術(shù)中直接電刺激運動誘發(fā)電位對腦干運動功能保護作用初探

陶曉蓉 王明然 王榮 李志保 樊星 張力偉 喬慧

腦干占位性病變特別是膠質(zhì)瘤，由于與鄰近腦組織界限不清，手術(shù)切除過程中可能造成腦神經(jīng)核團和皮質(zhì)脊髓束（CST）的牽拉損傷，易導致術(shù)后新發(fā)功能障礙［1］。術(shù)中直接電刺激運動誘發(fā)電位（DES?MEP）通過直接電刺激中央前回和皮質(zhì)脊髓束，記錄遠端復合肌肉動作電位（CMAP），以監(jiān)測運動神經(jīng)傳導通路功能，用于指導腦功能區(qū)腫瘤的切除已成為國內(nèi)外共識，但仍缺乏術(shù)中DES?MEP評估腦干運動功能的研究。首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科近3年來共收治136例腦干腫瘤患者，通過術(shù)中常規(guī)電生理監(jiān)測或常規(guī)電生理監(jiān)測聯(lián)合DES?MEP監(jiān)測，結(jié)合運動功能評價對DES?MEP監(jiān)測技術(shù)在腦干腫瘤切除手術(shù)中的應(yīng)用價值進行初步探討。

對象與方法

一、研究對象

1.納入與排除標準 （1）術(shù)前經(jīng)頭部MRI證實為腦干腫瘤且累及皮質(zhì)脊髓束，行腦干腫瘤切除術(shù)。（2）術(shù)中行電生理監(jiān)測。（3）年齡5～ 65 歲。（4）術(shù)前四肢Lovett肌力分級≥3級。（5）排除既往有癲病史、顱內(nèi)植入物等不宜行經(jīng)顱電刺激患者，以及術(shù)前四肢Lovett肌力分級＜3級或存在語言障礙無法配合肌力評價的患者。

2.一般資料 選擇2017年1月至2020年5月在我院神經(jīng)外科行腦干腫瘤切除術(shù)的患者共136例，男性72例，女性64例；年齡5～65歲，中位年齡26.50（15.00，38.75）歲；病程1～72 個月，中位病程為3（2，7）個月。術(shù)前頭部MRI顯示，腫瘤位于延髓37例（27.21%）、腦橋 58例（42.65%）、中腦 14例（10.29%）、腦橋和延髓21例（15.44%）、中腦和腦橋6例（4.41%）；其中手術(shù)全切除37例（27.21%）、近全切除74例（54.41%）、部分切除25例（18.38%）；術(shù)后病理分型為高級別（WHOⅢ～Ⅳ級）膠質(zhì)瘤62例（45.59%）、低級別（WHOⅠ～Ⅱ級）57例（41.91%），海綿狀血管瘤或其他類型腫瘤17例（12.50%）。根據(jù)術(shù)中皮質(zhì)脊髓束監(jiān)測方法，采用隨機數(shù)字表法隨機分為常規(guī)電生理監(jiān)測聯(lián)合神經(jīng)導航技術(shù)組（對照組，68例）和常規(guī)電生理監(jiān)測基礎(chǔ)上加用直接電刺激聯(lián)合神經(jīng)導航技術(shù)組（聯(lián)合監(jiān)測組，68例）。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05，表1），均衡可比。

二、研究方法

1.麻醉方案 患者仰臥位，氣管插管全身麻醉。以全憑靜脈麻醉（TIVA）藥物異丙酚2 mg/kg、舒芬太尼0.30 μg/kg和羅庫溴銨0.60 mg/kg作為麻醉誘導，予以瑞芬太尼2 μg/（kg·min）和異丙酚4～6 mg/（kg·h）進行維持，腦電雙頻指數(shù)（BIS）45～55。

2.術(shù)前MRI檢查 所有患者均于術(shù)前行MRI檢查，采用Philips Ingenia CX MRI掃描儀行DTI掃描以重建錐體束三維結(jié)構(gòu)，重復時間（TR）4000 ms、回波時間（TE）88 ms，翻轉(zhuǎn)角（FA）90°，掃描視野（FOV）218 mm×200 mm，矩 陣 80×85，激 勵 次 數(shù)（NEX）1次，b值 1000 s/mm2，層厚 2.50 mm、層間距為零，共60層，掃描時間405.50 s，范圍覆蓋全腦。同時聯(lián)合美國Medtronic公司生產(chǎn)的神經(jīng)導航系統(tǒng)顯示腫瘤與錐體束及其周圍神經(jīng)纖維的三維解剖關(guān)系，通過導航工作站軟件StealthViz version 1.3.0.34將導航掃描序列與DTI序列自動融合，勾畫腫瘤輪廓，重建錐體束。

