术中经颅电刺激运动诱发电位监测在术前脊髓损伤患者中的应用

徐薇 王树杰 朱洁 沈建雄 王惠珍 仉建国* 王升儒

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院1.手术室，2.骨科，北京 100710；3.中国人民武装警察部队特色医学中心神经内科，天津 300162）

脊髓损伤是脊柱手术中最可怕的神经并发症之一。据报道，术前脊髓损伤（preoperative spinal defi⁃cits patient,POSD）患者往往比正常神经功能患者具有更高的医源性脊髓损伤风险[1-3]。此外，脊柱畸形合并POSD 的患者出现术中/术后神经系统并发症的风险可能会更高[4,5]。

近年来非侵入性经颅电刺激运动诱发电位（tran⁃scranial electrical stimulation motor evoked potentials,TceMEP）监测已经成为脊柱手术中降低脊髓损伤风险的有效方法[6-8]。国内外越来越多的脊柱外科医师将其作为必要的术中安全措施。但是，对于高风险POSD患者，目前神经监测特别是TceMEP报道较少，很多观点存在较大争议。因此本研究分析POSD（比如脊柱畸形、脊柱退变性疾病和脊柱肿瘤等）患者术中TceMEP监测的可行性，探讨真阳性病例的临床特征以及其信号快速消失的预示意义，为脊柱外科医师提供准确的术中神经功能变化信息，从而最大限度地维护手术安全。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：①患者存在术前不同程度脊髓运动功能障碍（肌力异常或病理征阳性）；②影像学检查（MRI）存在脊髓压迫证据；③患者实行脊柱矫形或脊髓减压手术并应用术中TceMEP监测。

排除标准：术前神经功能完全正常的脊柱畸形患者。

1.2 研究对象

共收集了2014 年1 月至2018 年1 月北京协和医院脊柱中心349 例POSD 患者的术中神经监测数据，其中332例患者获得了有效的术中TceMEP基线，17例神经功能障碍较为严重者（11例瘫痪和6例不完全截瘫）未获得。332例中，27例术中出现TceMEP信号显著消失，收集其临床特征，并严格随访术后3 个月的神经功能变化。

1.3 研究方法

采用术中神经功能监测仪（Axon Systems Inc.，Hauppauge，NY）进行TceMEP采集，刺激参数为：恒定电压（250～500 V），6～7次脉冲串的刺激，每个脉冲的持续时间为200～400 ms，每个刺激间隔为2.5～4.0 ms。滤波器带通量为30～1000 Hz，时基为100 ms。刺激电极位于皮质运动区C3～C4。为了获得POSD 患者四肢的最佳TceMEP波形，通常记录肌力较高的肌肉（常用肌肉为四头肌、胫前肌、屈肌、腓肠肌、股二头肌、外展肌等）。

1.4 麻醉方法

丙泊酚（3 mg/kg）和芬太尼（2.5 μg/kg）与短效肌肉松弛剂和吸入剂（七氟醚或N2O）组合诱导全身麻醉。在诱导和插管后不再给予肌松剂和吸入麻醉剂。麻醉维持量是丙泊酚[5～8 mg/（kg·h）]，瑞芬太尼[0.1 μg/（kg·min）]和总剂量为5～6 μg/kg的芬太尼（间歇输注）。本研究中所涉及的TceMEP变化均是已经排除了系统和麻醉因素之后的神经功能变化。

1.5 预警标准

本研究采用的预警标准为：与高危手术操作同时伴发并逻辑相关的快速TceMEP改变（超过80%波幅降低或10%潜伏期延长）[9]；如果排除系统和麻醉因素并优化刺激参数后，TceMEP 波幅和波形仍不能改善则视为阳性报警。

所有TceMEP 监测结果按照以下标准分为4 类：①真阴性：TceMEP 信号全程保持与基线水平一致无变化，且术后无神经功能状态改变；②真阳性：Tce⁃MEP 信号降低达到报警标准，并于唤醒试验及术后清醒后发现运动功能障碍；③假阴性：TceMEP 信号全程保持与基线水平一致无变化，但术后出现运动功能障碍；④假阳性：TceMEP 信号降低达到报警标准，尽管采用全部处理措施信号仍无恢复，但唤醒试验和（或）术后清醒后未发现运动功能障碍。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行统计学分析。率的比较采用χ2检验。以P＜0.05的差异具有统计学意义。

2 结果

349例POSD患者的临床诊断和肌肉力量分布情况见表1。TceMEP基线获得成功率为95.1%（332/349）。27例患者术中出现TceMEP信号明显消失，其中23例为真阳性，4 例为假阳性。23 例中21 例患者术后出现新的脊髓损伤（13 例为暂时性脊髓损伤，8 例为永久性脊髓损伤）。术中TceMEP监测预测术后脊髓损伤的敏感度为100%，特异度为98.7%，阳性预测值为85.2%，阴性预测值为100%（表2）。

