多模式神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)在兒童腰椎滑脫后路復(fù)位融合固定手術(shù)中的應(yīng)用

馮 磊 張學(xué)軍 高景淳 郭 東 祁新禹 白云松 曹 雋 李承鑫 孫保勝

脊髓及神經(jīng)根損傷是脊柱手術(shù)常見并發(fā)癥之一，兒童腰椎滑脫后路復(fù)位融合固定手術(shù)中，矯形或神經(jīng)根減壓操作均有可能造成脊髓或神經(jīng)根損傷[1]。軀體感覺誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential，SEP)、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motor evoked potential，MEP)和自由肌電圖(free-run electromyogram，f-EMG)的多模式聯(lián)合監(jiān)測(cè)方式，有助于更全面地反映脊髓及神經(jīng)根的功能，提高監(jiān)測(cè)的敏感性和特異性。有研究表明，脊柱手術(shù)中神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生率為3%～4%[2]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，脊柱手術(shù)的并發(fā)癥發(fā)生率已降至0.5%～2%[3]。目前在全世界范圍內(nèi)，多模式神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)(multi-mode intraoperative neuromonitoring，MIOM)已被確定為脊柱手術(shù)的必備輔助手段[4]。本研究旨在分析MIOM監(jiān)測(cè)異常的原因，探討信號(hào)異常與術(shù)后并發(fā)癥的關(guān)系。

材料與方法

一、一般資料

選取2018年1月至2019年11月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院行腰椎滑脫后路復(fù)位融合固定手術(shù)的19例患者作為研究對(duì)象，其中男2例，女17例；平均年齡(9.1±2.7)歲；Ⅱ度滑脫7例，Ⅲ度滑脫12例。腰痛者15例，下肢疼痛者2例，因外傷行脊柱正側(cè)位片偶然發(fā)現(xiàn)者2例。術(shù)前已有下肢肌力下降或行腰椎滑脫術(shù)后內(nèi)固定調(diào)整者不納入此研究。

二、麻醉方式

手術(shù)采用全靜脈麻醉(total intravenous anesthesia，TIVA)，全程盡量避免吸入性麻醉藥的使用，以防對(duì)誘發(fā)電位波幅產(chǎn)生抑制作用。麻醉誘導(dǎo)時(shí)給予異丙酚3 mg/kg、瑞芬太尼1 μg/kg、維庫(kù)溴銨0.6 mg/kg、右旋美托咪定0.3 μg/kg，以及0.5 μg/kg舒芬太尼進(jìn)行氣管插管術(shù)；誘導(dǎo)結(jié)束后不再給予肌松藥。之后持續(xù)靜脈輸注芬太尼(0.25 g·kg-1·min-1)和異丙酚(6 mg·kg-1·h-1)維持麻醉。 異丙酚的用量為6～10 mg·kg-1·h-1，鎮(zhèn)靜深度監(jiān)測(cè)指標(biāo)使用腦電雙頻指數(shù)(bispectral index,BIS)，維持在40～60。瑞芬太尼的劑量調(diào)整為0.2～0.4 μg ·kg-1·min-1，以維持正常的血壓和心率。

三、手術(shù)方法

麻醉生效后，患者取俯臥位。切開皮膚、皮下組織，于雙側(cè)沿骨膜下剝離，顯露L5至S1椎板，橫突和棘突，進(jìn)一步剝離顯露其椎板及椎弓根解剖位置，L5、S1椎體置入椎弓根釘。用咬骨鉗去除L5椎板，顯露硬膜囊和神經(jīng)根，切除L5、S1間椎間盤至骨性終板，同時(shí)切除終板及部分S1椎體，確保其上方骨面平整。截取適當(dāng)長(zhǎng)度棒，預(yù)彎生理性腰椎前突及骶椎后凸，上棒后先擰緊雙側(cè)骶骨椎弓根釘螺栓，撤出腰部臥位墊，同時(shí)擰緊雙側(cè)提拉復(fù)位螺栓使滑脫逐漸復(fù)位，前方置入椎間融合器，融合器內(nèi)部和周圍植入自體骨促進(jìn)融合。加壓矯形，直至C形臂X線檢查提示脊柱冠狀面無側(cè)彎，矢狀面脊柱滑脫得到完全糾正，融合器位置良好。鎖緊所有內(nèi)固定裝置。

