脊柱畸形矫形术中神经电生理监护应用的研究进展

刘吉凯，孙龙，王倩，王哲

(空军军医大学附属西京医院，西安710032)

符合手术适应证的脊柱畸形患者应该积极进行手术治疗，其手术治疗目的是改善脊柱平衡、矫正脊柱弯曲并防止其弯曲程度进一步发展。随着相关硬件及手术技术的进步，患者和医生对脊柱畸形术后效果要求愈来愈高，继而手术风险更高、术中操作更复杂。脊柱的松解、内固定、椎体切除、截骨矫形、骨移植等均加大了医源性脊髓神经损害的可能[1]。有文献报道表明，脊柱畸形矫形术中神经损害发生率为0.25%～3.2%[2,3]。而神经电生理监测技术能够根据神经系统的电生理信号实时变化趋势，客观准确地评估术中脊髓神经系统功能的完整性，避免不必要的神经损害[4]。2009年国际脊柱侧凸研究会(SRS)正式向全球SRS会员发出声明：脊柱矫形术中神经电生理技术已被证明可有效监测脊髓功能和结构的完整性，应作为脊柱矫形术中必备措施。本文结合我院实际开展情况着重介绍脊柱畸形矫形术中常用的神经电生理监测技术及临床经验，进行如下综述。

1 常用的脊髓功能监测技术

1.1 唤醒试验 1973年，Vauzelle等[5]提出在手术中将患者唤醒并让患者配合做一些动作或询问其感觉，用以鉴定脊髓神经功能。唤醒试验反映运动功能的特异性较高，简单易行且不需要任何辅助设备，结果非常可靠，所以也被视为其他脊髓监护技术的“金标准”[6]。唤醒试验的主要缺点是不能连续监测、对麻醉要求高、唤醒所需时间较长、对有些如神经迟滞及语言功能不全患者不易实施。

1.2 脊髓体感诱发电位(SEP) SEP是目前应用最广泛的术中监护技术。1992年，SRS将术中SEP监测列为脊柱畸形手术中的基本要求[7]。SEP反映脊髓侧后索和后索的上行传导功能，属于外源性刺激相关诱发电位，当电刺激施加于外周神经通路时，刺激引起兴奋从周围神经上行致脊髓及大脑皮质感觉区，并在中枢神经系统或神经干记录相应的电位波形[8]。该方法对脊髓损伤比较敏感，可以连续监测且容易获得监测波形，是判断脊髓损伤程度比较客观的指标[9]。SEP的监测标准是：以脊柱暴露手术节段，手术剥离椎旁肌软组织，但尚未进行减压、器械矫形等进一步操作前的SEP为基线，以后以不同时间段的SEP波形与之对比，观察比较与基线潜伏期和波幅的变化。一般认为SEP潜伏期延迟>10%或波幅下降>50%，提示神经损伤可能。最近，Huang等[10]发现与脊柱暴露后的基线相比，SEP波幅下降超过60%具有更准确的监测效果。但是SEP技术上存在一些缺陷[11～13]：①需要平均叠加，具有一定的滞后性，只能间接反映神经功能状态；②SEP常规用于颈胸段手术的脊髓监测预警，对于腰段单个神经根的监测缺乏敏感性和特异性；③SEP主要监测脊髓侧后索和后索感觉通路的完整性，术中如损伤脊髓前索运动通路时可出现假阴性，即监护显示正常而患者出现完全或部分运动神经功能障碍；④低温、低血压、麻醉药物、电刀、手术床电源等外界干扰均会影响SEP波形，故其存在一定的局限性。

1.3 运动诱发电位(MEP) 1980年，Merton等[14]首先提出MEP的概念，即应用电刺激或磁刺激皮层运动区产生兴奋通过下行传导路径，使脊髓前角细胞及周围神经运动纤维去极化，在相应肌肉记录并产生电位波形。MEP可以实时且灵敏地反映运动通路的功能状态，但其警戒标准争议较大，现在大部分电生理监测人员倾向于接受全或无的警戒标准[15]。与SEP相比，MEP具有以下优势[16,17]：①术中不需要叠加波形，单次刺激即可获得监测波形；②实时反馈脊髓运动功能状态；③敏感性较高，可灵敏反映因脊髓缺血、牵拉及皱缩等对脊髓功能的影响。脊柱畸形矫形术操作步骤多、难度大，术中脊髓常处于高危状态，导致脊髓损伤可能性大。MEP监测在脊柱畸形矫形术中较SEP监测更为敏感，可实时反馈脊髓功能，有利于医师及时做出相应处理。但是MEP技术同样存在缺陷[18,19]：①干扰因素多，相比SEP，MEP受麻醉药物影响更大，术中应用吸入性麻醉剂或肌松药等均可导致波形消失；②MEP监护技术及操作要求难度高，需要监测人员扎实的理论基础和丰富的临床经验；③一过性波形改变经常发生，假阳性率偏高的缺点一直是脊柱外科医师和电生理工作者关注的问题；④对于有明显癫痫史、皮肤感染、安装有心脏起搏器等患者，不宜采用MEP监护。

