張潤垚，王志華，任莉榮，舒鈞

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院創(chuàng)傷外科，云南 昆明 650000)

運動誘發(fā)電位在脊柱脊髓手術(shù)中的應(yīng)用

張潤垚，王志華，任莉榮，舒鈞*

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院創(chuàng)傷外科，云南 昆明 650000)

脊柱脊髓手術(shù)中對脊髓或者神經(jīng)根的牽拉、壓迫等均可能造成脊髓神經(jīng)結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致神經(jīng)功能障礙，影響患者預(yù)后[1-2]。傳統(tǒng)上使用“喚醒實驗”對脊髓運動功能進行初略評估，該實驗不能客觀、實時地對脊髓運動功能進行評估，不能做到連續(xù)性的監(jiān)測，已逐漸被淘汰。為解決這一難題，術(shù)中脊髓功能監(jiān)測應(yīng)運而生。脊髓功能監(jiān)測技術(shù)主要是指神經(jīng)電生理術(shù)中監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)在近年來逐步開展和成熟起來[3-5]，目前常用的監(jiān)測技術(shù)有運動誘發(fā)電位(motor evoked potentials，MEP)、體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potentials，SEP)，鑒于SEP對運動功能監(jiān)測的局限性，經(jīng)過大量學(xué)者的研究，近年來，MEP已經(jīng)成為脊柱脊髓手術(shù)中的主要監(jiān)測手段。

1 MEP的原理

當大腦皮層或者脊髓受到電刺激且電流超過神經(jīng)組織的興奮閾值，錐體細胞軸突產(chǎn)生去極化電位，隨皮質(zhì)脊髓束下行傳導(dǎo)到脊髓前角的a神經(jīng)元、靶肌肉，從而在傳導(dǎo)通路上多個位點和骨骼肌上被記錄到。根據(jù)收集部位不同，MEP可分為脊髓MEP、神經(jīng)元MEP、肌肉MEP，目前臨床上主要監(jiān)測的脊髓MEP和肌肉MEP。前者被認為是經(jīng)顱刺激產(chǎn)生的D波，肌肉上收集到的MEP則由D波和I波構(gòu)成。臨床上多使用D波的波幅及潛伏期作為監(jiān)測的指標。當脊柱脊髓術(shù)中出現(xiàn)波幅及潛伏期超過或者低于警報標準，則提示手術(shù)可能損傷到脊髓神經(jīng)的可能。

2 MEP的發(fā)展過程

1937年，Penfield等[6]發(fā)現(xiàn)用頻率為50～60 Hz的一串電刺激直接作用在暴露大腦運動皮層，可觸發(fā)面部肌肉及肢體的運動，因該技術(shù)需要開顱刺激，并且具有較高的癲癇誘發(fā)率，所以該方法僅在神經(jīng)外科廣泛開展，而未能在脊柱脊髓的術(shù)中監(jiān)測使用。Patton等[7]于1954年通過單一點刺激猴子的運動皮質(zhì)后發(fā)現(xiàn)一些下行的皮質(zhì)脊髓束沖動排放，該報道成為運動誘發(fā)電位監(jiān)測的最早科學(xué)理論依據(jù)。1980年，Merton和Morton使用單一經(jīng)顱電刺激(transcranial electric stimulation，TES)在清醒患者的上肢肌肉可以引出肌源性運動誘發(fā)電位，該原理即為MEP的基本原理。1984年，Levy等[8]報道了將一電極板放置于頭皮運動區(qū)作為陽極，硬腭作為陰極，施加一定強度、時程及頻率的雙相恒流脈沖電流，在麻醉狀態(tài)下可誘發(fā)動作電位。1985年，Barker等[9]發(fā)現(xiàn)經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation，TMS)可誘發(fā)運動電位，而且是無痛的。1989年Edmonds[10]等首次報道了應(yīng)用經(jīng)顱磁刺激運動皮質(zhì)，安全可靠地記錄了雙側(cè)脛前肌復(fù)合肌肉電位，這是非侵襲性刺激方法在神經(jīng)監(jiān)護領(lǐng)域的首次應(yīng)用。1993年，Taniguchi等[11]用間期為2～4 ms的一系列短串3～5個電脈沖直接刺激麻醉狀態(tài)下人的運動皮質(zhì)，得到了肌源性的運動誘發(fā)電位。經(jīng)過不斷的探索研究，TES和TMS均被用來激活皮質(zhì)脊髓通路，可直接從脊髓表面、周圍神經(jīng)或者上下肢體收集到復(fù)合肌肉動作電位(compound muscle action potential，CMAP)。

