全身麻醉下运动诱发电位对邻近运动功能区胶质瘤手术后运动障碍的预测价值

宗轶烜 沈琦 肖明 方媛 毛庆

胶质瘤的手术治疗原则是最大程度安全切除肿瘤［1］，术中通过运动诱发电位（MEP）准确定位大脑运动皮质和皮质脊髓束（CST），并监测运动传导通路的完整性，以达到最大程度安全切除肿瘤并预防术后运动障碍之目的。运动诱发电位系经颅电刺激（TES）、经颅磁刺激（TMS）或直接电刺激（DES）中央前回运动皮质及其下行传导束（包括皮质脑干束和皮质脊髓束），获得的脊髓直接反应波（即D波）和肌肉运动诱发电位（mMEP）［2⁃3］。1937 年，Penfield和 Boldrey［4］采用 50～ 60 Hz双极电刺激大脑皮质，首次尝试在癫手术中通过清醒开颅联合电刺激技术定位大脑皮质感觉和运动功能区；至1993年，Taniguchi［5］利用高频（300 ～ 500 Hz）成串直接皮质电刺激（DCS），才于全身麻醉状态下成功记录到肌肉运动诱发电位，此后运动诱发电位逐渐应用于术中神经电生理监测。由于磁刺激在术中易受麻醉药物的影响，因此目前常用的术中运动诱发电位监测技术主要为经颅电刺激、直接皮质电刺激和皮质下电刺激（SCS）。多项研究显示，术中监测运动诱发电位可以显著降低术后运动障碍发生率［6⁃7］。本研究拟对TES⁃MEP、DCS⁃MEP和SCS⁃MEP联合监测在邻近运动功能区胶质瘤切除术中的施用效果进行分析，以探讨运动诱发电位对术后运动功能预后的预测价值。

对象与方法

一、研究对象

1.纳入与排除标准 （1）术前头部MRI显示，中央前回及其周围或皮质脊髓束传导通路周围占位性病变，于全身麻醉下行上述邻近运动功能区占位性病变切除术，术后经病理证实胶质瘤诊断。（2）排除以下情况：脑干、脊髓、周围神经病变导致的运动障碍；存在TES⁃MEP监测相对禁忌证，如植入心脏起搏器或其他生物电设备；需术中唤醒以评估运动功能和语言功能者。

2.一般资料 选择2019年10月至2020年3月在四川大学华西医院神经外科住院治疗的邻近运动功能区胶质瘤患者共49例，其中，男性27例，女性22例；年龄16～77岁，平均（45.83±14.43）岁。术前MRI显示，左侧邻近运动功能区病变23例（46.94%）、右侧26例（53.06%）；病变位于中央沟前部19例（38.78%）、中央沟后部10例（20.41%）、脑深部20例（40.82%）。所有患者均根据病变部位制定手术入路和手术方案，于全身麻醉下完成手术，并于术后经病理证实为胶质瘤，其中WHOⅡ级16例（32.65%）、Ⅲ 级 10例（20.41%）、Ⅳ 级 23例（46.94%）。

二、治疗方法

1.麻醉方案 患者呈仰卧位，气管插管全身麻醉，纱布裹成软牙垫以保护气管插管和避免舌咬伤。麻醉诱导采取靶控输注（TCI）异丙酚3.50～4.50 μg/ml和舒芬太尼 0.30 ～ 0.40 μg/kg；麻醉维持采用全凭静脉麻醉（TIVA），麻醉药物为异丙酚3～4 μg/ml、瑞芬太尼0.15～0.20 μg/（kg·min）和舒芬太尼5 μg/h；除诱导插管外，不应用肌松药。