1.4 下行神经源性诱发电位(DNEP) DNEP是一种通过间接电刺激脊髓诱发产生电位信号并在外周腘窝记录的监测方法。最初被认为记录了脊髓运动活动，但Minahan等[20]研究表明，DNEP是所有下传性(包括感觉束逆行下传)神经传导所引发的反应电位。在手术监护中，DNEP方法操作简单且获得结果迅速，可帮助手术医生快速确定脊髓损伤平面并进行及早干预，以尽可能预防或减轻医源性神经系统损伤[21]。DNEP是脊柱畸形矫形术中神经监测的有效辅助手段，但DNEP仍不能解决假阴性问题，这一点需要在术中结合其他电生理技术共同联合监测来克服。

1.5 肌电图(EMG) 以上介绍的各种诱发电位监测技术均为脊髓传导功能监测，无法对单一神经根或神经纤维的损伤进行有效监测。而EMG可通过观察所记录骨骼肌肌肉收缩反应情况，了解支配某组肌肉的神经根或神经纤维是否受到手术操作的影响[22]。根据术中是否需要电刺激诱发分为两种：无需通过电刺激的自由描记肌电图，该技术不需要电刺激，操作方法简单，仅将针电极插入骨骼肌肌腹内，通过肌电图仪器放大系统连续记录肌肉静息和收缩时的肌电反应波形变化，判断手术操作是否激惹、损伤相应神经根或神经纤维；需要电刺激触发的肌电图是指用电直接或间接刺激神经根或神经纤维，使该神经所支配的肌肉收缩，常用于监测椎弓根钻孔的钉道或者椎弓根螺钉位置的安全性。但因椎体以及周边组织的阻抗值个体差异较大，刺激电压的阈值标准很难建立，文献报道当腰骶椎椎弓根螺钉刺激阈值为6 mA，即刺激金属螺钉的电流小于6 mA时，则金属螺钉有可能植入椎弓之外[23,24]。即便如此，依然无法避免假阳性、假阴性的发生。EMG可间接反映所支配神经根或神经纤维的功能状态，避免术中损伤并增加了手术安全性，但是EMG仅能监测一定数量的神经根或神经纤维，对脊髓、广泛神经根或神经纤维监测有一定局限性。

1.6 多模式联合监测 每一种神经电生理监测技术都有其独特的专一性和局限性，有优势也有不足，不能互相代替。因此开展术中多功能多模式神经监护将成为新的发展趋势。而以MEP、SEP等为基础的多模式联合监测的高敏感性和特异性，极大地降低了假阳性和假阴性的发生率[25]。Sutter等[26]一项基于2 728例脊柱手术患者的研究显示，909例(33.3%)术中出现神经监护警报，其中8例为假阴性(0.3%)，术后根性损伤在3个月内除1例外其余完全恢复，107例为真阳性，神经监护的敏感性和特异性分别为93.0%和99.1%。与单一监测方法相比，多模式术中监测在脊柱外科手术中评估脊髓和神经根功能更为有效和准确。

我们建议，在所有复杂的脊柱手术中尤其是脊柱畸形矫形术中使用多模式术中神经监护。SEP+MEP+DNEP+EMG联合监护模式是目前脊柱畸形手术中脊髓监测的重要方法[27]。该模式可同时评估上行和下行神经传导通路并提供了一定的缓冲区，当技术因素如麻醉、电磁环境干扰等使监测模式效力减弱时，能更加充分地保证术中监护的准确性与可靠性。其优点主要包括[8,22,25]：①降低监护假阴性率，进而提高手术安全性。②减少手术时间，若术中需要验证是否存在脊髓功能损害，在获得有效SEP及MEP波形的情况下，可不必术中唤醒，从而避免手术时间的延长。在脊柱畸形矫形术中关注的焦点在于运动功能是否受到损伤，而MEP监测在运动功能具有优势地位，因此一般认为，在系统因素不变的前提下，对于多模式的结果判定，MEP改变是基础，SEP改变可作为重要参考，DENP改变可确定损伤平面。当然，在脊柱畸形矫形手术中，由于其本身的复杂性及多模式联合监测受到的影响因素特别多，所以必须根据患者脊柱畸形的严重程度、累及部位等因素来制定个体化的监测方案，以进一步提高监护的准确性。