3 MEP的記錄方法

MEP的刺激方法包括電刺激和磁刺激兩種，但磁刺激誘發(fā)運動電位易受干擾，具有一定的局限性。刺激部位有皮層刺激和脊髓刺激；記錄方法有脊髓硬膜外記錄和骨骼肌肌肉表面記錄。由于脊髓硬膜外記錄不能反映缺血敏感的脊髓運動神經(jīng)元的功能狀態(tài)[12]，且當脊髓腔內(nèi)組織黏連嚴重時，脊髓硬膜外監(jiān)測記錄的電極放置難度加大[13]，故而目前術(shù)中多采用骨骼肌肌肉表面記錄。拇短展肌和第一跖骨肌可以作為采集上肢信號的靶肌肉[14]，而對于下肢，Jankowska等[15]采用拇展肌進行電流信號采集，也有學(xué)者采用脛前肌。另外，周暉等[16]研究證實了頭皮電刺激記錄到的脊髓運動誘發(fā)電位。

4 MEP監(jiān)測的指標、預(yù)警標準及干預(yù)措施

MEPs的監(jiān)測指標主要為D波的潛伏期和波幅，潛伏期與神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)速度有關(guān)，主要反映被測試者的感覺或運動系統(tǒng)有髓纖維的傳導(dǎo)功能。波幅與神經(jīng)元的數(shù)量和同步性有關(guān)，主要反映感覺或運動系統(tǒng)受損后引起同步放電神經(jīng)元的數(shù)目多少，是神經(jīng)元發(fā)生病理學(xué)改變早期最敏感的指標之一。傳統(tǒng)的預(yù)警標準為波幅較術(shù)前基線下降50%，下降越多，運動功能損害越明顯。Morota[17]等報道，雖然D波波幅下降50%可作為預(yù)警標準，但波形的完全消失才是預(yù)測術(shù)后功能狀態(tài)更為準確的指標。近年來，Tanaka[18]等認為采用經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位監(jiān)測時，波幅較術(shù)前基線下降70%是最合適的預(yù)警標準。Liu等[19]報道波幅下降75%或許是造成嚴重面癱的預(yù)警標準。莊乾宇等[20]的回顧性研究也證明了波幅下降80%作為運動誘發(fā)電位預(yù)警標準最合適。由于經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位(transcranial electric stimulation motor evoked potentials，TES-MEPs)存在不穩(wěn)定性和多向性，目前尚無公認、統(tǒng)一的預(yù)警標準[21]，而陳裕光等[22]采用“全或無”作為術(shù)中預(yù)警標準，這一預(yù)警標準目前在脊柱脊髓術(shù)中應(yīng)用較普遍。