2.术中运动诱发电位监测 采用日本光电株式会社生产的术中神经功能测试系统MEE⁃1232，联合行TES⁃MEP、DCS⁃MEP 和SCS⁃MEP运动诱发电位监测。（1）TES⁃MEP：参照国际 10⁃20 系统安置电极，刺激电极为皮下一次性针电极，刺激部位为C3、C4，采取5～7个串的脉冲刺激，脉冲波宽300～500 ms、脉冲间隔2～4 ms，刺激强度60～200 mA，刺激频率1～5 Hz。TES⁃MEP波幅 ＞ 50 μV，定义为诱发成功即诱发出运动诱发电位；若术中TES⁃MEP波幅显著下降，则需逐渐增加刺激串数、提高刺激强度和刺激频率。参照2013年美国神经生理监测学会（ASNM）公布的《术中运动诱发电位监测指南》［3］，将可重复测量的TES⁃MEP波幅降低≥50%作为术后运动障碍预警标准。（2）DCS⁃MEP：术中通过刺激电极在大脑皮质进行直接电刺激，刺激电极为单极刺激器，采取5～7个串的脉冲刺激，脉冲波宽300～500 ms、脉冲间隔2～4 ms，刺激强度4～20 mA，刺激频率1 Hz。以300～500 Hz的高频成串直接皮质电刺激，于全身麻醉状态下成功记录到肌肉运动诱发电位，定义为诱发成功。如果术中DCS⁃MEP波幅显著下降，需逐渐提高刺激强度但不超过25 mA；参照Neuloh等［8］的标准，将 DCS⁃MEP波幅降低 ≥ 50%作为术后运动障碍预警标准。（3）SCS⁃MEP：术中通过单极刺激器在大脑皮质下进行直接电刺激，采取高频单极刺激法，刺激电极为单极电极，采取5～7个串的脉冲刺激，脉冲波宽300～500 ms、脉冲间隔2～4 ms，刺激强度 5～ 30 mA，刺激频率 1 Hz。（4）临床应用：3种监测技术的记录电极均为皮下针电极，以患侧鱼际肌作为对照，记录对侧口轮匝肌、前臂肌肉、鱼际肌、胫骨前肌和足底肌运动诱发电位，记录时间窗为100 ms、滤波范围30～3000 Hz。术中去骨瓣后，实时记录TES⁃MEP阈值和波幅作为基线；然后通过DCS⁃MEP寻找皮质阳性刺激点以定位运动功能区，实时记录DCS⁃MEP阈值和波幅，以指导手术入路的选择。肿瘤切除过程中通过SCS⁃MEP定位肿瘤与皮质脊髓束之间的距离，辅助确定切除范围，SCS⁃MEP最小阈值即为肿瘤切除边界与皮质脊髓束的最小安全距离，距离越小、手术损伤风险越高。肿瘤切除后，联合应用TES⁃MEP和DCS⁃MEP并记录术后阈值和波幅，与切除前对比分析以预测术后运动功能；如果术中出现双侧运动诱发电位波幅改变，则考虑为非手术原因，需排除麻醉药、血压过低、气颅以及电生理监测技术故障等原因。

3.运动功能评价 采用英国医学研究学会（MRC）量表分别于术前和术后第1～3天评价患者肌力：Ⅴ级，可抗重力和最大阻力，完成全关节活动范围的运动；Ⅳ级，可抗重力和中等阻力，完成全关节活动范围的运动；Ⅲ级，不施加阻力，可抗重力，完成全关节活动范围的活动；Ⅱ级，排除重力影响，可完成全关节活动范围的运动；Ⅰ级，可触及肌肉收缩，但不能引起关节活动；0级，无法触及肌肉收缩。若术后MRC肌力分级较术前下降，定义为新发/加重运动障碍；对新发/加重运动障碍的患者需连续随访至术后3个月。

4.运动诱发电位灵敏度与特异度、阳性预测值与阴性预测值定义 根据术中运动诱发电位和术后运动功能评价结果，定义真阴性为无永久性运动诱发电位下降且无术后新发/加重运动障碍；真阳性为术中运动诱发电位波幅下降≥50%，相应肢体出现术后新发/加重运动障碍；假阴性为术中运动诱发电位无变化，但术后出现运动诱发电位且远期内未恢复；假阳性为术中运动诱发电位下降≥50%，但相应肢体未出现术后新发/加重运动障碍。以术后近期（第1～3天）和远期（3个月）MRC肌力分级为“金标准”，分别计算 TES⁃MEP和 DCS⁃MEP灵敏度与特异度、阳性预测值与阴性预测值：灵敏度=真阳性例数/（真阳性例数+假阴性例数）×100%；特异度=真阴性例数/（真阴性例数+假阳性例数）×100%；阳性预测值=真阳性例数/（真阳性例数+假阳性例数）×100%；阴性预测值=真阴性例数/（假阴性例数+真阴性例数）×100%。