四、 監(jiān)測(cè)方法

手術(shù)過程采用美國(guó) Nicolet生產(chǎn)的Endeavor CR神經(jīng)電生理工作站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。頭部針電極定位依據(jù)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)10-20系統(tǒng)[5]。

1. SEP監(jiān)測(cè)：刺激電極使用表面電極，置于雙側(cè)脛后神經(jīng)，記錄電極為Cz，參考電極為Fz。采用方波刺激，刺激強(qiáng)度15～25 mA，頻率2.1～4.7 Hz，刺激間期0.1～0.2 ms，靈敏度1～5 μV，平均疊加200次。大腿處連接地線，連接電極并獲得基線。預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)為與基線相比，SEP波幅下降≥50%和(或)潛伏期延長(zhǎng)≥10%視為陽(yáng)性，考慮可能存在神經(jīng)功能損傷[6]。

2 .MEP監(jiān)測(cè)：刺激電極使用針電極，置于大腦運(yùn)動(dòng)皮層所對(duì)應(yīng)的C3、C4，記錄電極選擇雙下肢股四頭肌、脛前肌、趾長(zhǎng)伸肌和拇短展肌。采用方波刺激，刺激強(qiáng)度200～400 V，帶通濾波30～500 Hz，刺激間期200～500 μs，靈敏度50～500 μV。調(diào)節(jié)刺激參數(shù)時(shí)以能引出最佳波形的最小刺激強(qiáng)度為宜。陽(yáng)性判定標(biāo)準(zhǔn)為與基線相比，MEP波幅下降≥80%[7]。

3. f-EMG監(jiān)測(cè):根據(jù)患者的手術(shù)節(jié)段，選擇相應(yīng)及臨近神經(jīng)根支配的肌肉放置記錄針電極，即監(jiān)測(cè)下肢股四頭肌、脛前肌、趾長(zhǎng)伸肌和拇短展肌的肌電反應(yīng)。正常自由肌電圖呈直線。為靜息波形，如果出現(xiàn)任何形式的肌電反應(yīng)，均提示神經(jīng)根受到一定的激惹或損傷，而連續(xù)爆發(fā)性肌電反應(yīng)的出現(xiàn)則往往與神經(jīng)根受到持續(xù)的牽拉或者壓迫有關(guān)[8]。

結(jié) 果

19例患者術(shù)中均同時(shí)具備SEP、MEP及f-EMG三種監(jiān)測(cè)方式的信號(hào)，成功率100%。本組患者監(jiān)測(cè)過程中SEP與MEP波幅或潛伏期改變均未達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)后有17例(89.5%)恢復(fù)良好，腰腿痛等癥狀明顯緩解或消失，無神經(jīng)肌肉系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生；2例(10.5%)術(shù)中出現(xiàn)單側(cè)趾長(zhǎng)伸肌連續(xù)爆發(fā)性肌電反應(yīng)，經(jīng)提醒后暫停手術(shù)操作，肌電反應(yīng)明顯減少，繼續(xù)手術(shù)操作后，仍有成串、波幅較大的肌電反應(yīng)。及時(shí)進(jìn)行術(shù)中喚醒，其中1例肌力正常，探查發(fā)現(xiàn)神經(jīng)根結(jié)構(gòu)完整，但分離過程中牽拉時(shí)間較長(zhǎng)，盡量減少神經(jīng)根牽拉；另1例一側(cè)足背伸無力，肌力下降至4級(jí)，探查發(fā)現(xiàn)復(fù)位過程中椎間融合器對(duì)該側(cè)神經(jīng)根造成了卡壓，調(diào)整椎間融合器位置，確保神經(jīng)根無損傷，重新提拉復(fù)位。

直至手術(shù)結(jié)束，無一例再出現(xiàn)爆發(fā)性肌電反應(yīng)。2例術(shù)后出現(xiàn)一側(cè)下肢神經(jīng)灼性疼痛，肌力正常。下肢疼痛癥狀均在3個(gè)月內(nèi)消失，具體見表1。

