運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位在脊柱脊髓手術(shù)中的應(yīng)用

張潤(rùn)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(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位在脊柱脊髓手術(shù)中的應(yīng)用

張潤(rùn)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(duì)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(shí)驗(yàn)”對(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行初略評(píng)估，該實(shí)驗(yàn)不能客觀、實(shí)時(shí)地對(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行評(píng)估，不能做到連續(xù)性的監(jiān)測(cè)，已逐漸被淘汰。為解決這一難題，術(shù)中脊髓功能監(jiān)測(cè)應(yīng)運(yùn)而生。脊髓功能監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是指神經(jīng)電生理術(shù)中監(jiān)測(cè)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(cè)技術(shù)有運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motor evoked potentials，MEP)、體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potentials，SEP)，鑒于SEP對(duì)運(yùn)動(dòng)功能監(jiān)測(cè)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(cè)手段。

1 MEP的原理

當(dāng)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(xì)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(gè)位點(diǎn)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(cè)的脊髓MEP和肌肉MEP。前者被認(rèn)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(cè)的指標(biāo)。當(dāng)脊柱脊髓術(shù)中出現(xiàn)波幅及潛伏期超過或者低于警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)動(dòng)皮層，可觸發(fā)面部肌肉及肢體的運(yùn)動(dòng)，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(cè)使用。Patton等[7]于1954年通過單一點(diǎn)刺激猴子的運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)后發(fā)現(xiàn)一些下行的皮質(zhì)脊髓束沖動(dòng)排放，該報(bào)道成為運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測(cè)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(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位，該原理即為MEP的基本原理。1984年，Levy等[8]報(bào)道了將一電極板放置于頭皮運(yùn)動(dòng)區(qū)作為陽極，硬腭作為陰極，施加一定強(qiáng)度、時(shí)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(dòng)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(yùn)動(dòng)電位，而且是無痛的。1989年Edmonds[10]等首次報(bào)道了應(yīng)用經(jīng)顱磁刺激運(yùn)動(dòng)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(hù)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(gè)電脈沖直接刺激麻醉狀態(tài)下人的運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，得到了肌源性的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的功能狀態(tài)[12]，且當(dāng)脊髓腔內(nèi)組織黏連嚴(yán)重時(shí)，脊髓硬膜外監(jiān)測(cè)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(hào)的靶肌肉[14]，而對(duì)于下肢，Jankowska等[15]采用拇展肌進(jìn)行電流信號(hào)采集，也有學(xué)者采用脛前肌。另外，周暉等[16]研究證實(shí)了頭皮電刺激記錄到的脊髓運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位。

4 MEP監(jiān)測(cè)的指標(biāo)、預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)及干預(yù)措施

MEPs的監(jiān)測(cè)指標(biāo)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(cè)試者的感覺或運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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?cè)缙谧蠲舾械闹笜?biāo)之一。傳統(tǒng)的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)為波幅較術(shù)前基線下降50%，下降越多，運(yùn)動(dòng)功能損害越明顯。Morota[17]等報(bào)道，雖然D波波幅下降50%可作為預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，但波形的完全消失才是預(yù)測(cè)術(shù)后功能狀態(tài)更為準(zhǔn)確的指標(biāo)。近年來，Tanaka[18]等認(rèn)為采用經(jīng)顱電刺激運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測(cè)時(shí)，波幅較術(shù)前基線下降70%是最合適的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。Liu等[19]報(bào)道波幅下降75%或許是造成嚴(yán)重面癱的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。莊乾宇等[20]的回顧性研究也證明了波幅下降80%作為運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)最合適。由于經(jīng)顱電刺激運(yùn)動(dòng)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(rèn)、統(tǒng)一的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)[21]，而陳裕光等[22]采用“全或無”作為術(shù)中預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，這一預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)目前在脊柱脊髓術(shù)中應(yīng)用較普遍。