结 果

本组患者术中均行TES⁃MEP监测，刺激阈值为80～150 mA，平均（120.00±5.50）mA；其中有2例TES⁃MEP波幅显著下降，术后出现上肢、下肢或单侧肢体新发/加重运动障碍，3例术中TES⁃MEP波幅无显著变化，但术后出现上肢、下肢或单侧肢体新发/加重运动障碍；其余44例TES⁃MEP波幅无显著下降，术后亦无新发/加重运动障碍。有11例患者术中行DCS⁃MEP监测，刺激阈值10～20 mA，平均（15.00±3.60）mA，1例术中DCS⁃MEP波幅显著下降，术后出现对侧上肢运动障碍；其余10例患者术中DCS⁃MEP波幅和阈值无显著变化，术后亦无新发/加重运动障碍。TES⁃MEP预测术后新发/加重运动障碍灵敏度为2/5、特异度100%（44/44）、阳性预测值为 2/2、阴性预测值 93.62%（44/47）；DCS⁃MEP预测灵敏度为1/1、特异度10/10，阳性预测值为1/1、阴性预测值10/10（表1）。本研究49例患者中28例行SCS⁃MEP监测，刺激阈值5～25 mA、平均（15.00±2.30）mA，其中15例为5～20 mA、13例 ＞20 mA，最小阈值（肿瘤切除边界与皮质脊髓束的安全距离）为5 mA，即手术切除边界与皮质脊髓束之间距离≥5 mm。

本组有3例术前即存在对侧肢体运动障碍，MRC肌力分级为Ⅱ～Ⅲ级，手术前后MRC肌力分级无显著变化。5例（10.20%）患者术后出现新发/加重运动障碍（表2），其中2例术中TES⁃MEP波幅显著下降且术后出现新发/加重运动障碍；3例术中TES⁃MEP波幅无显著变化，但有1例DCS⁃MEP波幅显著下降，3例术后出现新发/加重运动障碍。5例患者按照术后神经功能评价要求均随访至术后3个月，1例肌力恢复，MRC肌力分级达Ⅴ级，其余4例肌力无明显改善；术后3个月，TES⁃MEP预测术后新发/加重运动障碍灵敏度为2/4、特异度100%（45/45），阳性预测值为2/2、阴性预测值95.74%（45/47）；DCS⁃MEP 预测灵敏度为 1/1、特异度 10/10，阳性预测值为1/1、阴性预测值10/10（表1）。

典型病例

患者 男性，68岁。因发作性右手抽动1月余，于2019年10月23日入院。患者入院前1个月无诱因出现右手活动时发作性抽动，无法控制，约持续1分钟自行缓解，病程中不伴头痛、恶心呕吐，意识丧失等症状与体征。入院后查体无神经系统阳性体征。头部MRI显示，左侧顶叶中央前回前部占位性病变，增强扫描病灶呈强化征象（图1）。临床诊断为左侧顶叶占位性病变，遂于2019年10月25日行病变切除术。患者仰卧位，气管插管全身麻醉，根据术前标记皮瓣与肿瘤体表投影设计手术切口（图2），术中进行运动诱发电位监测，TES⁃MEP刺激电极置于C3和C4（图3），采用单极刺激器（刺激阈值15 mA）直接电刺激皮质，记录到右侧鱼际肌DCS⁃MEP波形（图4），进而定位中央前回手部运动皮质；以单极刺激器（刺激阈值10 mA）电刺激皮质下，记录到右侧上肢SCS⁃MEP波形（图5），进而确定刺激点与皮质脊髓束距离约为1 cm；肿瘤切除前后TES⁃MEP波幅无明显变化，刺激阈值增至80 mA。术后病理诊断为间变型星形细胞瘤（WHOⅢ级）。术后第1天右侧上肢肌力Ⅴ-级，其余肢体肌力均为Ⅴ级，术后3天出院。肿瘤科门诊予同步放射治疗和替莫唑胺化疗（具体方案不详）。出院后随访至术后3个月，未发生新发/加重运动障碍。