5 MEP術(shù)中監(jiān)測的主要影響因素及應(yīng)對措施

5.1 麻醉方式及藥物 脊柱脊髓手術(shù)中，麻醉藥物對MEP監(jiān)測的準確性存在明顯影響。肌松藥物主要作用于神經(jīng)肌肉接頭處，當記錄肌源性MEP時，一些學(xué)者[23-24]建議進行誘導(dǎo)插管后應(yīng)不再使用肌松藥物，插管后單次追加肌松藥物會導(dǎo)致MEP電位消失。吸入麻醉藥易在運動皮層、脊髓前角及神經(jīng)肌肉接頭等處抑制MEP的興奮性傳導(dǎo)，導(dǎo)致波幅下降，潛伏期延長，當達到一定麻醉深度后能產(chǎn)生肌松作用[25]。部分學(xué)者[26-27]認為當吸入麻醉濃度低于一定值時，MEP的監(jiān)測波幅不受影響。此外，使用吸入麻醉的MEP假陽性率高于全靜脈麻醉[28]，不同的麻醉藥物對MEP也存在影響，鄭瑞峰等[29]發(fā)現(xiàn)，術(shù)中丙泊酚聯(lián)合七氟醚對MEP電位的影響更小，且術(shù)后蘇醒時間更短，適用于脊柱脊髓手術(shù)。綜上所述，使用MEP監(jiān)測時，盡量使用對其影響較小的藥物，減小吸入麻醉藥物的濃度，或使用全靜脈麻醉，以提高MEP檢測的準確性。

5.2 手術(shù)操作因素 脊柱脊髓手術(shù)中，椎弓根螺釘?shù)闹踩搿⒔毓浅C形、神經(jīng)根管減壓等高危操作均可能對脊髓牽拉、觸碰、扭轉(zhuǎn)或者是對脊髓血供造成影響，導(dǎo)致脊髓損傷，從而導(dǎo)致MEP波幅和潛伏期的變化。術(shù)中應(yīng)做到操作仔細、輕柔，出現(xiàn)MEP波幅及潛伏期變化的情況時應(yīng)停止手術(shù)操作，逐步排除引起MEP電位變化的原因，待MEP恢復(fù)正常后繼續(xù)手術(shù)操作。而與手術(shù)進程無關(guān)的難以解釋的MEP信號改變，可以繼續(xù)密切觀察[30]。

5.3 體溫及血壓 體溫及血壓對MEP的監(jiān)測也存在一定的影響。體溫降低可導(dǎo)致傳導(dǎo)速度降低，引起MEP波幅降低和潛伏期延長。術(shù)中使用溫水沖洗手術(shù)視野可促進信號的恢復(fù)[31]。Sloan等[32]報道低血壓可降低MEP的信號，使用少量血管升壓藥物可促進MEP信號恢復(fù)。除此之外，還可以通過術(shù)中輸血、補液及改變體位等恢復(fù)血容量，從而減少血流動力學(xué)對MEP監(jiān)測的影響。

6 MEP在術(shù)中監(jiān)測使用的安全性

MEP術(shù)中監(jiān)測使用需要考慮的安全問題包括：刺激強度的危險性和硬膜外電極的禁忌證及并發(fā)癥等。MacDonald報道了高強度刺激電極的電流絕大多數(shù)未穿透顱骨，從而證明了經(jīng)顱電刺激監(jiān)測的安全性。經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位監(jiān)測的不良反應(yīng)包括：高強度電流傳導(dǎo)而造成的舌頭和嘴唇破裂、下頜骨骨折等，在患者口腔內(nèi)放置紗布卷，可避免或減少上述不良反應(yīng)的發(fā)生。而經(jīng)顱電刺激的禁忌證包括：顱骨內(nèi)存在金屬物質(zhì)、顱骨骨折或者顱骨缺損者，當患者有心臟起搏器等電裝置植入手術(shù)史時，應(yīng)禁忌行TES監(jiān)測。

