实时EMG在腰骶神经根术中监护的价值探讨[J].实用骨科杂志，2017，23（5）：471-472.

[25] Garces J，Berry J F，Valle-Giler E P，et al.Intraoperative neurophysiological monitoring for minimally invasive 1 and 2-level transforaminal lumbar interbody fusion：does it improve patient outcome？[J].Ochsner J，2014，14（1）：57-61.

[26] Plata B J，Pérez-Lorensu P J，Roldán-Delgado H，et al.

Role of multimodal intraoperative neurophysiological monitoring during positioning of patient prior to cervical spine surgery[J].Clinical Neurophysiology，2015，126（6）：1264-1270.

[27]张亚峰，王建伟，张婕，等.多模式神经电生理监测在颈椎前路手术中的应用[J].中华神经外科杂志，2013，29（3）：277-280.

[28] Jahangiri F R，Eissa S A，Sayegh S，et al.Vertebral Column Resection for Kyphoscoliosis in a Patient with Ehlers-Danlos Syndrome：An Intraoperative Neurophysiological Monitoring Alert[J].Cureus，2016，8（8）：e759.

[29] Takata Y，Sakai T，Higashino K，et al.State of the art：intraoperative neuromonitoring in spinal deformity surgery[J].

J Med Invest，2015，62（34）：103-108.

[30] Pruszczynski B，Mackenzie W G，Rogers K，et al.Spinal cord injury after extremity surgery in children with thoracic kyphosis[J].Clin Orthop Relat Res，2015，473（10）：3315-3320.

[31] Wang S，Yang Y，Zhang J，et al.Frequent neuromonitoring loss during the completion of vertebral column resections in severe spinal deformity surgery[J].Spine J，2017，17（1）：76-80.

[32] Chang S H，Park Y G，Kim D H，et al.Monitoring of Motor and Somatosensory Evoked Potentials During Spine Surgery：Intraoperative Changes and Postoperative Outcomes[J].Ann Rehabil Med，2016，40（3）：470-480.

[33] Bhagat S，Durst A，Grover H，et al.An evaluation of multimodal spinal cord monitoring in scoliosis surgery：a single centre experience of 354 operations[J].Eur Spine J，2015，24（7）：1399-1407.

[34] Scibilia A，Raffa G，Rizzo V，et al.Intraoperative neurophysiological monitoring in spine surgery：a significant tool for neuronal protection and functional restoration[J].Acta Neurochir Suppl，2017，124：263-270.

[35] Taskiran E，Brandmeier S，Ozek E，et al.Multimodal intraoperative neurophysiological monitoring in spinal cord surgery[J].Turk Neurosurg，2017，27（3）：436-440.

[36] Park J H，Hyun S J.Intraoperative neurophysiological monitoring in spinal surgery[J].World Journal of Clinical Cases，2015，3（9）：765-773.

[37] Chen Z，Lin S，Shao W.Effects on somatosensory and motor evoked potentials of senile patients using different doses of dexme-detomidine during spine surgery[J].Ir J Med Sci，2015，184（4）：813-818.

[38] Kamel I R，Drum E T，Koch S A，et al.The use of somatosensory evoked potentials to determine the relationship between patient positioning and impending upper extremity nerve injury during spine surgery：a retrospective analysis[J].Anesthesia & Analgesia，2006，102（5）：1538-1542.

（收稿日期：2018-03-27） （本文編辑：张爽）