甲状腺术中神经监测技术的沿革、创新与规范

赵诣深 赵紫涵 孙辉

甲状腺手术不断进步，但手术导致的喉返神经损伤(recurrent laryngeal nerve injury，RLNI)一直是困扰医生的主要并发症之一。本文结合文献复习并重点介绍甲状腺术中神经监测技术的最新进展与使用规范。

一、喉神经保护与神经监测技术的发展与沿革

1.喉返神经保护的沿革：喉返神经保护一直是甲状腺手术中的焦点。19世纪末，Billroth提出区域保护法，强调远离神经走行区域，这使得甲状腺手术死亡率降低，但喉返神经损伤率仍占29.5%。20世纪初，Kocher提出了喉返神经的被膜保护法，力求通过精细的解剖方法，即保留甲状腺背侧少许组织从而对喉返神经进行保护。虽然喉返神经损伤率较前显著降低，但这种方法却不能满足甲状腺全切的彻底性。其后，Lahey于1938年提出喉返神经解剖显露法，认为可视化解离神经可减少喉返神经损伤，这一观点被沿用至今，但喉返神经损伤率仍居高不下[1]。循证医学证据表明，甲状腺背侧生长的肿瘤或位于喉返神经入喉处的肿瘤，再次、多次手术或术前一侧声带麻痹等病例，全程解剖显露喉返神经时极易发生损伤，损伤率可达8.9%～12.9%[2-6]。针对这一问题，耶鲁大学Shedd教授在1966年首先报道甲状腺手术中神经监测技术的应用，1970年Flisberg提出应用神经监测技术识别喉返神经，通过电流刺激神经，支配效应肌肉运动，使其运动并产生肌电信号，通过接收端将肌电信号进行放大和处理，形成肌电图(electromyography，EMG)波形及提示音，以辅助外科医生判断神经的连续性和电生理功能，进而判断神经-肌肉传导功能的完整性，从此开启了甲状腺术中神经保护的电生理时代[7]。进入21世纪，随着监测设备的更新换代，监测步骤的不断标准化，神经监测技术已经成为甲状腺术中判定喉返神经功能、预防喉返神经损伤的有效手段。近年，在欧美国家甲状腺术中喉返神经监测普及率达到40%～90%，在我国也逐渐被外科医生认可并推广应用。

2.喉神经监测技术的沿革：神经监测技术发展经历了从不规范应用到规范应用，再到科学化、体系化应用的渐进过程。神经监测技术在推广应用之初，曾一度遭到曲解，部分医生通过对这项技术的“试用”，认为该技术既不能降低手术难度，也不能显示良好的解剖关系结构，它只是有助于外科医生提高辨别能力[8]。由于缺乏系统、规范的应用方法，该技术的发展缓慢，推广受限，监测优势未能充分体现。Chiang等[9]在2010年报道了术中喉返神经监测的标准化四步法，即未识别喉返神经前探测的迷走神经信号V1，初次于气食管沟内探测到的喉返神经信号R1，神经完全解剖显露后于喉返神经最近端测得的R2信号，以及止血完成后再次测得的迷走神经信号V2。此标准化操作法明显提高了监测的实用性和有效性。随后，Randolph等[3]完善了这一理念，认为喉返神经的保护方法不应仅局限于术中，作为一个科学的应用体系，贯彻于整个围术期，将四步法补充为包括手术前后的喉镜检查在内的六步法，这一理念最终得到了广泛的认可，并被列入术中神经监测(IONM)技术的国际指南中。

起初监测手段仅限于术中应用探针直接电刺激神经及周围组织的间断监测法，虽然使用方便，但在监测间歇期仍容易出现神经损伤，学者们开始探索能够在术中实时监测神经功能的方法，以迷走神经刺激电极、监测探钳为监测手段的连续监测方法应运而生。通过临床观察和动物实验发现，连续监测的工作时间可以覆盖手术全程，有效避免了间断监测间歇期造成的神经损伤[10-12]。国内外专家还认为，手术中对气管前方的中央区淋巴结清扫时，通过对迷走神经和喉返神经远端的交替连续监测，可发挥其对该区域走行的喉返神经的重要保护作用[13]。术中对于喉上神经外支(external branch of superior laryngeal nerve，EBSLN)的电生理保护方法也几乎在同时代出现。Barczynski等[14]编写的甲状腺术中喉上神经外支电生理监测国际指南中，从解剖分型、病理生理及其术中保护方法和适应证等方面均进行了详细阐述。孙辉等[15-16]也对国际、国内指南进行了解读。由于IONM的应用大大提高了EBSLN的识别率，更有学者利用这一特点归纳出了不同于以往尸检中总结出的EBSLN分型的全新解剖分类体系，这对于EBSLN的术中保护更加意义重大[17]。