討 論

腰椎滑脫(lumbar spondylolisthesis)是指由于先天性發(fā)育不良、創(chuàng)傷、勞損等原因造成相鄰椎體骨性連接異常而發(fā)生的上位椎體與下位椎體部分或全部滑移。該疾病由Kilian在1854年首次提出[9]。絕大多數(shù)兒童及青少年的腰椎滑脫是先天性的，即出生后就存在發(fā)育不良的骨性結(jié)構(gòu)，一旦開始行走，就會(huì)造成峽部的應(yīng)力增加，從而使峽部發(fā)生變化或骨折，進(jìn)一步造成滑脫部位的不穩(wěn)定和進(jìn)展。有文獻(xiàn)報(bào)道兒童腰椎滑脫的發(fā)病率為2.5%～3.5%，通常不表現(xiàn)出癥狀，少數(shù)因腰痛或者腿痛就診，常見于青春期快速發(fā)育階段[10]。腰痛通常為受累節(jié)段不穩(wěn)定所致，腿痛多與神經(jīng)根受刺激有關(guān)[11]。根據(jù)Meyerding分型，即根據(jù)L5椎體向前滑脫的距離與S1椎體頂部前后徑之比，可將腰椎滑脫分為5度：Ⅰ度為≤25%，Ⅱ度為25%～50%，Ⅲ度為50%～75%，Ⅳ度為≥75%，Ⅴ度為L(zhǎng)5椎體全部脫出，也稱之為椎體前移[12]?；摻鞘侵复怪庇邝竟呛缶壓蚅5上終板的線形成的角，滑脫角越大，進(jìn)展的可能性越大[13]。

表1 術(shù)中監(jiān)測(cè)方式及術(shù)后結(jié)果Table 1 Intraoperative monitoring modes and postoperative outcomes序號(hào)性別年齡臨床表現(xiàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)是否改變SEPMEPf-EMG術(shù)后并發(fā)癥1女8歲3個(gè)月腰痛否否否無2女9歲10個(gè)月腰痛否否否無3女8歲7個(gè)月無癥狀,偶然發(fā)現(xiàn)否否否無4女12歲9個(gè)月腰痛否否否無5女13歲8個(gè)月腰痛否否否無6女8歲4個(gè)月腿疼否否否無7女5歲3個(gè)月無癥狀,偶然發(fā)現(xiàn)否否否無8女7歲9個(gè)月腰痛否否否無9女9歲6個(gè)月腰痛否否是一側(cè)腿痛、肌力正常10女10歲11個(gè)月無癥狀,偶然發(fā)現(xiàn)否否否無11女9歲7個(gè)月腰痛否否否無12女12歲1個(gè)月腰痛否否否無13女11歲2個(gè)月腿疼否否否無14女5歲10個(gè)月腰痛否否否無15女4歲8個(gè)月腰痛否否否無16女4歲7個(gè)月腿疼否否否無17女11歲6個(gè)月無癥狀,偶然發(fā)現(xiàn)否否是一側(cè)腿痛、肌力正常18男13歲2個(gè)月無癥狀,偶然發(fā)現(xiàn)否否否無19男7歲2個(gè)月腰痛否否否無

發(fā)育不良性腰椎滑脫往往在兒童早期出現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生前滑脫時(shí)，部分可壓迫神經(jīng)根和潛在的馬尾神經(jīng)，且進(jìn)展較快，故通常應(yīng)積極采取手術(shù)治療。Sairyo等[14]認(rèn)為Ⅲ～Ⅳ度滑脫或有癥狀的Ⅱ度滑脫是融合手術(shù)適應(yīng)證，Ⅰ度和無癥狀的Ⅱ度滑脫采用保守治療。手術(shù)目的是將滑脫的椎體復(fù)位并將其與鄰近的椎體融合起來，徹底解除對(duì)脊髓和神經(jīng)根的壓迫[15]。鑒于手術(shù)損傷神經(jīng)根風(fēng)險(xiǎn)較大，因此術(shù)中要重點(diǎn)保護(hù)神經(jīng)根，同時(shí)兼顧脊髓功能的完整性。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)術(shù)中可能發(fā)生的神經(jīng)系統(tǒng)損傷并及時(shí)采取處理措施，本組患者術(shù)中采用了SEP、MEP、EMG三種監(jiān)測(cè)模式相結(jié)合的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