3.術(shù)中誘發(fā)電位監(jiān)測 采用美國Cadwell公司生產(chǎn)的Cascade誘發(fā)電位監(jiān)測儀行術(shù)中監(jiān)測。（1）對照組：行常規(guī)誘發(fā)電位監(jiān)測，包括經(jīng)顱電刺激運動誘發(fā)電位（TceMEP）、體感誘發(fā)電位（SEP）和腦干聽覺誘發(fā)電位（BAEP）。（2）聯(lián)合監(jiān)測組：術(shù)中行常規(guī)誘發(fā)電位與DES?MEP聯(lián)合監(jiān)測。DES?MEP監(jiān)測的刺激電極為手持單極電刺激器，與導航系統(tǒng)萬能注冊器相連接，以單極刺激器代替導航定位探針作為陰極、單極針電極（置于Fz）作為陽極；采取5～8個串的脈沖刺激，脈沖波寬為200 μs、間隔2 ms，刺激頻率500 Hz、強度為0.50～10 mA，自0.50 mA逐漸增加刺激強度直至引出復合肌肉動作電位，該刺激強度即為刺激閾值，以定位刺激點與腦干和皮質(zhì)脊髓束的位置關(guān)系。記錄電極為皮下針電極，上肢分別置于大魚際肌和小魚際肌、下肢置于展肌；濾波范圍為30～1500 Hz，信號分析時間為100 ms，靈敏度為50 μV至1 mV。

表1 聯(lián)合監(jiān)測組與對照組患者一般資料的比較Table 1. Comparison of general data between combined monitoring group and control group

4.評價指標 （1）運動功能：分別于術(shù)前和術(shù)后2周，采用Lovett肌力分級標準對患者左側(cè)和右側(cè)、上肢和下肢肌力進行評價。0級，無可見或僅感覺到肌肉收縮；1級，可觸及輕微肌肉收縮，但無關(guān)節(jié)活動；2級，可在消除重力的姿勢下做全關(guān)節(jié)活動范圍的運動；3級，可抗重力做全關(guān)節(jié)活動范圍的運動，但無法抗阻力；4級，可抗重力和一定的阻力做運動；5級，可抗重力和充分的阻力做運動。除肌力評價，尚須記錄四肢Lovett肌力分級最低值。根據(jù)手術(shù)前后肌力變化判斷是否存在新發(fā)運動障礙，與術(shù)前相比，術(shù)后2周肌力無下降或下降程度≤1級，則為無嚴重的新發(fā)運動障礙；術(shù)后2周肌力降低≥2級，為存在嚴重的新發(fā)運動障礙。（2）DES?MEP 與運動功能的關(guān)系：根據(jù)術(shù)中DES?MEP監(jiān)測結(jié)果和術(shù)后運動功能評價，定義DES?MEP監(jiān)測結(jié)果。真陽性，DES?MEP監(jiān)測呈陽性且無嚴重的新發(fā)運動障礙；假陽性，DES?MEP監(jiān)測陽性，但存在嚴重的新發(fā)運動障礙；真陰性，DES?MEP監(jiān)測呈陰性，且存在嚴重的新發(fā)運動障礙；假陰性，DES?MEP監(jiān)測呈陰性，但無嚴重的新發(fā)運動障礙。（3）DES?MEP預(yù)測術(shù)后嚴重的新發(fā)運動障礙：根據(jù)DES?MEP監(jiān)測結(jié)果，計算DES?MEP預(yù)測術(shù)后嚴重新發(fā)運動障礙的靈敏度與特異度、陽性預(yù)測值與陰性預(yù)測值、準確率。靈敏度=真陽性例數(shù)/（真陽性例數(shù)+假陰性例數(shù)）×100%，特異度=真陰性例數(shù)/（假陽性例數(shù)+真陰性例數(shù)）×100%，陽性預(yù)測值=真陽性例數(shù)/（真陽性例數(shù)+假陽性例數(shù)）×100%，陰性預(yù)測值=真陰性例數(shù)/（假陰性例數(shù)+真陰性例數(shù)），準確率=（真陽性例數(shù)+真陰性例數(shù)）/總例數(shù)×100%。

5.統(tǒng)計分析方法 采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。計數(shù)資料以相對數(shù)構(gòu)成比（%）或率（%）表示，采用χ2檢驗。呈非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)間距［M（P25，P75）］表示，采用Mann?WhitneyU檢驗。以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

術(shù)后2周，對照組46例（67.65%）患者無嚴重新發(fā)運動障礙、22例（32.35%）存在嚴重新發(fā)運動障礙，聯(lián)合監(jiān)測組57例（83.82%）無嚴重新發(fā)運動障礙、11例（16.18%）存在嚴重新發(fā)運動障礙，組間差異具有統(tǒng)計學意義（χ2=4.841，P=0.028）。