3.神经监测设备的沿革：神经监测设备已从无肌电图监测模式演化为以肌电图相关参数为量化指标的电生理监测模式。早期的无肌电图模式，如喉部触诊、喉镜观察生门运动、声门压监测等，存在操作繁琐、神经功能反应不及时、不能评估神经损伤程度等缺陷。电生理监测模式大体上可以分为两大类：一类是仅提供音频提示的系统，另一类则通过电刺激神经而诱发的肌电活动来提供视频波形信息和音频提示。前者仅能做到“听音定损”，无法准确分析术中信号丢失的原因，且无法区分正常波形与刺激伪差，更无法对EMG进行定量分析和记录。而后者除对肌肉运动产生的肌电信号进行音频提示外，还可以提供EMG波形的形态、振幅、潜伏期等信息，通过这些信息可以了解正常和病理条件下波形的基本变化，并对外科医师的手术决策产生重要影响。

IONM基本的监测设备主要分为记录端(如接收电极)、刺激端(如刺激探针)和EMG监测主机。目前接收电极已由有创留置向微创、无创留置发展，并更加注重了接收信号的准确性和抗干扰能力。而刺激端则向着全面、多元、适用性广等方面发展，如适用于不同迷走神经走行类型的连续监测电极[18]，适用于不同入路腔镜手术的监测探钳[19]，以及适用于机器人手术的刺激导管等[20]。

监测主机，作为IONM硬件系统的主要组成部分，已历经三代更迭。以市面上最为常见的NIM®系列产品为例，最初的NIM®1.0仅能发出特定大小刺激电流，且不能显示波形。第二代主机可以精确显示波形，在NIM-2XL中更是将监测通道提升为双通道，随后的NIM-Response®2.0在提高灵敏度的同时还增加了EMG的数据记录，这都为后来的科学研究奠定了基础。目前临床常见为第三代NIM神经监测仪，如NIM-Response®3.0，不仅具有4个以上可同时使用的监测通道，还可进行双刺激通路的建立，实现间断监测与连续监测的同时应用，适用于开放、腔镜、机器人等多种手术场景，增加了对科研数据的记录和整理功能，有利于医疗工作的经验总结和研究数据的搜集。

二、神经监测设备的研发与创新

欧美发达国家对IONM技术的普及已有近30年，部分国家在甲状腺手术中的使用率超过90%。近10年来，随着IONM这项技术的全国范围内逐渐普及，从而推动了IONM的创新与研发。现阶段对于主机的研发局限于软件的开发，如增加监测信号的敏感度、波形自动分析、抗干扰等，除一些集成了脑电监护系统可术中辨识肌松剂是否过量情况的软件设计外，尚无具有划时代性的理念更新，对于硬件设备的创新应用主要集中于刺激端和记录端方面。

1.刺激端的创新：刺激端方面，最瞩目的创新当属将解剖器械与刺激探针相结合而演化出的多种手术器械。常见的有分离钳型刺激探针，又称探钳，以及附加于腔镜甲状腺手术中长柄器械的电刺激手术器械[19]。Wu等[21]对常见的10种刺激探针在甲状腺手术中对喉部神经的监测刺激功能进行了横向比较，从中总结了适用于不同手术环境中各种监测器械的使用优势。Sung等[22]、杜国能等[23]通过监测适配器与不同手术器械的连接，达到了不同手术器械均可起到术中探测的功效。这种设配器的优势在于，可使每一种金属器械(包括手术刀、显微剪等)均实现探针作用，在肿瘤侵犯神经外膜时可连接上述器械进行锐性分离喉返神经，做到边监测、边分离。此外，上述电刺激手术器械所完成的监测属于实时连续监测，在目前能量外科器械普及、热隔离保护神经意识明显提高的前提下，神经损伤的主要风险在于神经的分离显露，具有监测功能的分离钳可使每一个分离动作均起到监测神经的作用，更准确地判断哪种操作损伤了神经功能，以达到改良操作习惯、提高技术水平的目的。操作手使用能量外科器械，如超声刀时，辅助手手持监测器械，在能量器械工作的同时进行监测，无需助手协助。

Moritz等[24]在胸外科手术中采用EZ-Blocker+神经监测导管的方式进行迷走神经的监测，根据这一创新，Sinclair等[25]将刺激电极也同时集成于监测导管表面，起到了连续监测迷走神经的作用，又可同时完成刺激和接收信号任务。