SEP、MEP及EMG均較易受吸入麻醉藥和肌松劑影響，通過影響神經(jīng)肌肉間的信號(hào)傳遞對(duì)其產(chǎn)生影響[16]。以上抑制作用在兒童中表現(xiàn)尤為明顯，故本研究中監(jiān)測(cè)人員在手術(shù)開始前就與麻醉醫(yī)生溝通，手術(shù)全程避免使用吸入性麻醉藥，并在誘導(dǎo)后不再使用肌松藥，保持合適的肌肉收縮性，BIS值維持在40～60 ，控制好麻醉深度，從而盡量避免術(shù)中監(jiān)測(cè)發(fā)生假陰性的結(jié)果。因麻醉后藥物的濃度尚不穩(wěn)定，且肌松藥的代謝需要一定時(shí)間，代謝過程中監(jiān)測(cè)的結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)假性好轉(zhuǎn)(如SEP波幅增高、MEP 從“無”到“有”的現(xiàn)象)[17]。因此本組患者均在顯露椎板及椎弓根后置入椎弓根釘前重新設(shè)置SEP、MEP基線。在進(jìn)行神經(jīng)根游離、提拉復(fù)位等關(guān)鍵步驟時(shí)，應(yīng)再次與麻醉師溝通，盡量維持恒定的肌肉收縮，以獲得重復(fù)性較好的信號(hào)。

SEP記錄的是脊髓后角上行感覺傳導(dǎo)功能，它反映了脊髓后1/3的功能，具有片面性，但具有不易受麻醉藥物影響、安全性高、易于操作等特點(diǎn)[18]。MEP記錄的是脊髓前角下行運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)功能，易受麻醉、血壓影響，但其具有特異性強(qiáng)、靈敏度高等特點(diǎn)，二者結(jié)合，可以共同保護(hù)脊髓功能的完整性[19]。本組中SEP、MEP波幅改變均未達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)后無感覺運(yùn)動(dòng)功能障礙。有研究表明，滑脫復(fù)位過程中，原本緊張的脊髓逐漸得到松弛，且手術(shù)節(jié)段椎管內(nèi)僅存馬尾神經(jīng)，故直接損傷脊髓風(fēng)險(xiǎn)不大，這也印證了本研究中均無明顯誘發(fā)電位波幅下降的原因[20]。

隨著滑脫程度的進(jìn)展，神經(jīng)根持續(xù)受到牽拉刺激，發(fā)生慢性損傷，但神經(jīng)根已逐漸適應(yīng)了新環(huán)境的改變[21]。此外，兒童神經(jīng)系統(tǒng)尚處于發(fā)育中，在滑脫手術(shù)過程中如操作不當(dāng)極易引起神經(jīng)根損傷。因此，該手術(shù)過程監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)在神經(jīng)根。EMG記錄的是特定神經(jīng)根支配的肌肉上得到的運(yùn)動(dòng)單位，與神經(jīng)受到牽拉、壓迫等刺激后出現(xiàn)去極化有關(guān)，記錄到的肌電反應(yīng)越多就越明顯，提示神經(jīng)受到的刺激強(qiáng)度越大，它可以在手術(shù)中持續(xù)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)神經(jīng)根的功能。

腰椎滑脫手術(shù)部位在L5、S1兩個(gè)椎體，最易損傷L5神經(jīng)根。本研究中2例術(shù)中一側(cè)趾長(zhǎng)伸肌發(fā)生連續(xù)暴發(fā)性肌電反應(yīng)，此類肌電反應(yīng)的出現(xiàn)提示與L5神經(jīng)根受到持續(xù)牽拉或者壓迫有關(guān)。經(jīng)提醒后暫停手術(shù)操作，肌電反應(yīng)明顯減少，繼續(xù)手術(shù)操作后，仍有成串、波幅較大的肌電反應(yīng)。及時(shí)進(jìn)行術(shù)中喚醒，其中1例患者肌力正常，探查發(fā)現(xiàn)L5神經(jīng)根結(jié)構(gòu)完整，但分離過程中牽拉時(shí)間較長(zhǎng)。另一例患者一側(cè)足背伸無力，肌力下降至4級(jí)，探查發(fā)現(xiàn)復(fù)位過程中椎間融合器對(duì)該側(cè)L5神經(jīng)根造成了卡壓，調(diào)整椎間融合器位置，確保神經(jīng)根無損傷，重新提拉復(fù)位。說明EMG對(duì)神經(jīng)根牽拉、擠壓等極其敏感，能及時(shí)精確地反映神經(jīng)根功能狀態(tài)。術(shù)后出現(xiàn)該側(cè)下肢神經(jīng)灼性疼痛，但肌力恢復(fù)正常，意味著支配該肌肉的神經(jīng)根發(fā)生輕度損害。由此可見，EMG在保護(hù)神經(jīng)根方面顯得尤為重要，它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)正在發(fā)生的損傷，提醒手術(shù)醫(yī)生采取措施來避免或者減少損傷。