7 MEP術(shù)中監(jiān)測的應(yīng)用

MEP監(jiān)測主要運用于脊柱側(cè)彎矯形、髓內(nèi)腫瘤、脊柱骨折及脊柱結(jié)核等脊柱脊髓手術(shù)。與SEP相比，MEP具有如下優(yōu)點[33]：能反映脊髓運動通路功能障礙；敏感性高，可靈敏反映脊髓缺血、牽拉、皺縮及局部操作對脊髓神經(jīng)功能的影響。MEP在脊柱脊髓手術(shù)過程中能實時動態(tài)地監(jiān)測脊髓前角運動通路的完整性及對術(shù)后運動功能做出預(yù)測。Hilibrand等[34]的研究報道證實MEP監(jiān)測的敏感性高達100%。Costa等[35]的研究證明MEP對脊髓缺血較SEP更加敏感；Schwartz等[36]研究也證實了SEPs報警時間平均落后MEP 5min。但有學(xué)者的研究證實MEP術(shù)中監(jiān)測仍存在一定的缺點[37]，從而導(dǎo)致MEP術(shù)中監(jiān)測特異性偏低和假陽性率偏高。Kim等[38]研究顯示MEP術(shù)中監(jiān)測特異性為90%，假陽性率為9.8%。Schwartz等[36]報道1 121例特發(fā)性脊柱側(cè)凸畸形矯形術(shù)中，SEP波幅下降43%時，MEP波幅下降65%術(shù)后仍有運動功能障礙的發(fā)生。雖然MEP具有較高的敏感性，但也不能對復(fù)雜而協(xié)調(diào)的運功功能損傷進行探查[39-40]。

8 總結(jié)與展望

脊柱脊髓術(shù)后運動傳導(dǎo)通路的損傷是其嚴重的并發(fā)癥之一，傳統(tǒng)使用的“喚醒實驗”不能客觀實時地對脊髓運動功能進行評估，不能做到連續(xù)性的監(jiān)測，且對麻醉醫(yī)師也是一種挑戰(zhàn)，目前已逐漸被MEP所取代。術(shù)中可通過MEP波幅及潛伏期的變化對脊髓運動功能做出判斷，從而及時調(diào)整方案，減少術(shù)后運動功能障礙的發(fā)生率。但目前對MEP術(shù)中監(jiān)測仍無統(tǒng)一的預(yù)警標準，MEP受多種因素的干擾而影響其準確性，以及存在一定的假陽性率等問題，仍需進行深入研究，尋找合適的預(yù)警標準，盡量排除或減少影響監(jiān)測結(jié)果的相關(guān)因素，減少假陽性率的發(fā)生，相信在不久的將來，MEP將成為脊柱脊髓術(shù)中的脊髓功能監(jiān)測相對理想的手段。

[1]翟鋒，欒國明.胚胎發(fā)育不良性神經(jīng)上皮腫瘤的診斷和外科治療[J].中國微侵襲神經(jīng)外科雜志，2010，15(2)：52-54.

[2]蔣佩龍，貢志剛，呂丙波，等.誘發(fā)電位監(jiān)測技術(shù)在腦干及其附近腫瘤手術(shù)中的應(yīng)用[J].中國微侵襲神經(jīng)外科雜志，2010，20(1)：18-20.

[3]宋啟民，楊衛(wèi)忠，陳春美，等.DNEPs在缺血性脊髓損傷手術(shù)中的變化及其意義[J].國際神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)雜志，2009，36(6)：487-491.

[4]Nair MN，Ramakrishna R，Slimp J，et al.Left iliac artery injury during anterior lumbar spine surgery diagnosed by intraoperative neurophysiological monitoring[J].Eur Spine，2010，19(2)：203-205.

[5]Sabbagh AJ，Al-Yamany M， Bunyan RF.Neuroanesthesia management of neurosurgery of brain stem tumor requiring neurophysiology monitoring in an MRI OT seting[J].Anaesth，2009，3(2)：91-93.

[6]Penfield W，Boklrey E.somatic motor and sensory representation in the cerebral cortex of man as studied by electrical stimulation[J].Brain，1937，60(4)：339-443.

[7]Paton HD，Amassian VE.Single and multiple unit analysis of cortical stage of pyramidal tract activation[J].J Neurophysiol，1954，17(4)：345-363.

[8]Levy WJ，York DH，Mcgaffrey M.Motor evoked potentials from transcranial stimulation of the motor corter in humans[J].Neurosurgery，1984，15(3)：287-302.