2.接收端的创新：表面附有接收电极的气管插管，由于其具有无创留置、操作简便等特性，已成为主流EMG信号接收方式。除了直接接触效应肌肉的接收电极外，目前最受关注的是甲状软骨针刺电极，这种接收方式通过间接与效应肌肉接触，同样可以精准接收EMG信号，其接收波形相较监测导管电极具有潜伏期相同，振幅显著增高的特点，这导致了甲状软骨针刺电极监测时具有与传统监测导管相同特异度的同时，表现出更高的敏感度。相对监测导管具有大小型号限制，留置方法严格，术中易受位置偏转产生假阳性结果等局限性来说，针刺电极的术中抗干扰性更强，被一些学者认为是表面接触型电极的有效替代品[26-27]。但针刺电极毕竟仍是一种有创电极，Wu等[28]研发了甲状软骨贴片粘合电极解决了这一问题，进一步减少针刺电极对黏膜、软骨及肌肉产生的负损伤。Liddy 等[29]将双极表面电极缝合到鼻胃管中，并放置在下咽中环的后方，与环杓后肌(PCA)相邻，可于术中收集环杓后肌的EMG，可作为一种辅助判定方法。这种PCA EMG监视功能的添加可分析内收肌和外展肌的反应，从而对声门功能进行更完整地评估。鉴于喉外展对维持声门气道通畅的重要性，PCA监测有可能作为预测术后气道通畅提供更加可靠的方法。此外，一些非肌电传感器对喉部效应肌肉的监测方法也被证实有效，并引起了业界的关注，如经皮加速度传感器监测和表面压力传感器监测[30-31]。

三、神经监测技术的规范化应用

1.坚持标准化步骤，杜绝不规范操作：IONM技术的规范应用为医患双方带来收益，不规范的操作和所谓的创新应用，更可能导致悲剧的发生。在神经监测设备应用初期，由于没有操作指南规范指导，部分IONM使用者过分“迷信”设备应用，常常出现术中信号丢失却难以分析原因，使用者束手无策。Khairunnisak等[32]报道了一例术后患者“意外”的双侧声带麻痹，其原因在于术中未能规范地调整刺激电流，过高的刺激电流掩盖了神经表面的损伤点，虽然其实已出现了信号丢失，但监测仪未能及时预警。同样，不重视标准化操作步骤，假阴性结果的发生率增加。Melin等[33]的一项研究发现，不规范的IONM会增加术中监测结果的假阴性率，误导手术策略，导致术后双侧声带麻痹的发生。

2010年及2013年先后颁布了喉返神经及喉上神经外支的术中神经监测国际指南，用以规范术中操作，规范化操作的重要性得到了业界同行的一致认可。坚持规范化操作对充分发挥术中神经监测的效能至关重要。中国研究型医院学会术中神经监测学组连续3年的问卷调查发现，不规范的使用和系统故障发生率正逐年下降。目前已有34个省级行政区域，三百多家医院开展了此项技术。2013年和2017年分别颁布了中国版术中喉返神经和喉上神经外支监测指南与专家共识，标志着该技术的日臻规范，随后出版的《甲状腺术中神经监测技术》和《实用甲状腺外科新技术：术中神经监测技术》等著作，标志着该技术已向更加科学化、专业化及精准化的方向发展[1-2，16，34]。

2.新方法有待完善，开展仍需慎重：在众多创新中，改良接收端的研究最多，以期克服目前气管表面电极的弊端及价格昂贵的问题。以甲状软骨针刺电极为例，自Chiang等[35]通过临床实践发现了甲状软骨单针针刺电极具有与监测导管相同的监测功能后，这种方式不仅解决了传统监测导管接收电极的不足，还具有留置简单、抗干扰能力强、价格低廉、便于重复使用等技术特点和医疗经济学优势，各家机构纷纷效仿，简单的效仿和盲目的使用导致使用过程中出现种种问题。如部分老年患者因甲状软骨骨化，普通单针电极不易插入适当位置，存在监测失败，甚至是电极针折断的风险。再如部分使用者没有掌握针刺电极的最佳留置方式，插入过浅，监测效果欠佳，术中易脱落；插入过深，易刺穿甲状软骨板，过深的电极对喉内肌肉产生反复切割作用，导致患者术后声音嘶哑、声带运动异常、喉头水肿、喉内肌血肿等副损伤，引发医患纠纷。针对这一问题，有学者进行了严谨细致的动物实验，模拟甲状软骨针刺电极插入软骨不同位置，深度和角度，并对其接收EMG信号的强度进行了记录，最终得到了最佳针刺留置方式的循证医学证据，为规范化应用奠定基础[27]。

四、结语

IONM作为术中神经保护重要的辅助工具，不仅降低了临床工作的难度，提高了患者术后满意度和医疗服务的优质度，而且，IONM的量化显示神经功能、揭示神经损伤机制的作用，对外科医生手术技术和理念的提升，更起到了推波助澜的效果。不过，对该项技术若要做到运用自如，仍需对其所形成的术中神经监测体系加以深入学习，不仅需要使用者对其中蕴含的解剖学基础和神经电生理理论融会贯通，对新技术、新设备的操作方法的熟练掌握，必须强调要严格遵循其中的技术规范，根据不同的医疗场景和“战场”，选择应用最适合的新技术、新“武器”，才能真正达到事半功倍。