2 存在的问题

2.1 监测时机 脊柱畸形矫形手术范围广、手术操作复杂、技术难度大，脊髓神经损伤的可能性非常大[28]。因此，术中的神经监测时机是脊柱畸形矫形手术的难点和重点。我们的经验是：首先，及时发现内固定螺钉置入、脊柱截骨等术中操作过程中，是否压迫或直接损伤脊髓和神经根，通过及时纠正操作和相关处理，避免相应损伤；其次，及时发现和纠正脊柱旋转、撑开、压缩及靠拢矫形等过度操作，预防和避免脊髓神经的实质性损伤；最后，若发生术中神经损伤，利用监测技术帮助手术医生尽早鉴别脊髓或神经根损伤的节段、部位和程度并及时给予相应纠正。为提高手术质量和效果提供客观、可靠、准确的保障。

2.2 异常报警时术中操作流程 脊柱畸形矫形手术术中神经监护异常报警标准和流程目前尚无统一方案。Vitale等[29]最近发表的儿童脊柱畸形术中神经监护阳性预警最佳实践指南中指出：首先，迅速排除患者生命体征因素如血压、血细胞比容、体温和血液pH值等影响因素；其次，迅速排除麻醉因素、电极连接、患者体位变化等影响。如果上述因素均被排除，该指南建议移除牵引力，减少脊柱畸形矫正角度或者移除内固定以减轻对脊髓神经的潜在压迫；最后，利用术中成像设备如O型臂、C型臂等对可能的损伤部位进行确定。在临床实践中，若出现术中神经监测异常，在排除麻醉、患者生命体征及监测技术等因素之后，应高度怀疑手术操作因素，解决方法是依次逆转手术操作步骤，以确定监护信号异常的潜在原因。如果在某一特定的步骤逆转操作之后，监护信号恢复至可接受的范围，那么术中操作导致监护异常的原因很可能被发现及纠正。再依次逆转手术操作步骤的同时，麻醉医生应提升患者平均动脉压以增强脊髓血供，巡回护士应关注患者体位及体温等情况。总之，术中团队应通力合作寻找并纠正神经监护异常的可能原因。

2.3 麻醉问题 各种神经监测技术都有其局限性，其中许多涉及麻醉剂和肌松剂的使用。麻醉药物的类型对术中神经监测的信号有不同的影响，例如吸入性麻醉剂和肌松剂对SEP和MEP的影响相反，吸入麻醉剂可影响SEP信号，但对MEP信号影响有限。另外，肌松剂可使SEP信号更加可靠，但对MEP影响较大[30]。为降低这种不良的相互作用，该情况下全静脉麻醉应用非常普遍，并取得理想效果[31]。麻醉吸入剂仅在患者有反应性气道疾病或血压维持困难等情况下少量使用，肌松剂仅在麻醉插管过程中单次少量使用。目前对于脊柱畸形矫形术中麻醉方式的选择尚无统一标准，我们建议在围手术期与麻醉团队保持沟通，以确定针对每一个具体病例最安全、最有效的麻醉方法。

3 总结

如何更合理地应用神经电生理监测提高手术安全性是需要外科医师、麻醉医师、监测技师共同探讨的话题。在欧美发达国家，术中电生理监护在医学领域已广泛应用，甚至覆盖社区医院；在我国，术中监护仍处于起步阶段，尚缺乏大规模随机对照研究，不能提供足够证据说明术中监护的有效性，无法获得统一的工作指南。我们迫切需要建立公认、规范的术中监测使用共用标准，与此同时，在脊柱畸形矫形术中，专业的电生理监测人员也起到举足轻重的作用，这需要我们不断去完善术中电生理相关知识体系，同时结合术中监护操作实践，提高自身专业素质，保证术中监护水平，降低脊髓损伤相关并发症的发生率。除此之外，我们还应当建立完善的监测单元，不断总结经验教训，积极交流探讨，使监测结果更加准确、有效。脊柱畸形术中脊髓神经电生理监护大大降低了手术风险，同时这一技术的应用也是对脊柱畸形矫形手术规范化提供了完整长效的医疗记录，有利于国内脊柱畸形矫形手术技术的长远发展。