[9]Barker AT，F(xiàn)reeston IL，Jalinous R，et al.Magnetic stimulation of the human brain andperipheral nervous system：An introduction and the results of an initial clinical evaluation[J].Neurosurgery，1987，20(1)：100-109.

[10]Edonds HL Jr，Paloheiom MP，Backman MH，et al.Transcraniam agneticmotor evoked potential forfunctional monitoring of motor pathways during scoliosis surgery[J].Spine，1989，14(7)：683-686.

[11]Taniguchi M，Cedzich C，Schramm J.Modification of cortical stimu-lation for motor evoked potentials under general anesthesia：techni-cal description[J].Neurosurgery，1993，32(2)：219-226.

[12]宋啟民，楊衛(wèi)忠，陳春美，等.術(shù)中運動誘發(fā)電位監(jiān)測對脊髓功能完整性的保護作用[J].國際神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科雜志，2010，37(4)：374-376.

[13]蔡思逸，李書綱，邱貴興，等.脊柱手術(shù)中關(guān)于運動傳導(dǎo)束的術(shù)中神經(jīng)電生理學(xué)監(jiān)測[J].中國骨與關(guān)節(jié)外科，2012，5(2)：173-178.

[14]Taniguchi M，Cedzich C，Schramm J.Modification of cortical stimulation for motor evoked potentials under general anesthesia：technical description[J].neurosurgery，1993，32(2)：219-226.

[15]Jankowska E，Padel Y，Tanaka R.Projections of pyramidal tract to cells to alpha-motoneurons innervating hind limb muscles in the monkey[J].J Physiol，1975，249(3)：637-667.

[16]周暉，趙瑛，周曉聞，等.脊髓運動誘發(fā)電位監(jiān)測在手術(shù)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志，2008，8(4)：306-309.

[17]Morota N，Deletis V，Constantini S，et al.The role of motor evokes potential during surgery for intramedullar sypinal cord tumors[J].Neurosurgery，1997，41(6)：1327-1336.

[18]Tanaka S，Tashiro T，Gomi A，et al.Sensitivity and specificity in transcranial motor-evoked patential monitoring during neurosurgical opreations[J].Surg Neurol Int，2011，2(1)：111-113.

[19]Liu BY，Tian YJ，Liu W，et al.Intraoperative facial motor evoked potentials monitoring with transcranial electrical stimulation for preservation of facial nerve function in patients with large acoustic neuroma[J].ChinMedJ(Engl)，2007，120(4)：323-325.

[20]莊乾宇，王樹杰，仉建國，等.經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位監(jiān)測標準化方案在1543例脊柱畸形矯形手術(shù)中的應(yīng)用[J].中華骨與關(guān)節(jié)外科雜志，2015，8(1)：27-31.

[21]Schwartz DM，Auerbach JD，Dormans JP，et al.Neurophysiological detection of impending spinal cord injury during scoliosis surgery[J].J Bone Joint Surg(Am)，2007， 89(11)：2440-2449.

[22]陳裕光，萬勇，鄭召民， 等.脊柱側(cè)凸手術(shù)中TES-MEP、CSEP陽性與手術(shù)操作相關(guān)原因分析[J].脊柱外科雜志，2010，8(2)：86-89.

[23]Kim WH，Lee JJ，Lee SM，et al.Comparison of motor evoked potentials monitoring in response to transcranial electrical stimulation in subjects undergoing neurosurgery with partial vs no neuromuscular block[J].Br J Anaesthesia，2013，110(4) 567-576.

[24]Choi I，Hyun SJ，Kang JK，et al.Combined muscle motor and somatoseneory evoked potentials for intramedullary spinal cord tumour surgery[J].Yonsei Med J，2014，55(4)：1063-1071.

[25]石磊，鄧忠良.肌電圖監(jiān)測在腰椎手術(shù)中的應(yīng)用[J].重慶醫(yī)學(xué)，2013，42(28)：3450-3452.