表1 TES⁃MEP和DCS⁃MEP预测术后新发/加重运动障碍的灵敏度与特异度、阳性预测值与阴性预测值（例）Table 1. Sensitivity and specificity,positive predictive value and negative predictive value of TES⁃MEP and DCS⁃MEP for predicting new/aggravated dyskinesia(case)

讨 论

目前胶质瘤手术中运动诱发电位监测的研究较多，其中以皮质下连续电刺激术中监测相关研究为主［6］，而关于术中联合应用 TES⁃MEP、DCS⁃MEP和SCS⁃MEP监测运动功能的文献报道较少。研究显示，联合应用上述3种监测技术，可以在全身麻醉下精确定位运动皮质和皮质脊髓束，并监测运动传导通路的完整性，使术后远期运动障碍发生率低于3.5%［9⁃11］。本研究结果显示，术后短期（第1～3天）新发/加重运动障碍发生率为10.20%（5/49），远期（3个月）约8.16%（4/49），分析远期新发/加重运动障碍发生率较高的原因，可能与本研究所纳入的脑深部病变病例较多［40.82%（20/49）］以及TES⁃MEP假阴性率较高（3/5例）有关联。笔者认为，本研究TES⁃MEP假阴性结果主要与以下3种原因有关，而且这3种原因可能并存：（1）增加TES⁃MEP刺激强度可能越过病变组织刺激到较深部位，从而出现假阴性结果［12］。本研究有3例术前即存在运动障碍的患者成功诱发出TES⁃MEP也证实，很可能是术前刺激强度过大，电流越过运动皮质而刺激到脑深部运动传导纤维束所致。尽管有学者认为，刺激强度≤160 mA不会产生假阴性结果［13］，但本组有3例出现假阴性结果的患者刺激阈值均明显增高，其肿瘤切除前后刺激阈值分别为80和120、80和180、90和200 mA。因此有学者提出，采用阈值法而非目前普遍所用的50%波幅降低法进行运动诱发电位预警，刺激阈值提高 20%即可作为预警标准［14⁃15］。（2）手术区域水肿所引起的术后短暂性运动障碍，亦可导致假阴性结果，但随着随访时间延长，水肿消退，患者运动功能障碍可逐渐恢复。（3）手术并发症如颅内出血等情况亦可产生TES⁃MEP假阴性结果，本研究有1例术后颅内出血而结果为假阴性的患者。

表2 5例新发/加重运动障碍患者术中运动诱发电位监测和术后运动功能评价Table 2. Intraoperative MEP monitoring and postoperative motor function in 5 cases with new/aggravated motor dysfunction

图1 术前MRI检查所见 1a 横断面T1WI显示，左侧额顶叶交界处占位性病变（箭头所示） 1b 横断面增强T1WI显示左侧额顶叶交界处病变呈不均匀强化征象（箭头所示） 1c 矢状位增强T1WI显示病变呈不均匀强化征象（箭头所示）Figure 1 Preoperative MRI findings Axial T1WI showed lesion in the junction of left parietal lobe and frontal lobe(arrow indicates,Panel 1a).Axial enhanced T1WI showed inhomogeneous enhancement in the junction of left parietal lobe and frontal lobe(arrow indicates,Panel 1b).Sagittal enhanced T1WI showed inhomogeneous enhancement(arrow indicates,Panel 1c).

DCS⁃MEP监测的局限性在于：（1）由于受肿瘤部位的影响，有时术区无法充分显露中央前回皮质而行直接电刺激，例如，位于脑深部的肿瘤或距运动功能皮质区较远的肿瘤，术中骨瓣均不能很好地显露皮质运动功能区，本研究即有11例（22.45%）患者行DCS⁃MEP监测。术中可将皮质电极置于术区外的硬脑膜下替代刺激器进行刺激，但电极安置过程中可能损伤血管或脑组织，且用于直接皮质电刺激的条状皮质电极价格昂贵。（2）DCS⁃MEP预警标准目前尚未统一，有学者建议将波幅降低50%～80%作为预警标准［16］，亦有学者推荐以刺激强度增至4 mA作为预警标准［17］。