聯(lián)合監(jiān)測組48例（70.59%）患者于大魚際肌、小魚際肌或展肌記錄到DES?MEP波形，且波形與TceMEP波形相似，呈多相波（圖1）；20例（29.41%）未記錄到異常波形。根據(jù)術(shù)中DES?MEP監(jiān)測結(jié)果和術(shù)后運動功能評價，DES?MEP監(jiān)測真陽性44例、假陽性4例、真陰性7例、假陰性13例，其預(yù)測術(shù)后嚴重新發(fā)運動障礙的靈敏度為77.19%（44/57）、特異度7/11，陽性預(yù)測值91.67%（44/48）、陰性預(yù)測值35%（7/20），診斷準確率為75%（51/68，表2）。

圖1 女性患者，14歲。間歇性頭痛2年余、加重1個月，臨床診斷為腦干星形細胞瘤，行腦干腫瘤切除術(shù)。術(shù)中DES?MEP監(jiān)測分別于左側(cè)和右側(cè)大魚際肌、小魚際肌和展肌記錄到多相波，術(shù)后2周未見嚴重新發(fā)運動障礙Figure 1 A 14?year?old female patient with intermittent headache for more than 2 years and aggravating for 1 month,was clinically diagnosed as brainstem astrocytoma,and underwent resection of brainstem tumor.DES?MEP monitoring was performed during the operation.Multiphase waveforms were recorded in the left and right thenar muscles and musculi abductor hallucis respectively.No severe new dyskinesia occurred 2 weeks after operation.

討 論

腦干手術(shù)是神經(jīng)外科最具挑戰(zhàn)性的手術(shù)，具有較高的病殘率和病死率。腦干結(jié)構(gòu)復雜，其間穿行運動和感覺傳導通路，腦干手術(shù)存在增加術(shù)后神經(jīng)功能缺損的高風險［2］。皮質(zhì)脊髓束是腦干下行傳導纖維中最大的纖維束，其神經(jīng)元起源于皮質(zhì)中央前回及其他區(qū)域，下行穿過腦干在延髓形成錐體，并大部分交叉至對側(cè)，形成皮質(zhì)脊髓側(cè)束，最后止于脊髓前角；小部分在錐體未交叉的纖維則形成皮質(zhì)脊髓前束，在脊髓前索下行，同樣止于脊髓前角，其主要功能是支配骨骼肌并控制肢體隨意運動，是術(shù)中最需保護的白質(zhì)纖維束。如何在保護運動功能的前提下實現(xiàn)腫瘤的最大程度切除，仍是神經(jīng)外科的一大難題［3?4］。目前，神經(jīng)導航技術(shù)已廣泛應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)，基于術(shù)前MRI可以準確定位病變，精確實現(xiàn)白質(zhì)纖維束的可視化，并顯示病變與白質(zhì)纖維束的解剖關(guān)系，從而指導術(shù)前制定手術(shù)方案、確定手術(shù)切口和入路，以及術(shù)中避開重要解剖結(jié)構(gòu)，以免造成不必要的手術(shù)損傷［5］。但該項監(jiān)測技術(shù)不能實時反映運動功能，因此術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測仍是術(shù)中評價運動功能的“金標準”，指導神經(jīng)外科手術(shù)［3，6］。