術(shù)中造成神經(jīng)根損傷的常見原因有過度牽拉神經(jīng)根、減壓、椎弓根釘破入椎間孔內(nèi)、血壓降低、體溫降低和神經(jīng)根暴露時(shí)間過長(zhǎng)等[22]。本組中2例出現(xiàn)了趾長(zhǎng)伸肌異常肌電反應(yīng)，趾長(zhǎng)伸肌可以伸第二至五趾，控制足背伸、外翻，由L5神經(jīng)根支配，結(jié)合手術(shù)節(jié)段，推測(cè)發(fā)生了不同程度的L5神經(jīng)根損傷，故術(shù)中喚醒時(shí)出現(xiàn)足背伸無力等肌力下降癥狀。術(shù)后肌力恢復(fù)正常，下肢疼痛癥狀經(jīng)過一段時(shí)間能消失，說明這類損傷通常是可逆的。由此可見，EMG監(jiān)測(cè)能獲得損傷神經(jīng)根的預(yù)警作用，也和預(yù)后具有一定關(guān)系。兒童術(shù)后功能恢復(fù)快，一是與假陽(yáng)性有關(guān)，肌電反應(yīng)敏感，不一定和癥狀的嚴(yán)重程度成正比；二是與兒童本身處于生長(zhǎng)發(fā)育階段，神經(jīng)損傷修復(fù)快有關(guān)。

鑒于上述各監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)，多模式神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)。由于脊髓的運(yùn)動(dòng)和感覺傳導(dǎo)通路各自獨(dú)立，手術(shù)可以使感覺和運(yùn)動(dòng)功能單獨(dú)受損，SEP可以反映脊髓感覺傳導(dǎo)通路的完整性，MEP則對(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)功能是否損傷起預(yù)警作用。EMG在術(shù)中記錄到的肌肉電活動(dòng)直接反映了支配它的神經(jīng)根的功能狀態(tài)。三者聯(lián)合可以相互補(bǔ)充，給手術(shù)醫(yī)生提供神經(jīng)系統(tǒng)功能是否完好的全方位信息。尤其對(duì)于易損傷神經(jīng)根的腰椎滑脫矯正手術(shù)，則應(yīng)該更多地依靠EMG監(jiān)測(cè)結(jié)果。

但是，本研究也存在一些不足。首先沒有同時(shí)監(jiān)測(cè)上肢SEP、MEP進(jìn)行對(duì)照，對(duì)于麻醉、缺血、體溫等導(dǎo)致波幅下降難以區(qū)分，容易造成假陽(yáng)性，可以同時(shí)進(jìn)行TOF(Train of four,四個(gè)成串刺激)監(jiān)測(cè)，以減少上述非手術(shù)因素的干擾。其次，樣本量相對(duì)較少，且僅有2例陽(yáng)性，針對(duì)肌電反應(yīng)和預(yù)后的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

總之，針對(duì)兒童腰椎滑脫等腰骶部手術(shù)，考慮到術(shù)中可能損傷脊髓或者神經(jīng)根，采用三種監(jiān)測(cè)方法相結(jié)合的模式，既可以保護(hù)脊髓功能的完整性，又能及早發(fā)現(xiàn)神經(jīng)根損傷，同時(shí)對(duì)術(shù)后并發(fā)癥的預(yù)測(cè)也有初步的判斷，對(duì)兒童腰椎滑脫矯正手術(shù)的順利進(jìn)行提供了很好的輔助作用。