术后新的脊髓损伤发生率为6.3%（21/332）。与颈椎管狭窄症患者相比，先天性脊柱后凸、结核性脊柱后凸和胸椎管狭窄症是TceMEP信号消失的高危诊断（图1）。术中POSD监测变化的特点为伴随高危手术操作（截骨、椎管减压、矫形等）的快速TceMEP降低。

3 讨论

此项研究中27 例POSD 患者出现明显快速Tce⁃MEP 信号消失（23 例为真阳性，4 例为假阳性）；21 例出现术后新发脊髓损伤，其中13 例为暂时性，8 例为永久性。此外，TceMEP 基线获得成功率为95.1%（332/349），17 例（11 例瘫痪和6 例不完全截瘫）未获得有效的TceMEP基线。术中TceMEP监测预测术后脊髓损伤的敏感度为100%，特异度为98.7%，阳性预测值为85.2%，阴性预测值为100%。

表1 349例POSD患者的临床诊断和肌力分布

表2 术中TceMEP监测预测术后脊髓损伤的效能（例）

因为POSD患者大多存在术前肌力下降，在术中记录TceMEP是有难度的。因此要尽量选择肌力较高肌群记录TceMEP，常用的下肢监测肌群主要有股四头肌、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌、足底各肌肉等。本研究获得了95.1%的有效TceMEP 基线，肌力在Ⅱ级以下肌肉较难记录到监测信号，这与以前的研究结果基本一致[10-14]。因此本课题组判断术中TceMEP可以有效应用于大多数POSD患者。值得注意的是，术中TceMEP对麻醉和其他系统性因素（例如低血压、缺氧和贫血）较为敏感。吸入麻醉剂包括N2O也可能导致无法获得TceMEP基线，必要时可以与麻醉医师沟通停止使用。丙泊酚的使用剂量也会通过影响麻醉深度抑制术中TceMEP 的波幅。因此，当TceMEP 发生不伴随高危手术操作的波幅变化时，可以通过适当改变麻醉深度来补偿TceMEP信号消失。

在高危脊柱手术中，手术团队往往需要立即获得脊髓功能信息，进而及时采取措施[6]以避免神经损伤。综合各种神经监测方法来看，术中非侵入性Tce⁃MEP 可以即刻得到脊髓功能信号，从而满足外科医师需要。在POSD 中，TceMEP 监测的难点在于获取稳定可靠且波幅波形较好的信号，以及信号变化的准确判断。接下来从以下几方面探讨POSD 的Tce⁃MEP监测要点。

图1 27例TceMEP报警患者的高风险诊断

首先，根据本研究数据，有27例患者（8.1%）出现术中TceMEP 监测报警。也就是说在相同条件下POSD出现TceMEP报警的风险要高于正常脊髓功能患者。这在以前的研究中也出现了类似的报道[7,9]。而且本研究还发现一些高危诊断（即先天性脊柱畸形、结核性脊柱侧凸和胸椎管狭窄）发生TceMEP 报警的风险会更高。接下来这种TceMEP 报警是否可以预示着新发神经损伤呢？在23 例TceMEP 报警患者中，21例患者术后出现不同程度的新的脊髓损伤，这表明TceMEP 报警与新的脊髓损伤密切相关。此外，POSD 中的TceMEP 改变往往表现为伴随高危手术操作的快速消失。这种快速TceMEP 信号消失也可见于脊柱退变手术脊髓减压过程中[10,13,15]，而且这种变化往往预示着神经功能降低。因此，可以初步判断POSD 患者突然迅速地TceMEP 信号消失，往往预示着即将发生的脊髓损伤。

其次，有些新的脊髓损伤是可以自动恢复的，为可逆性脊髓损伤。本研究中有13例患者显示不同程度的暂时性脊髓损伤（恢复时间1～90 d不等）。在严重胸椎管狭窄患者中，短暂的感觉或运动缺失也是常见的[16]。因此，短时间的TceMEP 信号消失可能代表可逆的脊髓损伤或功能障碍，早期干预可能会阻止永久性脊髓损伤。另一方面，根据本组数据，POSD患者中永久性脊髓损伤的发生率为2.4%（8/332），明显高于特发性脊柱侧凸（0.38%～1.08%）[17-20]。本研究与现有报道观点是一致的，POSD 患者确实面临更大的暂时甚至是永久性神经损伤的风险。

最后，有些原因可能与POSD患者脊髓损伤高度相关。比如脊柱退变性疾病或持续脊髓压迫可能容易导致继发性脊髓损伤[1]，损伤严重程度取决于神经压迫的持续时间[21]。另一方面，脊髓慢性压迫性病变减压后的缺血再灌注损伤也是一个可能的原因[16]。实验证据表明，缺血和再灌注损伤产生的活性氧自由基，可快速导致神经元功能丧失，进而导致神经功能障碍的发生[22]。

综上所述，TceMEP 监测对大多数POSD 患者是可行的，与高危外科手术操作相关的快速TceMEP信号消失可能提示早期新发神经损伤。一旦出现术中TceMEP 报警，适当及时的外科干预会防止进一步神经损伤的发生。