5 MEP術(shù)中監(jiān)測(cè)的主要影響因素及應(yīng)對(duì)措施

5.1 麻醉方式及藥物 脊柱脊髓手術(shù)中，麻醉藥物對(duì)MEP監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)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(dāng)記錄肌源性MEP時(shí)，一些學(xué)者[23-24]建議進(jìn)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(huì)導(dǎo)致MEP電位消失。吸入麻醉藥易在運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)，當(dāng)達(dá)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(rèn)為當(dāng)吸入麻醉濃度低于一定值時(shí)，MEP的監(jiān)測(cè)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(duì)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(duì)MEP電位的影響更小，且術(shù)后蘇醒時(shí)間更短，適用于脊柱脊髓手術(shù)。綜上所述，使用MEP監(jiān)測(cè)時(shí)，盡量使用對(duì)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M(jìn)EP檢測(cè)的準(zhǔn)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?、截骨矯形、神經(jīng)根管減壓等高危操作均可能對(duì)脊髓牽拉、觸碰、扭轉(zhuǎn)或者是對(duì)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(xì)、輕柔，出現(xiàn)MEP波幅及潛伏期變化的情況時(shí)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(jìn)程無關(guān)的難以解釋的MEP信號(hào)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(duì)MEP的監(jiān)測(cè)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(zhǎng)。術(shù)中使用溫水沖洗手術(shù)視野可促進(jìn)信號(hào)的恢復(fù)[31]。Sloan等[32]報(bào)道低血壓可降低MEP的信號(hào)，使用少量血管升壓藥物可促進(jìn)MEP信號(hào)恢復(fù)。除此之外，還可以通過術(shù)中輸血、補(bǔ)液及改變體位等恢復(fù)血容量，從而減少血流動(dòng)力學(xué)對(duì)MEP監(jiān)測(cè)的影響。

6 MEP在術(shù)中監(jiān)測(cè)使用的安全性

MEP術(shù)中監(jiān)測(cè)使用需要考慮的安全問題包括：刺激強(qiáng)度的危險(xiǎn)性和硬膜外電極的禁忌證及并發(fā)癥等。MacDonald報(bào)道了高強(qiáng)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(cè)的安全性。經(jīng)顱電刺激運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測(cè)的不良反應(yīng)包括：高強(qiáng)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(dāng)患者有心臟起搏器等電裝置植入手術(shù)史時(shí)，應(yīng)禁忌行TES監(jiān)測(cè)。

7 MEP術(shù)中監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

MEP監(jiān)測(cè)主要運(yùn)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(diǎn)[33]：能反映脊髓運(yùn)動(dòng)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(duì)脊髓神經(jīng)功能的影響。MEP在脊柱脊髓手術(shù)過程中能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)脊髓前角運(yùn)動(dòng)通路的完整性及對(duì)術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能做出預(yù)測(cè)。Hilibrand等[34]的研究報(bào)道證實(shí)MEP監(jiān)測(cè)的敏感性高達(dá)100%。Costa等[35]的研究證明MEP對(duì)脊髓缺血較SEP更加敏感；Schwartz等[36]研究也證實(shí)了SEPs報(bào)警時(shí)間平均落后MEP 5min。但有學(xué)者的研究證實(shí)MEP術(shù)中監(jiān)測(cè)仍存在一定的缺點(diǎn)[37]，從而導(dǎo)致MEP術(shù)中監(jiān)測(cè)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(cè)特異性為90%，假陽性率為9.8%。Schwartz等[36]報(bào)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(shí)，MEP波幅下降65%術(shù)后仍有運(yùn)動(dòng)功能障礙的發(fā)生。雖然MEP具有較高的敏感性，但也不能對(duì)復(fù)雜而協(xié)調(diào)的運(yùn)功功能損傷進(jìn)行探查[39-40]。

8 總結(jié)與展望

脊柱脊髓術(shù)后運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路的損傷是其嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，傳統(tǒng)使用的“喚醒實(shí)驗(yàn)”不能客觀實(shí)時(shí)地對(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行評(píng)估，不能做到連續(xù)性的監(jiān)測(cè)，且對(duì)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(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)功能做出判斷，從而及時(shí)調(diào)整方案，減少術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能障礙的發(fā)生率。但目前對(duì)MEP術(shù)中監(jiān)測(cè)仍無統(tǒng)一的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，MEP受多種因素的干擾而影響其準(zhǔn)確性，以及存在一定的假陽性率等問題，仍需進(jìn)行深入研究，尋找合適的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，盡量排除或減少影響監(jiān)測(cè)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(cè)相對(duì)理想的手段。

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昆明醫(yī)科大學(xué)“十二五”校級(jí)重點(diǎn)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(rùn)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(rùn)垚，王志華，任莉榮，等.運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位在脊柱脊髓手術(shù)中的應(yīng)用[J].實(shí)用骨科雜志，2017，23(2)：150-153.