本研究有28例（57.14%）患者术中行SCS⁃MEP监测，刺激阈值5～25 mA，平均（15.00±2.30）mA，最小阈值（即肿瘤切除边界与皮质脊髓束的安全距离）为5 mA。SCS⁃MEP监测的局限性在于：（1）皮质下刺激主要用于判断刺激点与皮质脊髓束的距离，刺激强度 1 mA 约为距离 1 mm［6，18］，但无法判断整个运动传导通路的完整性。在本组5例术后新发/加重运动障碍患者中，3例皮质下电刺激均诱发出对侧肌肉复合动作电位亦证实这一观点。（2）SCS⁃MEP安全距离的预警标准尚存争议。根据Plans等［19］报告，不同研究所设定的安全阈值存在一定差异，一般为2～10 mA，该作者认为安全阈值大多与患者年龄、病变性质、瘤周水肿等因素有关。

TES⁃MEP 是一项被动监测技术，需与DCS⁃MEP和SCS⁃MEP监测技术联合应用方能形成主动监测策略，从而降低其假阴性率；亦可与体感诱发电位（SEP）联合，达到降低TES⁃MEP假阴性的目的。

图2 术前标记皮瓣与肿瘤体表投影 图3 术中采用单极刺激器（刺激阈值15 mA）直接电刺激皮质，记录到右侧鱼际肌DCS⁃MEP波形（箭头所示）Figure 2 Preoperative marked flaps and surface projection of tumors.Figure 3 The DCS⁃MEP waveform(arrow indicates)of the right thenar muscle was recorded by DCS with monopolar stimulation(15 mA)during the operation.

图4 术中采用单极刺激器（刺激阈值10 mA）电刺激皮质下，记录到右侧上肢SCS⁃MEP波形（箭头所示） 图5 肿瘤切除前后TES⁃MEP波幅无显著变化Figure 4 The SCS⁃MEP waveform(arrows indicate)of the right upper limb was recorded by SCS with monopolar stimulation(10 mA)during the operation. Figure 5 There was no significant change in TES⁃MEP amplitude before and after tumor resection.

尽管，本研究采取全身麻醉下运动功能区定位技术，但传统意义的功能区定位“金标准”仍是唤醒手术下的低频双极电刺激，然而受患者年龄、术前神经功能和术中配合程度的影响，许多患者无法进行唤醒手术。关于运动功能区定位是否需行唤醒手术，目前仍未达成共识，部分学者认为两种方式无显著差异［20］；而另一部分学者则认为，全身麻醉下定位运动功能区无法保护负性运动区［21］和辅助运动区［22］。晚近研究显示，唤醒手术低频双极电刺激联合单极高频DCS⁃MEP监测运动传导通路完整性的效果更佳［23］。全身麻醉下直接皮质电刺激和皮质下电刺激定位运动功能区和脊髓皮质束主要有两种刺激方式：（1）低频（50～60 Hz）双极刺激法，采用经典Ojemman刺激器，于全身麻醉下刺激运动皮质或脊髓皮质束，可见相应支配肌肉区域肌电反应。（2）高频（250～500 Hz）单极刺激法，多用于全身麻醉手术，本研究即采用此种方法，刺激相应运动皮质或皮质下，可见相应支配肌肉区域运动诱发电位。Szelényi等［24］对比分析上述两种刺激方式，发现高频单极刺激的刺激范围更大，直接皮质电刺激的刺激阈值更低，皮质下电刺激可大致定位刺激点与皮质脊髓束之间的距离，从而更有效地定位皮质脊髓束。Suarez⁃Meade等［20］亦认为，高频电刺激诱发癫发作的风险低于低频电刺激。

本研究为单中心、小样本回顾性研究，且术中DCS⁃MEP和SCS⁃MEP的联合应用率偏低，导致研究结果存在一定局限性，尚待更大样本量的前瞻性研究，进一步采用皮质电极直接刺激运动皮质以监测运动传导通路的完整性，同时与术者紧密配合，更好地应用于邻近运动功能区肿瘤手术。

利益冲突 无