[26]張玉龍，角述蘭.運動誘發(fā)電位與麻醉的研究進展[J].臨床麻醉學(xué)雜志，2013，29(7)：718-720.

[27]王凌雁，竇云凌，張恒.部分神經(jīng)肌肉阻滯及不同麻醉深度對經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位的影響[J].中華神經(jīng)外科雜志，2011，27(8)：828-831.

[28]Tamkus AA，Rice KS，Kim HL.Differential rates of falsepositive findings in transcranial electric motor evoked potential monitoring when using inhalational anesthesia versus total intravenous anesthesia during spine surgeries[J].Spine J，2014，14(8)：1440-1446.

[29]鄭瑞峰，趙秋華.不同麻醉方式對脊柱側(cè)彎矯形術(shù)患者循環(huán)及神經(jīng)功能的影響[J].臨床誤診誤治，2016，29(3)：67-70.

[30]莊乾宇，王樹杰，仉建國，等.經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位監(jiān)測標準化方案在1543 例脊柱畸形矯形手術(shù)中的應(yīng)用[J].中華骨與關(guān)節(jié)外科雜志，2015，8(1)：27-31.

[31]Sakamoto T，Kawaguchi M，Kakimoto M，et al.The effect of hypothermia on myogenic motor-evoked potentials to electrical stimulation with a single pulse and a train of pulses under propofol/ketamine/fentanyl anesthesia in rabbits[J].Anesth Analg，2003，96(6)：1692-1697.

[32]Sloan T，Heyer EJ.Anesthesia for intraoperative neurophysiologic monitoring of the spinal cord[J].J Clin neurophysiol，2007，24(1)：39-43.

[33]劉新宇，王芳，原所茂，等.皮層體感誘發(fā)電位及經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位聯(lián)合監(jiān)護在脊柱畸形矯正術(shù)中的應(yīng)用[J].中國脊柱脊髓雜志，2011，21(3)：212-215.

[34]Hilibrand AS，Schwartz DM，Sethuraman V，et al.Compari-son of transcranial electric motor and somatosensory evoked potential monitoring during cervical spine surgery[J].J Bone Joint Surg(Am)，2004，86(6)：1248-1253.

[35]Costa P，Bruno A，Bonzanino M，et al.So-matosensory-and motor-evoked potential monitoring during spine and spinal cord surgery[J].Spinal Cord，2007，45(1)：86-91.

[36]Schwartz DM，Auerbach JD，Dormans JP，et al.Neurophysiological detection of impending spinal cord injury during scoliosis surgery[J].J Bone Joint Surg(Am)，2007，89(11)：2440-2449.

[37]Schwartz DM，Sestokas AK，Dormans JP，et al.Transcranial electric motor evoked potential monitoring during spine surgery：Is it safe[J].Spine，2011，36(13)：1046-1049.

[38]Kim DH，Zaremski J，Kwon B，et al.Risk factors for false positive transcranial motor evoked potential monitoring alerts during surgical treatment of cervical myelopathy[J].Spine，2007，32(26)：3041-3046.

[39]Leppanen RE.Intraoperative applications of the H-reflex and F-response：a tutorial[J].J Clin Monit Comput，2006，20(14)：267-304.

[40]Sloan TB，Janik D，Jameson L.Multimodality monitoring of the central nervous system using motor-evoked potentials[J].Curr Opin Anaesthesiol，2008，21(5)：560-564.

昆明醫(yī)科大學(xué)“十二五”校級重點建設(shè)學(xué)科(0105008)；*本文通訊作者：舒鈞

1008-5572(2017)02-0150-04

R681.5+3

A

2016-12-27

張潤垚(1990- )，男，研究生在讀，昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院創(chuàng)傷外科，650000。

張潤垚，王志華，任莉榮，等.運動誘發(fā)電位在脊柱脊髓手術(shù)中的應(yīng)用[J].實用骨科雜志，2017，23(2)：150-153.