目前，廣泛應(yīng)用于腦干腫瘤切除手術(shù)中的電生理監(jiān)測技術(shù)主要為腦干聽覺誘發(fā)電位、體感誘發(fā)電位、TceMEP［7］和腦干神經(jīng)核團 Mapping技術(shù)等的多模態(tài)聯(lián)合，可以較為全面地反映運動神經(jīng)核團的分布，以及皮質(zhì)脊髓束、皮質(zhì)延髓束等功能狀態(tài)，為術(shù)者清晰地展示病灶周圍重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)，從而降低手術(shù)病殘率。術(shù)中多模態(tài)神經(jīng)電生理監(jiān)測和現(xiàn)代影像學技術(shù)的發(fā)展及聯(lián)合應(yīng)用，為提高手術(shù)療效、減輕術(shù)后神經(jīng)功能缺損提供了有力支撐，但目前監(jiān)測方法對運動功能的保護仍存不確定性，需進一步研究改進［8］。有文獻報道，腦干聽覺誘發(fā)電位聯(lián)合體感誘發(fā)電位監(jiān)測腦干功能的陽性率僅為20%［9］，盡管TceMEP對評價皮質(zhì)脊髓束功能狀態(tài)和腦干缺血性損傷具有重要意義［10?11］，但其主要是通過監(jiān)測對側(cè)肢體復合肌肉動作電位以反映皮質(zhì)脊髓束完整性，這一神經(jīng)傳導通路經(jīng)過多突觸傳遞，極易受麻醉藥物特別是肌松藥的影響，波幅和潛伏期的變異性較大，與運動功能預(yù)后之間無線性相關(guān)關(guān)系［12］。在幕上腫瘤手術(shù)過程中，TceMEP的預(yù)警標準是復合肌肉動作電位波幅降低50%，而脊髓手術(shù)中波幅消失方需術(shù)者的高度警惕，由此可見，尚缺乏統(tǒng)一的腦干手術(shù)預(yù)警標準［13］。同時，TceMEP所誘發(fā)的穩(wěn)定的復合肌肉動作電位所需刺激強度較高，術(shù)中易引發(fā)患者體動，進而增加手術(shù)風險。因此，腦干腫瘤手術(shù)亟需一種安全、高效的術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測技術(shù)，用于評估和保護患者運動功能，彌補現(xiàn)階段術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測技術(shù)在皮質(zhì)脊髓束功能保護方面的不足。DES?MEP可在降低假陰性率的同時，精準提供與運動傳導束之間距離等信息，對于確定病灶切除范圍具有重要意義，是一種比TceMEP更加安全、有效的保護運動功能的監(jiān)測技術(shù)。本研究結(jié)果顯示，聯(lián)合監(jiān)測組患者術(shù)后2周出現(xiàn)嚴重新發(fā)運動障礙（Lovett肌力分級降低≥2級）的比例為16.17%（11/68），低于常規(guī)電生理監(jiān)測組的32.35%（22/68），結(jié)果表明術(shù)中常規(guī)電生理監(jiān)測聯(lián)合DES?MEP監(jiān)測可以有效降低術(shù)后嚴重新發(fā)運動障礙的發(fā)生。

表2 DES?MEP監(jiān)測結(jié)果預(yù)測術(shù)后嚴重新發(fā)運動障礙的靈敏度和特異度分析（例）Table 2. Sensitivity and specificity ofDES?MEP monitoring results in predicting postoperative severe new dyskinesia(case)

本研究聯(lián)合監(jiān)測組有48例（70.59%）患者于大魚際肌、小魚際肌和展肌記錄到DES?MEP波形，其中44例術(shù)后2周未出現(xiàn)嚴重的新發(fā)運動障礙，DES?MEP監(jiān)測陽性預(yù)測值為91.67%（44/48），提示術(shù)中DES?MEP監(jiān)測呈陽性對術(shù)后運動功能有較好的預(yù)測價值；其余4例術(shù)后發(fā)生嚴重的新發(fā)運動障礙，推測可能是由于刺激位點鄰近皮質(zhì)脊髓束。Prabhu等［14］發(fā)現(xiàn)，刺激電極距離皮質(zhì)脊髓束＜5 mm時，可加重神經(jīng)功能障礙。Cedzich等［15］于顳葉致灶切除術(shù)后首次以2～10 mA的單極電刺激直接刺激腦干誘發(fā)出運動誘發(fā)電位，因此認為，DES?MEP誘發(fā)腦干運動誘發(fā)電位的刺激強度（2～10 mA）低于皮質(zhì)運動誘發(fā)電位（5～18 mA），推測可能與腦干運動傳導神經(jīng)更加局限有關(guān)。本研究是否存在因刺激位點距離皮質(zhì)脊髓束過近或刺激強度過大而引發(fā)運動功能缺失的現(xiàn)象？尚待進一步研究加以驗證。本研究聯(lián)合監(jiān)測組有20例（29.41%）患者未記錄到DES?MEP波形，其中13例術(shù)后2周未出現(xiàn)嚴重的新發(fā)運動障礙，推測可能是由于刺激位點距離皮質(zhì)脊髓束較遠［1］，未損傷運動功能；其余7例術(shù)后發(fā)生嚴重的新發(fā)運動障礙，DES?MEP監(jiān)測的陰性預(yù)測值為35%（7/20）。本研究結(jié)果提示，DES?MEP監(jiān)測的陽性結(jié)果對術(shù)后運動功能的預(yù)測價值高于陰性結(jié)果。

DES?MEP刺激強度是否與刺激部位和傳導束之間的距離存在線性相關(guān)關(guān)系，尚存爭議，主要是由于不同研究之間測量方法和統(tǒng)計分析方法不盡相同［16］，這也是本研究的局限性，今后尚待對腦干DES?MEP的最佳刺激模式進行深入研究。

綜上所述，腦干腫瘤手術(shù)中聯(lián)合應(yīng)用常規(guī)電生理監(jiān)測和DES?MEP監(jiān)測，可以實現(xiàn)對腦干運動功能的保護，彌補現(xiàn)階段術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測技術(shù)在皮質(zhì)脊髓束功能保護方面的不足。

利益沖突 無